近日，首尔国立大学联合研究团队在《通信材料》（Communications Materials）发表重磅综述成果，系统梳理了钙钛矿纳米晶（PeNCs）在高分辨率 LED 显示领域的最新进展与技术突破。该团队针对钙钛矿纳米晶的像素化难题，开发出多种创新图案化技术与稳定性增强方案，使 PeNC-LED 在保持超高色纯度（半高宽 < 25nm）的同时，实现了 5000PPI 以上的超高分辨率和低于 10% 的电流误差率，为 AR/VR 近眼显示、高端移动设备等下一代显示技术开辟了全新路径。

随着 AR/VR、智能手机等终端设备对显示效果的要求持续升级，超高分辨率（3000PPI 以上）、超广色域和低功耗成为行业核心追求。传统显示技术中，OLED 虽已实现商业化应用，但存在制造成本高、色纯度有限等短板；量子点 LED（QLED）则面临材料毒性与稳定性不足的问题。

钙钛矿纳米晶作为新兴发光材料，凭借近 100% 的光致发光量子产率、优异的色纯度、可调谐的发射波长及低成本溶液可加工性，成为下一代显示技术的理想候选。基于钙钛矿纳米晶的 LED 器件外量子效率（EQE）已突破25%，红、绿、蓝三基色发光性能均达到商用显示标准。

然而，钙钛矿纳米晶的离子特性使其在像素化过程中面临严峻挑战：图案化工艺易导致配体脱落、结构缺陷增加，引发发光效率显著下降；像素尺寸缩小时，侧壁暴露面积增大，非辐射复合加剧；相邻像素间的串扰问题在高分辨率下尤为突出。这些瓶颈导致像素化 PeNC-LED 的性能与未图案化薄膜器件存在明显差距，制约了其在高分辨率显示中的实际应用。

研究团队通过图案化技术创新、稳定性增强策略及器件集成优化三大维度，构建了完整的高分辨率PeNC-LED 技术体系，核心突破如下：

1.五大图案化技术实现超高分辨率像素阵列

针对钙钛矿纳米晶的材料特性，研究团队开发并优化了五种核心图案化技术，覆盖从大面积制造到超高分辨率加工的全场景需求：

喷墨打印：通过溶剂工程与表面改性抑制 "咖啡环效应"，采用三元溶剂体系与表面活性剂处理，实现 45μm 像素尺寸的 RGB 阵列，峰值 EQE 达8.54%，具备低成本、大面积加工优势。

转移印刷：创新双层转移工艺，引入 TPBi 电子传输层与 PMMA 蜂窝绝缘层，成功制备 2550PPI 的超高分辨率器件，最高分辨率可达 9072PPI，为近眼显示提供技术支撑。

光刻技术：采用正交溶剂与静电诱导沉积改性，避免传统光刻对钙钛矿的损伤，实现 3031PPI 像素阵列，亮度达 2943cd/m²。

直接光图案化：通过光敏配体交联与后处理配体交换，在保持材料完整性的前提下，实现10000PPI 以上的超高分辨率，红、绿器件 EQE 分别达13.1% 和 14.7%。

激光打印：利用光热分解原位形成氧化物绝缘边界，无需额外绝缘层，实现 5000PPI 的 RGB 像素阵列，绿色器件 EQE 高达 21.0%，刷新同类器件纪录。

针对钙钛矿纳米晶的固有不稳定性，研究团队提出表面处理、离子掺杂与核壳结构工程的综合解决方案：

表面处理：采用苄基膦酸（BPA）、四丁基铵四氟硼酸盐（TBABF₄）等强结合配体，有效钝化表面缺陷，使器件在 1000cd/m² 亮度下的 T₅₀寿命达 520 小时。

离子掺杂：通过胍鎓离子（GA⁺）、镉离子（Cd²⁺）等掺杂优化晶格结构，抑制离子迁移，使器件稳定性提升 3-8 倍；锆离子（Zr4+）掺杂结合 KSCN 钝化，进一步增强热稳定性与环境耐受性。

