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作者:光电工研院
张传维--一场高端椭偏仪的国际突围
2017-12-18

引领全球高端智能手机风潮的苹果,在刚发布的 iphone X 上,使用 OLED 显示屏。

业内预测,明年,OLED 将会出现供不应求的局面。而现在 90% 以上的 OLED 产能,都在三星手里,包括苹果手机。其他显示厂商的 OLED 屏幕,产能和技术,仍在爬坡。

这些关键技术中,就包括对 OLED 显示屏中多层纳米级厚度的有机发光薄膜的检测。

一旦国产 OLED 显示屏大规模进入商用,良品率该如何控制?

“目前,三星公司 OLED 显示屏良品率最高,能做到 9 成以上。”武汉颐光科技有限公司总经理张传维说,但如何检测,国际大佬对我国实行了技术封锁。

近几年,颐光科技自主研发生产出我国首台高端宽光谱穆勒矩阵椭偏仪,成功进行 OLED 屏幕有机发光薄膜镀膜工艺过程检测。

作为国内唯一专业从事高端椭偏仪研发、制造与销售的高新技术企业,颐光科技高端椭偏仪产品被广泛应用于集成电路、半导体、光伏太阳能、平板显示、 LED/OLED 照明、存储、生物、医药、化学、电化学、光学镀膜和保护膜、减反膜、光刻材料等众多领域。

 

玻璃基板上覆盖多层纳米级厚度的 OLED 材料,就能做成 OLED 显示面板。

“最核心的检测指标,就是 OLED 材料的光学特性和厚度。”张传维说,就像一根筷子放在液体里会发生折射一样,折射程度取决于液体的成分不同的光学特性,就会产生不同的折射系数, OLED 的发光效率和出光亮度就不一样。只是, OLED 材料的厚度往往只有几个纳米,控制难度非常大。

2011 年,张传维从华中科技大学机械学院博士毕业,留校从事博士后研究。

这一年,国家投入 8 亿元启动首批重大科学仪器设备的开发。长期以来,我国的重大科学仪器,绝大多数都是从国外购买。

抢抓国家专项机遇,张传维与合作导师萌生了自主研发椭偏仪的想法,用来检测 OLED 等多种材料.

我国关于椭偏仪的理论研究,自上世纪 70年代就已经开始。那时,复旦大学、中山大学等高校,为相关基础研究奠定了扎实的理论基础。

那么,为什么这么多年过去,都没有生产出一台真正意义上的商用全自动椭偏仪设备呢?

“要做成设备,除物理与光学基础理论算法外,更多涉及运动控制、精密光机电一体化设计、集成、调试和工程化等诸多问题,而这正是我们多年在机械学院从事精密光学仪器研究的优势!”

2006 年,张传维攻读博士期间,曾师从华中科技大学机械学院二级教授、国家杰出青年科学基金获得者刘世元,在椭偏测量方法与理论方面积累了深厚的经验。

万事俱备,时不我待!

在国家专项等资金近 4000 万元支持下,张传维团队仅花了两年时间,就成功研发出椭偏仪原型样机。“而同批执行的其他专项项目计划时间都是 5 年,我们整整提前了 3 年。”

这一年,也就是 2013 年,颐光科技公司成立。 从原型样机到工程样机,再到产品化,仍有大量的工作要做,漫长的路途要走。

又经过两年艰苦研发,国内首台商品化高端穆勒矩阵椭偏仪终于成功面世。

中国计量科学院出具的测试报告显示,这台椭偏仪,全部指标与国际水平相当,且部分指标处于国际最先进水平,获得业界、学术界普遍认可。

“作为一个技术团队,在光电工研院这个平台上,物业、交通、法务、出口代理、知识产权等问题,基本都不用操心。”张传维说,工研院还针对 OLED 产业进行了大的布局,从生产 OLED 材料到做检测的,从做基体材料到做背光的,已经形成一个完整的产业链,大家抱团创业, 具有得天独厚的优势。

 

2015年 6 月,国内首台椭偏仪销售到广西大学物理学院。该学院也成为国产高端椭偏仪第一个“吃螃蟹”的人

但在此后,产品销路却陷入僵局,一度打不开局面。

张传维十分迷茫:产品技术水平很高,学术交流评价也很高,为什么卖不出去呢?

