CN111883677A - 混合发光器件及显示装置 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种混合发光器件及显示装置。其中，混合发光器件包括基板，以及分别设置在基板上的至少一种有机电致发光器件和至少一种量子点电致发光器件，有机电致发光器件和量子点电致发光器件在基板上的投影不重叠；其中，有机电致发光器件包括有机发光层，量子点电致发光器件包括量子点功能层，量子点功能层包括给体材料、受体材料和量子点材料，且给体材料和受体材料形成激基复合物。上述混合发光器件具有较高发光效率和稳定性。
Description
技术领域
本申请涉及电子显示技术领域，特别涉及混合发光器件及显示装置。
背景技术
显示技术从早期的阴极射线管(CRT)，到20世纪80年底中期的液晶显示(LCD)、等离子体平板显示(PDP)，再到目前主流的OLED/QLED显示，完成了一次又一次质的飞跃。
有机电致发光二极管(OLED)由于其具有自发光、结构简单、超轻薄、响应速度快、宽视角、低功耗、可柔性显示等十分优异的显示性能，已成为显示技术领域中的主流技术。
量子点发光二极管(QLED)具有出射光颜色饱和，波长可调的优点，而且光致、电致发光量子产率高，近年来成了OLED的有力竞争者。但是QLED器件的性能、稳定性还有寿命都有待提高，尤其是蓝色量子点，相比红绿量子点还有很大差距，离产业化还有很大的差距。
目前，有采用QLED与OLED混合的器件结构的技术来兼顾两者的优点，即红色发光材料采用红色量子点，绿色发光材料采用绿色量子点，蓝色发光材料采用有机发光材料来代替蓝色量子点，做成全彩显示。一般QLED器件中电子传输层(ETL)采用ZnO纳米材料，ZnO纳米材料的电子传输能力很强，电子迁移率比常用的有机空穴传输层的空穴迁移率大几个数量级，所以在QLED器件中，电子是多子，空穴是少子。而一般OLED器件中采用有机ETL做电子传输层，而有机ETL的电子迁移率又比常用的空穴传输层的空穴迁移率要小，所以在OLED器件中，电子是少子，空穴是多子。这就使得QLED-OLED混合的器件结构很难调到载流子平衡，因为调整的方向不一致，导致整个QLED-OLED混合发光器件的效率，稳定性都比较差。
发明内容
基于此，有必要提供一种具有较高发光效率和稳定性的混合发光器件及显示装置。
一种混合发光器件，包括基板，以及分别设置在所述基板上的至少一种有机电致发光器件和至少一种量子点电致发光器件，所述有机电致发光器件和所述量子点电致发光器件在所述基板上的投影不重叠；其中，所述有机电致发光器件包括有机发光层，所述量子点电致发光器件包括量子点功能层，所述量子点功能层包括给体材料、受体材料和量子点材料，且所述给体材料和受体材料形成激基复合物。
在其中一实施例中，所述量子点电致发光器件还包括阴极和阳极，量子点功能层设置在阴极和阳极之间，所述量子点功能层包括相互层叠设置的量子点发光层和受体材料层，且所述受体材料层位于所述量子点发光层和所述阴极之间，且所述受体材料层和所述量子点发光层彼此接触。
其中，所述量子点发光层包括相互混合的所述给体材料和所述量子点材料，所述受体材料层包括所述受体材料，且所述量子点发光层中的所述给体材料和所述受体材料层中的所述受体材料形成激基复合物。
在其中一实施例中，所述量子点功能层包括相互混合的给体材料、受体材料和量子点材料，且相互混合的所述给体材料和所述受体材料形成激基复合物。
在其中一实施例中，所述给体材料和所述受体材料的HOMO能级差大于0.4eV；和/或
所述给体材料和所述受体材料的LUMO能级差大于0.4eV。
在其中一实施例中，所述给体材料和所述受体材料为有机材料。
在其中一实施例中，所述给体材料为9-苯基-3,6-双(9-苯基-9H-咔唑-3-基)-9H-咔唑、9,9-二(4-二咔唑-苄基)芴、9,9-双[4-(咔唑-9-基)苯基]-2,7-二叔丁基芴、9-(螺[芴-9,9'-噻吨]-2-基)-9H-咔唑、5-(3-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基)-5H-苯并[4,5]噻吩并[2,3-e]吡啶并[3,2-b]吲哚、5-(3-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基)-5H-苯并[