CN110943172A - 一种量子点白光二极管 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种量子点白光二极管，所述量子点白光二极管包括阴极、阳极以及设置在所述阴极和阳极之间的发光层，所述发光层包括层叠设置的蓝光有机荧光层和量子点发光层，所述蓝光有机荧光层材料包括由第一p型半导体材料和第一n型半导体材料混合形成的第一主体材料以及掺杂在所述第一主体材料中的蓝光有机荧光材料，所述第一主体材料的单线态激子能量大于所述蓝光有机荧光材料的单线态激子能量，且所述第一主体材料的三线态激子能量大于所述蓝光有机荧光材料的三线态激子能量。本发明能够有效提升量子点白光二极管的发光效率。
Description
技术领域
本发明涉及发光二极管领域，尤其涉及一种量子点白光二极管。
背景技术
当前，白光二极管广泛应用于显示和照明领域，其主要分为无机白光二极管和有机或量子点白光二极管两大类。其中二者最大的区别是：无机白光二极管为点发光，而有机或量子点白光二极管为面发光，这促进了显示和照明设备及应用场景的多样化发展，为人们的生活带来想象和便利。
在面发光技术中，量子点发光颜色鲜明细腻且易调节使得量子点白光二极管在显示和照明领域具有独特的优势，例如能够逼真地显示或再现还原物品本来的面貌，给人以视觉上的震撼和享受。
经过近三十年的发展，红绿单色量子点发光二极管在效率和寿命等发面取得了很大的进步，已达到商业化的标准，然而蓝光量子点发光二极管在寿命上却相差甚远，因此为了实现高效稳定长寿命的量子点白光二极管，寻找合适的蓝光替代材料是当务之急。
在此之前，业界已经提出用蓝光有机材料结合红绿量子点实现白光，然而这些案例广泛应用磷光材料或者热活化延迟荧光材料（TADF）作为蓝光物质，虽然这些物质发光效率很高，但寿命依然达不到商业化的要求，因此难以实现长寿命的目标；而对于应用蓝光有机荧光物质与红绿量子点相结合的案例，其往往只是一种概念，并没有给出切实可行的实现方案。
对于蓝光有机荧光发光二极管，其优势是稳定性好、寿命长，满足商业化条件，而不足之处在于发光效率低。这是因为有机荧光材料只有单线态激子发生辐射复合放出蓝光，三线态激子则以非辐射复合的形式回到基态，而单线态激子和三线态激子的比例是1:3，因此，蓝光有机荧光发光二极管的理论最大内量子效率只有25%，与我们追求的100%的内量子效率有很大的差距。很显然，对于蓝光有机荧光粉与红绿量子点相结合的白光二极管而言，如此低效的蓝光发光严重制约了白光二极管的内量子效率。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种量子点白光二极管，旨在解决现有蓝光有机荧光发光二极管内量子效率低下，严重制约白光二极管发光效率的问题。
本发明的技术方案如下：
一种量子点白光二极管，包括阴极、阳极以及设置在所述阴极和阳极之间的发光层，其中，所述发光层包括层叠设置的蓝光有机荧光层和量子点发光层，所述蓝光有机荧光层材料包括由第一p型半导体材料和第一n型半导体材料混合形成的第一主体材料以及掺杂在所述第一主体材料中的蓝光有机荧光材料，所述第一主体材料的单线态激子能量大于所述蓝光有机荧光材料的单线态激子能量，且所述第一主体材料的三线态激子能量大于所述蓝光有机荧光材料的三线态激子能量。
有益效果：本发明通过将蓝光有机荧光材料掺杂在由第一p型半导体材料和第一n型半导体材料混合形成的第一主体材料中，所述第一主体材料中的单线态激子可通过Forster能量转移传递到蓝光有机荧光材料中并辐射复合发出蓝光；所述第一主体材料和蓝光有机荧光材料的三线态激子可扩散至量子点发光层，并通过Dexter能量转移将所述三线态激子传递给量子点以激发量子点发出光子，从而有效提高量子点白光二极管的量子效率。
附图说明
图1为本发明具体实施方式中提供的一种量子点白光二极管的结构示意图。
