韩国蔚山科技大学MK Choi等综述：全彩钙钛矿发光二极管图案化策略的最新进展

研究背景

金属卤化物钙钛矿(MHPs) 由于包括广泛的颜色可调性、狭窄的发射带宽、高量子产率和可溶液加工性在内的出色的材料特性，已成为下一代显示器发光材料的重要选择。尽管最近的进展将单色钙钛矿发光二极管(PeLEDs)的发光效率推向了理论极限，但其目前使用旋涂工艺的制备方式在制造全彩显示器方面存在限制。为了将PeLEDs集成到全彩显示面板中，对红-绿-蓝(RGB)钙钛矿像素进行图案化，并且要解决交叉污染和亮度效率降低等关键问题必须得到解决。本文介绍了用于开发全彩PeLEDs的最先进的图案化技术。首先，介绍了高效PeLEDs的最新进展。其次，讨论了用于制造RGB像素化的显示器的各种MPHs的图案化技术(如光刻、喷墨印刷、电子束光刻和激光辅助光刻、电流液动力学喷墨印刷、热蒸发和转印印刷)。这些图案化技术可以分为两种不同的方法，包括钙钛矿前体的原位结晶图案化和胶体钙钛矿纳米晶体的图案化。最后，本综述强调了PeLEDs图案化技术的进展和局限性，为为未来PeLEDs集成到全彩面板中提供了方案。

Recent Advances in Patterning Strategies for Full-Color Perovskite Light-Emitting Diodes

Gwang Heon Lee, Kiwook Kim, Yunho Kim, Jiwoong Yang*, Moon Kee Choi*

Nano-Micro Letters (2024)16: 45

https://doi.org/10.1007/s40820-023-01254-8

本文亮点

1. 本文回顾了金属卤化物钙钛矿用于全彩显示器的图案化技术近期的进展。

2. 本文将钙钛矿的图案化技术分为原位结晶和胶体钙钛矿纳米晶体的图案化，包括光刻、喷墨印刷、热蒸发、激光剥离、转印印刷等。

3. 本文从金属卤化物钙钛矿在全彩显示器应用方面的角度，详细讨论了每种图案化方法的优点和缺点。

内容简介

金属卤化物钙钛矿由于包括广泛的颜色可调性、狭窄的发射带宽、高量子产率和可溶液加工性在内的出色的材料特性，已成为下一代显示器发光材料的重要选择。本综述中，韩国蔚山科学技术大学的Moon Kee Choi以及大邱庆北科学技术院的Jiwoong Yang等人回顾了金属卤化物钙钛矿用于全彩显示器的图案化技术近期的进展。随后，作者讨论了用于制造RGB像素化的显示器的各种MPHs的图案化技术。最后，本综述强调了PeLEDs图案化技术的进展和局限性，为为未来PeLEDs集成到全彩面板中提供了方案。

图文导读

I 简介

图1提供了一个全面的对比摘要，以展示不同图案化方法的独特特点。

图1 代表性MHP图案化技术的示意图和雷达图。雷达图展示了基于五个关键因素对不同的MHP图案化技术进行评估，包括均匀性、分辨率、产率、环保性和多色性。均匀性因素指的是每个图案像素的形态、形状和厚度的一致性。环保性因素评估了每个图案化像素的能耗以及图案化过程中化学污染物的潜在生成情况。

II  钙钛矿发光二极管(PeLEDs)

图2a展示了金属卤化物钙钛矿(MHP)的结构，通常用化学式ABX₃表。在该式中，A代表一种有机或无机阳离子，例如甲胺(MA⁺)、甲脒(FA⁺)和铯(Cs⁺)。B位由铅(Pb2⁺)、锡(Sn2⁺)等元素占据，而X位则由卤素阴离子占据，包括碘离子(I⁻)、溴离子(Br⁻)和氯离子(Cl⁻)。通过改变元素组成可以精细调节MHP的光学性质和稳定性。例如，MHP的颜色可以从近红外到紫外区域进行微调(图2b)。图2c显示了Perovskite发光二极管(PeLEDs)的典型器件结构，其中钙钛矿发光体位于电子传输层(ETL)和空穴传输层(HTL)之间。采用较小的晶粒尺寸可以有效增加激子结合能并增强辐射复合，从而提高器件性能。例如，如图2d所示，Cho等人通过挥发性反溶剂引起的快速结晶来固定，从而利用纳米晶钉扎过程得到高效率的PeLEDs(电流效率= 42.9 cd A⁻1，量子效率= 8.5)。为了增强光电性能，在器件制备过程中需要对缺陷位点进行钝化处理。例如，如图2e所示，李团队通过苯基膦酸(BPA)与三维多晶钙钛矿薄膜的原位反应以制备缺陷钝化的核/壳结构的PeNCs。在反应过程中，多晶MHP被分解成纳米晶粒结构。同时，MHP表面暴露的溴空位通过形成Pb−O−P共价键被BPA有效钝化。这个过程显著降低了发光层的陷阱密度，同时保持了三维钙钛矿的良好载流子传输特性。基于核/壳结构的PeNCs，作者制备得到了高效稳定的PeLEDs，其量子效率达到28.9%，最大亮度达到420,000 cd m⁻2，且在100 cd m⁻2的发光强度下的稳定性可达30,000小时。另一种缓解钙钛矿结构多晶性问题的方法是形准二维钙钛矿薄膜。如图2f所示，准二位钙钛矿在<100>晶向上生长，由体积有机阳离子分隔的3D结构。

PeNCs具有很高的表面积与体积比率以及较低的缺陷形成能量，因此容易形成例如卤素空位和Pb空位在内的表面缺陷。这些空位可能通过引发非辐射复合反应而对PeLED的光学性能产生负面影响。为了缓解这些问题，掺杂PeNCs成为一种有希望的策略。例如，如图2g所示，Kim等人通过在FAPbBr₃ PeNCs中掺杂非极性的胍(GA)阳离子，显著稳定了钙钛矿晶格。GA中的额外氨基团可以在PeNCs上形成氢键，提供晶格稳定化效果。此外，作者还采用1,3,5-三(溴甲基)-2,4,6-三乙基苯来钝化PeNCs表面的卤素空位。最终，PeLEDs的电流效率达到了108 cd A⁻1，且量子效率达到了23.4%。利用具有共轭或芳香官能团的配体交换可以有效提高电荷注入到PeNCs中。例如，如图2h所示，赵等人通过开发2-萘磺酸(NSA)包覆的PeNCs制备了高效的PeLEDs。相较于油酸配体，NSA中的磺酸基团与FAPbBr₃ PeNCs具有更强的相互作用。使用NSA进行配体交换显著促进了载流子注入PeNCs，使得PeLEDs具有较高的光学性能，展现出了19.2%的量子效率和85.4 cd A⁻1的电流效率。为了实现PeNCs表面壳层材料的均一生长，核心和壳层材料之间的晶格失配要小于15%。为此，张等人制备了以PbS作为壳层材料的CsPbI₃ PeNCs。其中，PbS与CsPbI₃具有较低的晶格失配(<5%)，使得外延生长得以成功进行。PbS壳层有效地对PeNCs进行了封装，从而阻止了湿气、温度和氧气的侵蚀。此外，与纯CsPbI₃ PeNCs相比，使用核/壳PeNCs制备的PeLEDs表现出了令人瞩目的储存稳定性。

