OLED và những điều bây giờ bạn mới biết! (P1): Các khái niệm cơ bản cần nắm rõ và phân biệt

BVM X300 2

Màn hình OLED chuyên nghiệp TRIMASTER của Sony

Có lẽ bạn đã không còn xa lạ gì với công nghệ màn hình OLED nữa. Ngày nay, Organic Light Emitting Diode là một công nghệ màn hình phát quang nổi tiếng và được đánh giá cao hơn LCD truyền thống, giới công nghệ luôn mong muốn màn hình OLED trở nên phổ biến hơn và nâng cao chất lượng hơn, nhằm thay thế các màn hình LCD.

Đối với Sony, OLED không phải cái gì đó quá mới mẻ. Hãng đã bắt đầu nghiên cứu về công nghệ này từ những năm 1990 và có sản phẩm đầu tay vào năm 2004, đến vừa rồi, hãng cũng vừa trình làng chiếc TV OLED màn hình lớn đầu tiên sau 10 năm bỏ ngỏ, thậm chí có nguồn tin còn cho rằng năm 2018 sẽ có điện thoại Xperia sử dụng màn hình OLED. Chính vì vậy, tác giả quyết định viết loạt bài riêng về công nghệ màn hình OLED này để người dùng Sony hiểu rõ hơn về thứ công nghệ tiên tiến đang được dùng trên chính các sản phẩm của Sony.

Ở Phần 1, chúng ta sẽ nói về một số khái niệm thuộc lĩnh vực công nghệ OLED, giúp các bạn phân biệt các thuật ngữ chung. Công nghệ OLED có hai hướng ứng dụng chính là dùng làm màn hình hiển thị (OLED display) và thiết bị chiếu sáng (OLED lightning), bài viết sẽ chủ yếu xoay quanh màn hình OLED thay vì thiết bị chiếu sáng, bởi sản phẩm này gần gũi hơn với chúng ta cũng như chính Sony đi theo hướng này nhiều hơn.

1. SMOLED và PLED.

Dựa trên kích thước của phân tử hữu cơ, người ta chia OLED ra làm hai loại là SMOLED và PLED. Trong đó Small Molecule OLED là loại có kích thước phân tử nhỏ, còn Polymer LED là loại kích thước lớn.

SMOLED structure

Cấu trúc cơ bản của SMOLED, gồm 5 lớp thành phần kẹp giữa hai điện cực Anode và Cathode, phía dưới cùng là chất nền (ảnh:SID)

Các hoạt động nghiên cứu đầu tiên về OLED đã bắt đầu từ giữa những năm 1960, tuy nhiên, lúc đó loài người còn gặp nhiều hạn chế về trình độ cũng như hiểu biết đối với thứ vật liệu “khó tính” này, vậy nên họ gặp vô vàn khó khăn trong việc kiểm soát và ứng dụng chúng. Phải mãi đến khi hai nhà khoa học Ching Tang và Steve VanSlyke làm việc tại hãng Kodak báo cáo về việc phát triển thành công một cấu trúc hoàn toàn mới, hoạt động dựa trên vật liệu SMOLED (small molecules OLED) năm 1987 mới tạo ra bước đột phá làm “rung chuyển” cả giới học thuật lẫn ngành công nghiệp. Kể từ đó, chúng ta mới bước đầu “trị” được thứ công nghệ mới mẻ này để tìm cách ứng dụng nó vào cuộc sống.

Có thể nói, đây chính là hai con người “vĩ đại” đã đặt nền móng để tạo nền các màn hình OLED cho chúng ta dùng ngày nay. Ngay chính Sony cũng chỉ bước đầu tìm hiểu về OLED vào năm 1990, tức là sau khi báo cáo khoa học của họ được công bố. Kodak và hai người này giờ không còn được biết đến nhiều, nhưng những cống hiến của họ thì vẫn đáng trân trọng và được ghi nhận cho sự phát triển của ngành công nghệ.