图2为本发明实施例1提供的一种量子点白光二极管的结构示意图。
图3为本发明实施例2提供的一种量子点白光二极管的结构示意图。
具体实施方式
本发明提供一种量子点白光二极管，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
量子点发光二极管有多种形式，且所述量子点发光二极管分为正式结构和反式结构，所述反式结构的量子点白光二极管可包括从下往上层叠设置的衬底、阴极、电子传输层、蓝光有机荧光层、量子点发光层、空穴传输层以及阳极。而本发明的具体实施方式中将主要以如图1所示的正式结构的量子点白光二极管为实施例进行介绍。具体地，如图1所示，所述量子点白光二极管包括从下往上层叠设置的衬底10、阳极20、空穴传输层30、蓝光有机荧光层40、量子点发光层50、电子传输层60以及阴极70；其中所述蓝光有机荧光层材料包括由第一p型半导体材料和第一n型半导体材料混合形成的第一主体材料以及掺杂在所述第一主体材料中的蓝光有机荧光材料，所述第一主体材料的单线态激子能量大于所述蓝光有机荧光材料的单线态激子能量，且所述第一主体材料的三线态激子能量大于所述蓝光有机荧光材料的三线态激子能量。
本实施例中的蓝光有机荧光层材料包括由第一p型半导体材料和第一n型半导体材料混合形成的第一主体材料以及掺杂在所述第一主体材料中的蓝光有机荧光材料，由这种材料组成的蓝光有机荧光层可有效提升量子点白光二极管的发光效率。实现上述效果的机理具体如下：
1、由于所述蓝光有机荧光层中的蓝光有机荧光材料掺杂在所述第一主体材料中，使得所述蓝光有机荧光材料的单线态和三线态激子也可分布在所述第一主体材料中，这有利于减轻激子湮灭效应，可保证量子点白光二极管在大电流密度或高亮度情况下能稳定地发出白光。
2、所述第一主体材料的单线态激子能量大于所述蓝光有机荧光材料的单线态激子能量，且所述第一主体材料的三线态激子能量大于所述蓝光有机荧光材料的三线态激子能量，这使得所述第一主体材料中形成的单线态激子可通过Forster能量转移传递到蓝光有机荧光材料中，并在蓝光有机荧光材料中辐射复合发出蓝光；同时，所述第一主体材料和蓝光有机荧光材料的三线态激子可扩散至量子点发光层并通过Dexter能量转移的方式将三线态激子能量传递给量子点，激发量子点放出光子，从而提升量子点白光二极管的发光效率。
需要说明的是，所述正式结构的量子点白光二极管还可以包括从下往上叠层设置的衬底、阳极、空穴传输层、量子点发光层、蓝光有机荧光层、电子传输层以及阴极；其中所述蓝光有机荧光层材料包括由第一p型半导体材料和第一n型半导体材料混合形成的第一主体材料以及掺杂在所述第一主体材料中的蓝光有机荧光材料，所述第一主体材料的单线态激子能量大于所述蓝光有机荧光材料的单线态激子能量，且所述第一主体材料的三线态激子能量大于所述蓝光有机荧光材料的三线态激子能量。这种结构的量子点白光二极管同样能够提升其发光效率，实现上述效果的机理与上述实施例相同。
在一种优选的实施方式中，所述蓝光有机荧光层中，所述蓝光有机荧光材料的掺杂浓度为0.5-3%。由于单线态激子寿命极短，其激子扩散长度小于1nm，单线态激子一般通过Forster能量转移的方式传递激子能量，其有效作用半径通常在3-5nm之间；而三线态激子由于其寿命较长，其激子扩散长度可达100nm，三线态激子一般通过Dexter能量转移的方式传递激子能量，其有效作用半径为1nm之内。本实施例将所述蓝光有机荧光材料的掺杂浓度设定为0.5-3%，使得所述蓝光有机荧光层在靠近量子点发光层的3-5nm范围内单线态激子所占比例明显减小，从而有效降低蓝光有机荧光材料的单线态激子转移至量子点发光层的概率，使得所述蓝光有机荧光材料的单线态激子可在蓝光有机荧光层中辐射复合发出蓝光。
由于Dexter能量转移的有效作用半径为1nm之内，在蓝光有机荧光材料的掺杂浓度为0.5-3%的条件下，所述第一主体材料的三线态激子在1nm范围内找不到可转移能量的蓝光有机荧光材料，因此本实施例还可以有效防止第一主体材料将三线态激子传递给蓝光有机荧光材料并以非辐射复合的方式回到基态，造成能量损失。