4,5]噻吩并[3,2-c]咔唑、5-(3-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基)-5H-吡啶并[3,2-b]吲哚、4,4',4”-三(N-3-甲基苯基-N-苯基氨基)三苯胺、4,4'-二(9-咔唑)联苯、4,4'-双(9-咔唑基)-2,2'-二甲基联苯、3,3'-二(9H-咔唑-9-基)-1,1'-联苯、1,3-二咔唑-9-基苯、1,1-双[4-[n,n-二(对甲苯基)氨基]苯基]环己烷、4,4',4”-三(咔唑-9-基)三苯胺、N,N'-二苯基-N,N'-二(3-甲基苯基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺、N,N'-二苯基-N,N'-(1-萘基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺、(4-二甲基苯基)苯基三苯胺、3,6-二(4,4'-二甲氧基二苯胺)-9-(1-萘基)咔唑、9,9-二[4-(二-对甲苯基)氨基苯基]氟、4,4'-(2,7-双(三苯基甲硅烷基)-9H-芴-9,9-二基)双(N，N-二对甲苯基苯胺)、4-(3,6-二(蒽-9-基)-9H-咔唑-9-基)苯甲腈和4-[2-(9,9'-二甲基)]-三苯基胺中的一种或多种；和/或
所述受体材料为三(2,4,6-三甲基-3-(吡啶-3-基)苯基)甲硼烷、4,6-二(3,5-二(吡啶-3-基)苯基)-2-甲基、4,6-二(3,5-二(吡啶-4-基)苯基)-2-甲基、2,4,6-三(3'-(吡啶-3-基)联苯-3-基)-1,3,5-三嗪、3,3'-双(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-1,1'-联苯、1,3-二[2-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-恶二唑-5-基]苯、2,5,8-三(4-氟-3-甲基苯基)-1,3,4,6,7,9,9b-七氮杂萘、2,4,6-三(3-(1H-吡唑-1-基)苯基)-1,3,5-三嗪(3P-T2T)、1,3-二咔唑-9-基苯(PO-T2T)、3',3”',3””'-(1,3,5-三嗪-2,4,6-三基)三(([1,1'-联苯]-3-甲腈))、1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯、2,4,6-三(联苯-3-基)-1,3,5-三嗪、2,8-双(二苯基)二苯并[b，d]噻吩、8-羟基喹啉铝、2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-菲咯啉、二(2-羟基苯基吡啶)合铍、4,7-二苯基-1,10-菲罗啉、5',5””-磺酰基二-1,1'：3',1”-三联苯和3-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-9-苯基-9H-咔唑中的一种或多种。
在其中一实施例中，所述给体材料为TCTA，且所述受体材料TPBi。
在其中一实施例中，所述激基复合物的发射光谱与所述量子点材料的吸收光谱至少部分重叠。
在其中一实施例中，所述激基复合物的发射峰值波长短于所述量子点材料的发射峰值波长；和/或
所述激基复合物的激发态寿命长于所述量子点材料的激发态寿命。
在其中一实施例中，所述量子点材料的激发态寿命在1-100ns的范围内，所述激基复合物的激发态的寿命在1μs-100μs的范围内。
在其中一实施例中，所述给体材料的三线态能级高于所述激基复合物的三线态能级；和/或
所述受体材料的三线态能级高于所述激基复合物的三线态能级。
在其中一实施例中，所述混合发光器件包括至少两种发光颜色不同的所述量子点电致发光器件，且两种所述量子点电致发光器件的发光颜色和所述有机电致发光器件的发光颜色不同。
在其中一实施例中，所述混合发光器件包括红色量子点电致发光器件、绿色量子点电致发光器件和蓝色有机电致发光器件，所述红色量子点电致发光器件包括红色量子点功能层，所述绿色量子点电致发光器件包括绿色量子点功能层，所述蓝色有机电致发光器件包括蓝色有机发光层。
一种显示装置，包括上述混合发光器件。
