有機發光二極管(OLED)發明人鄧青云60歲退休時,美國柯達公司部門高管給了他這樣的評價:“鄧青云為柯達做了兩件好事,一件是發明了OLED,另一件是從中國招聘了Larry。”
OLED給全球顯示技術帶來了狂歡,可Larry又是誰?
Larry的中文名是廖良生。雖然他在2009年離開柯達加入蘇州大學功能納米與軟物質研究院,但在柯達同事中一直留有他的傳說。
時值蘇州大學功能納米與軟物質研究院建院15周年之際,往事如昔,浮上廖良生心頭。

廖良生在OLED發光面板產品老化測試車間。受訪者供圖

我國首條國產OLED 蒸鍍生產線。受訪者供圖
另辟蹊徑破難題
鄧青云在1982年發明了OLED,但始終沒有很好解決OLED亮度與壽命對沖的難題。本世紀初,OLED屏至多只能做到2個手機屏(5.5英寸)大小,且屏幕連續點亮50多個小時后,亮度就會明顯下降,難以滿足應用要求。柯達花了10多年攻關,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。此前廖良生從復旦大學到香港城市大學做特邀研究員,跟著鄧青云的前同事、中國科學院院士李述湯做OLED相關研究。
廖良生沒有留過學,一直用勤奮吃苦的方式往前追趕。在柯達,美國人朝八晚五,他朝七晚七,周六也不休息,努力將OLED技術往前推進。
在研究中,他發現:“大家的注意力始終集中在如何把一個發光層做好,為什么不把多個發光層疊在一起?”他想,這樣亮度高、壽命長、尺寸大的顯示屏就可以實現了。“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?”
能夠另辟蹊徑,廖良生認為離不開專業背景和思維模式——半導體物理專業出身,而破解難題的關鍵點,正是半導體物理和電子學知識的結合。此外,發散性思維也很重要。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學考試中拔得頭籌,由此引發了對數理化的興趣。當沒有被約束過的思維與濃厚的興趣、扎實的學術功底相遇,一切都剛剛好。
可是,當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。
“你連電子學的基本概念都沒有。”
“正是有電子學概念,我才提出這個方案。”
“用你的方式,兩個發光單元中間蒸鍍一層金屬就夠了。”
“肯定不行!我們不必爭了,用實驗來驗證好不好?”
……
最后,幾經周折,廖良生的實驗終于成功了。鄧青云也大大方方承認:“Larry你是對的。”
疊層發光二極管解決了OLED的“卡脖子”難題,一項引爆千億級市場的技術就要在柯達實施。然而,一紙傳票又將柯達與日本某公司推向了風口浪尖。
39天——柯達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權就要落空,日本公司再也坐不住了,他們認為是公司的科研人員無意中在學術會議上泄密,才使得柯達搶先一步實現技術突破,于是一紙傳票將柯達告上法庭。
“當時的氛圍嚴肅緊張,如果敗訴,柯達OLED的商業化道路不僅會受阻,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部門,再由他們轉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。”
柯達贏了。廖良生攻克了OLED高亮度、長壽命、大尺寸發光的“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,從此由樣機變為了現實。
繼鄧青云發明的OLED之后,疊層OLED成為柯達第二項最重要的OLED相關發明。2020年在柯達市場價值最高的OLED專利排名中,廖良生作為第一發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。李述湯在蘇州大學前校長朱秀林的邀請下,計劃前往該校創建功能納米與軟物質研究院。他希望廖良生回國一起創建該研究院。
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生了激烈爭吵。
“Larry留在柯達沒有任何問題,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心深處。雖然在柯達有較好的位置,也深受大家尊重,但他做事非常謹慎。“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感的最佳選擇。
李述湯和廖良生發現,柯達在OLED上的收益有限,但基于柯達OLED技術做裝備的日本公司早已賺了10多年。他倆把目光對準了真空蒸鍍裝備,并在蘇州市成立了方昇光電裝備有限公司。