由于具有高化学稳定性和较高载流子迁移率，无机电子传输层(HTLs)被视为实现高效稳定PeLEDs的强有力候选材料。例如，由于NiOₓ的高导带底位置能够增强电子阻挡能力，因此可将其用作准二维PeLEDs的HTL。如图2k所示，相较于有机HTL的PEDOT:PSS，基于NiOₓ的PeLEDs在亮度方面显著提升，从10,600 cd m⁻2 增加到24,100 cd m⁻2，并且EQE从4.2% 提升到14.6%。此外，在NiOₓ层上制备的多孔钙钛矿薄膜的结晶度增强，显著减少界面缺陷密度。因此，使用NiOₓ的PeLEDs表现出更好的稳定性，并且在多孔钙钛矿薄膜与HTL之间的界面处对离子迁移的敏感性大大降低。由于优异的载流子迁移性和热稳定性，NiOₓ和ZnO被作为电子传输层(ETL)和空穴传输层(HTL)应用于PeLEDs中。然而，溶剂选择对于器件性能具有显著影响。因为，为了防止对发光材料层的损害，在溶解ZnO纳米颗粒时，选择了非极性溶剂氯苯作为正交溶剂。如图2l所示，通过能量色散X射线光谱(EDS)元素映射分析分析器件的截面，可以看到HTL、发光层和ETL之间没有相互混合的现象。最终，全无机PeLEDs的亮度为6,093 cd m⁻2，EQE为3.79%。

通过HTL和MHP之间带隙的减小，可以通过高效的电荷注入和传输来提高器件性能。如图2m所示，研究人员将1,3,5-三(溴甲基)苯(TBB)插入PeLED体系结构(ITO/PEDOT:PSS/聚-TPD/TBB/FAPbBr₃ PeNCs/TPBi/LiF/Al)中，作为电子受体，促进聚-TPD中的电子共轭。这将使聚-TPD的HOMO能级从–5.10 eV降至–5.42 eV，有效地调整能带对齐以与钙钛矿的深层HOMO能级(–5.8 eV)相匹配。另外，TBB中丰富的溴基可被用来修饰MHP的卤素空位。通过使用TBB来优化缓冲层，绿色PeLED的最大电流效率达到了77.2 cd A–1，最大EQE为20.1%。Shen和他的团队设计了一种仿生蛾眼纳米结构的ZnO层，以提高光的提取效率(图2j)。通过简单的纳米压印过程，作者将带有蛾眼结构的ZnO层插入ITO和PEDOT:PSS之间，减轻了PeLED界面处的菲涅耳反射，导致在可见光范围内透射率的增加。最终，带有图案化ZnO层的PeLEDs显示出20.3%的EQE和61.9 cd A⁻1的电流效率，比具有平整ZnO层的PeLEDs高1.5倍。

图2 高效PeLED的策略。(a) ABX₃的三维立方形MHP晶体结构示意图。(b) 具有代表性的MHP胶体溶液光致发光(PL)光谱。(c) PeLED器件结构示意图。(d) 纳米晶粒固定过程前(左下)和后(右下)的示意图和相应的扫描电子显微镜(SEM)图像。(e) 具有BPA处理的原位核/壳MHP的示意图。插图显示了对应的透射电子显微镜(TEM)图像。(f) 原位核/壳PeLED的光电转换效率与亮度的关系。(g) 具有不同n值的准二维MHP的晶体结构示意图，以及受到量子和介电约束效应影响的相应电子性质。(h) 掺杂有GA的FAPbBr₃ PeNCs的示意图。(i) PeNCs与NSA的配体交换过程的示意图。(j) 常规CsPbI₃和带有Pb壳层的CsPbI₃-0.1 PeLED在环境下的储存稳定性与时间的关系。插图显示了具有0.3纳米厚度Pb壳层的CsPbI₃的透射电子显微镜(TEM)图像。(k) 具有NiOₓ(顶部)和PEDOT:PSS(底部)作为HTL的准二维PeLED在各种操作时间下的EL图像。(l) ZnO/CsPbBr₃/NiO/ITO结构的EDS元素分布映像图。(m) 从Poly-TPD到TBB的电子转移的p型掺杂机制的示意图。插图显示了每种分子的化学结构。(n) 具有蛾眼纳米结构层的PeLED器件结构的示意图。

III  原位结晶图形化

图3a展示了使用负性光刻胶的自上向下光刻工艺的示意图。在典型的过程中，首先在衬底上沉积一层钙钛矿，然后涂覆光刻胶。被设计成图案保留的区域暴露在紫外光下，导致光刻胶在这些区域中发生聚合反应。随后，使用显影剂溶液去除未暴露的光刻胶，然后清洗未暴露区域中的钙钛矿，形成图案化的钙钛矿薄膜。

即使进行了钙钛矿材料的钝化，要完全防止钙钛矿材料的损伤是具有挑战性的。为了克服这一降解问题，如图3b所示，研究人员提出了一种改进的工艺，即在钙钛矿的结晶之前完成所有光刻步骤。在这种改进的工艺中，研究人员通过将多功能硫醇和乙烯基单体(三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)(TTMP)和三烯基异氰酸酯(TAIC))与MABr和PbBr₂前体以及极性非质子溶剂DMF和DMSO结合，制备了一种名为钙钛矿前体光刻胶(PPR)的光敏溶液。随后，在衬底上沉积制备好的溶液，通过紫外曝光引发的光聚合反应制备钙钛矿前体溶液的图案，并在随后的退火中诱导聚合物基体中的钙钛矿纳米晶体的结晶。由于紫外曝光步骤发生在钙钛矿结晶之前，因此可以有效避免光诱导的钙钛矿降解。如图3c和d所示，该方法实现了具有2450 PPI的高分辨率图案形成，并且可以实现由红色和绿色钙钛矿薄膜组成的多色图案。此外，该技术允许根据紫外曝光的持续时间对钙钛矿薄膜的厚度进行控制。因此，如图3e所示，所得到的薄膜表现出高度的实验可重复性，具有一致的厚度和光致发光强度。如图3f所示，在20微米圆形像素的径向表面上，器件的光致发光强度体现出了均匀分布。

