QD-OLED sẽ giúp Samsung "sòng phẳng" với LG như thế nào?

Có 2 công nghệ TV cơ bản trên thị trường hiện nay, đó chính là LCD và OLED. Các TV sử dụng công nghệ LCD thường phổ biến hơn nhiều vì giá thành không quá đắt và dễ sản xuất hơn. Trong khi đó, TV OLED có chất lượng hình ảnh tốt hơn nhưng chi phí sản xuất cao hơn.

Vì thế, các nhà sản xuất TV LCD thường áp dụng nhiều cải tiến khác nhau để cải thiện chất lượng hình ảnh, và một trong số đó có tên là chấm lượng tử (quantum dots).

Samsung đã bán những chiếc TV LCD sử dụng công nghệ chấm lượng tử trong vài năm qua dưới tên thương hiệu QLED, và các thử nghiệm từ CNET đã chứng minh rằng chúng có cải thiện được màu sắc tốt hơn so với những tấm nền LCD khác. Nhưng chúng vẫn không thể đạt được chất lượng hình ảnh tổng thể ngang ngửa với OLED, lý do chính là do hiệu năng đáng kinh ngạc về độ tương phản cũng như góc nhìn của OLED. Và tại thời điểm này, chỉ có một công ty duy nhất sản xuất tấm nền OLED cỡ lớn: LG.

Nhưng nếu kết hợp những lợi thế của công nghệ chấm lượng tử với tỉ lệ tương phản của OLED thì sẽ như thế nào? Sự kết hợp này sẽ tạo ra một loại TV lai mới, mang lại chất lượng hình ảnh tốt hơn so với bất kỳ chiếc TV nào ở hiện tại.

Gần đây, Samsung đã tuyên bố rằng họ đang xây dựng một nhà máy để làm điều đó:

"Samsung Display sẽ đầu tư 13,1 nghìn tỉ won đến năm 2025 để xây dựng "Q1 Line" – dây chuyền sản xuất đại trà màn hình Quantum Dot đầu tiên thế thế giới tại Khuôn viên Asan. Dây chuyền mới này dự kiến sẽ bắt đầu sản xuất vào năm 2021 với 30.000 tấm nền ban đầu (thế hệ 8,5) và sẽ tạo ra một màn hình hiển thị QD khổng lồ, từ 65 inch trở lên."

Khoản đầu tư này tương đương 11,1 tỉ USD. Dù Samsung gọi màn hình này là Quantum Dot (QD), thế nhưng, nó không phải là điện phát quang, hay còn gọi là chấm lượng tử "xem trực tiếp". Công nghệ này vẫn còn một vài năm nữa mới hoàn thiện và Samsung chắc chắn sẽ sản xuất tấm lền QD-OLED lai.

Trong buổi công bố khoản đầu tư này, Chủ tịch Samsung Display, Moon Jae-in, đã trực tiếp lấy đối thủ LG ra làm tham chiếu. "Điều quan trọng là duy trì vị thế dẫn đầu trong thị trường màn hình toàn cầu với những công nghệ có thể thay đổi cuộc chơi", Moon cho hay. "Sau khoản đầu tư 3 nghìn tỉ won vào dây chuyển sản xuất tấm nền OLED lớn vào đầu tháng 7 của LG Display, kế hoạch đầu tư mới nhất của Samsung Display sẽ giúp cho triển vọng này đi xa hơn nữa."

QD-OLED sẽ hoạt động như thế nào?

Một sơ đồ đơn giản giải thích cách thức hoạt động của màn hình QD-OLED lai.
Chất liệu OLED xanh lam sẽ tạo ra tất cả ánh sáng màu xanh lam, cộng với năng lượng ánh sáng mà các chấm lượng tử màu đỏ và xanh lục sẽ sử dụng để tạo ra ánh sáng đỏ và xanh lục tương ứng.

Kết hợp chấm lượng tử và OLED có thể phát huy thế mạnh của cả 2 công nghệ. Ý tưởng đối với các công nghệ TV hiện tại là tạo ra ánh sáng đỏ, xanh lục và xanh lam. Các màn hình LED LCD có chấm lượng tử, như TV QLED hiện tại của Samsung, sử dụng các LED xanh lam cùng một lớp chấm lượng tử để chuyển đổi một số màu xanh lam đó thành đỏ và xanh lục. Với phiên bản OLED ở hiện tại, chất liệu OLED màu vàng và xanh lam sẽ tạo ra ánh sáng "trắng". Trong cả 2 trường hợp, các bộ lọc màu chỉ cho phép chuyển màu nào cần thiết cho mỗi subpixel cụ thể đó.

Ý tưởng với QD-OLED là đơn giản hóa những thiết kế này thành một, bằng cách sử dụng OLED để tạo ra ánh sáng xanh lam, sau đó, lớp chấm lượng tử sẽ chuyển đổi một số màu xanh lam sang đỏ và xanh lục.

Nanosys hình dung QD-OLED sẽ hoạt động như thế nào. Phiên bản của Samsung có thể sẽ tương tự.
Một lớp OLED màu xanh lam tạo ra ánh sáng xanh lam, đi qua lớp chuyển đổi màu chấm lượng tử (QDCC) để chuyển đổi một phần màu xanh lam đó thành màu đỏ và màu xanh lục. Nhờ cách các chấm lượng tử hoạt động, phương pháp này sẽ hiệu quả hơn đáng kể so với khi sử dụng các bộ lọc màu.