“柯達的經驗告訴我,要做有用的研究。盡管暫時看不到經濟效益,公司也會支持具有市場前景的創新研究。”廖良生告訴《中國科學報》,“我們提倡做從基礎到應用的全鏈條研究,出發點是希望研究成果在5至15年后能對國家的發展產生經濟、社會效益。”
10年后,廖良生沒有辜負李述湯的期許,又在國內解決了一個“卡脖子”難題。
由廖良生主持設計制造的我國首條OLED蒸鍍生產線,填補了OLED裝備的國產化空白。真空蒸鍍機是OLED生產線的“心臟”,也是我國“卡脖子”技術之一。此前,我國逾3000億元的20多條OLED生產線裝備全部依賴進口,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入真空腔體,連續自動進行疊層OLED的制造,裝備可連續運轉144小時,每150秒完成一塊發光面板的制造。
“6個發光單元的疊層OLED的有機層總厚度約1微米,是一根頭發直徑的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50萬小時,遠超10萬小時的使用要求;OLED照明面板的光譜接近大自然光線,藍光含量低,不會對眼睛中的黃斑區產生不可逆轉的傷害,演員試裝、化妝不會因為光線產生視覺偏差,博物館文保也不會因藍光過多導致文物被漂白;自主設計制造的硅基OLED微顯示器如指甲蓋大小,卻在國防安全、VR/AR設備上大有用途。
“你想要做一個東西,就要認認真真去完成它,即便半途有更吸引人的東西出現,也不能輕易轉頭追逐熱點。”這是廖良生的行事風格,而集成OLED材料、器件和裝備的創新成果,實現OLED自主產業化,正是他始終堅持的主要方向。
差點被“退貨”
“如果你抑郁,要去紅光環境中調節自己。紅光能夠照射到人體皮膚和眼球更深處,容易讓人血液循環加快,產生興奮感。”“穿一身紅,不如6分主色、3分輔色、1分點綴色,不然很容易產生審美疲勞。”……
在蘇州大學,廖良生主動要求開設的新生研討課《影響情緒與視覺的多彩光源》,吸引了藝術、音樂、建筑學院的學生前來聽物理老師講光與情緒、美學、健康的關系。學生們說:“廖老師的課融入了他多年來對光學、色彩心理學、藝術、醫學等的思考,別的課上輕易聽不到。”
很難說清楚,是哪個契機激發了他源源不斷的跨學科思考,也許是因為發散性思維,也許是因為他對健康的特別關注。
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,“挑擔子挑不贏人家”,廖良生只能好好學習。好在他爭氣,成績總是名列前茅。
因腿腳問題,上山下鄉沒有他的份兒,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……他這個知青隊長成了全省“扎根農村干革命”的典型。“很多人覺得這段經歷是浪費時間,我卻從不這樣認為,它對我的意志磨煉非常重要。”
1977年恢復高考,廖良生被江西大學(南昌大學前身)正式錄取前,縣招生辦認為他不夠格,“大學生的身體要像當兵的人一般健康”。一位領導站出來為他說話:“他堅持4年在農村種田,去的又不是地質、礦產等專業,為什么不行?”
開學體檢,廖良生沒通過。他苦苦哀求,據理力爭。爭論到學院里,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,終于在入學后爆發。從大學第一天起,為了學習,廖良生成了“玩命之徒”,凌晨1點睡、早晨6點前起,同寢室舍友說“大學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,堅韌與努力伴隨著廖良生的一生,對健康的關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。同行多把光轉化為電,而他把電轉化為光。2022年,廖良生團隊與合作者率先獲得發光峰達1000納米的有機電致發光。《自然-光子學》的審稿人評價認為,該研究是有機電致發光進入近紅外II區(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納米的有機微納晶體激光。這讓廖良生團隊很興奮,因為這些突破讓光通信、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餐,里面是芹菜、胡蘿卜、雞肉等。學生覺得太清淡,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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