在一种优选的实施方式中，所述蓝光有机荧光层的厚度为10-40nm，在该厚度范围内，所述蓝光有机荧光层中的第一主体材料和蓝光有机荧光材料的三线态激子均能够扩散至量子点发光层并通过Dexter能量转移的方式将三线态激子能量传递给量子点，激发量子点放出光子。
在一种优选的实施方式中，所述蓝光有机荧光层中的第一主体材料为具有空穴传输能力的第一p型半导体材料和具有电子传输能力的第一n型半导体材料组成的混合材料，也就是说，所述第一主体材料同时具有电子和空穴迁移能力，因此，所述第一主体材料还可以保证电荷的传输和平衡，减少电荷在发光层的累积，有利于提升量子点白光二极管的发光效率，减小效率滚降，并保持光谱的稳定性，这对白光二极管而言至关重要。
优选的，所述第一p型半导体材料为TAPC（T1=2.98eV）、mCP（T1=2.91eV）和TCTA（T1=2.76eV）等中的一种或多种，但不限于此；所述第一n型半导体材料为TPBi（T1=2.75eV）、Bepp2（T1=2.60eV）、BTPS（T1=2.79eV）和TmPyPb（T1=2.78eV）等中的一种或多种，但不限于此。作为举例，所述第一p型半导体材料和第一n型半导体材料组成的混合物可以为TCTA:TPBi、TCTA:TmPyPb和mCP:TmPyPb中的一种，但不限于此。本发明中，所述T1均表示半导体材料的三线态激子能量。
在一种优选的实施方式中，所述蓝光有机荧光层中的蓝光有机荧光材料为Cz-2pbb（T1=2.46eV）、POTA（T1=2.44eV）、4P-NPD（T1=2.3eV）和DADBT（T1=2.38eV）等中的一种或多种，但不限于此。
在一种优选的实施方式中，当所述阴极和发光层之间设置有电子传输层，且所述蓝光有机荧光层靠近所述电子传输层一侧设置时，则所述电子传输层的材料与所述蓝光有机荧光层材料中的第一n型半导体材料中的至少一种相同。由于所述电子传输层中的材料与所述蓝光有机荧光层材料中的第一n型半导体材料中的至少一种相同，因此，从所述电子传输层中输出的电子在传输到所述蓝光有机荧光层时不存在界面势垒，所述电子可以快速无阻碍地从电子传输层传输到蓝光有机荧光层，从而提高激子复合效率。
在一种优选的实施方式中，当所述阳极和发光层之间设置有空穴传输层，且所述蓝光有机荧光层靠近所述空穴传输层一侧设置时，则所述空穴传输层的材料与所述蓝光有机荧光层材料中的第一p型半导体材料中的至少一种相同。由于所述空穴传输层中的材料与所述蓝光有机荧光层材料中的第一p型半导体材料中的至少一种相同，因此，从空穴传输层中输出的空穴在传输到所述蓝光有机荧光层时不存在界面势垒，所述空穴可以快速无阻碍地从电子传输层传输到蓝光有机荧光层，从而提高激子复合效率。
在一种优选的实施方式中，所述量子点发光层材料包括量子点和第二主体材料，其中，为防止量子点激子被第二主体材料猝灭，所述第二主体材料的单线态激子能量和三线态激子能量均大于所述量子点的激子能量。在本实施例中，所述量子点发光层发光机制包括三种：1、电子、空穴分别从阴极和阳极传输至量子点发光层发生辐射复合放出光子；2、蓝光有机荧光层材料的三线态激子扩散至量子点发光层并通过Dexter能量转移的方式将三线态激子传递给量子点，并激发量子点发出光子；3、电子、空穴分别从阴极和阳极传输至第二主体材料中形成单线态和三线态激子，所述第二主体材料中形成的单线态和三线态激子分别通过Forster和Dexter能量转移传递给量子点，并在量子点发光层中辐射复合发出光子。
优选的，本实施例中，所述第二主体材料为双极性分子、第二n型半导体材料、第二p型半导体材料以及由第二n型半导体材料和第二p型半导体材料组成的混合材料中的一种，但不限于此。更优选的，所述双极性分子为CBP和NPB中的一种或两种，但不限于此；所述第二n型半导体材料TPBi、Bepp2、BTPS和TmPyPb中的一种或多种，但不限于此；所述第二p型半导体材料为TAPC、mCP和TCTA中的一种或多种，但不限于此。