上述混合发光器件通过采用包含有给体材料、受体材料和量子点材料的量子点功能层，并使给体材料和受体材料形成激基复合物，可以通过调节量子点功能层中电子和空穴数量，进而实现调和量子点电致发光器件的量子点功能层和有机电致发光器件的有机发光层的载流子的目的，有效地避免混合发光器件中载流子不平衡所导致的器件效率降低，稳定性变差的问题。
附图说明
图1为本申请一实施方式的混合发光器件示意图；
图2为本申请另一实施方式的混合发光器件示意图；
图3为图1和图2所示的混合发光器件的混合发光层的部分结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解本申请，下面将对本申请进行更全面的描述，并给出了本申请的较佳实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如图1和图2所示，本申请一实施方式的混合发光器件10，包括至少一种量子点电致发光器件100、至少一种有机电致发光器件200和基板300，量子点电致发光器件100和有机电致发光器件200分别设置在基板300上；所述有机电致发光器件200和所述量子点电致发光器件100在所述基板300上的投影不重叠；有机电致发光器件200包括有机发光层230，量子点电致发光器件100包括量子点功能层130，量子点功能层130包括给体材料、受体材料和量子点材料，且给体材料和受体材料形成激基复合物。
可理解的，有机电致发光器件200和量子点电致发光器件100分别设置在基板300表面的不同区域，有机发光层230和量子点功能层130在基板上的投影不重叠。
可理解的，本申请的混合发光器件为QLED/OLED混合发光器件，其中量子点功能层130和有机发光层230可以同层设置也可以不同层设置。
有机发光层230是指由有机材料形成的发光层，例如有机荧光材料、磷光材料等，根据所选择的材料种类可以发不同颜色的光，例如蓝光。量子点功能层130是指包含有量子点材料的发光层，根据所选择的材料可以发不同颜色的光，例如红光或绿光等。
量子点电致发光器件100包括阳极110、阴极120和量子点功能层130，量子点功能层130设置在阳极110和阴极120之间。可理解的，在混合发光器件中，有机电致发光器件200和量子点电致发光器件100可以共用阴极和阳极，也可以不共用阴极和阳极。
其中，阳极110可以为常用的阳极材料，如ITO，IZO，Au等高功函数金属及金属氧化物。阴极120可以为常用的阴极材料，如Al，Ag，MgAg合金等，在此不做特别限定。
在一实施例中，如图1所示，量子点功能层130包括相互层叠设置的量子点发光层131和受体材料层132，且受体材料层132位于量子点发光层131和阴极120之间，量子点发光层131与受体材料层132彼此相接触；量子点发光层131包括相互混合的给体材料和量子点材料，受体材料层132包括受体材料，以使给体材料和受体材料形成激基复合物。此时，量子点发光层131与有机发光层230共同组成混合发光层。
在一实施例中，如图2所示，量子点功能层130相互混合的给体材料、受体材料和量子点材料，以使给体材料和受体材料形成激基复合物。此时，量子点功能层130为量子点发光器件的发光层，量子点功能层130和有机发光层230共同组成混合发光层。
如此，通过先形成激基复合物，然后激基复合物再将能量传递给量子点材料，量子点本身不直接捕获载流子复合发光，有效地避免或减少空穴和电子直接注入量子点材料而形成的空穴与电子数量不平衡的问题。
其中，图1所示的技术方案能具有更优的载流子平衡作用。由于量子点的LUMO比受体材料(n-host)的LUMO要深，量子点有可能会成为电子的肼(trap)，进而导致量子点充电，影响器件寿命和效率。而如图1所示的方案中，受体材料层132设置在给体材料(p-host)和量子点材料形成的量子点发光层131与阴极120之间，电子从阴极120传输过来会先到受体材料(n-host)的LUMO，进而阻止量子点捕获电子，有效地避免了上述问题。量子点的HUMO比p-host的HOMO深，量子点本身不会捕获空穴，空穴从阳极传输过来会先到达p-host的HOMO，因此可以把量子点跟p-host混合在一起不会影响器件寿命和效率。且将p-host和n-host分层设置，通过控制p-host和量子点材料形成的量子点发光层的厚度可以很好地控制界面的激基复合物到量子点之间的距离，从而可以很好的调控能量转移的最佳距离，达到最佳的能量转移效果。
