有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)發(fā)明人鄧青云60歲退休時,美國柯達(dá)公司部門高管給了他這樣的評價:“鄧青云為柯達(dá)做了兩件好事,一件是發(fā)明了OLED,另一件是從中國招聘了Larry。”
OLED給全球顯示技術(shù)帶來了狂歡,可Larry又是誰?
Larry的中文名是廖良生。雖然他在2009年離開柯達(dá)加入蘇州大學(xué)功能納米與軟物質(zhì)研究院,但在柯達(dá)同事中一直留有他的傳說。
時值蘇州大學(xué)功能納米與軟物質(zhì)研究院建院15周年之際,往事如昔,浮上廖良生心頭。
廖良生在OLED發(fā)光面板產(chǎn)品老化測試車間。受訪者供圖
我國首條國產(chǎn)OLED 蒸鍍生產(chǎn)線。受訪者供圖
另辟蹊徑破難題
鄧青云在1982年發(fā)明了OLED,但始終沒有很好解決OLED亮度與壽命對沖的難題。本世紀(jì)初,OLED屏至多只能做到2個手機(jī)屏(5.5英寸)大小,且屏幕連續(xù)點(diǎn)亮50多個小時后,亮度就會明顯下降,難以滿足應(yīng)用要求?逻_(dá)花了10多年攻關(guān),始終無法破解這一難題。
一次國際會議上的一番長談后,鄧青云邀請廖良生加入柯達(dá)。此前廖良生從復(fù)旦大學(xué)到香港城市大學(xué)做特邀研究員,跟著鄧青云的前同事、中國科學(xué)院院士李述湯做OLED相關(guān)研究。
廖良生沒有留過學(xué),一直用勤奮吃苦的方式往前追趕。在柯達(dá),美國人朝八晚五,他朝七晚七,周六也不休息,努力將OLED技術(shù)往前推進(jìn)。
在研究中,他發(fā)現(xiàn):“大家的注意力始終集中在如何把一個發(fā)光層做好,為什么不把多個發(fā)光層疊在一起?”他想,這樣亮度高、壽命長、尺寸大的顯示屏就可以實(shí)現(xiàn)了。“這就好比一個人挑100斤糧食,走到半路就累了,我讓兩個人各挑50斤,豈不走得更遠(yuǎn)?”
能夠另辟蹊徑,廖良生認(rèn)為離不開專業(yè)背景和思維模式——半導(dǎo)體物理專業(yè)出身,而破解難題的關(guān)鍵點(diǎn),正是半導(dǎo)體物理和電子學(xué)知識的結(jié)合。此外,發(fā)散性思維也很重要。小時候他出于好奇,用觸電方式捕殺過老鼠、偷摘別人家的酸橘子喂貓,卻偶然在初中全年級數(shù)學(xué)考試中拔得頭籌,由此引發(fā)了對數(shù)理化的興趣。當(dāng)沒有被約束過的思維與濃厚的興趣、扎實(shí)的學(xué)術(shù)功底相遇,一切都剛剛好。
可是,當(dāng)他興奮地把這個想法報告給鄧青云時,兩人卻爭得面紅耳赤。
“你連電子學(xué)的基本概念都沒有。”
“正是有電子學(xué)概念,我才提出這個方案。”
“用你的方式,兩個發(fā)光單元中間蒸鍍一層金屬就夠了。”
“肯定不行!我們不必爭了,用實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證好不好?”
