师者

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  在墙面上贴层薄膜,打开开关就能发光照明;看似普通的汽车挡风玻璃,通上电就能显示导航地图;手机可以卷成轴藏进袖口,电视可以薄如纸挂在墙上……

   这些原本只存在于科幻电影中的场景,正因为OLED技术而逐渐成为现实。

坚守初心 落地生根的梦想

  王磊出生于河南南阳,卧龙躬耕之地。2000年,他考入武汉大学化学系硕博连读研究生,并于次年前往香港浸会大学先进发光材料中心学习。

 此前,王磊在光电材料领域中主攻光动力治疗方向,研发出的技术通过发光照射可有效杀死癌细胞。在香港学习期间,他与OLED研究的“华人三剑客”之一、台湾学者陈金鑫的一番对话,彻底改变了他的想法。

  他说,当时研究光动力治疗,所有的研究成果只能体现在纸面上的数据变化,见不到实物,看不到效果,缺乏成就感。而OLED技术不仅可感可见,而且可以预见的技术进步足以改变世界,“瞬间就打动了我。”

  此后,王磊调整研究方向,并于博士毕业后进入香港浸会大学先进发光材料中心做博士后研究员,主攻OLED发光材料。

  不过,这一研究道路并非一帆风顺。根据美国咨询公司Gartner描述的技术成熟度曲线,任何一项新科技从诞生到成熟都要经历“科技诞生的促动期”、“过高期望的峰值期”、“泡沫化的低谷期”、“稳步爬升的光明期”和“实质生产的高峰期”。

  彼时,OLED技术问世已有30年,正处于曲线中从峰值向低谷过渡的时期。

  十余年间,从欧美到日韩再到港台,一批又一批的学者、企业一哄而上,争相研发OLED技术,纷纷铩羽而归,最后又如潮水般退却,就连国际巨头索尼都中途放弃。最终大浪淘沙,只剩下韩国三星等极少数企业熬过低谷,占据了目前全球OLED显示屏生产90%以上的市场份额。

  王磊作为少有的坚守者,面对市场的波澜跌荡始终未曾动摇,终于在武汉找到了让理想落地生根的机遇。

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  2008年,武汉市成立OLED技术发展领导小组,依托当时的华中科技大学武汉光电国家实验室, 推动OLED 技术的研发与应用。尚在香港的王磊应邀回汉加盟,主持OLED发光材料的研发工作。

经过多年努力,他逐一攻克技术难关,首次发现了芳香环键联蒽类衍生物的激基缔合物现象,并以此为基础,成功研发了一系列高性能荧光蓝光材料,材料性能达到国际先进水平。

在OLED磷光主体材料的研究上,王磊以咔唑为基本结构单元,构建了性能优越的双极性的磷光蓝光和绿光主体材料,所制备的绿光器件电流效率达到95cd/A,外量子效率高达26.7%,同样达到国际先进水平。


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高效有机深蓝光荧光材料


  上述成果一举奠定了王磊团队在OLED发光材料研发上的学术地位。

  但是,看着千辛万苦做出来的研究成果成天躺在实验室里“睡大觉”,王磊心里却很不是滋味。“对于电子信息产业而言,一项新技术放上一两年就会变成废纸,对国家、地方经济发展不能产生任何积极作用,实在太可惜。”他说。

  一开始,王磊也曾想效仿美国、香港的做法, 推动科技成果转化,形成能与国外企业相媲美的工业产品。但他到学校一了解流程,马上就被泼了一瓢冷水:科技成果转化不仅要院系、校长办公会同意,还要报教育部、财政部、发改委审批,通过后才能进行招拍挂。如此流程走下来,至少要一年半的时间,足以磨灭所有的耐心与激情。 

  恰逢此时,2012年武汉市仿效硅谷出台“黄金十条”,允许教授留职创业,支持设立新型产业技术研究院,科技成果转化收益7成归于研发团队……种种利好让王磊看到了希望。

  2013年,武汉光电工研院成立,围绕光电显示领域细分产业发展需求,针对产业链缺失环节引进和培育创业企业,重点引进材料、基膜、背光源、芯片等上游领域相关技术转移转化和孵化培育。

  在光电工研院的推动下,武汉尚赛光电科技有限公司成立。该公司由王磊领军,任董事长、首席科学家,他的学生穆广园任总经理。

  通过一系列科技成果转化,尚赛光电成为荧光材料、磷光主体材料和电子、空穴传输材料等新型 OLED材料的生产供应商,拥有40余项发明、实用新型专利,掌握了核心OLED材料的生产、提纯等工艺。