在一实施例中，激基复合物的发射光谱与量子点材料的吸收光谱至少部分重叠，以利于将激子能量有效地传递至量子点发光材料，激发量子点发光。
在一实施例中，激基复合物的发射峰值波长短于量子点材料的发射峰值波长，以进一步保证能量的传输。
在一实施例中，激基复合物的激发态寿命长于量子点材料的激发态寿命。在一实施例中，激基复合物的激发态寿命为量子点材料的激发态寿命的5倍以上。在一实施例中，激基复合物的激发态寿命为量子点材料的激发态寿命的10倍以上。
在一实施例中，量子点材料的激发态寿命在1-100ns的范围内，激基复合物的激发态的寿命在1μs-100μs的范围内。
在一实施例中，激基复合物的单线态与三线态之间的能级差小于0.5eV。在一实施例中，激基复合物的单线态与三线态之间的能级差小于0.3eV。
在一实施例中，组成激基复合物的给体材料与受体材料之间存在较大的能级交错。
在一实施例中，给体材料的三线态能级高于激基复合物的三线态能级，和/或受体材料的三线态能级高于激基复合物的三线态能级。在一实施例中，给体材料和受体材料的三线态能级均高于激基复合物的三线态能级，以阻止形成的激基复合物将三线态能量回传到给体或者受体材料上。
在一实施例中，给体材料具有较高的HOMO能级，受体材料具有较低的LUMO能级。在一实施例中，给体材料具有较高的HOMO能级，且与受体材料的HOMO能级差大于0.4eV；受体材料具有较低的LUMO能级，且与给体材料的LUMO能级差大于0.4eV，以便两者形成激基复合物。
在一实施例中，所述混合发光器件10包括至少两种发光颜色不同的所述量子点电致发光器件100，且两种所述量子点电致发光器件100的发光颜色和所述有机电致发光器件200的发光颜色不同。混合发光器件10包括至少两种发光颜色的量子点功能层130，且量子点功能层130的发光颜色和有机发光层230的发光颜色不同，不同发光颜色的量子点功能层130在基板上的投影不重叠，以使各量子点功能层130和有机发光层230共同作用实现混合发光器件10的全彩显示。在一实施例中，不同发光颜色的量子点发光层131在基板上的投影不重叠。
可理解的，不同发光颜色的量子点功能层130中的给体材料和受体材料可以相同或不同。
在一实施例中，如图3所示，混合发光器件10包括两种发光颜色的量子点电致发光器件100和一种发光颜色的有机电致发光器件200，分别为红色量子点电致发光器件100、绿色量子点电致发光器件100和蓝色有机电致发光器件200，红色量子点电致发光器件100包括红色量子点功能层130b，绿色量子点电致发光器件100包括绿色量子点功能层130a，蓝色有机电致发光器件200包括蓝色有机发光层230a。
在一实施例中，绿色量子点功能层130a位于红色量子点功能层130b和蓝色有机发光层230a之间，且所述绿色量子点功能层130a、红色量子点功能层130b和蓝色有机发光层230a在基板300上的投影彼此不重叠，以形成蓝/绿/红的混合发光器件。
红色量子点功能层中所述量子点材料为发射红光的量子点材料；绿色量子点功能层中所述量子点材料为发射绿光的量子点材料；蓝色有机发光层中所述有机材料为发射蓝光有机材料。
在一实施例中，有机发光层230的厚度为35-45nm。
在一实施例中，量子点功能层130中的量子点发光层131的厚度为30-45nm，受体材料层132的厚度为25nm-35nm。可理解的，不同发光颜色的量子点发光层131的厚度可以相同或不同，不同发光颜色的量子点发光层131上层叠的受体材料层132的厚度可以相同或不同，在此不做特别限定。
另外，受体材料层132覆盖量子点发光层131的面积无特别限定，优选受体材料层132完全覆盖量子点发光层131。且可以理解的，有机发光层230上可以设置受体材料层132或不设置受体材料层132，在此不做特别限定，应理解为均在本申请的保护范围内。
在一实施例中，给体材料和受体材料为有机材料。由于有机电致发光器件的载流子传输层(电子传输层、空穴传输层)材料为有机材料，若量子点功能层130中的给体材料和受体材料也同样选用有机材料，则对于整个混合发光器件来说，载流子都是通过有机物来传输，有利于两种不同种类的发光单元的载流子平衡。特别是当电子为少子时，可以通过调整电子传输层(ETL)的种类或厚度来调整载流子的平衡，有利于整个器件的优化。
