电致发光光刻胶(ELPRs)的显著进展拓展了光刻技术在有机发光二极管(OLED)领域的应用。随着OLED微型化的需求日益增加,高分辨率显示器及集成光子学亟需推动此技术。然而,传统的真空蒸镀和喷墨打印方法无法与硅基光刻工艺兼容,使得与CMOS电路的集成变得复杂。尽管无机半导体技术广泛研究,但由于晶格失配和高温外延等问题,导致在像素缩小至10微米以下时效率显著降低。有机半导体因其制造灵活性和各方面兼容性而受到青睐,但在多色OLED的单片集成上仍面临挑战,主要源于其化学稳定性差易受光刻过程中溶剂和显影剂的影响。
新研究中,瑞士苏黎世联邦理工学院的教授们通过原子转移自由基聚合(ATRP)合成了一种新型的电致发光光刻胶。这种光刻胶能直接通过紫外和电子束光刻技术进行图案化。其创新的多臂星形聚合物设计包含了一个保护性壳层,妨碍了发光核心与环境的相互作用,确保了电致发光的高效性。研究显示,这些光刻胶在尺寸上可以小到110纳米,并能通过多色的紫外图案化技术实现高外量子效率,超出13%。这些成果不仅为有机光电子学的进一步发展提供了可能,也为单片光电集成创造了良好的基础。
在设计策略上,研究者选用了红、绿、蓝三种TADF发光体作为核心,采用模块化合成方法对发光特性及交联密度进行独立调节,通过精确的链长控制掺杂浓度。研究结果通过时间分辨光致发光和分子动力学模拟等多种手段进行了验证,显示出材料在固态膜中保持优秀的光致发光特性,并且在交联后未增加额外的衰减点。这些新型电致发光光刻胶的研究成果为OLED技术的迁移奠定了坚实的基础,推动了光电子学的创新。 龙8头号玩家