鹵化鉛鈣鈦(tai)礦量(liang)子點（PQDs）由(you)於其獨(du)特(te)的物理(li)化學性質，如可調(diao)節(jie)的發(fa)射(she)波(bo)長，高(gao)色純度和高光(guang)致(zhi)發光量子產(chan)額(e)，常以溶液、粉(fen)末(mo)、塗層薄膜(mo)和帶有(you)圖(tu)案(an)的薄膜形式，應用於(yu)信息存儲和防(fang)偽(wei)領域中，為(wei)了擴(kuo)大PQDs的(de)應用，PQDs製(zhi)備的彩(cai)色轉(zhuan)換膜（CCFs）最(zui)近被提議用於mini/micro LED組(zu)裝(zhuang)中，以實現全彩、高分辨率(lv)柔性(xing)顯示器(qi)的製備。目(mu)前(qian)，通常(chang)使(shi)用噴墨打印（Inkjet printing）技術將(jiang)鈣(gai)鈦礦量子點油(you)墨製備成薄(bao)膜形(xing)態，製備過程(cheng)中(zhong)使用(yong)的油墨也(ye)有多種，一種是“熒光油墨”，將預合成(cheng)的PQDs與一些(xie)添加(jia)劑(ji)（如聚(ju)合物、表麵活性劑、粘度(du)改善劑）混合，形成具有強(qiang)發射力的均勻溶液；另(ling)外一種則(ze)是“非熒光”油墨，將PQDs的原(yuan)料溶(rong)解在溶劑中，形成透明的前提溶液。廈門大學解榮(rong)軍教授課題(ti)組在“In Situ Inkjet Printing Patterned Lead Halide Perovskite Quantum Dot Color Conversion Films by Using Cheap and Eco-Friendly Aqueous Inks”（發表於《Small Methods》）的研究中，將水作為溶劑通過噴墨打印原位合成的方法加入(ru)鈣鈦礦(kuang)量子點（PQD）/色彩轉換膜（CCFs）溶液中，替(ti)換了價格(ge)昂貴(gui)，毒性強，易燃的N,N-二(er)甲(jia)基甲酰胺(an)和二甲基亞碸等有機溶劑，並且(qie)符合當今倡導的“綠色化學”理念(nian)。

▲ 圖1  使用水性油墨原位(wei)打印MAPbBr3/PVA的示意圖

通(tong)過將MaBr、PbBr2、PVA、H2O注(zhu)入MicroFab Jetlab®4-xl的四(si)路(lu)通道(dao)中，在特定的驅動(dong)電壓波形的刺(ci)激下(xia)產生穩定(ding)連續的液滴(di)，根(gen)據預設值(zhi)的程序，依(yi)次(ci)在石英玻璃(li)基片(pian)上進行(xing)點陣或(huo)者圖形的噴墨打印，每種材料噴墨打印的圖形會(hui)在原位重合，當(dang)油墨幹(gan)燥時，伴隨著(zhu)水的蒸(zheng)發而達到飽和狀(zhuang)態。

解榮軍(jun)教(jiao)授課(ke)題組還(hai)研(yan)究了噴墨打印出的MAPbBr3的大小(xiao)和均(jun)勻性，這決(jue)定了最後(hou)顯示(shi)器件(jian)的分辨(bian)率和有效亮度區(qu)域，因此(ci)有必要(yao)通過調節噴墨打印參數控(kong)製MaPbBr3的像(xiang)素(su)。研究表(biao)明，襯(chen)底(di)溫(wen)度對(dui)CCFs的形貌(mao)和光致發光有很大的影(ying)響，下圖是在不同(tong)襯底溫度下的噴墨打印圖形，在365nm激發下顯示出(chu)不(bu)同的熒光，研究表(biao)明，顯(xian)示不同的熒光是(shi)因為圖形的均勻性不同，而(er)均勻(yun)性不同的根本原因是因(yin)為在不同的襯底溫度下，原位合成的鈣鈦礦量子點溶液的各組成成分(fen)的結(jie)晶速(su)度不同，當襯底溫度低於60℃時，PQDs的結晶速度很(hen)慢(man)，聚合物首先凝(ning)固(gu)，然後馬蘭戈(ge)尼(ni)對流會帶(dai)來鈣鈦礦的前驅(qu)體朝(chao)向液滴中心移(yi)動，導致均勻性較(jiao)差，而當襯底的溫度較高時，PQDs和聚合物可以在相(xiang)似(shi)的時間內結晶(jing)，因此有著較好(hao)的均勻性，這表明(ming)在高溫下打印CCFs可以獲(huo)得優異(yi)的光學性能(neng)。

藍(lan)色和紅色MAPbBr3 CCFs也可通過(guo)噴墨打印方(fang)式製備，下圖是研究人員打印的廈(sha)門(men)大(da)學校徽(hui)及二維(wei)碼(ma)。

綜(zong)上(shang)所述，解榮軍教授課題組開發的通過噴墨打印原位合成的MAPbBr3廉(lian)價(jia)環(huan)保水(shui)性油墨製備的CCFs在526nm出呈現(xian)出強烈的綠(lv)色發射帶，FWHM為22nm，PLQY為85%，通過控製襯底溫度，優(you)化(hua)了熒光均勻性和像素大小。全彩（紅、綠、藍）PQD/PVA CCFs均可由水性油墨產生(sheng)，與使用昂貴或者有毒的有機溶劑的傳(chuan)統(tong)噴墨方式(shi)相比，此研究采(cai)用的方法可(ke)以(yi)打印出穩定的、PLQY可接(jie)受(shou)、高分辨率、高色純(chun)度的CCFs，對含水鈣鈦礦油墨和噴墨打印印刷參數(shu)的優化研究具有重大意(yi)義。