Thách thức với điện thoại màn hình gập

Hãy tưởng tượng ngày mà bạn có thể gập mở điện thoại thông minh của mình để trả lời một cuộc gọi. Nếu các nhà sản xuất đi theo đúng kế hoạch, viễn cảnh này có thể đến sớm hơn bạn nghĩ. Và chúng tôi không chỉ nói về điện thoại nắp gập, mà là những chiếc điện thoại thông minh với màn hình mềm dẻo có thể gập lại được.

Samsung có kế hoạch ra mắt điện thoại Galaxy Fold, tuy nhiên đã bị trì hoãn sau một vài đánh giá ban đầu về các lỗi màn hình. Nhưng năm 2019 vẫn được cho là năm nhiều nhà sản xuất điện thoại di động lớn sẽ phát hành điện thoại màn hình gập.

Lời hứa về công nghệ màn hình có thể gập lại như một mảnh giấy nghe thật tuyệt vời, nhưng những thách thức trong việc tạo ra màn hình gập là gì?

Để trả lời điều này chúng ta cần hiểu "màn hình linh hoạt" có nghĩa là gì.

Chúng ta có cần một vật liệu có thểbiến dạng mà không bị vỡ không? Có lẽ chúng ta muốn cuộn chiếc điện thoại thành một hình trụ dễ dàng như cuộn một mảnh giấy? Hay gập lại như Galaxy Fold?

Đây là những kịch bản rất khác nhau, mỗi phương án đều có những đòi hỏi đối với thiết bị và vật liệu bên trong. Các vật liệu có giòn không? Khi chúng bị uốn cong, cuộn hoặc gấp lại thì có tiếp tục hoạt động bình thường như khi phẳng không? Đây là những câu hỏi đang đặt ra cho các nhà khoa học và kỹ sư vật liệu.

Thông thường các thiết bị điện tử tiêu dùng sử dụng vật liệu bề mặt kính cứng. Lợi thế của thủy tinh là độ cứng và ổn định nhiệt, và có thể được sản xuất trên quy mô thương mại.

Vật liệu này cũng có thể được làm nóng đến nhiệt độ cao. Đây là yếu tố quan trọng khi sản xuất một thiết bị điện tử.

Để chế tạo một thiết bị điện tử, cần phải tạo ra các các đường đi trên một mạch điện tử. Trong một số trường hợp, các đường đi có chiều rộng còn hẹp hơn một sợi tóc, thậm chí xuống tới kích thước của virus (dưới 100 nanomet). Việc sản xuất các chi tiết như vậy có thể thực hiện dễ dàng trên kính ở nhiệt độ lớn hơn 500 độ C.

Nhưng khi cần sự mềm dẻo, chất nền cần thay đổi. Các lựa chọn rõ ràng là polymer và nhựa. Các tấm mỏng của các loại vật liệu này có thể được chế tác thành một loạt các hình dạng khác nhau để tạo ra thiết bị có thể bẻ cong mà không bị vỡ. Tuy có thể bẻ cong, nhưng hầu hết các loại nhựa này không thể chịu được nhiệt độ hơn 500 độ C trong quá trình chế biến.

Những phát triển mới từ các công ty như Corning Incorporated ở Mỹ đã chế tạo các loại kính mỏng đặc biệt có thể uốn cong được. Kính có thể uốn cong có thể là một bước tiến tới các thiết bị điện tử linh hoạt.

Ngoài chất nền, vẫn còn những thách thức cho chính vật liệu điện tử bên trong thiết bị. Các thiết bị điện tử hiện đại được chế tạo trên kim loại và gốm sứ với nhiệt độ rất cao để chế tạo thành các mạch điện, và những vật liệu này không thể uốn được.

Các polymer như Nylon, Teflon và polyester vốn đã linh hoạt và có thể uốn cong, gấp hoặc cuộn. Nhưng các polymer thường là chất cách điện và không thể bị xử lý ở nhiệt độ quá cao.

Đó là lý do tại sao các nhà khoa học đang nỗ lực thiết kế các polymer có tính dẫn điện, như cáp sạc của bạn mang điện từ ổ cắm điện đến pin thiết bị cầm tay.

Quy trình sản xuấ cũng đang chuyển từ nhiệt độ cao trong các máy lớn, sang những cách sản xuất tương tự như in phun và in điện tử. Điện thoại di động mới của bạn có thể được in ở tốc độ cao giống như một tờ báo hàng ngày.

Giải quyết những thách thức kỹ thuật về vật liệu và sản xuất dường như trong tầm tay. Nhưng tại sao chúng ta muốn có thiết bị có thể bẻ cong?

Chắc chắn có một số người trong chúng ta mơ ước về một TV màn hình phẳng có thể cuộn hoặc gắn bất cứ nơi nào chúng ta muốn. Chiếc TV có thể như một poster điện tử được treo trên tường phòng ngủ. Năm 2018, LG đã trình diễn một chiếc TV 65 inch có thể cuộn.

Ngoài ra, công nghệ linh hoạt có một số lợi thế, đặc biệt khi hiện nay nhiều thiết bị hướng tới tạo ra thiết bị điện tử hoặc máy tính có thể "mặc" được trên người.

Làn da của chúng ta linh hoạt và đàn hồi, công nghệ linh hoạt sẽ cho phép các máy tính có thể mặc tương thích liền mạch với con người, trong khi thủy tinh thiếu độ mềm và biến dạng để phản ứng với chuyển động của cơ thể.