在一种优选的实施方式中，所述量子点发光层材料为量子点，则在本实施例中，所述量子点发光层发光机制包括两种：1、电子、空穴分别从阴极和阳极传输至量子点发光层发生辐射复合放出光子；2、蓝光有机荧光层材料的三线态激子扩散至量子点发光层并通过Dexter能量转移的方式将三线态激子传递给量子点，并激发量子点放出光子。
在一种优选的实施方式中，所述蓝光有机荧光层靠近阳极一侧设置，所述量子点发光层靠近阴极一侧设置，所述量子点发光层材料包括量子点和第二主体材料，所述第二主体材料选自双极性分子、第二n型半导体材料、第二p型半导体材料以及由第二n型半导体材料和第二p型半导体材料组成的混合材料中的一种。
优选的，所述第二主体材料为由第二n型半导体材料和第二p型半导体材料组成的混合材料。采用第二n型半导体材料和第二p型半导体材料组成的混合材料兼具良好的电子和空穴迁移能力，有利于降低发光层的阻抗，保证阴极方向传输来的电子可以无阻碍地向蓝光有机荧光层运动，同时保证蓝光有机荧光层运动来的空穴可以无阻碍地通过量子点发光层，使电荷载流子能够均匀地分布在整个发光层中，降低激子湮灭的概率，提高器件的效率和稳定性。
优选的，所述第二主体材料为双极性分子。双极性分子同样具有优异的电子空穴迁移能力，可以起到上述第二n型半导体和第二p型半导体混合材料相同的作用。
优选的，在本实施例中，所述第二n型半导体材料为TPBi、Bepp2、BTPS和TmPyPb中的一种或多种，但不限于此。所述第二p型半导体材料为TAPC、mCP和TCTA中的一种或多种，但不限于此。所述双极性分子为CBP和NPB中的一种或两种，但不限于此。
在一种优选的实施方式中，所述蓝光有机荧光层靠近阴极一侧设置，所述量子点发光层靠近阳极一侧设置，所述量子点发光层材料包括量子点和第二主体材料，所述第二主体材料选自双极性分子、第二n型半导体材料、第二p型半导体材料以及由第二n型半导体材料和第二p型半导体材料组成的混合材料中的一种。
优选的，所述第二主体材料为由第二n型半导体材料和第二p型半导体材料组成的混合材料。采用第二n型半导体材料和第二p型半导体材料组成的混合材料兼具良好的电子和空穴迁移能力，有利于降低发光层的阻抗，保证阴极方向传输来的电子可以无阻碍地向蓝光有机荧光层运动，同时保证蓝光有机荧光层运动来的空穴可以无阻碍地通过量子点发光层，使电荷载流子能够均匀地分布在整个发光层中，降低激子湮灭的概率，提高器件的效率和稳定性。
优选的，所述第二主体材料为双极性分子。同理，双极性分子同样具有优异的电子空穴迁移能力，可以起到上述第二n型半导体和第二p型半导体混合材料相同的作用。
优选的，在本实施例中，所述第二n型半导体材料为TPBi、Bepp2、BTPS和TmPyPb中的一种或多种，但不限于此。所述第二p型半导体材料为TAPC、mCP和TCTA中的一种或多种，但不限于此。所述双极性分子为CBP和NPB中的一种或两种，但不限于此。
在一种优选的实施方式中，为防止蓝光有机荧光材料的三线态激子能量被猝灭，所述蓝光有机荧光材料的三线态激子能量应大于量子点发光层中量子点的能量。因此，在所述发光层中，根据蓝光有机荧光材料的三线态激子能量大小的不同，所述量子点发光层中量子点的选择也不相同。当所述蓝光有机荧光材料的三线态激子能量大于2.38eV时，所述量子点发光层中的量子点材料为黄光量子点，或者所述量子点发光层中的量子点材料为由红光量子点和绿光量子点组成的混合量子点，或者所述量子点发光层中的量子点材料为包括红光量子点、黄光量子点和绿光量子点的混合量子点，其中，所述黄光量子点的发光光谱的半波宽大于70nm。
