Sau LCD và OLED, Những Chiếc Smartphone Sẽ Đón Đợi Điều Gì?

Nhìn lại thập kỷ qua, điều gì đã làm cho những chiếc Smartphone ngày càng trở nên phổ biến? Có nhiều ý kiến được đưa ra về việc LCD là yếu tố chủ chốt, góp phần làm cho smartphone trở nên phổ biến. Nó đã giúp mọi người lãng quên những cỗ máy tính bàn to lớn và màn hình hiển thị CRT thô sơ.

Màn hình LCD, kể từ khi ra đời vào năm 1987, đã có một vị trí khá quan trọng trong cuộc sống thường ngày của nhân loại. LCD xuất hiện trong hầu hết các thứ đồ điện tử, từ laptop, tablet, cho đến smartphone mà mọi người vẫn sử dụng hàng ngày, hàng giờ. Một phần nhỏ các thiết bị khác không sử dụng LCD mà sử dụng OLED, một loại màn hình mới được giới thiệu trong khoảng thời gian gần đây.

Liệu LCD và OLED đã là đủ cho nhu cầu của nhân loại? Khi nói về màn hình, có 3 yếu tố chính cần phải được xem xét kĩ lưỡng, bao gồm chất lượng hình ảnh (trong những điều kiện khác nhau, ở trong nhà hoặc ngoài trời), mức tiêu thụ năng lượng, và kích thước và khối lượng vật lý.

Đối với các thiết bị lớn như TV hoặc laptop, màn hình hiện đã có thể cung cấp hình ảnh hiển thị chất lượng rất tốt. Tuy nhiên, đối với màn hình của smartphone, các nhà sản xuất vẫn đang phải cố gắng làm cho màn hình có chất lượng hiển thị tốt nhất trong khi vẫn phải tiết kiệm năng lượng và càng mỏng càng tốt. Kết quả là, thế hệ màn OLED ra đời với mục đích thay thế LCD. OLED có chất lượng ảnh tốt hơn LCD, đặc biệt là về độ tương phản và góc nhìn trong khi tiết kiệm năng lượng hơn LCD.

Nhưng màn OLED cũng có nhiều nhược điểm, độ sáng màn hình bị suy giảm theo thời gian, thậm chí sự thoái hóa trên các subpixel màu không đều dẫn đến sai lệch về màu sắc. Màn OLED cũng có giá thành sản xuất cao hơn LCD, nên khách hàng sử dụng các thiết bị có màn hình OLED tập trung ở phân khúc cao cấp.

Nhìn chung, cả công nghệ OLED lẫn LCD vẫn chưa hoàn thiện và vẫn đang được tiếp tục phát triển. Ngoài ra, cũng có nhiều nỗ lực nghiên cứu để đưa ra các sản phẩm màn hình cho điện khác. Có hàng loạt các công nghệ mới được giới thiệu trong suốt thập kỷ qua, nhưng hầu hết đều được thổi phồng và kỳ vọng thái quá. Sẽ dễ dàng để nhìn thấy được những bài báo với tiêu đề đại loại như “Thế hệ mới’ sẽ thống trị thị trường vào năm tới” và rồi chẳng có gì xảy ra cả, dù các nhà đầu tư đã rót vào các dự án rất nhiều tiền trong nỗ lực thương mại hóa các công nghệ mới, hoặc ít nhất là duy trì các dự án nghiên cứu.

Phillips, hãng điện tử hàng đầu Hà Lan, đã giới thiệu màn hình sử dụng công nghệ Electrowetting (tạm hiểu là điện ẩm), và tách ra thành công ty con là LiquaVista vào năm 2006 để thương mại hóa công nghệ mới. Được quảng bá là "LCD 2.0", màn hình của LiquaVista có thể hoạt động dựa trên ánh sáng đèn nền, ánh sáng phản xạ từ môi trường hoặc kết hợp cả 2 chế độ, cho màu sắc và góc nhìn tốt hơn, thời gian phản hồi nhanh, tiêu thụ năng lượng ít hơn so với màn hình LCD.

LiquaVista đã được Samsung mua lại vào năm 2010, sau đó về tay Amazon vào năm 2013. Cho tới tháng 11/2017, vẫn chưa có một sản phẩm thương mại nào sử dụng màn hình Electrowetting ra đời. Nhưng LiquaVista vẫn rất đáng được để tâm, và vẫn đang tiếp tục làm việc và tiến tới thương mại hóa công nghệ mới.

Nhìn lại, có thể LCD và OLED vẫn sẽ tiếp tục vai trò của mình, ít nhất là trong thời gian ngắn sắp tới. Còn các loại màn hình khác cũng vẫn chưa tìm thấy được tương lai. Trong suốt 7 năm, từ 2004 tới 2011, Qualcomm đã mua lại 2 công ty start-up đã phát triển các công nghệ màn hình sử dụng hệ thống vi cơ điện (microelectromechanical ) là iMOD, được phát triển bởi Iridigm, và Direct-view micro-shutter của Boston-area Pixtronix. Hồi năm 2015, Qualcomm đã âm thầm rút khỏi các dự án.

