CN114823780A - 一种面光源及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种能够同时均匀发出红光和近红外光的面光源，具体可以为一种柔性面光源。本发明提供一种可同时均匀发射红光和近红外光的面光源，包括用于发红光的第一发光组和用于发近红外光的第二发光组，所述提供红光发射的第一发光组发光光谱波峰对应的波长为600nm—700nm，所述提供近红外光发射的第二发光组的发光光谱波峰对应的波长为700nm—1000nm。本发明的面光源在生产制备过程中无需通过制备双色像素点分布来实现双发射，能够大大简化制备工艺，显著降低生产成本。本发明同时保护所述面光源在弱光医疗产品、医学美容产品、医疗监测产品、光检测产品、光源产品领域中的应用，在这些应用场景中所述面光源均可制备成可穿戴产品。
Description
技术领域
本发明涉及一种能够同时均匀发出红光和近红外光的面光源，具体可以为一种柔性面光源，同时涉及本发明的面光源在弱光医疗产品、医学美容产品、医疗监测产品、光检测产品、光源产品领域中的应用，在这些应用场景中所述面光源均可制备成可穿戴产品。
背景技术
光在现代医学中的应用起源于19世纪。十九世纪下半叶，丹麦医师Niels Finsen发现能用强力短波光(蓝光-紫外线)照射以治疗结核菌引起的皮肤病“真性狼疮”，这为更高能的X射线以及伽马射线在医学中广泛应用奠定了基础。因此他于1903年被授予诺贝尔生理学和医学奖。1960年以来，激光的发展又开辟了新的光疗途径。如今，大量基于激光的诊断和治疗设备不断涌现，但通常都是用于医院、诊所、美容院等专业医疗或美容场所。
光生物调节疗法(Photo biomodulation Therapy,PBMT)，也被称为低水平激光疗法(Low Level Laser Therapy，LLLT)，是指使用光通量为1–10J cm–2的，辐照度为1-90mWcm–2的，波长在600–1000nm范围的红光和近红外光进行治疗。临床研究表明，这样的光线可以刺激毛囊中的表皮干细胞隆起以促进头发生长；还可以促进伤口愈合，组织修复和抗炎治疗。[Lasers Surg.Med.Surg.Med.46,144–151(2014)；Ann.Biomed.Eng.40,516–533(2012).]PBMT的机制主要是线粒体中的细胞色素C氧化酶(cytochrome C oxidase，CCO)吸收了红光和近红外光，会导致抑制呼吸作用的一氧化氮从蛋白质复合物中解离，进一步会导致活性氧自由基(ROS)以及三磷酸腺苷(ATP)的生成。这一过程最终的结果包括增强细胞增殖、细胞呼吸作用，减少细胞凋亡，促进胶原蛋白的合成以及各种生长因子的表达。这些效果使PBMT可以在促进伤口愈合、生发、损伤部位的修复、减肥塑形等方面有很大的应用潜力。
目前市场上已经存在了一些红光和近红外弱光医疗产品，在售的所有产品均是基于无机LED技术。无机LED本身是点光源，，对人体皮肤的照射过程中就会出现照射不均匀的现象，导致皮肤各个位置受到的光密度不一致，并且无法制备成柔性可穿戴的器件。目前产品(如LG公司的LG Pra.L和LG Pra.L MediHair)上做的妥协就是将LED灯泡制备在柔性面板上，可以一定程度地解决上述问题，但效果仍然不好。为此，有些专利申请(CN 111481833A、CN111514466A、CN 111544774 A等)提出利用柔性光源OLED代替无机LED作为弱光医疗的光源，这样理论上是完全可以实现柔性可穿戴的面光源器件，但发光波长>800nm的近红外OLED的效率还比较低。同时，唯一的单光色的红光难以到达皮肤组织更深处，无法实现理想的应用效果。而如果采用无机LED技术制备成红光和近红外双发射的面板就需要两种LED灯泡交替排列，进一步加剧了光能量的不均匀性。
发明内容
针对上述现有技术中的问题，本发明的目的之一，提出一种可同时均匀发射红光和近红外光面光源，特别是可制备为柔性的面光源，其发光效率、稳定性以及功率均可以达到实用的要求，可以应用于弱光医疗产品、医学美容产品、医疗监测产品、光检测产品、光源产品领域，在这些应用场景中所述面光源均可制备成可穿戴产品。
本发明提供一种可同时均匀发射红光和近红外光的面光源，包括用于发红光的第一发光组和用于发近红外光的第二发光组，所述第一发光组发光光谱波峰对应的波长为600nm—700nm，提供红光发射；所述第二发光组的发光光谱波峰对应的波长为700nm—1000nm，提供近红外光发射。
优选的，本发明的面光源中的第一发光组和第二发光组均为柔性部件，从而可以实现本发明的面光源在柔性可穿戴器件中的应用。
本发明的这种可同时均匀发射红光和近红外光面光源中，第一发光组与第二发光组均可以分别在上述的波长范围内独立调控波长，两者的发射波长几乎不随着另一个发光组的改变而改变。
本发明的这种可同时均匀发射红光和近红外光面光源中，两个发光组不是由两个像素点分别发光，具体说，与无机LED技术所采用的点发光是完全不同的，本发明面光源中的两个发光组都是实现整面均匀发光，而且两个发光组可以在同一位置同时发出两种波长的光。
本发明的这种可同时均匀发射红光和近红外光面光源，其中一种具体技术方案是作为红光发射单元的第一发光组采用红光有机电致发光器件(OLED)制备，该有机电致发光器件本身作为第一发光组的光源且用作第二发光组的激发源，其发光光谱波峰对应的波长为600nm—700nm，可以通过改变OLED中器件的发光层材料方案和器件工艺方案来实现波长的调节。作为近红外发射单元的第二发光组还包括近红外光转换层，由OLED激发近红外光转换层实现近红外发射，近红外光转换层中包括近红外发光量子点材料，该近红外发光量子点材料的发光光谱波峰对应的波长为700nm—1000nm，并且可以通过调节作为近红外光转换层的近红外发光量子点材料的尺寸以及选取不同种类的近红外发光量子点材料来实现700nm—1000nm发光波长的调节。
本发明的这种可同时均匀发射红光和近红外光面光源，优选的，所述第一发光组发光光谱波峰对应的波长为605nm—680nm，提供红光发射，所述第二发光组的发光光谱波峰对应的波长为750nm—960nm，提供近红外光发射。所述本发明的面光源适宜应用在弱光医疗产品、医学美容产品、医疗监测产品等产品领域，在这些应用场景中所述面光源均可制备成可穿戴产品。
进一步优选的，本发明的这种可同时均匀发射红光和近红外光面光源，红光发光光谱波峰波长可以选自605nm—640nm和650nm—680nm中的一种或两种的组合，近红外发光光谱波峰波长可以选自750nm—800nm、810nm—860nm和860nm—960nm中的一种、两种的组合或三种的组合。
本发明的这种可同时均匀发射红光和近红外光面光源，所述近红外光转换层的厚度为0.5μm—100μm；优选的，上述近红外光转换层的厚度为5μm—50μm。
进一步的，本发明的这种同时均匀发射红光和近红外光面光源中，用于发红光的第一发光组所采用的OLED器件包括依次设置的基底、阳极、有机功能层和阴极，所述的有机功能层中包括发光层以及空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层或电子传输层中的至少一层，所述发光层中采用荧光材料、磷光材料或热活化延迟荧光材料中的至少一种。