Quay trở lại với Small Molecule OLED hay SMOLED, tức “diode phát quang hữu cơ phân tử nhỏ.” Chúng có thể rắn vật lí và sử dụng quá trình bay hơi lắng đọng để tạo thành các điểm ảnh trên bề mặt chất nền. Công việc này được thực hiện bằng hệ thống lắng đọng hơi hóa học (CVD: chemical vapor deposition) trong môi trường chân không. Lí do là bởi SMOLED rất “ghét” không khí có chứa oxygen và hơi ẩm. Ngay cả trong tấm nền OLED, người ta cùng dùng các tấm flim mỏng đóng vai trò hàng rào (barrier) giữa các thành phần nhằm hạn chế tối đa nguy cơ ô nhiễm oxygen hay hơi ẩm, làm hỏng màn hình.

OLED material types

Hai loại vật liệu OLED dựa trên kích thước phân tử hữu cơ (ảnh: Slide Share)

Trong khi đó, năm 1990, Đại học Cambridge đã khám phá ra một loại vật liệu mới có khoảng sóng nhìn thấy được, vật liệu bán dẫn polymer từ đó được xem là lựa chọn thứ hai bên cạnh loại phân tử nhỏ mà hãng Kodak tìm ra. PLED (Polymer LED) là các hạt phân tử hữu cơ có kích thước lớn và do vậy, không thể áp dụng cách thức sản xuất bay hơi lắng đọng giống như loại ở trên.

Người ta phải hòa chúng thành thể lỏng dung dịch và dùng hệ thống in phun mực (inkjet printing) để “đặt” lên bề mặt chất nền. Không chỉ vậy, loại này còn có quy trình sản xuất rẻ và dễ hơn so với SMOLED, không bị “tấn công” bởi oxygen hay hơi ẩm, nhà sản xuất không cần mua các hệ thống CVD đắt đỏ, và do dùng máy in phun (đã hiệu chỉnh tăng độ chính xác) nên cũng hạn chế tối đa mất mát nguyên liệu thô trong quá trình tạo màu điểm ảnh. Đồng thời, người ta có thể gộp thành phần lấp (injection) và chuyển (transport) các lỗ trống (hole) mang điện tích dương thành một lớp, cũng như lớp lấp và chuyển hạt electron mang điện tích âm cùng lớp phát sáng (emissive) thành một lớp khác. Giảm từ 5 lớp thành phần của cấu truc SMOLED thành 2 lớp mà thôi. Dễ sản xuất hơn rất nhiều và đặc biệt phù hợp để tăng quy mô sản xuất.

SMOLED - PLES phys

Sự khác biệt giữa hai loại SMOLED và PLED (ảnh: phys)

Hiện tại, SMOLED đang là loại phổ biến dùng trong các thiết bị điện tử của chúng ta. Các công ty như Samsung Display hay LG Display, BOE và cả Sony đều đang dùng loại này. Trong tương lai khi nhu cầu màn hình OLED tăng lên, nhiều khả năng PLED sẽ được sử dụng nhiều hơn, hiện tại thì quy trình sản xuất vẫn đang được hoàn thiện để sẵn sàng cho vài năm tới. Ví dụ, JOLED là liên minh hợp thành từ Sony và Panasonic, dự kiến sẽ sử dụng PLED để sản xuất màn hình OLED từ năm sau. Sản phẩm của họ sẽ là tấm nền có kích thước trung bình dưới 30 inch, dùng cho monitor chuyên dụng lẫn dân dụng, notebook, tablet,…

2. Vật liệu phát sáng (phụ gia) và vật liệu chủ.

OLED material

Vật liệu chủ và phát sáng của UDC (ảnh: spie)

Ngoài ra, vật liệu hữu cơ lại được chia ra làm hai loại là phát sáng (hoặc “dopant:” phụ gia) và chủ (host). Một màn hình OLED sẽ có cả hai loại này ở lớp phát sáng (emissive layer) và cách sử dụng theo cặp “một phát sáng – một làm chủ” (dopant-host) tương ứng với từng màu sắc Red – Blue – Yellow là cách làm phổ biến. Vật liệu chủ sẽ kiểm soát hoạt động phát sáng khi được kích thích bởi dòng điện của chất phụ gia, thường thì người ta sẽ trộn chúng lại với nhau.

