在印刷OLED赛道上，TCL华星甚至没有任何竞争对手。但他们知道，前面还有更高的山峰。
2024年6月的一个深夜，10多名TCL华星工程师守卫在武汉的屏幕模组车间。面前的生产线上只有一块孤零零的屏幕。三个多小时里，他们的眼睛紧紧盯着屏幕。
随着考验过去 11 年努力价值的时刻临近，焦虑和压力正在加剧。
为了保证生产质量，车间温度始终保持在20度以上，几乎没有波动；工程师们穿着严密的无尘服，与每台设备、每道工序隔离。在这样的环境下呆上30分钟，已经是一个不小的考验了。但他们无暇顾及疲劳，将全部精力投入到每一个加工步骤中。
从外观上看，屏幕并没有什么特别之处。它的尺寸为21.6英寸，几乎相当于中小型显示器的尺寸。甚至让人质疑是否值得这么大手笔。但其背后却是与市场上大多数OLED屏幕完全不同的技术创新。
该屏幕是“打印”的。
手机上常见的OLED屏幕采用“蒸发”工艺——一种复杂的高真空制造工艺，将粉末状的红、绿、蓝发光材料加热成气体，然后通过掩模将它们精确地固化到玻璃基板上。指定位置。印刷OLED的工艺有所不同。它就像一台高精度打印机，通过喷嘴将液体发光材料精确滴在目标位置。
自2013年最初将印刷OLED作为大尺寸OLED屏幕的技术路线以来，TCL华星就走上了一条少有人走的路。同事们尝试过，又放弃过，但他们不断添加更多内容，现在终于为这项技术进入市场打开了大门。 11月16日，TCL科技首席技术官、TCL华星首席技术官颜晓林正式宣布，首片投产的印刷式OLED屏幕已进入量产阶段。
TCL华星首款量产印刷OLED 4K显示屏（21.6英寸）
印刷OLED最显着的优点是节省材料，降低生产成本。在蒸镀过程中，大部分材料会残留在掩膜板上，利用率甚至不到30%，而印刷过程中可以达到95%以上。但节省材料的背后，需要从头开始开发材料和设备，以满足极其苛刻的技术要求：1毫升液体需要分成10亿滴，并以每秒40,000滴的频率工作。每一滴都必须准确，同时还要保证铺开、干燥后完全均匀。
几乎所有的屏幕制造商都涉足了印刷OLED技术，而且几乎都中途退出了。这就让技术陷入了一个循环：企业投资少，材料、设备、工艺发展缓慢；技术进步缓慢，这进一步令投资者望而却步。
“我们早期也遇到过波动。并不是每个人都支持印刷 OLED，有些人建议遵循 LG 或三星的方向。” TCL华星印刷OLED中心主任曹蔚然回忆道。但他们明白，追随意味着受到专利和供应链的约束。以手机OLED屏幕技术为例，不少中国屏幕企业效仿三星，投资数百亿元建设蒸发生产线。结果就是三星轻松盈利，而中国企业的生产线却长期亏损。
开辟自己的道路并不容易。日本显示产业在短短十年间从巅峰跌入谷底。在显示行业这个充满颠覆性创新的行业，选择错误的技术路线代价高昂。
TCL 自己也经历过惨痛的教训。 2004年，当电视技术从CRT（显像管）向LCD（液晶屏）过渡时，由于对技术趋势的误判，该公司两年内亏损超过20亿元，险些面临退市。
TCL华星坚持印刷OLED已有11年。当被问及为何选择这条具有挑战性的技术路线时，不少工程师解释道：“作为研发人员，我们想做一些不一样的事情。”
我不想再当追随者
TCL在电视屏幕从显像管转向液晶的关键时刻失败了。关键原因之一是缺乏选择。
当时，TCL的业务重点是制造和运营，并没有太多涉及上游技术。技术赌注来自于2004年收购的汤姆逊彩电业务，虽然一度让公司看起来前途无量，但也给TCL带来了不小的麻烦。
TCL创始人、董事长李东生认识到：“技术创新没有捷径，只能依靠自主研发、人才储备和长期投入。” 2005年困难的一年，TCL在深圳成立了产业研究院，投入巨资进行技术研发。 2009年，刚刚走出困境的TCL决定启动华星光电项目，也就是现在的TCL华星。
