科研攻坚 · 佛山篇

广东智造新生代 全速突围助推制造业“国产化”

小到智能手机折叠屏、穿戴设备等中小尺寸显示产品,大到电脑、电视机等大面积的显示屏,生活中OLED的身影无处不在。对比液晶,能耗低、对比度高、柔性卷曲、色彩显示丰富是OLED的优势。

广东是新型显示产业大省,拥有从显示材料研制到显示面板制造的完整产业链。季华实验室成立于2017年,定位于先进制造科学与技术领域,以新型显示为研究方向之一,致力解决产业发展中的核心技术难题。

佛山季华实验室。

而王志恒博士所在的先进显示材料与检测装备研究团队,近年来开发了一系列具有自主知识产权的高性能OLED(有机电致发光)材料体系,其中部分材料的性能已达到国际一流水平,并且已经推广至OLED面板厂商的产线上使用,处于商业化推广阶段。同时,相关成果有助于破解我国有机电致发光显示产业关键材料严重依赖国外进口的困局。

01

实地探访实验室

加入季华实验室,王志恒博士形容是“机缘巧合”。一方面,团队所在的材料科学与技术研究部主任王悦教授,是科研业界的知名学者;另一方面,回到家乡建设也是他的愿望。在这样的契机下,1991年生的王志恒博士来到了先进显示材料与检测装备研发团队,负责高性能OLED器件工艺研发和材料性能验证。

进入实验室之前,王博士嘱咐:最好先上个厕所。

脱鞋,套上连体的防尘实验服,戴着口罩和手套,只露出眼睛,在风淋室吹上20秒,这才进入了无尘恒温的OLED器件工艺验证实验室。

从实验室里往窗外望去,是一片刚冒出头的短绒草地,夹着一小片亮叶朱蕉,蜿蜒的小道边还零星有着红花檵木。而在实验室内工作的科研人员,无暇顾及窗外的风景,正在擦拭着沾满滑石粉的黑胶手套,不断地用无尘布沾上异丙醇,一遍又一遍地重复擦拭着,身边还有正在装设备的工程师——这是今天的额外任务。

这是王博士日常科研工作的一个场景:用无尘布沾上异丙醇,两次清理同一培养皿和镊子,再从干燥箱里取出放有基板的250ml的量杯,用镊子把器件拿出来确认电极片的正反面,放入清理好的玻璃培养皿,将其放入机器进行处理,进入等待时间。

新型显示包括OLED(有机电致发光)——与常见的LCD(液晶显示器),通常从显示原理、厚度、价格、使用寿命等来进行对比。在同等技术价位上,前者优势在于主动发光能耗低、轻薄柔软(可折叠)、色彩显示更丰富。而王志恒博士所主攻的方向之一是OLED器件的老化寿命问题,延长运作时间。

在等待420秒之后——科研学者们又将处理好的器件基片传到蒸镀机去做发光器件,然后在手套箱里封装好器件,再拿出来测试性能。

一次普通的实验要三四个小时,如果是做照明器件的话,时间就得加倍。

王志恒博士表示,单看OLED显示这一块,我国起步比日韩国家稍晚,OLED产业链可以分为三个重要环节:一是面板制造,我国的第一条面板产线大概是在2008年建立,目前面板制造工艺水平已经处于国际领先的水平;二是制备面板装备,这是一个基础比较薄弱的阶段,也是我国未来十年要去努力攻关的方向;三是OLED材料,经过十几年的发展,科研积累已经相当丰富,但科研成果向产业的导入和商业化还不够深入,例如OLED材料的国产化——而这也是王博士团队所致力的方向之一。

近年来,王志恒博士所在的先进显示材料与检测装备研发团队开发了一系列具有自主知识产权的高性能OLED材料体系,其中一些材料的性能已经达到国际先进水平,能够量产并在产线上应用,处于商业化推广阶段。同时,相关成果有助于破解我国有机电致发光显示产业关键材料严重依赖国外进口的困局。

02

天文摄影的启蒙

王志恒的父亲本就从事电路行业,“架撑”齐全。从小就喜欢捣腾的王志恒,有时看看书,有时听父亲讲怎么弄,“一个灯珠,然后拼成一个发光板”——独一无二的小台灯便做好了。

虽然不大懂书中的原理,王志恒琢磨着弄好排线就行。就跟做实验一样,试着试着搞不好就“主动发光”了。

还有更早的“机缘巧合”——他回忆,当时初中学校需要组队参加广东省天文竞赛。

“现在天文装备已经非常智能化,无论是天上的太阳系行星、星系或者是星云,都能通过计算机的软件直接对准,你只要负责收集照片就行。”到2012年6月出现“金星凌日”的天文现象,再次吸引了正值大二的王志恒,而他也从理论走向了实践。

从2012年开始断断续续重新拾了起来,2015年开始深入学习。直至今年3月,在某个分享图片的APP上,闪闪的小奖杯代表着他已经4次被评为“每日一图”。

王志恒用10英寸望远镜拍摄的木星、土星,被选为“每日一图”。

“有点做科研的感觉。”王志恒形容拍出来的图片,感觉还挺舒服,但要做得好又要很辛苦。他的天文摄影并不是一蹴而就,“更多要学习,怎么用软件、用器材,都要学”。

今年春节,王志恒趁着春节去游玩的间隙,拍摄了一颗长周期彗星,名字叫做C/2022 E3 (ZTF)。

王志恒在2023年1月25日凌晨拍摄的彗星(后期处理图)。

在王志恒看来,星空摄影和OLED发光还是一对矛盾。星空都不喜欢有光,而OLED发光不正是人造光吗?但是拍星空的地方都是不想要有人造光的地方——不想要路灯,最好周边房子都没有。

尤其是在我国的大西北地区,肉眼就能看到一整条、像拱桥一样的银河。

“那它吸引你的点是什么?”记者指了指窗前用来展示的红绿蓝OLED器件。

“五颜六色的,挺好。你不喜欢?”王志恒笑了起来。

03

科研学者们和黑胶手套的“握手”

口罩一戴,防尘衣一穿,戴上手套,整个身体都很闷。“闷的时候天天想睡觉”,去年10月来到实验室的李雨康表示,直到一两个月后才慢慢习惯。“这里恒温还好,但手是百分百要湿”,王志恒博士说。

在实验室里的相处,机器的响声还会淹没“对话”。王志恒解释,“有时候可能要过去喊才行,不然会听不清。”

桌子上还放着许多用无尘本记录的实验数据,忙的时候“一天都在做器件”,如果有实验任务,中午也会在这里做,“就一直在待着,吃完饭又进去待着,待到下班。”而对于从2021年11月就在实验室的陈启燊来说,最高兴的事莫过于实验得出好结果,“刚来的时候天天在这,跟王博士加班到八九点,然后得出一个很好的结果。”

大概半个小时,手套上的粉末清理得差不多。王志恒博士解释,清理完的黑胶手套,日常能用很久。

黑胶手套在反复擦拭之后,配合两个小胶圈,被用力装到了设备上——这是之后用来做实验的地方,另外还会再戴一个PE手套。

这就意味着做实验时,操作者的手上戴着3层手套。

蒸镀机里慢慢地充满了气压,王博士的同事们提供了顺利握手的小技巧:后四个手指先穿好。

黑胶手套率先伸出了友好的“握手礼”,等待着学者们一次又一次的下场实践。

广东省文明办 南方都市报、N视频 联合出品

视频|蔡文茵、赵寻、罗雪纯、詹晓赞

采写|南都记者 刘嘉琳

设计|罗锐

部分素材来源视频产品部、受访者

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