OLED material

Bảng các nhà cung cấp vật liệu hữu cơ cho Samsung, thế hệ thứ 7 dùng cho Galaxy S7 còn thế hệ thứ 8 dùng cho Galaxy S8. Như các bạn thấy, mặc dù tên nhà cung cấp thay đổi nhưng luôn chia làm hai loại là chủ (host) và phụ gia (dopant) tương ứng từng màu sắc (ảnh: ETNews)

3. Fluorescence – Phosphorescence – TADF - Hyperfluorescence. 

Dựa theo tính chất phát quang khi được kích thích của phân tử dùng làm vật liệu phát sáng, người ta chia ra làm hai loại vật liệu chủ đạo là Fluorescence và Phosphorescence (PHOLED: PHosphorescence OLED). Đến gần đây, nỗ lực nghiên cứu nhằm cải thiện chất lượng màn hình OLED thông qua nâng cao vật liệu phát sáng đã gặt hái được những thành công mới. Đó là hai loại Thermally Activated Delayed Fluorescence (TADF) và Hyperfluorescence (TADF kết hợp Fluorescence) nhằm cải thiện hiệu quả phát sáng tối đa, nâng cao tuổi thọ, tối ưu chi phí sản xuất.

Chúng ta sẽ không đi sâu vào tìm hiểu các loại này vì đòi hòi kiến thức học thuật rất chuyên môn, thay vào đó, tác giả sẽ giới thiệu qua về chúng và nói về cách sử dụng của các công ty sản xuất màn hình.

Milestones OLED material

Các cột mốc phát triển loại vật liệu phát sáng nhằm tăng cường hiệu quả màn hình OLED. Chỉ số IQE là hiệu suất lượng tử nội, để đo mức chuyển đổi thành ánh sáng phát ra so với mức kích thích đầu vào (ảnh: Nhóm nghiên cứu OPERA thuộc Đại học Kyushu, Nhật Bản)

Trong khi TADF và Hyperfluorescence vẫn chưa thể đi vào thương mại đại trà, hiện nay các công ty sản xuất màn hình OLED vẫn đang sử dụng hai loại truyền thống là Fluorescence và Phosphorescence. Phosphorescence gặp vấn đề rất tệ là nếu dùng cho diode xanh dương, sẽ bị thoái hóa nhanh hơn đáng kể so với màu đỏ và xanh lá. Cách vượt qua vấn đề này đó là sử dụng Fluorescence cho diode xanh dương, trong khi xanh lá cây và đỏ có thể dùng Fluorescence hoặc Phosphorescence tùy vào ý đồ của nhà sản xuất để cân bằng được vòng đời các diode hữu cơ. Tuyệt đối không sử dụng Phosphorescence cho diode xanh dương!

Bên cạnh nhược điểm đó, Phosphorescence còn có một ưu điểm khác, đó là chỉ số IQE cực cao lên đến 100%, giúp tiết kiệm năng lượng và giảm nhiệt độ khi hoạt động, tăng tuổi thọ linh kiện cho thiết bị. So với Fluorescence truyền thống chỉ đạt IQE 25%, rõ ràng càng có thể dùng Phosphorescence nhiều bao nhiêu thì càng tốt bấy nhiêu – dĩ nhiên vẫn phải lưu ý việc thoái hóa. Bất chấp việc chi phí cao hơn Fluorescence, Phosphorescence vẫn được nhiều hãng mua để sản xuất màn hình OLED nhờ đặc điểm này.

OLED material 2 Bảng so sánh về Chi phí (cost) – Hiệu suất (Efficiency) – Độ tinh khiết màu sắc (Color Purity) của bốn loại vật liệu phát sáng (ảnh: Kyulux)

Hy vọng trong tương lai, TADF và Hyperfluorescence có thể đi vào thực tế để chúng ta có các màn hình OLED ưu việt hơn loại hiện nay. Đặc biệt là vấn đề thoái hóa diode xanh dương, TADF được hứa hẹn sẽ là vật liệu lí tưởng để dùng thay cho Fluorescence ở đây. Với ưu điểm đạt IQE 100%, chúng ta sẽ có hiệu suất cao như dùng Phosphorescence, tuổi thọ lâu dài và chi phí thấp như Fluorescence. Một tương lai tươi sáng cho màn hình OLED.