如图3g所示，Zou等人在基板和光刻胶层之间引入了一个parylene-C层。parylene-C模板与基板之间的弱粘附力使得即使在沉积钙钛矿之后，模板仍然可以完全去除，只留下所需的钙钛矿图案，而且图案的成型率较高。通过这种方法，研究人员可以实现最小宽度为20微米的制备精度。此外，由于parylene-C与钙钛矿之间的粘附力相对较弱，可以反复覆盖已经图案化的钙钛矿薄膜，而不会对钙钛矿造成显著的损伤。因此，如图3h及i所示，研究人员成功实现了对图案化的钙钛矿薄膜进行紫外曝光的保护，从而实现了多色图案的形成。如图3j和k所示，在使用图案化钙钛矿层的PeLEDs中，最大亮度为13,043 cd m⁻2(8.4 V)，最大等效光电量子效率为1.24%。

图3(a)使用钙钛矿前体材料和负性光刻胶的自上向下光刻工艺策略示意图。(b)利用光敏感的光刻胶PPR的直接原位光刻工艺过程。(c)宽度为250微米的多色(红色和绿色)方形图案及(d)单色卡通图像。(e)经相同紫外光曝光时间聚合的钙钛矿条纹图案的横截面扫描电子显微镜图像。(f)圆形像素辐射荧光强度分布。(g)位于光刻胶和钙钛矿层之间的具有parylene-C层的剥离制备过程示意图。(h)直径为50微米的多色(红色和绿色)圆形钙钛矿图案，以及(i)熊猫的单色卡通图像。(j)PeLEDs使用图案化钙钛矿层时的J-V-L曲线和(k)EQE以及电流效率曲线的测量结果。

如图4a所示，在Wang等人的典型研究中，他们首先将覆盖有聚乙烯亲合性的氧化锌纳米颗粒(直径约为3纳米)和疏水的PMMA层沉积在一起，然后利用电子束制备了孔模板。当一种钙钛矿前体溶液在这个模板上旋涂时，旋涂过程中疏水区域发生了膜层去湿现象，导致钙钛矿前体从疏水区域迁移到亲水孔洞中。接着通过滴加反溶剂使钙钛矿前体结晶，形成图案化的钙钛矿薄膜。如图4b所示，这种策略可以实现高分辨率，形成直径小至20微米的图案。值得指出的是，如图4c及d所示，未去除的PMMA结构有助于在TFB传输层中形成“电流聚焦”的结构并提高电流密度。如图4e所示，对于这些多晶钙钛矿材料，其取得的EQE相对较低(约为0.1%)。如图4f所示，Sun等人进一步发展了一种方法，在氧化物玻璃(40B₂O₃-15P₂O₅-10Al₂O₃-10ZnO-5Na₂O-5K₂O-7Cs₂O-3PbX₂-5NaX)中利用激光辅助光刻技术，生长具有可调颜色的钙钛矿纳米晶(PeNCs)。激光能量传递到氧化物玻璃中高度移动的铯、铅、碘和溴离子，引发了局部压力和温度的增加，促进了PeNCs的形成。在这一步骤中，通过调节激光的脉冲能量和持续时间，可以控制CsPb(Cl₁₋ₓBrₓ)₃中卤素的比例，从而实现所需颜色的PeNCs生成，可以从绿色到红色。此外，如图4g及h所示，在激光照射后的冷却过程中形成的纳米晶有助于减轻激光引起的损伤，使得多色彩PeNCs的图案在彩色滤光片应用中展示了很好的效果。如图4i及j所示，嵌入在玻璃内部的PeNCs在恶劣环境下表现出很高的稳定性。具体而言，即使在暴露于乙醇6个月和85℃热处理960小时后，PL强度也没有明显变化。

图4(a)利用电子束光刻制备孔模板的图案化过程示意图。(b)绿色钙钛矿圆圈图案的电致发光图像和“ICCAS”标识照片显示了钙钛矿微型LED阵列。(c)PeLEDs器件结构示意图和截面扫描电子显微镜图像。(d)使用钙钛矿层制备的PeLEDs的J-V-L曲线和(e)等效光电量子效率曲线。(f)超快激光诱导CsPb(Cl₁₋ₓBrₓ)₃纳米晶的形成示意图。(g)微型PeLED器件的结构的光学显微镜图像。(h)使用超快激光辅助光刻获得的多色图案。(i)CsPb(Cl₁₋ₓBrₓ)₃纳米晶对乙醇的荧光量子产率变化和(j)在85°C加热960小时后的荧光光谱。

如图5a所示，近年来，对非晶态钙钛矿前体材料的喷墨打印技术进行了广泛研究。这种技术包括以下两个重要步骤：1)从喷头中喷射钙钛矿前体墨水；2)直接在目标基底上沉积图案。随着墨水中的溶剂蒸发，前体墨水在原位结晶的过程中形成了明显的图案形状。对于PeLEDs的制备，需要将钙钛矿前体材料打印到聚合物CTL上。当钙钛矿前体溶液沉积到聚合物基底上时，溶液引发了聚合物链的部分溶胀和膨胀，导致将钙钛矿前体纳入聚合物基质中。随着溶剂逐渐蒸发，钙钛矿开始结晶，在聚合物基质中形成PeNCs。具体来说，如图5b所示，任何能够在钙钛矿前体溶剂中溶解的聚合物都可以被用作喷墨打印的基底。原位结晶的PeNCs的图案尺寸受喷嘴尺寸和基底温度等环境因素的影响。如图5c所示，Shi等人展示了随着基底温度的增加，形成的PeNCs的图案尺寸减小，这是因为前体墨水与聚合物基质之间润湿性的变化。在钙钛矿前体液滴与HTL之间插入界面层可以有效控制表面张力。例如，在HTL上插入亲水性聚乙烯吡咯烷酮(PVP)层可以降低钙钛矿前体墨水的表面张力，增强Marangoni流动，从而形成薄而均匀的墨水图案(图5d)。这层薄绝缘的PVP层不仅抑制了咖啡环效应，还抑制了PeLEDs的漏电流，从而产生了高性能的喷墨打印红色PeLEDs，最大外部量子效率(EQE)为9.0%，最大亮度为3,640 cd m⁻2(图5e)。

