OLED TV

00:0008/10/2008

(ĐTTD) - Bạn có thể hình dung một chiếc TV độ nét cao với màn hình rộng hơn 100 inch, tiêu thụ điện bằng một chiếc bóng đèn và dày chỉ như một tấm kính 5 ly, thậm chí có thể cuộn lại khi không dùng đến.


Bạn nghĩ sao nếu màn hình TV có thể gắn lên quần áo, trần xe hơi hay trần phòng ngủ của mình? Những thiết bị như vậy hoàn toàn có thể trở nên phổ biến trong tương lai gần với việc ứng dụng công nghệ Diode phat quang hữu cơ OLED – Organic Light emiting Diode.
Sony OLED
OLED Tivi. Ảnh: Sony

OLED là gì?

OLED là những linh kiện thể rắn có cấu tạo từ những màng phim mỏng hợp thành bởi các phân tử hữu cơ có thể phát ra ánh sáng khi được cấp điện. Những màn hình chế tạo theo công nghệ OLED sẽ sáng mạnh hơn và tiêu thụ ít công suất hơn những màn hình theo công nghệ Plasma, LCS và cả LED hiện nay.

Một linh kiện bán dẫn OLED dày khoảng 100-500 nanomet, nhỏ hơn 200 lần so với đường kính một sợi tóc bao gồm các thành phần sau:

- Chất nền (nhựa, thuỷ tinh hoặc kim loại trong suốt)
- Cực dương ( trong suốt): giải phóng electron, tạo lỗ trống mang điện tích dương khi có dòng điện chạy qua.
- Lớp hữu cơ - được tạo thành từ các phân tử hoặc polymer hữu cơ. OLED có thể có hai hoặc ba lớp vật liệu hữu cơ ; ở những thiết kế về sau này, lớp thứ ba giúp các electron di chuyển từ cực âm đến lớp phát
- Lớp dẫn – Hình thành từ các phân tử nhựa hữu cơ, có chức năng vận chuyển lỗ trống mang điện tích dương từ điện cực dương. Một loại chất polymer dẫn thường được dùng phổ biến trong OLED là Polyaniline.
- Lớp phát – Là một lớp gồm các phân tử nhựa hữu cơ khác loại với lớp dẫn, vận chuyển electron từ cathode ; đây là nơi ánh sáng được sinh ra. Một loại polymer thường được dùng là polyfluorence.
- Cực âm ( có thể trong suốt hoặc không, tuỳ vào loại OLED) - Cực âm phóng electron khi có dòng điện đi qua.

Quá trình phát sáng của OLED tuân theo các hiện tượng quang điện (electrophosphorescence) tương tự LED. Quá trình đó có thể mô tả như sau: Đầu tiên, pin hoặc nguồn điện cấp một điện áp lên hai cực của OLED, một dòng điện chạy từ điện cực âm sang điện cực dương xuyên qua lớp hữu cơ. Điện cực âm cung cấp electron cho lớp phát của phân tử hữu cơ, còn điện cực dương lấy electron khỏi lớp dẫn của phân tử hữu cơ, tương đương với việc cung cấp lỗ trống mang điện tích dương cho lớp này.

OLED TV
TV OLED. Ảnh: Sony

Ở vùng tiếp giáp giữa lớp phát và lớp dẫn, electron sẽ gặp lỗ trống và sẽ điền vào lỗ trống để đạt đến mức năng lượng của nguyên tử thiếu một electron lớp ngoài cùng.

Khi đó, electron giải phóng năng lượng dưới dạng photon ánh sáng và vậy là OLED phát sáng. Màu sắc của ánh sáng tuỳ vào loại phân tử hữu cơ của lớp phát. Các màn hình nhiều màu được tạo ra bằng cách đặt nhiều loại màng hữu khác nhau trên cùng một OLED. Còn cường độ của ánh sáng phụ thuộc vào dòng điện cung cấp, dòng cấp càng lớn, ánh sáng phát ra càng mạnh

OLED – Ưu và nhược điểm

Hiện nay công nghệ màn hình LCD vẫn đang thống trị ở các thiết bị nhỏ và cũng phổ biến ở một số TV màn hình khổ lớn. Còn màn hình công nghệ LED thông thường vẫn đang được dùng để tạo ký tự trên các đồng hồ số và các thiết bị điện tử khác. So với hai loại màn hình công nghệ phổ biến này, OLED có nhiều ưu điểm hơn hẳn.

Các lớp hữu cơ (nhựa) của OLED mỏng hơn, nhẹ hơn và linh hoạt hơn các lớp tinh thể vô cơ của LED hay LCD, lớp phát quang của OLED nhẹ hơn, lớp chât nền của OLED có thể uốn được chứ không cứng cố định như LCD hay LED thông thường. Nhờ vậy mà OLED sáng hơn LED mà không cần lớp kính lọc.

