MicroLED เทคโนโลยีจอภาพแบบใหม่ในรอบ 10 ปี จะเอาชนะ OLED ได้หรือไม่?

ซัมซุงและแอปเปิ้ลเลือกที่จะใช้เทคโนโลยีจอภาพแบบใหม่ ที่นำ LED ขนาดเล็กจำนวนหลายล้านตัวมาเรียงต่อกันเป็นจอขนาดใหญ่ต่อกรกับเทคโนโลยี OLED แต่นั่นคงไม่ใช่เรื่องง่ายนัก

ในงาน CES 2018 เมื่อต้นปีซัมซุงได้สร้างความื่นตาตื่นใจให้ผู้เข้าชมงานด้วย “The Wall” ทีวีติดผนังขนาดใหญ่ ซึ่งใช้เทคโนโลยีใหม่ที่มีชื่อว่าไมโครแอลอีดี “MicroLED”

นี่ไม่ใช่ครั้งแรกที่เราได้รับรู้ถึงเทคโนโลยีในลักษณะนี้ ทั้ง Sony และ Samsung ได้ทดลองใช้เทคโนโลยีที่คล้ายกันนี้มาเป็นปีแล้วโดยนำไปใช้ในโรงภาพยนตร์และการใช้งานเชิงพาณิชย์ในรูปแบบอื่น ๆ

แต่ “The Wall” นั้นแตกต่าง ที่ 146 นิ้วมันคือจอที่มีขนาดใหญ่มหึมาและมีสำคัญซัมซุงตั้งใจจะขายมันด้วยภายในปีนี้ หากเป็นไปตามแผน The Wall จะวางจำหน่ายในช่วงเดือนสิงหาคม ซึ่งในตอนนี้ราคายังคงเป็นความลับอยู่

ถือได้ว่าซัมซุงเป็นแบรนด์แรกที่นำเอาเทคโนโลยีใหม่ทางด้านจอภาพซึ่งห่างหายไปจากการพัฒนามากว่า 10 ปี อย่าง MicroLED มาใช้ในสินค้าใหม่สำหรับผู้บริโภคทั่วไป

เทคโนโลยีล่าสุดที่พัฒนาขึ้นเมื่อ 10 ปีก่อนเป็นของ Sony ด้วยทีวีรุ่น XEL-1 ที่ใช้เทคโนโลยี OLED เปิดตัวเป็นครั้งแรกในปี 2008 และในตอนนี้ถือเป็นคู่แข่งสำคัญทางด้านคุณภาพของภาพ

MicroLED ถือเป็นแหล่งกำเนิดภาพที่มีขนาดต่อหน่วยเล็กมาก ปัจจุบันแอปเปิลใช้จอแสดงผลแบบ OLED สำหรับ iPhone X และ Apple Watch แต่คาดว่าจะมีการพัฒนาจอแสดงผลแบบ MicroLED เป็นการภายในนำมาใช้สำหรับโทรศัพท์มือถือโดยจะเริ่มพัฒนาใช้งานกับนาฬิกาก่อน

เป็นเรื่องง่ายที่จะดูว่าทำไม MicroLED สามารถให้ระดับสีดำที่สมบูรณ์แบบได้เช่นเดียวกับ OLED และให้ความสว่างสูงกว่าเทคโนโลยีการแสดงผลอื่น ๆ ในปัจจุบัน อีกทั้งยังให้สีสันอันยอดเยี่ยม และปราศจากปัญหาเรื่องมุมมองเช่นเดียวกับที่มีใน LCD

ขณะนี้ปัญหาของ MicroLED อยู่ที่เรื่องการผลิตไม่ใช่คุณภาพของภาพ แหล่งข่าวได้อ้างถึงรายงานของ Apple ว่า หน้าจอแบบ MicroLED ผลิตได้ยากกว่าจอแสดงผลแบบ OLED ด้วยข้อจำกัดที่มีของ Apple เกือบที่จะดึงมันออกมาจากการพัฒนาเมื่อปีที่แล้ว

และภายในงาน CES วิศวกรของ Samsung ก็ได้เผยว่า ปัจจุบันได้โฟกัสอยู่ที่การผลิต MicroLED TV ความละเอียด 4K ที่มีขนาดหน้าจอเล็กกว่า 146 นิ้ว โดยมีขนาดอยู่ที่ประมาณ 75 นิ้ว พวกเขาบอกว่าจะต้องใช้เวลาอีก 2-5 ปีในการพัฒนา

เพราะเหตุใดจึงต้องรอนานขนาดนั้น?