图5(a)采用原位结晶的喷墨打印技术示意图。(b)不同聚合物基底上打印的PeNC图案的荧光图像。(c)不同基底温度为30℃和90℃下，喷墨打印的点阵图案的荧光图像(上)和截面接触角图像(下)。(d)带有PVP层的咖啡环效应的形成原理示意图。(e)通过自旋涂敷和喷墨打印制备的PeLEDs的J-V-L曲线。

如图6a所示，墨水在喷墨打印中的稳定操作状态可以通过惯性力与粘性力比值Re和粘性力与惯性力平方根乘以表面力比值Oh之间的关系来确定。如图6b所示，Liu等人通过向前驱墨水中加入PVP，增加了粘度并减少了向外毛细流动，从而提高了喷墨打印的钙钛矿图案的结晶度。如图6c所示，PVP的C=O单位通过高吸附能的O–Pb间的反键相互作用与PeNCs表面的Pb形成相互作用，这也证明了纳米晶分布于PVP基质中。一般而言，后处理条件，如基板温度，对稳定的打印是关键参数。在环境条件下，慢蒸发导致钙钛矿前驱体在被PVP基质束缚之前发生成核，从而形成较大尺寸的PeNCs。在低温下对钙钛矿墨水进行真空干燥可以有效地将PeNCs限制在PVP基质中，得到均匀且光滑的点状轮廓。另一方面，高温干燥过程会由于液滴粘度降低和向外毛细流动增加而引发咖啡环效应。如图6d所示，在真空环境中，溶剂的迅速蒸发也缩短了向外毛细流动的时间，避免了咖啡环的产生，从而制备了均匀薄膜。如图6e及f所示，利用喷墨印刷技术，研究人员制备了具有120像素密度的红、绿、蓝色矩阵，实现了绿色PeLEDs的当时最大亮度和最大EQE，分别为956 cd m⁻2和3.4%。

如图6g所示，通过连续喷墨打印聚(3,4-乙撑二氧噻吩)：聚乙二醇(PEDOT:PSS/PEO)作为透明阳极，CH₃NH₃PbBr₃/PEO作为发射层，聚酰胺酸酯(PEI)作为缓冲层，以及银纳米线(AgNWs)作为顶部阴极，研究人员成功地在弹性聚合物基底上制作了全喷墨印刷的PeLEDs。通过优化印刷温度，成功地制造了无孔的本质可拉伸的钙钛矿发射层。如图6h所示，在65°C下，通过蒸发残余溶剂，在PEO聚合物基质内结晶出均匀大小的钙钛矿晶粒(5-8 μm)，而在室温下生成具有随机大小的大树枝状晶粒(20-40 μm)。为防止AgNW顶部电极的溶剂对钙钛矿晶体的腐蚀，并降低注入阻抗，研究人员进一步引入了支化PEI层作为界面缓冲层和电极有效功函数调制剂。最终，如图6i所示，全喷墨印刷的PeLED显示出最大亮度为10,227 cd m⁻2和电流效率为2.01 cd A⁻1。此外，如图6h所示，在聚二甲基硅氧烷(PDMS)基底上制作的器件也表现出良好的柔性，可实现2.5 mm的弯曲半径。

近期，喷墨印刷技术被应用于制造高分辨率的单晶钙钛矿模式。如图6j所示，Gu等人报道了单晶钙钛矿嵌入PDMS薄膜的技术。有趣的是，通过喷墨印刷生成钙钛矿前体液滴，然后将其封装在液态PDMS前体中。如图6k所示，这种空间限制的方法有效地减缓了钙钛矿的生长速率，促进了单晶钙钛矿的形成。如图6l及m所示，该研究实现了高分辨率的钙钛矿单晶图案，其尺寸从6到17微米不等，表明该方案有助于实现复杂图像的呈现。

图6(a)滴喷式喷墨打印稳定性能的操作模式示意图。(b)具有不同成核速率的PeNCs的晶化过程(顶部)，以及含有PVP的前体墨水的晶化过程(底部)的示意图。(c)在环境条件(左)、20℃(中)和30℃(右)的基底温度下，通过真空条件下的结晶单点图案的PL图像(顶部)和厚度剖面(底部)。(d)在不同真空水平下干燥的结晶单点图案的薄膜厚度剖面(顶部)和SEM图像(底部)。插图显示了喷墨打印图案的三维形态，刻度尺为100纳米。(e)5V下的白色PeLED的EL图像。插图显示了RGB像素化图案，刻度尺为100微米。(f)印刷的RGB PeLED的J-V-L曲线。(g)全喷墨打印PeLED的器件结构示意图。(h)在不同温度下印刷的复合膜的光学显微镜图像。(i)所有喷墨打印柔性PeLED的L-V曲线。(j)喷墨打印制备单晶钙钛矿嵌入PDMS的过程的示意图。(k)根据生长时间的单晶生长的光学图像。(l)单晶的尺寸取决于油墨浓度。(m)嵌入在PDMS膜中的复杂单晶钙钛矿图案的荧光图像。

E-jet打印是一种高度灵活的模式化技术，具有包括非接触操作和无需光掩膜在内的多种优势。它使用一种用于钙钛矿形成的前驱体溶液作为墨水。E-jet打印与传统喷墨打印方法的一个显著特点是利用喷嘴和基底之间建立的电场。这个电场产生的电流动力学力在过程中起到了至关重要的作用。当将高电势施加到墨水溶液中时，这些力会诱导形成一个稳定的锥形液体界面，称为Taylor锥。因此，如图7a缩水，相较于传统喷墨技术，可以精确地将比喷嘴直径小得多的极化液滴沉积到基底上，从而实现了更高的分辨率。

如图7b所示，通过E-jet打印和喷射液滴来形成Taylor锥的过程受到各种实验参数的影响。液滴的大小主要取决于墨水材料的粘度、密度和表面张力等变量，这最终确定了最终图案的分辨率。此外，Taylor锥上累积的电荷会随着施加电压的增加而增加，这可能会导致Taylor锥的形状或液滴的大小发生变化。由于电压会影响墨水滴下的速度，根据施加的电压进行调整的喷射速度(频率)应该经过仔细控制，进而确定所期望的图案结构。

如图7c所示，Chen等人提出了一种策略，利用溶液介导的蒸发驱动结晶来创建具有所需高度的钙钛矿三维纳米像素。如图7d及e所示，通过喷嘴的突然快速移动终止钙钛矿的结晶，实现了MAPbI₃、MAPbBr₃和MAPbCl₃钙钛矿纳米像素的可重复形成，其具有窄发射峰、恒定高度和恒定亮度。这种方法不涉及常见于传统喷墨方法中的咖啡环效应，并通过形成三维结构，实现了额外的尺寸信息的综合。如图7f及g所示，研究表明像素之间的距离可以控制在约1.29微米左右，展示了高分辨率多色三维图案的可行性。

