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       摘要

       量子点显示器件具有高光谱纯度、宽色域、高亮度等优势， 被认为是显示行业未来的一个重要发展方向，而利用量子点的电致发光特性构建更有优势的主动量子点电致发光二极管( Quantum dot light emitting diodes， QLED) 显示设备， 就需要对量子点进行像素化处理。因此，量子点薄膜的图案化技术是实现QLED显示器件商业化的关键先决条件。目前，光学光刻、转移印刷和喷墨印刷成为利用量子点实现全彩显示最常用的三种方法。此外，各种新型的量子点图案化技术，与主要技术相比，每种技术都具有独特的优势。对新型量子点图案化技术的探索能够扩展QLED在显示行业中应用潜力。

       新型量子点图案化技术

       新型量子点图案化方法包括电子束光刻，光学色转换腔，电泳沉积，热光刻，毛笔印刷和雾沉积等。与传统主流技术相比，新型量子点图案化技术展示出的独特属性成为量子点图案化方法的选择之一。

       电子束光刻技术是为了解决光刻与光衍射相关的分辨率限制而开发的一种图像化技术。这种方法利用电子束代替光对抗蚀剂材料进行图案化。因此，与传统光学光刻技术所施加的限制相比，电子束光刻技术能够显著提高的精度和分辨率。此外，电子束光刻技术是不使用掩模的直接书写技术。Wang[1]等人利用这些优势，通过结合光刻中使用的光敏配体，使用电子束光刻进行了量子点图案的研究。通过使用在紫外线和电子束照射下发生交联或溶解度变化的光敏配体，他们成功地生成了最小线宽为100 nm的超高分辨率QD图案。

图1色转换光学腔技术及QLED电致发光图像。

      色转换光学腔是一种可选的量子点图形方法。Chen[2]等人证明了RGB全彩色像素化QLED可以在白色中实现。结合光模式光学腔的QLED如图1所示。他们没有直接对量子点进行图像化，而是对氧化铟锌(IZO)相位调谐层进行了光图像化。采用与每种颜色的共振条件相对应的不同厚度的图像化IZO层，在顶光白光QLED中构建了像素化光学腔。一个白色的以R:G:B = 1:12:39的比例混合红、绿、蓝三个量子点，构建量子点发射层，利用彩色转换光学腔实现RGB像素化发射。利用这种方法，他们演示了RGB全彩色像素化具有1700 ppi高分辨率的QLED屏幕。

       QD图案化的另一种方法包括电泳沉积(EPD)技术。在这种方法中，来自胶体悬浮液的带电粒子通过施加电场系统地沉积在固体表面上。研究人员已经多次尝试使用EPD制造QLED。例如，Song[3]等人利用EPD在QLED中制造密集的QD薄膜。他们的研究引人注目地揭示了性能优越的QLED如图2所示。在EPD过程中，带电粒子通过外加电场被收集到衬底上;因此，这种方法可以通过巧妙地调制电场来实现量子点的精确和选择性沉积。为了实现这种选择性水平，他们设计了图案电极，在EPD过程中对特定电极实施选择性偏置。因此，量子点完全沉积在偏置电极上，从而使多色量子点沉积在剩余的非偏置电极上。

图2 量子点阵列的EPD原理图和不同颜色量子点阵膜的PL图像

图3 HIPIN原理图，直接激光加热QD图像化示意图，PL图像，图像化图像

       H. Wu[4]等人采用热光刻技术制备量子点图案化，热光刻图案称为热致光刻无机纳米材料(HIPIN)的图案，如图3这种技术策略性地利用了由热分解引起的量子点溶解度的改变的配体。他们研究了各种配体的热分解行为，并对QD材料不同配体采用不同方法进行选择加热，包括激光书写、直接接触加热物体和LED照射等。成功实现了超高分辨率最小线宽小于500nm的QD图案。此外,该技术允许厚膜＞1 μm QD膜层的图案化，且保持QD的原始PLQY≈80%。

       总结

       量子点LED的成功商业化取决于高效的量子点图形技术的发展，该技术能够在保持量子点固有光学特性的同时实现RGB全彩色像素。本文介绍了几种新型的量子点图案化方法，希望能够推动QLED的相关研究工作，以克服QLED商业化的最后障碍，确保其被广泛采用。

       参考文献

       [1] Y. Wang, J.-A. Pan, H. Wu, D. V. Talapin, ACS Nano 2019, 13, 13917

       [2] L. Chen, Z. Qin, S. Chen, Small Methods 2022, 6, 2101090.

       [3] K. W. Song, R. Costi, V. Bulovic, Adv. Mater. 2013, 25, 1420. 

       [4] H. Wu, Y. Wang, J. Yu, J.-A. Pan, H. Cho, A. Gupta, I. Coropceanu, C.Zhou, J. Park, D. V. Talapin, J. Am. Chem. Soc. 2022, 144, 10495 

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