第3节 量子点与“小李飞刀”，屏幕技术新浪潮

按照目前的市场价格，一块70英寸（1英寸=2.54厘米）的液晶电视售价为3000多元，还带有各种智能与网络功能。要知道，六七年前的价格至少上万元。再将时间倒推十几年，CRT（阴极射线管）电视逐渐退出历史舞台，等离子电视风靡一时，价格也要好几万元。

探寻这背后的规律，不难发现屏幕升级迭代，沿着一条清晰的脉络：从新技术应用到高价格问世，再到市场化普及与低价格竞争，最后又寻找更新的技术。

新技术为厂商带来超额利润，掀起一波波行业浪潮。站在此刻我们必须眺望：下一波新技术的浪花在哪里？

抢占“量子点”

从某种意义上说，屏幕产业的迭代就是显示技术的升级。从CRT到等离子再到液晶与OLED（有机发光二极管），显示技术历经一次次迭代，再一次走到了变革奇点上。而这一次的主角是量子点。

什么是量子点显示呢？量子点其实就是一种非常小的新型纳米晶体，当这种纳米晶体受到光电刺激时，就会根据其直径的大小不同而激发出不同颜色的单色光。简单来说，我们通过技术改变量子点颗粒的大小，就可以实现不同颜色的显示。

早在1983年，美国贝尔实验室就已经对这种纳米材料进行了研究。最近几年，以三星为首的屏幕巨头才真正将量子点技术应用于屏幕当中。究其原因，是量子点显示器可以在颜色、体积、功耗与性能等多个方面达到新的高度。

实际上，一个屏幕可以显示画面，最核心的内部元器件是发光显示板——由发光材料集成的面板。目前市面上最普遍的发光显示板有两种：一种是液晶显示器，它是通过在两个偏光板中间填充液晶，利用液晶的发光原理来进行发光；另一种是OLED显示器，它把液晶材料替换成了发光二极管，在色彩和反应速率上可以表现得更好。

而量子点显示器则跨出了更大的一步。它将量子点印刷到一层薄膜上，透过背光源形成三基色的量子点发光膜。基于这一原理，催生了量子点两方面的优势：一方面，材料体积更小，从微米突破到了纳米，所以色域和纯度更高，色彩控制精度也更高；另一方面，量子点显示的工艺能耗小，原材料使用率高，环境污染小，所以生产成本也更低。

中国屏幕在大尺寸量子点技术上率先取得了突破。2020年11月，京东方推出了全球首款55英寸4K主动矩阵量子点发光AMQLED（主动矩阵量子点发光二极管）显示屏，它采用了电致发光量子点技术，让显示器的分辨率、对比度和色域值比普通液晶屏幕高好几倍。

“卡脖子”的真空蒸镀机

有了新的材料，如何集成？

对屏幕制造而言，显示材料的结构其实相对简单，大多都是采用“三明治”的模型，就是在两个电极之间夹上一层发光层。复杂的环节反而在于集成，如果材料集成精度不高，会直接影响屏幕的质量。

这就需要一台高端的集成设备——真空蒸镀机，它被誉为“显示界”的光刻机。真空蒸镀机其实不是某一台单独的设备，而是一条独立的真空生产线，长达100米左右，是整个屏幕生产过程中至关重要的环节。

真空蒸镀机的核心作用是，在真空的环境中，通过电流加热、电子束轰击加热和激光加热等方法将有机发光材料精准、均匀和可控地蒸镀到玻璃基板上，就形成了我们看到的屏幕。

实际上，这个过程是极其复杂的。如果真空度过低，残余的气体分子量过大，大量蒸发物质原子或分子将与空气分子碰撞，会使膜层受到严重污染，甚至被烧毁。而真空蒸镀机则可以将有机发光材料蒸镀到基板上的误差控制在3微米内，这是非常惊人的精细度。

这种核心的技术壁垒，也造成了行业“一机难求”的局面。全球最高端的真空蒸镀机基本上被日本的Tokki公司垄断，一台机器的售价高达10亿元人民币，甚至比光刻机还贵。即便如此，全球的屏幕制造商也争先恐后地争夺这张“入门券”，因为蒸镀机是屏幕面板的“心脏”。

为了摆脱这种“卡脖子”的困境，国内很多企业已经开始尝试自主研发。比如合肥欣奕华智能机器有限公司研发的蒸镀机设备，已经能在小尺寸屏幕面板上使用，其对位精度也已达到国际先进水平，部分机型甚至做到了国际领先。众所周知，加快核心技术及设备的自主研发是未来中国屏幕突围的主要路径。

切割屏幕的“小李飞刀”

新材料与集成技术逐渐成熟，作为核心工艺的最后环节，屏幕切割也必须跟上脚步。

随着量子点显示技术的进一步成熟，全面屏、刘海屏、水滴屏与折叠屏等异形屏设计日渐风行，新一代屏幕元器件的空间尺度也已经被推进到了微米甚至纳米级别。而要在这个空间内进行超精密切割，又是一个复杂的难题。

传统的切割方法不但速度慢，而且精度低，特别是面对像U角屏幕这样的水滴屏，极容易造成较大的毛边损伤。而要解决这样的问题，必须同时具备超快的速度与超高的精度，飞秒激光切割技术则成了下一个切割技术趋势。

1飞秒是1秒的一千万亿分之一。它有多快？举个形象的例子，即使是真空中的光，在1飞秒内，也只能走300纳米。而飞秒激光切割的核心就是通过输出飞秒级别的激光脉冲宽度，以极快的速度将其全部能量注入微纳米级的材料中进行加工。

与传统工艺相比，它的切割强度高、速度快、边缘效果好、不受加工形状限制，而且可以自动分离废料，无残渣。因为在数飞秒的时间内，高密度的能量让飞秒激光与材料相互作用的时间极短，等离子体还没有等到把能量传递给其他材料，就已经从材料表面被烧蚀掉，所以不会给周围的材料带来热影响，达到“冷加工”的效果。

比如在柔性屏幕的加工上，飞秒激光切割是一个极佳的解决方案。柔性屏幕加工需要在非常薄的显示膜上加工微小的、形状各异的孔洞，从而集成各种各样的芯片与电路，而通过飞秒激光技术来切割，才能既精密地刻画又保证不破坏材料本体。

以现阶段的全球屏幕产业来看，飞秒激光技术是一项极其高精尖的超精密加工技术，而大部分成果都掌握在美国与日本等国家手中，市场价格也一直居高不下。但是，中国正在试图突破这一技术瓶颈。

例如，青岛自贸激光科技有限公司就已经开始进行飞秒激光领域的研发，并开发出了全世界首个掌上型飞秒激光种子源，以及中国首台全光纤飞秒激光器的成品。目前，中国科学院高能物理研究所、华中科技大学、国防科技大学等多家科研机构，甚至美国三大光学中心之一——罗切斯特光学中心，都购买过青岛自贸激光科技有限公司的种子源产品。未来，随着激光脉宽的缩短，国产飞秒激光器也将更多地走向国际舞台。

实际上，屏幕制造是一个复杂、精密且赋有极高产业链价值的产业，每一个环节都需要顶级的生产工艺。虽然现有技术都掌握在巨头手中，但随着未来屏幕的大小、形态、形状以及操控模式进一步迭代，创新型企业只需要找准一个突破口，完成变革式创新，就可以在未来的产业生态中开辟新的天地。