进一步的，本发明的这种同时均匀发射红光和近红外光面光源中，用于提供近红外光发射的第二发光组中的近红外光转换层中所采用的近红外发光量子点材料选自以下几种量子点一种或多种的组合，下述的由字母表示的通式代表采用其中一种或者多种元素的组合：
(1)Ⅱ-Ⅵ族量子点AX，其中A＝Cd、Zn、Hg，X＝S、Se、Te；
(2)Ⅳ-Ⅵ族量子点PbX，其中X＝S、Se、Te；
(3)Ⅰ-Ⅵ族量子点Ag2X，其中X＝S、Se、Te；
(4)Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ族量子点AInX2，其中A＝Ag、Cu，X＝S、Se、Te；
(5)Ⅲ-Ⅴ族量子点InX，其中X＝P，As；
(6)Ⅳ族量子点，碳量子点，硅量子点；
(7)钙钛矿型量子点APbI3，其中A＝CH3NH3 +、HC(NH2)2 +、Cs+；
同时，还包括基于上述材料的核壳结构的量子点。
其中由字母表示的通式代表采用其中一种或者多种元素的组合，比如说(1)中AX量子点，其中包括CdS量子点、CdSe量子点、CdTe量子点、ZnS量子点、ZnSe量子点、ZnTe量子点、HgS量子点、HgSe量子点、HgTe量子点，还包括CdSxSe1-x量子点、CdxZn1-xS量子点等(其中0<x<1)。
优选的，(1)Ⅱ-Ⅵ族量子点AX中，具体可包括如CdS量子点、CdSe量子点、CdTe量子点、CdTexSe1-x量子点、ZnxHg1-xSe量子点、Cd1-xHgxTe量子点、HgS量子点、HgSe量子点、HgTe量子点等；(2)Ⅳ-Ⅵ族量子点PbX中，具体可包括PbS量子点、PbSe量子点、PbTe量子点、PbSxSe1-x量子点等；(3)Ⅰ-Ⅵ族量子点Ag2X中，具体可包括Ag2S量子点、Ag2Se量子点、Ag2Te量子点、Ag2SxSe1-x量子点等；(4)Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ族量子点AInX2中，具体可包括AgInS2量子点、CuInS2量子点、AgInSe2量子点、CuInSe2量子点、CuInSxSe2(1-x)量子点等；(5)Ⅲ-Ⅴ族量子点InX中，具体可包括InP量子点，InAs量子点等；(6)Ⅳ族量子点，包括碳量子点，硅量子点；(7)钙钛矿型量子点APbI3，具体包括甲胺铅碘CH3NH3PbI3量子点、甲脒铅碘HC(NH2)2PbI3量子点、Csx(HC(NH2)2)1-xPbI3量子点和铯铅碘CsPbI3量子点等。同时，还包括基于上述材料的核壳结构的量子点(其中0<x<1)。
再优选的，所述近红外发光量子点材料选自以下量子点材料中的一种或多种的组合：硫化镉CdS量子点、硒化镉CdSe量子点、硫化汞HgS量子点、碲硒化镉CdTexSe1-x量子点、硫化铅PbS量子点、硒化铅PbSe量子点、磷化铟InP量子点、砷化铟InAs量子点、硫化银Ag2S量子点、硒化银Ag2Se量子点、铜铟硫CuInS2量子点、铜铟硒CuInSe2量子点、银铟硫AgInS2量子点、硅量子点、碳量子点、甲胺铅碘钙钛矿CH3NH3PbI3量子点、甲脒铅碘钙钛矿HC(NH2)2PbI3量子点、铯铅碘钙钛矿CsPbI3量子点和Csx(HC(NH2)2)1-xPbI3量子点中的一种或两种的组合，还包括基于上述近红外发光量子点材料的核壳结构的量子点材料(其中0<x<1)。
优选的，所述近红外发光量子点材料选自铜铟硫CuInS2量子点、银铟硫AgInS2量子点、硫化铅PbS量子点、硫化银Ag2S量子点、铟化砷InAs量子点、碲硒化镉CdTexSe1-x量子点中的一种或其组合，还包括基于上述材料的核壳结构的量子点。
进一步的，所述近红外发光量子点材料采用核壳结构作为修饰，优选的组合是铜铟硫CuInS2量子点外层长硫化锌，写作CuInS2@ZnS量子点，硫化铅量子点外层长硫化镉，写作PbS@CdS量子点，碲硒化镉CdTexSe1-x量子点长硫化锌，写作CdTexSe1-x@ZnS量子点(其中0<x<1)。
量子点由于其尺寸在量子限域效应的范围内(1-20nm)，因此具有独特的光电性质以及表面特性。由于量子点本身具有大的比表面积，因此表面具有大量的表面态(缺陷态)，通常是非辐射复合的中心，从而导致荧光效率变低。因此量子点需要在表面包覆有机或无机层来钝化表面态，从而提高量子点的荧光效率。量子点表面需要配体与表面的原子键合，从而减少表面的缺陷态。还有一类量子点叫核壳结构量子点，这类量子点是在核的表面再生长一层具有一定晶格匹配度的其他无机材料，从而钝化表面缺陷，隔绝外界氛围对核结构的影响，这类量子点的壳外层仍然需要配体与表面的原子键合。本发明中将核壳结构写成核@壳(core@shell)，如CuInS2@ZnS量子点、PbS@CdS量子点等。本发明的权利要求书以及说明书中提到的量子点均包括单一结构的量子点以及核壳结构的量子点。
本发明的这种可同时均匀发射红光和近红外光的面光源，可以实现对第一发光组的发光强度和第二发光组的发光强度进行调节，其中第一发光组的发光强度比例可以在0-100％的范围内调节，这个范围不包括端点值0和100％。具体说，红光与近红外的发射强度可以通过控制同时用作第一发光组的光源与第二发光组的激发源的有机电致器件的发光强度来调节。红光发射强度与近红外发射强度的比例可以通过控制作为第二发光组的近红外光转换层的具体制备工艺参数可以调控。可以依据实用需求控制红光光谱的发光强度比例在0-100％的范围内调节为任意的比例，始终包括红光和近红外光这两种发光。本发明的这种可调控两种发光的强度比例的面光源可以应用到光生物调节疗法产品、光检测产品、光源产品等领域中，可以为具体不同需求的弱光医疗产品等产品提供丰富且全面的应用实现方案。
本发明的这种可同时均匀发射红光和近红外光的面光源，所述近红外光转换层中包括近红外发光量子点，近红外光转换层中还包括基质材料，所述基质材料选自聚合物、介孔材料的一种或其组合。
优选的，所述聚合物选自丙烯酸树脂、环氧树脂、硅酮、聚苯乙烯、酚醛树脂中的一种或两种或两种以上的组合，更优选的，所述聚合物选自丙烯酸树脂、硅酮中的一种或其组合。优选的，所述介孔材料选自分子筛、金属有机框架材料、共价有机框架材料中的一种或两种或两种以上的组合，更优选的，所述介孔材料选自分子筛、金属有机框架材料中的一种或其组合。
本发明中对聚合物基质的要求需要其具有高的透光率，同时要求聚合物基质与所用的近红外发光量子点材料的有机配体极性相似，使量子点能够均分地分散在聚合物基质中，并且保持高的PLQY。
进一步的，本发明的可同时均匀发射红光和近红外光面光源中，所述近红外光转换层中的近红外发光量子点在基质材料中的浓度为0.1wt％—40wt％；优选的，所述近红外发光量子点在基质材料中的浓度为1wt％—20wt％。
