Plasma là chất khí gồm cĩ các ion tự do (nguyên tử mất electron nên khơng cịn trung hịa điện mà mang điện dương) và electron tự do (mang điện âm). Ở điều kiện bình thường chất khí chủ yếu gồm các nguyên tử, phần tử trung hịa điện. Mỗi nguyên tử bình thường gồm các proton mang điện dương ở hạt nhân (cịn cĩ neutron nhưng khơng mang điện) mang điện âm. Số proton bằng số electron, điện tích của proton dương, về giá trị bằng điện tích của electron nhưng trái dấu. Do đĩ bình thường các nguyên tử trung hịa điện.
Nhưng khi trong chất khí cĩ một ít electron tự do và bố trí 2 cực để nối với điện thế sao cho cĩ điện trường tác dụng lên chất khí. Lúc đĩ electron tự do sẽ tăng tốc độ bắn phá nguyên tử làm bật electron của nguyên tử ra ngồi tạo ra electron và ion tự do. Ion chạy về phía cực
âm, electron chạy về phía cực dương vì nhẹ nên chạy nhanh tiếp tục va chạm, tiếp tục sinh ra electron và ion dương. Do đĩ chất khí đã trở thành plasma.
Trong quá trình các hạt va chạm như vậy vì mất electron nên nhiều nguyên tử ở trạng thái kích thích. Các electron từ ngồi nhảy vào những chỗ electron bị mất (những mức năng lượng trống) nên phát ra photon tức là lượng tử ánh sáng. Ánh sáng phát ra cĩ màu sắc gì tức là cĩ bước sĩng bao nhiêu là phụ thuộc vào nguyên tử bị kích thích. Ở màn hình plasma người ta tạo ra phĩng điện trong khí Xe (Xeon) và Ne (Neon) nên ánh sáng phát ra là ánh sáng tử ngoại, bước sĩng rất ngắn (<0,4m) mắt khơng nhìn thấy. Nhưng bước sĩng ngắn thì năng lượng của photon lớn, khi đập vào chất huỳnh quang dễ làm cho các nguyên tử của phơtpho phát ra ánh sáng màu. (Nguyên tắc dùng điện thế để kích thích cho từng phần tử ảnh phát ra màu tương tự như ở đèn huỳnh quang).
6.4.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
Hai mặt trước và sau màn hình plasma đều phẳng, gần nhau. Mặt ta nhìn vào thấy hình là một tấm trong suốt, bên trong được ngăn thành hàng triệu ơ chữ nhật nhỏ, mỗi ơ đĩng vai trị 1 phần tử ảnh con ứng với 1 màu đỏ, lục, lam nhất định, từng 3 ơ một tạo nên 1 phần tử ảnh (pixel). Mỗi ơ chữ nhật nhỏ cĩ cấu tạo và nguyên lý làm việc như hình vẽ.
Điện cực Các hạt phơtpho
Tấm thủy tinh Điện cực (địa chỉ)
Vùng phĩng điện Tấm thủy tinh
Đĩ là 1 ngọn đèn màu tí hon: ta thấy dưới lớp kính 2 và 6 cĩ các điện cực 1 và 5. Khi tác dụng hiệu điện thế giữa 2 cực sẽ cĩ sự phĩng điện tạo thành plasma 3. Các nguyên tử trong đĩ bị kích thích phát ra ánh sáng tử ngoại. Ánh sáng tử ngoại này kích thích các hạt phơtpho làm cho chúng phát sáng. Tùy theo cách pha thêm và chất phơtpho, cĩ loại phơtpho cho màu đỏ, cĩ loại phơtpho cho màu lục, cĩ loại phơtpho cho màu lam. Mỗi phần tử ảnh ứng với 3 phần tử ảnh con, 3 phần tử ảnh con là 3 ơ chữ nhật, 1 ơ cĩ phơtpho cho màu đỏ, 1 ơ cĩ phơtpho cho màu lục, 1 ơ cĩ phơtpho cho màu lam. Nếu nối điện cho cả 3 ơ con, cả 3 ơ phĩng điện, kích thích 3 loại phơtpho mạnh như nhau, phần tử ảnh cĩ màu trắng. Nếu khơng nối điện cho cả 3 ơ con, cả 3 ơ con đều khơng phĩng điện, phần tử ảnh cĩ màu đen. Nếu tắt cả 2 ơ chỉ cho 1 ơ làm việc, phần tử ảnh cĩ màu đỏ, lục, lam. Phối hợp điều khiển điện thế ở cả 3 ơ, sẽ cĩ sự pha trộn màu, phần tử ảnh cĩ thể cĩ được những màu mong muốn.
Như vậy bằng cách phối hợp điều khiển điện thế đến từng ơ các phần tử ảnh trên màn hình sẽ hiện lên với các màu và theo 1 trình tự thích hợp, nhìn vào màn hình ta thấy hình ảnh, màu sắc sống động.
So sánh một số chỉ tiêu kỹ thuật của màn hình LCD và CRT
STT Chỉ tiêu kỹ thuật Màn hình CRT Màn hình LCD Hiệu ứng đến người sử dụng 1 Bức xạ Cĩ Khơng cĩ Ảnh hưởng bức xạ. 2 Tần số quét và độ rung hình Cĩ Khơng cĩ Màn hình CRT do sử dụng ống phĩng tia nên màn hình sẽ bị rung đối với màn hình chất lượng thấp hoặc khi để ở độ phân giải cao, ảnh hưởng nhiều đến thị lực của người dùng. Màn hình LCD sáng liên tục nên khơng rung ở mọi tần số quét.
