A-Train The Seven
...'cause for once, I didn't hate myself.
Micro OLED đang ngày càng được chú ý nhờ ứng dụng ngày càng rộng rãi trong các thiết bị như kính thông minh và thiết bị XR (thực tế mở rộng). Sony Semiconductor Solutions (SSS) hiện là nhà sản xuất hàng đầu thế giới về Micro OLED, cung cấp linh kiện cho hầu hết các sản phẩm nổi tiếng trên thị trường.
Nhu cầu về Micro OLED dự kiến tiếp tục tăng trong thời gian tới. Tuy nhiên, không phải ai cũng hiểu rõ về đặc tính và ứng dụng của công nghệ này. Bài viết này sẽ cung cấp cái nhìn chi tiết về Micro OLED, dựa trên cuộc phỏng vấn với hai chuyên gia từ Sony: ông Takanobu Masato - Tổng giám đốc kỹ thuật, Bộ phận Thiết bị Hiển thị, và ông Makimura Shingo - Tổng giám đốc kinh doanh, Bộ phận Thiết bị Hiển thị.
Đúng như tên gọi, Micro OLED là màn hình OLED siêu nhỏ.
Màn hình điện thoại thông minh thường có mật độ điểm ảnh khoảng 577 PPI (số điểm ảnh trên mỗi inch), với khoảng cách giữa các điểm ảnh là 44μm. Micro OLED, với khoảng cách giữa các điểm ảnh chỉ 6.6μm, đạt mật độ điểm ảnh hơn 4.000 PPI, mang đến độ phân giải vượt trội.
Ông Takanobu giải thích lý do Micro OLED được sử dụng trong các thiết bị XR:
"Các thiết bị XR thường sử dụng màn hình gần mắt (near-eye display). Để tạo ra trải nghiệm XR sống động, với góc nhìn rộng (FOV) và độ chân thực cao, độ phân giải màn hình là yếu tố then chốt. Với FOV từ 100 đến 120 độ, để đạt được mật độ điểm ảnh trên mỗi độ (PPD) tương đương với thị lực của con người, màn hình cần có độ phân giải ít nhất 4K cho mỗi mắt. Độ phân giải lý tưởng là 6K.
Tuy nhiên, với công nghệ OLED LTPS (màn hình OLED sử dụng tấm nền polysilicon nhiệt độ thấp) đang được sử dụng phổ biến trên điện thoại thông minh, việc tạo ra màn hình có độ phân giải cao như vậy với kích thước nhỏ gọn là bất khả thi. Chính vì vậy, hiện tại, Micro OLED là công nghệ duy nhất có thể mang đến trải nghiệm 4K trên màn hình gần mắt".
Để so sánh kích thước thực tế, hãy xem xét các sản phẩm sau:
Trước khi được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị XR, Micro OLED của Sony (SSS) chủ yếu được dùng trong ống ngắm điện tử (EVF) của máy ảnh kỹ thuật số. EVF chất lượng cao là yếu tố không thể thiếu đối với máy ảnh mirrorless, mang đến giá trị gia tăng đáng kể cho sản phẩm.
Ông Takanobu chia sẻ:
"Để thuyết phục các nhiếp ảnh gia chuyên nghiệp sử dụng EVF, chúng tôi phải tạo ra sản phẩm có chất lượng hình ảnh tương đương với ống ngắm quang học (OVF). Ban đầu, nhiều người cho rằng EVF không bao giờ có thể sánh ngang với OVF. Tuy nhiên, hiện tại, chúng tôi đã phát triển EVF đến mức các nhiếp ảnh gia chuyên nghiệp hoàn toàn có thể sử dụng máy ảnh mirrorless với EVF.
Để đạt được điều này, chúng tôi đã không ngừng nỗ lực giảm thiểu hiện tượng thất thoát ánh sáng bằng cách tích hợp bộ lọc màu, thấu kính siêu nhỏ,... trên chip. Việc giảm thất thoát ánh sáng giúp ngăn chặn ánh sáng từ các điểm ảnh lân cận, mang đến hình ảnh trong trẻo, chân thực hơn."
"Khách hàng sử dụng máy ảnh rất khắt khe về thông số kỹ thuật. Họ yêu cầu màu sắc trên EVF phải đồng nhất với màn hình LCD phía sau máy ảnh, cũng như với bản in. Độ đồng đều màu sắc cũng là yếu tố quan trọng. Chính những yêu cầu khắt khe đó đã giúp chúng tôi hoàn thiện sản phẩm và đạt được những thành tựu như ngày nay" - ông Makimura bổ sung thêm
Hiện tại, Sony cung cấp hai dòng Micro OLED: EVF và XR. Điểm khác biệt chính giữa hai dòng sản phẩm này là độ sáng.