Trong tiếng Việt, người ta còn gọi Fluorescence là “huỳnh quang” và Phosphorescence là “lân quang” dựa theo đặc tính Vật lí.

4. AMOLED và PMOLED.

Dựa trên loại sơ đồ (hoặc ma trận) mạch điều khiển dòng điện, tức là cách bố trí hệ thống cực dương, cực âm, dây dẫn và kẹp giữa là lớp phát sáng, người ta chia màn hình OLED ra làm hai loại:

  • Ma trận thụ động (passive matrix): PMOLED có các dải cathode và các dải anode được xếp vuông góc với nhau. Phần giao nhau giữa cathode và anode tạo thành các điểm ảnh mà tại đó ánh sáng được phát ra. Mạch điện bên ngoài cung cấp dòng điện cho các hàng anode và cathode được chọn để làm cho những điểm ảnh nhất định sẽ phát sáng còn các cái khác thì không. Một lần nữa, độ sáng của mỗi điểm ảnh sẽ tỷ lệ với độ lớn của dòng điện.
  • Ma trận chủ động (active matrix): AMOLED sử dụng lớp TFT (thin flim transistor) gắn các tụ điện tại mỗi điểm ảnh, vừa để điều khiển dòng điện chính xác tại điểm ảnh cần phát sáng, vừa để lưu trữ dòng điện tại điểm ảnh đó để kích hoạt lại khi cần thiết.

AMOLED vs PMOLED

Sự khác biệt giữa bố trí mạch điện kiểu chủ động AMOLED và kiểu thụ động PMOLED (ảnh: Android Authority)

Về mặt đầu tư, PMOLED chế tạo đơn giản hơn và cần ít chi phí hơn so với AMOLED, tuy nhiên, đó cũng lại là các ưu điểm ít ỏi của công nghệ này.

PMOLED là công nghệ kém hiệu quả hơn AMOLED. Nó tiêu thụ nhiều điện năng hơn với cùng một nhu cầu phát sáng, bị giới hạn về kích thước và độ phân giải, điều khiển vừa chậm hơn vừa kém chính xác hơn. Do vậy, PMOLED tồn tại trên các màn hình thông tin đơn giản, kích thước nhỏ, trong khi AMOLED thì được ứng dụng cực kì phổ biến do nhiều đặc tính ưu việt.

Sản phẩm sử dụng AMOLED áp đảo, các màn hình TRIMASTER OLED của Sony, TV OLED của LG Display (được sử dụng bởi LG Electronics, Sony, Panasonic,…), màn hình trên các máy Samsung,… đều là loại AMOLED. Vậy nên đôi khi, người ta cũng dùng AMOLED để chỉ màn hình OLED mặc dù nó chỉ là một biến thể xét theo cấu trúc ma trận, đơn giản bởi 99% các màn hình OLED hiện nay đều là AMOLED.

5. Phát sáng đáy, đỉnh và trong suốt.

Dựa theo hướng đi của ánh sáng khi phát ra, người ta chia màn hình OLED làm 3 loại là:

  • Phát sáng đáy (bottom emission): ánh sáng phát ra hướng xuống dưới đáy.
  • Phát sáng đỉnh (top emission): ánh sáng phát ra hướng lên trên đỉnh.
  • Trong suốt (transparent): ánh sáng phát ra theo cả hai hướng lên và xuống.

OLED emitting

Hình minh họa cho 3 loại cấu trúc phát sáng của màn hình OLED (ảnh: chemistry)

Màn hình OLED có cực âm (cathode) làm đặc và cực dương (anode) trong suốt cho phép ánh sáng chỉ đi qua phần đáy, trong khi nếu làm ngược lại thì sẽ chỉ đi qua phần đỉnh, tạo ra hai loại là phát sáng đỉnh hoặc đáy. Đối với loại trong suốt, cả hai cực sẽ được làm trong suốt để ánh sáng đi xuyên qua màn hình. Loại này gọi là TOLED (Transparent OLED), tuy nhiên ứng dụng rất hạn chế trong đời sống, chủ yếu là để trình diễn công nghệ và dùng làm màn hình quảng cáo.

