|
|
| Công nghệ chấm lượng tử. Nguồn: Android Authority |
Bạn đã chắc chắn đã từng nghe nói đến thuật ngữ Qualtum Dot. Chấm lượng tử (Quantum dot - QD) là các hạt tinh thể nano vô cùng nhỏ (cỡ vài nanomet, xoay quanh khoảng 10nm), nhỏ tới mức việc bỏ thêm hay lấy đi một điện tử sẽ làm thay đổi tính chất của nó theo một cách hữu ích nào đó.
Do sự hạn chế về không gian (hoặc sự giam hãm) của những điện tử và lỗ trống trong vật chất (một lỗ trống hình thành do sự vắng mặt của một điện tử; một lỗ trống hoạt động như một điện tích dương), hiệu ứng lượng tử xuất phát và làm cho tính chất của vật chất thay đổi. Tuy nhiên, phải khẳng định một điều là công nghệ chấm lượng tử thực chất là LCD nhưng sử dụng tấm nền công nghệ chấm lượng tử thay vì tấm nền LED. Chấm lượng tử có khả năng hấp thụ và giải phóng ánh sáng và chuyển đổi nó sang ánh sáng có bước sóng khác, hay có thể hiểu là biến ánh sáng từ màu này sang màu khác.
Bằng cách tinh chỉnh, người ta có thể tạo ra các hạt (còn gọi là các chấm) với khả năng phát ra ánh sáng màu xanh dương, xanh lá, đỏ và nhiều màu khác. Đây là một bước tiến lớn cho công nghệ màn hình. Nếu muốn màn hình hiển thị đầy đủ màu sắc, bạn cần tạo ra và kiểm soát ánh sáng của ba màu cơ bản - màu xanh dương, xanh lá, đỏ. Đối với màn hình LCD, cách thường làm là cung cấp đèn nền "trắng" (phổ rộng), kiểm soát nó qua các tế bào tinh thể lỏng tại mỗi điểm ảnh và truyền qua các bộ lọc màu để có được màu cơ bản như mong muốn. Tuy nhiên điều này không thực sự hiệu quả. Nó tạo ra ánh sáng bao gồm đầy đủ các màu từ đỏ sang xanh, nhưng hai phần ba của ánh sáng đó lại bị mất đi qua tại mỗi điểm ảnh con. Bên cạnh đó, bộ lọc màu cũng không thực sự sắc nét. Ánh sáng sau khi đi qua một bộ lọc với ba màu cơ bản là đỏ, xanh dương, xanh lá sẽ kiến tạo nên hình ảnh bạn thấy trên màn hình. Tuy nhiên, thành phần này có tính lọc lựa không cao, ví dụ như bộ lọc màu đỏ vẫn cho phép một ít ánh sáng cam đi qua. Khi màu đỏ và xanh không thuần khiết được trộn lại, chúng cho ra hình ảnh với màu trông có vẻ nhợt nhạt.
Tất nhiên, chúng ta có thể làm cho bộ lọc tốt hơn, nhưng điều đó cũng có nghĩa là phải cắt ra nhiều ánh sáng hơn khiến màn hình hiển thị kém hiệu quả hơn, và để đạt được độ sáng giống nhau thì mức thụ năng lượng cũng nhiều hơn. Yêu cầu nhiều điện năng hơn không phải là một giải pháp thông minh cho các thiết bị di động. Màn hình OLED đã giải quyết được vấn đề này. Các nhà sản xuất màn hình sẽ không đầu tư một khoản tiền khổng lồ để tạo ra một công nghệ màn hình hoàn toàn mới trừ khi nó mang lại nhiều lợi ích đáng kể, và một trong số các ưu điểm của OLED là khả năng tạo các điểm ảnh phụ subpixel trực tiếp phát ra màu đỏ, xanh lá cây, xanh dương. Điều này làm cho một màn hình hiển thị hiệu quả với độ rộng gam màu lớn hơn so với LED.
Chấm lượng tử với OLED
Tất nhiên là màn hình LCD sẽ không dễ dàng từ bỏ thị trường mà không đấu tranh với các đối thủ. Một trong những vũ khí được sử dụng để chống lại các mối đe dọa của OLED là chấm lượng tử. Ban đầu, công nghệ này đã được đưa vào nhằm nâng cao đèn nền. Thay vì chiếu sáng các màn hình LCD với đèn LED "trắng" (thực chất là bóng LED xanh dương cường độ cao được phủ một lớp phốt-pho), một thiết kế đèn nền chấm lượng tử sử dụng đèn LED xanh đơn giản (rẻ hơn) và thêm các đèn LED màu đỏ và xanh lá cây để chuyển đổi ánh sáng xanh thành hai màu cơ bản khác. Các chấm có thể chứa được chứa trong một thành phần riêng biệt, giữa các đèn LED xanh và phần còn lại của đèn nền.
