Tại sao smartphone màn hình gập lại khó làm đến vậy?

Với việc cho ra mắt smartphone màn hình gập, các nhà sản xuất tên tuổi như Samsung và Huawei đang cho thấy tương lai của ngành công nghiệp di động đang tới rất gần.

Tuy nhiên những vấn đề kỹ thuật và sự trễ hẹn trong việc thương mại hóa các sản phẩm như vậy một lần nữa thử thách lòng tin của người tiêu dùng về smartphone màn hình gập. Rõ ràng từ ý tưởng đến một sản phẩm hoàn chỉnh đã khó nhưng nay các kỹ sư còn phải đối mặt với muôn vàn các thách thức kỹ thuật khác mà họ chưa từng gặp phải trước đây trên smartphone.

Galaxy Fold ra mắt hồi cuối tháng 2 và dự kiến lên kệ vào cuối tháng 4. Nhưng rồi một sự cố bất ngờ xảy ra liên quan đến màn hình, hãng buộc phải hoãn ngày bán ra sản phẩm để điều tra nguyên nhân.

Ngay sau đó Huawei cũng hoãn kế hoạch bán ra Mate X với giá 2600 USD do còn phải chỉnh sửa nhiều vấn đề. Trong khi đó, Apple dù đã nộp nhiều bằng sáng chế khác nhau liên quan đến một thiết bị màn hình gập nhưng cho đến nay vẫn khá im hơi lặng tiếng.

Như vậy rõ ràng, để sản xuất một chiếc smartphone màn hình gập không hề dễ dàng chút nào và nguyên nhân thì đến từ rất nhiều thứ.

Smartphone màn hình gập là tập hợp của hàng tá thứ phức tạp và giới hạn phải vượt qua

Ben Bajarin, một nhà phân tích tại Creative Strategies cho biết, màn hình có thể gập là tập hợp của rất nhiều các vấn đề liên quan đến khoa học vật liệu.

Đầu tiên là với các điốt phát sáng hữu cơ (OLED). Các kỹ sư sẽ phải làm cách nào đó uốn cong được màn hình OLED mà không làm suy giảm khả năng hiển thị của mỗi pixel (điểm ảnh). Để làm được điều này, thiết bị đó sẽ cần một bản lề thật chắc chắn. Ngoài ra còn rất nhiều thách thức khác liên quan đến pin, đặc biệt là khi gập thiết bị.

Tuy nhiên, thách thức lớn nhất có lẽ vẫn là màn hình. Cả Samsung và Huawei đều sử dụng màn hình bảo vệ làm bằng nhựa polyme. Theo giáo sư khoa học thủy tinh William LaCourse tại Đại học Alfred, loại nhựa polyme đủ linh hoạt để uốn cong nhưng chúng không bền như kính thủy tinh và có thể dễ dàng bị trầy xước. Nhựa cũng có thể bị phồng rộp và biến dạng, dẫn tới nhàu.

Polyme có thể là giải pháp hiện tại cho màn hình gập nhưng về lâu dài các nhà nghiên cứu cần tới giải pháp kính có thể uốn dẻo vì kính có độ bền cao hơn, ít bị biến dạng do nhiệt độ cao. Kính chỉ có thể biến dạng vĩnh viễn ở nhiệt độ lớn hơn 600 độ C.

LaCourse chia sẻ với tờ CNN Business: "Sự kết hợp của kính siêu mỏng, nhỏ hơn độ dày của tóc người và độ bền cao cho phép kính có thể uốn, xoắn mà không bị gãy. Nó sẽ không bị gấp phẳng như một tờ đô la nhưng bạn có thể gấp nó quanh một thanh kim loại và nó vẫn có thể quay trở lại hình dạng phẳng như bình thường mà không có nếp gấp".

Màn hình smartphone thường được làm từ kính. Chúng khá cứng, chắc và linh hoạt. Vấn đề là kính hiện nay chưa thể gập lại được. Tuy nhiên LaCourse dự đoán, loại kính có thể gập được sẽ xuất hiện trong một hoặc hai năm tới khi các nhà khoa học đang không ngừng cải tiến quy trình chế tạo kính.

Màn hình có thể gập lý tưởng là nó phải đủ dày để hạn chế tác động của ngoại lực nhưng cũng phải đủ mỏng để gập lại nhiều lần mà không tốn lực hoặc hỏng hóc. LaCourse cho biết: "Kính càng dày thì lực tác dụng lên vùng bị uốn cong càng lớn và dĩ nhiên lực bạn phải tác dụng để uốn cong nó cũng lớn theo".

Đã có những hy vọng mới giúp chế tạo smartphone màn hình gập dễ dàng hơn

Corning là một trong những nhà sản xuất kính cường lực lớn nhất thế giới. Hãng đã tạo ra dòng kính Gorilla Glass, hiện đang được sử dụng phổ biến trên nhiều mẫu smartphone bao gồm cả iPhone của Apple.

Người phát ngôn của Corning từng xác nhận, hãng đang nghiên cứu loại kính siêu mỏng, bền và có thể uốn cong dễ dàng, phù hợp với các thiết bị màn hình gập. Công ty cũng tiết lộ đã thử nghiệm thành công loại kính này và đang chuẩn bị các bước cần thiết để sản xuất đại trà trong thời gian tới.

Đại diện Corning nhấn mạnh: "Loại kính mới do chúng tôi phát triển có thể uốn cong hàng trăm ngàn lần mà không bị hư hại, đặc biệt còn duy trì được độ phẳng so với các vật liệu thay thế có thể bị biến dạng đáng kể sau khoảng 100 ngàn lần uốn cong. Ngoài ra kính của Corning còn có thể uốn cong tĩnh trong thời gian dài. Trong khi các vật liệu khác dễ bị nhàu sau một thời gian".

LaCourse nhận định công nghệ màn hình đang được đẩy lên một tầm cao mới nhưng vẫn còn đó những giới hạn chưa thể vượt qua.

Ông khẳng định thủy tinh là một chất rắn, giòn. Điều này có nghĩa những lỗ hổng nhỏ như vết trầy xước trên bề mặt có thể nhân lên nhiều lần dưới áp lực. Kính càng dày, áp lực đè lên kính sẽ càng lớn và nó cũng dễ bị cong hoặc gập theo thời gian. Còn với loại kính mỏng hơn được sử dụng chủ yếu trên smartphone, chúng dễ uốn cong hơn và ít chịu áp lực hơn.

Tuy nhiên ngay cả kính siêu mỏng cũng khó có thể gập lại được như một tờ đô la. Nhưng dù sao LaCourse cho rằng kính vẫn còn tốt hơn nhựa. Nếu chúng được đặt trong một khối kim loại ổn định, nó có thể hoạt động như một trục trung tâm. Kính mỏng có lợi thế là gập lại được nhiều lần và vẫn trở lại trạng thái phẳng sau khi gập mà không lo bị nhàu.

Kính Gorilla Glass cũng có những hạn chế vì chúng cũng có những vết nứt nhỏ trên bề mặt. Mặc dù vậy đây vẫn là loại vật liệu lý tưởng để bảo vệ màn hình vì kính được ép chặt với nhau đến nỗi các vết nứt khó có thể lan rộng ra được.

Thế hệ smartphone màn hình gập đầu tiên đã ra mắt nhưng để có một thế hệ hoàn hảo hơn nữa vẫn còn là câu chuyện của tương lai.

Tham khảo CNN