白光qled器件及制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于量子点发光二极管领域，尤其涉及一种白光QLED器件及制备方法。
【背景技术】
[0002]量子点(quantum dots，QDs)，又称为纳米晶，是一种由II _ VI族或III _ V族元素组成的纳米颗粒。量子点的粒径一般介于1-1Onm之间，由于电子和空穴被量子限域，连续的能带结构变成分立的能级结构，受激后可以发射荧光。目前，量子点由于其光色纯度高、发光量子效率高、发光颜色可调、使用寿命长等优点，成为发光材料的研究热点，基于量子点的白光QLED在显示以及照明领域具有广阔的应用前景。
[0003]目前常用的白光QLED主要有两种，一种是将不同颜色量子点混合或者将量子点与有机发光材料共混杂化制备得到白光，进而通过调整各材料的比例来调节器件的色纯度。但是，这种白光QLED器件结构，其色坐标容易随着驱动电压的变化发生一定的偏移。另一种较为常见的白光QLED器件结构为下转换结构，即在蓝光QLED的一侧制备绿光、红光下转换层，通过电致蓝光激发产生光致绿光和红光，最后与未被吸收的蓝光混合形成白光，这种结构的色坐标不会随驱动电压的变化而变化。
[0004]然而，由于QLED通常以平面的玻璃或者柔性基板作为载体制备获得，是一种面光源。由于器件中各层的折射率与空气折射率存在差异，在没有特殊光取出结构时，QLED的光取出效率一般仅为20-25%左右，这极大的限制了 QLED器件的性能。如何研究一种提高器件的光取出效率、且结构简单、制备方法简单、便于量产的白光QLED器件，对充分发挥白光QLED器件的性能具有重要意义。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种含有光取出层的白光QLED器件，旨在同时解决现有面光源白光QLED器件的色坐标随着驱动电压的变化发生偏移和/或光取出效率低的问题。
[0006]本发明的另一目的在于提供一种含有光取出层的白光QLED器件的制备方法。
[0007]本发明是这样实现的，一种白光QLED器件，包括基板、短波长QLED器件和薄膜封装层，还包括光取出层，且所述短波长QLED器件层叠设置在所述基板的一表面，所述薄膜封装层层叠设置在所述短波长QLED器件上，所述光取出层设置在所述基板与所述短波长QLED器件层叠设置面的相对面上，其中，所述光取出层中含有光致发光量子点和聚合物。
[0008]以及，一种白光QLED器件的制备方法，包括以下步骤:
[0009]提供一基板，在所述基板的一表面上依次制备短波长QLED器件和薄膜封装层；
[0010]在所述基板与所述短波长QLED器件层叠设置面的相对面上沉积含有光致发光量子点和聚合物的光取出材料，对所述光取出材料依次进行热处理、压印成型和热固化处理，制备光取出层。
[0011 ] 本发明提供的白光QLED器件，其结构中包括含有光致发光量子点和聚合物的光取出层，赋予所述光取出层同时具有光转换和光取出功能，使得所述白光QLED器件具有下述优点:
[0012]首先，通过将短波长QLED器件和光取出层叠加制备白光QLED，不仅可以通过简单调控光取出层中各种光致发光量子点的比例来获得高显色指数的白光，而且通过所述光取出层的下转换功能实现的白光，其色坐标不会随驱动电压的变化而发生变化，进一步提高了白光QLED器件的显色效果。
[0013]其次，由于所述白光QLED器件含有光取出层，因此可以有效提高白光QLED器件的光取出效率，进而提供器件的性能。
[0014]此外，本发明提供的白光QLED器件，其结构简单、性能稳定高效，适用于大面积生产。
[0015]本发明提供的白光QLED器件的制备方法，制备方法简单，工艺可控性强，适合大面积生产制备，尤其适用于含有光取出层的QLED、QLED面光源器件的制备。
【附图说明】
[0016]图1是本发明实施例提供的白光QLED器件结构示意图；
[0017]图2是本发明实施例提供的设置有光取出层的蓝光QLED器件合成白光的示意图；
[0018]图3是本发明实施例提供的短波长QLED器件的结构示意图；
