探訪「新」力量③|一塊屏裡的「晶」彩

■ 閱讀提示

折疊手機更輕薄、柔韌,讓電競遊戲畫面更流暢、自然,讓車子抬頭展現更靈敏、高清…

這一切的背後,離不開顯示材料的技術支撐。

石家莊高新區,有一家國內頭部顯示材料製造企業,從為電視、電腦等生產液晶材料,到為折疊手機、新能源汽車等生產新型顯示材料,它一次次突破國外技術壟斷,為我們打開了一個精彩的「視界」。

3月14日,石家莊誠志永華顯示材料有限公司分析測試中心,工作人員對產品性能進行測試。河北日報記者常方圓攝

■ 從1000∶1到3000∶1的進階

將像牛奶一樣的乳白色液體注入灌晶機,得到具有簡易面板功能的液晶材料測試盒,再利用綜合測試儀評估其暗態亮度等級。

3月14日上午,石家莊誠志永華顯示材料有限公司分析測試中心,研發人員正針對新開發的液晶材料進行對比測試。

3000∶1!

「這是目前液晶材料對比度的最高水平,說明我們的液晶顯示技術實現了國際領先。」該公司液晶材料研發專案負責人徐凱說。

正在測試的材料,是企業為剛接到的一筆新訂單開發的產品,將用於醫學影像顯示設備的生產。

醫生在醫學影像設備的引導下,進行腫瘤、血管疾病等微創手術,除了考驗醫師的能力外,對醫學影像設備的顯示對比也有極高要求。對比度越高,影像色彩越豐富,顯示越清晰。

「我們常用的電視、電腦等液晶顯示屏,對比度在1000∶1左右,就可以滿足顯示效果了。但在醫學影像設備上,為了讓醫生能看清病灶的暗處細節,對比度要求達到甚至超過3000∶1。」徐凱說。

從1000∶1到3000∶1,對比提升了兩倍,背後顯然不簡單。

「液晶材料應用於顯示領域,已有五、六十年歷史,各項技術可以說比較成熟。」徐凱說,在此基礎上,每次對產品性能的再提升,都是對研發能力的極致考驗。

不過,面對這樣的考驗,誠志永華有著突破的底氣。這種底氣,來自其在業界深耕多年累積的豐富技術和實務經驗。

誠志永華是國內首家自主研發液晶材料的企業,作為清華大學河北研發成果產業化的典範,它始終堅持自主創新,目前液晶材料市場佔有率位居全球前三,成長為國家級單項冠軍企業。

針對市場需求,企業對高對比液晶材料的研發始於2021年。

徐凱介紹,液晶材料由多種單體化合物混合而成,研發生產過程複雜,要考慮單體合成、混合配製、搭配材料、裝置設計等多個環節,一次技術突破,往往需要幾年的研發過程。

提升對比度,突破點在哪?剛開始,研發團隊也找不到方向。

「我們只能盡量把所有的可能性都想到。」徐凱說,在上百種可能的方案中,研發團隊選擇不同的技術路線,同時進行實驗驗證,最終找到了能夠提升對比度的關鍵單體。

好比煮飯的食材,單體是液晶材料開發的基礎。能用的食材越多,做出來的餐點就越豐盛。

徐凱還記得,他2011年剛入職時,企業掌握的單體液晶只有1800多種,而現在,企業材料庫內累積了2900多種單體液晶。 "算下來,平均每周至少合成1種新的單體。"

在單體技術方面不斷取得突破,大大提升了誠志永華的研發能力。去年,其在業界率先實現3000∶1高對比液晶材料的突破。此外,在變頻、低頻、大尺寸液晶等技術上,企業也頻頻與國際巨頭同台競技。

其中,誠志永華自主研發的高穿透液晶材料,大量應用在8K等高階顯示產品中,不僅使能耗顯著降低,也使螢幕畫面更加通透清晰。

從單色顯示到彩色顯示,從起步到追趕再到超越,誠志永華一次又一次打破國外技術壟斷。目前,企業申請發明專利870餘件,其中海外專利約200件。

3月15日,石家莊誠志永華顯示材料有限公司分析測試中心,工作人員分析產品性能。河北日報記者常方圓攝

■ 響應時間小於250毫秒的背後

3月14日,誠志永華環境實驗室內,8台高低溫測試箱,模擬不同的溫度濕度環境。技術人員把液晶測試盒放入控溫箱,然後把溫度分別調到攝氏零下50和零度90度,持續測試1000到2000小時。

「設定這麼大的溫度差,是為了測試車用液晶材料的穩定性。」徐凱說,這款用於汽車顯示器的液晶材料,要確保在各種環境下快速響應。如果反應時間長,顯示畫面就會出現殘影、拖尾等卡頓現象,出現導航不流暢等問題,甚至會影響駕駛安全。

