LG Display phát triển công nghệ OLED FLiPP: Tăng độ sáng 1,6 lần, tuổi thọ gấp 2,4 lần

LG Display đang phát triển công nghệ sản xuất màn hình OLED thế hệ mới mang tên FLiPP, hướng đến giải quyết những hạn chế tồn tại lâu nay trong quy trình tạo điểm ảnh bằng mặt nạ kim loại mịn (Fine Metal Mask – FMM). Công nghệ này được kỳ vọng giúp tăng độ sáng, cải thiện tuổi thọ, tiết kiệm vật liệu và mở rộng khả năng sản xuất màn hình từ thiết bị điện tử cá nhân đến TV kích thước lớn, kính thực tế tăng cường (AR) và thực tế ảo (VR).

Theo các thông số do LG Display công bố, FLiPP có thể nâng tỷ lệ khẩu độ của màn hình từ khoảng 42% lên 65%. Nhờ đó, nhà sản xuất có thể hướng đến độ sáng cao hơn 1,6 lần, tuổi thọ tăng 2,4 lần hoặc giảm mức tiêu thụ điện năng khoảng 13%, tùy thuộc vào cách tối ưu sản phẩm.

Đáng chú ý, công nghệ này còn cho phép sử dụng toàn bộ tấm kính thế hệ 8.5, kích thước khoảng 2,2 x 2,5 mét, thay vì phải chia nhỏ tấm nền do những hạn chế liên quan đến mặt nạ kim loại. Hiệu suất sử dụng vật liệu phát quang theo công bố của doanh nghiệp cũng được cải thiện từ khoảng 40% lên 74%.

FLiPP là gì và vì sao LG Display muốn loại bỏ FMM?

OLED là công nghệ màn hình sử dụng các vật liệu hữu cơ có khả năng tự phát sáng khi có dòng điện chạy qua. Không giống màn hình LCD cần hệ thống đèn nền, mỗi điểm ảnh OLED có thể tự phát sáng, cho phép tái tạo màu đen sâu, độ tương phản cao và thiết kế màn hình mỏng.

Tuy nhiên, việc sản xuất màn hình OLED RGB truyền thống vẫn gặp một số giới hạn về độ chính xác khi tạo điểm ảnh, kích thước tấm nền và hiệu quả sử dụng vật liệu. Một trong những nguyên nhân nằm ở công nghệ Fine Metal Mask (FMM), tức mặt nạ kim loại mịn được sử dụng để đưa các vật liệu phát quang đỏ, xanh lá và xanh dương vào đúng vị trí trên tấm nền.

Có thể hình dung FMM giống như một khuôn tô màu với hàng triệu lỗ nhỏ. Vật liệu phát quang được lắng đọng qua những lỗ này để hình thành các điểm ảnh có màu sắc khác nhau.

Phương pháp đó đã đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển của màn hình OLED, đặc biệt đối với điện thoại thông minh và những thiết bị có kích thước nhỏ. Tuy nhiên, khi diện tích tấm nền tăng lên, việc duy trì độ phẳng và độ chính xác của mặt nạ kim loại trở nên phức tạp hơn.

Mặt nạ có thể bị võng, trong khi việc tăng mật độ lỗ nhỏ cũng đặt ra những yêu cầu khắt khe về chế tạo. Các yếu tố này có thể hạn chế khả năng mở rộng kích thước màn hình và tối ưu hóa mật độ điểm ảnh.

FLiPP được LG Display phát triển nhằm thay đổi cách tiếp cận nói trên. Thay vì phụ thuộc vào mặt nạ kim loại mịn để tạo hình điểm ảnh, công nghệ sử dụng phương pháp tạo mẫu dựa trên ánh sáng. Vật liệu phát quang được phủ trên diện rộng, sau đó những khu vực cần thiết được bảo vệ và phần vật liệu không mong muốn được loại bỏ để hình thành cấu trúc điểm ảnh.

Theo ông Choi Young-seok, Giám đốc công nghệ (CTO) của LG Display, việc loại bỏ các giới hạn của FMM có thể mở ra những khả năng mới cho OLED, đồng thời tạo điều kiện cải thiện hiệu năng, khả năng sản xuất và phạm vi ứng dụng của công nghệ này.