如图7h所示，Kang等人提出了一种将聚丙烯腈(PAN)纳入钙钛矿前体油墨的E喷印(E-jet printing)工艺，以改善柔性、透明性，提高对水的稳定性，并增强结晶性。如图7i所示，在较低温度下，溶剂缓慢蒸发通过水的渗透促进了蒸汽诱导相分离，形成多孔结构。然而，在80°C的高温下，溶剂的快速蒸发抑制了相分离，结果制备出具有致密和紧凑形态的钙钛矿薄膜。这些薄膜呈现出高透明度及狭窄亮度的荧光特性(图7j，k)。此外，研究人员还可制备出宽度为几微米，高度约80纳米的条纹图案(图7l，m)。该策略解决了稳定性问题，并证明分辨率约为10微米的钙钛矿薄膜可以在包括水在内的各种极性溶剂中保持荧光强度长达20天。

图7(a)E-jet打印的操作原理示意图。(b)施加电压形成的Taylor锥示意图。(c)通过Meniscus引导结晶形成3D钙钛矿纳米像素的过程示意图。(d)红色、绿色和蓝色3D钙钛矿纳米像素的PL光谱。(e)3D纳米像素的高度和亮度分布。(f)具有1.29微米间隙的高分辨率像素化图像，以及多色像素的强度分析。(g)RGB多色钙钛矿纳米像素图案的PL图像，展示一个”笑脸”图案。(h)高黏度打印溶液的E-jet打印系统示意图。(i)根据处理温度的蒸汽诱导相分离效应。(j)根据处理温度的E-jet打印的钙钛矿图案的照片和PL强度。(l)单色直线图案的PL图像。比例尺为20微米。(m)图案的AFM图像和线性剖面。

如图8a所示，共蒸发，也被称为多源蒸发，同时利用多种前驱体材料，可以有效地定量控制最终产品中的摩尔比。最近的研究指出，与采用溶液法制备的PeLEDs相比，使用热蒸发技术制备的PeLEDs的性能较低(图8b)。这可以归因于通过热蒸发产生的钙钛矿薄膜中相对较大的晶体领域的形成，导致激子结合能较小，进而造成PeLEDs的效率较低。因此，目前正努力减小晶体领域的尺寸。

为增强PeLEDs的性能，研究人员常对对氧气和水敏感的PeNCs进行表面钝化。如图8c所示，Tan等人报道了在CsPb₂Br₅中形成含有CsPbBr₃纳米晶体的基体结构，显示出增强的湿度稳定性。他们发现，引入如NaBr、LiBr等额外的溴离子，可以创建高浓度的溴环境，诱导CsPb₂Br₅的形成。基于该策略的PeLEDs在经过4个月的空气暴露后，PL强度保持不变(图8d)。值得注意的是，即使在1年后，PeLEDs仍具有显著的PL发射(图8e)，表明CsPbBr₃/CsPb₂Br₅基体结构具有很高的抗氧化和耐水性。观察到的另一个有趣效应是热效应引起的可逆PL行为。在高温条件下，非辐射复合变得主导，导致光学性能下降。然而，在CsPbBr₃/CsPb₂Br₅的情况下，通过冷却过程可以恢复PL强度(图8f)。这种可逆过程即使在0°C和100°C之间进行300多次的加热和冷却后仍保持稳定。此外，通过热控制使用加热电路证明了可以通过热控制打开和关闭PL。然而，当将这种钙钛矿薄膜应用于PeLEDs时，显示出较低的亮度(904 cd m⁻2)和0.3%的EQE(图8g)，这可以归因于粗糙和不均匀的膜结构。此外，EQE在连续工作条件下也呈现出时间依赖性下降(图8h)。因此，需要进一步优化膜结构以提高器件性能。

通过热蒸发制备CsPbBr₃钙钛矿过程中生成的PbBr₆⁴⁻可以通过促使激子的解离而诱导非辐射复合，从而降低PeLEDs的性能。如图8i所示，Du等人研究了减轻这个问题以去除八面体结构的方法。通过控制Cs和Pb的摩尔比，可以形成CsPbBr₃/Cs₄PbBr₆复合薄膜，在其中Cs₄PbBr₆可以有效钝化CsPbBr₃层。随着Cs/Pb比例的增加，观察到了较高含量的Cs₄PbBr₆。这表明形成了小尺寸的CsPbBr₃纳米晶核，通过PL光谱的蓝移进行确认(图8j)。Cs₄PbBr₆起到了两个重要作用。首先，对于Cs/Pb比例为1.56的样品，观察到了更长的激子寿命，这表明更高产生Cs₄PbBr₆会降低陷阱辅助的非辐射复合速率(图8k)。其次，Cs₄PbBr₆引起的强烈载流子约束增强了辐射复合的概率。因此，由于在Cs/Pb比例为1.56的薄膜中实现了更高的辐射效率，PeLEDs的性能得到了显著的改善(图8l)。此外，该策略可以成功制备和应用于PeLEDs的大面积和高分辨率图案化钙钛矿薄膜(像素直径约为100μm)(图8m，n)。大面积PeLEDs(40.2 cm2)展示出7.1%的EQE，与小型器件达到的最大EQE(约为8%)相似，这表明大规模生产的可行性(图8o，p)。

图8(a)示意图描述共蒸发过程。(b)通过热蒸发钙钛矿层制备的PeLEDs的最大亮度和等效量子效率图表。(c)示意图显示CsPbBr₃嵌入在CsPb₂Br₅中形成的基质结构。(d)时间依赖的PL光谱和(e)置于空气中(约为60%湿度)的钙钛矿薄膜的PL峰强度。(f)图案化钙钛矿薄膜的PL图像，分别是在暴露于空气条件后立即拍摄的(左图)和在环境大气中存放一年后的图像(右图)。(g)PeLEDs的J-V-L曲线和(h)时间依赖的EQE曲线，采用CsPbBr₃ /Cs₄PbBr₆薄膜。(i)示意图显示CsPbBr₃嵌入在Cs₄PbBr₆中的基质结构。(j)具有不同Cs/Pb比例的钙钛矿薄膜的PL强度。(k)模拟的辐射效率与载流子浓度的关系和(l)Cs/Pb比例为1.56和1.24的钙钛矿薄膜的时间分辨荧光谱(TRPL)。(m)图案化钙钛矿薄膜的荧光显微镜图像和(n)PeLEDs的EL图像。(o)大面积PeLEDs的J-V-L曲线和(p)EQE与电流密度曲线。