Ông Makimura giải thích: "Kính AR thường sử dụng thiết kế quang học trong suốt, do đó yêu cầu màn hình phải có độ sáng cao hơn, gấp 10 lần so với màn hình EVF. Ngoài ra, do thiết kế dạng kính, màn hình phải có kích thước nhỏ gọn. Trong khi đó, kính VR thường có thiết kế kín, yêu cầu độ phân giải cao, thường là 4K."
Hiện tại, microOLED của Sony được sử dụng rộng rãi trong các loại kính thông minh. Mặc dù BOE và một số nhà sản xuất khác cũng sản xuất microOLED, nhưng theo một nhà sản xuất Trung Quốc, "microOLED của Sony đã trở thành thương hiệu".
Về sự chuyển dịch từ EVF sang XR đặc biệt là kính thông minh, ông Makimura cho biết: "Chúng tôi bắt đầu phát triển microOLED từ hơn 10 năm trước, đồng thời tập trung vào cả EVF và màn hình gắn trên đầu (HMD). Từ năm 2011 đến năm 2014, chúng tôi đã phát triển dòng sản phẩm HMD HMZ của Sony. Trước đó, chúng tôi cũng từng phát triển kính Glasstron sử dụng màn hình LCD."
Dù chưa đạt đến mức độ hoàn thiện như hiện nay, nhưng vào thời điểm đó, HMZ-T1 ra mắt năm 2011 với màn hình OLED 0,7 inch độ phân giải 1.280 x 720 pixel, được đánh giá là sản phẩm mang tính đột phá về màu sắc và độ sắc nét. Tuy nhiên, thiết kế kiểu Oculus, với FOV rộng hơn và độ chân thực cao hơn, đã nhanh chóng trở thành xu hướng chủ đạo.
"Vào thời điểm đó, nội dung VR còn hạn chế và trải nghiệm người dùng chưa thực sự tốt. Thậm chí, để xem video VR, người dùng phải kết nối với đầu đĩa Blu-ray. Chính vì vậy, chúng tôi đã không thể tiếp tục phát triển dòng sản phẩm này", ông Makimura chia sẻ.
"Tuy nhiên, chúng tôi chưa bao giờ từ bỏ việc tìm kiếm cơ hội kinh doanh trong lĩnh vực HMD. Chúng tôi đã không ngừng nghiên cứu để ứng dụng công nghệ EVF vào HMD, nhưng vẫn chưa tìm được điểm kết nối phù hợp với thị trường.
Giữa lúc đang loay hoay tìm hướng đi, chúng tôi đã tìm thấy cơ hội hợp tác với các công ty Trung Quốc. Nhu cầu về màn hình quang học trong suốt, dạng kính đeo bắt đầu tăng từ năm 2018-2019. Chúng tôi đã cung cấp cho họ những sản phẩm được tối ưu hóa cho nhu cầu của họ. Thành công này đến từ hai yếu tố: kinh nghiệm tích lũy về công nghệ và kiến thức về sản phẩm. Nhờ đó, chúng tôi đã tạo ra những tấm nền chất lượng cao, được thị trường đánh giá cao".
Các nhà sản xuất kính thông minh hàng đầu của Trung Quốc cho biết họ đã hợp tác chặt chẽ với Sony để hoàn thiện sản phẩm. Chính sự hợp tác này đã tạo nên thị trường sôi động như hiện nay. Việc các sản phẩm có thông số kỹ thuật màn hình tương tự nhau là do đều sử dụng Micro OLED của Sony.
Tuy nhiên, Sony khẳng định họ chỉ cung cấp màn hình, không tham gia vào việc phát triển công nghệ quang học. Dù vậy, họ vẫn am hiểu về thiết kế quang học và cách thức sản xuất thiết bị để đưa ra giải pháp phù hợp cho khách hàng.
Vậy còn Micro OLED cho VR thì sao?
Ông Makimura cho biết: "Hiện tại, kính VR thường có FOV khoảng 90 độ và PPD từ 30 đến 40, chưa thể sánh ngang với thị lực của con người. Vì vậy, công nghệ này vẫn còn nhiều tiềm năng phát triển. Khi FOV được mở rộng hơn nữa, chúng tôi tin rằng Micro OLED sẽ là giải pháp tối ưu để cung cấp màn hình có độ phân giải cao. Yêu cầu chung cho cả kính VR và kính thông minh là khả năng tiết kiệm năng lượng. Chúng tôi đang nỗ lực ứng dụng những công nghệ đã được tích lũy để giảm thiểu mức tiêu thụ năng lượng của Micro OLED."
Ông Takanobu bổ sung: "Thế mạnh của chúng tôi là khả năng sản xuất màn hình có độ phân giải và độ sáng cao. Bí mật nằm ở cấu trúc mạch điểm ảnh độc đáo mà chúng tôi đã công bố tại các hội nghị khoa học. Để điều khiển OLED, chúng tôi kết hợp nhiều bóng bán dẫn và tụ điện, bố trí trên từng điểm ảnh.