Tỷ lệ khẩu độ tăng từ 42% lên 65%: Vì sao đây là thay đổi quan trọng?

Một trong những thông số đáng chú ý nhất của FLiPP là tỷ lệ khẩu độ, tức tỷ lệ diện tích điểm ảnh có thể phát sáng so với tổng diện tích tương ứng trên màn hình.

Theo LG Display, cấu trúc FLiPP giúp nâng tỷ lệ này từ khoảng 42% lên 65%. Nói cách khác, diện tích có khả năng phát sáng chiếm tỷ trọng lớn hơn, trong khi phần diện tích không trực tiếp tạo ra ánh sáng được thu hẹp.

Để dễ hình dung, hãy tưởng tượng một căn phòng có nhiều lối đi và khu vực không sử dụng được. Nếu giảm diện tích dành cho những phần không cần thiết, không gian hữu ích sẽ tăng lên dù diện tích tổng thể không đổi. Với OLED, việc tăng diện tích phát sáng có thể giúp cải thiện hiệu quả sử dụng ánh sáng và năng lượng.

LG Display đưa ra ba hướng tối ưu đáng chú ý từ cấu trúc mới:

• Độ sáng tăng 1,6 lần: Màn hình có thể đạt độ sáng cao hơn, một yếu tố quan trọng đối với laptop, màn hình máy tính và thiết bị sử dụng trong môi trường có nhiều ánh sáng.
• Tuổi thọ tăng 2,4 lần: Nếu các điều kiện so sánh tương đương và mức tăng được duy trì trong ứng dụng thực tế, công nghệ có thể góp phần kéo dài thời gian sử dụng của màn hình.
• Mức tiêu thụ điện giảm khoảng 13%: Nhà sản xuất có thể ưu tiên tối ưu năng lượng thay vì khai thác toàn bộ tiềm năng tăng độ sáng.

Các con số này không nhất thiết xuất hiện đồng thời trong cùng một sản phẩm. Khả năng tăng độ sáng, kéo dài tuổi thọ hoặc tiết kiệm điện sẽ phụ thuộc vào thiết kế tấm nền, vật liệu, điều kiện vận hành và mục tiêu tối ưu của từng thiết bị.

Chẳng hạn, laptop hướng đến thời lượng pin dài có thể ưu tiên giảm điện năng tiêu thụ. Trong khi đó, màn hình chuyên nghiệp hoặc thiết bị cần khả năng hiển thị tốt dưới ánh sáng mạnh có thể tập trung vào độ sáng.

Đối với các thiết bị có thời gian sử dụng dài, việc cải thiện tuổi thọ vật liệu phát quang cũng có ý nghĩa đáng kể. Dù vậy, tuổi thọ toàn bộ sản phẩm còn chịu ảnh hưởng bởi nhiều thành phần khác và không thể chỉ dựa vào một chỉ số của tấm nền.

Sử dụng tấm kính thế hệ 8.5 để nâng cao hiệu quả sản xuất

Không chỉ thay đổi phương pháp tạo điểm ảnh, FLiPP còn hướng đến cải thiện quy trình sản xuất màn hình OLED quy mô lớn.

Trong sản xuất màn hình, các tấm nền thường được tạo ra trên một tấm kính lớn, sau đó cắt thành nhiều kích thước phù hợp với từng sản phẩm. Việc bố trí các tấm nền trên kính ban đầu có ảnh hưởng trực tiếp đến tỷ lệ thành phẩm, lượng vật liệu bị lãng phí và chi phí sản xuất.

Với phương pháp FMM truyền thống, vấn đề võng của mặt nạ kim loại có thể khiến việc xử lý những tấm kính lớn trở nên khó khăn. Theo thông tin LG Display công bố, quy trình FMM thế hệ thứ tám hiện nay phải chia tấm kính thành các phần nhỏ hơn để xử lý.

FLiPP được thiết kế để sử dụng toàn bộ tấm kính thế hệ 8.5, có kích thước khoảng 2,2 x 2,5 mét. Điều này tạo điều kiện bố trí nhiều tấm nền hơn trên cùng một bề mặt và có thể giúp giảm phần diện tích bị bỏ phí.