在一实施例中，给体材料(p-host)为具有空穴传输能力且具有宽带隙的主体材料，包括但不限于9-苯基-3,6-双(9-苯基-9H-咔唑-3-基)-9H-咔唑(Tris-PCz)、9,9-二(4-二咔唑-苄基)芴(CPF)、9,9-双[4-(咔唑-9-基)苯基]-2,7-二叔丁基芴(CPTBF)、9-(螺[芴-9,9'-噻吨]-2-基)-9H-咔唑(TXFCz)、5-(3-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基)-5H-苯并[4,5]噻吩并[2,3-e]吡啶并[3,2-b]吲哚(BTDCb-PCz)、5-(3-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基)-5H-苯并[4,5]噻吩并[3,2-c]咔唑(BTCz-PCz)、5-(3-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基)-5H-吡啶并[3,2-b]吲哚(DCb-PCz)、4,4',4”-三(N-3-甲基苯基-N-苯基氨基)三苯胺(m-MTDATA)、4,4'-二(9-咔唑)联苯(CBP)、4,4'-双(9-咔唑基)-2,2'-二甲基联苯(CDBP)、3,3'-二(9H-咔唑-9-基)-1,1'-联苯(mCBP)、1,3-二咔唑-9-基苯(mCP)、1,1-双[4-[n,n-二(对甲苯基)氨基]苯基]环己烷(TAPC)、4,4',4”-三(咔唑-9-基)三苯胺(TCTA)、N,N'-二苯基-N,N'-二(3-甲基苯基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺(TPD)、N,N'-二苯基-N,N'-(1-萘基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺(NPD)、(4-二甲基苯基)苯基三苯胺(TPAPB)、3,6-二(4,4'-二甲氧基二苯胺)-9-(1-萘基)咔唑(DPNC)、9,9-二[4-(二-对甲苯基)氨基苯基]氟(DTAF)、4,4'-(2,7-双(三苯基甲硅烷基)-9H-芴-9,9-二基)双(N，N-二对甲苯基苯胺)(DSDTAF)、4-(3,6-二(蒽-9-基)-9H-咔唑-9-基)苯甲腈(DacB)和4-[2-(9,9'-二甲基)]-三苯基胺(TPAF)中的一种或几种。
在一实施例中，受体材料(n-host)为具有电子传输能力且具有宽带隙的主体材料，包括但不限于：三(2,4,6-三甲基-3-(吡啶-3-基)苯基)甲硼烷(3TPYMB)、4,6-二(3,5-二(吡啶-3-基)苯基)-2-甲基(B3PYMPM)、4,6-二(3,5-二(吡啶-4-基)苯基)-2-甲基(B4PyMPm)、2,4,6-三(3'-(吡啶-3-基)联苯-3-基)-1,3,5-三嗪(Tm3PyBPZ)、3,3'-双(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-1,1'-联苯(DTrz)、1,3-二[2-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-恶二唑-5-基]苯(OXD-7)、2,5,8-三(4-氟-3-甲基苯基)-1,3,4,6,7,9,9b-七氮杂萘(HAP-3MF)、2,4,6-三(3-(1H-吡唑-1-基)苯基)-1,3,5-三嗪(3P-T2T)、1,3-二咔唑-9-基苯(PO-T2T)、3',3”',3””'-(1,3,5-三嗪-2,4,6-三基)三(([1,1'-联苯]-3-甲腈))(CN-T2T)、1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯(TPBi)、2,4,6-三(联苯-3-基)-1,3,5-三嗪(T2T)、2,8-双(二苯基)二苯并[b，d]噻吩(PPT)、8-羟基喹啉铝(Alq3)、2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-菲咯啉(BCP)、二(2-羟基苯基吡啶)合铍(Bepp2)、4,7-二苯基-1,10-菲罗啉(Bphen)、5',5””-磺酰基二-1,1'：3',1”-三联苯(BTPS)和3-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-9-苯基-9H-咔唑(DPTPCz)中的一种或几种。
