3. 像素级隔离结构：黑色矩阵、深沟槽隔离与金属反射墙

各位，咱们接着聊色转换串扰的硬核解法。上一章讲了量子点光刻胶的 patterning 精度，但说实话，光靠材料本身还不够。你想想看，一个像素发出的光，凭什么不往隔壁跑？

物理隔离，才是最直接的手段。这一章，我就把三种主流隔离结构掰开揉碎了讲：黑色矩阵（BM）、深沟槽隔离（DTI），还有金属反射墙。每种都有它的脾气，选错了，良率直接给你颜色看。

3.1 黑色矩阵（BM）的设计原则

黑色矩阵这东西，做 LCD 的老工程师再熟悉不过了。但在 Micro LED 上，它的角色完全变了——不只是挡光，还得吸杂散光。

设计时要注意三个参数：

• 厚度 vs 开口率：BM 越厚，吸光越好，但会挤占发光区。我个人习惯把 BM 厚度控制在 1.5~2.0 μm，配合高折射率吸收剂。
• 材料选择：碳黑系最便宜，但反射率偏高（~5%）。我建议用树脂基混合纳米碳管，反射率能压到 1% 以下。
• 侧壁角度：BM 侧壁最好做成 70°~80° 的倒梯形。为什么？让斜入射光在侧壁上多 bounce 几次，能量就耗散了。

3.2 深沟槽隔离（DTI）工艺

DTI 是从半导体存储器那边借来的技术。说白了，就是在硅基驱动背板上刻出深槽，然后填上氧化物或聚合物。这招对横向光串扰特别有效。

工艺要点我列个表，大家看得更清楚：

参数	典型值	我的建议
沟槽深度	3~5 μm	至少超过量子点层厚度 1 μm
沟槽宽度	1~2 μm	太宽牺牲开口率，太窄难填充
深宽比	3:1 ~ 5:1	超过 5:1 容易产生空洞
填充材料	SiO₂ 或黑胶	黑胶吸光更好，但应力大

嗯，这里要注意：DTI 的刻蚀工艺非常关键。我踩过一个坑——用 Bosch 工艺刻出来的侧壁有 scallop 纹路，导致填充时产生微气泡。后来改成低温 Cryo 刻蚀，侧壁光滑多了。

3.3 金属反射墙的利弊

金属反射墙，思路和 DTI 相反——不吸光，而是把光反射回本像素内。常用材料是铝（Al）或银（Ag）。

好处很明显：

• 光提取效率能提升 20%~30%
• 对角度串扰抑制效果好
• 工艺相对成熟（和 CMOS 金属化兼容）

但坏处也不少：

• 反射光会多次 bounce：如果量子点层散射强，部分光还是可能从顶部逃逸到隔壁。
• 金属迁移风险：Ag 在电场和湿气下容易迁移，短路风险高。我建议用 Al 或 Al/TiN 叠层。
• 工艺温度限制：金属墙必须在量子点涂布之前做，否则高温会降解色转换材料。

3.4 三种方案对比与选择

我把三种方案放在一起对比，大家一目了然：

方案	串扰抑制	光效影响	工艺复杂度	成本
黑色矩阵（BM）	中等（~70%）	降低 10~15%	低	低
深沟槽隔离（DTI）	高（~90%）	降低 5~8%	高	中
金属反射墙	高（~85%）	提升 20~30%	中	高

你想想看，如果做的是 4K 以上的高 PPI 面板，我建议 DTI + BM 组合使用。DTI 负责深度隔离，BM 负责表面杂光吸收。金属墙嘛，除非你光效实在提不上去，否则尽量少用——工艺风险摆在那里。

3.5 结构示意图

下面这张图，我把三种隔离结构画在一起，方便大家理解空间关系：

从图上能看出来，三种结构各有各的用武之地。我个人在实际项目中，最常用的是 DTI + BM 的组合——既能保证串扰抑制，工艺风险又可控。金属墙我一般只在客户对亮度有极端要求时才上。