Hiệu quả sản xuất được kỳ vọng cải thiện nhờ hai yếu tố. Thứ nhất, nhà sản xuất có thêm sự linh hoạt khi sắp xếp các tấm nền với kích thước khác nhau. Thứ hai, quy trình không còn bị ràng buộc theo cách cũ bởi kích thước và độ ổn định của mặt nạ kim loại.

Tuy nhiên, việc tận dụng tấm kính lớn hơn không tự động đồng nghĩa với chi phí sản xuất cuối cùng sẽ giảm tương ứng. Hiệu quả kinh tế còn phụ thuộc vào năng suất dây chuyền, tỷ lệ sản phẩm đạt chuẩn, chi phí thiết bị, thời gian xử lý và khả năng triển khai ở quy mô công nghiệp.

Hiệu suất sử dụng vật liệu phát quang tăng lên 74%

Một lợi ích khác được LG Display nhấn mạnh là khả năng giảm lãng phí vật liệu phát quang.

Theo số liệu doanh nghiệp đưa ra, hiệu suất sử dụng vật liệu phát quang có thể tăng từ khoảng 40% lên 74%. Điều này có nghĩa là tỷ lệ vật liệu đầu vào thực sự được sử dụng trong cấu trúc màn hình tăng lên đáng kể.

Nếu lấy 100 đơn vị vật liệu làm ví dụ minh họa, phương pháp có hiệu suất 40% sẽ sử dụng khoảng 40 đơn vị cho phần vật liệu hữu ích theo cách tính được công bố. Với mức hiệu suất 74%, con số tương ứng là khoảng 74 đơn vị.

Đây là phép minh họa dựa trên tỷ lệ hiệu suất, không phải dự báo rằng mọi dây chuyền đều sẽ tiết kiệm chính xác 34 đơn vị vật liệu trên mỗi 100 đơn vị đầu vào. Mức tiết kiệm thực tế còn phụ thuộc cách đo hiệu suất, loại vật liệu và điều kiện sản xuất.

Dù vậy, nếu được triển khai hiệu quả, mức cải thiện này có thể mang lại lợi ích cho ngành OLED. Vật liệu phát quang chất lượng cao là một phần trong chi phí sản xuất tấm nền. Việc sử dụng vật liệu hiệu quả hơn có thể giảm lượng nguyên liệu cần thiết cho mỗi đơn vị sản phẩm và hạn chế phần vật liệu bị loại bỏ trong quy trình tạo mẫu.

Bên cạnh yếu tố chi phí, khả năng giảm lãng phí nguyên liệu cũng phù hợp với mục tiêu nâng cao hiệu quả sử dụng tài nguyên trong ngành công nghiệp điện tử.

Từ laptop đến TV hơn 100 inch, AR và VR

Việc giảm phụ thuộc vào FMM có thể mở rộng phạm vi kích thước màn hình mà FLiPP hướng tới.

Theo LG Display, công nghệ này về mặt lý thuyết có thể được áp dụng cho nhiều sản phẩm, từ đồng hồ thông minh với màn hình khoảng 1 inch đến TV có kích thước vượt 100 inch. Công nghệ cũng có tiềm năng đáp ứng các yêu cầu về mật độ điểm ảnh cao trong thiết bị AR và VR.

Đối với laptop và màn hình máy tính, độ sáng cao hơn, mức tiêu thụ điện thấp hơn hoặc tuổi thọ tốt hơn đều có thể trở thành lợi thế cạnh tranh. Đây cũng là nhóm sản phẩm được LG Display dự định ưu tiên trong giai đoạn đầu ứng dụng FLiPP.

Với TV màn hình lớn, thách thức không chỉ nằm ở kích thước mà còn ở độ đồng đều của điểm ảnh, hiệu suất sản xuất và chi phí tấm nền. Khả năng sử dụng toàn bộ tấm kính lớn có thể tạo thêm dư địa cho việc thiết kế và bố trí các tấm nền, nhưng lợi ích thương mại vẫn cần được chứng minh qua quá trình phát triển sản phẩm.