TCL华星的第一个项目是建设一条8.5代液晶（LCD）生产线（代号t1），投资245亿元人民币。这个数额超过了当时整个TCL的资产总额。外界普遍认为这是一场“豪赌”，因为中国的同一条生产线长期以来一直处于亏损状态。在李东生看来，他们不是“赌博”，而是“战斗”，是计算风险后的斗争。
2012年，生产线成功投产，并迅速实现盈利。 “拼”的理念也随着TCL华星的发展而生根发芽，成为他们面对印刷式OLED项目质疑时的支撑。
在t1生产线平稳运行的同时，技术升级也即将到来。 OLED技术具有更好的显示效果，市场需求迅速扩大，因此他们决定加快OLED研发步伐。
公司选择了两个方向：一是手机小尺寸屏，二是电视中大尺寸屏。这与大多数屏幕面板公司不同。它起家于电视业务，因此始终比同行在中大尺寸屏幕上投入更多的关注和资源。
小尺寸OLED屏幕的路线当时已经确定，采用蒸镀工艺进行量产几乎没有障碍。但目前尚无中大尺寸OLED成功量产的先例。 OLED路线的领导者三星曾尝试使用相同的蒸镀工艺来将OLED屏幕做得更大，但失败了。
制作OLED屏幕最关键的一步是在玻璃背板上的特定位置均匀地放置红、绿、蓝发光材料。蒸镀工艺需要制作金属掩膜板，通过真空蒸镀设备将发光材料逐层沉积在基板上。该面膜的厚度为微米级，相当于人类头发的十分之几。如果要做中大屏，就得把遮罩做大，效果很难保证。
印刷OLED技术提供了一种新的解决方案。升级尺寸只需要在打印设备上增加喷嘴等设备。理论上可以大大降低成本，也比较可行。 TCL华星决定选择印刷OLED作为研究方向。
不过，2013年，LG成功推出了采用蒸镀工艺的55英寸OLED屏幕，很快引起了业界的广泛关注。 LG的成功并不是传统蒸镀工艺的简单延伸，而是采用了“白光OLED”技术，通过蒸镀三层白光材料并添加滤光片，实现了红、绿、蓝三色显示。与后来三星主导的蓝光OLED方案类似，蒸镀三层蓝光材料，覆盖量子点材料，转化为红色和绿色，称为“QD-OLED”。
研究人员分为红、蓝两队，同时推进两条技术路线：一方面跟进LG的“白光OLED”方案，另一方面继续进行研究——印刷OLED技术的深入研究。
最先取得进展的是印刷路线。 2014年，TCL华星与TEL合作，采用爱普生研发的印刷设备，成功制作出31英寸OLED屏幕样品并成功点亮。这一结果初步验证了印刷OLED的可行性。
2015年国际信息显示大会（SID）上，李东生发表题为《显示产业浪潮中的中国力量》的演讲，明确表示支持印刷OLED技术，称其有潜力成为新一代显示技术。大尺寸显示技术。屏幕将像印刷报纸一样生产。”
同年，TCL投资一家印刷OLED设备公司，开始建立4.5代印刷OLED实验生产线。到2017年，TCL华星成功研发出31英寸透明印刷OLED屏幕，进一步验证了该技术的可行性。
但随着研究的不断深入，他们需要做出选择：银幕行业是资本高度集中的领域。开发一种新工艺往往需要数百亿美元的投资，同时推进多种技术路线几乎不可能成功。
印刷OLED当时并不受业界青睐，走同行验证的方向比较安全。但对于TCL华星来说，这条路线有着其他技术路线无法比拟的优势：基本不会受到行业龙头的专利和供应链的限制，让他们走上一条独立的道路。 TCL华星认为，这条技术路线潜力巨大。他们决心继续推广印刷OLED。
难以跨越的量产差距
2019年，TCL华星小尺寸OLED屏幕生产线t4在武汉投入量产。拥有7年经验的OLED研发中心将重点转向印刷OLED工艺，并动员更多专家为量产做准备。
曹蔚然是核心成员之一。他毕业于佛罗里达大学并获得博士学位。主要从事量子点显示技术和液体材料加工光电器件的基础理论和工程研究。
2015年8月，曹蔚然加入当时的TCL集团工业研究院，负责TCL量子点显示技术的研发。量子点是一种无机发光材料，可用作光转换层或发光层，以改善显示效果。也是屏幕行业的重点研发方向。一位工程师评价说：“曹波是科研大师，能抓住本质问题。”
