[发明专利]一种深红-近红外发光器件

说明书

本发明涉及一种深红‑近红外发光器件，尤其涉及一种基于近红外光转换膜的器件，同时涉及其在医疗、光源等领域中的应用。深红‑近红外发光器件，包括用作背光源的有机电致发光器件和深红‑近红外光转换层，所述有机电致发光器件的发光波峰对应的波长为500—650nm，所述深红‑近红外光转换层中包括深红‑近红外发光量子点材料，该深红‑近红外发光量子点材料的发光光谱覆盖波长范围为650—2000nm，采用该发光量子点材料的深红‑近红外光转换层的厚度为5—50μm。本发明的器件具有高外量子效率(EQE)，同时具备优良的稳定性。

技术领域

本发明涉及一种深红-近红外发光器件，尤其涉及一种基于近红外光转换膜的器件，同时涉及其在医疗、光源等领域中的应用。

背景技术

目前，能实现近红外发光的光电器件主要有以下几类：近红外有机发光二极管OLED、钙钛矿发光二极管PeLED、量子点发光二极管QLED和无机半导体发光二极管LED。其中近红外OLED受限于能隙规则难以在长波区(700nm)实现高效率。近红外发光PeLED主要是基于碘化铅基的钙钛矿，其器件寿命有限(目前报道的最长寿命为200mA/cm²的电流密度下T₅₀＝18分钟)，同时基于碘化铅基的PeLED难以实现810nm的发光。QLED器件存在载流子不匹配的问题，导致器件严重的效率滚降问题和稳定性问题。如今应用最广泛的近红外光源是基于AlGaAs，InGaAsP等无机半导体材料的LED，但是这类器件本身是一个点光源发光，难以满足平面、柔性的需求。

量子点(quantum dots)是基于量子尺寸效应发明的新一代发光材料，发光光谱随尺寸变化而变化。在可见光显示技术中，已有量子点改良的液晶技术(QD-LCD)和量子点改良的OLED技术(QD-OLED)，都是利用在可见区发光的具有高光致发光效率的量子点做光转换膜，以及一个蓝光LED/OLED作为背光源来激发量子点，从而制备得到窄光谱的可见区发光器件。QD-LCD已经应用于电视显示中，其色域NTSC可以达到110％，远超其他显示技术。其本质上是原有液晶显示技术的改良，在原有的高效稳定的蓝光LED之后加上一层光转换膜，但还是难以克服LED本身实现平面、柔性的问题。韩国三星公司提出量子点改良的OLED技术(QD-OLED)，是利用蓝光OLED替代蓝光LED作为背光源，激发量子点光转换膜，下转化发出红/绿光与背光源的蓝光混合来实现全彩色的发射与调制，以期实现柔性且色域广的显示技术。在该技术中，作为背光源的蓝光OLED在工作过程中需要保持稳定，但是蓝光OLED的寿命问题至今还是OLED技术发展中最大的限制因素。

在近红外区，钙钛矿LED器件和OLED器件在大于810nm的近红外波段难以实现高效稳定。目前，可实现650—2000nm波长的技术主要有两种：无机LED技术以及QLED技术。其中无机LED技术由于其制备工艺的限制，难以实现平面、柔性，通常很难做成可穿戴器件或者特定形状的面光源。而在QLED技术中，目前综合性能最佳的是发表在NatureNanotechnology,2019,14,72-79上的硫化铅量子点QLED器件，其发光波长在1400nm，最高EQE为7.9％，但是其依然存在较为严重的效率滚降问题，在电压为2.5V，电流密度为1mA/cm²时EQE就已经降低为1％左右，难以真正实现应用。

发明内容

本发明针对上述现有技术中的问题，提供一种具有高光致发光效率(PLQY)的深红-近红外光转换膜，以及一种基于上述光转换膜且具有高外量子效率(EQE)的深红-近红外发光器件，同时提供该器件的应用产品。

一种深红-近红外发光器件，包括用作背光源的OLED器件和深红-近红外光转换层，所述OLED的发光光谱波峰对应的波长为500—650nm，所述深红-近红外光转换层中包括深红-近红外发光量子点材料，该深红-近红外发光量子点材料的发光光谱覆盖波长范围为650—2000nm，采用该发光量子点材料的深红-近红外光转换层的厚度为5—50μm，优选的厚度为10—30μm。