Màn hình có cấu trúc phát sáng đỉnh thì được đánh giá cao hơn loại phát sáng đáy, lí do là bởi ở kiến trúc phát sáng đáy, một phần ánh sáng đã bị chặn bởi lớp TFT điều khiển dòng điện. Ngoài ra, kiến trúc này cũng đặc biệt phù hợp với thiết kế ma trận động. Sony đã sử dụng kiến trúc này từ rất lâu trên các màn hình OLED của mình và cho cả đến ngày nay trên loại chuyên dụng bạn thấy ở đầu bài.

OLED Top and Bottom

Hai kiến trúc điều khiển ánh sáng phổ biến, trong đó loại phát sáng đỉnh có hiệu quả hơn hẳn so với phát sáng đáy

Mặc dù cho ánh sáng phát ra nhiều hơn loại phát sáng đáy, khó khăn của việc áp dụng kiến trúc phát sáng đỉnh nằm ở khâu chế tạo lớp đóng gói cũng như cathode trong suốt hoặc bán trong suốt để cho ánh sáng đi qua, cùng với đó là chi phí sản xuất cũng cao hơn. Do vậy, loại phát sáng đáy phổ biến hơn, ví dụ các TV OLED hiện nay đa phần dùng tấm nền kiến trúc phát sáng đáy của LG Display.

6. Các loại TFT: LTPS – IGZO. 

TFT (thin film transistors) là lớp màng dùng để điều khiển dòng điện trong màn hình OLED, quyết định điểm ảnh nào sẽ bật và sẽ tắt. “Backplane” có thể hiểu là mô tả về vật liệu chế tạo cũng như thiết kế lớp TFT chịu trách nhiệm điều khiển màn hình, ở đây tác giả sẽ tạm dịch thành “bảng điều khiển.” Dựa trên vật liệu chế tạo bảng điều khiển, chúng ta có các loại sau:

  • Amorphous Silicon (a-Si TFT): silicon vô định hình.
  • Low-temperature Polycrystalline Silicon (LTPS TFT): silicon đa tinh thể nhiệt độ thấp.
  • Indium Gallium Zinc Oxide (IGZO TFT/Oxide TFT).
  • Organic (OTFT).

Trong bốn loại kể trên, a-Si và Organic ít được sử dụng trong bối cảnh hiện tại, chủ yếu các màn hình OLED hiện nay sử dụng LTPS và Oxide (IGZO). Các màn hình AMOLED kích thước nhỏ (dưới 9 inch) thì sẽ dùng LTPS TFT, trong khi với kích thước vừa và lớn trên monitor hay TV, người ta dùng Oxide làm vật liệu bảng điều khiển. TFT OLED

Vật liệu chủ đạo để sản xuất bảng điều khiển TFT sẽ là LTPS và Oxide (ảnh: Seeking Alpha)

LTPS có thể xem là loại phổ biến nhất trên thị trường hiện nay, phần lớn các sản phẩm của chúng ta bất kể trang bị màn hình LCD hay AMOLED thì bảng điều khiển khả năng cực cao là được chế tạo bằng LTPS. Thực chất, nó sử dụng cùng loại công nghệ với a-Si, nhưng can thiệp trong quá trình sản xuất bằng cách tăng nhiệt độ lên nhiều lần giúp tạo ra loại vật liệu mới có đặc tính điện tốt hơn hẳn.

Đối với màn hình AMOLED trên di động, có thể xem LTPS là vật liệu chủ đạo, bởi các đặc tính của nó quá phù hợp để sản xuất nhất là với các màn hình AMOLED kích thước nhỏ.