IV 胶体钙钛矿纳米晶的图形化

由于PeNCs具有固有的化学敏感性，使用常用的光刻胶和极性显影剂无法保证PeNCs的光学性能。为此，Lin等人提出了一种正交光刻技术，如图9a所示，使用氟化聚合物和溶剂来制备多色复杂的CsPbBr₃ PeNCs图案。作为牺牲层，氟化聚合物胶(OSCoR SL 1)被涂覆在衬底上，并使用常规的光刻工艺进行图案化。PeNCs被沉积在图案化的氟化聚合物上，并通过使用氟化溶剂进行离开刻蚀来进行图案化。使用氟化聚合物解决了极性-非极性溶剂的限制所带来的挑战，成功形成了高清晰度的PeNC图案(约1,000 PPI)。

如图9b左图所示，Oh等人展示了利用(3-氨基丙基三乙氧基硅烷)水解制备高度稳定的凝胶型二氧化硅包覆的CsPbBr₃ PeNCs。如图9b右图所示，通过光刻和离开技术制备的图案化二氧化硅包覆PeNCs，在具有高湿度(95%)且暴露于乙醇或醋酸甲酯等抗溶剂的挑战性环境条件下，展现出卓越的光学稳定性。最终使得特征尺寸可以减小至5微米(图9c)。通过连续印刷红色和绿色PeNCs，实现了多色图案(图9d，e)。

PeNCs的直接光刻提供了一种有前景的解决方案，可以减少在光刻过程中PeNCs暴露于溶剂的情况，从而改善PeLEDs的光电特性。如图9f所示，Talapin团队建议使用光敏的肟磺酸酯醚(PA-480)作为PeNCs的配体(-C=N-OSOO-)直接进行PeNCs的光刻。紫外(405nm)照射会断裂肟磺酸酯醚的N-O键，导致PeNCs变得不溶于甲苯显影剂。这种溶解度的改变可以实现对PeNCs的图案化。此外，通过进行阴离子和/或配体交换的后处理，还可以进一步增强图案化PeNCs的光学特性。如图9g所示，Ko等人利用带有铵盐末端的多功能聚合物配体(聚(2-肉桂酰氧乙基甲基丙烯酸酯)-NH₃X)展示了可光图案化的CsPbBr₃ PeNCs。如图9h所示，在紫外(365nm)照射下，PCEMA的肉桂酰基相互交联，形成稳定的PeNC图案。这些图案在常温环境和化学暴露下表现出优异的稳定性(如图9i所示)。如图9j所示，PCEMA的末端基团可以容易地与铵盐交换，通过阴离子交换可以实现PeNCs的多色图案化(亚像素尺寸=10微米 × 40微米)。

最近，研究人员报道了使用双偶氮化物配体交联剂对CsPbBr₃ PeNCs进行直接光图案化的工作。如图9k所示，在紫外辐射(254或365 nm)下，双偶氮化物产生活泼的亚氮自由基，它们具有与PeNCs的天然配体(如油胺和油酸)通过C-H插入形成共价的C-N键的强烈倾向。如图9l所示，在乙酸乙酯中使用PbBr₂/油胺/油酸混合物进行的后处理通过对PeNCs表面溴阴离子进行封闭来显著提高PeNCs的PLQY。如图9m所示，利用这种直接光图案化的过程，展示了具有最大EQE为6.8%和最大亮度为20,350 cd m⁻2的像素化PeLEDs。这些结果突显了光图案化PeNCs在PeLED应用中的重要潜力。

图9 (a)带有氟化层的正交光刻工艺示意图。(b) 胶状二氧化硅包覆的钙钛矿前驱体(左)和柔性PET衬底上打印薄膜的PL图像(右)。(c) 半径为5 μm的硅包覆钙钛矿点阵的SEM图像。(d) 硅包覆钙钛矿的周期性红/绿方形(左)和点阵(右)图案。(e) 红色和绿色图案的PL强度。(f)使用光敏肟磺酸酯进行直接光刻的工艺示意图。(g) 通过配体协助的直接光刻图案制备示意图。(h)在紫外照射下，配体上的肉桂酰基团的光交联机制示意图。(i) 原始CPB和CPB-NH3Br在环境和IPA条件下的PL强度与时间的关系图。(j) LADP图案制备方法得到的RGB像素化钙钛矿图案的PL图像。(k) 通过双偶联三亚胺在紫外照射下进行配体交联的示意图。(l) 不同处理条件下直接光刻过程中CsPbBr₃薄膜的相对PLQY。(m) 由DOPPLCER制备的原始和图案化EL器件的EQE性能。插图显示图案化EL器件。比例尺为200 μm。

Wong等人展示了通过光活化卤化物交换，使用分子卤代烷与PeNCs形成喷墨印刷的RGB PeNC图案的方法。卤代烷中的卤素原子与PeNC表面上的空位发生相互作用，形成铅卤键。与此同时，卤代烷中的碳自由基与PeNC表面上邻近的卤素进行键合。该过程的活化能和反应速率取决于碳-卤素键的断裂和碳自由基的稳定化程度，这可以通过光子能量进行增强。如图10a所示，通过连续的喷墨印刷过程，研究人员实现了微米级的RBG PeNC图案。在该过程中，选择了三级卤代烷作为色转换油墨，并按顺序喷印到绿色PeNC图案上。特定的卤代烷选择使得PeNCs的绿色发射高效转化为红色和蓝色发射，从而得到所需的RGB色彩输出。

为了增强胶体PeNC油墨的稳定性，Li等人提出了一种由PeNCs、可交联配体(炔酸)、光活性剂和适合的溶剂组成的稳定的配体体系。这个体系的关键组分是光可交联配体，它设计有两个功能基团：一个羧基(-COOH)与PeNCs发生相互作用，一个炔基(C≡C)用于紫外光介导的化学反应。短链炔酸通过与纯净表面配体(例如油酸)的快速配体交换，有效地填充了PeNCs表面的空隙。在紫外光照射下，炔酸发生炔炔反应，形成邻近PeNCs之间的共价键(图10b)。交联的PeNCs限制了配体的解离，并有效地对抗环境和紫外光的PeNCs表面修饰(图10c)。通过使用这种稳定的配体体系作为胶体油墨，研究人员实现了喷墨印刷的PeLEDs，绿色发射的最大亮度达到2800 cd m⁻2(图10d)。