Một công nghệ sử dụng cơ cấu electromechanical-shutter màn trập điện cơ khác là Time-Multiplexed Optical Shutter (TMOS), được giới thiệu bởi UniPixel Displays, cũng có số phận không mấy lạc quan khi không thể được thương mại hóa. UniPixel vẫn còn hoạt động chủ yếu sản xuất film quang học và kính bảo vệ cho màn hình, còn công nghệ TMOS gần như đã bị quên lãng. LCD và OLED vẫn sẽ còn tồn tại trong một thời gian sắp tới. Chưa thể chắc chắn được sẽ có thứ gì đó thay thế được LCD và OLED hay không.

Tuy nhiên, có 1 công nghệ vẫn đang rất được nhiều công ty điện tử lớn chú ý đến. Nó cho chất lượng màu sắc hiển thị, tương phản, góc nhìn, độ sáng tốt, độ phản hồi nhanh và tiêu thụ năng lượng ít hơn tất cả những loại màn hình hiện nay. Đó là công nghệ đã tạo nên các đèn hiệu đầy màu sắc đỏ, xanh … ở khắp các thiết bị điện tử vẫn thường thấy, nhưng ở mức độ cơ bản và vi mô hơn rất nhiều – công nghệ LED sử dụng chất bán dẫn để tạo nên các diode phát quang.

LED gần như có đầy đủ tất cả những điều cần thiết cho một chiếc màn hình hiển thị. Dải màu sắc rộng, gồm cả 3 màu cơ bản: đỏ, lục và lam. Với LED, góc nhìn cũng đã không còn là vấn đề, và độ sáng, độ tương phản của LED tương đương với màn hình OLED. Một màn hình LED thông thường sẽ tiết kiệm năng lượng hơn rất nhiều so với LCD và OLED. Màn hình LED cũng không cần kính lọc màu hoặc kính lọc phân cực, và có khả năng tắt/ mở chỉ trong một phần triệu giây.

Thực tế, có thể thấy màn hình LED ở khắp mọi nơi trong cuộc sống hàng ngày. Từ các màn hình lớn đầy màu sắc ở vận động trường, các bảng quảng cáo, cho đến các bảng chỉ dẫn. Thậm chí, Samsung cũng đã giới thiệu màn hình LED cho rạp chiếu film đầu tiên tại Seoul, với độ phân giải 4,096 x 2,160 pixel và dài khoảng 10 mét. Nhưng LED vẫn chưa xuất hiện trên các thiết bị di động cầm tay hiện nay.

Việc sử dụng các diode phát sáng như là điểm ảnh trên màn hình điện thoại không chỉ đơn giản là sản xuất chúng ở kích thước cực nhỏ, mà là phải tìm cách đặt tất cả các diode đó vào cùng 1 màn hình. Chẳng hạn như một màn hình có độ phân giải 1,280 x 720 pixel sẽ cần đến 3 triệu đèn LED, trong đó là hơn 920,000 LED cho mỗi màu cơ bản đỏ, lục, lam. Không phải chỉ đặt tất cả lên cùng 1 tấm nền là xong chuyện, thậm chí, LED cho mỗi loại màu lại có chất liệu khác nhau.

Với những màn hình lớn như ở vận động trường, đơn giản chỉ cần đặt các diode phát quang màu đỏ, lục, lam theo các module giống như xếp Lego để có thể hoàn thành màn hình. Nhưng với những màn hình nhỏ dành cho điện thoại, nhà sản xuất sẽ không những phải tìm cách sắp xếp hàng triệu các diode phát quang trên một bề mặt chỉ bằng một tấm thẻ, mà còn phải tìm cách sản xuất các diode đó ở một kích cỡ cực kỳ vi mô. Cả 2 việc không hề dễ dàng.

Thời gian qua, đã có một số tiến bộ nhất định trong việc sản xuất màn hình LED có độ phân giải cao rất đáng được chú ý. Hồi năm 2014, Apple đã mua lại LuxVue Technology, công ty chuyên sản xuất màn hình LED siêu nhỏ ở Santa Clara. Năm 2016, Facebook cũng mua lại một doanh nghiệp start up ở Ireland là InfiniLED. Hãng chuyên gia công đồ điện tử Foxconn của Đài Loan và Sharp – mới được Foxconn mua lại – cũng đã đầu tư khá nhiều cho eLux – một công ty con của Sharp America. Ngay cả Samsung, dù là nhà sản xuất OLED tiên phong, cũng đã bắt đầu quan tâm đến PlayNitride – công ty chuyên sản xuất LED siêu nhỏ của Đài Loan.

Nhiều chuyên gia cho rằng, việc thương mại hóa công nghệ LED siêu nhỏ sẽ cần ít nhất là 5 năm nữa, nhưng với việc nhiều công ty công nghệ hàng đầu tham gia nghiên cứu LED, khoảng thời gian cần thiết có thể sẽ ít hơn 5 năm. Sẽ không thể chắc chắn rằng màn hình LED thay thế được LCD và OLED. Nhưng có thể công nghệ màn hình LED sẽ tạo ra nhiều thay đổi trong những năm tiếp theo.