Tivi 4K LG sử dụng công nghệ chấm lượng tử giới thiệu tại CES 2015 - Ảnh:

Trong thời gian gần đây, thị trường tivi lên cơn sốt với những mẫu sản phẩm mới nhất sử dụng công nghệ 4K và 8K. Tuy nhiên, các chuyên gia dự đoán, tương lai của ngành công nghiệp điện máy giải trí sẽ chứng kiến cuộc đổ bộ của các dòng thiết bị thế hệ mới, phát triển trên nền tảng công nghệ chấm lượng tử (quantum dot). 

Trong khi giới sản xuất thiết bị cố dồn sáng tạo của mình trong việc chạy đua mật độ điểm ảnh, người tiêu dùng cũng dường như "ngạt thở" và muốn có thêm những lựa chọn khác.

"Các nhà sản xuất tivi cần một hướng đi mới trong cuộc đua thị trường ngách sản phẩm cao cấp. Hiện nay, lựa chọn khả dĩ nhất là tăng chất lượng điểm ảnh, thay vì số lượng. Tôi có thể nhận thấy, những sản phẩm cải tiến hình ảnh đã có được chỗ đứng. Thị trường rồi sẽ xuất hiện nhiều lựa chọn mới, chúng không chỉ là một hướng sản xuất nhất thời", chuyên gia phân tích công nghệ Paul Gagnan chia sẻ với trang mạng Venturebeat.

Cách thức hoạt động và hiệu năng

Với tivi chuẩn LCD, luồng sáng trắng sẽ chiếu qua bộ lọc màu, tạo nên một hình ảnh pha trộn đỏ, xanh lá cây, xanh sẫm sau đó chiếu chúng lên các điểm ảnh (pixels). Công nghệ này có nhiều hạn chế.

Trong khi đó, các tivi sử dụng công nghệ LED ngày nay chiếu ánh sáng trắng, nhưng vấn đề là, chỉ riêng các chip cung cấp ánh sáng trắng là không đủ tạo nên toàn bộ dải sắc màu.

Khi dùng công nghệ chấm lượng tử, khả năng chiếu sáng số điểm ảnh trên màn hiển thị LCD sẽ hiệu quả hơn. Còn được gọi bằng Quantum Dot hay tinh thể nano (nanocrystals), chấm lượng tử là công nghệ nền tảng hứa hẹn sẽ mở ra một cuộc cách mạng với những tiến bộ vượt bậc trên thị trường sản xuất tivi một vài năm tới. 

Biểu đồ cơ bản cho thấy các tính năng chấm lượng tử hoạt động như thế nào - Ảnh: QD Vision

Được phát hiện từ thập niên 90 thế kỉ trước, thời gian gần đây, chấm lượng tử mới bắt đầu trở nên phổ dụng. Tinh thể nano là một loại vật liệu tiên tiến với ít nhất một chiều nhỏ hơn 100 nanomét (nm) và gồm các nguyên tử được sắp xếp theo dạng đơn hoặc đa tinh thể. Kích cỡ của tinh thể nano khiến chúng trở nên khác biệt so với các tinh thể có kích thước vốn dĩ lớn hơn.

Ảnh minh họa thiết kế mẫu màn hình tivi thế hệ mới dùng chấm lượng tử với 3 lớp cơ bản: đèn nền, lớp giữa là film cải tiến với chấm lượng tử và tấm hiển thị ngoài cùng

Chấm lượng tử cho chất lượng hiển thị tốt hơn so với công nghệ hiển thị chuẩn hiện nay dùng trên đèn nền tinh thể lỏng LED, ngoài ra, các nhà sản xuất không cần phải trang bị thêm các công nghệ, thiết bị mới vẫn có thể chuyển hướng sang chế tác, lắp ráp sản phẩm chấm lượng tử. Ngược lại, công nghệ tiên tiến OLED đòi hỏi phải có các nhà máy sản xuất tinh vi.

Cất cánh tại CES 2015

Tại triển lãm CES mới khép lại, hãng TCL của Trung Quốc đã giới thiệu mẫu TV sử dụng công nghệ chấm lượng tử có kích cỡ 55 inch, trong khi đó hai nhà sản xuất màn hình Philips và AOC cũng đều sẵn sàng chuyển tới tay người tiêu dùng các dòng sản phẩm chấm lượng tử 27 inch trong hai tháng tới.

Các ông lớn khác Samsung và LG cũng rục rịch lựa chọn chấm lượng tử là ưu tiên số một trong các model cao cấp sắp đến.

* Xem: Tivi Sony, Samsung, Sharp, Panasonic năm nay có gì mới?

