Màn hình tạo màu bằng hàng triệu điểm ảnh, mỗi điểm gồm ba điểm ảnh con đỏ, lục, lam; điều chỉnh độ sáng ba điểm con là ra mọi màu theo hệ cộng RGB. Màn hình LCD dùng một tấm đèn nền trắng và các kính lọc màu, còn màn hình OLED cho từng điểm ảnh con tự phát sáng. Đèn LED trắng trong nhà phần lớn là chip LED xanh lam phủ một lớp chất phát quang màu vàng, hai màu trộn lại cho ta cảm giác trắng.
Điểm ảnh: ba chấm sáng làm nên một màu
Nhìn màn hình điện thoại qua kính lúp, bạn sẽ thấy nó không phải một mặt phẳng màu liền mạch mà là lưới chấm li ti. Mỗi điểm ảnh (pixel) có ba điểm ảnh con: đỏ, lục, lam. Bật cả ba sáng tối đa thì điểm ảnh trắng, tắt cả ba thì đen, bật đỏ và lục thì vàng. Với 256 mức sáng cho mỗi điểm con, màn hình phổ thông hiện được khoảng 16,7 triệu tổ hợp màu (256 × 256 × 256). Màn hình cao cấp dùng 1.024 mức cho mỗi kênh, chuyển màu mượt hơn.
Các hãng sắp xếp điểm ảnh con theo nhiều kiểu khác nhau. Một số màn hình OLED dùng nhiều điểm lục hơn đỏ và lam, vì mắt người nhạy với lục nhất và điểm lục bền hơn.
LCD: đèn nền và kính lọc
Màn hình tinh thể lỏng (LCD) có nhiều lớp. Phía sau cùng là đèn nền, ngày nay thường là đèn LED trắng, chiếu sáng toàn bộ màn hình. Phía trước là lớp tinh thể lỏng nằm giữa hai tấm kính phân cực. Khi có điện áp, tinh thể lỏng xoay đi, cho nhiều hoặc ít ánh sáng lọt qua. Trên cùng là lớp kính lọc màu đỏ, lục, lam cho từng điểm con.
Vì đèn nền luôn bật, màu đen trên LCD không hoàn toàn đen; trong phòng tối, nền đen trông xám nhẹ. Một phần lớn ánh sáng đèn nền bị kính phân cực và kính lọc chặn lại, nên LCD tốn điện cho đèn nền kể cả khi hiện nội dung tối.
OLED: mỗi điểm tự phát sáng
Ở màn hình OLED, mỗi điểm ảnh con là một đi-ốt phát quang hữu cơ, tự phát ánh sáng màu khi có dòng điện. Không cần đèn nền, nên điểm nào tắt là đen tuyệt đối. Ưu điểm: độ tương phản rất cao, màu rực, màn hình mỏng. Nhược điểm thường được nhắc: các chất phát sáng có thể già đi không đều theo thời gian, khiến hình ảnh tĩnh hiển thị quá lâu để lại vết mờ.
| Đặc điểm | LCD | OLED |
|---|---|---|
| Nguồn sáng | Đèn nền chung | Từng điểm ảnh tự phát sáng |
| Màu đen | Đen hơi xám | Đen tuyệt đối |
| Tiêu thụ điện khi nền tối | Gần như không giảm | Giảm đáng kể |
| Nguy cơ lưu ảnh | Thấp | Có, nếu ảnh tĩnh hiện quá lâu |
Vì OLED tắt hẳn điểm đen, chế độ nền tối trên điện thoại OLED có thể giúp tiết kiệm pin, nhất là khi độ sáng cao. Trên LCD, chế độ nền tối chủ yếu để dễ chịu cho mắt, không tiết kiệm pin bao nhiêu.
Đèn LED trắng: xanh lam cộng vàng
Đi-ốt phát quang (LED) đỏ và lục đã có từ những năm 1960–1970, nhưng muốn có ánh sáng trắng cần LED xanh lam đủ sáng, điều mà giới khoa học mất hàng chục năm mới làm được. Đầu thập niên 1990, Akasaki Isamu, Amano Hiroshi và Nakamura Shuji ở Nhật Bản chế tạo thành công LED xanh lam sáng và hiệu quả. Ba ông nhận giải Nobel Vật lý năm 2014 vì phát minh này, mở đường cho đèn chiếu sáng LED khắp thế giới.