在一实施例中，给体材料为TCTA，且所述受体材料TPBi，上述材料组合具有更好的平衡载流子作用。
另外，量子点材料的种类无特别限定，例如Ⅱ-Ⅵ族化合物、Ⅲ-Ⅴ族化合物、Ⅱ-Ⅴ族化合物、Ⅲ-Ⅵ族化合物、Ⅳ-Ⅵ族化合物、Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ族化合物、Ⅱ-Ⅳ-Ⅵ族化合物或Ⅳ族单质中的一种或多种，可以根据发光颜色进行选择。
在一实施例中，量子点材料占量子点发光层的质量百分含量为1％-99％。在一实施例中，量子点材料占量子点发光层的质量百分含量为60％～90％。
另外，可理解的本申请的量子点电致发光器件100中还可以包括其他功能层，例如：空穴注入层140、空穴传输层150、电子传输层160和电子注入层170等。特别是通过设置一层电子注入层170，可以增加电子的注入，与上述混合发光器件10中量子点功能层130的给体材料和受体材料之间的配合，使空穴电子注入更平衡，进一步提高混合发光器件10的效率和使用寿命。
可理解的，有机电致发光器件200和量子点电致发光器100的其他功能层层数可以相同或不同，形成其他功能层的材料可以相同或不同，在此不做特别限定。
另外，当有机电致发光器件和量子点电致发光器件的其他功能层相同时，可以同层设置、同时制备，以简化制备工艺。
其中，基板300和各功能层可以采用本领域的常规材料及其设置方式，在此不做特别限定。具体地，基板300可以为常用刚性衬底如玻璃，常用柔性衬底如PI膜等；空穴注入层140可以为常用的空穴注入层，如PEDOT:PSS，NiOx，WO3，CuPc，HATCN，m-MTDATA，F4-TCQN等；空穴传输层150可以为常用的空穴传输层，如TPD，poly-TPD，PVK，CBP，NPB，TCTA，mCP，TAPC，TFB等；电子传输层160可以为常用的电子传输层，如PBD，Bphen，Alq3，TmPyPB等；电子注入层170可以为常用的电子注入层，如Liq，NaF，Ba等。各功能层的厚度无特别限定，可以采用本领域常规厚度，优选电子注入层的厚度为1nm～5nm，以利于更好地平衡混合发光器件的载流子。
上述混合发光器件10通过采用包含有给体材料、受体材料和量子点材料的量子点功能层130，并使给体材料和受体材料形成激基复合物，通过调节量子点功能层中电子和空穴数量，进而调和量子点电致发光器件100的量子点功能层130和有机电致发光器件200的有机发光层230的载流子，避免混合发光器件中载流子不平衡所导致的器件效率降低，稳定性变差的问题，具体地：
上述混合发光器件10的量子点功能层130在给体材料和受体材料的相互作用下，会先在界面形成激基复合物，然后激基复合物再将能量传递给量子点材料。如此，量子点本身不直接捕获载流子复合发光，有效地避免或减少空穴和电子直接注入量子点材料而形成的空穴与电子数量不平衡的问题，进而有效地避免了混合发光器件10中有机发光层230和量子点功能层130的载流子不平衡问题，提高了混合发光器件10的整体效率和使用寿命。且激基复合物的形成还可以有效地降低载流子传输的势垒，进而可以降低整个器件的启动电压，提供整个器件的整体性能。
此外，上述混合发光器件10的受体材料层132设置在量子点发光层131和阴极120之间，那么从阴极注入的电子必须要克服激基复合物的能级势垒才能进入到量子点，所以避免了电子在量子点中的积累的问题。另外，电子传输材料也可以根据激基复合物的性能来进行选择，扩大材料的选择范围，因此克服了传统QLED器件中电子传输材料仅使用ZnO类型的无机金属氧化物半导体材料的局限。
如图1所示，本申请还提供了一种混合发光器件10的制备方法，包括以下步骤：
S101：形成阳极110；
可以在玻璃衬底100上制备ITO阳极，具体方法可以采用本领域常用阳极制备方法，在此不做特别限定。
S102：在阳极110上形成空穴注入层140；
