韩国釜山大学与成均馆大学联合研究团队研发出一项新型制造技术。这项技术能够在不损伤量子点的前提下，对这种下一代显示材料进行超高精度排列。该技术为实现 AR/VR 设备所需的超高分辨率、高可靠性微型显示器，提供了关键性突破。

釜山大学电子电气工程系卢正均教授和化学系黄道勋教授的研究团队，与成均馆大学能源系林宰勋教授研究团队携手合作。2 月 4 日，该联合团队宣布研发出一种全新的无损光刻技术。这项技术无需经过光刻胶（photoresist, PR）涂覆和配体交换流程，就能实现量子点（QD）的高精度微图案化。

量子点发光二极管（QD-LED）凭借高色纯度和溶液工艺兼容性，成为备受瞩目的下一代显示器件。但缺乏能够实现 RGB 像素高分辨率化的图案化技术，成为其商业化道路上的最大障碍。喷墨打印工艺不适合制作超高分辨率像素，而基于光刻技术的图案化方法，不仅会在工艺中造成大量量子点损伤，还需要复杂的配体交换流程，存在诸多局限性。

制造半导体或显示器时，必须具备精准雕刻微小图案的技术。通常的做法是先涂覆名为 光刻胶（PR）的感光材料，再通过光照保留所需图案区域，这个过程就是光刻工艺。但涂覆和去除光刻胶的步骤复杂且成本高昂，还很容易对量子点这类敏感材料造成损伤。

针对量子点的加工，业界也有相关研究提出不直接使用光刻胶，而是通过交换量子点表面配体来开展光刻工艺的 “无光刻胶” 工艺。但这类方法需要引入复杂的配体交换流程，还会导致量子点表面缺陷增多，进而削弱其原本优异的光学性能。

为此，研究团队研发出一项新技术。该技术无需光刻胶和配体交换步骤，既能避免损伤量子点特性，又能实现量子点的高精度排列。这项工艺创新简化了制程步骤，同时最大限度降低材料损伤，在实现量子点发光二极管超高分辨率的同时，还能提升器件效率与使用寿命。

研究团队开发的是 “基于混合型发光层（blended Emissive Layer, b-EML）的高分辨率图案化技术”。这项技术可以将量子点固定在指定位置，同时实现无损伤的高精度排列。

其工作原理是将量子点与空穴传输层聚合物（PVK）、光交联剂（FPA）混合，随后照射紫外线。此时聚合物之间会紧密连接，形成三维网状结构，量子点则被稳定地固定在结构空隙中。通过这一过程，可以精准地只在目标位置保留量子点，从而实现超高分辨率的微图案化。

这项技术的一大优势在于，它并非直接固化量子点本身，而是只固化周围的聚合物。这种方式可以在最大限度减少添加剂使用的同时，有效避免量子点损伤。

借助这项技术，研究团队成功实现了单色 10000 ppi、RGB 全彩 1000ppi以上的超高分辨率量子点图案。在不使用光刻胶和配体交换工艺的情况下，同时实现了高图案保真度和发光特性保留。

此外，研究团队将该图案化技术应用于量子点发光二极管的制备。测试结果显示，混合型发光层能够抑制电子过度注入，并提升空穴注入效率。最终器件的外量子效率提升至原来的 1.7 倍，工作寿命延长至原来的 3 倍。

这项研究的重大意义在于，它开发出一种通用、低损伤的量子点光刻技术，成功解决了量子点图案化与器件稳定性之间的矛盾，同时实现了工艺简化与性能提升的双重目标。

实验还证实，该图案化技术不仅适用于量子点，还可应用于多种纳米晶材料。这其中包括不含镉这种有害重金属的铟磷（InP）基无镉量子点，以及银纳米颗粒等。该技术展现出在下一代显示器和光电器件领域的广泛应用潜力。

主导这项研究的釜山大学卢正均教授表示：“本次研发的量子点图案化技术，其特点在于能够在工艺过程中防止量子点损伤，同时具备操作简便、可适用于多种量子点体系的高通用性。” 他还指出：“除此之外，该技术能够提升量子点发光二极管的寿命和效率，并简化制程，有望加速量子点基 AR/VR 显示器的商业化进程。”

相关研究成果已发表在材料科学领域国际知名学术期刊《先进功能材料》（Advanced Functional Materials）2 月刊上。论文标题为《基于光交联聚合物混合物的胶体量子点通用无损直接光刻技术》。