……
最后,幾經(jīng)周折,廖良生的實(shí)驗(yàn)終于成功了。鄧青云也大大方方承認(rèn):“Larry你是對的。”
疊層發(fā)光二極管解決了OLED的“卡脖子”難題,一項(xiàng)引爆千億級市場的技術(shù)就要在柯達(dá)實(shí)施。然而,一紙傳票又將柯達(dá)與日本某公司推向了風(fēng)口浪尖。
39天——柯達(dá)比日本公司的專利申請只早了39天。眼看著千億級市場中的重要知識產(chǎn)權(quán)就要落空,日本公司再也坐不住了,他們認(rèn)為是公司的科研人員無意中在學(xué)術(shù)會議上泄密,才使得柯達(dá)搶先一步實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破,于是一紙傳票將柯達(dá)告上法庭。
“當(dāng)時的氛圍嚴(yán)肅緊張,如果敗訴,柯達(dá)OLED的商業(yè)化道路不僅會受阻,還要賠償日方5000萬美元。”廖良生將所有研究資料封存起來送到公司法務(wù)部門,再由他們轉(zhuǎn)交日方的專利代理人審核。“看了我提交的資料,日方竟主動撤訴了。”
柯達(dá)贏了。廖良生攻克了OLED高亮度、長壽命、大尺寸發(fā)光的“卡脖子”難題,將OLED器件的壽命從50小時提高到10萬多小時。世界上所有的OLED電視、OLED照明、OLED汽車尾燈,從此由樣機(jī)變?yōu)榱爽F(xiàn)實(shí)。
繼鄧青云發(fā)明的OLED之后,疊層OLED成為柯達(dá)第二項(xiàng)最重要的OLED相關(guān)發(fā)明。2020年在柯達(dá)市場價值最高的OLED專利排名中,廖良生作為第一發(fā)明人的專利包攬了第一名、第二名、第五名、第十名。
做有用的研究
羅切斯特城位于美國紐約州,其北面是安大略湖,開車一小時可達(dá)水牛城,舉世聞名的尼亞加拉瀑布就位于此。每年11月到次年4月是雪季,廖良生家的車道旁堆滿了戰(zhàn)壕一般高的白雪。春天,這里是紫丁香的花海,世界各地各個品種的紫丁香在他家后院一網(wǎng)之隔的公園中爭妍斗奇。
舒適的生活條件,讓朋友們一度以為廖良生此生將定居美國。
那是2008年,廖良生在家中接到了一通李述湯打來的電話。李述湯在蘇州大學(xué)前校長朱秀林的邀請下,計(jì)劃前往該校創(chuàng)建功能納米與軟物質(zhì)研究院。他希望廖良生回國一起創(chuàng)建該研究院。
就廖良生回國的問題,鄧青云與李述湯這對相識幾十年的老友發(fā)生了激烈爭吵。
“Larry留在柯達(dá)沒有任何問題,裁員不會從頂層刷人,只會從底層開始,怎么裁員也輪不到Larry。”
“Larry回到中國,可以在科研上有更多的發(fā)展空間。中國人要在中國的土地上,做出令人驕傲的事情來。”
李述湯的話直擊廖良生內(nèi)心深處。雖然在柯達(dá)有較好的位置,也深受大家尊重,但他做事非常謹(jǐn)慎。“就像坐在汽車的副駕駛位上,你沒有能力掌握人生的方向盤,說不定哪一天,連坐副駕駛位的資格都沒有了。”廖良生說。
回國報效、發(fā)揮所長,是赴美多年的廖良生的夙愿,也是熨平他心中不踏實(shí)感的最佳選擇。
李述湯和廖良生發(fā)現(xiàn),柯達(dá)在OLED上的收益有限,但基于柯達(dá)OLED技術(shù)做裝備的日本公司早已賺了10多年。他倆把目光對準(zhǔn)了真空蒸鍍裝備,并在蘇州市成立了方昇光電裝備有限公司。
“柯達(dá)的經(jīng)驗(yàn)告訴我,要做有用的研究。盡管暫時看不到經(jīng)濟(jì)效益,公司也會支持具有市場前景的創(chuàng)新研究。”廖良生告訴《中國科學(xué)報》,“我們提倡做從基礎(chǔ)到應(yīng)用的全鏈條研究,出發(fā)點(diǎn)是希望研究成果在5至15年后能對國家的發(fā)展產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)、社會效益。”
10年后,廖良生沒有辜負(fù)李述湯的期許,又在國內(nèi)解決了一個“卡脖子”難題。
由廖良生主持設(shè)計(jì)制造的我國首條OLED蒸鍍生產(chǎn)線,填補(bǔ)了OLED裝備的國產(chǎn)化空白。真空蒸鍍機(jī)是OLED生產(chǎn)線的“心臟”,也是我國“卡脖子”技術(shù)之一。此前,我國逾3000億元的20多條OLED生產(chǎn)線裝備全部依賴進(jìn)口,因其重要,韓國擬限制OLED裝備出口。
它像一個“回”字形,全長50米。370毫米×470毫米的玻璃基板依次進(jìn)入真空腔體,連續(xù)自動進(jìn)行疊層OLED的制造,裝備可連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)144小時,每150秒完成一塊發(fā)光面板的制造。