本发明的可同时均匀发射红光和近红外光面光源中，所述有机电致发光器件中的基底可以采用金属箔、塑料、超薄玻璃、聚合物等，其中聚合物可选自聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚醚砜、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、多芳基化合物等，塑料可选自玻璃纤维增强塑料等。由于OLED可以在柔性基底上加工，而且量子点光转换膜也是通过湿法制得薄膜，因此整个器件可以保持本征柔性的特点，从而组合制备得到能同时均匀发出红光和近红外光的柔性面光源器件。
本发明利用红光OLED作为激发光源，近红外量子点作为光转换材料，可控地部分转换激发光，并且未被转换的激发光依旧可以出射，从而实现同时均匀发射红光和近红外的柔性面光源。本发明在生产制备过程中无需通过制备双色像素点分布来实现双发射，这样能够将制备工艺大大简化，显著降低生产成本。
本发明的另一个目的为保护上述的可同时均匀发射红光和近红外光的面光源在光生物调节疗法产品、光检测产品或光源产品领域中的应用，在这些应用场景中本发明的面光源均可制备成柔性产品、可穿戴产品；
优选的，所述关于在光生物调节疗法产品中的应用，具体包括但不限于在光医疗产品(含弱光医疗产品)、医学美容产品、医疗监测产品中的应用，在这些应用场景中本发明的面光源均可制备成柔性产品、可穿戴产品。
附图说明
图1：(a)和(b)分别为本发明的同时均匀发射红光和近红外光的柔性面光源的两种原理示意图，(a)、(b)两图的区别为柔性面光源的出光方向相反；
其中，1是柔性基底，2是阳极，3是OLED有机功能层(包括一层或多层传输层和发光层)，4阴极，5是近红外光转换层，箭头的方向表示出光方向；
图2：(a)和(b)分别为本发明的同时均匀发射红光和近红外光的柔性面光源的两种器件结构示意图，(a)、(b)两图的区别为柔性面光源的出光方向相反；
其中，1是柔性基底，2是阳极，3是OLED有机功能层(包括一层或多层传输层和发光层)，4阴极，5是近红外光转换层，6是封装层，7是导热层，箭头的方向表示出光方向；
图3：本发明的同时均匀发射红光和近红外光的柔性面光源的封装层的结构示意图，采用的是有机无机交替的结构，其中31是无机层Al2O3(30nm)，32是硅氧烷聚合物膜(300nm)；
图4：本发明实施例中制备的OLED-1到OLED-6的电致发光光谱图；
图5：(a)(b)和(c)分别是本发明实施例1(OLED+CuInS2量子点光转换层)、实施例3(OLED+PbS@CdS量子点光转换层)、实施例4(OLED+Ag2S量子点光转换层)的发光光谱图；
图6：实施例1、实施例15-18所制备器件的发光光谱图；
图7：本发明实施例3制备的器件在不同电压条件下的发光光谱图。
具体实施方式
下面将以多个实施例为例来详述本发明的上述新器件的具体制备方法，但本发明的制备方法并不限于这些实施例。
器件实施例
本发明的可同时均匀发射红光和近红外光的面光源，发明原理如图1所示。本发明中，采用红光OLED同时作为红光光源以及近红外光转换层的激发源，近红外光转换层可以部分吸收红光并且转换成近红外光发射出来，未被近红外光转换层吸收的OLED的红光直接发射出来。图1(a)中的OLED器件是一个底发光器件，阴极2是透明电极，阳极4是不透明电极，光转换层在柔性基底的外侧。图1(b)中的OLED器件是一个顶发光器件，其阴极2是不透明电极，阳极4是一个透明电极，光转换层在透明电极4的外侧。图1(a)和(b)中的箭头均标示了两种结构方案所制备器件的出光方向。图1(a)和(b)所示这两种结构方案为均可以实现可同时均匀发射红光和近红外光的面光源代表性器件方案。
本发明的这种可同时均匀发射红光和近红外光的面光源的制备工艺分为以下几步：量子点的制备、红光OLED的制备、近红外光转换层的制备以及柔性器件的组装。
本发明的这种同时均匀发射红光和近红外光的面光源器件更优选结构如图2(a)和(b)所示，其中，1是柔性基底，2是阳极，3是OLED有机功能层，具体讲，有机功能层中包括发光层，还包括空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层或电子传输层中的至少一层，所述发光层中采用荧光材料、磷光材料或热活化延迟荧光材料中的至少一种，4阴极，5是近红外光转换层，6是封装层，7是导热层。图2(a)、(b)中，所采用的OLED器件分别是底发光器件和顶发光器件。
后续实施例中所制备的OLED-1-OLED-5为如图2(a)所示的底发光OLED器件，所制备的OLED-6为如图2(b)所示的顶发光OLED器件。实施例45-49均为采用该类顶发光OLED器件制备得到可同时均匀发射红光和近红外光的面光源，实施例45-49、实施例50-54均为采用底发光OLED器件制备的可同时均匀发射红光和近红外光的面光源。
量子点是一类有特定尺寸的半导体晶体，量子点的组成和尺寸决定了其光电性质，包括带隙，吸收/发光位置等。随着晶粒尺寸的降低，能带变宽，发光蓝移。因此在合成量子点的过程中控制不同的晶粒尺寸，即可调节不同的发光波长。比如硫化铅量子点，当其晶粒尺寸为2.4nm、2.6nm、4.5nm、5.6nm时，对应量子点的甲苯稀溶液的发射光谱波长分别为800nm、865nm、1260nm、1500nm。
本实施例选取了代表性的几种量子点材料来制备，具体的合成步骤如下：
实施例所涉及量子点合成过程中所用到的原料包括：碘化亚铜(99.999％)，碘化铟(99.999％)，氧化铅(99.9％)，氧化镉(99.9％)，碘化铅(99.9％)，碳酸铯(99.9％)，二水合醋酸锌(合成级)，硬脂酸锌(锌含量10-12％)，二水合醋酸镉(98％)，二乙基二硫代氨基甲酸银(99.0％)，二乙基二硫代氨基甲酸锌(99.0％)，碘化甲胺(99.9％)，1-十八烯(93％)，六甲基二硅硫烷(合成级)，油酸(工业纯，90％)，甲苯(HPLC)，，硫粉(99.99％)，硒粉(99.99％)，油胺(工业纯，70％)，乙酸甲酯(99.5％)，三正辛基膦(90％)，三正辛基氧膦(90％)，十四烷基膦酸(>98％)，乙腈(分析纯)。
具体合成步骤如下：
铜铟硫CuInS2量子点的合成工艺如下：在一个三颈烧瓶中加入0.4mmol的CuI，0.5mmol的InI3和1.1mmol硫粉，以及5mL油胺和1.5mL 1-十二烷基硫醇。将该反应抽真空，并且加热至120℃保持15分钟。然后在氮气氛围下将反应温度提高至220℃，将混合物在此温度下保持30分钟让量子点生长。
核壳结构的CuInS2@ZnS量子点的合成工艺如下：将8mmol二水合醋酸锌溶解于8mL油酸和4mL1-十八烯中，然后将此混合液缓慢引入上述的240℃的CuInS2量子点母液中，在该温度下保持80分钟。然后将4mmol二水合醋酸锌溶解于4mL油酸，2mL 1-十八烯和2mL的1-十二烷基硫醇中，然后将此混合液缓慢加入到上述的母液中，控制反应温度不变并且保持30分钟。最后将含硬脂酸锌(其中锌含量为4mmol)溶解于4mL的1-十八烯和2mL的1-十二烷基硫醇中，并且此混合液缓慢加入上述母液中，在相同温度下保持2小时。在合成的量子点溶液中加入乙醇沉淀，然后离心分离。然后重复用正己烷分散再加乙醇沉淀分离3次，最终清洗得到的量子点分散在正己烷中。其中核壳结构的CuInS2@ZnS量子点的发光波长取决于量子点合成中220℃生长的时间，生长时间25，30，40分钟对应的量子点的波长分别为768nm，823nm以及861nm。