为了抑制咖啡环效应，研究人员提出了三元溶剂油墨，用于稳定高效地喷墨印刷CsPbX₃ PeNCs。这种通用的三元溶剂油墨配方由萘作为主溶剂、正十三烷用于黏度控制和正壬烷用于梯度挥发组成。该配方旨在在印刷过程中实现良好的薄膜形态学、精确的黏度调节和控制的蒸发速率。如图10e所示，通过延长正壬烷的逐渐挥发，有效地抑制了咖啡环效应。这种三元溶剂油墨表现出异常的稳定性，PeNCs能够良好地分散超过30天。值得注意的是，与二元溶剂油墨相比，三元溶剂油墨印刷出了更加光滑均匀的薄膜(厚度约为50 nm)，非常适合作为PeLEDs的发射层(图10f)。使用这种PeNC油墨，制造出了喷墨印刷的PeLEDs，最大EQE为8.54%，最大亮度达到43,883 cd m⁻2，同时有效地减小了漏电流(图10g，h)。

另一种有前景的方法来缓解咖啡圆环效应是通过界面工程来改善PeNC油墨与目标基底之间的接触。由于其界面层润湿性差，研究人员在PeLEDs的HTL上引入了十二烷基硫酸钠(SDS)(图10i)。在PVK(HTL)上直接喷墨印刷基于环己基苯的PeNC油墨会导致像素不均匀的形态学，像素尺寸较大(约80 μm)(图10j，上)。然而，引入SDS层可以有效降低液滴与基底的润湿性，增加接触角，从而消除咖啡环效应，并减小像素尺寸(约45 μm)(图10j，下)。在PeNC油墨喷印后，进行等离子体刻蚀以减轻PeLEDs内部CTL中过多的复合作用。如图10k及j所示，RGB微型PeLED像素通过喷墨印刷实现，红色、绿色和蓝色PeLED的最大亮度分别为272.2、379.2和22.8 cd m⁻2，最大EQE分别为0.832%、0.419%和0.052%。

图10 (a) 通过卤化物交换使用叔丁基氯化物和叔丁基碘化物，按顺序喷墨印刷的RGB PeNC图案的PL图像。(b) 纯净和紫外光交联PeNC在紫外光和自然环境下退化机制的示意图。(c) 在紫外照射下，纯净PeNCs，加入PI的PeNCs和加入LS的PeNCs的相对PL强度随时间变化的情况。(d) 通过喷墨印刷PeNCs制备的PeLED的J-V-L曲线。插图显示喷墨印刷的红色和绿色EL装置。(e) 三元溶剂油墨系统的液滴流变学示意图。(f) 使用二元和三元溶剂油墨系统获得的喷墨印刷PeNC薄膜的地形剖面。(g) 喷墨印刷的PeLED的J-V-L曲线和 (h) EQE与电流密度曲线，使用二元和三元溶剂油墨系统。(i) 通过喷墨印刷形成的PeLED结构的示意图。(j) PVK和SDS上喷墨印刷的PeNC阵列的荧光图像(上/下)。(k) 喷墨印刷的RGB PeLED的J-V-L曲线和 (l) EQE-V曲线。

通常，转移印刷包含两个步骤：从具有低表面能的供体基底进行快速提取过程，然后使用粘弹性印模将其释放到目标基底上(图11a)。在提取过程中，PeNCs/供体基底之间的分离能量(Gdonor/PeNCs)应小于PeNCs/印模之间的能量(GPeNCs/stamp)，而在释放过程中，PeNCs/印模之间的分离能量(GPeNCs/stamp)应小于PeNCs/接收基底之间的能量(GPeNCs/receiver)(图11b)。

为了防止PeNC薄膜在转移印刷过程中出现内部裂纹，Li等人提出了一种直接将PeNCs旋涂在PDMS模具表面进行转移印刷的方法(图11c)。PeNC溶液在模具上的缓慢蒸发使得可以以低释放压力进行大面积转移印刷(达到几厘米尺度)。为了增强PeNC薄膜与HTL之间的附着力和电接触，研究人员引入了具有胺官能团的超薄分支聚乙烯亚胺(B-PEI)层作为界面化学键合层。转移印刷的PeNC薄膜在单色图案分辨率上达到1270 PPI，并展现出与旋涂对照样品相似的光学、力学和电学特性。因此，使用转移印刷的PeNC薄膜制备的PeLEDs显示出红色发射，EQE达到10.5%，与使用旋涂方法的PeLEDs相当(图11d)。通过多次凹版转移图案化红色和天蓝色PeNC薄膜，还展示了白色PeLED，最大亮度为80 cd m⁻2，最大EQE为0.75%(图11e)。

最近，研究人员引入了PeNCs/ETL的双层转移印刷方法来解决干式转移印刷过程中PeNCs薄膜内部裂纹的问题。如图11f所示，PDMS模具与ETL层之间的粘附力较弱，使得PeNCs/ETL双层能够轻松地从模具上剥离，而不会对PeNCs薄膜造成任何损坏。这种双层转移印刷技术可以制作出高清晰度的RGB像素化PeNCs图案，分辨率达到2,550 PPI(图11g)，以及宽度为600纳米的单色线条图案，几乎可以达到100%的转移率。与旋涂对照样本相比，转移印刷的PeNCs显示出了卓越的电致发光特性(图11h，i)。通过转移印刷过程中的溶剂处理，通过控制HTL和PeNCs之间的界面，可以显著降低内部电阻，从而增强了载流子注入到PeNCs中(图11j)。同时，制备了分辨率为2,550 PPI的高清晰度绿色PeLEDs(图11k)和超薄多色PeLEDs(图11l)。

图11(a)转移印刷过程示意图。(b)考虑到胶印油墨/基底系统中的两个界面，粘附力与刺激之间的关系图。(c)质量转移印刷方法的示意图。(d)通过转移印刷和旋涂制备的红色PeLED的J-V-L曲线。(e)白色PeLED的EQE曲线。插图显示了白色PeLED的照片。(f)PeNCs / ETL双层释放过程的示意图(左)和PDMS印模与PeNC及PeNC / TPBi双层之间的黏附工作曲线(右)。(g)具有2550PPI分辨率的像素化RGB PeNC图案的荧光显微图像。(h)J-V-L曲线，(i)EQE与电流密度曲线，以及(j)旋涂、转移印刷、转移印刷PeNCs无溶剂处理的PeLED的电化学阻抗分析结果。(k)光学显微镜图像，说明使用高分辨率转移印刷绿色PeLED的EL发光。插图显示了通过转移印刷进行划片的绿色PeLED的照片。(l)可贴皮肤的超薄多色PeLED的照片。插图显示了厚度约为2.6μm的转印印刷PeLED的横截面TEM图像。

