韩国开发量子点无损光刻技术，满足XR微显示需求

近日，韩媒报道，韩国釜山大学与成均馆大学联合研究团队开发出一种新型非破坏性光刻技术，该技术无需使用光刻胶（Photoresist）及复杂的配体交换过程，即可实现量子点的精密微细图案化。这一技术可满足AR/VR所需的超高分辨率及高可靠性微型显示器的制造需求。

图片来源：Advanced Functional Materials

据悉，量子点发光二极管（QD-LED）凭借卓越的色纯度和溶液工艺兼容性，被视为下一代显示元件的有力竞争者。然而，缺乏能够实现高分辨率RGB像素的图案化技术，一直是QD-LED商用化的最大障碍。

传统的喷墨打印工艺难以形成超高分辨率像素，而基于光刻的图案化方式则面临工艺过程中量子点易受损，或必须经过复杂配体交换工序等局限。

在半导体和显示器的制造过程中，精确刻画极微小图案的技术必不可少。通常做法是先涂抹光刻胶感光材料，通过曝光保留所需图案。但光刻胶的涂刷与去除过程不仅复杂且成本高昂，更极易对量子点等敏感材料造成物理或化学损伤。

针对量子点材料应用问题，此前虽有研究尝试通过交换量子点表面配体来实现无需光刻胶的“PR-free”工艺，但此类方法由于引入了复杂的配体交换步骤，往往会导致量子点表面缺陷增加，从而使其原本优异的光学特性大幅退化。

为此，研究团队开发出一种无需光刻胶和配体交换，即可在不损害量子点特性的前提下进行精密排列的非破坏性技术。该技术简化了工艺流程并最大限度地减少了材料损耗，被视为在实现QD-LED超高分辨率的同时，同步提升效率和寿命的工艺创新。

研究团队开发的核心技术是基于混合型发光层（blended Emissive Layer, b-EML）的高分辨率图案化技术。该技术将量子点与空穴传输层聚合物（PVK）及光交联剂（FPA）混合，在紫外线照射下，聚合物之间会形成牢固的链接，构建出三维网状结构，从而将量子点稳定地固定在其中。通过这一过程，量子点可以精确地留在预定位置，实现极高分辨率的微细图案。

利用该技术，研究团队成功实现了单色10,000 ppi以及RGB全彩1,000 ppi以上的超高分辨率量子点图案，并在无需光刻胶和配体交换的情况下，同时确保了极高的图案保真度和发光特性。

此外，研究团队应用该图案化方式制作了量子点发光二极管。实验结果显示，得益于混合型发光层对电子过量注入的抑制以及对空穴注入的改善，器件的外部量子效率提升了1.7倍，驱动寿命延长了3倍。

研究负责人表示，这种新型量子点图案化技术的特点是能够防止工艺中的量子点损伤，且工艺简单，具有极高的通用性，可适用于多种量子点系统。此外，该技术在提升QD-LED寿命与效率的同时简化了生产流程，将有望加速基于量子点的AR/VR显示器的商用化进程。

来源：LEDinside

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