Trong khi đó, AR và VR đặt ra yêu cầu riêng về mật độ điểm ảnh, độ sáng, mức tiêu thụ năng lượng và kích thước vật lý. Đặc biệt, màn hình dành cho thiết bị đeo gần mắt cần có mật độ điểm ảnh cao để hạn chế cảm giác nhìn thấy cấu trúc điểm ảnh.

FLiPP có thể tạo điều kiện để phát triển các cấu trúc OLED phù hợp với những yêu cầu này. Tuy nhiên, khả năng ứng dụng về mặt lý thuyết không đồng nghĩa mọi kích thước hoặc độ phân giải đã sẵn sàng được sản xuất thương mại.

Tiềm năng OLED xếp chồng và tích hợp cảm ứng

LG Display cũng cho biết FLiPP có thể hỗ trợ những cấu trúc màn hình tiên tiến hơn, bao gồm việc xếp chồng nhiều lớp phát sáng nhằm nâng cao hiệu năng.

Trong thiết kế OLED xếp chồng, nhiều lớp phát sáng được bố trí trong một cấu trúc nhằm cải thiện một số đặc tính hiển thị hoặc hiệu quả hoạt động. Tuy nhiên, cách triển khai cụ thể sẽ phụ thuộc vào thiết kế sản phẩm, vật liệu và yêu cầu về chi phí.

Khả năng tích hợp chức năng cảm ứng cũng mở ra hướng phát triển cho các thiết bị cần màn hình mỏng, gọn và có nhiều chức năng. Nếu các lớp và thành phần có thể được bố trí hiệu quả hơn, nhà sản xuất có thêm lựa chọn trong việc tối ưu độ dày và cấu trúc tổng thể.

Ông Cho Heung-ryeol, lãnh đạo LG Display, mô tả FLiPP là một công nghệ có khả năng mở rộng đáng kể, đồng thời nhấn mạnh việc triển khai thực tế cần căn cứ vào yêu cầu của từng thiết bị.

Điều này cho thấy LG Display không nhất thiết đưa FLiPP vào mọi dòng sản phẩm cùng lúc. Thay vào đó, công nghệ có thể được phát triển theo nhu cầu của từng phân khúc, tùy thuộc vào lợi ích về hiệu năng, chi phí và khả năng sản xuất.

FLiPP có thể ảnh hưởng thế nào đến cuộc cạnh tranh màn hình OLED?

Thị trường OLED đang chịu sức ép phải đồng thời cải thiện chất lượng hình ảnh, giảm chi phí sản xuất và mở rộng ứng dụng. Khi công nghệ hiển thị ngày càng hiện diện trên nhiều loại thiết bị, khả năng sản xuất linh hoạt trở thành yếu tố quan trọng bên cạnh chất lượng tấm nền.

Trong bối cảnh đó, việc loại bỏ một công đoạn hoặc giới hạn kỹ thuật lâu đời có thể tạo ra lợi thế nếu công nghệ mới chứng minh được tính ổn định trong sản xuất hàng loạt.

Với FLiPP, lợi thế tiềm năng nằm ở ba khía cạnh: tăng diện tích phát sáng, nâng cao hiệu quả sử dụng vật liệu và giảm sự phụ thuộc vào kích thước mặt nạ kim loại. Nếu những cải tiến này được duy trì trong dây chuyền thương mại, LG Display có thể có thêm lựa chọn để phát triển các tấm nền phù hợp với nhiều phân khúc sản phẩm.

Tuy nhiên, từ thông số công nghệ đến sản phẩm thương mại là một quá trình dài. Công nghệ mới cần được đánh giá về độ ổn định, tỷ lệ thành phẩm, chi phí đầu tư, độ bền trong điều kiện sử dụng thực tế và khả năng đáp ứng nhu cầu của khách hàng.

Ngoài ra, các chỉ số như độ sáng và tuổi thọ cần được so sánh trong những điều kiện thử nghiệm tương đương. Nếu thiếu thông tin về phương pháp đo, môi trường thử nghiệm và cấu hình tấm nền, người dùng chưa nên hiểu các con số công bố như mức cải thiện chắc chắn đối với mọi thiết bị OLED.

