一种OLED彩色滤波器超分辨纳米孔阵列光刻技术

基于纳米孔阵列波长选择透射特性的彩色滤波器具有光能传输效率高和色彩显示质量好的优点，是彩色OLED的首选器件，而快速制备大面积纳米孔阵列是该滤波器实用化必需解决的关键问题。本项目提出了基于自组装微球阵列的大面积快速超分辨光刻技术，利用微球和平板接触的特殊物理结构作为纳米结构掩模，结合银膜对倏逝波的放大特性，实现超分辨光刻。采用数值模拟和频谱分析法，研究电磁波的传输和转化过程，建立基于微球阵列的超分辨光刻物理模型。发展多样化光刻掩模制备技术，提出利用疏水材料对自组装样片进行表面疏水处理的方法，实现对样片上任意形状和大小的区域选择性疏水处理，解决区域选择性自组装的关键问题，研制出各种图形化区域分布的微球阵列掩模。搭建实验系统，开展相应的光刻实验，获得可用于滤波器的特征尺寸在200nm～50nm的大面积纳米孔阵列。本项目的研究将大力推动该滤波器在OLED中的实用化进程。

纳米孔阵列彩色滤波器具有光能传输效率高，色彩显示质量好的优点，是彩色OLED的首选器件，而快速/低成本制备大面积纳米孔阵列是该滤波器实用化要解决的关键问题之一。本项目提出一种基于微球阵列的大面积快速超分辨光刻技术，利用微球和银板接触的特殊物理结构作为纳米结构“掩模”，结合银膜对倏逝波的放大特性，实现超分辨光刻。这种方法集中了传统光刻和表面等离子体光刻的优点，克服了传统光刻中衍射极限的限制和表面等离子体光刻中掩模成本高、光刻面积小的缺点。微球和银层的接触点可以方便快捷形成大面积均匀一致的纳米物，成本低。而且，微球阵列聚焦为光刻提供了高质量的大面积阵列光源。本课题基于数值模拟和频谱分析，建立了微球超分辨光刻理论及其曝光模型，给出了相关参数与光刻分辨率的关系。提出并发展了图形区域化微球自组装技术，为任意分布的纳米孔制备提供了多样化的微球阵列模版。实验上，获得了特征尺寸在75nm-200nm的各种金属纳米孔阵列，而且实现了不同周期和尺寸的纳米孔在同一样品上的区域化分布制备。所取得的成果不但推动了OLED彩色滤波器的研究，而且对丰富纳米加工技术和促进表面等离子体光学的发展都具有重要意义。