Wersja Zernike składa się z cienkiej warstwy o grubości dostosowanej do przesunięcia fazowego –π / 2 i małego otworu w środku. W pierwszych eksperymentach wykorzystano płytki fazowe wykonane z folii kolodionowej. Próby te były utrudnione, ponieważ TEM posiadał niską wydajność, a podstawowe techniki używane do przygotowania płytek fazowych były dopiero odkrywane. Kolejne płytki fazowe wykonane były z amorficznego węgla, ale ze stosunkowo dużym centralnym otworem (> 6 mm), co ograniczyło poprawę kontrastu dla niskich częstotliwości przestrzennych. Większość wczesnych prób zastosowania cienkowarstwowych płyt fazowych miała na celu poprawę rozdzielczości i zmniejszenie efektu aberracji sferycznej.
Uzyskiwany duży kontrast topograficzny, gdy płyta fazowa Zernike była nieznacznie źle wyrównana, doprowadziła do rozwoju płytki fazowej Hilberta. Składa się ona z cienkiej warstwy, a jej krawędź jest umieszczona bardzo blisko osi optycznej, ale nie przechwytuje dyfrakcji zerowego rzędu grubszej niż płytka fazowa Zernike. Grubość błony dostosowuje się do przesunięcia fazowego. W idealnym przypadku wykres funkcji CTF jest taki sam, jak w przypadku kontrastu fazowego Zernike.