硫化铅量子点的合成工艺如下：在一个三颈烧瓶中加入PbO(2mmol)，油酸(4.7mmol)和1-十八烯(9.4mmol)，保持真空或者氩气氛围下加热到95℃过夜。然后加入15mL的1-十八烯，将反应的温度调节到75℃或者100℃，当达到反应温度时，将溶有1mmol六甲基二硅硫烷的10mL的1-十八烯瞬间注入，然后停止加热但不移除加热罩。整个反应将自然冷却，大约1小时。在合成的量子点溶液中加入丙酮沉淀，然后离心分离。然后重复用甲苯分散再加丙酮沉淀分离3次，最终清洗得到的量子点分散在无水甲苯中备用。反应温度为75℃和100℃对应合成的量子点的甲苯稀溶液的发射光谱波峰分别为800nm和865nm。
核壳结构的PbS@CdS量子点的合成工艺如下：将1g的氧化镉与6mL的油酸和20mL的1-十八烯混合，将反应加热至250℃直到溶液变得澄清透明。将溶液降至100℃，然后抽真空保持30分钟。将溶液降至70℃，然后将12mL的含有0.0667mol/L PbS量子点的甲苯溶液注入，将溶液保持在70-75℃ 30分钟，最后将其冷却至室温。清洗分离过程与之前叙述的类似，首先加入乙醇使量子点沉淀，然后离心分离。然后重复用甲苯分散再加乙醇沉淀分离1-2次，最终清洗得到的量子点分散在无水甲苯中备用。用上述方法合成的CdS壳厚度约为3nm，如果将壳生长是温度调高至100℃并且保持45分钟，则可以合成壳厚约为0.7nm的PbS@CdS量子点。
硫化银量子点的合成工艺如下：在一个三颈烧瓶中，依次加入0.1mmol的二乙基二硫代氨基甲酸银，10mmol的油酸，10mmol的十八胺，20mmol的十八烯，然后加热到100℃搅拌溶解，通氮气3小时来除尽水分和氧气。在氮气的保护下，将温度提升到200℃并保持30分钟。此时溶液变成黑色，然后撤去热源自然冷却至室温。待完全冷却后，加入1.5倍体积的乙醇使量子点沉淀，然后用乙醇冲洗沉淀几次，最后在手套箱中用热板60℃加热干燥。最后将该量子点重新分散至甲苯中(20mg/mL)。
镉碲硒CdTexSe1-x量子点的合成工艺如下：将0.79g的硒粉和1.28g的碲分别溶于10mL的三正辛基膦中，配置成1M的前驱体液。将5g的三正辛基氧膦，0.5g的十四烷基膦酸和0.26g的二水合醋酸镉混合加热至100℃，并在真空条件下保持30分钟来除尽溶液中的水氧。然后在烧瓶中冲入氮气，并将反应问题提升至350℃，待固体完全溶解，降温至340℃并且保持数分钟。将硒源溶液和碲源溶液按比例提前混合好，其中碲的比例分别为0.5，0.8，1，然后将提前混合好的溶液注入到340℃的镉溶液中。在3.5分钟后加入大量的氯仿终止反应。待完全冷却后，加入1.5倍体积的丙酮使量子点沉淀，然后再用正己烷将其分散。
核壳结构的镉碲硒CdTexSe1-x@ZnS量子点的合成工艺如下：在上述量子点的正己烷溶液中加入5g的三正辛基氧膦和油胺，然后在60℃且真空的条件下除尽正己烷。然后通入氮气，并且加热至100℃并且保持30分钟。然后将溶液加热至130℃，然后逐滴加入二乙基二硫代氨基甲酸锌溶液，然后将反应升高至180℃反应20分钟，作为第一层ZnS的生长。然后再次降温至130℃，重复上述步骤，作为第二层ZnS的生长。最后一层ZnS的生长，一次性注入5mL的乙基二硫代氨基甲酸锌溶液，然后升温生长。最终得到CdTexSe1-x@ZnS量子点。本实施例选取代表性的红光OLED的制备过程如下：
本发明中采用的OLED是发光峰波长在600—700nm的OLED发光器件，对其发光光谱的半峰宽没有特别要求，其发光层可以是荧光材料、磷光材料或热活化延迟荧光(TADF)材料中的至少一种，优选的是磷光材料以及TADF材料。本发明中采用磷光材料作为发光层的OLED已经满足商业化要求，兼具高效率和高稳定性，其EQE高达25％，并且LT97@2000nit高达58小时。本发明实施例中也包含以TADF材料作为发光层材料的OLED器件，其发光波长也能满足本发明的要求。
第一个OLED器件制备工艺：选用刻有ITO的金属箔作为柔性基底，将上述柔性基底置于真空腔内，抽真空至1×10-5Pa以下，然后在ITO上以0.1nm/s的速率依次蒸镀厚度为35nm的TAPC作为空穴注入层，厚度为10nm的TATC作为空穴传输层。在空穴传输层上再蒸镀一层mCP，速率为0.1nm/s，厚度为10nm。然后在mCP上蒸镀一层CBP：14wt％BPPZ-PXZ作为有机发光层，速率为0.1nm/s，厚度为20nm。在有机发光层上以0.1nm/s的速率蒸镀厚度为45nm的TmPyPB作为电子传输层。在电子传输层上依次蒸镀一层LiF和一层Al作为阴极，LiF的蒸镀速率为0.1nm/s，蒸镀膜厚为1nm，Al的蒸镀速度为0.3nm/s，厚度为100nm。
最终制备得到的红光OLED器件的发光波峰波长为605nm，最高EQE为18.9％，后续该器件编号为OLED-1，该器件的染料是TADF材料。
第二个OLED器件制备工艺：选用刻有ITO的金属箔作为柔性基底，将上述柔性基底置于真空腔内，抽真空至1×10-5Pa以下。在ITO上以0.1nm/s的速率蒸镀厚度为40nm的NPB作为空穴传输层。然后在NPB上蒸镀一层Bebq2：8wt％Ir(piq)2acac作为有机发光层，速率为0.1nm/s，厚度为30nm。在有机发光层上以0.1nm/s的速率蒸镀厚度为30nm的BCP作为电子传输层。在电子传输层上依次蒸镀一层LiF和一层Al作为阴极，LiF的蒸镀速率为0.1nm/s，蒸镀膜厚为1nm，Al的蒸镀速度为0.3nm/s，厚度为100nm。
最终制备得到的红光OLED器件的发光波峰波长为628nm，最高EQE为20.6％，后续该器件编号为OLED-2，该器件的染料是磷光染料。
第三个OLED器件制备工艺：选用刻有ITO的金属箔作为柔性基底，将上述柔性基底置于真空腔内，抽真空至1×10-5Pa以下。在ITO上依次以0.1nm/s的速率依次蒸镀厚度为40nm的TAPC作为空穴注入层，厚度为10nm的TATC作为空穴传输层。在空穴传输层上蒸镀一层CBP:15wt％TPA–PZCN作为有机发光层，速率为0.1nm/s，厚度为20nm。在有机发光层上以0.1nm/s的速率蒸镀厚度为50nm的TmPyPB作为电子传输层。在电子传输层上依次蒸镀一层LiF和一层Al作为阴极，LiF的蒸镀速率为0.1nm/s，蒸镀膜厚为1nm，Al的蒸镀速度为0.3nm/s，厚度为100nm。
最终制备得到的红光OLED器件的发光波峰波长为628nm，最高EQE为22.1％，后续该器件编号为为OLED-3，该器件的染料是TADF材料。