作为举例，当所述蓝光有机荧光材料为Cz-2pbb（T1=2.46eV）或POTA（T1=2.44eV）中的一种时，所述黄光量子点为CuInS/ZnS，ZnCuInS/ZnS、AgInS/ZnS和InP/ZnS等中的一种或多种，但不限于此；所述红、绿两种量子点可独立地选自CdSe/ZnS、CdSe/CdS、CdSe/CdS/ZnS、CuInS/ZnS，ZnCuInS/ZnS、AgInS/ZnS和InP/ZnS中的一种或多种，但不限于此。
在一种优选的实施方式中，当蓝光有机荧光材料的三线态激子能量大于2.38 eV时，所述量子点发光层为层叠设置的红光量子点薄膜层和绿光量子点薄膜层，其中，所述红光量子点薄膜层和绿光量子点薄膜层的厚度均为5-15nm。
在一种优选的实施方式中，当蓝光有机荧光层材料的三线态激子能量大于2.38eV时，所述量子点发光层为红光量子点和绿光量子点混合形成的单一混合膜层，其中，所述单一混合膜层的厚度为10-30nm。
在一种优选的实施方式中，当蓝光有机荧光层材料的三线态激子能量大于2.38eV时，所述量子点发光层中的量子点材料为黄光量子点，所述量子点发光层中的厚度为5-50nmnm。
在一种优选的实施方式中，当蓝光有机荧光层材料的三线态激子能量大于2.38eV时，所述量子点发光层中的量子点材料为包括红光量子点、黄光量子点和绿光量子点的混合量子点，所述量子点发光层中的厚度为15-50nmnm。
在一种优选的实施方式中，当蓝光有机荧光层材料的三线态激子能量大于2.38eV时，所述量子点发光层为层叠设置的红光量子点薄膜层、黄光量子点薄膜层和绿光量子点薄膜层，其中，所述红光量子点薄膜层、黄光量子点薄膜层和绿光量子点薄膜层的厚度均为5-15nm。
在一种优选的实施方式中，当蓝光有机荧光层材料的三线态激子能量为2.25eV-2.38eV时，所述量子点发光层中的量子点材料为黄光量子点，或者所述量子点发光层中的量子点材料为由红光量子点和黄光量子点组成的混合量子点，其中，所述黄光量子点的发光光谱的半波宽大于70nm，所述红光量子点发光光谱的半波宽不受限制。当所述量子点发光层中的量子点材料为黄光量子点时，所述量子点发光层厚度为5-50nm。当所述量子点发光层中的量子点材料为由红光量子点和黄光量子点混合形成的单一混合膜层，其中，所述单一混合膜层的厚度为10-50nm；当所述量子点发光层为层叠设置的红光量子点薄膜层和黄光量子点薄膜层，其中，所述红光量子点薄膜层和黄光量子点薄膜层的厚度均为5-15nm。
作为举例，当蓝光有机荧光层材料为4P-NPD（T1=2.3eV）或DADBT（T1=2.38eV）时，所述红光量子点为CdSe/ZnS、CdSe/CdS、CdSe/CdS/ZnS、CuInS/ZnS，ZnCuInS/ZnS、AgInS/ZnS和InP/ZnS中的一种或多种，但不限于此；所述黄光量子点为CuInS/ZnS，ZnCuInS/ZnS、AgInS/ZnS和InP/ZnS中的一种或多种，但不限于此。
在一种优选的实施方式中，所述衬底可以为刚性材质的衬底，如玻璃等，也可以为柔性材质的衬底，如PET或PI等中的一种。
在一种优选的实施方式中，所述阳极可以选自铟掺杂氧化锡（ITO）、氟掺杂氧化锡（FTO）、锑掺杂氧化锡（ATO）、铝掺杂氧化锌（AZO）等中的一种或多种。
在一种优选的实施方式中，所述空穴传输层的材料可以选自具有良好空穴传输性能的材料，例如可以选自但不限于p型的TAPC、mCP、TFB、PVK、Poly-TPD、PFB、TCTA、CBP、TPD和NPB等中的一种或多种。
在一种优选的实施方式中，所述电子传输层的材料可以选自具有良好电子传输性能的材料，例如可以选自但不限于n型的TPBi、Bepp2、BTPS、TmPyPb、ZnO、TiO2、Fe2O3、SnO2、Ta2O3、AlZnO、ZnSnO和InSnO等中的一种或多种。
在一种优选的实施方式中，所述阴极可选自铝（Al）电极、银（Ag）电极和金（Au）电极等中的一种。