หนึ่งในล้านส่วนของ LED ปกติ
ชื่อ MicroLED นั้นเป็นอะไรที่เหมาะสมแล้ว เนื่องจากมันมีขนาดเล็กจิ๋วเพียงหนึ่งในล้านส่วนของ LED ปกติ โดยทั่วไปเราจะเห็น LED นำมาใช้กับทีวีแอลซีดีในปัจจุบัน รวมถึงไฟฉายรุ่นใหม่ ๆ หลอดไฟและอุปกรณ์อื่น ๆ อีกมากมายที่ให้แสงสว่าง

มันดูเหมือนจะผลิตขึ้นมาได้ง่าย แล้วทำไมมันถึงใช้ระยะเวลานานเพียงเพื่อทำให้ LED มีขนาดเล็กลงและนำไปติดไว้ในทีวีให้ได้?

จากภาพประกอบแสดงความแตกต่างของขนาดระหว่าง LED แบบปกติและ MicroLED

กระบวนการผลิตดังกล่าวไม่ได้ง่ายอย่างที่คิด ปัญหาหนึ่งคือเมื่อคุณลดขนาด LED ลง ปริมาณแสงที่ LED ปล่อยออกมาก็จะลดลงด้วย ดังนั้นคุณต้องจ่ายพลังงานให้ตัว LED สูงขึ้น หรือเพิ่มประสิทธิภาพของ LED หรือทำทั้งสองอย่าง

หากจ่ายพลังงานให้ตัว LED สูงขึ้น ก็จะเกิดผลกระทบให้เห็น โดยจะพบว่าพลังงานไฟฟ้าที่จ่ายเพิ่มเข้าไปจะกลายไปเป็นพลังงานความร้อนที่สูงขึ้นด้วย

การทำให้ขนาดช่องว่างระหว่างพิกเซลหรือ “pitch size” เล็กลงเป็นอีกหนึ่งความท้าทายอันสำคัญ หากต้องการให้ MicroLED TV มีขนาดเล็ก จำเป็นต้องทำให้ pitch size เล็ก อีกทั้งตัววงจรและอุปกรณ์ต่าง ๆ จำเป็นจะต้องเล็กลงด้วย

แน่นอนว่ากับทีวีขนาดใหญ่ข้อจำกัดดังกล่าวไม่ใช่ประเด็นสำคัญ แต่ก็ไม่มีใครที่จะซื้อทีวีขนาดใหญ่ ๆ ได้ หากผู้ผลิตต้องการสร้างรายได้จากเทคโนโลยีใหม่ ๆ จำเป็นต้องผลิตสินค้าที่ขายง่ายอย่างทีวีขนาด 50 นิ้วหรือเล็กกว่านั้น เมื่อทำได้แล้วก็จะผลิตจอขนาดใหญ่ขายได้ง่ายขึ้น

จากภาพประกอบ แสดงให้เห็นถึงโครงสร้างของ LCD / OLED / MicroLED เปรียบเทียบความซับซ้อนและจำนวนชั้นอันหลากหลายของจอแอลซีดี เทียบกับ OLED และโดยเฉพาะกับจอ MicroLED หากสังเกตเรื่องความบาง ตัวเทคโนโลยีใหม่จะทำให้จอภาพบางลงได้

ในส่วนของความสิ้นเปลือง สำหรับจอภาพระดับ 4K ที่รายละเอียดอยู่ที่ 3840×2160 จำเป็นต้องใช้ LED ทั้งหมดถึง 8.3 ล้านตัว เพื่อผลิตแสงสี “ขาว” โดยจะใช้ LED แสงสีเหลือง-ฟ้าเช่นเดียวกับที่ใช้ในทีวีทั่ว ๆ ไปในการสร้างแสงสีขาว ซึ่งจริง ๆ แล้วต้องใช้ LED เยอะกว่านั้น เพราะคุณต้องมี LED แสงสีแดง เขียวและน้ำเงิน

นั่นหมายความว่า LED ที่ใช้ทั้งหมดเกือบ 25 ล้านดวง โดยมีมากกว่า 8 ล้านดวงใช้สำหรับเป็นแม่สีแสงหลัก จับกลุ่ม 3 สีใน 1 พิกเซล อันประกอบด้วย แสงสีแดงเขียวน้ำเงิน ในแต่ละโมดูลก็จะมีกลุ่มเม็ดสีหลายพันกลุ่มรวมกัน และนำหลาย ๆ โมดูลมาประกอบขึ้นเป็นทีวี เป็นจอขนาดใหญ่ หรือจอภาพยนตร์ อีกครั้งหนึ่ง