第四个OLED器件制备工艺：选用刻有ITO的金属箔作为柔性基底，将上述柔性基底置于真空腔内，抽真空至1×10-5Pa以下。在ITO上依次以0.1nm/s的速率依次蒸镀厚度为40nm的TAPC作为空穴注入层，厚度为10nm的TATC作为空穴传输层。在空穴传输层上以0.1nm/s的速率蒸镀一层厚度为10nm的CBP，然后在CBP上蒸镀一层CBP:PO-T2T:TPA-PZCN(100:100:15wt％)作为有机发光层，速率为0.1nm/s，厚度为20nm。在有机发光层上以0.1nm/s的速率蒸镀厚度为50nm的PO-T2T作为电子传输层。在电子传输层上依次蒸镀一层Liq和一层Al作为阴极，LiF的蒸镀速率为0.02nm/s，蒸镀膜厚为2nm，Al的蒸镀速度为0.3nm/s，厚度为120nm。
最终制备得到的红光OLED器件的发光波峰波长为648nm，最高EQE为21.3％，后续该器件编号为OLED-4，该器件的发光层中采用的发光染料是TADF材料。
第五个OLED器件制备工艺：选用刻有ITO的金属箔作为柔性基底，将上述柔性基底置于真空腔内，抽真空至1×10-5Pa以下，然后在ITO上以0.1nm/s的速率依次蒸镀厚度为35nm的TAPC作为空穴注入层，厚度为20nm的NPB作为空穴传输层。然后在NPB上蒸镀一层Bebq2：5wt％(DPQ)2Ir(dpm)作为有机发光层，速率为0.1nm/s，厚度为30nm。在有机发光层上以0.1nm/s的速率蒸镀厚度为30nm的BCP作为电子传输层。在电子传输层上依次蒸镀一层LiF和一层Al作为阴极，LiF的蒸镀速率为0.1nm/s，蒸镀膜厚为1nm，Al的蒸镀速度为0.3nm/s，厚度为100nm。
最终制备得到的红光OLED器件的发光波峰波长为628nm，最高EQE为20.6％，后续该器件编号为OLED-2，该器件的染料是磷光染料。
第六个OLED器件制备工艺：选用金属箔作为柔性基底，将上述柔性基底置于真空腔内，抽真空至1×10-5Pa以下。在柔性基底一层上蒸镀一层阳极Ag，蒸镀速率0.2nm/s，蒸镀膜厚厚度为30nm。然后以0.5nm/s的速率蒸镀厚度为5nm的MoO3作为空穴注入层。在空穴注入层上以0.1nm/s的速率蒸镀厚度为50nm的NPB作为空穴传输层。然后在NPB上蒸镀一层Bebq2：5wt％CNIr作为有机发光层，速率为0.1nm/s，厚度为30nm。在有机发光层上以0.1nm/s的速率蒸镀厚度为40nm的TPBi作为电子传输层。在电子传输层上以0.2nm/s的速率蒸镀厚度为14nm镁银合金(镁和银的质量比为1：4)作为透明阴极。
最终制备得到的红光OLED器件的发光波峰波长为681nm，最高EQE为10.51％，后续该器件编号为OLED-6，该器件是顶发光器件，该器件发光层中采用的发光染料是磷光材料。
上述本发明制备的OLED器件中所采用的有机材料缩写对应的全称或结构式具体如下：
TAPC：4,4′-环己基二[N,N-二(4-甲基苯基)苯胺]
CBP:3,3′-二(9H-咔唑-9-基)-1,1′-联苯
mCP:1,3-二-9-咔唑基苯
PO-T2T：2,4,6-三[3-(二苯基膦氧基)苯基]-1,3,5-三唑
TmPyPB：1,3,5-三[(3-吡啶基)-3-苯基]苯
TPBi：1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯
NPB：N，N'-二(1-萘基)-N，N'-二苯基-(1,1'-联苯)-4,4'-二胺
Bebq2：双(10-羟基苯并[h]喹啉基)铍
BCP：2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-菲咯啉
BPPZ-PXZ：
Ir(piq)2acac：
TPA–PZCN：
(DPQ)2Ir(dpm)：
CNIr：
上述制备的各个OLED器件的性能数据详见下表1。
表1：
以上制备的器件OLED-1至OLED-6的电致发光光谱图如图4所示。本发明的实施例中近红外光转换层的制备可以通过旋涂法、滴涂法、刮涂法、喷墨打印或3D打印等湿法成膜的工艺方法制备。
量子点在紧密堆积的情况下会发生量子点熔合(QD-fusion，即量子点晶粒聚集然后形成尺寸更大量子点晶粒)以及foster能量转移，会导致PLQY降低。但如果将量子点均匀地分散至基质中，通过量子点在基质中的分布情况来控制量子点-量子点的间距，就可以有效抑制上述的量子点熔合以及foster能量传递现象。本发明中的光转换层采用的基质有两种：一是聚合物基质，在光转换膜中，一旦聚合物基质交联固化以后，整个薄膜中的量子点与聚合物基质的分子运动就会被大大限制，最终使光转换膜具有良好的稳定性和发光效率。二是介孔材料，量子点通过分散至介孔材料中，如分子筛、金属有机框架材料MOF和共价有机框架材料COF等，也可以达到抑制量子点熔合以及foster能量的目的。其中薄膜F1-F24和实施例1-49是采用聚合物基质制备的器件。
首先，准备近红外光转换层中所包括的基质材料，本发明实施例中采用的基质材料为聚合物。
本发明实施例中合成的三种量子点波长为可应用于光生物调节疗法产品中的波长，但不仅限于这个波段。
下面具体介绍本发明实施例中的近红外光转换层的制备方法：
将紫外固化胶(此处采用聚酯型丙烯酸树脂)与量子点的甲苯溶液(40mg/mL)混合，此时量子点的质量与丙烯酸齐聚物的质量比为1：10。通过旋涡式混匀机使两层液体充分混匀，然后超声30分钟以保证量子点在丙烯酸齐聚物中充分分散。不同浓度的深红-近红外光转换薄膜通过改变量子点的质量与丙烯酸齐聚物的质量比值分别为0.5：10、1：10、1.5：10、2：10，即可得到分别为5wt％，10wt％，15wt％，20wt％浓度的近红外光转换薄膜。
本实施例采用不同的量子点材料并设计了不同的量子点的浓度制备了一系列薄膜作为近红外光转换层，具体的薄膜编号为F1-F9，其厚度均为10μm，具体材料及性能详见下表2。
表2：
注：量子点浓度指的是量子点在薄膜中的浓度，本表2中的发光峰值指量子点制备成薄膜后的发光峰值。
根据F2的制备工艺，同样也制备了0.1wt％，30wt％，40wt％，50wt％的量子点薄膜，其薄膜编号分别为T1-5。其中T1的薄膜是淡棕色，说明量子点在聚合物基质中分散均匀。发现40wt％以上(50wt％)薄膜内部不均匀，出现分相，说明量子点出现聚集现象。因此量子点在聚合物基质中的可用浓度时0.1wt％-40wt％，在这个范围内，量子点可以均匀分散至基质中，如果浓度更低那么其作为近红外光转换层的用途也无法体现。
上述制备得到的薄膜通过旋涂法、滴涂法、刮涂法、喷墨打印或3D打印等方法制备到本发明的可同时均匀发射红光和近红外光的面光源产品中。
旋涂法具体步骤如下：在基底上滴加300μL的上述量子点与基质的混合液，1000rpm的转速旋涂15秒，然后将基底转移到可抽真空的腔室内，并且抽真空除溶剂5分钟。取出后再将薄膜在60℃下加热10分钟进一步除去溶剂。待溶剂除尽以后，在紫外固化机中固化30秒，即可形成近红外光转换层薄膜。1000rpm的转速下薄膜厚度为10μm，1500rpm下薄膜厚度为7μm，旋涂法主要通过转速来控制膜厚。
滴涂法的具体步骤如下：在1cm×1cm的基底上滴加50μL的上述量子点与基质的混合液，然后将基底转移到可抽真空的腔室内，并且抽真空除溶剂15分钟。取出后再将薄膜在60℃下加热10分钟进一步除去溶剂。待溶剂除尽以后，在紫外固化机中固化30秒，即可形成近红外光转换层薄膜。50μL形成的薄膜厚度为16μm，如果滴加30μL或80μL溶液时，薄膜厚度分别为10μm和26μm。滴涂法通过滴涂的溶液体积来控制膜厚。