Tuy nhiên, sự khác biệt về đặc tính của các mạch điểm ảnh có thể gây ra hiện tượng bóng mờ trên màn hình. Để khắc phục vấn đề này, chúng tôi sử dụng bốn bóng bán dẫn và hai tụ điện để điều chỉnh và hiển thị hình ảnh đồng đều. Đây chính là điểm mạnh của chúng tôi."
Nói một cách đơn giản, độ phân giải càng cao đồng nghĩa với việc càng nhiều điểm ảnh được bố trí trên cùng một diện tích. Do mỗi điểm ảnh đều cần bóng bán dẫn và tụ điện, mật độ điểm ảnh càng cao, mức tiêu thụ năng lượng càng lớn, dẫn đến nhiệt độ tăng cao.
Ông Takanobu giải thích rõ hơn về việc này:
"Nhiệt độ tỷ lệ thuận với mức tiêu thụ năng lượng. Tuy nhiên, vấn đề nằm ở chỗ bao nhiêu năng lượng được chuyển hóa thành nhiệt bên trong tấm nền. Nhiệt lượng được tạo ra từ hai nguồn: mạch điểm ảnh (lớp silicon) và quá trình phát sáng của OLED.
Để giảm nhiệt lượng từ mạch điểm ảnh, chúng tôi đã cải thiện thiết kế mạch và tăng số lớp để dòng điện lớn có thể chạy qua dễ dàng hơn.
Đối với nhiệt lượng từ quá trình phát sáng của OLED, hiệu suất phát sáng là yếu tố quan trọng. Bên cạnh đó, thiết kế quang học, sử dụng thấu kính siêu nhỏ,... để dẫn ánh sáng đến mắt người dùng một cách hiệu quả cũng đóng vai trò quan trọng. Nhờ những nỗ lực này, chúng tôi đã giảm được nhiệt lượng so với thời điểm chỉ sản xuất EVF.
Tuy nhiên, yêu cầu về mức tiêu thụ năng lượng đối với EVF cũng rất khắt khe. Khách hàng chuyên nghiệp đặc biệt quan tâm đến số lượng ảnh có thể chụp được sau mỗi lần sạc pin. Vì vậy, chúng tôi đã áp dụng những cải tiến tương tự cho cả EVF và màn hình VR".
Mặc dù microOLED là lựa chọn tất yếu cho màn hình có độ phân giải cao, nhưng trước đây, ống ngắm thường được làm bằng LCD, và một số thiết bị XR hiện nay vẫn sử dụng màn hình LCD. Vậy đâu là điểm khác biệt giữa LCD và OLED?
Ông Takanobu chia sẻ: "Màn hình OLED tiêu thụ nhiều năng lượng khi hiển thị toàn màu trắng. Tuy nhiên, trong thực tế, màn hình hiếm khi hiển thị toàn màu trắng, và mức tiêu thụ năng lượng của OLED thường thấp hơn so với LCD khi hiển thị nội dung thông thường.
Màn hình LCD cỡ lớn thường sử dụng công nghệ local dimming, nhưng công nghệ này chưa được áp dụng trên màn hình LCD cỡ nhỏ dùng cho VR. Do màn hình LCD sử dụng đèn nền và màn trập tinh thể lỏng, nên mức tiêu thụ năng lượng cơ bản cao hơn. Ngoài ra, khi độ phân giải tăng, tỷ lệ diện tích hiển thị của màn hình LCD giảm, gây áp lực lên đèn nền. Nói cách khác, độ phân giải càng cao, sự khác biệt giữa OLED và LCD càng rõ rệt."
Cấu trúc của Micro OLED bao gồm lớp mạch, lớp phát sáng, lớp lọc màu và thấu kính siêu nhỏ được bố trí trên từng điểm ảnh để dẫn ánh sáng. Về cơ bản, cấu trúc này tương tự như màn hình OLED được sử dụng trên TV hiện nay, chỉ khác về kích thước và vật liệu.
Vậy, hướng đi tiếp theo của Micro OLED là gì?
Giảm giá thành sản phẩm Micro OLED 4K là yếu tố được mong đợi nhất. Giá thành cao của Vision Pro được cho là do chi phí màn hình. Để tạo ra phiên bản giá rẻ hơn với chất lượng hình ảnh tương đương, việc giảm giá thành Micro OLED độ phân giải cao là điều cần thiết.
Dù không tiết lộ cụ thể về sản phẩm microOLED tiếp theo, nhưng Sony đã chia sẻ những định hướng phát triển trong tương lai. Ông Makimura cho biết: "Thật khó để đưa ra con số cụ thể, nhưng hiện tại, việc sản xuất màn hình Micro OLED cỡ lớn hơn 1 inch cho XR với mức giá phù hợp với thị trường đại chúng là một thách thức lớn."
