Đây chính là bí quyết tạo ra chiếc TV trong suốt ‘độc nhất vô nhị’ của Xiaomi

Tại buổi họp báo kỷ niệm 10 năm của Xiaomi vào ngày 11/8 vừa qua, sự ra mắt bất ngờ của chiếc TV trong suốt đã khiến tất cả mọi người vô cùng ngạc nhiên. Sau buổi họp báo, các cuộc thảo luận về chiếc TV độc đáo này đã lan truyền mạnh mẽ trên các mạng xã hội, diễn đàn công nghệ. Vậy chính xác thì chiếc TV trong suốt này đã ra đời như thế nào?

Lấy ra những gì không cần thiết

Hình dáng TV lâu nay vẫn là cố định, giống như một cái “hộp đen hình chữ nhật”, với rất nhiều linh kiện bên trong cản trở khả năng biến nó thành trong suốt. Vì vậy, Xiaomi đã đưa ra một ý tưởng mới mang tính xuyên suốt quá trình chế tạo sản phẩm mới này của mình, đó là: “Bỏ đi mọi thứ không cần thiết, đảm bảo những gì còn lại phải trong suốt”.

Phân bố cấu trúc bên trong của một chiếc TV thông thường

Đầu tiên là mặt sau của TV, thường gần như toàn bộ đều là màu đen, bên trong có rất nhiều linh kiện khác nhau như bo mạch T-con (Timing Controler – bộ điều khiển thời gian), bo mạch nguồn, bo mạch chính… Đây là những linh kiện “không cần thiết” khiến tivi không thể trở nên trong suốt.

Nhưng “loại bỏ” không có nghĩa là “vứt bỏ”, các thành phần này cần phải được gỡ bỏ khỏi khu vực tấm nền màn hình và tích hợp lại để tạo thành một cụm phần cứng bên ngoài, sau đó thiết lập để kết nối với màn hình thông qua cáp để màn hình hoạt động bình thường.

Mi Mural TV.

Một ý tưởng thiết kế như vậy đã thực sự được áp dụng một phần trên dòng sản phẩm “TV tranh tường” Mi Mural TV, tức là đưa phần dư thừa và nặng nề trên mặt sau của TV ra lắp đặt ở bên ngoài, giúp cho phần màn hình còn lại cực kỳ mỏng và nhẹ.

Và sơ đồ tách phần cứng và màn hình của chiếc TV trong suốt này cũng tương tự như vậy, nhưng có chút phức tạp hơn.

So sánh cấu trúc khi tháo rời màn hình OLED và LCD.

Sau khi loại bỏ các thành phần vật lý dư thừa, giờ đây bạn có thể tập trung sự chú ý vào màn hình chính. Hiện tại, các loại tấm nền màn hình được sử dụng phổ biến trên TV bao gồm LCD (tinh thể lỏng) và OLED. Cả hai đều có thể được làm trong suốt, nhưng OLED là công nghệ đi-ốt tự phát sáng. Tính năng này cho phép nó có những lợi thế riêng về mặt cấu tạo trong việc làm cho TV trở nên trong suốt.

Vì LCD cần đèn nền để hiển thị hình ảnh, điều này cũng xác định rằng ngay cả khi tấm nền LCD được sản xuất thành một chiếc TV trong suốt, nó vẫn sẽ xuất hiện như một chiếc hộp. Điều này rõ ràng trái ngược với mục tiêu thẩm mỹ của TV hiện đại là mỏng và đẹp. Ngoài ra, do sự tồn tại của các bộ phân cực, độ trong suốt của nó không thể cao. Vì vậy, bất kể từ hình thức bên ngoài hay hiệu ứng hiển thị, việc lựa chọn tấm nền LCD chỉ có thể bỏ qua.

Nguyên tắc “chiếc rèm cửa” tạo nên sự thay đổi kỳ diệu

Làm thế nào để màn hình OLED đạt được độ trong suốt? Hãy lấy chiếc rèm cửa sổ để minh họa cho dễ hiểu.

Trên một chiếc rèm cửa nan dọc có hoa văn, nếu các tấm nan được đóng hoàn toàn, bạn có thể nhìn thấy bức tranh hoàn chỉnh, nhưng đồng thời khung cảnh phía sau cũng bị chặn hoàn toàn.

