POLED và AMOLED là gì - Giải ngố về sự khác nhau giữa hai loại công nghệ OLED này

OLED, AMOLED, POLED, PMOLED, màn hình dẻo, màn hình cong, màn hình cạnh, … Bảng thuật ngữ các loại màn hình dường như đang kéo dài ra vô tận, làm cho nó khó hiểu hơn bao hết rằng thực sự những gì đang có ở trong những tấm nền smartphone mới nhất và tuyệt vời nhất. Khi LG Display tăng tốc quá trình sản xuất các màn hình OLED nhựa (plastic OLED hay POLED) cho các smartphone, việc các màn hình của họ sẽ bị so sánh với người dẫn đầu thị trường về cung cấp các tấm nền màn hình OLED cỡ nhỏ - Samsung – là điều không thể tránh khỏi.

Samsung nổi tiếng với việc tiếp thị công nghệ màn hình Super AMOLED, giúp tạo nên xương sống cho thiết kế smartphone màn hình cạnh cong. Nhưng khác biệt giữa POLED và AMOLED là gì, và những từ viết tắt này có ý nghĩa thế nào với điện thoại trong tương lai?

OLED, những điều cơ bản

Để bắt đầu, trước tiên ta hãy bỏ qua những tiền tồ P và AM ở đầu, mà hãy tìm hiểu những viên gạch cơ bản xây dựng nên công nghệ OLED. Tất cả các loại tấm nền này đều được tạo nên từ hàng triệu các đi ốt phát quang hữu cơ (Organic Light Emitting Diodes), các thành phần nhỏ li ti sáng lên mỗi khi có dòng điện chạy qua chúng.

Các đi ốt này được sắp xếp theo các trật tự đỏ, xanh lá cây và xanh nước biển khác nhau để tạo ra dải mầu đầy đủ hơn. Một trong những ưu điểm của OLED khi cạnh tranh với LCD là những bóng đi ốt phát sáng này có thể tắt hoàn toàn, tạo nên màu đen sâu hơn và có độ tương phản tuyệt vời.

Câu hỏi tiếp theo là bạn đưa dòng điện vào các pixel này như thế nào. Có hai cách để làm việc này, sử dụng một ma trận dây dẫn chủ động hoặc ma trận dây dẫn bị động. Các màn hình ma trận bị động cung cấp dòng điện tới toàn bộ hàng bóng đèn LED cùng lúc, cho dù không lý tưởng nhất nhưng nó rẻ.

Cathode Layer: lớp Cathode.

Organic Active Layers: Lớp chất hữu cơ chủ động.

TFT Array: mảng TFT.

Substrate: lớp chất nền.

Trong khi đó, ma trận chủ động đưa vào một tụ điện và mạng lưới bán dẫn (transitor) màng mỏng, để cho phép đặt đúng điện áp vào riêng mỗi pixel. Ma trận điều khiển này là một phần của tấm nền được đặt trên một chất nền khác, thường là thủy tinh.

Giờ tất cả các màn hình smartphone độ phân giải cao đều cần công nghệ ma trận chủ động (active matrix), vì ma trận bị động đòi hỏi bạn đưa vào điện áp cao hơn và nhiều pixel hơn. Điều này làm giảm tuổi thọ đèn LED, làm nó không thực tế khi sử dụng trong các tấm nền điện thoại độ phân giải cao.

Vâng, bạn đoán đúng rồi đấy. Đây chính là lời giải thích đơn giản cho hai chữ AM (active matrix) trong công nghệ AMOLED của Samsung. Tuy nhiên, tất cả các tấm nền OLED của smartphone khác, bao gồm cả tấm nền từ LG Display cũng đều sử dụng công nghệ ma trận chủ động. Bất cứ điều gì khác đều không khả thi.

Bước chuyển sang các tấm nền bằng nhựa

Giờ chúng ta đã biết lớp cấu trúc của màn hình OLED, và chúng ta có thể chuyển sang phần nhựa (plastic). Trong khi các tấm nền OLED của làn sóng đầu tiên đều được xây dựng trên những tấm nền thủy tinh, ước muốn để nó có nhiều hình dạng thú vị hơn đã đã thúc đẩy lớp nền này chuyển sang các chất liệu nhựa linh hoạt hơn. Trong khi thủy tinh luôn được cố định và không linh hoạt, các chất nền plastic có thể dễ dàng tạo thành các hình dạng mới, có khả năng uốn dẻo cao. Hơn nữa, chất liệu nhựa dẻo này có chi phí hiệu quả hơn nhiều so với khuôn thủy tinh.

Một loạt các loại nhựa đã được sử dụng để kiểm tra và thử nghiệm cho các màn hình dẻo, bao gồm cả Poly-ethylene Terepthalate (nhựa PET) và Poly-etylen Naphthalate (nhựa PEN). Tuy nhiên, để việc chuyển đổi khỏi chất nền thủy tinh tương thích với loại công nghệ TFT đã sử dụng, nhiệt độ trong quá trình sản xuất cần được giảm xuống hoặc sử dụng loại nhựa có khả năng chịu nhiệt cao hơn.

Kết quả là, các nhà sản xuất màn OLED dẻo đã sử dụng nhựa Polyimide (nhựa PI) có thể chịu được nhiệt độ cao trong quá trình sản xuất TFT. Loại chất nền và quy trình gia nhiệt cũng được sử dụng để xác định tính dẻo của màn hình.

Độ dầy giữa các loại công nghệ màn hình LCD, OLED Thủy tinh, và OLED nhựa.