Sony đang nỗ lực giảm chi phí sản xuất theo ba hướng:
Một hướng phát triển khác của Micro OLED là loại bỏ bộ lọc màu. Về lý thuyết, nếu mỗi điểm ảnh có thể tự phát ra màu đỏ, xanh lá cây hoặc xanh lam, hiệu suất màn hình sẽ được cải thiện đáng kể. Việc loại bỏ bộ lọc màu cũng giúp màn hình mỏng hơn và tiết kiệm năng lượng hơn.
Nhiều công ty bao gồm cả Sony đang nghiên cứu về công nghệ này. Sony xác nhận đang "nghiên cứu cơ bản về công nghệ này, mặc dù vẫn còn một số hạn chế". Tuy nhiên, Sony chưa đưa ra bình luận về khả năng ứng dụng công nghệ này trong tương lai. Trong tương lai, microLED - công nghệ sử dụng các đèn LED siêu nhỏ - có thể sẽ thay thế Micro OLED. SSS cũng không loại trừ khả năng này, nhưng chưa có kế hoạch cụ thể.
Ông Takanobu chia sẻ: "Mỗi công nghệ đều có ưu điểm và nhược điểm riêng. Ví dụ, microLED có thể phù hợp hơn cho các ứng dụng yêu cầu độ sáng cực cao. Tuy nhiên, Micro OLED vẫn sẽ là lựa chọn tối ưu về chi phí cho các ứng dụng yêu cầu màn hình lớn, độ phân giải cao, chẳng hạn như kính VR với FOV rộng. Mỗi công nghệ sẽ có ứng dụng phù hợp."
"Hơn nữa, độ sáng trung bình của màn hình HMD cho XR không cần quá cao. Vẫn còn nhiều tranh cãi về việc có nên áp dụng công nghệ HDR (dải động cao) hay không và mức độ áp dụng. Tôi cho rằng độ sáng từ 1.000 đến 2.000 nit có thể là đủ và cao hơn có thể không thực sự cần thiết." - Takanobu nói thêm.
Ông Makimura bổ sung: "Thấu kính pancake đang trở thành xu hướng trong thiết kế kính VR. Tuy nhiên, loại thấu kính này có hiệu suất quang học kém, do đó yêu cầu màn hình phải có độ sáng ít nhất 1.000 nit. Vì vậy, sự phát triển của hệ thống quang học sẽ quyết định đến yêu cầu về độ sáng màn hình. Nếu hiệu suất quang học được cải thiện, độ sáng 1.000 nit có thể là không cần thiết. Tuy nhiên, độ sáng tối đa vẫn là yếu tố quan trọng, do đó chúng tôi luôn sẵn sàng cung cấp các giải pháp màn hình có độ sáng cao cho khách hàng."
Tốc độ làm mới (frame rate) cũng là một yếu tố quan trọng đối với thiết bị XR. Sony cho biết "tốc độ làm mới 240Hz hoặc cao hơn có thể sẽ trở thành yêu cầu tiêu chuẩn trong tương lai".
Ông Makimura chia sẻ: "Ống ngắm EVF dành cho máy ảnh Sony α1 đã có thể đạt tốc độ làm mới 240Hz ở một số chế độ nhất định. Tốc độ làm mới cao mang đến trải nghiệm mượt mà, không độ trễ. Tuy nhiên, tốc độ làm mới càng cao, mức tiêu thụ năng lượng càng lớn. Vì vậy, việc lựa chọn tốc độ làm mới phù hợp cho sản phẩm phụ thuộc vào nhiều yếu tố và quan điểm khác nhau."
Thị trường thiết bị XR vẫn còn rất non trẻ và đang trong giai đoạn phát triển ban đầu. Sony nhận định "thị trường này sẽ tăng trưởng mạnh mẽ trong thời gian tới". Chính vì vậy, chất lượng sản phẩm là yếu tố then chốt.
Có thể thấy, Micro OLED là một công nghệ đầy tiềm năng với nhiều đặc tính vượt trội so với các loại màn hình truyền thống. Mặc dù các nhà sản xuất khác cũng đang nỗ lực cạnh tranh, nhưng với những nỗ lực không ngừng nghỉ trong việc nghiên cứu và phát triển, Sony đang có nhiều cơ hội để khẳng định vị thế dẫn đầu trong thị trường màn hình cho thiết bị XR.
Nhu cầu về Micro OLED dự kiến tiếp tục tăng trong thời gian tới. Tuy nhiên, không phải ai cũng hiểu rõ về đặc tính và ứng dụng của công nghệ này. Bài viết này sẽ cung cấp cái nhìn chi tiết về Micro OLED, dựa trên cuộc phỏng vấn với hai chuyên gia từ Sony: ông Takanobu Masato - Tổng giám đốc kỹ thuật, Bộ phận Thiết bị Hiển thị, và ông Makimura Shingo - Tổng giám đốc kinh doanh, Bộ phận Thiết bị Hiển thị.
