科学强国丨光昊光电：材料改变生活

　　中国小康网 独家专稿

　　文｜《小康》·中国小康网记者 苏枫

　　材料科学的进步将会切实地改变人的日常生活面貌，改变人与人、人与自然的交互方式，甚至改变人的思考方式。

　　材料是现代工业文明的重要基石，谁掌握了材料谁就控制了技术。在过去的数次工业革命中，人类的日常生活方式发生了难以想象的变化。人类的首台通用型计算机诞生于近80年前，从那一刻起，半导体工业的迅猛发展远远超出了大多数人的预期，这一切的基础在于以硅为代表的无机半导体，材料科学和工艺的不断完善。而有机半导体的发展历史仅有40年左右，包括OLED材料在内的有机半导体材料工业，目前正在经历相似的技术变革。

　　十余年前，薄似纸张的柔性显示屏幕还是只能出现在科幻或奇幻作品中的概念；但出生于2010年前后的这一代人，当他们在哈利·波特这样的小说和电影中看到会活动的画像和报纸时，对其的第一印象很可能并非魔法，而是某种非常现实的柔性屏技术。

　　浙江光昊光电科技有限公司（以下简称光昊光电）是2020年3月成立的高科技公司，坐落于浙江台州永宁江科创带的核心区域。光昊光电的使命是“材料改变生活”。公司主要从事新型有机半导体材料和技术，特别是具有自主IP的OLED材料的开发。目前公司的常规产品为高端中间体，主要研发产品为OLED中关键功能层材料——发光层材料（红、绿、蓝光），包括主体材料和客体材料，（特别是热辅助延迟荧光（MR-TADF）材料）。产品直接销售给国际上的OLED材料大厂及各大面板厂商，用于AMOLED显示面板制造，目前聚焦蒸镀型材料，同时积极布局下一代显示技术和材料即印刷OLED显示。

　　找到创业方向

　　作为国家级领军人才、光昊光电的创始人，德国的留学及工作经历对潘君友影响非常大。在德国拿到博士学位后，潘君友先后在两家世界500强企业工作，最后一家是显示材料领域的“全球老大”，他在这家公司担任材料研究中心实验室主任10多年，学到了新材料开发的全套流程，积累了丰富的经验和人脉关系，特别是认识Klaus Müllen院士并和他成为好朋友（Klaus Müllen院士后来也成为了光昊光电的联合创始人）。回国后，潘君友加入深圳的一家世界500强企业，并为其创立了一家子公司，由此重新融入国内的环境，建立了国内的人脉关系，学习了很多公司管理经验，而这些对光昊光电的创立和运营至关重要。

　　很多人不禁要问：与其他材料相比，OLED的优点是什么？它最新应用于哪些产品？

　　相比于上一代的液晶显示技术（LCD技术，目前仍占有较大市场份额），OLED技术在图像质量（超高对比度、理想的色域表现、更快的像素响应）、轻便程度（超薄屏幕）、环境适应性、低能耗、耐冲击等方面都有显著优势。特别是，OLED在透明显示、柔性显示、折叠屏等领域具有LCD技术无法企及的独特优势。目前，OLED显示在国内中小屏（智能手机、手表）占比一半以上，市场渗透率不断提高；而在柔性屏、折叠屏等新概念显示设备中，OLED占比几乎达到100%。OLED显示继续发展的方向是往更大尺寸（中尺寸、大屏）和更小尺寸（微显示）的消费市场发展。目前，华为、联想、华硕、惠普、LG等消费电子企业已推出越来越多使用OLED屏幕特别是柔性屏/折叠屏的平板电脑和笔记本电脑产品，OLED大屏的工艺越来越成熟；在微显示方面，苹果推出的Apple Vision Pro设备就采用了micro-OLED方案。应该说，OLED显示目前展现出很强的生命力，在显示领域中置换已有市场份额的同时，也在不断拓展全新的应用场景。