Một số thiết kế khác sử dụng một thanh nhựa, và các chấm lượng tử được nhúng vào đó, và nó được đặt giữa dải LED và cấu trúc đèn nền. Đối với các màn hình lớn hơn như màn hình dành cho máy tính xách tay hoặc TV, các chấm lượng tử sẽ được đặt lên một lớp phim ngay trên đèn nền. Điều này mang lại màn hình hiển thị hiệu quả hơn với gam màu rộng hơn.
Tuy nhiên, những màn hình này vẫn dựa vào các bộ lọc màu để tách ánh sáng màu đỏ, xanh dương và xanh lá trước khi đến mắt người xem. Do đó, bước phát triển hợp lý tiếp theo là loại bỏ các bộ lọc màu kiểu cũ và thay thế chúng bằng một lớp chấm lượng tử theo mẫu.
Thay vì ánh sáng "trắng" đi qua đèn nền, tất cả các điểm ảnh phụ LCD sẽ kiểm soát ánh sáng màu xanh dương thường xuyên. Các điểm ảnh phụ màu đỏ và xanh lá cây đều có "bộ lọc" của các chấm lượng tử thích hợp, nó sẽ chuyển đổi ánh sáng xanh dương. Đây sẽ là bước cuối cùng trước khi đến mắt người xem. Các điểm ảnh màu xanh đơn giản không yêu cầu bộ lọc màu.
Điều này cải tiến đáng kể về hiệu suất, cũng như góc nhìn, độ tương phản của màn hình và gam màu. Những thiết kế sử dụng chấm lượng tử như bộ lọc màu là một thách thức lớn đối với hiệu suất hoạt động được cho là tốt hơn của màn hình OLED. Các chấm lượng tử cũng không bị ảnh hưởng gì từ những vấn đề "burn-in" (bao gồm các tỷ lệ lão hóa khác nhau thông qua ba màu cơ bản) của công nghệ OLED.
Chấm lượng tử với micro-LED
Mặc dù công nghệ màn hình với bộ lọc màu sắc chấm lượng tử đã được đưa ra thị trường, một tiến bộ đang chờ đợi trong các phòng thí nghiệm: phiên bản chấm lượng tử công nghệ hiển thị "micro-LED". Tương lai của đèn LED vô cơ trên màn hình đã được đề cập đến trước đây, nhưng các chấm lượng tử có thể đưa cuộc chơi lên một cấp độ hoàn toàn mới. Cho đến giờ, chúng ta chỉ nói cách quang phát xạ của chấm lượng tử - làm thế nào chúng có thể phát ra ánh sáng sau khi bị kích thích bởi một nguồn ánh sáng khác. Các chấm lượng tử cũng có thể biểu hiện các tính chất phát xạ điện, khi đó chúng phát ra ánh sáng trực tiếp để phản ứng với điện trường.
Chấm lượng tử “điện phát quang” rất có thể là công nghệ tiềm năng thay đổi cuộc chơi. Màn hình hiển thị sử dụng các chấm lượng tử theo cách này sẽ loại bỏ hoàn toàn lớp tinh thể lỏng, thay vào đó trực tiếp kích thích các chấm để tạo ra ánh sáng đỏ, xanh lá và xanh dương tại mỗi vị trí điểm ảnh phụ.
Điều này sẽ tạo ra màn hình hiển thị với thời gian phản hồi, góc nhìn và độ tương phản của OLED, thậm chí còn hiệu quả hơn. Nó cũng có thể được sản xuất dễ dàng hơn nhiều so với kế hoạch hiện tại cho màn hình micro - LED. Không giống như các micro - LED vô cơ, các chấm lượng tử điện phát quang được xử lý và mô phỏng dưới dạng chất lỏng, giống với cách tạo ra các lớp lọc màu và cấu trúc hiển thị.
Hiệu quả cao, góc nhìn và độ tương phản tốt hơn, độ rộng dải màu lớn hơn, thời gian phản hồi trong tích tắc và quy trình sản xuất dễ dàng – điều mà bất kỳ ai đều thích! Tuy nhiên chấm lượng tử cũng tồn tại một hạn chế đó là: bản chất của các vật liệu. Các chấm lượng tử thường được làm từ các hợp chất chứa chì, selen, và đặc biệt là cadmium – những chất này không hề tốt cho sức khỏe.
Tương lai của chấm lượng tử trên màn hình
Nhìn chung, rất có thể công nghệ lượng tử sẽ phát triển nhanh chóng trên thị trường màn hình. Samsung đặc biệt đã có những bước đi mạnh mẽ trong lĩnh vực này, mua lại sở hữu trí tuệ của startup QD Vision tại Boston vào cuối năm 2016. Trong năm qua, công ty đã phát triển mạnh công nghệ "QLED" trong các dòng sản phẩm của mình. Samsung không phải là công ty duy nhất quan tâm đến công nghệ này.
Không có gì đáng ngạc nhiên nếu màn hình chấm lượng tử thống trị trong ngành công nghiệp hiển thị điện tử. Thực tế, OLED từng được ca ngợi là công nghệ lớn tiếp theo, có thể bị bỏ qua và không đạt được thị phần chính trên thị trường.
Và bước nhảy cho công nghiệp màn hình đích thực sẽ là chấm lượng tử.