MicroOLED: "Bí mật" đằng sau trải nghiệm XR đỉnh cao
Đúng như tên gọi, Micro OLED là màn hình OLED siêu nhỏ.
Màn hình điện thoại thông minh thường có mật độ điểm ảnh khoảng 577 PPI (số điểm ảnh trên mỗi inch), với khoảng cách giữa các điểm ảnh là 44μm. Micro OLED, với khoảng cách giữa các điểm ảnh chỉ 6.6μm, đạt mật độ điểm ảnh hơn 4.000 PPI, mang đến độ phân giải vượt trội.
Ông Takanobu giải thích lý do Micro OLED được sử dụng trong các thiết bị XR:
"Các thiết bị XR thường sử dụng màn hình gần mắt (near-eye display). Để tạo ra trải nghiệm XR sống động, với góc nhìn rộng (FOV) và độ chân thực cao, độ phân giải màn hình là yếu tố then chốt. Với FOV từ 100 đến 120 độ, để đạt được mật độ điểm ảnh trên mỗi độ (PPD) tương đương với thị lực của con người, màn hình cần có độ phân giải ít nhất 4K cho mỗi mắt. Độ phân giải lý tưởng là 6K.
Tuy nhiên, với công nghệ OLED LTPS (màn hình OLED sử dụng tấm nền polysilicon nhiệt độ thấp) đang được sử dụng phổ biến trên điện thoại thông minh, việc tạo ra màn hình có độ phân giải cao như vậy với kích thước nhỏ gọn là bất khả thi. Chính vì vậy, hiện tại, Micro OLED là công nghệ duy nhất có thể mang đến trải nghiệm 4K trên màn hình gần mắt".
Để so sánh kích thước thực tế, hãy xem xét các sản phẩm sau:
- Apple Vision Pro: Mặc dù Apple chưa công bố nhà cung cấp màn hình cho Vision Pro, nhưng theo các bài viết "mổ xẻ" sản phẩm, màn hình của thiết bị này được sản xuất bởi Sony. Màn hình có kích thước khoảng 1 inch vuông, độ phân giải 3.660 x 3.200 pixel cho mỗi mắt, nhỏ hơn đáng kể so với màn hình điện thoại thông minh.
- XREAL Air 2 Pro: Chiếc kính thông minh này sử dụng màn hình Micro OLED 0,55 inch của Sony, độ phân giải 1.920 x 1.080 pixel cho mỗi mắt.
Từ ống ngắm điện tử đến màn hình XR
Trước khi được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị XR, Micro OLED của Sony (SSS) chủ yếu được dùng trong ống ngắm điện tử (EVF) của máy ảnh kỹ thuật số. EVF chất lượng cao là yếu tố không thể thiếu đối với máy ảnh mirrorless, mang đến giá trị gia tăng đáng kể cho sản phẩm.
Ông Takanobu chia sẻ:
"Để thuyết phục các nhiếp ảnh gia chuyên nghiệp sử dụng EVF, chúng tôi phải tạo ra sản phẩm có chất lượng hình ảnh tương đương với ống ngắm quang học (OVF). Ban đầu, nhiều người cho rằng EVF không bao giờ có thể sánh ngang với OVF. Tuy nhiên, hiện tại, chúng tôi đã phát triển EVF đến mức các nhiếp ảnh gia chuyên nghiệp hoàn toàn có thể sử dụng máy ảnh mirrorless với EVF.
Để đạt được điều này, chúng tôi đã không ngừng nỗ lực giảm thiểu hiện tượng thất thoát ánh sáng bằng cách tích hợp bộ lọc màu, thấu kính siêu nhỏ,... trên chip. Việc giảm thất thoát ánh sáng giúp ngăn chặn ánh sáng từ các điểm ảnh lân cận, mang đến hình ảnh trong trẻo, chân thực hơn."
"Khách hàng sử dụng máy ảnh rất khắt khe về thông số kỹ thuật. Họ yêu cầu màu sắc trên EVF phải đồng nhất với màn hình LCD phía sau máy ảnh, cũng như với bản in. Độ đồng đều màu sắc cũng là yếu tố quan trọng. Chính những yêu cầu khắt khe đó đã giúp chúng tôi hoàn thiện sản phẩm và đạt được những thành tựu như ngày nay" - ông Makimura bổ sung thêm
Hiện tại, Sony cung cấp hai dòng Micro OLED: EVF và XR. Điểm khác biệt chính giữa hai dòng sản phẩm này là độ sáng.
Ông Makimura giải thích: "Kính AR thường sử dụng thiết kế quang học trong suốt, do đó yêu cầu màn hình phải có độ sáng cao hơn, gấp 10 lần so với màn hình EVF. Ngoài ra, do thiết kế dạng kính, màn hình phải có kích thước nhỏ gọn. Trong khi đó, kính VR thường có thiết kế kín, yêu cầu độ phân giải cao, thường là 4K."