目前,誠志永華的車載液晶材料,在攝氏零下30度的條件下,響應時間小於250毫秒,在業界再一次實現了領先。

「做一款耐低溫的材料不難,做一款快速響應的材料也不難。技術難度在於,耐低溫的材料做不到快速響應,能快速響應的材料又無法適應低溫環境。」徐凱說,研發車用材料,不是把兩種已有材料簡單混合在一起就好。

車載材料屬液晶材料中的高端產品,一直以來,國外進口產品佔據市場主流。誠志永華決心對其展開攻堅。

經過反覆試錯,歷經十年研發,企業的車用材料終於進入到快速成長階段。

「開始幾年,我們的產品多是被用於配件市場,而非直接用於新車生產。但現在,我們的產品已經被國內外知名汽車品牌廣泛應用,目前我們正在深度參與到新車產品的開發過程中。」徐凱說。

某汽車品牌需要一款大尺寸顯示屏,對液晶材料的高品質和高穩定性提出要求;某廠家開發智能網聯汽車,要求車載屏的顯示材料具有極致的響應時間…隨著新能源汽車市場不斷成長,車型更新快速迭代,來自下游客戶的訂單越來越多。

下游需求更新快,誠志永華交付訂單需要多久?

答案是,最快2天。

「我們有一套『秘密武器',這是公司核心技術中的核心。』」徐凱說。

這套"秘密武器",是誠志永華自主開發的AI智慧配方系統。

敲敲鍵盤、點點滑鼠,利用這套系統,研發人員只需輸入一定的參數數據,幾分鐘內便可得到一份新產品的配方方案。

為什麼能這麼快?

「關鍵在於企業30多年生產研發的數據積累,再加上算力賦能,計算機以每分鐘百萬級的速度進行方案的生成與篩選,大大提升了產品研發效率。」徐凱說。

近幾年,僅是TFT-LCD (薄膜電晶體液晶顯示器)液晶材料,誠志永華就推出160多個系列,這些產品解決了400多類關鍵技術問題,成功將車用液晶材料、超高清液晶材料等產品導入市場,連續6年拿到中國新型顯示產業鏈貢獻獎。

用於課堂取代傳統黑板的液晶手寫板;刷新率達到120Hz,畫面顯示流暢不卡頓的電競電腦;一鍵變換透明度,代替窗簾的智能玻璃……如今,我們生活中不斷湧現的各種新產品,都有誠志永華液晶材質的身影。

3月14日,石家莊誠志永華顯示器材料有限公司OLED裝置試驗線,工作人員介紹產品研發狀況。河北日報記者常方圓攝

■ 折疊手機變薄0.1毫米的連鎖反應

在達到萬級潔淨度的車間內,一袋袋粉末狀的材料被投入昇華儀,在真空環境下,經過精準控溫,變成純度可達99.95%以上的高純度精品。

3月15日,誠志永華昇華生產線,身著潔淨服的工人正在收集剛下線的OLED(有機發光二極管顯示)材料,經進一步加工後,這些材料將用於折疊手機等柔性顯示屏的生產。

「我們的產量有了提升,而且正計劃再新建一條生產線,繼續擴大產能。」誠志永華企劃負責人張肖霞說。

折疊手機、透明電視、汽車抬頭顯示…與傳統的液晶材料相比,OLED材料更為輕薄、視覺效果全面,且具有柔性顯示、透明顯示等優勢,在消費市場上催生出了一系列新產品。

隨著折疊屏、曲面屏等不規則顯示器的出現,OLED進入快速發展階段,在手機、智慧手錶等小尺寸顯示屏,取代了部分液晶產品的市場份額

如何把折疊手機的厚度再降低0.1毫米,怎麼讓折疊螢幕有更好的柔韌性與耐摺痕性…針對下游企業不斷更新的創新需求,誠志永華研發團隊也逐漸跳出傳統顯示的限制,開發OLED等更多與新市場融合的新產品。

「OLED產業技術壁壘更高。」公司OLED開發部經理邵哲介紹,OLED是一種自發光顯示技術,顯示面板有多達十幾層的複雜結構,包括紅、綠、藍三色主體客體發光層等,其中藍光材料的研發難度最高。

2022年,誠志永華自主研發的一款藍光材料開始在顯示面板生產企業進行驗證,並成功導入量產,打破了進口產品的壟斷。

打破壟斷的路,誠志永華走得並不容易。

「OLED與液晶是兩種完全不同的顯示技術,對我們來說是一條全新的賽道。」邵哲說,折疊手機對螢幕組件的要求極高,厚度哪怕僅僅降低0.1毫米,對顯示材料的研發和生產都會引起連鎖反應。

佈置OLED新賽道,研發國際更前衛的顯示技術,清華大學再次發揮了重要作用。新產品開發之初,誠志永華就與清華大學再度牽手,合作組成了OLED實驗室,成為國內較早啟動OLED研究的顯示材料企業。