3 Độ hội tụ Thayđổi Khơngđổi
Độ chính xác của ống phĩng tia ảnh hưởng đến độ hội tụ của 3 màu trên màn hình CRT. Với màn hình CRT cĩ độ hội tụ kém làm hình bị nhịe, ảnh hưởng nhiều đến thị lực. Màn hình LCD cĩ các điểm màu cố định nên độ hội tụ luơn đồng
nhất, chính xác từ khi chế tạo panel tinh thể. Do đĩ màn hình LCD hiển thị chữ luơn luơn sắc nét, tinh tế, cịn màn hình CRT chỉ hiển thị tốt khi đặt độ phân giải trung bình đến thấp. 4 Dot pitch (kích cỡ điểm ảnh) Thay đổi Cố định Kích cỡ điểm ảnh của màn hình CRT thay đổi theo chế độ màn hình. Khi đặt độ phân giải cao, kích cỡ điểm ảnh giảm đi, màn hình hiển thị được nhiều hơn nhưng độ hội tụ và tần số quét giảm, ảnh hưởng đến thị lực của người sử dụng. Kích cỡ điểm ảnh của màn hình LCD là cố định từ khi sản xuất. 5 Kích cỡ màn hình Lớn Nhỏ gọn Với 2 màn hình kích cỡ hiển thị bằng nhau là LCD 15" và CRT 17" thì màn hình 17" CRT thường nặng hơn và chiến nhiều khơng gian hơn màn LCD 15" khoảng 4 đến 5 lần.
6 Tiêu thụ điện năng Cao
Bằng khoảng 35% so với CRT
Vịng đời của màn hình khá dài do ít bị lạc hậu như cấu hình của máy tính. Do vậy điện năng tiết kiệm được trong một vịng đời màn hình là khá lớn. VD nếu sử dụng màn hình LCD thay cho màn hình 17" CRT sẽ tiết kiệm khoảng 0,6KW cho 8 tiếng sử dụng. 7 Gĩc nhìn Khơn g hạn chế Rất lớn đối với các model vài năm trở lại đây
Màn hình CRT cĩ ưu điểm khơng hạn chế gĩc nhìn. Tuy nhiên cơng nghệ LCD đã đạt đến nhưng tiến bộ lớn trong những năm gần đây, cho phép người sử dụng nhìn nĩ dễ dàng ở nhiều gĩc độ mà vẫn đạt độ trung thực màu sắc, hình ảnh. 8 Phần nhìn được (Màn hình Nhỏ hơn kích Bằng kích cỡ cơng Cần lưu ý là màn hình CRT luơn cĩ phần nhìn được nhỏ hơn kích thước thực khoảng trên 1". Phần 1" này nằm chìm
LCD 15" bằng màn CRT 17") cỡ cơng bố
bố trong vỏ nhựa của màn, VD thực tế màn hình 17" CRT chỉ cĩ phần nhìn được tối đa là gần 16". Trong khi đĩ, màn hình LCD cĩ phần nhìn được chính xác là kích thước màn hình, VD màn hình 15" cĩ phần nhìn được cũng là 15". 9 Hiển thị màu Trung thực Tươi sáng
Ưu điểm của màn hình CRT là những model chất lượng cao cĩ khả năng hiển thị màu sắc trung thực tối đa, nghĩa là cĩ thể điều chỉnh nhiều hơn để một bức hình hiển thị trên màn hình và khi in ra máy in gần giống với nhau nhất. Tuy nhiên, phải lưu ý là khi đĩ hình ảnh trên màn hình trơng khá ảm đạm, buồn tẻ và hơn nữa chỉ những model CRT chất lượng cao mới cĩ thể đạt được điều này. Do vậy, ở chế độ mặc định của nhà SX thường thiết đặt các thơng số sao cho màu sắc tươi sáng hơn, dễ nhìn hơn. 10 Hiển thị hình học Cĩ thể bị méo Khơng méo Màn hình CRT do sử dụng ống phĩng tia nên độ cao, độ rộng, độ nghiêng, lệch tâm... của màn hình khơng phải lúc nào cũng chính xác, do đĩ các hiển thị hình học (vịng trịn, hình vuơng...) cĩ thể bị méo, sai tỷ lệ. Màn hình LCD khơng bị hiện tượng này do khơng sử dụng ống phĩng tia. 11 Giá cả Rẻ cho chi phí ban đầu Rẻ nếu tính chi phí tổng thể
Hiện nay giá màn hình LCD cịn cao hơn CRT chút xíu. Nhưng nếu tính chi phí tổng thể bao gồm vận chuyển, chiếm khơng gian, điện năng tiêu thụ... thì màn hình LCD hiệu quả hơn, trong khi màn hình LCD bảo vệ sức khỏe của người dùng tốt hơn.
12 Thay đổi theo thời gian sử
Cĩ Khơng Màn hình CRT sử dụng súng bắn tia điện tử bằng dây tĩc nung nĩng đỏ và cuộn dây cao áp tăng tốc điện tử (khoảng
dụng 15KV). Theo thời gian, dây tĩc sẽ bị bốc hơi, mịn dẫn đến hình ảnh mờ nhạt, hình tối. Cuộn dây cao áp sau một thời gian bị nhiễm bụi bẩn, hơi nước trong khơng khí bị rị điện làm giảm khả năng hội tụ, làm hình ảnh bị nhịe, mờ đục và lệnh hình. Các thay đổi này khá khĩ để nhận biết nếu sử dụng quen chỉ một màn hình, nhưng dẫn đến những tác hại cả nhanh
chĩng cả lâu dài về mắt.
Màn hình LCD chỉ cĩ các thiết bị bán dẫn nên khơng bị thay đổi theo thời gian như màn hình CRT.