曹蔚然，TCL华星印刷OLED中心主任。
现任印刷OLED中心面板工程部总监李朝晖也同时加盟。李朝晖曾在中国科学院工作。 2017年加入TCL华星后，主要负责11代产线首个产品（t6）前期量产导入及新技术验证，推动早期量产，为导入提供技术支持。后续高端产品。可行性计划。
准备大规模生产线是极其困难的。技术瓶颈、资源短缺、供应链不完善，就像障碍一样，阻碍着他们的进步。
“供应链主要看三个方面，交期、规格、价格，但在印刷OLED领域，每个环节只有一两家供应商。” ”2014年加入印刷团队的郝鹏说。“结果是我们无法处处竞争。 “价格很难协商，交货时间无法保证，规格也可能达不到”，“你可能在他们门外找不到任何东西”。
TCL工业研究院副院长付东每个月都要出国。他走访了日本、韩国、美国、欧洲——几乎所有可能的供应商。团队每月测试数千种器件和材料，为量产提供基础。
为了证明技术的可能性，吸引关注和投资，曹蔚然加入团队后，启动了“卷轴”屏幕项目。这种屏风可以水平打开，折叠时像一幅画一样卷起来。他们称之为“法令”。后来，他们还开发了一种可以上下卷起、四面向内弯曲的屏幕。曹蔚然将这种特色鲜明的产品形容为“惊喜武器”：“你必须吸引大家的注意力，不然就没有声音了。”
大规模生产的挑战还不止于此。就连最基本的“产品质量能够长期稳定”的要求，在研发初期也很难实现。
曹蔚然还记得，参加国际展会时，团队经常会带多个屏幕。因为屏幕显示后不久，显示质量就会下降。因此，他在完成滚动屏幕后提出的第一个关键目标就是延长屏幕的使用寿命。
这是印刷OLED工艺中最困难的问题。寿命短的部分原因是印刷工艺本身造成的。 “屏幕器件是三明治结构，阳极在下，阴极在上，有机发光材料在中间。阴极和阳极之间的距离会影响光学微腔、发光效率、色度均匀性等，需要平衡设计。” TCL华星印刷OLED中心面板设计部总监韩百祥表示，在印刷过程中，逐滴添加的发光材料容易出现厚度不均，造成“咖啡环”效应，影响显示效果和寿命。
喷墨打印流程示意图
曹蔚然提出改用无机阳极材料的方案，最终成功将印刷材料做得更薄，缓解了印刷工艺容易造成的薄膜均匀性问题。 “曹波加入后，做了很多类似的实验，通过不断的尝试，设备的性能得到了很大的提升，距离量产标准越来越近了。”韩百祥说道。
但量产线能否顺利建成，仍充满不确定性。当时，屏幕行业正处于下行周期。如果贸然投资，短期内无法收回成本，会增加公司的负担。团队提出了一个折衷方案：建立一条中试生产线。这既是量产的准备，也是风险的考验。他们预计要投资80亿元，但最终这个计划没有通过。
没有更先进的生产线，新的技术理念就无法得到验证。研究似乎遇到了瓶颈。与此同时，同样在研发中大尺寸OLED屏幕的LG、三星等公司正在加速迭代技术。几位工程师回忆说，这是他们“最激动的时刻”。
20亿元投资带来跨境合作机遇，但疫情也来了
转机来得很快。 TCL华星找到了一种更经济地验证其技术是否可以量产的方法：借用JOLED（一家专门开发和生产中小型显示器印刷OLED面板的公司，总部和工厂位于日本） 2019年在中国建成的量产线将被视为中试线。
“谈判非常艰难，”曹蔚然说。 “他们以为自己刚建了一条量产线，你就想过来投资，我凭什么要你的钱？”
直到2020年4月，JOLED才同意合作，但条件极其苛刻：TCL必须向JOLED注资20亿元；合作期限只有三年，只会帮助TCL华星试制一款产品，最多分三期。
当时，疫情在全球爆发，其严重程度远远超出了团队的预期。协议签订后，双方几乎无法正常沟通和推进。时间在等待中流逝，合作期也进入倒计时。
11月，日本政府放宽入境限制，TCL华星终于能够派20多名工程师乘飞机前往位于日本西海岸石川县的JOLED工厂。