可理解的，当不设置空穴注入层140时，可以省略该步骤。空穴注入层140的材料无特别限定，可以为如PEDOT:PSS，NiOx，WO3，CuPc，HATCN，m-MTDATA，F4-TCQN等。空穴注入层140的制备方法可以根据所选用的材料种类，选择本领域常用方法。在一实施例中，空穴注入层140为导电聚合物PEDOT，制备方法为：将水溶性的导电聚合物PEDOT通过喷墨打印于阳极上，真空干燥成膜后，130℃-160℃的条件下退火15min-30min，厚度为60nm-75nm；
S103：在空穴注入层140上形成空穴传输层150；
可理解的，当无需形成空穴传输层150时，可以省略该步骤。空穴传输层150的材料无特别限定，可以为TPD，poly-TPD，PVK，CBP，NPB，TCTA，mCP，TAPC，TFB等，空穴传输层150的制备方法可以根据所选用的材料种类，选择本领域常用方法。在一实施例中，空穴传输层150为TFB，制备方法为：将TFB墨水通过喷墨打印于空穴注入层上，真空干燥成膜后，220℃-250℃的条件下退火20min-40min，厚度60nm-75nm。
S104：在空穴传输层150上制备有机发光层230和量子点功能层130，且有机发光层230和量子点功能层130在基板300上的投影不重叠；
其中，量子点功能层130包括相互层叠设置的量子点发光层131和受体材料层132，且受体材料层132位于量子点发光层131和阴极120之间，其中，量子点发光层131包括相互混合的给体材料和量子点材料，受体材料层132包括受体材料，且量子点发光层131中的给体材料和受体材料层132中的受体材料形成激基复合物。可理解的，此时有机发光层230和量子点发光层131共同组成混合发光层。
具体地，步骤S104包括以下步骤：
S1041：在空穴传输层150上形成有机发光层230和量子点发光层131；
在一实施例中，有机发光层230的发光颜色为蓝色，量子点发光层131包括发光颜色为红色的红色量子点发光层和发光颜色为绿色的绿色量子点发光层，其中红色量子点发光层是由给体材料和红色量子点材料的混合物，绿色量子点发光层为给体材料和绿色量子点材料的混合物，蓝色有机发光单元为蓝色荧光材料或蓝色磷光材料。其中，给体材料、受体材料和量子材料种类及其配比选择如上所述，在此不再赘述。
形成有机发光层和量子点发光层的方法无特别限定，可以采用本领域常用的方法，例如溶剂沉积法等形成混合发光层。
S1042：在量子点发光层131上形成受体材料层132；
形成受体材料层132的方法无特别限定，可以采用本领域常用的方法，例如溶剂沉积法等形成受体材料层132。
需要说明的是，也可以在有机发光层230上形成受体材料层132，在此不做特别限定。
S105：在有机发光层230和受体材料层132上形成电子传输层160；
可理解的，根据受体材料层的面积，电子传输层160与混合发光层接触或不接触。可理解的，当有机发光层230上同样设置有受体材料层132，则电子传输层160层叠在受体材料层132上。
可理解的，当不需设置电子传输层160时，可以省略该步骤。电子传输层160的材料及其制备方法无特别限定，可以采用如PBD，Bphen，Alq3，TmPyPB等材料，在一实施例中，电子传输层160的材料为TmPyPB，通过真空蒸镀的方式沉积在混合发光层或受体材料层上，厚度为25nm-35nm。
S106：在电子传输层160上形成电子注入层170；
可理解的，当不需设置电子注入层170时，可以省略该步骤。通过形成一层电子注入层，可以增加电子的注入，与上述混合发光层配合，使空穴、电子注入更平衡，进一步提高混合发光器10的效率和使用寿命。可以材料本领域常用材料及其制备方法形成电子注入层170，优选采用蒸镀的方法形成Ba层，优选厚度为1-5nm，更优选2-4nm。
S107：在电子注入层170上形成阴极120；
可以采用本领域常见的阴极材料和方法制备阴极。
S108：封装。
可以采用本领域常规材料和方法进行封装，在此不做特别限定。
如图2所示，本申请还提供了一种混合发光器件的制备方法，包括以下步骤：
S201：形成阳极110；
步骤S201同步骤S101，在此不再赘述。
S202：在阳极110上形成空穴注入层140；
步骤S202同步骤S102，在此不再赘述。
S203：在空穴注入层140上形成空穴传输层150；
步骤S203同步骤S103，在此不再赘述。
S204：在空穴传输层150上制备有机发光层230和量子点功能层130，且有机发光层230和量子点功能层130在基板300上的投影不重叠；