核壳结构：采用 PbS、ZnS 等材料构建核壳结构，形成物理屏障与电子钝化层，显著提升器件抗环境侵蚀能力，未封装器件在空气中的 T₅₀寿命突破 1192 秒。

3.主动矩阵集成实现精准像素控制

研究团队将 PeNC-LED 与薄膜晶体管（TFT）背板集成，开发主动矩阵（AM）显示架构：采用低温度多晶硅（LTPS）或铟镓锌氧化物（IGZO）TFT作为开关器件，实现单个像素的独立寻址与电流控制。通过配体交换与离子钝化处理，解决了钙钛矿与 TFT 的兼容性问题，使 AM-PeNC-LED 的 EQE 突破 20%，响应时间从毫秒级降至微秒级，满足高刷新率显示需求。

研究团队通过系统的仿真与实测验证，全面评估了高分辨率 PeNC-LED 的性能表现：

1.分辨率与效率同步提升

在 0.1nA 至 30nA 的显示电流范围内，优化后的 PeNC-LED 像素阵列电流误差率低于 10%，其中直接光图案化与激光打印技术制备的器件误差率可控制在 5% 以下。激光打印制备的绿色 PeNC-LED EQE 达 21.0%，红色器件达 17.2%，性能接近未图案化薄膜器件水平。

不同图案化技术各有优势：转移印刷与直接光图案化在超高分辨率（>3000PPI）表现突出，喷墨打印适合大面积低成本制造，光刻技术则兼具高分辨率与批量生产能力。其中直接光图案化技术在分辨率、材料兼容性与器件效率之间实现最佳平衡，成为多色高分辨率显示的首选方案。

2.稳定性满足商用基本要求

通过表面处理与核壳结构修饰，PeNC-LED 的 operational 稳定性显著提升：BPA 钝化的器件在 100cd/m² 亮度下，T₉₀寿命达 780 小时；ZnS 核壳结构的深蓝色器件在未封装条件下，T₅₀寿命达 1192 秒。离子掺杂技术使器件抗湿热能力增强，在 60℃、80% 湿度环境下可稳定工作超过 100 小时。

3.主动矩阵器件实现实用化突破

集成 IGZO-TFT 的主动矩阵PeNC-LED 阵列，实现 90PPI 分辨率下的稳定驱动，全像素发光均匀性良好。通过 BF₄⁻离子钝化优化，器件响应速度提升至微秒级，满足视频显示的高刷新率需求，为柔性、可穿戴显示设备提供了可行方案。

该研究系统解决了钙钛矿纳米晶在高分辨率显示应用中的核心瓶颈，通过图案化技术创新、稳定性增强策略与主动矩阵集成，构建了从材料制备到器件应用的完整技术链条。目前，PeNC-LED 已实现超高分辨率（>10000PPI）、高发光效率（EQE>20%）与长稳定性（T₅₀>500 小时）的综合突破，性能指标全面对标甚至超越现有 OLED 与 QLED 技术。

与传统显示技术相比，PeNC-LED 在色纯度（半高宽 < 25nm）、分辨率潜力与制造成本上具有显著优势，尤其适合 AR/VR 近眼显示、高端智能手机、柔性显示等对分辨率与色质要求极高的场景。未来，随着蓝色器件效率提升、长期稳定性优化及大面积制造工艺成熟，钙钛矿纳米晶显示技术有望在 3-5 年内实现商业化落地。

研究团队指出，下一步将重点攻克蓝色 PeNC-LED 效率偏低、封装工艺优化及可持续制造三大方向，通过材料组分工程、先进封装技术与环保溶剂开发，推动钙钛矿显示技术从实验室走向市场。这场技术革命不仅将重塑显示产业格局，更将为消费者带来更清晰、更逼真、更节能的视觉体验。