需说明的是，本发明量子点白光二极管还可以包含以下功能层的一层或者多层：设置于阳极和空穴传输层之间的空穴注入层，设置于阴极和电子传输层之间的电子注入层。
本发明还提供一种如图1所述正式结构的量子点白光二极管的制备方法的实施例，具体的包括以下步骤：
提供一衬底，在所述衬底上形成阳极；
在所述阳极上制备空穴传输层；
在所述空穴传输层上制备蓝光有机荧光层；
在所述蓝光有机荧光层上制备量子点发光层；
在所述量子点发光层上制备电子传输层；
在所述电子传输层上制备阴极，得到所述量子点白光二极管；
其中，所述蓝光有机荧光层材料包括由第一p型半导体材料和第一n型半导体材料混合形成的第一主体材料以及掺杂在所述第一主体材料中的蓝光有机荧光材料，所述第一主体材料的单线态激子能量大于所述蓝光有机荧光材料的单线态激子能量，且所述第一主体材料的三线态激子能量大于所述蓝光有机荧光材料的三线态激子能量。
本发明中，各层制备方法可以是化学法或物理法，其中化学法包括但不限于化学气相沉积法、连续离子层吸附与反应法、阳极氧化法、电解沉积法、共沉淀法中的一种或多种；物理法包括但不限于溶液法（如旋涂法、印刷法、刮涂法、浸渍提拉法、浸泡法、喷涂法、滚涂法、浇铸法、狭缝式涂布法或条状涂布法等）、蒸镀法（如热蒸镀法、电子束蒸镀法、磁控溅射法或多弧离子镀膜法等）、沉积法（如物理气相沉积法、原子层沉积法、脉冲激光沉积法等）中的一种或多种。
下面通过实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
如图2所示，一种量子点白光二极管自下而上依次包括：ITO阳极101、空穴注入层102、空穴传输层103、量子点发光层104、蓝光有机荧光层105、电子传输层106、电子注入层107以及阴极108，所述蓝光有机荧光层材料包括重量比为1:1的TCTA:TmPyPb主体材料，以及掺杂在所述主体材料中的有机荧光材料POTA，所述POTA的掺杂浓度为2%。所述量子点白光二极管的制备方法包括如下步骤：
在图案化的ITO玻璃上用溶液法沉积PEDOT:PSS作为空穴注入层，厚度为30nm；
在PEDOT:PSS上用溶液法沉积TFB作为空穴传输层，厚度为30nm；
在TFB上用溶液法沉积混合的红绿量子点作为量子点发光层，厚度为15nm；
在量子点发光层上用蒸镀法共蒸沉积POTA (2%)-doped TCTA:TmPyPb (1:1)作为蓝光有机荧光层，厚度为25nm；
在蓝光有机荧光层上用蒸镀法沉积TmPyPb作为电子传输层，厚度为30nm；
在TmPyPb上用蒸镀法沉积LiF作为电子注入层，厚度为1nm；
在LiF上用蒸镀法沉积Al作为阴极，厚度为100nm。
实施例2
如图3所示，一种量子点白光二极管自下而上依次包括：ITO阳极201、空穴注入层202、空穴传输层203、蓝光有机荧光层204、量子点发光层205、电子传输层206、电子注入层207以及阴极208，所述蓝光有机荧光层材料包括重量比为1:1的TCTA:TPBi主体材料，以及掺杂在所述主体材料中的有机荧光材料4P-NPD，所述4P-NPD的掺杂浓度为1%。所述量子点白光二极管的制备方法包括如下步骤：
在图案化的ITO玻璃上用溶液法沉积PEDOT:PSS作为空穴注入层，厚度为30nm；
在PEDOT:PSS上用溶液法沉积TCTA作为空穴传输层，厚度为30nm；
在TFB上用蒸镀法共蒸沉积4P-NPD (1%)-doped TCTA:TPBi (1:1)作为蓝光有机荧光层，厚度为25nm；
在蓝光有机荧光层上用溶液法沉积CBP:红绿量子点混合物作为量子点发光层，厚度为20nm；
在量子点发光层上用蒸镀法沉积TmPyPb作为电子传输层，厚度为30nm；
在TmPyPb上用蒸镀法沉积LiF作为电子注入层，厚度为1nm；
在LiF上用蒸镀法沉积Al作为阴极，厚度为100nm。
实施例3