“6個發(fā)光單元的疊層OLED的有機(jī)層總厚度約1微米,是一根頭發(fā)直徑的1/70。每一層薄膜的厚度誤差不超過3%,其難度猶如在850平方米的地面上刷一層1毫米的涂料,厚度誤差不能超過30微米。”廖良生介紹道。
用國產(chǎn)材料和自主裝備制造的OLED汽車尾燈,沒有閃爍的刺眼感,安全可視距離增加,使用時長達(dá)50萬小時,遠(yuǎn)超10萬小時的使用要求;OLED照明面板的光譜接近大自然光線,藍(lán)光含量低,不會對眼睛中的黃斑區(qū)產(chǎn)生不可逆轉(zhuǎn)的傷害,演員試裝、化妝不會因?yàn)楣饩產(chǎn)生視覺偏差,博物館文保也不會因藍(lán)光過多導(dǎo)致文物被漂白;自主設(shè)計(jì)制造的硅基OLED微顯示器如指甲蓋大小,卻在國防安全、VR/AR設(shè)備上大有用途。
“你想要做一個東西,就要認(rèn)認(rèn)真真去完成它,即便半途有更吸引人的東西出現(xiàn),也不能輕易轉(zhuǎn)頭追逐熱點(diǎn)。”這是廖良生的行事風(fēng)格,而集成OLED材料、器件和裝備的創(chuàng)新成果,實(shí)現(xiàn)OLED自主產(chǎn)業(yè)化,正是他始終堅(jiān)持的主要方向。
差點(diǎn)被“退貨”
“如果你抑郁,要去紅光環(huán)境中調(diào)節(jié)自己。紅光能夠照射到人體皮膚和眼球更深處,容易讓人血液循環(huán)加快,產(chǎn)生興奮感。”“穿一身紅,不如6分主色、3分輔色、1分點(diǎn)綴色,不然很容易產(chǎn)生審美疲勞。”……
在蘇州大學(xué),廖良生主動要求開設(shè)的新生研討課《影響情緒與視覺的多彩光源》,吸引了藝術(shù)、音樂、建筑學(xué)院的學(xué)生前來聽物理老師講光與情緒、美學(xué)、健康的關(guān)系。學(xué)生們說:“廖老師的課融入了他多年來對光學(xué)、色彩心理學(xué)、藝術(shù)、醫(yī)學(xué)等的思考,別的課上輕易聽不到。”
很難說清楚,是哪個契機(jī)激發(fā)了他源源不斷的跨學(xué)科思考,也許是因?yàn)榘l(fā)散性思維,也許是因?yàn)樗麑】档奶貏e關(guān)注。
幼時患過的小兒麻痹癥,給廖良生帶來了永久殘疾。出生在江西省遂川縣鎢礦上,“挑擔(dān)子挑不贏人家”,廖良生只能好好學(xué)習(xí)。好在他爭氣,成績總是名列前茅。
因腿腳問題,上山下鄉(xiāng)沒有他的份兒,別人哭著不去,廖良生鬧著要去。月光下摸黑收稻谷,帶頭挑回168斤重的柴火……他這個知青隊(duì)長成了全省“扎根農(nóng)村干革命”的典型。“很多人覺得這段經(jīng)歷是浪費(fèi)時間,我卻從不這樣認(rèn)為,它對我的意志磨煉非常重要。”
1977年恢復(fù)高考,廖良生被江西大學(xué)(南昌大學(xué)前身)正式錄取前,縣招生辦認(rèn)為他不夠格,“大學(xué)生的身體要像當(dāng)兵的人一般健康”。一位領(lǐng)導(dǎo)站出來為他說話:“他堅(jiān)持4年在農(nóng)村種田,去的又不是地質(zhì)、礦產(chǎn)等專業(yè),為什么不行?”
開學(xué)體檢,廖良生沒通過。他苦苦哀求,據(jù)理力爭。爭論到學(xué)院里,書記讓他走幾步路看看。“走路沒問題呀!”書記很開明地“放行”了。
一次次被險些“退貨”而壓抑的情緒,終于在入學(xué)后爆發(fā)。從大學(xué)第一天起,為了學(xué)習(xí),廖良生成了“玩命之徒”,凌晨1點(diǎn)睡、早晨6點(diǎn)前起,同寢室舍友說“大學(xué)四年就沒見過他晚上入睡的樣子”。
人生的每一步都不會白走,堅(jiān)韌與努力伴隨著廖良生的一生,對健康的關(guān)注也滲透到他的日常與科研中。
如今,光源對健康的影響正是廖良生的科研方向之一。同行多把光轉(zhuǎn)化為電,而他把電轉(zhuǎn)化為光。2022年,廖良生團(tuán)隊(duì)與合作者率先獲得發(fā)光峰達(dá)1000納米的有機(jī)電致發(fā)光!蹲匀-光子學(xué)》的審稿人評價認(rèn)為,該研究是有機(jī)電致發(fā)光進(jìn)入近紅外II區(qū)(1000至1700納米)的里程碑。
不久前,在光泵浦條件下,他們又率先獲得波長為860納米的有機(jī)微納晶體激光。這讓廖良生團(tuán)隊(duì)很興奮,因?yàn)檫@些突破讓光通信、紅外探測、光動力治療、生物探針等有了更多想象的空間。
不只是科研,生活中他也是一名“綠色愛好者”。他讓大家盡量遠(yuǎn)離塑料的食品容器。每天中午,他都會拿出夫人為他精心搭配的健康營養(yǎng)餐,里面是芹菜、胡蘿卜、雞肉等。學(xué)生覺得太清淡,可他卻總是津津有味地咀嚼著,不知道的人還以為里面盛滿了怎樣的珍饈佳肴。
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