จอใหญ่ไฟกระพริบ
แน่นอนว่าการผลิต MicroLED คือความท้าทาย วิศวกรชอบความท้าทาย และในประวัติศาสตร์ของเครื่องใช้อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค แนวโน้มตลาดในอนาคตจะมีสินค้าจะมีขนาดเล็กลงและมีประสิทธิภาพสูงขึ้น

คุณภาพที่จะเพิ่มขึ้นมาสำหรับ MicroLED ก็คือ มันจะให้ภาพที่สว่างกว่า OLED โดยยังคงความสามารถในปิด/เปิดการทำงานของแต่ละพิกเซลได้ดี ทำให้ได้ภาพสีดำที่สมจริง นี่อาจจะถือได้ว่าเป็นหมัดเด็ดของ MicroLED ซึ่งให้ภาพที่สมจริงได้ยิ่งกว่า OLED และดีกว่าภาพในแบบ HDR

ขยายภาพอาร์เรย์ RGB ของพิกเซล MicroLED ให้เห็นกันชัด ๆ โดยต้องใช้อาร์เรย์เหล่านี้กว่า 8 ล้านชิ้น สำหรับมาตรฐานทีวี 4K

หากจำกันได้เกี่ยวกับเรื่องที่พูดถึงขนาดที่เล็กลงและมีประสิทธิภาพสูงขึ้น? The Wall จอรุ่นใหม่ของซัมซุงมีขนาดพิกเซลเล็กกว่า 1 มม. โดยมีระยะห่างของแต่ละพิเซลเท่า ๆ กัน ซึ่งหมายความว่าเฉพาะตัว LED มีขนาดเล็กกว่านั้นมาก บางบริษัทมีเป้าหมายที่จะทำให้ตัว LED ที่ใช้สำหรับจอแสดงผลแบบ MicroLED มีขนาด 0.15 มม. หรือเล็กกว่า

ซัมซุงยังกล่าวอ้างว่าพวกเขาจะทำให้ MicroLED เป็นจอภาพมี “ประสิทธิภาพความสว่างที่ดีกว่า” นั่นคือเมื่อวัดปริมาณแสงที่สร้างขึ้นด้วยพลังงานไฟฟ้าเท่า ๆ กัน จอแบบใหม่ของซัมซุงจะให้ความสว่างที่มากกว่าจอแสดงผลที่ใช้เทคโนโลยีอื่น ๆ

ในที่นี้ไม่ได้หมายความว่าประสิทธิภาพโดยรวมของจอจะแตกต่างไปกว่าจอ LED (จอ LCD ที่ใช้แผงไฟ LED ติดขอบจอส่องสว่าง) มากนัก ประสิทธิภาพที่แท้จริงจะเห็นความแตกต่างชัดเจนมากขึ้นก็ต่อเมื่อนำมาผลิตเป็นทีวีใ้ห้ความสว่างได้ถึงระดับ 2,000 ลูเมน

เพราะว่ามันจะเป็นทีวีแบบแอลอีดี “LED TV” จริง ๆ ไม่ใช่ LED TV แบบที่ผ่าน ๆ มา (ใช้แผงจอภาพ LCD ทำงานร่วมกับ backlight แบบ LED) ข้อดีต่าง ๆ จึงปรากฏให้เห็น

ในทางทฤษฎีเราจะสามารถรับชมภาพในมุมมองที่กว้างขึ้นได้ โดยภาพไม่เบลอเลือนลางในขณะภาพเคลื่อนไหว และไม่ควรจะเกิดปรากฏการณ์ภาพค้างลาง ๆ บนจอหรือเกิดการไหม้ของเนื้อจอ และเราอาจจะคาดหวังได้ว่าอายุการใช้งานจะยืนยาวกว่าจอ LCD หรือจอ OLED ในปัจจุบัน

การออกแบบให้ MicroLED มีลักษณะเป็นโมดูล ทำให้สามารถปรับขนาดของจอได้ง่ายขึ้นด้วย สามารถกำหนดให้ในแต่ละโมดูลมีจำนวนพิกเซลที่เท่ากันมีจำนวนเท่าไรก็ได้ อย่างบนทีวีขนาด 50 นิ้วหรือทีวีขนาด 100 นิ้ว หรือจอแสดงผลขนาดใหญ่ ความละเอียดก็จะเท่ากันทั้งหมด

กระบวนการในการทำงานก็จะง่ายขึ้น แต่นั้นเป็นเพียงแค่แนวความคิด กระบวนการที่แท้จริงแล้วนั้น ไม่สำคัญว่าทีวีของคุณจะมีรายละเอียดเท่ากับ 4K หรือ 5,327×2,997 หรือ 8,000×4,500 หรือไม่ หากความฝันของคุณต้องการที่จะได้จอภาพติดผนังขนาดใหญ่ยักษ์ที่ให้ความละเอียด 10K วิธีการนี้แหล่ะทำให้เกิดขึ้นได้

