Nell'attuale era di diverse tecnologie di visualizzazione, la tecnologia LCD (liquid crystal display) non si è stagnata a causa dell'impatto di tecnologie emergenti come OLED e Micro-LED. Al contrario, ha continuamente fatto progressi nei materiali di base, nelle prestazioni di visualizzazione, nella produzione ecologica, ecc., rompendo i monopoli internazionali attraverso l'innovazione indipendente e rinfrescando costantemente le percezioni del settore. Recentemente, l'implementazione di una serie di importanti risultati di ricerca ha ulteriormente evidenziato il valore fondamentale e il potenziale di sviluppo della tecnologia LCD nell'attuale industria dei display.
Svolta nei materiali di base: i substrati di vetro di alta generazione raggiungono un progresso "Made in China" senza precedenti
Il substrato di vetro, in quanto "spina dorsale" dei pannelli LCD, è stato a lungo controllato da aziende statunitensi e giapponesi. Era un "collo di bottiglia critico" che ostacolava lo sviluppo dell'industria dei display cinese. Tuttavia, questa situazione è stata completamente ribaltata: alla 25a Conferenza di presentazione dei premi dei brevetti cinesi, il brevetto "Una linea di produzione di substrati di vetro TFT-LCD di alta generazione" sviluppato congiuntamente dal China Building Materials Glass New Materials Research Institute Group (China Research Institute) e Bengbu Zhongguang Optoelectronics è stato insignito del China Patent Gold Award, segnando il raggiungimento della Cina in questo campo da "in ritardo" a "corsa parallela" e persino "in testa".
Il fulcro di questo risultato risiede nel primo processo al mondo di "colata a galleggiamento ultra-sottile a canale in metallo prezioso". Attraverso la progettazione di canali in lega di platino, il vetro liquido viene allungato con precisione fino a uno spessore di 0,3 millimetri. Combinato con un sistema di chiarificazione multilivello, le micro-bolle vengono completamente eliminate, ottenendo con successo la produzione di massa stabile di substrati di 8,5 generazione (2200 mm × 2500 mm). Va notato che i substrati di vetro TFT-LCD di alta generazione hanno requisiti estremamente rigorosi in termini di precisione. L'errore di spessore deve essere controllato entro 0,1 millimetri, l'errore di planarità della superficie non deve superare i 10 nanometri e la pulizia dell'ambiente di produzione deve raggiungere lo standard ISO 1. In precedenza, oltre il 90% della quota di mercato globale era monopolizzata da aziende come Corning degli Stati Uniti e Nippon Electric Glass del Giappone.
Con le scoperte tecnologiche arriva un rapido aumento della capacità produttiva. Attualmente, il tasso di rendimento di questo prodotto di processo è salito dal 35% iniziale all'82%, raggiungendo il livello leader internazionale. Nel 2025, la prima linea di produzione di substrati di vetro TFT-LCD di 8,5 generazione della Cina è stata ufficialmente messa in funzione a Bengbu, con una capacità produttiva annua di 3 milioni di pezzi, in grado di soddisfare oltre il 30% della domanda del mercato interno. Questo non solo riduce il costo del substrato del 38%, ma aumenta anche direttamente il margine di profitto lordo delle aziende di pannelli a valle di 5-8 punti percentuali. Ciò che vale la pena notare è che, sulla base di questa tecnologia, il substrato di vetro OLED di 8,6 generazione ha ottenuto una svolta. Il suo spessore è di soli 0,1 millimetri e il raggio di curvatura è di 5 millimetri. Gli indicatori chiave di prestazione superano quelli di prodotti simili provenienti dal Giappone, ponendo solide basi per lo sviluppo di LCD flessibili.
Aggiornamento delle prestazioni di visualizzazione: una "ricerca a due vie" tra qualità dell'immagine e consumo energetico
In termini di qualità dell'immagine, la tecnologia LCD sta continuamente riducendo il divario con OLED attraverso il miglioramento iterativo della sua tecnologia di visualizzazione di base. L'ultima tecnologia di visualizzazione ADS Pro di BOE ne è un tipico rappresentante. Questa tecnologia riconfigura la disposizione dei pixel e il design del percorso della luce, risolvendo completamente il problema del cambiamento di colore e bianco laterale negli LCD tradizionali, ottenendo una consistenza del colore a schermo intero che si avvicina a 180°. In termini di luminosità e contrasto, basandosi sulla nuova generazione di retroilluminazione a LED e sulla tecnologia di controllo preciso della luce, la sua luminosità di picco supera facilmente i 1000 nit. Anche in ambienti con forte illuminazione, può essere visualizzato chiaramente, con prestazioni del nero più pure e un livello di immagine di consistenza paragonabile a OLED.