前往JOLED工厂的旅程极其艰难——登机前必须穿上防护服，到达东京后还要等待4个多小时的核酸检测结果才能入境。由于禁止乘坐公共交通工具，他们只能乘坐小巴前往工厂，整整花了25个小时。 “他们身上的防护服散发着奇怪的气味。”
工程师抵达日本不久，疫情又开始恶化。当日本打算再次封锁边境时，TCL华星迅速安排了第二批工程师前往那里。 “我所有持签证的同事都在这里，差不多有十几个人。”郝鹏说。
TCL华星派出的一批工程师来到JOLED。
到达JOLED生产线，郝鹏的第一感觉是惊讶：如此落后的背板技术能支持印刷OLED的量产吗？
在显示面板领域，OLED生产线通常分为三个工段：第一个是Array工段，利用曝光机在玻璃上雕刻电路。整个过程与芯片制作类似，只是精度较低；然后是EL部分，是在玻璃基板上添加发光材料后进行加工，然后封装。这是印刷工艺与蒸镀工艺最大的区别。最后是模块部分，对屏幕进行切割和处理，然后添加与硬件其他部分交换信号的组件。 。
JOLED的生产线建立在其收购的Nomi工厂之上，几乎完整地继承了其Array部门。 2012年，Nomi工厂为Apple 5供应液晶屏幕，是当时行业领先的生产线。但2020年，能美工厂只是日本显示面板行业的余辉之一。
工程师更有信心：如果TCL华星采用最新的Array工艺以及与JOLED相同的设备，结合10多年的屏幕量产经验，量产印刷OLED不会有任何问题。
此次合作的开局并不顺利。 “JOLED不愿意开放，在他们看来，我们只是学生。”郝鹏说道。 TCL华星工程师只能提出要求，后续的产品设计和生产全部由JOLED人完成。结果失败了：生产出来的屏幕无法点亮。
该团队的目标是生产 65 英寸的屏幕。他们自己建造的4.5代实验生产线无法生产。如果放在JOLED生产线上，只能生产一块玻璃基板。
JOLED的失败给了TCL华星工程师介入的机会。无论一开始怎么做，都很难做出一块能发光的屏幕，双方的合作倒计时也即将进行到一半。
工程师分析发现，90%的良率问题出现在Array侧。 “设备已经很旧了，所以 JOLED 给了我们最旧的一台。”郝鹏说，他们最初想过修复设备，但尝试了很长时间后放弃了。 “已经无法修复了。”
2022年5月，合作签约近两年后，经过无数次失败，他们终于打造出了一款可以点亮的65英寸屏幕。
随着合作进入第三个年头，JOLED的经营问题日益严重，破产的阴影逐渐逼近。为了确保合作能够继续下去，TCL华星不得不追加投资，但这一切似乎都是徒劳。
为了应对不确定性，他们在后续合作中并没有大幅改变屏幕设计，只是在 65 英寸屏幕上进行了迭代，并使其可上下折叠。同时，他们也开始梳理近两年来的合作，努力弥补缺失的目标。
“在日本，我们已经逐步打通了从前到后印刷OLED的工艺流程，完全经历了良率从个位数提高到十位数、甚至几十位数的过程。”韩百祥说道：“这给了我们很大的信心。”
JOLED破产了，印刷OLED还没有
2023年3月27日，也就是JOLED宣布破产的当天，曹蔚然人在日本。樱花季期间，TCL内部、TCL投资者和显示器同行的大量询问占据了他的时间。
TCL华星当时给出的公开回应是，与JOLED的合作开发让他们进一步确认了印刷OLED技术方向的可行性，并且在相关技术突破和研发人员能力方面取得了重大进展，形成了完整的技术体系。体系和专利矩阵。 。
“但大家都认为我们20亿元的投资是失败的投资。”曹蔚然说道。面对JOLED的破产，TCL华星提出了多种解决方案，并反复沟通直至最后。只剩下一个选择了——购买JOLED生产线的印刷设备，自己建设生产线。
这个选择还是有风险的。作为龙头的JOLED已经破产，印刷OLED的未来或许并不那么乐观。最后，李东生董事长做出了最后的决定：方向已经确定，成果已经取得，此时不能动摇。