Về lý thuyết, phương pháp này có nhiều ưu điểm. Bằng cách chỉ sử dụng một màu hoặc chất liệu OLED, chi phí sản xuất sẽ giảm xuống do việc xây dựng trở nên dễ dàng hơn. Chẳng hạn, LG chỉ sử dụng 2 chất liệu OLED, xanh lam và vàng, cho mỗi pixel trên toàn bộ màn hình. Các bộ lọc màu chặn sáng sẽ tạo ra màu xanh lục và đỏ. Quantum Dot có hiệu suất gần 100%, tốt hơn đáng kể so với các bộ lọc, vì thế, về lý thuyết, những TV lai này sẽ sáng hơn nhiều. Thêm vào đó, nó có thể giúp các gam màu thể hiện rộng hơn ở mọi mức độ sáng.

Ở bên trái là phiên bản OLED hiện tại. "Màu trắng" trong cấu trúc của LG là sự kết hợp của chất liệu OLED màu xanh và màu vàng.
Ở bên phải là cách QD-OLED sẽ hoạt động. Nó sẽ chỉ sử dụng OLED màu xanh lam, và sau đó chuyển đổi một số đó sang các chấm lượng tử màu đỏ và màu xanh lục.

Do mỗi pixel có thể bị tắt, những TV lai này cũng sẽ có tỉ lệ tương phản đáng kinh ngạc vốn mang lại tiếng tăm cho OLED.

Do các chất liệu OLED màu xanh lam nhanh lão hóa hơn đỏ và xanh lục, thế nên, việc toàn bộ tấm nền sử dụng một màu cũng đồng nghĩa rằng quá trình lão hóa của TV sẽ đồng đều hơn mà không có sự thay đổi về màu sắc. Giữ sự lão hóa đó ở mức tối thiểu, qua đó đảm bảo một chiếc TV không bị mờ sau nhiều năm là một trong những vấn đề sản xuất cốt lõi. Điều này đặc biệt đúng trong kỷ nguyên HDR, luôn yêu cầu độ sáng cực cao này.

Một cái nhìn cận nhất của một lớp QDCC. Đằng sau nó có thể là một lớp LED hoặc OLED xanh lam. Dù bằng cách nào, màu sắc đi ra vẫn sẽ là đỏ, xanh lục và xanh lam.

Dù thông tin nhà máy mới này của Samsung sẽ tập trung vào những màn hình lớn cho TV, thế nhưng, cũng có khả năng công nghệ này được đưa vào điện thoại. Do các tấm nền OLED kích thước nhỏ của Samsung có chất lượng đã được khẳng định, thế nên, không có gì quá ngạc nhiên khi họ quyết định "thay đổi cuộc chơi" cho thị trường đó với một công nghệ tiên tiến như thế này. Ngoài ra, những màn hình OLED dành cho điện thoại của Samsung sử dụng các lớp OLED đỏ, xanh lục và xanh lam thay vì chỉ 2 lớp xanh lam – vàng như của LG. Samsung đã cố gắng tạo ra những chiếc TV OLED RGB, thế nhưng, chúng lại không thể tạo ra lợi nhuận cho gã khổng lồ công nghệ đến từ Hàn Quốc này.

Tương lai

Điều này là hoàn toàn khả thi, thậm chí, có khả năng, LG cũng đang phát triển công nghệ QD-OLED tương tự. Ngay bây giờ, họ không nói. Tuy nhiên, đây là bước tiến hợp lý cho OLED trước khi công nghệ TV tiếp theo xuất hiện.

Và đó có thể là gì? Những người ủng hộ chấm lượng tử dường như nghĩ rằng chấm lượng tử "xem trực tiếp" (direct-view) sẽ xuất hiện trong một vài năm nữa. Các chấm lượng tử điện phát quang (ELQD) sẽ hưởng toàn bộ lợi thế của OLED cũng như QD và sẽ không xuất hiện bất cứ vấn đề nào từ LCD hay những vấn đề về hao mòn và tuổi thọ của OLED. Một công nghệ thực sự rất hứa hẹn.

Màn hình chấm lượng tử cuối cùng. Không còn LCD nào nữa, chỉ còn các chấm lượng tử điện phát quang, xem trực tiếp.
Đây thực chất là cách OLED hoạt động, nhưng thay vì các chất liệu phát sáng hữu cơ, chúng lại là những chấm lượng tử.

Có một thắc mắc: Samsung sẽ gọi công nghệ QD-OLED mới này như thế nào? Samsung đang sử dụng thương hiệu "QLED" cho dòng TV hiện tại của mình. Có thể, Samsung sẽ không còn sử dụng từ OLED, bởi nó là của LG và Samsung đang cố gắng móc mỉa "đối thủ" bằng hiện tượng "burn-in" (lưu ảnh) từ công nghệ này. Điều đáng chú ý là bộ phận bán TV của Samsung, Samsung Electronics, lại không dính líu gì đến Samsung Display – bộ phận sẽ sản xuất những tấm nền QD-OLED này.

Một công nghệ TV khác cũng mới xuất hiện đó là MicroLED. Công nghệ này có nhiều ưu điểm tương tự như QD-OLED lai, nhưng lại không bị lẫn lộn với những chất hữu cơ phiền phức đó. Điều đó sẽ còn xa hơn trong tương lai, tuy nhiên, sẽ có một khoảng thời gian nào đó dành cho QD-OLED và chấm lượng tử xem trực tiếp. Và biết đâu MicroLED cũng sẽ sử dụng các chấm lượng tử thì sao. Tất cả các công nghệ này đều hấp dẫn và tất cả chúng chỉ cùng một mục đích duy nhất: mang chất lượng màn hình TV đi xa hơn.

Minh Hùng