Đa số đèn LED trắng trong nhà hiện nay là một chip LED xanh lam phủ lớp bột phát quang. Bột này hấp thụ một phần ánh xanh lam và phát lại ánh vàng. Ánh xanh còn lại trộn với ánh vàng, kích thích cả ba loại tế bào nón, mắt ta thấy trắng. Thay đổi thành phần bột phát quang cho ra đèn vàng ấm hay trắng lạnh. Nếu soi ánh đèn LED trắng qua lăng kính, bạn sẽ thấy dải màu có một vùng xanh lam rất mạnh và một vùng vàng rộng, khác với dải màu đều đặn từ ánh nắng.
Gam màu: màn hình hiện được bao nhiêu màu
Không màn hình nào hiện được mọi màu mà mắt người thấy. Tập hợp màu một thiết bị hiện được gọi là gam màu. Ngành công nghiệp dùng các chuẩn gam màu để thống nhất:
- sRGB: chuẩn phổ biến cho web và phần lớn màn hình phổ thông.
- DCI-P3 hay Display P3: rộng hơn sRGB, nhất là ở vùng đỏ và lục, dùng cho điện ảnh số và nhiều điện thoại đời mới.
- Rec. 2020: chuẩn rất rộng cho truyền hình độ phân giải cao, hiện ít màn hình phủ được toàn bộ.
Màn hình chấm lượng tử (thường quảng cáo là QLED hay QD) dùng những tinh thể bán dẫn cực nhỏ phát ra màu rất tinh khiết khi bị ánh xanh chiếu vào, giúp mở rộng gam màu. Cùng một tấm ảnh, xem trên hai màn hình có gam màu khác nhau sẽ trông rực hay nhạt khác nhau, và màu in ra giấy lại khác nữa.
Góc nhìn hôm nay: dùng màn hình cho đúng màu
- Nhỏ một giọt nước lên màn hình đang hiện nền trắng để thấy điểm ảnh con đỏ, lục, lam, sau đó lau khô.
- Người làm thiết kế, chỉnh ảnh nên tắt các chế độ "màu rực" của điện thoại, chọn chế độ màu chuẩn hoặc tự nhiên, và nếu làm chuyên nghiệp thì dùng máy cân chỉnh màu.
- Chế độ lọc ánh sáng xanh ban đêm làm màn hình ngả vàng, dễ chịu hơn khi đọc buổi tối, nhưng đừng dùng nó khi chỉnh ảnh vì màu bị lệch.
- Nếu dùng OLED, tránh để ảnh tĩnh độ sáng cao hiện liên tục hàng giờ để giảm nguy cơ lưu ảnh.
Câu hỏi thường gặp
Màn hình điện thoại tạo ra màu bằng cách nào?
Mỗi điểm ảnh có ba điểm con đỏ, lục, lam. Điều chỉnh độ sáng ba điểm này theo hệ cộng RGB tạo ra hàng triệu màu; ví dụ bật đỏ và lục ra vàng, bật cả ba ra trắng.
OLED và LCD khác nhau thế nào?
LCD dùng đèn nền chung và kính lọc màu, nên màu đen hơi xám. OLED cho từng điểm ảnh tự phát sáng, điểm tắt là đen tuyệt đối, độ tương phản cao hơn.
Đèn LED trắng hoạt động thế nào?
Phần lớn là chip LED xanh lam phủ chất phát quang vàng. Một phần ánh xanh chuyển thành vàng, trộn với phần xanh còn lại cho mắt ta cảm giác trắng.
Ai phát minh đèn LED xanh lam?
Akasaki Isamu, Amano Hiroshi và Nakamura Shuji chế tạo LED xanh lam hiệu quả vào đầu thập niên 1990 và cùng nhận giải Nobel Vật lý năm 2014.