Hiện tại, microOLED của Sony được sử dụng rộng rãi trong các loại kính thông minh. Mặc dù BOE và một số nhà sản xuất khác cũng sản xuất microOLED, nhưng theo một nhà sản xuất Trung Quốc, "microOLED của Sony đã trở thành thương hiệu".
Về sự chuyển dịch từ EVF sang XR đặc biệt là kính thông minh, ông Makimura cho biết: "Chúng tôi bắt đầu phát triển microOLED từ hơn 10 năm trước, đồng thời tập trung vào cả EVF và màn hình gắn trên đầu (HMD). Từ năm 2011 đến năm 2014, chúng tôi đã phát triển dòng sản phẩm HMD HMZ của Sony. Trước đó, chúng tôi cũng từng phát triển kính Glasstron sử dụng màn hình LCD."
Dù chưa đạt đến mức độ hoàn thiện như hiện nay, nhưng vào thời điểm đó, HMZ-T1 ra mắt năm 2011 với màn hình OLED 0,7 inch độ phân giải 1.280 x 720 pixel, được đánh giá là sản phẩm mang tính đột phá về màu sắc và độ sắc nét. Tuy nhiên, thiết kế kiểu Oculus, với FOV rộng hơn và độ chân thực cao hơn, đã nhanh chóng trở thành xu hướng chủ đạo.
"Vào thời điểm đó, nội dung VR còn hạn chế và trải nghiệm người dùng chưa thực sự tốt. Thậm chí, để xem video VR, người dùng phải kết nối với đầu đĩa Blu-ray. Chính vì vậy, chúng tôi đã không thể tiếp tục phát triển dòng sản phẩm này", ông Makimura chia sẻ.
"Tuy nhiên, chúng tôi chưa bao giờ từ bỏ việc tìm kiếm cơ hội kinh doanh trong lĩnh vực HMD. Chúng tôi đã không ngừng nghiên cứu để ứng dụng công nghệ EVF vào HMD, nhưng vẫn chưa tìm được điểm kết nối phù hợp với thị trường.
Giữa lúc đang loay hoay tìm hướng đi, chúng tôi đã tìm thấy cơ hội hợp tác với các công ty Trung Quốc. Nhu cầu về màn hình quang học trong suốt, dạng kính đeo bắt đầu tăng từ năm 2018-2019. Chúng tôi đã cung cấp cho họ những sản phẩm được tối ưu hóa cho nhu cầu của họ. Thành công này đến từ hai yếu tố: kinh nghiệm tích lũy về công nghệ và kiến thức về sản phẩm. Nhờ đó, chúng tôi đã tạo ra những tấm nền chất lượng cao, được thị trường đánh giá cao".
Các nhà sản xuất kính thông minh hàng đầu của Trung Quốc cho biết họ đã hợp tác chặt chẽ với Sony để hoàn thiện sản phẩm. Chính sự hợp tác này đã tạo nên thị trường sôi động như hiện nay. Việc các sản phẩm có thông số kỹ thuật màn hình tương tự nhau là do đều sử dụng Micro OLED của Sony.
Tuy nhiên, Sony khẳng định họ chỉ cung cấp màn hình, không tham gia vào việc phát triển công nghệ quang học. Dù vậy, họ vẫn am hiểu về thiết kế quang học và cách thức sản xuất thiết bị để đưa ra giải pháp phù hợp cho khách hàng.
Micro OLED cho VR: Tương lai của trải nghiệm thực tế ảo
Vậy còn Micro OLED cho VR thì sao?
Ông Makimura cho biết: "Hiện tại, kính VR thường có FOV khoảng 90 độ và PPD từ 30 đến 40, chưa thể sánh ngang với thị lực của con người. Vì vậy, công nghệ này vẫn còn nhiều tiềm năng phát triển. Khi FOV được mở rộng hơn nữa, chúng tôi tin rằng Micro OLED sẽ là giải pháp tối ưu để cung cấp màn hình có độ phân giải cao. Yêu cầu chung cho cả kính VR và kính thông minh là khả năng tiết kiệm năng lượng. Chúng tôi đang nỗ lực ứng dụng những công nghệ đã được tích lũy để giảm thiểu mức tiêu thụ năng lượng của Micro OLED."
Ông Takanobu bổ sung: "Thế mạnh của chúng tôi là khả năng sản xuất màn hình có độ phân giải và độ sáng cao. Bí mật nằm ở cấu trúc mạch điểm ảnh độc đáo mà chúng tôi đã công bố tại các hội nghị khoa học. Để điều khiển OLED, chúng tôi kết hợp nhiều bóng bán dẫn và tụ điện, bố trí trên từng điểm ảnh.
