【摘 要】
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以CsPbBr3为代表的全无机钙钛矿纳米晶（All-inorganic perovskite nanocrystals,IPNCs）具备优异的光学性能,在光电器件领域有着广泛的应用前景。将IPNCs通过光刻等微纳米工艺与Mini/Micro-LED集成,在下一代全彩LED微显示中具有突出的应用优势。但是IPNCs在光刻胶中的相容性问题和稳定性问题阻碍了其在光刻图案化以及LED微显示中的实际应用。本
【基金项目】
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国家自然科学基金（51902082）；
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以CsPbBr3为代表的全无机钙钛矿纳米晶（All-inorganic perovskite nanocrystals,IPNCs）具备优异的光学性能,在光电器件领域有着广泛的应用前景。将IPNCs通过光刻等微纳米工艺与Mini/Micro-LED集成,在下一代全彩LED微显示中具有突出的应用优势。但是IPNCs在光刻胶中的相容性问题和稳定性问题阻碍了其在光刻图案化以及LED微显示中的实际应用。本文针对上述问题,首先设计制备了与光刻胶溶剂丙二醇甲醚醋酸酯（PGMEA）相容的铯盐前体来合成IPNCs,以此提高IPNCs在光刻胶中的分散性和光刻后薄膜的均匀性,并进行了光刻图案化研究。之后探究了锌盐配体钝化IPNCs对其稳定性的影响,通过优化配体结构和修饰方法,实现了IPNCs在光刻胶中的分散性和稳定性的同时提升。主要研究内容如下:（1）CsPbBr3纳米晶在PGMEA中的制备与光刻应用研究。通过设计制备与PGMEA相容的前体和配体,采用一锅法合成出在PGEMA和光刻胶中具有良好分散性的CsPbBr3纳米晶,提高了纳米晶光刻胶薄膜的发光均匀性。并探索了不同合成条件下IPNCs的光学性质和在PGMEA中的分散性。制备出的IPNCs相对传统IPNCs具有更高的荧光量子效率（95.65%）和更好的光刻胶相容性。通过将IPNCs与光刻胶直接混合并用于光刻图案化研究,制备出了发光均匀的10μm微像素阵列,并探究了光刻工艺条件对图形结构的影响。（2）金属羧酸盐配体修饰提升CsPbBr3纳米晶稳定性的研究。针对IPNCs表面配体结合不稳固的问题,提出了表面修饰金属羧酸盐配体的策略,系统研究了金属羧酸盐配体的修饰对IPNCs稳定性的影响机制。探究了不同金属羧酸盐配体,不同化学计量和不同官能团的羧酸锌配体对IPNCs的稳定性等光学性能的影响规律。通过羧酸锌和TOPO对IPNCs共同修饰,提升了IPNCs在极性溶剂中和光照下的稳定性。在此基础上进一步设计制备锌盐配体,用于修饰上一章中合成的IPNCs,提升了其在光刻胶中的稳定性,同时也保持了其在光刻胶中的相容性。研究提出的前体设计与合成方法提高了CsPbBr3纳米晶在PGMEA与光刻胶中的相容性,羧酸锌配体修饰方法提高了CsPbBr3纳米晶在光刻工艺中的稳定性,有利于制备光转换性能和稳定性良好的色彩转换层,并实现光刻图案化。本课题为CsPbBr3纳米晶的合成及其在光刻工艺中的应用提供了一种新思路,有望促进IPNCs在LED微显示和其他光电应用领域中的发展。
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