[0019]图4是本发明实施例提供的在基板上沉积含有光致发光量子点和聚合物的光取出材料获得混合物薄膜后的结构示意图；
[0020]图5是本发明实施例提供的使用刻蚀掩膜采用光刻工艺在模具基材上刻蚀制作压印掩膜的示意图；
[0021]图6是本发明实施例提供的在混合物薄膜上进行压印成型制备微透镜阵列后的结构示意图。
【具体实施方式】
[0022]为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。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。
[0023]结合图1-3，本发明实施例提供了一种白光QLED器件，包括基板1、短波长QLED器件2和薄膜封装层3，还包括光取出层4，且所述短波长QLED器件2层叠设置在所述基板I的一表面，所述薄膜封装层3层叠设置在所述短波长QLED器件2上，所述光取出层4设置在所述基板I与所述短波长QLED器件2层叠设置面的相对面上，其中，所述光取出层4中含有光致发光量子点和聚合物，如图1所不。
[0024]具体的，本发明实施例中，所述光取出层4中含有光致发光量子点和聚合物，两者通过共混掺杂后制备所述光取出层4。其中，所述光致发光量子点吸收所述短波长QLED器件2电致激发的高能短波长光并辐射低能的长波长光，所述长波长光与未被吸收的短波长光混合形成白光，实现白光发射。
[0025]所述光取出层4中，可以通过调节所述光致发光量子点的种类来获得高显色指数的白光。作为优选实施例，所述光致发光量子点为蓝光量子点、青光量子点、绿光量子点、黄光量子点和红光量子点中的至少两种。作为一个具体实施例，如图2所示，当所述短波长QLED器件为蓝光QLED器件2时，所述光致发光量子点选用红光量子点和绿光量子点。通过蓝光QLED发射的蓝光激发所述光取出层4中的绿光量子点和红光量子点，此时蓝光QLED器件2发射的光与所述光取出层4中量子点发射的光合成白光，从所述光取出层4中出射。在一些实施例中，为了提高出射白光的显色指数，还可以在光取出层4中引入青色、黄色等多种颜色的光致发光量子点。进一步的，为了提高出射白光的显示指数，所述光致发光量子点还可以含有青光量子点和黄光量子点。作为另一个具体实施例，当所述短波长QLED器件2为紫光QLED器件时，所述光致发光量子点可选用红光量子点、绿光量子点和蓝光量子点等；进一步的，为了提高出射白光的显示指数，所述光致发光量子点还可以为其他颜色光量子点。
[0026]所述光取出层4中，所述光致发光量子点的含量对出射白光的效果影响较大。具体的，当所述光致发光量子点的含量过低时，所述短波长QLED器件2中仅少部分短波长被激发转换，大部分短波长残留下来，因此，一方面导致未被吸收的短波长含量过高；另一方面，从短波长激发摄取的能量有限，导致其他长波长的转换受限，由此导致未被吸收的短波长和激发产生的长波长混合后无法实现较好的白光效果。当所述光致发光量子点的含量过高时，所述短波长QLED器件2中的短波长大部分或全部被转换为长波长光，进而限制了白光效果，甚至无法出射白光。因此，作为优选实施例，以所述光取出层4的总质量为100%计，所述量子点的质量百分含量为5-50 %，具体可为5 %、10 %、15 %、20 %、25 %、30 %、35%、40%、45%、50%。
[0027]本发明实施例中，由于光致发光量子点为颗粒状物质，其成形性比较差，因此，使用用于光转换的所述光致发光量子点制作所述光取出层4时，所述光致发光量子点中需要添加一定的聚合物成分。所述聚合物成分作为分散主体，可以实现所述光致发光量子点的均匀、有效分散，使得其共混物制备所述光取出层4时具有很有的成形性。作为优选实施例，为了更好地实现光致发光量子点颗粒的分散，所述聚合物为聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚二甲基硅氧烷中的至少一种。优选的所述聚合物，具有高透光性，且折射率与所述基板I接近，可以进一步提高光取出效率。
[0028]本发明实施例中，可以通过增加光的出射面积，同时通过改变光的出射角减小全反射