Tuy nhiên, sự khác biệt về đặc tính của các mạch điểm ảnh có thể gây ra hiện tượng bóng mờ trên màn hình. Để khắc phục vấn đề này, chúng tôi sử dụng bốn bóng bán dẫn và hai tụ điện để điều chỉnh và hiển thị hình ảnh đồng đều. Đây chính là điểm mạnh của chúng tôi."
Nói một cách đơn giản, độ phân giải càng cao đồng nghĩa với việc càng nhiều điểm ảnh được bố trí trên cùng một diện tích. Do mỗi điểm ảnh đều cần bóng bán dẫn và tụ điện, mật độ điểm ảnh càng cao, mức tiêu thụ năng lượng càng lớn, dẫn đến nhiệt độ tăng cao.
Ông Takanobu giải thích rõ hơn về việc này:
"Nhiệt độ tỷ lệ thuận với mức tiêu thụ năng lượng. Tuy nhiên, vấn đề nằm ở chỗ bao nhiêu năng lượng được chuyển hóa thành nhiệt bên trong tấm nền. Nhiệt lượng được tạo ra từ hai nguồn: mạch điểm ảnh (lớp silicon) và quá trình phát sáng của OLED.
Để giảm nhiệt lượng từ mạch điểm ảnh, chúng tôi đã cải thiện thiết kế mạch và tăng số lớp để dòng điện lớn có thể chạy qua dễ dàng hơn.
Đối với nhiệt lượng từ quá trình phát sáng của OLED, hiệu suất phát sáng là yếu tố quan trọng. Bên cạnh đó, thiết kế quang học, sử dụng thấu kính siêu nhỏ,... để dẫn ánh sáng đến mắt người dùng một cách hiệu quả cũng đóng vai trò quan trọng. Nhờ những nỗ lực này, chúng tôi đã giảm được nhiệt lượng so với thời điểm chỉ sản xuất EVF.
Tuy nhiên, yêu cầu về mức tiêu thụ năng lượng đối với EVF cũng rất khắt khe. Khách hàng chuyên nghiệp đặc biệt quan tâm đến số lượng ảnh có thể chụp được sau mỗi lần sạc pin. Vì vậy, chúng tôi đã áp dụng những cải tiến tương tự cho cả EVF và màn hình VR".
Mặc dù microOLED là lựa chọn tất yếu cho màn hình có độ phân giải cao, nhưng trước đây, ống ngắm thường được làm bằng LCD, và một số thiết bị XR hiện nay vẫn sử dụng màn hình LCD. Vậy đâu là điểm khác biệt giữa LCD và OLED?
Ông Takanobu chia sẻ: "Màn hình OLED tiêu thụ nhiều năng lượng khi hiển thị toàn màu trắng. Tuy nhiên, trong thực tế, màn hình hiếm khi hiển thị toàn màu trắng, và mức tiêu thụ năng lượng của OLED thường thấp hơn so với LCD khi hiển thị nội dung thông thường.
Màn hình LCD cỡ lớn thường sử dụng công nghệ local dimming, nhưng công nghệ này chưa được áp dụng trên màn hình LCD cỡ nhỏ dùng cho VR. Do màn hình LCD sử dụng đèn nền và màn trập tinh thể lỏng, nên mức tiêu thụ năng lượng cơ bản cao hơn. Ngoài ra, khi độ phân giải tăng, tỷ lệ diện tích hiển thị của màn hình LCD giảm, gây áp lực lên đèn nền. Nói cách khác, độ phân giải càng cao, sự khác biệt giữa OLED và LCD càng rõ rệt."
Cấu trúc của Micro OLED bao gồm lớp mạch, lớp phát sáng, lớp lọc màu và thấu kính siêu nhỏ được bố trí trên từng điểm ảnh để dẫn ánh sáng. Về cơ bản, cấu trúc này tương tự như màn hình OLED được sử dụng trên TV hiện nay, chỉ khác về kích thước và vật liệu.
Tương lai của microOLED: Giá rẻ hơn, sáng hơn
Vậy, hướng đi tiếp theo của Micro OLED là gì?
Giảm giá thành sản phẩm Micro OLED 4K là yếu tố được mong đợi nhất. Giá thành cao của Vision Pro được cho là do chi phí màn hình. Để tạo ra phiên bản giá rẻ hơn với chất lượng hình ảnh tương đương, việc giảm giá thành Micro OLED độ phân giải cao là điều cần thiết.
Dù không tiết lộ cụ thể về sản phẩm microOLED tiếp theo, nhưng Sony đã chia sẻ những định hướng phát triển trong tương lai. Ông Makimura cho biết: "Thật khó để đưa ra con số cụ thể, nhưng hiện tại, việc sản xuất màn hình Micro OLED cỡ lớn hơn 1 inch cho XR với mức giá phù hợp với thị trường đại chúng là một thách thức lớn."
