福州大學發表26年首篇Nature！

增強現實（AR）和虛擬現實（VR）技術的廣泛應用，亟需一種能夠同時實現超高像素密度（超過10,000 PPI）、高發光效率、長工作壽命且可大規模生產的全彩微顯示技術。然而，現有技術各有短板：液晶顯示器光學效率低；有機發光二極管在微小像素下效率急劇下降；微型發光二極管則受制于巨量轉移良率和側壁復合問題。量子點發光二極管（QLED）憑借其窄帶發射、高量子產率和溶液加工性，被視為理想的技術平臺。但如何將紅綠藍三色量子點精準圖案化，形成尺寸在亞微米級的全彩像素陣列，同時保證器件性能不衰減，一直是困擾科學界的核心挑戰。

2026年4月1日，福州大學李福山教授團隊在《自然》期刊發表題為《Nanoscale transfer-printed full-colour ultrahigh-resolution quantum dot LEDs》的研究論文。該團隊開發出一種名為“雙作用力動力學”（DAFD）的納米壓印-反向轉移印刷技術，成功制備出像素密度高達25,400 PPI的全彩超高清QLED陣列，并通過介電常數匹配策略，使紅色器件的峰值外量子效率達到26.1%，工作壽命（T95）在1000 cd/m2亮度下長達65,190小時。

為實現亞微米級全彩量子點圖案化，研究團隊設計了雙層聚合物結構（聚乙烯醇縮丁醛犧牲層/聚乙烯醇電荷阻擋層）與硬質硅模板結合的納米壓印工藝。在110°C下，硅模板上的微柱精確壓入軟化聚合物層，冷卻后形成蜂窩狀絕緣支架和整齊的像素微孔。隨后利用微孔與臺面區域的浸潤性差異，通過旋涂將紅、綠、藍三色量子點依次精準填充至各自對應的微孔中，實現了無串擾的全彩像素陣列制備。最后，通過反向轉移印刷工藝，將整層量子點陣列與絕緣框架一體轉移至目標基板，轉移良率超過99.9%。

研究團隊發現，在超高分辨率器件中，像素微結構會導致內部電場分布不均，邊緣區域出現電場熱點，加劇非輻射復合和器件退化。針對這一瓶頸，他們通過在PVA阻擋層中摻入二氧化鈦納米顆粒，將其介電常數由3.3提升至與量子點（約6.7）匹配的水平。COMSOL仿真顯示，介電匹配后微孔內的電場分布顯著均勻化，邊緣熱點得到有效抑制，從而減少了漏電流，提升了載流子注入效率。

基于優化后的結構，12,700 PPI的紅色URQLED峰值外量子效率高達26.1%，綠色器件達18.1%，藍色器件達5.1%。與未采用介電優化的器件相比，紅、綠、藍器件的效率分別提升125%、124%和119%。器件工作壽命同樣顯著延長，紅色器件在1000 cd/m2亮度下的T95壽命長達65,190小時，創下同類器件紀錄。研究團隊還展示了紅綠藍三色像素集成的全彩器件，在白色發光模式下峰值外量子效率達到10.1%，顯著優于溶液共混法制備的混合白光器件。

研究團隊進一步將該技術應用于柔性襯底和曲面襯底，成功制備了可彎曲的超高分辨率QLED陣列，彎折狀態下仍保持穩定的電學性能。更重要的是，他們將紅色URQLED陣列與CMOS驅動電路單片集成，制備出5,600 PPI的主動矩陣顯示樣機，實現了獨立尋址發光，展示了該技術面向商業化微顯示應用的巨大潛力。