Mẫu tivi 4K Samsung SUHD ra mắt tại CES 2015 với công nghệ chấm lượng tử - Ảnh: Pocket-lint

Theo giám đốc tiếp thị hãng QD Vision, một trong số các nhà phát triển công nghệ chấm lượng tử hàng đầu, ông John Volkmann, đây là vật liệu bán dẫn có nhiều đặc tính đặc biệt, với hiệu năng ưu việt trong việc chiếu sáng, màu sắc trung thực, "có thể không khác gì so với quang phổ".

Theo ông Volkmann, trong số các công nghệ sản xuất tivi hiện nay, OLED vẫn được coi là có chất lượng tốt nhất, nhưng chấm lượng tử lại có giá rẻ hơn rất nhiều và chất lượng cũng không hề kém cạnh.

Cuộc đua chấm lượng tử

Trong khi đó, chuyên gia Gagnan giải thích, hiện tại có khá nhiều hướng tiếp cận khác nhau trong việc tích hợp chấm lượng tử vào màn hình hiển thị. LG, Samsung và 3M tiến hành phủ các chấm trên tấm film mỏng, tiếp đến thêm vào nhiều tấm film khác dưới màn hình. Hướng thiết kế còn lại là sử dụng một ống mỏng phủ chấm lượng tử, dùng trong các mẫu thiết kế LCD đèn nền ở cạnh (edge-lit).

Ông này cho hay, hướng sử dụng thứ hai hiện được QD Vision nghiên cứu có giá rẻ hơn vì sử dụng ít chấm hơn, dù không phải mọi nhà sản xuất đều chọn hướng thiết kế dạng ống. Tuy nhiên, dù theo hướng nào, với năng lực sản xuất hiện tại, các công ty đều có thể dễ dàng tích hợp chấm lượng tử, công nghệ xét dưới nhiều khía cạnh, vượt trội so với OLED.

Với công nghệ chấm lượng tử, màu sắc được tạo nên nhờ việc chiếu ánh sáng xanh vào các chấm có kích thước nguyên tử sẽ thay đổi, theo sự thay đổi bề ngang của các chấm. Do có thể kiểm soát một cách chính xác kích thước của các chấm lượng tử, lượng ánh sáng chiếu tạo màu, vì thế cũng sẽ được đo đếm một cách chính xác.

Hiện nay, người ta cũng sử dụng một số công nghệ khác để cải thiện chất lượng màu sắc của tivi, như tăng độ dầy của bộ lọc màu, sử dụng chip LED đặc biệt với lớp phủ phốt pho màu đỏ hoặc xanh lá cây. Hai giải pháp trên đều rẻ hơn so với chấm lượng tử, hứa hẹn sẽ có mặt trên các dòng tivi giá thấp. Với những cải tiến vượt bậc, ngược lại, chấm lượng tử sẽ là lựa chọn khả dĩ nhất trên các dòng tivi cao cấp.

Thử nghiệm của IBTimes trên hai tivi cao cấp của Sony. TV bên trái có màn hình hiển thị công nghệ chấm lượng tử, so với tivi bên phải WLED. Tivi trái với chấm lượng tử có dải màu rộng hơn, hình ảnh tương phản hơn - Ảnh: IBTimes

Chấm lượng tử được 2 nhà khoa học Nga Alexander Efros và Aleksey Ekimov phát hiện cách đây 33 năm. Đồng tác giả là Louis Brus, người cũng thực hiện một dự án độc lập tại Bells Labs trong nỗ lực cải tiến chất lượng linh kiện bán dẫn. Chấm lượng tử sẽ giải quyết khó khăn cơ bản gặp phải trên tivi LCD, đó là chất lượng màu sắc thua sút so với tivi plasma hoặc OLED, vốn dĩ bắt nguồn từ hệ thống đèn chiếu cũng như cách thức chiếu sáng trên điểm ảnh.  Plasma hiện đã ngưng sản xuất, OLED vẫn tương đối đắt đỏ, tương lai của tivi sẽ là công nghệ chấm lượng tử. Trong ảnh, các chấm lượng tử điều chỉnh giữa các tia cực tím và hồng ngoại trong phổ điện từ - Ảnh: VentureBeat Trong khi giá thành của OLED thường bị đội lên gấp ba so với tivi LCD thường, công nghệ chấm lượng tử hứa hẹn mang đến chất lượng ngang hàng OLED với mức chi phí thấp hơn. Dự đoán, giá của các dòng chấm lượng tử sẽ cao hơn so với giá của các model LCD đèn nền LED với kích cỡ tương ứng hiện nay khoảng 30-50 %. Giá của một chiếc tivi chấm lượng tử 4K do Sony chế tác tung ra thị trường năm ngoái có mức thấp nhất vào khoảng 4,999 USD. Hiện một số thiết bị kích cỡ nhỏ cũng được trang bị chấm lượng tử như Kindle Fire HDX, tablet đầu tiên sử dụng công nghệ này. Dòng Zenboox NX500 của Asus hiện cũng dùng chấm lượng tử.