「清華大學前期對OLED技術的理論研究,為我們實現OLED關鍵材料國產化打下了基礎。」邵哲說。

清華大學的影響,不僅體現在技術成果的轉化上,更體現在人才的輸送上。從公司第一任董事長,到現在的總工程師,誠志永華的管理團隊和研發團隊中,有不少來自清華大學的高端人才。

「我們的研發團隊共有200多人,佔了公司總人數的近三分之一。研發團隊中,OLED研發人員約佔五分之一,包括多名海外引進人才和業界高端人才。」張肖霞說,作為創新骨幹,他們支撐著整個鏈條上複雜的研發議題。

以新技術開拓新市場,誠志永華每年的研發投入近1億元。目前,企業已申請OLED發明專利148件,包括海外有效專利7件。

跨界新賽道,奔跑還在繼續。

在誠志永華武漢研發中心,一條光學膜塗佈試驗線已建成投產。這意味著,在高分子、光學等專業領域,它又瞄準產業「卡脖子」技術,發動新的攻關,打造上億級新產品計畫。

偏光片、高階光阻都是新型顯示器件中的關鍵材料,但目前都無法完全國產化。今後,我們將挖掘這些領域更大更深的研發和應用,讓生活中的顯示產品,真正實現國產化、高端化。」張肖霞說。 (河北日報記者常方圓姜豔)

3月14日,石家莊誠志永華顯示材料有限公司展廳,展示的OLED材料樣品。河北日報記者常方圓攝

■ 評論

走好雙股融合新路

發展新質生產力,產業是關鍵,科技是核心。

河北產業基礎雄厚,京津創新資源豐富,如何發掘用好京津創新"富礦",推動河北產業高品質發展

誠志永華與清華大學的雙向奔赴,創新鏈與產業鏈的深度融合,讓我們看到,科技創新與產業發展如何實現無縫對接。

以科技創新推動產業創新,實現科技、產業、市場一體聯動,不僅要關注科技成果轉化的"最後一公里",還需要關注產業創新的"最初一公里"。企業是科技創新的主體,要讓企業透過市場導向,在「最初一公里」中發揮更大作用,把科技創新轉化為產業賽道優勢,釋放出新動能。

緊扣"產業+科創",走好雙鏈融合新路,讓企業實際需求和創新成果更加緊密地結合起來,讓創新資源和技術成果在產業鏈各環節中高效流動,努力把科技創新這個「關鍵變數」轉化為產業創新的"最大變現",才能加速形成新質生產力發展的"最大增量"。

文/河北日報記者常方圓

3月14日,石家莊誠志永華顯示材料有限公司展廳,展示的液晶材料樣品。河北日報記者常方圓攝

■ 記者觀察

看見"下一塊畫面"

3月27日,在成都,國內首條、全球首批第8.6代AMOLED(主動矩陣有機發光二極體)生產線投入。目前,四川已成為全國最大的柔性顯示產業基地。

在湖北,新型顯示產業同樣「引擎轟鳴」。全球首條採用印刷OLED(有機發光二極體顯示)技術生產顯示器的產線在武漢開建,預計今年下半年量產。

從手機、電視,到汽車、飛機,顯示材料在日常消費品及醫療、工業、航太等領域廣泛應用。顯示產業是資訊時代的終端基礎和數位經濟的關鍵領域,與積體電路並稱"一芯一屏",在高端製造業中具有重要地位。

但顯示產業技術壁壘高、創新節奏快。

TFT-LCD(薄膜電晶體液晶顯示)是目前發展成熟、產業鏈完整的主流顯示技術。近幾年,OLED迎來快速成長階段。此外,量子點發光顯示、光場顯示、全像顯示等前沿顯示技術的未來表現,也同樣值得關注。

面對快速變化的市場,以及各省加速佈局新型顯示產業,河北發展新型顯示產業有基礎有亮點。

在石家莊,出現了誠志永華、京華電子等一批龍頭企業;在廊坊,以京南·固安高新區建設為載體,聚集了維信諾、翌光科技等多家科創企業,形成了具備完全自主智慧財產權的新型顯示產業群聚。

科技創新是發展新質生產力的核心要素。

在5G、大數據、物聯網、人工智慧等新興技術的帶動下,新型顯示器產業正在改變。在改變中跟上腳步,需要腳步快一點,也需要眼光遠一點,提前佈置「下一塊畫面」。歸根究底,還是要依靠關鍵核心技術攻關,瞄準前緣技術超前規劃,搶佔未來發展制高點。

今年2月,省工信廳等七部門制定《關於推動視聽電子產業高品質發展的實施方案》,提出面向新型顯示應用場景需求,提升液晶材料、有機發光材料、彩色光阻等基礎材料技術水平,鞏固市場優勢地位。推進AMOLED柔性面板及模組生產線升級改造,促進產能釋放,朝向長壽命、低耗電量方向發展。

期待在新型顯示產業,我們能事先看見「下一塊螢幕」。

文/河北日報記者常方圓



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