The Wall ไมโครแอลอีดี ขนาด 146 นิ้ว จากซัมซุง

นอกจากนี้จอ MicroLED ยังผสานเข้ากับเทคโนโลยีทีวีแห่งอนาคตบรรจุไว้อย่าง Quantum dots ซึ่งจะเข้ามาแทนที่หลอดไฟ LED สีแดง สีเขียวและสีน้ำเงิน อาจเป็นไปได้ที่จอภาพจะใช้หลอด LED สีน้ำเงินทั้งหมดเกือบ 25 ล้านดวง โดย 2/3 จะเป็นจุดควอนตัมสีแดงหรือสีเขียวแทรกเข้าไป ทำไมนะหรือ? เพราะสามารถผลิตได้ง่ายและให้ประสิทธิภาพที่ดีกว่า

ยังไม่ง่ายและเร็วอย่างที่คิด
สิ่งที่ซัมซุงยืนยันบอกว่าจะส่งมอบ The Wall ได้ภายในปีนี้นั้นคงเป็นไปได้ แต่เรื่องขนาดและราคา (ประมาณ 100,000 เหรียญ) นั้นอันที่จริงไม่น่าจะเป็นสินค้าสำหรับกลุ่มลูกค้าทั่วไป มันน่าจะเป็นจอขนาด 75” หรือเล็กกว่าของซัมซุงจะออกมาในอีกประมาณ 2 ปีกว่า

บทความจาก Bloomberg กล่าวว่า จอแสดงผลแบบ MicroLED ของทาง Apple จะมาถึง “ในอีกไม่กี่ปี” แม้ว่านั่นจะทำให้แอปเปิ้ลสร้างกระแสความสนใจขึ้นมาได้ แต่ก็ไม่ใช่สิ่งที่คุณจะได้เห็นใน iPhone ปี 2018 หรือแม้กระทั่งหลังจากนี้ไป

MicroLED เป็นเทคโนโลยีแห่งอนาคต แต่หากจะพูดให้ถูก เป็น “อนาคตอันไม่ไกลนัก” บริษัทยักษ์ใหญ่ทางด้านเทคโนโลยีกำลังก้าวไปข้างหน้าด้วยแนวทางนี้

เทคโนโลยี OLED นั้นเป็นสิ่งมหัศจรรย์ แต่ดูเหมือนว่าทาง LG ยังคงเป็นเจ้าเดียวที่สามารถทำกำไรจากจอ TV ได้ แน่นอนคู่แข่งย่อมวิ่งหา “สิ่งใหม่ที่ดีขึ้น” และไม่ว่าคุณจะประสบความสำเร็จในจอ LCD มาเช่นไร มันก็ยังคงเป็นจอ LCD ส่วน MicroLED เป็นสิ่งใหม่ ที่เราต้องคอยดูกันอีกสักระยะว่าจะสามารถก้าวขึ้นมายิ่งใหญ่ได้เช่นไร

ในขณะเดียวกัน OLED ยังคงเติบโตอย่างรวดเร็วทั้งสำหรับการนำไปทำหน้าจอโทรศัพท์และทีวี OLED ซึ่งราคาเริ่มจะถูกลง ถือเป็นงานหนักสำหรับ MicroLED หากคิดจะเข้ามาแทน OLED

ธวัชชัย อุไรรัตน์

ชื่นชอบดนตรีและเครื่องเสียงตั้งแต่ ปวช. ประกอบเครื่องเสียงใช้เองตั้งแต่เริ่มแรก ผ่านประสบการณ์ทางด้านเสียง/โฮมเธียเตอร์มาแล้วหลายรูปแบบ ทั้งนักวิจารณ์เครื่องเสียง/โฮมเธียเตอร์ เป็นทีมงานเครื่องเสียงให้เช่า (ติดตั้งโครงสร้าง วางลำโพง เซ็ตระบบเสียงทั้ง PA และ Monitor มิกซ์เสียง) ผ่านงานติดตั้งระบบมินิเธียเตอร์ ทั้งระบบภาพ 3D แบบ Passive (2 Projector Stack) และระบบเสียง 7.1 แชนเนล ผ่านการอบรม The Sound Master มีผลงานเขียนตีพิมพ์อย่างต่อเนื่อง ติดตามเทคโนโลยีอยู่เสมอ

ธวัชชัย อุไรรัตน์