Poly-Si vs a-Si vs Oxide

So sánh một số tiêu chí của các loại công nghệ chế tạo bảng điều khiển (ảnh: Android Authority)

Oxide hay còn là IGZO, là loại được dùng trên TV hay màn hình AMOLED. Dĩ nhiên xét về độ phổ biến, Oxide bị LTPS bỏ xa khi laptop hay PC monitor dùng công nghệ AMOLED hiếm “như lá mùa thu” còn TV AMOLED thì vẫn còn giá thành cao, khó tiếp cận. Oxide có mật độ electron thấp hơn LTPS, tuy nhiên lại có chi phí rẻ hơn đáng kể. Ngoài ra, mức đồng nhất của IGZO cũng tốt hơn loại LTPS, do vậy chúng phù hợp để sản xuất trên TV vốn cần kích thước lớn, chi phí hạ thấp nhất có thể (TV OLED có giá cao như nào bạn biết rồi đấy!) trong khi phải giữ được mức đồng nhất cao để đảm bảo chất lượng hiển thị.

7. Bề mặt chất nền.

Bề mặt chất nền (substrate) là lớp dưới cùng của màn hình OLED, có tác dụng làm chỗ bám cho phân tử hữu cơ và là chỗ dựa của các lớp thành phần khác. Các bạn có thể hình dung nó như nền móng chống đỡ cho cả căn nhà bên trên vậy. Đối với quá trình sản xuất màn hình OLED, chất nền được xem như một tấm phôi lớn, sau hàng loạt công đoạn chế tạo và đóng gói, người ta sẽ cắt ra từ tấm phôi ban đầu thành các màn hình nhỏ hơn, và các chúng sẽ được dùng cho thiết bị đầu cuối. Như vậy, tấm nền phôi hay bề mặt chất nền sẽ quyết định rất lớn đến năng suất của nhà máy.

OLED substrate

Minh hoạt về bề mặt chất nền dùng cho loại OLED cứng (rigid), vật liệu chủ đạo là kính, tấm nền phôi còn được gọi là “mother glass” (ảnh: Flatpanel)

Để biết được kích thước bề mặt chất nền mà nhà máy vận hành sử dụng, chúng ta dựa vào số “Gen” (Generation: thế hệ). Nhà máy Gen 2.5 sẽ dùng chất nền nhỏ hơn Gen 4.5, và Gen 5.5 hay Gen 8 thì còn lớn hơn nhiều nữa, đương nhiên có thể đáp ứng tốt đơn hàng số lượng lớn, hay yêu cầu về kích thước lớn hơn, đảm bảo năng suất ổn định cho đối tác mua màn hình. Hiện tại, trong khi LCD đã tiến đến Gen 10.5 thì AMOLED mới chỉ đạt đến Gen 8, đây có thể xem là bất lợi trong cuộc đua về kích thước, sản lượng của công nghệ OLED. Đó là chưa kể đến việc, tăng độ phân giải trên tấm nền LCD dễ dàng hơn nhiều so với OLED, hiện tại chúng ta đã có TV LCD 8K, còn OLED thì thêm 2 năm nữa vẫn sẽ chỉ ở mức 4K mà thôi.

Giống như bảng điều khiển TFT hay vật liệu phát sáng, người ta cũng dựa trên vật liệu cấu thành bề mặt chất nền để gọi tên các loại tương ứng. Hiện nay, hai vật liệu chủ đạo là kính (glass OLED) và nhựa (P-OLED: plastic OLED). Thực ra, dựa trên mong muốn sản xuất màn hình mà sẽ có hai loại là OLED cứng (rigid) và OLED linh hoạt (flexible). Loại cứng được coi là loại truyền thống và dùng kính làm chất nền, tức loại này có thể hiểu chính là là “glass OLED” đề cập ở trên. Đối với màn hình linh hoạt, nhựa chỉ là một trong các lựa chọn, người ta còn có thể dùng kính siêu mỏng (giảm độ dày để tăng khả năng uốn dẻo). OLED rigid - flexible

Loại cứng (bên trái) dùng kính làm bề mặt chất nền và lớp đóng gói, hạn chế về khả năng tùy biến hình dạng và khả năng bẻ cong cực thấp. Loại linh hoạt (bên phải) thì dùng nhựa làm chất nền và đóng gói bằng chất dẻo khác, tăng cường tối đa khả năng tùy biến hình dạng của màn hình (ảnh: photonics)

Đối với màn hình linh hoạt, người ta có thể dùng nhựa Pi (polyimide), nhựa PEN (Poly-etylen Naphthalate) hoặc Ultra-thin glass (kính siêu mỏng). bảng bên dưới cho các bạn thấy các đặc tính của chúng.