V  总结与展望

在这篇综述中，作者对PeLEDs的图案化策略的最新进展进行了全面的概述。对于原位晶化图案化，主要集中在对MHPs前体材料进行图案化。由于MHPs在图案化过程的不同阶段期间或之后形成，MHPs受溶剂、光辐照和热影响引起的各种潜在损伤影响较小。然而，由于MHPs相对较大且随机分布的晶体尺寸，与PeNCs相比，对激子和载流子的限制作用较低，因此解决这一挑战的方法之一就是实现单晶MHP图案化。单晶MHP薄膜相比多晶对应物具有多个优势，包括更高的载流子迁移率和扩展的载流子扩散长度。此外，在位生长方法具有进一步提高器件性能的潜力，通过消除可能引起损伤的不必要的剥离过程。纳米晶图案化可以精确控制发光层的特性，因为合成过程与图案化过程是分离的，可以被精细控制。例如，胶体合成技术可以产生尺寸均匀分布的PeNCs(标准尺寸偏差<1-2 nm)，这是通过原位晶化图案化无法实现的。此外，在图案化过程之前，可以对PeNCs进行各种合成后表面处理过程，这对于改善PeNCs的电学和光学性能以及图案化产率起到至关重要的作用。正如我们所讨论的，由于PeLEDs具有广泛的颜色可调性、高载流子迁移率和高吸收系数，因此引起了人们的关注。然而，在全彩色PeLEDs的发展中仍然存在一些未解决的问题，如在施加电压下的短寿命、Pb的毒性、电路集成和可变形显示。

在商业化PeLEDs之前，必须解决施加外部偏压下的短寿命问题。商业化OLEDs展示了卓越的发光电量效率(>30%，接近其理论极限)和超过100,000小时的寿命。虽然PeLEDs的发光电量效率接近理论极限，但大部分寿命仅为几小时，远远无法满足商业要求。低稳定性主要是由于外部偏压下钙钛矿的离子迁移引起的。为了缓解这一挑战，建议采用核/壳异质结构。将核MHPs包覆在宽禁带材料中以限制离子迁移。例如，Li团队提出了具有二苯基胺壳层的核/壳结构PeNCs。在1,000 cd m⁻2下，PeLEDs表现出520小时的半寿命(在100 cd m⁻2下估计半寿命>30,000小时)，凸显了PeLEDs在商业化显示器中的潜力。在这方面，最近提出了各种表面保护策略。

在蓝色PeLEDs中，离子迁移引起的稳定性问题占主导地位。制备蓝色PeNC薄膜的制造过程可以分为两个方向：混合卤化物钙钛矿和对量子限制效应的尺寸控制。使用混合卤化物钙钛矿制备的蓝色PeLEDs在显示应用中经常遭受一个严重的缺陷，就是在器件运行过程中发生卤化物分离。这种现象导致发射峰位移，损害了器件的性能和稳定性。最近，Jiang等人通过利用配体诱导空间位阻的方式，展示了单分散钙钛矿量子点的使用。这显著提高了效率，并帮助避免卤化物分离。然而，这些器件的操作稳定性仍然较低，需要进一步努力实现高效率和稳定的蓝色PeLEDs。可以通过有效平衡电荷注入到PeNCs中，防止非辐射奥杰复合和焦耳加热，来提高器件的效率和稳定性。此外，类似于近期对半导体纳米晶体的研究，对PeNCs的退化机制进行全面的理解也是非常迫切的。

Pb的毒性对环境和健康构成了重大风险，成为了阻碍PeLEDs广泛应用的一道障碍。广泛的研究一直在探索用低毒金属阳离子替代Pb，包括Sn(II)、Bi(III)、Ge(II)、Cu(I)、Cu(II)、Sb(III)、Sn(IV)、Ti(IV)和Ag(I)。尤其是与Pb同在一个族的元素，如Sn和Ge，是无铅钙钛矿的首选元素。然而，Sn2⁺和Ge2+离子的热力学有利氧化会导致金属性质并降低器件性能。此外，基于其他元素的PeLEDs具有较宽的半高全宽和稳定性问题，不适用于显示应用。加速发现无铅PeLEDs有希望的候选材料的有效方法是使用计算材料筛选。这种在太阳能电池行业广泛采用的方法有助于识别具有所需性能的合适材料。

将PeLEDs与显示器背板(即晶体管阵列)集成起来是精确控制每个RGB像素强度的关键。在传统的半导体制造过程中，翻转芯片焊接常用于与背板和电子元件的互连。通过焊料、铜和金的金属凸点将分别制造的显示单元与背板上的电路连接时，需要额外的退火和高压过程以确保机械完整性和低接触电阻。由于MHPs在热和压力暴露下易受损，因此需要替代方法来集成每个单元。一种有前景的方法是使用MHP图案化策略(如喷墨打印、转移打印和热蒸发)在背板上直接制造RGB PeLEDs。在将PeLED阵列集成到TFT背板或集成电路上时，关键在于PeLED阵列的制造过程不会对底层设备电路造成任何损害。例如，通过在6.67英寸薄膜晶体管阵列上直接集成全热蒸发顶部发射PeLEDs，成功演示了单色1,080×2,400活动矩阵PeLED阵列的制造。

随着电子设备形态的多样化，可变形显示器受到了极大的关注。LED的机械柔韧性对于制作可贴肤、可穿戴显示器以及与各种可穿戴电子设备的无缝融合至关重要。在各种机械变形(包括弯曲、折叠、卷曲和拉伸等)中，对每个组成部分(包括电极、光辉调光层和发光层)的应变缓解成为关键需求之一。其中，结构设计是制作可变形LED的重要策略，采用了创新的设计，如蛇形、切割折纸、岛屿和超薄结构。同时，一种替代方法是采用具有固有可拉伸性的材料，推动了可拉伸CTL、电极、发光层和晶体管的发展，以应对这些需求。尽管这些策略最近已经应用于可变形PeLED的制造，但在EL特性和机械柔韧性方面仍然需要进一步的改进。通过整合这些方法和工艺，可以在实现下一代全彩显示器上取得显著进展，应用于具有多样化形态的高级电子系统中的PeLED技术。

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Nano-Micro Letters《纳微快报(英文)》是上海交通大学主办、在Springer Nature开放获取(open-access)出版的学术期刊，主要报道纳米/微米尺度相关的高水平文章(research article, review, communication, perspective, highlight, etc)，包括微纳米材料与结构的合成表征与性能及其在能源、催化、环境、传感、电磁波吸收与屏蔽、生物医学等领域的应用研究。已被SCI、EI、PubMed、SCOPUS等数据库收录，2022JCR影响因子为 26.6，学科排名Q1区前5%，中科院期刊分区1区TOP期刊。多次荣获“中国最具国际影响力学术期刊”、“中国高校杰出科技期刊”、“上海市精品科技期刊”等荣誉，2021年荣获“中国出版政府奖期刊奖提名奖”。欢迎关注和投稿。

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