　　光昊光电正在参与科技部的最新项目，该项目由京东方和华星光电牵头，由行业内在光电材料领域有深入研究和亮眼技术表现的多家企业和高校参与。光昊光电在本项目中的主要任务是，基于前期在蒸镀型高性能蓝光OLED材料的良好开发基础，开发自主IP高性能印刷型蓝光OLED材料和印刷墨水，助力推动印刷OLED产业化。目前，该项目已成功获批立项，各课题组正在按照考核指标规划本年度研发计划，并开展研发工作。

　　潘君友介绍，该项目有两大特点。一是技术立项面向未来。溶液加工，特别是印刷OLED是公认的未来发展趋势之一，相比于蒸镀方案，印刷OLED是一种技术范式的转变，它是一种绿色低能耗制造技术，可以推动广义上的印刷电子发展。此外，它能够极大提高材料利用率，在制备柔性、大尺寸显示屏/照明器件的应用方面也有突出优势。但主要由于材料性能尚不足，目前国际上还没有具有足够竞争力的商业化量产方案。该项目和相关研发的推行，有助于推进我国在新型显示产业从跟跑到赶超，甚至领跑的身份转变，有机会在未来的印刷OLED产业实现弯道超车。

　　二是执行层面非常关注产业链资源整合。我国新型显示领域相比欧美日韩起步晚，受到国外的技术和知识产权制约，产业链整合程度也较低，相关技术的开发面临很多挑战。本次的示范项目通过行业龙头牵头，在基础材料和墨水开发、基板工艺、印刷工艺、面板生产各个环节都由领域内技术领先的企业和高校研究所负责技术攻关，能够有效提高整体研发效率，特别是节省共性技术的研发成本，真正实现面向量产的技术研发，避免各自闭门造车导致的低效率和浪费。

（上图）浙江光昊光电科技有限公司。摄影/苏枫

（下图）潘君友博士，国家级领军人才，浙江光昊光电科技有限公司董事长。摄影/苏枫

　　OLED显示的生命力

　　潘君友向《小康》杂志、中国小康网记者介绍，OLED材料研发的难点分为几个层面。

　　首先，从科学问题本身而言，高性能显示器件对材料的要求越来越高；特别是在波长短、能量高的蓝光OLED中，效率低、长期工作下亮度衰减带来的“烧屏”问题一直是行业亟待克服的缺陷。高效率长寿命的蓝光磷光材料和技术，既是一个科学问题，也是OLED产业中最后一个还没有解决的技术“圣杯”。

　　其次，从知识产权角度看，相比于欧美日韩等新型显示领域先发国家，我国OLED材料行业仍处于起步阶段，国产自研OLED材料面对行业龙头已经形成并不断完善的专利壁垒，在新材料的设计开发和相关知识产权保护方面面临不小的挑战。

　　最后，从研发成果落地转化的角度看，OLED材料开发跟新药的开发类似，开发周期长，加上验证和导入产线的时间，通常一个新开发的自主IP材料需要3~5年时间生产销售，这对于初创企业持续性的研发投入无疑形成了一定压力。

　　尽管存在上述困难，但潘君友对未来充满信心：“我们应当看到由于化学科学和精细化工工艺仍在不断发展中，很多过去难以合成或难以经济合成的化学结构变得可行；基于对材料构效关系和器件物理过程的充分认识，我们相信在蓝光OLED材料方向机遇和挑战并存，专利空间仍然存在。同时，相比于已经形成规模的行业龙头，新兴企业具有更高的策略灵活性，在特定的专精方向上仍有机会对其进行赶超、实现有效的知识产权布局。最后，通过与上下游企业的紧密合作和联合开发，可以有效提高研发成果落地转化的效率，促进研发型企业快速成长、健康发展。”