刮涂法可通过刮刀的型号来控制膜厚，喷墨打印可通过喷墨量来控制厚度。采用上述的5wt％的硫化铅量子点，分别制备0.5μm，1μm，5μm，15μm和20μm的薄膜，后续称为F10-14，采用上述5wt％的CuInS2@ZnS量子点分别制备20μm，30μm，40μm和50μm的薄膜，后续称为F15-18。
下面具体介绍本发明实施例中可同时均匀发射红光和近红外光的柔性面光源的组装方法：
本发明的柔性面光源器件结构如附图2(a)(b)所示。如果采用底发光OLED，则其器件结构为封装层6/近红外光转换层5/柔性基底1/透明阳极2/有机功能层3/阴极4/封装层6/导热层7；如果采用顶发光OLED，则其器件结构为：柔性基底1/阳极2/有机功能层3/透明阴极4/近红外光转换层5/封装层6/导热层7。
柔性基底1所选的材料可选自金属箔、塑料、超薄玻璃、聚合物等，聚合物又可以选自聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚醚砜、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、多芳基化合物或玻璃纤维增强塑料等。本实施例以聚对苯二甲酸乙二醇酯为例。
本发明的柔性面光源还要用于生物医疗与检测中，因此该器件还需要特殊的封装结构，以防止功能层材料中的分子与皮肤直接接触，因此封装层6均采用柔性封装材料(金属氧化物加聚合物薄膜)。
首先，有机功能层3和阴极4通过真空蒸镀法沉积在刻有ITO(阳极2)的柔性基底1上(金属箔)。其器件结构为ITO/NPB/Bebq2：8wt％Ir(piq)2acac/BCP/LiF/Al。封装层6是通过热原子层沉积形成，在阴极Al上沉积一层厚度为30nm的Al2O3(在70℃下通过二甲基铝和水的化学反应)。在Al2O3之后旋涂上一层硅烷基聚合物，在70℃下退火20分钟后形成300nm的聚合物膜。重复上述两步操作，最终形成Al2O3(30nm)/聚合物膜(300nm)/Al2O3(30nm)/聚合物膜(300nm)/Al2O3(30nm)，这是第一层封装层6。该器件由于可能会直接与人体接触，因此封装层不仅要保护器件本身，还要防止化学物质与人体皮肤接触，封装层的特殊结构如附图3，附图3中31是指沉积的氧化铝层，32指的是沉积的聚合物膜。
在柔性基底远离OLED器件的一侧涂布近红外光转换层5。其中实施例1-18中，OLED器件选用的是OLED-2，近红外光转换层采用的是F1-18。
在光转换层5制备完成后，再制备一层封装层6。具体结构是Al2O3(30nm)/聚合物膜(300nm)/Al2O3(30nm)/聚合物膜(300nm)/Al2O3(30nm)/聚合物膜(300nm)。
最后，将一层75μm的柔性石墨板盖在封装层6上作为导热层7，以保证器件工作过程中的热量被及时导走。
实施例1-18均按照上述方法完成，制备得到可同时均匀发射红光和近红外光的柔性面光源器件编号为D1-D18，各个柔性面光源的具体性能参数详见下表3。
表3：
注：表3中，红光比例的算法为第一发光峰发光强度(峰值对应的强度)/(第一发光峰发光强度+第二发光峰发光强度)*100％。
实施例1-实施例5分别采用的是不同的量子点材料与结构，其薄膜对应的光物理性质也有所不同。核壳结构的引入是为了钝化量子点表面缺陷，提升量子点的光致发光量子效率。
本发明中最终外量子效率可达10％，其中包括可见光以及近红外光部分，最高辐照度可达30mW/cm2，其在初始辐照度为10mW/cm2的电流密度下工作，衰减至90％的时间为500小时。性能上还可以在进一步器件工艺的优化后有很大的提升空间。
对比实施例1-实施例5的柔性面光源器件发光数据与近红外光转换层薄膜F1-F5的发光数据，可以看出，通过OLED激发近红外光转换层的发光光谱与薄膜测试时的发光光谱基本一致。
优选的三种量子点具有不同的特点。CuInS2量子点发光光谱半峰宽很宽，制备的器件光谱如图5(a)所示，其发光峰可以在700-900nm调节，适合用于生物医疗的穿戴设备上；PbS量子点的制备工艺成熟，量子产率高，发光峰可以在800-1500nm调节，可以适用于更广泛的应用需求，制备的器件光谱如图5(b)所示；Ag2S量子点也不含上述的重金属，很适合在生物医疗的设备上使用，且可以连接各种功能化配体，其发光波长可以在950-1400nm调节，制备的器件光谱如图5(c)所示。图5(a)(b)(c)分别是实施例1，3，4的器件光谱。
F2和F6-9是不同硫化铅量子点浓度(1wt％，5wt％，10wt％，15wt％，20wt％)的光转换层。光转换层的吸光强度随着量子点浓度增大而变强，从而光转换层可以吸收更多的红光并且转换成近红外光。从表3列出的实施例2和实施例6-9的器件性能对比可以看出，当量子点浓度为1wt％和5wt％时，由于光转换层吸光较弱，整个器件发光光谱中有83.1％和38.4％的是来自背光源的红光。当浓度提升至10wt％和15wt％时，更多的红光被转换为近红外光，红光光谱的比例降低到15.4％和8.7％。因此在优选的量子点浓度范围内调节量子点浓度可以调节器件的红光比例。
量子点的掺杂浓度可以在更大范围内调节，理论上可以在0-100wt％范围内调节。0wt％和100wt％分别代表仅有聚合物基质以及仅有量子点。如果仅有聚合物基质，那只是一层不会发光的保护层。而如果仅有量子点，即量子点的纯薄膜，那么量子点本身堆积太紧密，会发生浓度猝灭，导致发光效率大幅降低，因此需要一个合适的基质去分散量子点。而当量子点的浓度过高时，浓度淬灭现象也会出现，并且在透射显微镜下观察量子点聚集熔合现象严重。因此本发明中优选的量子点浓度范围是1wt％-20wt％。
实施例2和实施例10-14是控制硫化铅量子点的浓度为5wt％，通过调节光转换层的厚度(0.5μm，1μm，5μm，10μm，15μm，20μm)来调节红光与近红外的比例。实施例1和实施例15-18是控制CuInS2@ZnS量子点的浓度为5wt％，通过调节光转换层的厚度(10μm，20μm，30μm，40μm，50μm)来调节红光与近红外的比例。如表3以及图6所示，图6中从下往上分别是红光OLED器件，红光OLED器件+5μm厚的光转换层，红光OLED器件+10μm厚的光转换层，红光OLED器件+15μm厚的光转换层，红光OLED器件+20μm厚的光转换层(其中光转换层中PbS量子点的浓度为5wt％)，通过调节光转换层的厚度可以将红光的比例从6.2％-97.6％的范围内调控。如果完全不加近红外光转换层，则是一个纯红光OLED，如果通过光转换层厚度的调节，红光的比例也可以趋近于0。首先对于5wt％的硫化铅量子点来说，随着近红外光转换层厚度的增加，红光比例变少，在1μm-15μm的范围内，其红光与近红外的比例变化比较明显，但是当厚度大于15μm时，其比例变化不大，从光谱上来看基本没有变化。而对于5wt％的CuInS2@ZnS量子点来说，在10μm-30μm的范围内，其红光与近红外的比例变化比较明显，当光转换层的厚度大于30μm后，红光与近红外光的比例变化不大。因此对于不同量子点的不同浓度的薄膜，厚度的调控可以很好调控光谱的比例。。
