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研究人员利用紫外线打印像素制造出超微型OLED,其结构与微芯片相似

一张通过光刻技术制作、尺寸为 250 × 350 像素、多色荧光效果的鹦鹉微型图像。
ⓘ ETH Zurich
一张通过光刻技术制作、尺寸为 250 × 350 像素、多色荧光效果的鹦鹉微型图像。
苏黎世联邦理工学院(ETH Zurich)的研究人员开发了一种能够经受住光刻工艺的发光有机发光二极管(OLED)聚合物,这有望以芯片制造的精度对微小像素进行图案化。这一突破有望为增强现实(AR)眼镜的超小型高分辨率显示屏,以及用于医学研究、传感器和显微镜的微型光源铺平道路。
Virtual Reality (VR) / Augmented Reality (AR) Monitor Concept / Prototype

苏黎世联邦理工学院(ETH Zurich)的研究人员开发了一种新型发光有机材料,该材料可通过光刻技术进行加工——光刻技术是芯片制造的基础工艺,用于在半导体晶圆上制造微观结构。 这一突破最终有望为增强现实(AR)眼镜相机取景器、传感器和生物医学设备提供极其微小且高分辨率的OLED显示屏。

OLED特别适合用于微型显示屏,因为其有机发光材料即使在极小尺寸下也能保持亮度。但挑战在于如何以足够的精度进行制造。 光刻技术——即制造半导体芯片所用的工艺——本可帮助解决这一问题,但标准方法中使用的溶剂和化学试剂会破坏传统OLED材料中敏感的有机分子。

苏黎世联邦理工学院的研究团队通过开发一种兼具光刻胶功能且能在光刻过程中耐受强腐蚀性化学试剂的发光聚合物,成功解决了这一难题。 该材料具有核壳结构:发光分子被保护在内部,而反应性基团则位于外部。在紫外线照射下,这些基团会发生交联,使受光区域变得不溶于水,从而能够将材料图案化成精细结构,这与半导体制造中使用的传统光刻胶非常相似。

研究团队利用紫外光刻技术,将发光聚合物图案化为微观结构,包括下图所示的鹦鹉测试图像。

为了演示这项技术,研究人员制作了一张尺寸仅为300 × 430微米、包含250 × 350个像素的鹦鹉彩色图像。该图像并非可工作的显示屏:其像素在受到外部光照时会发出荧光,而非通过电刺激发光。 研究人员表示,这是迄今为止利用光刻技术制作出的分辨率最高的多色荧光图像。

该团队还在另一项实验中展示了由电力驱动的发光二极管,成功制作出一个尺寸为1 × 2.4毫米的发光ETH标志。下一步是进一步缩小像素尺寸。不过,在该技术能够成为功能性显示屏之前,研究人员仍需开发出能够独立控制单个像素的电子元件。

研究人员认为,该技术的潜在应用不仅限于增强现实眼镜和电子取景器的微型屏幕。这些微小且可精确控制的光源最终可直接集成到芯片上,用于医学和生物学研究、显微镜观察及传感器领域。例如,它们可以照亮单个生物细胞,或通过光刺激神经细胞。 这项题为《将光刻微缩技术扩展至OLED的电致发光光刻胶》的研究于2026年9月16日发表在《自然》杂志上。

来源

《自然》杂志通过EurekAlert发布

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Andrew Sozinov, 2026-09-24 (Update: 2026-09-24)