OLED tự bản thân phát sáng chứ không cần đèn chiếu sáng từ phía sau như LCD, nên tiêu thụ ít năng lượng hơn. OLED cũng có góc nhìn rộng hơn lên đến 170 độ và một điểm quan trọng nữa là OLED dễ sản xuất hơn và có thể sản xuất với kích thước lớn – đây là ưu điểm vượt trội hẳn so với LCD. Do tốc độ làm tươi của OLED cao hơn LCD gần 1000 lần, nên một thiết bị với màn hình OLED có thể trình chiếu thông tin hình ảnh đáp ứng thời gian thực. Nhưữg hình ảnh video sẽ trông thật hơn rất nhiều và cập nhật liên tục

OLED dường như là “sự lựa chọn hoàn hảo” cho tất cả các loại hình màn hình hiển thị, nhưng chúng vẫn tồn tại những nhược điểm. Điểm đầu tiên là tuổi thọ - Trong khi các màng film OLED màu xanh lá cây và đỏ có tuổi thọ khá cao, từ 46.000 đến 230.000 giờ, thì film OLED màu xanh dương lại có tuổi thọ rât thấp, chỉ khoảng 4.000 giờ. Nhưng điểm tiêu cực nhất là chi phí sản xuất các loại màn hình OLED hiện vẫn còn quá cao, ngay một màn hình cỡ nhỏ như Sony XEL mà giá cũng đã tới con số nhiều ngàn dollar. Ngoài ra, còn một số nhược điểm như khả năng chịu ẩm cũng như tác động bề mặt rất kém…

OLED - Hiện tại và tương lai

Kodak là hãng đầu tiên ra mắt camera kỹ thuật số dùng màn hình OLED vào tháng 3/2003, trên chiếc máy ảnh Easy Share LS633. Hiện nay, OLED được dùng chủ yếu trong các thiết bị có màn hình nhỏ như điện thoại di động, PDA và camera KTS. Một vài hãng máy tính lớn cũng đã có những màn hình máy tính và TV màn hình khổ rộng dùng công nghệ OLED. Tháng 5/2005, Samsung Electronic cũng đã giới thiệu model OLED TV mẫu Ultra slim TV 40 inch.

Nhưng OLED TV thực sự được bán thương mại vào tháng 9/2007, khi tập đoàn Sony bắt đầu sản xuất hàng loạt màn hình OLED cho thiết bị giải trí cá nhân CLIE PEG – VZ90 của mình. Tháng 10/2007, Sony tuyên bố bắt đầu gia nhập thị trường TV màn hình OLED khổ rộng và tới tháng 12/2007, model XEL1 ra mắt thị trường Nhật Bản với giá 1.700USD.

Những nghiên cứu phát triển và ứng dụng trong lĩnh vực OLED đang được nhanh chóng triển khai và hứa hẹn tạo ra một xu hướng công nghệ mới cùng một thị trường sôi động và đa dạng với các loại màn hình dán lên trần nhà, bảng thông báo tự động, màn hình siêu lớn dùng cho sân vận động hay rạp chiếu phim, và đặc biệt là các sản phẩm ứng dụng trong đình và công sở.

Người ta đang nghĩ đến ngành báo chí trong tương lai với những tờ báo là những màn hình OLED cung cấp thông tin cập nhật liên tục và tức thời. Khi đọc xong, bạn có thể gấp tờ báo của mình lại và cất vào đâu đó hoặc mang theo mình.

Chế tạo OLED

Quan trọng nhất trong quá trình sán xuất OLED là việc “trát” lớp hữu cơ lên bề mặt chất nền. Có thể thực hiện việc này theo 3 quy trình khác nhau
1. Lắng chân không hay Nhiệt hoá hơi chân không: Trong môi trường chân không, các phân tử hữu cơ được gia nhiệt từ từ, cho đến khi bay hơi hết thành phần lỏng và cô đặc lại thành một lớp trên chất nền đã làm lạnh. Quy trình này khá tốn kém mà hiệu suất không cao
2. Lắng pha chân không hữu cơ: Trong môi trường phản ứng áp suất thấp, bao quanh bằng các bức tường được nung nóng, một dẫn xuất khí ga đưa các phân tử hữu cơ dưới dạng hơi lên một chất nền đã làm lạnh và tự cô đặc thành màng mỏng. Dùng hơi dẫn xuất giúp tăng hiệu suất và giảm giá thành chế tạo OLED xuống khá nhiều.
3. In phun: OLED được phun lên lớp chất nền tựa như mực in phun lên giấy. Công nghệ in phun giảm đáng kể chi phí sản xuất OLED và có thể “in” OLED lên những tấm film chất nền có diện tích lớn, ứng dụng trong việc chế tạo các màn hình siêu lớn của TV từ 80 inch trở lên, hoặc cho các bảng quảng cáo nơi công cộng.