本发明中，红光和近红外光的比例主要通过调节近红外光转换层的厚度和量子点的浓度来调节。而红光发射光谱的波峰则分别通过改变OLED来调节，而近红外发射光谱波峰则通过改变量子点的种类以及尺寸来调节。本发明制备的器件光谱稳定性很好，选定OLED器件和光转换层的组合以后，光谱的位置完全不会随着电压的增加而改变，光谱的形状(红光和近红外的比例)也基本不会随着电压的增加而改变，附图7为本发明实施例3制备的器件在不同电压条件下的发射光谱图，可见在2V、3V、4V、5V和6V不同的电压下，器件的光谱都保持稳定。
本发明制备了具体实施例19至实施例49，采用不同的OLED-2—OLED-6可以实现在红光区的波长调节，采用不同尺寸以及不同组成的量子点可以实现在近红外区的波长调节。对于近红外波段的波长调节，可以通过控制量子点的反应条件来实现。如CuInS2@ZnS量子点的发光波长主要靠反应时间来调节，其中合成CuInS2核的最后一步220℃反应25-40分钟，可以合成发光波长从768nm-861nm的量子点。制备成光转换层后量子点发射会红移，因此控制反应时间25分钟、30分钟、40分钟，然后通过相同工艺制备光转换层，其发射波长分别是797nm、859nm以及899nm，分别记作F19，F20，F21。PbS量子点则是通过控制反应温度来调节发射波长，通过控制反应温度75℃以及100℃，可以合成稀溶液下发射在800nm和865nm的量子点。然后通过相同工艺制备光转换层，其发射波长分别是880nm以及951nm，分别记作F22，F23。F19到F23采用的量子点浓度为5wt％，光转换层的厚度为10μm。
在一层光转换层中，也可以加入多种量子点。这里的多种指的是可以是两种组成相同但是尺寸不同的量子点，也可以是组成不同的两种量子点。具体的操作如下，将稀溶液下发射为800nm的PbS量子点和865nm的PbS量子点按2：1混合，最终混合的溶液中量子点浓度为20mg/mL。将紫外固化胶(此处采用聚酯型丙烯酸树脂)与量子点的甲苯溶液(20mg/mL)混合，此时量子点的质量与丙烯酸齐聚物的质量比为1：10。通过旋涡式混匀机使两层液体充分混匀，然后超声30分钟以保证量子点在丙烯酸齐聚物中充分分散。然后在基底上涂布一层10μm的光转换层，记作F-24。将此薄膜与OLED-2集成。最终通过选取不同的OLED与不同的光转换层的组合，可以实现针对弱光医疗的几种波长组合。
实施例19-49制备得到的可同时均匀发射红光和近红外光的柔性面光源器件编号为D19-D49，各个柔性面光源的具体性能参数详见下表4。
表4：
注：表4中，OLED-X简写成O-X。
对比实施例19-实施例49，其中红光部分仅取决于OLED器件的种类。采用不同的OLED-1—OLED-6可以实现在红光区的波长调节，磷光材料的发光光谱的特点是一个主峰和一个肩峰(肩峰相较于主峰波长更红)，TADF材料的发光光谱相对来说半峰宽更宽。TADF材料可以通过其在主体中的掺杂浓度来改变其发光峰。两种材料均可实现600nm-700nm的发光，尤其是605nm-680nm的发光。其中628nm的磷光材料已经得到商用。
而近红外部分仅取决于近红外光转换层中量子点的尺寸与种类。采用不同尺寸以及不同组成的量子点可以实现在近红外区的波长调节。对比F19-F21，近红外光部分的发光取决于CuInS2@ZnS量子点的合成条件，最终合成尺寸不一样的量子点，它们制备成的近红外光转换层发射波长分别是797nm、859nm和899nm。而F22-F23则采用不同尺寸的硫化铅量子点，从而实现873nm和951nm的发射。两种量子点均有一定的波长调节范围，如CuInS2@ZnS量子点可以在600nm-900nm波段调节，而硫化铅量子点可以再780nm-1700nm波段调节。两者均可实现在近红外波段的高效发光。。
根据本发明的这一特性，可以制备一系列具有针对性的产品，若作用目标在真皮层的产品(美白、脱发治疗、伤口愈合等)，则可以采用更高的红光比例；若针对皮下组织的产品(颈椎治疗、瘦身等)，则可增加组织穿透力更强的近红外光比例；如果针对医学检测，则可根据检测的物质的吸收光谱调节红光与近红外光比例。
上述实施例中基质材料选择的是聚合物，接下来的实施例采用的基质是介孔材料，这里以以分子筛MCM-41为例，MCM-41是指结晶硅酸盐/铝硅酸盐介孔分子筛材料，其孔径可以在1.5nm—10nm范围内调节，具有巨大的比表面积1000m2/g和良好的热稳定性。将2.7g的十六烷基三甲基溴化铵溶于125mL去离子水中，再将33mL氨水在强力搅拌下加入上述溶液中，待完全溶解后，将适量的正硅酸四乙酯逐滴加入到混合溶液中，搅拌30min。将混合溶胶置于晶化釜中于110℃晶化52h，过滤、洗涤、干燥、焙烧，得到的MCM-41分子筛。类似的，将2.7g的十六烷基三甲基溴化铵溶于125mL去离子水中，再将33mL氨水在强力搅拌下加入上述溶液中，然后加入适量的硝酸铝，待完全溶解后，将适量的正硅酸四乙酯逐滴加入到混合溶液中，搅拌30min。将混合溶胶置于晶化釜中于110℃晶化52h，过滤、洗涤、干燥、焙烧，得到的Al-MCM-41分子筛。
将100mg上述制备的分子筛与1mL的20mg/mL的量子点的甲苯(或正己烷)溶液混合，溶液完全浸没所有固体分子筛即可。然后将混合物超声1h，然后抽滤得到固体。最终在60℃下干燥30分钟得到粉末。利用实施例1、2、3、4、5中采用的CuInS2@ZnS量子点，PbS量子点，PbS@CdS量子点，Ag2S量子点，CdTexSe1-x@ZnS量子点分别制备近红外荧光粉P1-5。将上述制备的20mg近红外荧光粉P1分散于超干的甲苯或者正己烷中，用漩涡混匀机混匀10秒钟，然后用超声处理5分钟。然后加入100mg的紫外固化胶，并且用超声处理直到聚合物完全溶解，然后通过60μm的线棒涂布棒刮涂制备60μm的湿膜，将湿膜放入真空环境中30分钟除尽溶剂，然后将其放在紫外灯下固化3分钟，最终制备的薄膜约15μm，该薄膜记作PF-1。通过同样的方法利用P2-P5制备薄膜PF2-PF5。将近红外光转换层PF1-PF5与OLED-2集成，得到柔性面光源D50-54,具体发光波长详见下表5。
表5：
由表5可见，制备的器件D50-D54均可实现红光和近红外双发射，利用相同材料可以达到与实施例1-5制备的器件D1-D5相当的技术效果，但是近红外部分的发射波长会有所蓝移。这很可能是由于在介孔材料基质中，量子点分散地更加均匀，点到点之间的froster能量传递被更好的抑制，并且本身粉末的热稳定性有所提升，在制备过程中60℃下干燥30分钟，量子点的发光波长并没有明显红移，说明其没有发生量子点熔合现象。
