10月1日消息,据C&EN报道,苏黎世联邦理工学院(ETH Zurich)Chih-Jen Shih与Yinyin Bao团队在Nature发表研究(DOI: 10.1038/s41586-026-11042-0),开发出一种可将OLED像素直接光刻图案化的新方法,为下一代AR/VR微显示器铺路。

OLED已成为手机和电视高分辨率显示的行业标准,但未来增强现实(AR)和虚拟现实(VR)设备所需的微显示器,要求像素比现有制造方法所能达到的更小、排列更密集。传统光刻工艺中的溶剂和化学处理会破坏OLED分子使其失去发光能力,这是OLED无法直接沿用芯片光刻工艺的核心障碍。

该团队的解法是"把发光有机材料本身做成光刻胶":设计一种星形聚合物,将发光单元置于聚合物中心,通过多条径向臂向外延伸;每条臂分两段,内段负责将发光中心与外段的光反应端基绝缘隔离,确保发光单元在光刻全过程中不与光反应基团接触、保持发光性能。通过更换中心发光单元,团队分别制备了红、绿、蓝三色OLED材料。

性能数据方面:团队用该方法制作了一幅红绿像素仅200纳米宽的金刚鹦鹉荧光图像——这是迄今分辨率最高的多色OLED图像,像素尺寸不到当今微显示器最小像素的十分之一。在可电驱动的显示样机中,红绿蓝像素直径为30微米,效率达13.3%,仍低于商用OLED屏幕20-30%的典型值;样机寿命也偏短,最好的像素在连续工作146分钟后亮度减半,部分归因于残余铜催化剂等金属杂质,团队认为转向无金属聚合方法是商业化必须解决的问题。

产业意义在于:该方法可直接复用半导体行业现有的高分辨率光刻设备,绕开OLED精细金属掩模(FMM)对像素尺寸的限制。密歇根大学化学工程师Max Shtein评价称,过去研究者尝试过这类图案化但成效不一,此次工作"解决了很多问题";但他同时指出,OLED行业已围绕小分子发光材料标准化逾二十年,转向全新材料平台是重大工程挑战。Shih本人估计,将该平台推向商业化代工厂需要5-10年的集中努力。 (来源:C&EN)