Sony đang nỗ lực giảm chi phí sản xuất theo ba hướng:
- Tăng sản lượng: Sản lượng tăng sẽ giúp cải thiện hiệu quả sản xuất và tỷ lệ thành phẩm.
- Ứng dụng công nghệ mới: Việc áp dụng các công nghệ mới là điều cần thiết để giảm chi phí sản xuất.
- Cải tiến hệ thống quang học: Mặc dù đây không phải là lĩnh vực mà chúng tôi trực tiếp tham gia, nhưng việc cải tiến hệ thống quang học sẽ cho phép sử dụng màn hình nhỏ hơn với cùng FOV, qua đó giảm giá thành sản phẩm.
Một hướng phát triển khác của Micro OLED là loại bỏ bộ lọc màu. Về lý thuyết, nếu mỗi điểm ảnh có thể tự phát ra màu đỏ, xanh lá cây hoặc xanh lam, hiệu suất màn hình sẽ được cải thiện đáng kể. Việc loại bỏ bộ lọc màu cũng giúp màn hình mỏng hơn và tiết kiệm năng lượng hơn.
Nhiều công ty bao gồm cả Sony đang nghiên cứu về công nghệ này. Sony xác nhận đang "nghiên cứu cơ bản về công nghệ này, mặc dù vẫn còn một số hạn chế". Tuy nhiên, Sony chưa đưa ra bình luận về khả năng ứng dụng công nghệ này trong tương lai. Trong tương lai, microLED - công nghệ sử dụng các đèn LED siêu nhỏ - có thể sẽ thay thế Micro OLED. SSS cũng không loại trừ khả năng này, nhưng chưa có kế hoạch cụ thể.
Ông Takanobu chia sẻ: "Mỗi công nghệ đều có ưu điểm và nhược điểm riêng. Ví dụ, microLED có thể phù hợp hơn cho các ứng dụng yêu cầu độ sáng cực cao. Tuy nhiên, Micro OLED vẫn sẽ là lựa chọn tối ưu về chi phí cho các ứng dụng yêu cầu màn hình lớn, độ phân giải cao, chẳng hạn như kính VR với FOV rộng. Mỗi công nghệ sẽ có ứng dụng phù hợp."
"Hơn nữa, độ sáng trung bình của màn hình HMD cho XR không cần quá cao. Vẫn còn nhiều tranh cãi về việc có nên áp dụng công nghệ HDR (dải động cao) hay không và mức độ áp dụng. Tôi cho rằng độ sáng từ 1.000 đến 2.000 nit có thể là đủ và cao hơn có thể không thực sự cần thiết." - Takanobu nói thêm.
Ông Makimura bổ sung: "Thấu kính pancake đang trở thành xu hướng trong thiết kế kính VR. Tuy nhiên, loại thấu kính này có hiệu suất quang học kém, do đó yêu cầu màn hình phải có độ sáng ít nhất 1.000 nit. Vì vậy, sự phát triển của hệ thống quang học sẽ quyết định đến yêu cầu về độ sáng màn hình. Nếu hiệu suất quang học được cải thiện, độ sáng 1.000 nit có thể là không cần thiết. Tuy nhiên, độ sáng tối đa vẫn là yếu tố quan trọng, do đó chúng tôi luôn sẵn sàng cung cấp các giải pháp màn hình có độ sáng cao cho khách hàng."
Tốc độ làm mới (frame rate) cũng là một yếu tố quan trọng đối với thiết bị XR. Sony cho biết "tốc độ làm mới 240Hz hoặc cao hơn có thể sẽ trở thành yêu cầu tiêu chuẩn trong tương lai".
Ông Makimura chia sẻ: "Ống ngắm EVF dành cho máy ảnh Sony α1 đã có thể đạt tốc độ làm mới 240Hz ở một số chế độ nhất định. Tốc độ làm mới cao mang đến trải nghiệm mượt mà, không độ trễ. Tuy nhiên, tốc độ làm mới càng cao, mức tiêu thụ năng lượng càng lớn. Vì vậy, việc lựa chọn tốc độ làm mới phù hợp cho sản phẩm phụ thuộc vào nhiều yếu tố và quan điểm khác nhau."
Thị trường thiết bị XR vẫn còn rất non trẻ và đang trong giai đoạn phát triển ban đầu. Sony nhận định "thị trường này sẽ tăng trưởng mạnh mẽ trong thời gian tới". Chính vì vậy, chất lượng sản phẩm là yếu tố then chốt.
Có thể thấy, Micro OLED là một công nghệ đầy tiềm năng với nhiều đặc tính vượt trội so với các loại màn hình truyền thống. Mặc dù các nhà sản xuất khác cũng đang nỗ lực cạnh tranh, nhưng với những nỗ lực không ngừng nghỉ trong việc nghiên cứu và phát triển, Sony đang có nhiều cơ hội để khẳng định vị thế dẫn đầu trong thị trường màn hình cho thiết bị XR.