  • Polyimide: Chí phí trung bình, chống chịu độ ẩm và oxygen kém, độ trong suốt kém, cần nhiệt độ sản xuất ở 350 độ C.
  • PEN: Chí phí trung bình, chống chịu độ ẩm và oxygen trung bình, trong suốt tốt, cần nhiệt độ sản xuất ở 180 độ C.
  • Ultra-thin glass: Chí phí đắt, chống chịu độ ẩm và oxygen cực tốt, trong suốt cực tốt, nhiệt độ sản xuất ở 600 độ C.

flexible oled

Ba vật liệu để sản xuất màn hình OLED linh hoạt, trong đó nhựa Pi phổ biến nhất, xét theo chất lượng thì kính siêu mỏng mới là tốt nhất (ảnh: Slide Share)

Nhựa Pi là loại phổ biến hiện nay, mặc dù phẩm chất không tốt bằng nhựa PEN nhưng chịu nhiệt trong sản xuất tốt hơn nên được chọn. Lí do là chất liệu làm nên chất nền phải tương thích với nhiệt độ sản xuất của bảng điều khiển, vốn được làm từ LTPS và Oxide như đã nêu ở trên. Nhựa PEN chỉ có 180 độ, thực sự quá thấp để đưa vào sử dụng làm chất nền so với nhiệt độ của LTPS và Oxide. Còn kính siêu mỏng, nó có phẩm chất rất tốt nhưng chi phí và nhiệt độ sản xuất lại là rào cản nếu so với Pi.

Xét về nhiệt độ sản xuất, LTPS cần dưới 450 độ C, còn IGZO là 200 – 350 độ C. Chỉ có Pi là loại nhựa phù hợp hơn cả để sản xuất màn hình OLED linh hoạt.

Ngoài ra, thép không gì cũng có thể dùng làm chất nền cho các màn hình OLED linh hoạt, tuy nhiên chúng không phổ biến. Bài viết sẽ không đề cập loại này.

Flexible substrate

Điều tra về thị trường chất nền linh hoạt với kết quả là nhựa áp đảo, kinh siêu mỏng chỉ chiếm một phần rất nhỏ còn lá kim loại (thép không gỉ) thì không đáng kể (ảnh: IHS 2013)

Đối với màn hình linh hoạt, do khả năng chống chịu với độ ẩm và hơi nước đã bị suy giảm so với loại truyền thống dùng kính, người ta phải dùng đến các lớp hàng rào (barrier) để gia cố, không được để lọt bất kì dù chỉ là một phân tử nước hay oxy vào trong. Và đó lại dẫn đến một thành phần khác là Thin Film Encapsulation (TFE), do dung lượng hạn có hạn nên tác giả sẽ không đề cập.

OLED glass and plastic

Màn hình truyền thống sẽ dùng kính làm lớp chất nền lẫn đóng gói (bên trái), loại linh hoạt sẽ dùng nhựa làm chất nền và lớp TFE, lớp màng đáy để gia cố bảo vệ khỏi các tác nhân gây hại như hơi ẩm và không khí (ảnh: SID) 

Trong sản xuất màn hình OLED, sẽ có các công đoạn chế tạo (fabrication) và đóng gói (encapsulation), không có những việc như lắp ráp (assemble), ngoài ra còn có công đoạn cán mỏng, ép mỏng các lớp thành phần của màn hình.

*Phần 2: Mặt nạ bóng, RBG OLED và White OLED, thế lực đứng đằng sau các hãng sản xuất màn hình OLED Trung Quốc, Hàn Quốc.

Nguồn: (1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10).


Check Also

aibo 6

5 điều cần biết về robot cún cưng aibo: AI, đám mây, biểu cảm, camera,…

Vậy là Sony đã chính thức mang aibo quay trở lại. Với những công nghệ ...

aibo 5

Xin chào, aibo!

Sony vừa công bố dòng sản phẩm hoàn toàn mới của hãng trong thời đại ...

Leave a Reply