近日，课题组在电流体微喷印制作高分辨Micro-LED 色转换层方向取得重要进展，在一区顶级期刊 Advanced Optical Materials 上发表题为 Electrohydrodynamically Printed High-resolution Arrays Based on Stabilized CsPbBr3 Quantum Dot Inks 的研究论文。这是国家产教融合平台引进日本 SIJ-350 电流体微喷印打印机来首篇重要科研成果。

一、研究背景

电流体（EHD）喷墨打印高分辨率钙钛矿量子点（PeQDs）阵列在微型显示领域具有广阔的应用前景。通常，EHD喷墨打印的墨水需要极性体系，但它很容易猝灭PeQDs。同时，溶剂参数的不匹配还会导致打印阵列表面形貌不均匀以及印刷不稳定。

本文提出了一种以1,3,5-三乙基苯和正十四烷为非极性二元溶剂体系的形貌均匀化策略制备十二烷基二甲基溴化铵(DDAB)/PbBr₂钝化PeQDs墨水。当溶剂体积比为5:5时，墨水的光致发光量子产率(PLQY)达到94.06%。由于墨水沸点、表面张力和介电常数的匹配，毛细管流动和马拉格尼流动达到平衡，EHD喷墨打印后线阵形貌均匀连续，线宽最小2.0 μm，同时，点阵的咖啡环效应得到抑制。由于1,3,5-三乙基苯π电子结构与DDA⁺之间强静电相互作用，墨水具有较高的稳定性。此外，通过EHD喷墨打印的高分辨率图案标志和微型快速响应(QR)码的分辨率达到22718 dpi，远高于报道的Micro-LED的分辨率。这些优势为高分辨率像素阵列制备应用于微型显示器提供了可行路线，并且首次探究了钙钛矿量子点在无极性溶剂中的电场驱动机理，为今后的电流体微喷印中的胶体墨水设计提供了理论引导。

二、图文导读

(a) 绿光CsPbBr3 PeQD 胶体墨水制备过程; (b) 各种溶剂配比下的线阵和点阵打印形貌比较; (c) 表面配体DDA+ 离子与溶剂相互作用示意图; (d) 添加了PeQD 胶体的溶剂在不同配比下的相对介电常数变化(左) 和纯溶剂在不同溶剂配比下的相对介电常数变化(右)。

Yang, X., Yan, Z.-J., Zhong, C.-M., Jia, H., Chen, G.-L., Fan, X.-T., Wang, S.-L., Wu, T.-Z., Lin, Y., Chen, Z., Electrohydrodynamically Printed High-resolution Arrays Based on Stabilized CsPbBr3 Quantum Dot Inks. Adv. Optical Mater. 2023, 2202673. 

文章链接：https://doi.org/10.1002/adom.202202673 

第一作者：博士生 杨晓

通讯作者：林岳副教授； 陈忠教授