一种量子点白光二极管自下而上依次包括：ITO阳极、空穴注入层、空穴传输层、蓝光有机荧光层、量子点发光层、电子传输层、电子注入层以及阴极，所述蓝光有机荧光层材料包括重量比为1:1的mCP:TmPyPb主体材料，以及掺杂在所述主体材料中的有机荧光材料DADBT，所述DADBT的掺杂浓度为3%。所述量子点白光二极管的制备方法包括如下步骤：
在图案化的ITO玻璃上用溶液法沉积PEDOT:PSS作为空穴注入层，厚度为30nm；
在PEDOT:PSS上用溶液法沉积TFB作为空穴传输层，厚度为30nm；
在TFB上用溶液法依次沉积红光量子点薄膜、绿光量子点薄膜作为量子点发光层，红光量子点薄膜厚度为5nm，绿光量子点薄膜厚度为10nm；
在量子点发光层上用蒸镀法共蒸沉积DADBT (3%)-doped mCP:TmPyPb (1:1)作为蓝光有机荧光层，厚度为25nm；
在量子点发光层上用蒸镀法沉积TmPyPb作为电子传输层，厚度为30nm；
在TmPyPb上用蒸镀法沉积LiF作为电子注入层，厚度为1nm；
在LiF上用蒸镀法沉积Al作为阴极，厚度为100nm。
综上所述，本发明提供一种量子点白光二极管。本发明通过将蓝光有机荧光材料均匀地掺杂在由第一p型半导体材料和第一n型半导体材料混合形成的第一主体材料中，所述第一主体材料中的单线态激子可通过Forster能量转移传递到蓝光有机荧光材料中并辐射复合发出蓝光；所述第一主体材料和蓝光有机荧光材料的三线态激子可扩散至量子点发光层并通过Dexter能量转移传递给量子点，激发量子点发出光子，从而有效提升量子点白光二极管的发光效率。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (21)
1.一种量子点白光二极管，包括阴极、阳极以及设置在所述阴极和阳极之间的发光层，其特征在于，所述发光层包括层叠设置的蓝光有机荧光层和量子点发光层，所述蓝光有机荧光层材料包括由第一p型半导体材料和第一n型半导体材料混合形成的第一主体材料以及掺杂在所述第一主体材料中的蓝光有机荧光材料，所述第一主体材料的单线态激子能量大于所述蓝光有机荧光材料的单线态激子能量，且所述第一主体材料的三线态激子能量大于所述蓝光有机荧光材料的三线态激子能量。
2.根据权利要求1所述的量子点白光二极管，其特征在于，所述蓝光有机荧光材料的掺杂浓度为0.5-3%。
3.根据权利要求1所述的量子点白光二极管，其特征在于，所述蓝光有机荧光层的厚度为10-40nm。
4.根据权利要求1所述的量子点发光二极管，其特征在于，所述第一p型半导体材料为TAPC、mCP和TCTA中的一种或多种；
和/或所述第一n型半导体材料为TPBi、Bepp2、BTPS和TmPyPb中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的量子点发光二极管，其特征在于，所述蓝光有机荧光材料为4P-NPD、Cz-2pbb、POTA和DADBT中的一种或多种。
6.根据权利要求1至5任一项所述的量子点发光二极管，其特征在于，所述阴极和发光层之间还设置有电子传输层，所述蓝光有机荧光层靠近所述电子传输层一侧设置，所述电子传输层的材料与所述蓝光有机荧光层材料中的第一n型半导体材料中的至少一种相同。
7.根据权利要求1至5任一项所述的量子点发光二极管，其特征在于，所述阳极和发光层之间还设置有空穴传输层，所述蓝光有机荧光层靠近所述空穴传输层一侧设置，所述空穴传输层的材料与所述蓝光有机荧光层材料中的第一p型半导体材料中的至少一种相同。
8.根据权利要求1至5任一项所述的量子点白光二极管，其特征在于，所述量子点发光层材料为量子点。
9.根据权利要求1至5任一项所述的量子点发光二极管，其特征在于，所述量子点发光层材料包括量子点和第二主体材料，所述第二主体材料的单线态激子能量和三线态激子能量均大于所述量子点的激子能量。