许多工程师后来感叹，如果没有高层的坚定支持，他们很难将技术推进到现在的水平。 “即使在行业低迷时期，公司也很好地保护了团队。”
经过一番艰难的谈判，TCL华星最终以股东身份成功竞购JOLED的设备，开始了拆解出货的巨大挑战。 “我们有拆解设备的经验，但跨国搬迁还是第一次。”曹蔚然说。 “没有多少人认为我们能做到。”
当拆迁队赶到时，JOLED已经把工厂卖掉了。 “留给我们的时间已经很短了，有些设备前后只有28天的时间。”拆解项目负责人李兆会表示，如果到时还不能搬回来，对方将视其为废品，TCL华星将需支付运费。 。
时间紧迫，设施狭小，拆卸工作难度极大。 “大型辅助机械进不去，很多设备只能靠人搬动。”李兆会说，那段时间，他们最担心的是工人的安全——为了保证稳定运行，很多设备都用大理石填充。
在TCL华星三名高级副总裁的带领下，数十名工程师和供应商夜以继日地工作，提前完成了拆解和发货。 2023年12月，三千多个集装箱、数万吨设备抵达武汉。
如果只是复制JOLED生产线，TCL华星不会遇到太多困难，但他们也希望转型升级，这并不比从头开始建设一条新的量产线困难。
李兆会不愿过多谈论其中的困难。 “经历了T6工厂的建设，在我看来，困难（建设生产线）都是可以解决的问题，只要有时间。”他说。
TCL华星打印设备负责人袁夏良举了一个例子。不少设备在拆解、搬运、运输过程中，包装破损、粉尘进入。在屏幕生产过程中，灰尘是良率杀手。光是清理烘烤机内的灰尘，就花了好几个工程师一个多月的时间。
采访前几天，韩百祥和同事聚在一起聊天，分享了手环记录的睡眠状态：从安装设备开始，半年多的时间里，手环画出了U型曲线，直到屏幕亮了。生产线稳定后，睡觉的时间变长了一些。
经过11年的投入、探索和积累，TCL华星终于跨过了量产的门槛。但在曹蔚然看来，这只是阶段性的成功。
目前量产的印刷OLED是用于医疗产品的21英寸、4K屏幕，而不是他们最初设想的大电视屏幕。这多少让多年来从事这方面工作的工程师们有些失望。
“技术投入是为了实现商业价值，研发人员必须认清市场趋势，尊重市场规律。”曹蔚然曾在接受采访时说道。今年10月，他对团队提出了新要求，要求在1-2个月内制作出无缺陷的印刷OLED屏幕。
“很多量产的屏幕并不完美，但不影响正常使用。”韩百祥说道：“但只有挑战极限，别人才能相信你真的有能力。”
未来1-2年，TCL计划利用现有的量产线，直接为C端消费者生产产品，将屏幕嵌入到笔记本、平板电脑和显示器中。
2023年开始，越来越多的电脑厂商将推出内置本土大机型的AI PC。它们需要更高的计算能力，从而导致能源消耗增加以及对更节能屏幕的需求。 OLED可能是更合适的选择。市场研究公司Omdia估计，2023年至2031年，笔记本（移动PC）市场对OLED显示屏的需求将以37%的复合年增长率增长。
与5年前相比，TCL华星印刷OLED团队现在更有底气了。这种自信与以往他们打造蒸镀OLED时的自信明显不同。完全掌握了技术之后就更有底气了。 “与蒸镀工艺相比，我们对印刷OLED专利和供应链的控制力增加了数倍。”袁夏良说道。
今年6月的那个晚上，当工程师们看到自己开发的屏幕亮起来后走出工厂时，已经是凌晨了。袁夏良说：“一路上大家讨论了哪些有改进的空间，把它们放到待办事项清单上，第二天上班后就开始一一解决。”
“市场不会再给我们十年。”曹蔚然表示，“每一代产品都有一个推出周期，如果追不上，就只能等待下一款。现在是技术百家争鸣的时代，如果我们不做产品，就得等下一款产品。”不急于前进，技术就会被别人放弃，如果你领先了，就很难领先了。”
在印刷OLED赛道上，TCL华星没有对手，甚至没有同行。但他们知道，前面还有更高的山峰。