　　潘君友认为，随着全球产业链重组和我国产业升级过程的推进，OLED材料国产化需求不断增长的前景是明确的。

　　在宏观层面，目前我国主要面板企业出产OLED屏幕的市场占有率稳步提高，未来很有可能实现对韩国企业的反超，成为全球第一；在OLED面板中，发光层材料成本占到15%~30%，部分材料毛利率可以达到70%甚至更高。在这一背景下，OLED材料国产化的实现意味着给国产OLED显示行业带来显著降本增效的机会。首先，供应链的本地化将有效降低生产全流程中的运输和时间成本；其次，供应链安全性的提高将使得我国OLED显示行业发展的整体风险变得更加可控；最后，材料国产化将对现有国际材料龙头企业形成压力，使得我国OLED显示行业在相关采购和技术转让活动的谈判中处于更有利的地位。

　　在微观层面，企业通过自主研发实现关键材料的国产替代首先意味着销售和利润的大幅增长；随着关键材料在头部面板企业的成功导入，企业的研发实力和产品品质将得到最有力的背书，从而为进一步发展所需的扩大销售、投融资、研发合作产生积极影响。

　　OLED材料国产化

　　潘君友回国后创立过几个公司，目前为止最满意的就是光昊光电这个团队。

　　光昊光电目前共有员工80多人，研发人员（含生产研发）占50%以上。核心研发成员包括世界顶级的科学家Klaus Müllen院士和多位具有丰富的有机半导体器件和材料产业经验的国家特聘专家和博士团队。其中，国家特聘专家2名，浙江省千人计划特聘专家1名，另有多位员工获得了台州市“500精英计划”和“百名英才集聚工程”的荣誉。公司共有博士近10人，为了配合每位博士的研发方向，给每位博士配备了研发实验室和研发小组，研发小组成员包括硕士10余名。

　　除了研发团队，公司还包括由多名有丰富产业化经验的专家带领的生产团队、品质部（包括一个完整的分析测试中心）、知识产权部门、采购部和销售部。另外公司专门设立了人工智能部门，拥有一个领先的有机半导体材料开发平台。此外，公司还跟国内多个OLED领域或化学合成领域顶级的研究单位和头部企业保持密切的合作关系，以充分利用其智力资源和科研资源。

　　三年的努力和磨合，宛如大浪淘沙。潘君友介绍，目前团队整体处于一个较佳的状态，既有充满激情的年轻人，能吃苦、敢于迎接高难度的挑战，又有经验丰富的资深专家。“有了这么高水平的平台，我有信心实现自己的抱负，为有机半导体材料和技术做出较大的贡献，让中国在世界上的这个领域占有一席之地。另外，我感到很自豪的是，我们团队用短短的3年时间就开发出5支具有自主IP的高性能OLED材料。”

　　随着信息时代的到来，显示将无处不在，OLED技术由于优越的性能及日益成熟的生态，将成为诸多显示技术中最主流的技术。在今后的10~20年中，OLED显示技术仍将有长足的进步。就更广义的有机半导体技术来讲，OLED是第一个商业化取得成功的有机半导体材料，随着材料的进步，其他技术如有机光伏、有机传感器、有机场效应管、有机存储、有机自旋电子学等也有望达到商业化水平，其巨大的潜在市场将被打开，带来对有机半导体材料的巨大需求。

　　目前，光昊光电初步建立了自主知识产权的体系，成功开发5支具有自主IP的高性能OLED材料，并在一项独有的核心技术上取得了较大的突破，为市场开拓奠定了很好的基础。预计再用一年左右的时间完成自主IP材料及技术的商业化导入，实现较大的销售，争取在3~5年内成为OLED材料和技术方案的领导者。另外，光昊光电将继续跟国际主流OLED材料公司合作，为它们提供高端中间体及OLED材料的代工服务，争取在2~3年内成为国内最大的高端显示材料生产平台。长远来看，公司会对有机半导体产业的其他新技术保持密切关注，并对其做前期的技术储备。

　　潘君友总结说：“我们很难具体预测材料，尤其是有机半导体材料的发展未来会给日常生活带来怎样的变化，但可以确定的是材料科学的进步将切实改变人的日常生活面貌，改变人与人、人与自然的交互方式，甚至改变人的思考方式。”

　　（《小康》·中国小康网 独家专稿）

　　本文刊登于《小康》2024年3月下旬刊