LG Display cho biết FLiPP là kết quả của 22 năm tích lũy kinh nghiệm trong công nghệ OLED và sản xuất hàng loạt. Doanh nghiệp dự định tập trung trước vào các sản phẩm công nghệ thông tin như laptop và màn hình máy tính, sau đó mở rộng ứng dụng dựa trên nhu cầu của khách hàng.

FLiPP đánh dấu hướng tiếp cận mới của LG Display trong nỗ lực vượt qua những giới hạn của quy trình tạo điểm ảnh OLED truyền thống. Việc nâng tỷ lệ khẩu độ lên 65%, hướng đến độ sáng cao hơn 1,6 lần, tuổi thọ tăng 2,4 lần và hiệu suất sử dụng vật liệu đạt 74% cho thấy công nghệ này có tiềm năng cải thiện cả chất lượng hiển thị lẫn hiệu quả sản xuất.

Dù vậy, giá trị thực tế của FLiPP sẽ phụ thuộc vào khả năng đưa các thông số công bố vào dây chuyền sản xuất hàng loạt với chi phí hợp lý và chất lượng ổn định. Trong giai đoạn đầu, laptop và màn hình máy tính được xem là những ứng dụng trọng tâm, trước khi công nghệ có thể mở rộng sang TV kích thước lớn, thiết bị AR và VR.

Nếu đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật và thương mại, FLiPP có thể trở thành một hướng phát triển đáng chú ý của ngành OLED trong những năm tới.

Nguồn tham khảo: Thông tin công bố và phát biểu của lãnh đạo LG Display về công nghệ FLiPP, theo nội dung nguồn được cung cấp.

Câu hỏi thường gặp về công nghệ OLED FLiPP

1. Công nghệ FLiPP của LG Display là gì?

FLiPP là công nghệ tạo mẫu điểm ảnh OLED RGB thế hệ tiếp theo, được thiết kế để loại bỏ sự phụ thuộc vào mặt nạ kim loại mịn FMM truyền thống. Công nghệ sử dụng phương pháp tạo mẫu dựa trên ánh sáng nhằm cải thiện tỷ lệ khẩu độ, hiệu suất sử dụng vật liệu và khả năng mở rộng kích thước màn hình.

2. FLiPP giúp màn hình OLED sáng hơn bao nhiêu?

Theo LG Display, cấu trúc FLiPP có thể giúp tăng độ sáng lên khoảng 1,6 lần nhờ tỷ lệ khẩu độ tăng từ 42% lên 65%. Đây là thông số do doanh nghiệp công bố và kết quả thực tế sẽ phụ thuộc vào thiết kế, vật liệu cũng như cách tối ưu từng sản phẩm.

3. Tuổi thọ màn hình OLED có thể tăng 2,4 lần không?

LG Display cho biết công nghệ mới có tiềm năng kéo dài tuổi thọ lên 2,4 lần trong điều kiện so sánh tương ứng. Tuy nhiên, tuổi thọ thực tế còn phụ thuộc vào độ sáng vận hành, nhiệt độ, vật liệu phát quang và thiết kế tấm nền.

4. FLiPP có giúp giảm giá TV OLED và laptop không?

Công nghệ có tiềm năng cải thiện hiệu quả sử dụng vật liệu và tận dụng tấm kính sản xuất lớn hơn. Những yếu tố này có thể hỗ trợ tối ưu chi phí, nhưng chưa đủ cơ sở để khẳng định giá TV hoặc laptop OLED sẽ giảm ngay. Giá bán còn phụ thuộc vào chi phí dây chuyền, tỷ lệ thành phẩm, linh kiện và chiến lược của từng nhà sản xuất.

5. Khi nào FLiPP được ứng dụng rộng rãi trên thị trường?

LG Display cho biết kế hoạch ban đầu tập trung vào laptop và màn hình máy tính, sau đó mở rộng tùy theo yêu cầu khách hàng. Thời điểm thương mại hóa rộng rãi trên từng dòng thiết bị cần được xác nhận bằng thông báo chính thức và tiến độ triển khai thực tế.