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张建华:技术才是王道!

日期:2017-03-30 【 来源 : 新民周刊 】 阅读数:0
阅读提示:她希望在不久的将来,我国消费者能用上这种可以自由拉伸、卷曲、折叠的“真柔性”中国显示屏,使我国在下一代显示技术和产业上走在世界前列。
记者|陈 冰
 
       手机、PAD、电脑、电视……我们正处在一个无处不屏的时代。令人遗憾的是,在显示屏领域,最先进的AM OLED(有源矩阵有机发光二级管)显示屏及显示高端制造装备几乎全部依赖进口。
  眼下,这一垄断已经被打破——由上海大学机电工程与自动化学院、新型显示技术及应用集成教育部重点实验室张建华教授领衔的“平板显示高精细度图案化工艺和装备关键技术开发及应用”在薄膜晶体管(TFT)器件的高精细度图案化技术、装备和工艺三方面取得系统突破,实现了具有国际竞争力的高分辨平板显示光刻机自主创新研制及先进工艺创新研发,为平板显示高端装备及先进工艺的技术能级提升提供技术支撑。为此,张建华团队获得2016年度上海市科技进步一等奖。
  她本人同时还获得了青年科技杰出贡献奖,是10位获奖者中唯一一位女性。
 
分辨率国际领先
 
  挺难想象,在这个男性工程师占绝对主流的行业,一名女性能成为领军人物。本科学化学、研究生阶段主攻润滑材料的张建华,在上海大学获得机械工程博士学位后,由于拥有化学、材料、机械交叉学科背景,被香港城市大学一位研究高密度电子封装的讲座教授看中。从那以后,她一头扎进了电子制造和半导体显示这一多学科交叉领域,先后赴中国香港、英国从事科研工作。
  2003年末,张建华回到母校上海大学,参与筹建新型显示技术及应用集成教育部重点实验室,并得到上海市科技启明星、教育部新世纪优秀计划人才、上海市优秀学术带头人等人才计划的支持。从团队建设到设备招标,从技术研发到工程谈判,这位娇小的土家族女子感到担子很重,也遇到过不少困难和委屈。
  随着技术的不断突破,张建华成为上海“新型显示”首席专家和首席科学家。上海大学也成为拥有最完整的AMOLED及其产业链技术的平台。经历风雨的张建华告诉记者:“这个行业不相信眼泪,技术才是王道。”
  早在2011年前,她所带领的上海大学新型显示研发团队主要进行AM OLED显示技术在国内的“从无到有”突破,成为国内最早实现AM OLED彩色显示器自主研制的团队之一,获得了上海市技术发明一等奖。随后又相继发明了自对准TFT图案化新技术并应用于高分辨率光刻机及工艺,发明并研制实现了大面积、高可靠的AM OLED先进封装工艺和设备。
  对普通人来讲,可能并不太能够理解显示屏制造技术到底难在哪里。说得通俗一点,我们平常使用的手机、平板电脑、电视机等电子产品的显示屏幕,其最基础的原材料是玻璃。而要把一大块玻璃变成一块块屏幕,需要成百上千道工序,其中,薄膜晶体管器件(TFT)是新型显示AM OLED和TFT LCD等的基础器件,高分辨率显示屏制造需要用单台售价1亿元以上的高精细度平板显示光刻机将这些器件精密制造到玻璃上。
  对于显示产业而言,大面积高精细度光刻机是核心装备之一,而这套设备的核心技术一直掌握在日本企业手中。张建华说,玻璃基板表面实质是不平的,面积大制作过程中也会易产生翘曲变形,生产中要在1平方米左右的基板上,光刻出微米级宽度的线条。“这样的难度,相当于要在足球场上只花几秒钟时间找到一颗大豆。”
  然而,她带队迎难而上,发明了自对准TFT图案化专利技术。基于此产学研合作推进大面积平板显示光刻机的国产化研制、G4.5代分辨率达到1.5微米,不仅打破了原先由日本企业保持的世界纪录,而且实现了我国平板显示高端装备“零”的突破,使得高清显示屏生产过程中所需的核心装备首次出现了“中国造”。
 
行业需求至上
 
  在AM OLED制造技术方面,目前产业主要采用顶发射OLED器件结构、FMM蒸镀图案化技术。张建华指出AM OLED典型的制造特征是超大面积、巨型微电子工艺与装备、高精细宏微纳跨尺度制造,是电子信息制造领域最具挑战的技术之一。
  显示是万亿产业。“十三五”期间,显示产业中心向中国转移的速度加快,综合竞争力显著提高。中国有最大的市场,最火热的投资,但目前AM OLED新技术研发、产业链配套能力相对薄弱,因此中国显示产业的发展还有很大空间。目前,韩国在AM OLED面板及高端应用领先,日本在材料和设备等基础产业上领先,中国市场潜力巨大并且发展迅速,张建华认为这是一个最好的全球合作的机会。
  而张建华和上海大学新型显示团队的进步,不仅源于一流的技术创新能力,也源于他们与行业、与产业界的紧密合作。“在工程学科、应用基础研究领域,高校科研人员不能‘自娱自乐’,而是要服务行业需求,引领行业发展。”这是上海大学对新型显示团队的要求,也是他们团队产学研合作的原则。
  AM OLED投资建设中装备仪器投入占比达70%左右,其国产化可谓意义重大。2008年,在上海市科委牵线下,这位女科学家主动与上海微电子装备公司合作,研制我国行业急需的高分辨率平板显示光刻机及全套工艺。如今,基于张建华团队专利和基础工艺技术的平板显示光刻机已投入量产。在上海微电子装备公司和产业界,上海大学新型显示收获了满满的信任,“做AM OLED新型显示,找上海大学。”张建华说,目前,我国在AMOLED整体技术上与世界第一的韩国还有差距,但在不远的将来,随着中国科技和产业快速发展,将会实现全面赶超。
  关于AM OLED未来的发展趋势,张建华认为有两点,一是向高分辨率、柔性显示方面发展;二是趋于低成本、绿色制造方向。未来高分辨率柔性显示技术将颠覆当前传统平板显示形态,带来全新的用户体验。AM OLED也将更加智能,目前是多个传感器分立器件组装,未来或许将高度集成在显示基板中,使产品更加轻薄。
  “未来显示将从刚性平板硬屏向曲面屏、可弯曲折叠的真柔性软屏及其创新应用(如虚拟现实、VR、可穿戴柔性显示器等)发展。” 为了引领行业发展,张建华已和她的产学研用协同创新团队开始真柔性显示材料、器件、制造工艺和装备的产学研用协同创新研发。她希望在不久的将来,我国消费者能用上这种可以自由拉伸、卷曲、折叠的“真柔性”中国显示屏,使我国在下一代显示技术和产业上走在世界前列。
 
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