当下随信息技术、人工智能快速发展，可交互显示形态加速升级。虚拟现实（VR），增强现实（AR）等近眼显示技术成为研究热点，为用户提供全新的观感和交互体验。而显示设备也朝着微型化不断发展。为保证单位视场角内具有足够像素密度，同时不损失发光效率。这对超高分辨率显示提出新的挑战。传统发光二极管（LED）在微纳尺寸上面临严重的侧壁缺陷带来的效率衰减，而量子点本身具有优异的发光特性，且发光效率几乎不受像素尺寸的影响，这为高性能超高分辨微显示的发展带来新的契机。而实现量子点在微纳尺度上的高精确组装是打破分辨率极限，实现高性能超高分辨量子点发光二极管（HR-QLED）的关键。
基于以上研究背景，福州大学李福山团队提出并设计了一种新型量子点组装模式，利用超薄的小分子黑色素（Nigrosin）表面微结构诱导量子点进行选择性组装（SMA）。这种经过特殊定制的黑色素表面具有独特的表面特性，其与空穴传输层产生的表面能梯度使量子点溶液发生快速地定向自驱动，实现高对比度的图案化。同时通过仿真分析模拟，进一步优化表面能梯度和驱动时间，实现36599 像素密度（PPI）超高分辨像素阵列。同时利用SMA组装与光交联结合，成功制备了2540 PPI全彩发光阵列器件。量子点的选择性组装大大提高了图像对比度，黑色素微结构还有效阻挡了像素间漏电流，抑制了像素间发光串扰。此外，所制备的单色和全彩高分辨器件均表现出优异的发光性能，最大外量子效率分别达到18.74%和11.01%。是目前高分辨量子点发光器件最佳性能之一。
该组装策略适配于纳米颗粒的高精度组装，过程简单，成本低廉，而且适用于大面积制备，为高性能微型显示技术的发展提供新的思路。相关成果以“Ultrahigh-resolution full-color quantum dot LEDs based on region-selective interfacial self-assembly”为题发表在国际顶级期刊《先进功能材料》（Advanced Functional Materials）上。
【结果】
图 1 a，荷叶的自清洁形态及其表面微结构的三维形态。 b，量子点组装示意图。 c，阐明表面微结构特性对分子组装影响的示意图。d, 表面微结构组装过程示意图。
图 2 a，量子点与不同微结构界面的组装原理示意图；b，量子点溶液自驱动过程模拟；c，驱动时间与接触角梯度的关系曲线；d，辛烷表面接触角随紫外线照射时间的变化，以及量子点在黑色素微结构表面上单个像素的形态变化；e，量子点在黑色素/TFB 表面上的组装形态随量子点浓度的变化。
图 3 a, 使用不同表面微结构材料组装的量子点阵列的光学照片。 b, 使用不同表面微结构材料获得微结构形的原子力显微镜图像和高度分布。c、量子点组装前黑色素构建的孔状图案的SEM图像和量子点组装后圆形图案的荧光显微照片。 d、量子点在黑色素微结构表面组装前后的荧光显微照片。e，用不同材料构建的表面微结构组装的量子点图案的对比度。
图 4 a：PDMS 印章的光学显微镜图像；b-d：图案周期分别为 4微米、2微米和700 纳米的 PDMS 印章的扫描电镜图像；e-l：不同分辨率的红色、绿色和蓝色量子点阵列的荧光显微镜图像。
图 5 a：利用界面组装和光交联技术制备量子点全彩图案的工艺流程。b：曝光清洗后有黑素微结构和无黑素微结构量子点图案的对比度差异。c-d，通过 SMA-光交联制备的全彩发光阵列图案的照片。e, 全彩子像素的放大图像。
图 6 a，高分辨率器件结构示意图和各层厚度。 b，高分辨率器件电致发光图像，以及器件中的电荷传输示意图。 c，器件能级示意图（以红色器件为例）。f-h，红色、绿色和蓝色高分辨率器件（8467 PPI）的外部量子效率-亮度-电流效率曲线。 i，全彩色器件的电致发光光谱。 j，全彩发光器件的电流密度和亮度曲线。k, 全彩发光器件的电流效率和 EQE 曲线。
【原文链接】
Chao Zhong, Kuibao Yu, Yuan Qie, Yongshen Yu, Yongyi Lu, Ge Deng, Tailiang Guo, Hailong Hu, and Fushan Li.Ultrahigh-resolution full-color quantum dot LEDs based on region-selective interfacial self-assembly. Advanced Functional Materials. 2025, 2510076.
https://doi.org/10.1002/adfm.202510076
（来源：光电未来）
