Hãy tưởng tượng một tương lai nơi màn hình có thể được "in" như báo chí—rẻ hơn để sản xuất, bền hơn và có chất lượng hình ảnh vượt trội. Đây không phải là khoa học viễn tưởng mà là thực tế đang được định hình bởi công nghệ OLED in. Với những đột phá từ các công ty như TCL CSOT trong lĩnh vực OLED in, các sản phẩm mới từ màn hình 17 inch đến 65 inch đang xuất hiện, bao gồm các mẫu có độ phân giải ấn tượng 274 điểm ảnh trên inch (PPI). Khi cuộc đua thương mại hóa màn hình in tăng tốc, điều gì khiến công nghệ này hấp dẫn đến mức các gã khổng lồ màn hình toàn cầu đang đầu tư mạnh vào nó?

Hiện tại, các tấm OLED nhỏ và vừa chủ yếu sử dụng công nghệ Fine Metal Mask (FMM-OLED). Tuy nhiên, phương pháp này phải đối mặt với những thách thức đáng kể bao gồm độc quyền bằng sáng chế, chi phí cao và khó mở rộng quy mô lên kích thước lớn hơn—tất cả đều cản trở sự phát triển của các ngành công nghiệp OLED trong nước. Cốt lõi của FMM-OLED nằm ở quá trình lắng đọng chân không, trong đó các vật liệu hữu cơ được hóa hơi và tạo hình thông qua các mặt nạ kim loại có độ chính xác cao để tạo ra các lớp OLED màu đỏ, xanh lục và xanh lam. Những mặt nạ này cực kỳ tốn kém để sản xuất, đòi hỏi các vật liệu có biến dạng nhiệt tối thiểu và độ chính xác ở cấp độ micron. Ngoài ra, các biến dạng do trọng lực trong các mặt nạ lớn hơn khiến FMM-OLED không thực tế để sản xuất quy mô lớn.

Ngược lại, công nghệ OLED in sử dụng in phun (IJP-OLED) để lắng đọng các vật liệu hữu cơ hòa tan trong dung dịch. Đầu in có độ chính xác cao kiểm soát thể tích giọt (ở quy mô picoliter) và vị trí trên các giếng điểm ảnh được tạo hình trước trên các chất nền. Sau khi sấy chân không, chúng tạo thành các lớp hữu cơ và các điểm ảnh phụ màu của OLED. Quy trình hợp lý này loại bỏ sự cần thiết của thiết bị lắng đọng chân không tốn kém và các mặt nạ kim loại phức tạp, giảm sự phụ thuộc vào công nghệ nước ngoài đồng thời cho phép sản xuất linh hoạt trên tất cả các kích thước màn hình—từ TV và màn hình đến máy tính xách tay và máy tính bảng.

Trong các tấm OLED kích thước lớn, các công nghệ chủ đạo là White OLED (WOLED) và Quantum Dot OLED (QD-OLED), cả hai đều có cấu trúc phức tạp. WOLED sử dụng lắng đọng chân không để tạo ra các lớp phát sáng trắng, yêu cầu 18-20 lớp xếp chồng, cộng với bộ lọc màu cho các điểm ảnh phụ RGB. QD-OLED xây dựng các ngăn xếp OLED phát ra ánh sáng xanh (22-24 lớp) kết hợp với bộ chuyển đổi màu chấm lượng tử.

OLED in đơn giản hóa điều này một cách đáng kể, tạo thành các điểm ảnh phụ RGB chỉ với 5-6 lớp hữu cơ được in. Với 90% khả năng sử dụng vật liệu và không cần lắng đọng chân không, chi phí sản xuất cho màn hình từ trung bình đến lớn dự kiến sẽ thấp hơn 10%-20% so với WOLED/QD-OLED. Ngay cả trong các tấm nhỏ (ví dụ: 13,3 inch), OLED in làm giảm chi phí hóa đơn vật liệu khoảng 10% so với FMM-OLED. Hơn nữa, các khoản đầu tư ban đầu vào nhà máy và chi phí vận hành thấp hơn đáng kể so với cả ba lựa chọn thay thế.

Tỷ lệ khẩu độ—tỷ lệ phần trăm diện tích của một điểm ảnh thực sự phát ra ánh sáng—là yếu tố quan trọng đối với tuổi thọ của OLED. Tỷ lệ cao hơn cho phép mật độ dòng điện thấp hơn ở các mức độ sáng nhất định, làm chậm quá trình suy giảm của thiết bị. Mặt nạ kim loại của FMM-OLED phải duy trì tính toàn vẹn về cấu trúc bằng cách dành các khu vực không phát xạ đáng kể giữa các điểm ảnh phụ, buộc các lỗ mở nhỏ hơn khi mật độ điểm ảnh tăng lên. Giới hạn cơ bản này giới hạn tỷ lệ khẩu độ và cuối cùng là tuổi thọ sản phẩm.

OLED in bỏ qua hoàn toàn các ràng buộc về mặt nạ, cho phép tỷ lệ khẩu độ vượt trội—đặc biệt là trong các thiết kế PPI cao. Mật độ dòng điện thấp hơn kết quả hứa hẹn độ bền màn hình được kéo dài đáng kể đồng thời nâng cao trải nghiệm người dùng thông qua độ sáng nhất quán theo thời gian.

Khi người tiêu dùng yêu cầu độ phân giải sắc nét hơn (từ 4K đến 8K), các công nghệ hiển thị phải bắt kịp. WOLED gặp khó khăn với PPI cao do thiết kế bốn điểm ảnh phụ (WRGB) của nó, trong khi QD-OLED phải đối mặt với hiện tượng nhiễu màu ở mật độ cao (nơi ánh sáng xanh lọt vào các điểm ảnh liền kề).

Kiến trúc đơn giản hơn của OLED in vượt trội ở đây. TCL CSOT và JOLED đã trình diễn 204 PPI trong các tấm 21,6 inch thương mại, với các nguyên mẫu 274 PPI đã được xác minh (không trộn màu hoặc mura có thể nhìn thấy). Việc phát triển tiếp tục hướng tới 300+ PPI. Để tham khảo, TV 8K 65 inch chỉ đạt 136 PPI—có nghĩa là màn hình in 274 PPI đã vượt qua độ rõ nét 8K. Điều này định vị công nghệ lý tưởng cho máy tính xách tay, máy tính bảng và các thiết bị nhỏ/vừa cao cấp khác, nơi mật độ điểm ảnh quan trọng nhất.

Với quy trình sản xuất đơn giản, hiệu quả chi phí, lợi ích về tuổi thọ và tiềm năng độ phân giải vô song, công nghệ OLED in được định vị để chuyển đổi ngành công nghiệp màn hình. Bằng cách phá vỡ các độc quyền kỹ thuật nước ngoài và cho phép hiệu suất vượt trội trên tất cả các yếu tố hình thức, nó hứa hẹn sẽ xác định lại trải nghiệm hình ảnh trên toàn thế giới. Khi hệ sinh thái trưởng thành, màn hình in có thể sẽ thống trị thị trường trong tương lai—mở ra một kỷ nguyên màn hình hiệu suất cao, giá cả phải chăng cho mọi ứng dụng.