目前市场上已经存在了一些红光和近红外弱光医疗产品，均是基于无机LED技术，LED是一个点光源，无法实现真正的均匀发光。为了实现双发射，LED只能交替排列红光灯珠以及近红外光灯珠，这样进一步加剧了发光的不均匀性。并且LED难以制备成柔性可穿戴的设备。本发明实现的可调节的多发射柔性面光源，在面光源的发光面积内，所有位置均可发出均匀的红光以及近红外光，并且两个发光组的发射波长可以分别通过改变OLED的种类以及量子点的种类或尺寸来调节，红光和近红外光的比例可以通过近红外光转换层中量子点的浓度以及光转换层的厚度来调节。本发明的同时均匀发出红光和近红外光的面光源，可以制备成可穿戴产品，在光生物调节疗法产品、光检测产品或光源产品领域有广泛的应用，尤其包括在弱光医疗产品、医学美容产品、医疗监测产品中的应用。
本发明通过上述实施方式和具体实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (11)
1.一种可同时均匀发射红光和近红外光的面光源，其特征在于，包括第一发光组和第二发光组，所述第一发光组发光光谱波峰对应的波长为600nm—700nm，提供红光发射；所述第二发光组的发光光谱波峰对应的波长为700nm—1000nm，提供近红外光发射。
2.根据权利要求1所述的可同时均匀发射红光和近红外光的面光源，其特征在于，所述第一发光组和第二发光组均为柔性部件。
3.根据权利要求1或2所述的可同时均匀发射红光和近红外光的面光源，其特征在于，包括有机电致发光器件和近红外光转换层，所述有机电致发光器件同时用作第一发光组的光源和第二发光组的激发源，所述第二发光组还包括近红外光转换层，所述有机电致发光器件的发光光谱波峰对应的波长为600nm—700nm，所述近红外光转换层中包括近红外发光量子点材料，该近红外发光量子点材料的发光光谱波峰对应的波长为700nm—1000nm；
优选的，所述近红外光转换层的厚度为0.5μm—100μm；更优选的，所述近红外光转换层的厚度为5μm—50μm。
4.根据权利要求1-3中任一所述的可同时均匀发射红光和近红外光的面光源，其特征在于，所述第一发光组发光光谱波峰对应的波长为605nm—680nm，提供红光发射，所述第二发光组的发光光谱波峰对应的波长为750nm—960nm，提供近红外光发射。
5.根据权利要求4所述的可同时均匀发射红光和近红外光的面光源，其特征在于，所述第一发光组发光光谱波峰对应的波长选自605nm—640nm和650nm—680nm中的一种或两种的组合，第二发光组的发光光谱波峰对应的波长选自750nm—800nm、810nm—860nm和860nm—960nm中的一种、两种的组合或三种的组合。
6.根据权利要求3所述的可同时均匀发射红光和近红外光的面光源，其特征在于，所述有机电致发光器件包括依次设置的基底、阳极、有机功能层和阴极，所述有机功能层中包括发光层，还包括空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层或电子传输层中的至少一层，所述发光层中采用荧光材料、磷光材料或热活化延迟荧光材料中的至少一种，所述基底采用刚性材料或柔性材料；
优选的，所述有机电致发光器件的基底采用柔性材料。
7.根据权利要求3所述的可同时均匀发射红光和近红外光的面光源，其特征在于，所述近红外光转换层中的近红外发光量子点材料选自以下量子点材料中的一种或多种的组合：
Ⅱ-Ⅵ族量子点AX，其中A＝Cd、Zn、Hg，X＝S、Se、Te；Ⅳ-Ⅵ族量子点PbX，其中X＝S、Se、Te；Ⅰ-Ⅵ族量子点Ag2X，其中X＝S、Se、Te；Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ族量子点AInX2，其中A＝Ag、Cu，X＝S、Se、Te；Ⅲ-Ⅴ族量子点InX，其中X＝P，As；Ⅳ族量子点，碳量子点，硅量子点；钙钛矿型量子点APbX3，其中A＝CH3NH3 +、HC(NH2)2 +、Cs+或者其混合物；同时还包括基于上述材料的核壳结构的量子点；
优选的，所述近红外发光量子点材料选自以下量子点材料中的一种或多种的组合：
CdS量子点、CdSe量子点、CdTe量子点、CdTexSe1-x量子点、ZnxHg1-xSe量子点、Cd1-xHgxTe量子点、HgS量子点、HgSe量子点、HgTe量子点、PbS量子点、PbSe量子点、PbTe量子点、PbSxSe1-x量子点、Ag2S量子点、Ag2Se量子点、Ag2Te量子点、Ag2SxSe1-x量子点、AgInS2量子点、CuInS2量子点、AgInSe2量子点、CuInSe2量子点、CuInSxSe2量子点、InP量子点、InAs量子点、碳量子点、硅量子点、CH3NH3PbI3量子点、HC(NH2)2PbI3量子点、CsPbI3量子点、Csx(HC(NH2)2)1-xPbI3量子点；同时还包括基于上述材料的核壳结构的量子点，上述化学式中，0＜x＜1；
再优选的，所述近红外发光量子点材料选自以下量子点材料中的一种或多种的组合：
CdS量子点、CdSe量子点、HgS量子点、PbS量子点、PbSe量子点、InP量子点、InAs量子点、Ag2S量子点、Ag2Se量子点、CuInS2量子点、CuInSe2量子点、AgInS2量子点、硅量子点、碳量子点、CH3NH3PbI3量子点、HC(NH2)2PbI3量子点、CsPbI3量子点和Csx(HC(NH2)2)1-xPbI3量子点中的一种或两种的组合，还包括基于上述近红外发光量子点材料的核壳结构的量子点材料，上述化学式中，0＜x＜1；
更优选的，所述近红外发光量子点材料选自CuInS2量子点、AgInS2量子点、PbS量子点、Ag2S量子点、InAs量子点、CdTexSe1-x量子点中的一种或其组合，还包括基于上述近红外发光量子点材料的核壳结构的量子点材料，上述化学式中，0＜x＜1。
8.根据权利要求3或7所述的可同时均匀发射红光和近红外光的面光源，其特征在于，所述近红外光转换层中还包括基质材料，所述基质材料选自聚合物、介孔材料的一种或其组合；
优选的，所述聚合物选自丙烯酸树脂、环氧树脂、硅酮、聚苯乙烯、酚醛树脂中的一种或两种或两种以上的组合，更优选的，所述聚合物选自丙烯酸树脂、硅酮中的一种或其组合；
优选的，所述介孔材料选自分子筛、金属有机框架材料、共价有机框架材料中的一种或两种或两种以上的组合，更优选的，所述介孔材料选自分子筛、金属有机框架材料中的一种或其组合。
9.根据权利要求8所述的可同时均匀发射红光和近红外光的面光源，其特征在于，所述近红外光转换层中的近红外发光量子点在基质材料中的浓度为0.1wt％—40wt％；
优选的，所述近红外发光量子点在基质材料中的浓度为1wt％—20wt％。
10.根据权利要求1-6中任一所述的可同时均匀发射红光和近红外光的面光源，其特征在于，所述第一发光组的发光峰发光强度比例可在0-100％不包括端点值的范围内调节。
11.权利要求1-10中任一所述的可同时均匀发射红光和近红外光的面光源在光生物调节疗法产品、光检测产品或光源产品领域中的应用，在这些应用场景中所述面光源均可制备成可穿戴产品；
优选的，可同时均匀发射红光和近红外光的面光源在光生物调节疗法产品中的应用，具体包括在弱光医疗产品、医学美容产品、医疗监测产品中的应用，在这些应用场景中所述面光源均可制备成可穿戴产品。
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