Il controllo del consumo energetico è sempre stato un'area chiave di ottimizzazione per la tecnologia LCD. Recentemente, un progetto di ricerca congiunto di università e aziende nazionali ha ottenuto risultati graduali con la "Tecnologia di orientamento molecolare a cristalli liquidi a basso consumo energetico". Questa tecnologia ottimizza la disposizione delle molecole di cristalli liquidi, riducendo il consumo energetico di pilotaggio del pannello senza sacrificare la qualità dell'immagine. La tecnologia correlata è entrata nella fase di produzione pilota. In combinazione con la tecnologia ADS Pro di BOE, la frequenza di aggiornamento adattiva da 1-120Hz e la tecnologia di controllo intelligente della retroilluminazione, il consumo energetico degli attuali pannelli LCD di fascia alta è stato ridotto del 30% rispetto ai prodotti tradizionali. Allo stesso tempo, in combinazione con la tecnologia di regolazione DC a gamma completa, il problema dello sfarfallio è stato completamente eliminato, ottenendo un miglioramento simultaneo delle prestazioni di protezione degli occhi e della durata della batteria.
Anche il miglioramento della copertura della gamma cromatica merita attenzione. La tecnologia di miglioramento del film a punti quantici per migliorare la gamma cromatica LCD ha fatto nuovi progressi. Il team di ricerca ha regolato la distribuzione delle dimensioni delle particelle dei punti quantici, consentendo alla copertura della gamma cromatica del pannello di superare il 110% DCI-P3. Le prestazioni del colore si sono notevolmente avvicinate agli standard di visualizzazione professionali, aprendo nuove possibilità per l'applicazione degli LCD in campi professionali come la produzione e la progettazione di film.
Innovazione nella produzione ecologica: aggiornamento dei processi per promuovere lo sviluppo a basse emissioni di carbonio
Sotto la guida dell'obiettivo di "neutralità del carbonio", la trasformazione ecologica e a basse emissioni di carbonio dell'industria LCD è stata accelerata. Una serie di tecnologie di processo a basse emissioni e ad alto riciclo sono diventate punti caldi di ricerca. Lo stabilimento TCL Star Wuhan T3, attraverso l'innovazione dei processi, ha ottenuto la certificazione internazionale "fabbrica a zero emissioni di carbonio". Il suo consumo energetico per unità di prodotto è diminuito del 18% rispetto al 2021, soddisfacendo pienamente i requisiti di riduzione del consumo energetico proposti dal Ministero dell'Industria e dell'Information Technology per i nuovi progetti di pannelli entro il 2025.
Nello specifico, processi a basse emissioni come l'incisione a secco e la pulizia senza fluoro sono stati ampiamente adottati nel settore, riducendo efficacemente le emissioni di inquinanti durante il processo di produzione. Lo stabilimento Jingdongbang Hefei B9 ha fatto progressi nel riciclo delle risorse, raggiungendo un tasso di riutilizzo delle acque reflue superiore al 90% e ottenendo la certificazione di verifica del carbonio ISO14064. Nel processo di produzione del substrato di vetro, la "tecnologia di raffreddamento a gradiente" sviluppata dall'Istituto di Scienza e Tecnologia ha controllato con precisione la velocità di raffreddamento del vetro liquido, riducendo la deformazione causata dallo stress termico a meno di 0,1 mm/m. Questo non solo migliora i tassi di qualificazione dei prodotti, ma riduce anche lo spreco di energia durante il processo di produzione, ottenendo una sinergia tra innovazione tecnologica e sviluppo ecologico.
Il sistema di supporto è ben consolidato: brevetti e standard costruiscono la competitività di base
L'implementazione di successo degli ultimi risultati della ricerca è indissolubile dal supporto di un sistema di innovazione completo. L'Accademia cinese delle scienze ha istituito un gruppo di brevetti completo che copre formule di materie prime, processi di fusione, apparecchiature di formatura e standard di test nel campo dei substrati di vetro. Hanno cumulativamente richiesto 127 brevetti, di cui l'83% sono brevetti di invenzione. Il loro sistema di rilevamento dei difetti online sviluppato in modo indipendente utilizza algoritmi di intelligenza artificiale per identificare 3.000 difetti a livello di micrometri al secondo, con una precisione di rilevamento superiore del 40% rispetto a quella delle apparecchiature importate.
La svolta tecnologica ha anche rafforzato l'influenza della Cina nella definizione degli standard internazionali. Le "Specifiche tecniche per i substrati di vetro TFT-LCD di alta generazione" guidate dall'Accademia cinese delle scienze sono state incorporate nello standard internazionale IEC, diventando il primo standard internazionale sui materiali di visualizzazione sviluppato a livello globale da un paese in via di sviluppo. Alla Conferenza internazionale sulla tecnologia di visualizzazione del 2025, il "Metodo di prova per la resistenza alla flessione del substrato ultra-sottile" proposto da essa è stato adottato come bozza di standard ISO, segnando la transizione della Cina da importatore di tecnologia a rule-maker, fornendo una "soluzione cinese" per lo sviluppo dell'industria LCD globale.
Dal controllo indipendente dei materiali di base al miglioramento completo delle prestazioni di visualizzazione, e all'ampia applicazione di processi ecologici, una serie di recenti risultati di ricerca nella tecnologia LCD dimostrano pienamente la forte vitalità di questo percorso tecnologico maturo. Con l'applicazione su larga scala di queste tecnologie, gli LCD continueranno a consolidare i loro vantaggi nei display di medie e grandi dimensioni, nei display montati su veicoli e nei display professionali, e a iniettare nuovo slancio nello sviluppo di alta qualità dell'industria globale dei display.
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