“此前我一直认为,只要做好技术,市场一定会认可,其实错了。”他坦言说,作为科学研究, 在实验室只用原理上印证就行,甚至越复杂越能显示出水平。但作为产品,更要强调用户的操作便捷、实用、可靠,成本低、性能高等。

“从科研者向创业者转变,总要交点学费吧!”他笑笑。此后,张传维带着团队不断外出拜访客户,了解客户需求。“每个月拜访四、五家,靠谱的不靠谱的,有希望的没希望的,整天都在外面跑,企业的,高校的,有展会就参加。”

思路转换,高端产品越来越轻便化、小型化。

原来一台椭偏仪有半张桌子大,100 多斤,各种线缆一大堆,如今颐光科技系列化产品中最紧凑款椭偏仪只有一张 A3 纸大小,一个 USB 接口接电脑,1 秒钟左右就能测出所需数据。

与客户的不断接触中,颐光科技还发现了一个非常大的市场痛点。

截止 2015 年,我国花高价从国外进口的几百台椭偏仪,真正用好的,不到 10%。

这是为何?

使用单位普遍反映,仪器一旦硬件上出现问题,等国外维修人员往往需要几个月甚至半年时间,且一次上门费就得好几万元。同时,检测数据需要软件模型来分析支撑,国外企业在时差、语言、支持效率上都让用户觉得不顺畅。

市场痛点就是卖点。

他决定,把仪器免费给用户试用,派专业团队针对用户需求帮用户编写分析软件,放大颐光的服务优势。

 

2016年春节后上班的第一天,张传维接到面板龙头企业华星光电相关负责人的电话:“我们决定采购你们的仪器,用在最新可挠式 OLED 显示屏研发生产线上。”

这个电话,让张传维看到了产业化应用的市场曙光。

其实从 2015 年 10 月份开始,颐光科技就免费给华星光电做测试。那段时间,连续一两个月,华星光电每天送几百上千片样片到颐光科技,他们加班到凌晨三四点,当晚就把检测数据传给对方。精确的数据和贴身服务,终于打动面板巨头。

正是这种劲头,令颐光科技在与美国、日本、匈牙利等国外巨头同台竞标时,频频夺标。

“这在以前是不可想象的,大家对国产仪器设备有一种天然偏见。”张传维说,但是现在, 如果能花更少的钱,做同样的事,甚至享受更好的服务,何乐而不为呢?

如今,颐光科技同类产品价格仅为国外的 6到 7 成,售价从 30 万元到 100 万元不等。

除华星光电外,湖北兴发集团、深圳大学、重庆大学、华南理工大学等客户纷纷发来订单。现在,颐光科技每天都能接到咨询和购买询价电话。

除了 OLED 领域,颐光科技的椭偏仪还被广泛应用到集成电路、太阳能光伏、化学等领域。这项“独门绝技”,让颐光科技获得了近 1 千万元首轮融资。

随着国内平板显示、光伏等产业爆发,国内椭偏仪将形成 30 亿元到 50 亿元大市场。

据保守估计,全球显示面板制造,约有六七成在我国生产。目前,颐光科技椭偏仪产品已进入国内国家 OLED 面板产线进行 Demo 测量,根据目前进展,国内面板厂商 OLED 产品一旦量产,很有可能将颐光科技的仪器装上生产线,带动公司业绩大幅增长,“我们不希望一口气吃个胖子,近几年将按照每年翻一番的节奏,才能走的更稳。”张传维的眼中,写满自信与笃定。

今年,颐光科技销售额有望达到 1000 万元。



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