菲斯特菲涅爾光學(xué)屏幕生產(chǎn)車間（資料圖片）
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(jìn)行中：畫面上，運(yùn)動員額頭上細(xì)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(xué)結(jié)構(gòu)，讓投影顯示達(dá)到4K超高清電視的視覺效果。
眼下，更健康護(hù)眼、節(jié)能省電的激光電視走進(jìn)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(shù)的突破。成都菲斯特科技有限公司就是全球為數(shù)不多掌握這項核心技術(shù)的企業(yè)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(yè)運(yùn)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(qū)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(xué)屏的核心，研制難度也最大。
“一層菲涅爾透鏡由數(shù)萬個微透鏡構(gòu)成，每個微透鏡是比頭發(fā)絲還細(xì)的光學(xué)元件。”菲斯特董事長張益民說，這樣的結(jié)構(gòu)可以吸收周圍的環(huán)境光，讓屏幕僅保留投影機(jī)投出來的光線，即使在光線很強(qiáng)的環(huán)境里，依然能呈現(xiàn)高質(zhì)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(jī)械加工、激光雕刻、精密光學(xué)設(shè)計等各種制造領(lǐng)域，技術(shù)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(yè)，但由于技術(shù)限制等問題，并沒有購買到成套技術(shù)和制造方案。“激光顯示屏幕所需的菲涅爾透鏡直徑達(dá)4米，原有的設(shè)備和技術(shù)難以制造，我們只能靠自己探索。”
將目光瞄準(zhǔn)底層制造技術(shù)，菲斯特用4年時間持續(xù)深入研發(fā)。2014年，成功研發(fā)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(shù)。
“通過結(jié)構(gòu)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(xué)性能好，菲涅爾透鏡的直徑不受機(jī)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(xué)屏幕技術(shù)”獲得了全國顛覆性技術(shù)創(chuàng)新大賽總決賽優(yōu)勝獎。
如今的菲斯特，也已成為多家國內(nèi)外知名企業(yè)的重要供應(yīng)商，每年約15萬張激光顯示屏幕運(yùn)往世界各地。
張益民告訴記者，“企業(yè)的生產(chǎn)線每天都處在滿負(fù)荷生產(chǎn)狀態(tài)，很多激光電視主機(jī)的廠家都需要我們的光學(xué)顯示屏進(jìn)行產(chǎn)品匹配，這樣才能組成一套完整的激光電視產(chǎn)品。”
而在十多年前，只有國外個別企業(yè)能夠制造激光顯示屏，價格還高達(dá)1.5萬元以上。
吳慶富介紹說，我們的產(chǎn)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(chǎn)品更薄、產(chǎn)能效率更高。
自主研發(fā)的激光顯示屏生產(chǎn)出來之后，菲斯特也倒逼了激光顯示屏行業(yè)成本的下降，一張屏幕從過去1.5萬元降到了現(xiàn)在的3000元檔。
目前，菲斯特在成都高新西區(qū)也建立了光電產(chǎn)業(yè)園區(qū)，設(shè)立超大尺寸超精密制造創(chuàng)新平臺。“多條智能化流水作業(yè)線，為企業(yè)進(jìn)一步規(guī)模化發(fā)展提供了完備的科研及產(chǎn)能體系。”張益民說，企業(yè)現(xiàn)在擁有50萬片光學(xué)屏產(chǎn)能基地，將進(jìn)一步擴(kuò)大產(chǎn)量規(guī)模。
“今年我們還將有新的突破，公司正在研發(fā)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(xué)結(jié)構(gòu)透鏡或膜材的應(yīng)用拓展到更多領(lǐng)域，在VR、裸眼立體顯示等顯示領(lǐng)域持續(xù)加大研發(fā)力度，實現(xiàn)更多應(yīng)用場景。”張益民表示。