Chèn hình ảnh nếu có
OLED TV. Ảnh: Sony

OLED Đơn phân tử vs OLED polymer

Loại phân tử hữu cơ mà các chuyên gia của Kodak dùng năm 1987 ở OLED đầu tiên là đơn phân tử. Mặc dù đơn phân tử phát ánh sáng mạnh hơn, nhưng để tạo ra nó, người ta phải đặt chúng lên bề mặt chất nền trong môi trường chân không theo quy trình Lắng đã nói ở trên, nên rất tốn kém.Kể từ năm 1990, các nhà nghiên cứu đã dùng các phân tử hữu cơ polymer để phát quang. Polymer có giá thành sản xuất thấp hơn và có thể tạo thành một tấm lớn, nên chúng thích hợp hơn cho các màn hình rộng.

Các loại OLED

Hiện tại có vài dạng OLED: OLED ma trận bị động, OLED ma trận chủ động, OLED trong suôt, Top – emitting OLED, OLED gấp được, OLED trắng. Mỗi loại có công nghệ chế tạo cũng như ứng dụng khác nhau.

OLED ma trận chủ động – Passive Matrix OLED (PMOLED)

PMOLED có các dải điện cực âm và các dải điện cực dương sắp xếp vuông góc nhau kẹp các lớp hữu cơ. Giao điểm của các dải này tạo thành pixel và ở đó ánh sáng được phát ra. Một mạch điện ngoài cấp dòng cho các dải âm và dải dương nhất định, dẫn đến điểm ảnh (pixel) tạo thành bởi giao điểm của hai dải âm – dương đó sẽ được bật còn các pixel khác vẫn tắt. Độ sáng của từng pixel tỉ lệ với dòng điện cung cấp.

PMOLED dễ chế tạo nhưng tiêu thụ công suất nhiều hơn so với các loại OLED khác, phần lớn năng lượng dùng để cung cấp cho mạch điện ngoài. PMOLED hiệu quả nhất trong hiển thị text hoặc hình ảnh dạng biểu tượng, thích hợp nhất với các màn hình nhỏ (2-3 inch theo đường chéo) như màn hình điện thoại di động, đồng hồ hay các máy nghe nhạc bỏ túi. Đặc biệt kể cả mạch ngoài, OLED ma trận chủ động vẫn ít tốn điện hơn so với màn hình LCD hiện vẫn đang dùng ở những thiết bị này.

OLED ma trận bị động – Active Matrix OLED (AMOLED)

AMOLED cũng có một lớp hữu cơ nhưng khác PMOLED là nó dùng hẳn một lớp làm điện cực âm và dương, hơn nữa lớp điện cực dương phủ lên một dãy transistor màng mỏng (TFT) tạo thành một ma trận. Dãy TFT đồng thời chính là mạch điện điều khiển pixel nào được bật hoặc tắt tạo thành hình ảnh.

AMOLED tiêu tốn ít điện năng hơn cả PMOLED vì dãy TFT tiêu thụ ít công suất hơn so với mạch điện ngoài, nên chúng hiệu quả với các màn hình lớn. AMOLED cũng có tần số làm tươi (refresh rate) thích hợp với video. Ứng dụng tốt nhất của AMOLED là màn hình máy tính,màn hình TV khổ lớn và các bảng điện tử.

OLED trong suốt – Transparent OLED

Tất cả các thành phần chính của Transparent OLED (chất nền, hai điện cực) đều trong suốt khi được bật, nó cho phép ánh sáng đi qua theo cả hai chiều. Và khi ở trạng thái tắt, độ trong còn 85%. Một màn hình OLED trong suốt có thể là ma trận chủ động mà cũng có thể là ma trận bị động. Công nghệ này có thể dùng trong các màn hình gắn trên trần.

OLED phát sáng bề mặt – Top emitting OLED

Top-emitting OLED có lớp chất nền đục mờ hoặc trong suốt. Chúng thích hợp với các thiết kế ma trận chủ động hơn. OLED loại này sẽ được dùng nhiều trên các tấm thẻ thông minh

OLED gấp được – Foldable OLED

OLED gấp được có lớp chất nền làm từ lá kim loại hoặc nhựa tổng hợp nên rất linh hoạt, nhẹ và bền. Ứng dụng thích hợp của loại OLED này là các thiết bị di động như điện thoại hay máy PDA, giúp giảm tối đa tình trạng nứt vỡ màn hình. Ứng dụng đặc biệt nhất, OLED gấp được có thể gắn vào sợi vải để tạo ra những bộ đồ thông minh, ví dụ như một bộ đồ dùng ngoài trời, trên đó tích hợp chip máy tính, điện thoại di động, bộ thu GPS, và một màn hình OLED may trên đó

OLED trắng – White OLED


OLED trắng phát ra ánh sáng trắng, sáng hơn, đều hơn và hiệu suất cao hơn đèn huỳnh quang mà lại cho ánh sáng tự nhiên như đèn dây tóc. Do có thể sản xuất dưới dạng những tấm lớn nên chúng sẽ là phương tiện thay thế tốt đèn huỳnh quang trong tương lai.

Cao Nguyên
www.dientutieudung.vn




Bình luận mới