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一個產能單位里的科創力｜一塊激光顯示屏背后的“創新基因”

2023-05-26 09:24:06 來源：經濟參考報

一張100英寸的巨幅激光顯示屏上，一場足球賽事正在如火如荼地進行中：畫面上，運動員額頭上細密的汗水清晰可見。這張僅0.5毫米厚的巨幅激光顯示屏幕，集合了8層光學結構，讓投影顯示達到4K超高清電視的視覺效果。

眼下，更健康護眼、節能省電的激光電視走進越來越多的家庭。鮮為人知的是，清晰的顯示畫面背后，是超大尺寸菲涅爾透鏡制造技術的突破。成都菲斯特科技有限公司就是全球為數不多掌握這項核心技術的企業之一。每年，約有15萬張激光顯示屏幕，從這家國家級專精特新“小巨人”企業運往世界各地。

乍一看，激光顯示屏與普通投影儀幕布外形上并沒有太多的區別。但激光顯示屏厚度僅有0.5毫米，薄如一張紙的屏幕里卻集中了抗眩光層、散斑抑制層、柱透鏡層、菲涅爾透鏡等8層不同功能的層面，其中菲涅爾透鏡是激光顯示光學屏的核心，研制難度也最大。

(資料圖片)

“一層菲涅爾透鏡由數萬個微透鏡構成，每個微透鏡是比頭發絲還細的光學元件。”菲斯特董事長張益民說，這樣的結構可以吸收周圍的環境光，讓屏幕僅保留投影機投出來的光線，即使在光線很強的環境里，依然能呈現高質量的顯示效果。

但是，大尺寸菲涅爾透鏡制造涉及超大幅面高精度機械加工、激光雕刻、精密光學設計等各種制造領域，技術難度極高。

菲斯特副總裁吳慶富帶隊先后考察了日本、德國、美國等企業，但由于技術限制等問題，并沒有購買到成套技術和制造方案。“激光顯示屏幕所需的菲涅爾透鏡直徑達4米，原有的設備和技術難以制造，我們只能靠自己探索。”

將目光瞄準底層制造技術，菲斯特用4年時間持續深入研發。2014年，成功研發出了用于制作菲涅爾透鏡的錐形輥筒以及用錐形輥筒模具制造大尺寸菲涅爾透鏡的技術。

“通過結構簡單、滾壓成型的方法，所得到的菲涅爾透鏡沒有拼接痕跡，光學性能好，菲涅爾透鏡的直徑不受機床限制，滿足投影屏幕、太陽能聚光的大尺寸需求。”吳慶富介紹。

這一舉攻克了超大尺寸菲涅爾透鏡制造的世界性難題。2020年7月，“用于制作菲涅爾透鏡的錐形輥筒”獲得了第二十一屆中國專利銀獎。今年3月，“超大口徑菲涅爾微透鏡超精密制造及高性能光學屏幕技術”獲得了全國顛覆性技術創新大賽總決賽優勝獎。

如今的菲斯特，也已成為多家國內外知名企業的重要供應商，每年約15萬張激光顯示屏幕運往世界各地。

張益民告訴記者，“企業的生產線每天都處在滿負荷生產狀態，很多激光電視主機的廠家都需要我們的光學顯示屏進行產品匹配，這樣才能組成一套完整的激光電視產品。”

而在十多年前，只有國外個別企業能夠制造激光顯示屏，價格還高達1.5萬元以上。

吳慶富介紹說，我們的產品是錐形輥筒滾出來，通過紫外光固化，厚度只有0.3到0.5毫米，一分鐘可以做8到12張，產品更薄、產能效率更高。

自主研發的激光顯示屏生產出來之后，菲斯特也倒逼了激光顯示屏行業成本的下降，一張屏幕從過去1.5萬元降到了現在的3000元檔。

目前，菲斯特在成都高新西區也建立了光電產業園區，設立超大尺寸超精密制造創新平臺。“多條智能化流水作業線，為企業進一步規模化發展提供了完備的科研及產能體系。”張益民說，企業現在擁有50萬片光學屏產能基地，將進一步擴大產量規模。

“今年我們還將有新的突破，公司正在研發150英寸、200英寸的激光顯示屏幕，不斷將菲涅爾透鏡、立體光柵等微光學結構透鏡或膜材的應用拓展到更多領域，在VR、裸眼立體顯示等顯示領域持續加大研發力度，實現更多應用場景。”張益民表示。

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