10.根据权利要求9所述的量子点白光二极管，其特征在于，所述蓝光有机荧光层靠近阳极一侧设置，所述量子点层靠近阴极一侧设置，所述第二主体材料选自双极性分子、第二n型半导体材料、第二p型半导体材料以及由第二n型半导体材料和第二p型半导体材料组成的混合材料中的一种。
11.根据权利要求10所述的量子点白光二极管，其特征在于，所述第二主体材料为由第二n型半导体材料和第二p型半导体材料组成的混合材料。
12.根据权利要求10所述的量子点白光二极管，其特征在于，所述第二主体材料为双极性分子。
13.根据权利要求9所述的量子点发光二极管，其特征在于，所述蓝光有机荧光层靠近阴极一侧设置，所述量子点发光层靠近阳极一侧设置，所述第二主体材料选自双极性分子、第二n型半导体材料、第二p型半导体材料以及由第二n型半导体材料和第二p型半导体材料组成的混合材料中的一种。
14.根据权利要求13所述的量子点白光二极管，其特征在于，所述第二主体材料为由第二n型半导体材料和第二p型半导体材料组成的混合材料。
15.根据权利要求13所述的量子点白光二极管，其特征在于，所述第二主体材料为双极性分子。
16.根据权利要求10、11、13和14任一项所述的量子点白光二极管，其特征在于，所述第一n型半导体材料为TPBi、Bepp2、BTPS和TmPyPb中的一种或多种；
和/或，所述第二n型半导体材料为TPBi、Bepp2、BTPS和TmPyPb中的一种或多种；
和/或，所述第一p型半导体材料为TAPC、mCP和TCTA中的一种或多种；
和/或，所述第二p型半导体材料为TAPC、mCP和TCTA中的一种或多种。
17.根据权利要求10、12和15任一项所述的量子点白光二极管，其特征在于，所述双极性分子为CBP和NPB中的一种或两种。
18.根据权利要求1所述的量子点白光二极管，其特征在于，当蓝光有机荧光材料的三线态激子能量大于2.38eV时，所述量子点发光层中的量子点材料为黄光量子点，或者所述量子点发光层中的量子点材料为由红光量子点和绿光量子点组成的混合量子点，或者所述量子点发光层中的量子点材料为包括红光量子点、黄光量子点和绿光量子点的混合量子点，其中，所述黄光量子点的发光光谱的半波宽大于70nm。
19.根据权利要求1所述的量子点白光二极管，其特征在于，当蓝光有机荧光材料的三线态激子为2.25eV-2.38eV时，所述量子点发光层中的量子点材料为黄光量子点，或者所述量子点发光层中的量子点材料为由红光量子点和黄光量子点组成的混合量子点，其中，所述黄光量子点的发光光谱的半波宽大于70nm。
20.根据权利要求18所述的量子点白光二极管，其特征在于，所述量子点发光层为层叠设置的红光量子点薄膜层和绿光量子点薄膜层，所述红光量子点薄膜层和绿光量子点薄膜层的厚度均为5-15nm；或者，
所述量子点发光层为红光量子点和绿光量子点混合形成的单一混合膜层，其中，所述单一混合膜层的厚度为10-30nm；或者，
所述量子点发光层中的量子点材料为黄光量子点，所述量子点发光层中的厚度为5-50nm；或者
所述量子点发光层中的量子点材料为包括红光量子点、黄光量子点和绿光量子点的混合量子点，所述量子点发光层中的厚度为15-50nm；或者，
所述量子点发光层为层叠设置的红光量子点薄膜层、黄光量子点薄膜层和绿光量子点薄膜层，其中，所述红光量子点薄膜层、黄光量子点薄膜层和绿光量子点薄膜层的厚度均为5-15nm。
21.根据权利要求19所述的量子点白光二极管，其特征在于，所述量子点发光层中的量子点材料为黄光量子点，所述量子点发光层厚度为5-50nm；或者，
所述量子点发光层中的量子点材料为由红光量子点和黄光量子点混合形成的单一混合膜层，所述单一混合膜层的厚度为10-50nm；或者，
所述量子点发光层为层叠设置的红光量子点薄膜层和黄光量子点薄膜层，所述红光量子点薄膜层和黄光量子点薄膜层的厚度均为5-15nm。
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