Trên phía mặt TFT, Silicon vô định hình (dạng a-Si) và loại Silicon đa tinh thể poly-Si đắt tiền hơn (dựa trên công nghệ LTPS: Silicon đa tinh thể nhiệt độ thấp) có thể cùng được sử dụng để tạo nên màn hình dẻo, nhưng chúng ta nên chú ý rằng các chất này mang đến các hiệu suất đặc trưng khác nhau. Công nghệ LTPS phù hợp hơn với các tấm nền OLED nhờ vào tính linh động của electron cao hơn so với a-Si, một điều rất quan trọng để đáp ứng cơn khát màn hình LEDS hiện tại. Nhưng ngay cả các đặc tính này cũng phụ thuộc rất khác nhau vào kỹ thuật sản xuất.

Tại sao điều này lại có ý nghĩa quan trọng như vậy? Tính linh động của electron này cho thấy lượng điện năng có thể được cung cấp cho các thành phần LED. Loại a-Si thường có tính linh động của electron thấp hơn so với loại poly-Si, điều này có nghĩa là thời gian bật tắt các bóng đi ốt phát sáng chậm hơn và đòi hỏi miếng transitor kích thước lớn hơn, làm việc sản xuất các tấm nền độ phân giải cao phức tạp hơn. Vì vậy, nếu bạn muốn tạo nên một tấm nền OLED dẻo với độ phân giải QHD, sử dụng Poly-Si là rất quan trọng.

Thông số rò điện xác định lượng điện năng bị hao phí khi chạy qua tấm nền, với lượng điện năng bị rò rỉ càng cao, điện áp đưa vào tấm nền phải càng lớn, và có thể làm giảm tuổi thọ của các đèn LED. Vì vậy, việc sử dụng quá trình sản xuất nào là tối quan trọng trong việc xác định hiệu suất của tấm nền, và đây là yếu tố khác nhau tùy thuộc vào mỗi nhà sản xuất, cũng như giữa những lần sản xuất khác nhau.

Một điều đang gây nhầm lẫn ở đây là: màn hình AMOLED cạnh cong của Samsung được xây dựng trên các tấm nền nhựa với công nghệ TFT poly-Si, giống như màn hình trong Galaxy S8. Trong khi đó, công nghệ POLED của LG Display rõ ràng vẫn đang sử dụng trên chất nền nhựa và poly-Si với hiệu suất tương đương Samsung. Vậy cả hai nhà sản xuất lớn này đều đang tạo ra các tấm nền OLED ma trận chủ động trên một tấm nền bằng nhựa, cho các màn hình cong loại nhỏ.

Các khác biệt khác giữa AMOLED và POLED

Tuy nhiên, điều này không có nghĩa là Samsung và LG Display đang sản xuất các tấm nền giống nhau. Ở trên, chúng ta đã đề cập rằng, chất lượng của lớp TFT và thành phần tấm nhựa có thể làm nên khác biệt về hiệu suất hiển thị, và vì vậy loại chất liệu hữu cơ được sử dụng cho các đèn LED và các bóng đi ốt subpixel RGB riêng lẻ sẽ làm nên điều này.

Bởi vì sự khác biệt giữa màu sắc các đèn LED sẽ tạo ra độ sáng và tuổi thọ khác nhau, đặc biệt ánh sáng xanh lam sẽ bị suy giảm nhanh nhất. Các nhà sản xuất tấm nền có thể lựa chọn sử dụng các vật liệu đèn LED khác nhau, ví dụ loại phân tử nhỏ, polymer hay phosphorescent để tối ưu thiết kế của họ. Ngoài ra lớp chất này còn đòi hỏi cách bố trí subpixel hợp lý để cân bằng màu trắng, các gam màu và độ phân giải của tấm nền.

Chúng ta biết rằng công nghệ POLED của LG đã làm nên màn hình của chiếc G Flex 2 với ma trận pentile kim cương, tương đương với những gì Samsung đang sử dụng cho tấm nền Super AMOLED của Galaxy S8. Vì vậy, có thể các tấm nền sắp ra mắt của cả Samsung và LG Display ngày càng có nhiều điểm tương đồng với nhau.

Kết luận

Nói một cách đơn giản, POLED như tên viết tắt của nó là màn hình OLED với chất nền bằng nhựa. Trong khi đó, AMOLED, một thuật ngữ chủ yếu do Samsung sử dụng để tiếp thị cho công nghệ OLED của mình, không nhất thiết sử dụng các chất nền bằng nhựa, nhưng đây gần như là cách duy nhất để công ty tạo ra được các màn hình cong cho những chiếc flagship của mình.

Ngoài ra, vẫn còn một số khác biệt trong công nghệ tấm nền cơ bản bên dưới, nhưng chúng không bị ràng buộc trong tên sử dụng để mô tả các loại tấm nền. Sẽ có những sự khác biệt rất nhỏ giữa các màn hình POLED và AMOLED, về độ sáng, gam màu sắc, các điểm trắng, … cũng như đã có những điểm khác biệt giữa các tấm nền AMOLED của riêng Samsung. Nhưng đối với hầu hết người tiêu dùng, điều này hầu như không thể nhận ra.

Thị trường màn hình di động hiện tại phần lớn đều xoay quanh việc tìm ra cách tốt nhất để sản xuất các tấm nền dẻo với các nguyên tắc tương tự nhau – màn hình OLED ma trận chủ động trên một chất nền nhựa dẻo – có thể đều được cả hai nhà sản xuất áp dụng như nhau. Cho dù có những tên khác nhau, cách tiếp cận trong việc sản xuất các màn hình cao cấp của LG Display và Samsung đều không quá khác biệt nhau.

Tham khảo Android Authority