Advancing microarray fabrication: One-pot synthesis and high-resolution patterning of UV-crosslinkable perovskite quantum dots

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作者
Linfeng Yuan,Dejian Chen,Kun He,Jiamin Xu,Kunyuan Xu,Jie Hu,Si-si LIANG,Haomiao Zhu
出处
期刊:Nano Research [Springer Science+Business Media]
卷期号:17 (9): 8600-8609 被引量:10
标识
DOI:10.1007/s12274-024-6784-1
摘要

The development of highly efficient, solution-processable, and environmentally stable perovskite quantum dots (PQDs) is crucial for their accurate high-resolution patterning and subsequently enabling the practical deployment of PQD based emissive display devices. This study presents an innovative strategy for integrating all-inorganic PQDs and ultraviolet (UV) crosslinkable acrylate polymer at a structural and functional level. The achievement is accomplished by meticulous design and one-pot synthesis of UV-crosslinkable CsPbX3 (X = Cl, Br, I) PQDs solution, which exhibit outstanding environmental stability. Leveraging the solution-processable characteristics of the resulting UV-crosslinkable PQDs, precise patterning of high-resolution (2 µm, 7608 pixels in.−1) and colorful PQDs microarrays can be readily achieved through inkjet printing and high-throughput photolithography (~ 2 µm in pitch line/space patterning). The UV cross-linked process guarantees a homogeneous distribution of PQDs, effectively mitigating coffee ring effect and improving the overall quality of stereoscopic microarrays. The photo-cured PQDs film, which undergoes free radical photopolymerization, displays an impressive photoluminescence quantum yield (PL QY) of up to 89.2%, reaching 98% of the value observed in the solution state. The approach outlined in this research is both cost-effective and pragmatic, exhibiting tremendous promise for diverse system-level integrated optoelectronic devices, such as ultra-high-resolution micro-light-emitting device (micro-LED) displays.
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