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港科大联合思坦科技:QD图案化技术赋能高分辨率全彩Micro‑LED显示

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    Micro‑LED凭借高亮度、长寿命、低功耗的优势,成为下一代显示技术的核心候选方案。但实现全彩化依旧面临巨大挑战。芯片巨量转移工艺成本高、良率压力大,量子点色转换被视作更具可行性的替代路线:利用蓝光Micro‑LED阵列激发红、绿量子点,从而实现RGB全彩输出。

    而量子点高精度图案化,是打通这条技术路线最关键的制造环节。在2026国际显示技术大会ICDT上,香港科技大学联合南方科技大学、深圳思坦科技发布综述报告,系统梳理电液喷墨打印、光刻、热蒸发**三大主流量子点图案化技术,剖析各路线原理、最新进展与现存短板,为高分辨率全彩Micro‑LED 的后续研发与产业化选型提供参考。

    图1:量子点图案化技术原理示意图:(a)打印工艺;(b) 传统光刻工艺;(c) 无光刻胶直接光刻;(d) 热蒸发工艺

    电液喷墨(EHD)打印属于无掩模的加法制备工艺,依靠电场形成泰勒锥,喷出远小于喷嘴孔径的微小液滴,可实现低至1μm的像素尺寸,墨水粘度适配范围广。除直接打印量子点像素外,还可以同步打印绝缘特氟龙网格,分隔像素区域,抑制像素间漏电流,已有研究借助该辅助结构实现2540PPI、外量子效率超20%的器件。但打印工艺仍存在挑战,咖啡环效应、大面积膜厚均匀性问题,是迈向量产需要攻克的重点。

    光刻工艺分为传统光刻胶辅助光刻、无光刻胶直接光刻两大类。传统方案依靠光刻胶完成图形转移,但溶剂处理容易损伤量子点发光性能,还会存在残胶问题。因此业界重点发展直接光交联光刻,通过对量子点表面配体分子做化学改性,紫外曝光后量子点自身发生交联、溶解性改变,不需要额外光刻胶即可完成图案化。

    目前通过双配体、叠氮交联、巯基‑烯点击化学、双齿交联配体等多种分子设计,已经实现最高15000PPI的超高分辨率量子点图形。不过配体化学体系的稳定性,以及大面积工艺兼容性还需要持续迭代。    

    热蒸发属于全真空制备路线,和现有OLED产线设备高度兼容,完全规避溶剂带来的负面影响,膜层厚度均匀可控,适合大尺寸面板。该工艺利用掩模版进行共蒸沉积,还可以原位引入钝化添加剂,修复薄膜内部缺陷。

    现有研究已经基于热蒸发技术做出6.67英寸有源矩阵钙钛矿发光面板,绿光器件外量子效率可达16.4%,器件亮度突破24万尼特。当前短板主要集中在蓝光器件性能不足,还需要进一步优化材料与共蒸工艺。

    对比三条路线:电液喷墨打印优势在于无掩模、分辨率上限高,适合超高 PPI 近眼显示,受制于大面积成膜均匀性;直接光刻可以做到上万PPI超高分辨率,核心瓶颈在于配体化学与量产兼容;

    热蒸发最大优势是适配现有真空产线,大面均匀性好,但蓝光性能还有提升空间。报告预测未来技术会走向混合集成思路,例如蒸发制备传输层,打印/光刻完成发光像素图形化;同时配体分子化学、大面积均匀工艺、长期工作稳定性将是接下来攻关重点。

    量子点图案化技术的持续迭代,将降低全彩Micro‑LED的制造门槛,推动AR/VR、移动显示等终端产品落地。本综述完整梳理了当前技术状态,对学术研究和产业工艺选型具备重要参考价值。

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