Nhưng nếu chỉ mở rèm theo một góc nghiêng, bạn sẽ thấy rằng mặc dù hình ảnh trên các nan rèm bị tách ra, nhưng nó không ảnh hưởng đến giao diện tổng thể mà vẫn có thể xác định rõ ràng nội dung hoa văn trên đó. Hơn nữa, chiếc rèm cũng làm cho khung cảnh ngoài trời hiển thị xuyên suốt, bức tranh và cảnh vật cùng tồn tại.

Và điều này gần giống với nguyên lý của TV Xiaomi trong suốt.

Khu vực trong suốt giống như trạng thái khi “rèm” được mở ra.

Tương tự như rèm cửa, vùng hiển thị trên màn hình chính là “tấm nan rèm” và vùng trong suốt là “khoảng trống giữa các nan” sau khi mở ra. Mặc dù vùng trong suốt không thể hiển thị hình ảnh, nhưng nếu bạn đặt “khoảng cách giữa các nan” ở phạm vi thích hợp và đủ nhỏ để mắt người không thể phát hiện ra, thì vùng hiển thị gồm mỗi “nan rèm” có thể hiển thị một hình mẫu rõ ràng và hoàn chỉnh, trong khi “khoảng cách giữa các nan” cũng cho thấy khung cảnh phía sau. Nhờ đó nó đạt được hiệu ứng hình ảnh kỳ diệu và trong suốt.

Sâu hơn ở quan điểm kỹ thuật thì trên tấm nền OLED của chiếc TV trong suốt, Xiaomi đã thiết kế ma trận RGBW một cách độc đáo khi chỉ để một nửa tấm nền được bao phủ bởi các điểm ảnh, trong khi nửa còn lại được để trong suốt. Do đó, các điểm ảnh có cấu trúc 1920×1080 = 2073600, trên một màn hình trong suốt 55 inch.

So sánh điểm ảnh phụ OLED thông thường và điểm ảnh phụ OLED trong suốt.

Tóm lại, các điểm ảnh con đầy đủ WRGB tạo thành “nan rèm” và chịu trách nhiệm hiển thị hình ảnh, còn khu vực còn lại tạo thành “khoảng cách giữa các nan” trong lý thuyết và chịu trách nhiệm về độ trong suốt.

Bởi vì gần một nửa tổng số pixel là hoàn toàn trong suốt, đủ lớn và được phân bố đồng đều, do đó hiệu ứng hình ảnh đạt được độ trong suốt cao và nửa còn lại cũng có mức độ hiển thị hình ảnh tốt.

Tất nhiên, không thể bỏ qua công sức của công nghệ OLED, với đặc trưng là độ phân giải cao và các đi-ốt tự phát sáng đã giúp duy trì mức độ hiển thị rất cao.

Tiến thêm một bước nhỏ để sản xuất hàng loạt

Dựa trên quan điểm trên về độ trong suốt của màn hình OLED, về mặt lý thuyết, có thể tạo ra một chiếc TV trong suốt vô cùng đơn giản. Nhưng Xiaomi muốn làm nhiều điều “điên rồ” hơn, đó là sản xuất hàng loạt loại sản phẩm này.

Nếu một chiếc TV muốn được sản xuất hàng loạt, nó cần phải trải qua một loạt các bài kiểm tra và chứng nhận, tương đương với việc phải cân nhắc về độ khó của việc sản xuất một thiết bị nguyên mẫu.

Làm thế nào để trao “sự sống” cho một mảnh “thủy tinh trong suốt”?

Điều này cần phải dựa vào khả năng OBM của nhà sản xuất. OBM là viết tắt của OLEDBasicModule. Nó đề cập đến toàn bộ quá trình R&D, kiểm tra hệ thống và sản xuất mô-đun OLED của các nhà sản xuất TV một cách độc lập. Đây chính là “tấm vé” để đánh giá liệu một công ty có thể phát triển OLED một cách độc lập hay không. Cái mà Xiaomi muốn đạt được là “trong lĩnh vực TV OLED trong suốt, Xiaomi là hãng duy nhất ở Trung Quốc có thể làm được”.

