Ligand-Assisted Direct Photolithography of Perovskite Nanocrystals Encapsulated with Multifunctional Polymer Ligands for Stable, Full-Colored, High-Resolution Displays
초록
높은 안정성, 선명도, 해상도를 갖춘 마이크로패턴은 첨단 디스플레이 기술의 필수 요건이다. 여기서 우리는 본래의 리간드를 다기능 고분자 리간드인 폴리(2-신나모일옥시에틸 메타크릴레이트)로 교환하여 우수한 안정성을 갖는 패턴 가능한 페로브스카이트 나노결정(PNC)을 제조하였다. 이 고분자 골격은 365 nm 자외선 조사 하에서 광가교제로 널리 사용되어 온 신나모일기를 포함한다. 또한 말단기를 NH3Cl, NH3Br, NH3I 사이에서 쉽게 조절할 수 있어, 즉각적인 음이온 교환을 통해 여러 색의 PNC를 얻을 수 있다. 나아가 이렇게 리간드를 교환한 PNC는 구조적·광학적 물성에 바람직하지 않은 영향을 주지 않으면서 극성 용매에 대한 안정성이 향상되었다. 음이온 교환 PNC를 이용하여 부화소 크기 10 μm × 40 μm의 RGB 마이크로어레이를 성공적으로 구현하였다. 우리의 결과는 나노물질을 위한 단순화된 패터닝 전략의 다재다능함과 실현 가능성을 부각하며, 이는 다양한 광전자 소자 제작에 폭넓게 적용될 수 있다.
Original abstract (English)
Micropatterns with high stability, definition, and resolution are an absolute requirement in advanced display technology. Herein, patternable perovskite nanocrystals (PNCs) with excellent stability were prepared by exchanging pristine ligands with multifunctional polymer ligands, poly(2-cinnamoyloxyethyl methacrylate). The polymer backbone contains a cinnamoyl group that has been widely employed as a photo-cross-linker under 365 nm UV irradiation. Also, the terminal group is readily adjustable among NH3Cl, NH3Br, and NH3I, allowing us to obtain multicolored PNCs via instant anion exchange. Furthermore, the resulting ligand-exchanged PNCs exhibited enhanced stability toward polar solvents without any undesirable influence on the structural or optical properties of the PNCs. Using anion-exchanged PNCs, RGB microarrays with a subpixel size of 10 μm × 40 μm were successfully demonstrated. Our results highlight the versatility and feasibility of a simplified patterning strategy for nanomaterials, which can be generally applied in the fabrication of various optoelectronic devices.