  王磊说,公司成立前后,得到了武汉光电工研院无微不至的关心与帮助:

  企业成立之初缺乏启动资金,光电工研院帮助尚赛四处找资金、上路演,最终拉来了500多万元。依靠这笔钱,尚赛光电成功使发光材料的使用寿命和稳定性大幅提升,达到了企业产业化生产所需技术指标。

  入驻工研院孵化器后,尚赛光电作为初创企业,无力配备电路板整条生产线来完成小批量、多品种“打样”试验。为此,光电工研院建立了高端电子组装服务平台,并引进专业工程师团队指导企业操作,低价甚至免费向尚赛光电提供服务,帮助企业打破困局,加速了新产品的更新迭代步伐。

  产品研发成功后,工研院又促成武汉天马微电子和华星光电两大龙头企业与尚赛光电对接,促进企业明确了下一步的研究方向,成功将“产业链”需求传递到“创新链”,目前尚赛光电已成功进入华星光电和天马研发材料供应链。

  在武汉尚赛光电科技有限公司的实验室里, 王磊教授向笔者展示了公司的核心产品——用于制作柔性OLED面板的半导体发光材料。

  这些装在透明玻璃瓶里的白色粉末,看似毫不起眼,却足以颠覆整个产业——目前大行其道的平板、笔记本电脑,将来或许都会因它而消失。

   王磊介绍,制作 OLED 面板时,要将这些发光材料放进蒸镀设备中,制成一片片厚度不到几毫米的薄膜。这些薄膜经过一系列技术处理,只要在两头接上电源,自己就能发光,“不像 LCD 显示那样,需要背光源通过液晶偏振才能发光。” 如果配以不同颜色的发光材料,就能显示动态画面。更为神奇的是,这些薄膜可以任意弯曲、裁剪、折叠。

 

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可折叠的OLED显示屏幕


  使用OLED 显示屏,未来一台电视机可能只有 1 毫米厚, 就像一幅画一样,在墙上想贴哪儿就贴哪儿,搬家的时候一卷就能带走。配上蓝牙充电技术,连电线都省了。而平板或笔记本电脑也能变成纸一样薄,统统集成进手机里。需要用的时候,打开折叠手机,或内置卷轴屏就行,“随着 OLED 技术的突飞猛进,未来两三年可能就会看到这样的产品。”

  王磊介绍,眼下 OLED 技术主要应用于手机屏幕,目前,三星、苹果等国际大牌手机推出的最新款高端手机基本都配备了 OLED 屏。

  而在国内,华为、小米等手机厂商虽然都极力推出使用 OLED 屏的手机,但受限于 OLED 显示屏供应量不足,始终难以成功。

  在此背景下,京东方、华星光电、天马等国内面板生产企业纷纷在国内上线新一代 OLED 生产线,投入大量资金研发、试制 OLED 屏,“就是为了打破国外对 OLED 显示技术的垄断,结束中国电子信息产业持续数十年的‘少屏’困局。”

  但这些生产线所需的发光材料有十余个品种,绝大部分都要从国外进口,“有些材料被国外企业漫天要价,卖到了 1 克两三万元人民币,卖给中国企业的价格远超三星公司,加重了国内厂商的成本负担。”

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OLED发光材料


  目前,武汉尚赛光电已可生产两到三个品种, 有望替代进口产品,其他品种仍在研发、优化当中。 

  未来两到三年内,在武汉的华星光电和天马OLED量产后,尚赛光电作为湖北省唯一一家 OLED 核心材料供应商,能为其大量提供原材料,“每一个品种的材料,都可能为尚赛带来 5000 万元到 1 亿元不等的大订单”。

  尚赛光电是国内少有的拥有自主研发能力的 OLED 材料供应商,公司 40 多余员工中有三分之一是研发人员,其中有 6 个是有机半导体领域的博士,拥有 40 多项发明专利。

  王磊说,“随着我们研发工作的不断推进,将生产出更多能够满足产业化需要的发光材料, 从而逐步取代国外进口产品,彻底实现国产化替代,点亮中国的‘梦想之屏’。”

  来源:“武汉光电工业技术研究院有限公司”公众号

  本文已得到授权