OBM bao gồm nhiều khía cạnh, chẳng hạn như tôi luyện bề mặt của màn hình. Mi TV LUX áp dụng quá trình tôi luyện vật lý, tức là một tấm kính cường lực toàn phần được gắn vào màn hình, giúp cải thiện khả năng chống chịu lực và loại bỏ các nguy cơ an toàn tiềm ẩn khi màn hình chẳng may bị vỡ. Ngoài ra, trong việc sử dụng keo dán màn hình, TV của Xiaomi sử dụng keo UV để liên kết, giúp giảm độ dày của màn hình, đồng thời cũng cải thiện độ chính xác của liên kết, giúp giao diện tổng thể của thiết bị được cải thiện hơn nữa.

Mô phỏng tháo rời cấu trúc màn hình TV trong suốt của Xiaomi

Phần cứng bên ngoài được đề cập ở trên cũng khác với các loại TV siêu mỏng thông thường. Để đảm bảo giao diện tổng thể, TV Xiaomi trong suốt tích hợp một cách sáng tạo phần cứng và màn hình thành một, đã vượt qua bài kiểm tra độ bền cấu trúc cực kỳ cao.

Ở phần linh kiện cốt lõi, các kỹ sư của Xiaomi cũng đã thực hiện các nghiên cứu kỹ thuật mới về tản nhiệt và EMI.

Sơ đồ cấu trúc linh kiện phần cứng bên trong TV trong suốt của Xiaomi.

Do phần khung chính của TV OLED trong suốt được thiết kế xếp chồng lên nhau nên nguồn điện cung cấp như một “bộ tạo nhiệt lớn” như vậy cũng tương đương với việc nướng trực tiếp bo mạch chủ. Để có thể tản nhiệt phần này, các kỹ sư của Xiaomi đã phải nỗ lực rất nhiều.

Ngoài việc bổ sung tấm chắn nhiệt giữa hai thiết bị, họ cũng tùy chỉnh lại hệ thống tản nhiệt bên trong. Nhiều lỗ tản nhiệt nhỏ được thiết kế xung quanh. Thông qua cách bài trí thông minh và hệ thống tản nhiệt bên trong được thiết kế đặc biệt, từng inch không gian bên trong đã được tận dụng tối đa. Nhiệt được dẫn đối lưu đồng đều theo hình dạng của bộ khung đế, khắc phục được vấn đề tản nhiệt trong một không gian nhỏ.

Cấu trúc làm mát của Mi TV Lux.

Ngoài ra, một bước thiết kế đặc biệt được thực hiện trên tản nhiệt của chip bo mạch chủ, giúp biến lớp vỏ thành bộ phận hỗ trợ tản nhiệt ra ngoài. Xiaomi cũng sử dụng các thành phần chịu nhiệt độ cao trong việc lựa chọn linh kiện, giúp đảm bảo hoạt động hiệu quả và ổn định của bo mạch chủ.

Cấu trúc chống nhiễu EMI

Kết cấu màn hình kính trong suốt của Mi TV LUX kết hợp với khung kim loại siêu hẹp, đường tín hiệu chạy qua cấu trúc chân đế kín bằng kim loại, các cấu trúc xếp chồng khít nhau bên trong tuy mang lại hiệu quả về mặt hiển thị nhưng sẽ tạo ra nhiễu điện từ. Để loại bỏ nguy cơ này, nhà sản xuất đã thực hiện các biện pháp tương ứng để giải quyết các vấn đề có thể phát sinh ngay trong giai đoạn đầu của việc thiết kế. Thực tế đã chứng minh rằng các biện pháp này đã ngăn chặn hiệu quả sự tràn bức xạ hình thành bởi hầu hết cấu trúc sản phẩm.

TV trong suốt của Xiaomi có giá khoảng 2.800 USD.

Việc sản xuất hàng loạt TV trong suốt của Xiaomi dường như là một nhiệm vụ bất khả thi, nhưng dựa trên nhiều năm tích lũy trong công nghệ TV, công ty Trung Quốc này cuối cùng đã trình làng một sản phẩm kỳ diệu ra thế giới. Đây cũng là dấu ấn chính thức ghi nhận Xiaomi đã trở thành “tập đoàn đầu tiên trên thế giới” có thể sản xuất TV OLED trong suốt.

Tổng hợp