量子点功能层130包括相互混合的给体材料、受体材料和量子点材料，且相互混合的所述给体材料和所述受体材料形成激基复合物，此时有机发光层230和量子点功能层130共同组成混合发光层。
形成混合发光层的方法无特别限定，可以采用本领域常用的方法，例如溶剂沉积法等形成混合发光层。
S205：在混合发光层上形成电子传输层160；
步骤S205同步骤S105，在此不再赘述。
S206：在电子传输层160上形成电子注入层170；
步骤S206同步骤S106，在此不再赘述。
S207：在电子注入层170上形成阴极120；
步骤S207同步骤S107，在此不再赘述。
S208：封装；
步骤S208同步骤S108，在此不再赘述。
本申请另一实施方式提供一种显示装置，包括上述混合发光器件。
可以理解的，显示装置包括基板和像素界定层，所述像素界定层设于基板上并围合形成的若干像素坑；所述混合发光器件中的一个量子点电致发光器件或一个有机电致发光器件分别对应一个子像素单元，子像素单元设置在所述像素坑中。
在一实施方式中，显示装置包括若干重复排列的混合发光器件，所述混合发光器件包括一个红色量子点电致发光器件、一个绿色量子点电致发光器件和一个蓝色有机电致发光器件，所述混合发光器件为所述显示装置的像素单元，红色量子点电致发光器件、绿色量子点电致发光器件和蓝色有机电致发光器件分别为红色子像素单元、绿色子像素单元和蓝色子像素单元。
下面列举具体实施例对本申请进行说明。
实施例1
本实施例的混合发光器件结构示意图如图1所示，具体地：包括衬底100，设置于衬底100上的阳极110，设置于阳极110上的空穴注入层140，设置于空穴注入层140上的空穴传输层150，设置于空穴传输层150上的有机发光层230和量子点功能层130(本实施例中，量子点功能层130包括量子点发光层131和受体材料层132，其中量子点发光层131包括：绿色量子点发光层和红色量子点发光层，有机发光层230为蓝色有机发光层，且绿色量子点发光层、红色量子点发光层和蓝色有机发光层在基板上的投影不重叠)，设置于受体材料层132和有机发光层230上的电子传输层160，设置于电子传输层160上的电子注入层170，设置于电子注入层170上的阴极120，设置于阳极110与阴极120间的封装层。
制备方法：
(1)采用玻璃衬底，在玻璃衬底制备ITO阳极；
(2)将水溶性的导电聚合物PEDOT通过喷墨打印于阳极上，以形成空穴注入层，真空干燥成膜后，150℃退火20min，厚度为65nm；
(3)将TFB墨水通过喷墨打印于空穴注入层上，以形成空穴传输层，真空干燥成膜后，230退火30min，厚度70nm；
(4)在空穴传输层上制备有机发光层和量子点功能层，具体地：
量子点功能层包括红色量子点发光层和绿色量子点发光层，有机发光层包括蓝色有机发光层。
红色量子点发光层，红色量子点发光层是p-host与量子点材料的混合物，其中p-host为TCTA，量子点材料为CdSe/CdS/ZnS红色量子点，TCTA墨水与CdSe/CdS/ZnS红色量子点墨水以4：6的体积比混合，将混合后的墨水通过喷墨打印于对应的红色量子点电致发光器件，真空干燥成膜后，100℃退火10min，厚度为35nm；
绿色量子点发光层，绿色量子点发光层是p-host与量子点材料的混合物，其中p-host为TCTA，量子点材料为CdSe@ZnS绿色量子点，TCTA墨水与CdSe@ZnS绿色量子点墨水以3：7的体积比混合，将混合后的墨水通过喷墨打印于对应的绿色量子点电致发光器件，真空干燥成膜后，100℃退火10min，厚度为40nm；
蓝色有机发光层，采用TBP掺杂于AND中，通过喷墨打印于对应的蓝色有机电致发光器件，真空干燥成膜后，150℃退火15min，厚度为40nm；
受体材料层，将TPBi通过真空蒸镀于混合发光层上制备受体材料层，厚度为30nm；
(5)将TmPyPB通过真空蒸镀于在受体材料层上，制备电子传输层，厚度为27nm；
(6)将Ba通过真空蒸镀于电子传输层上，厚度3nm，形成电子注入层；
(7)将Ag通过蒸镀于电子注入层上；制备阴极，厚度为150nm；
(8)封装。
本实施例通过将红/绿量子点当作客体掺杂到TCTA主体材料中，TCTA于相邻的TPBi会在界面处形成exciplex(激基复合物)，exciplex再把能量转移给红/绿量子点发光，这样对于整个混合发光器件来说，载流子都是通过有机物来传输，从而有利于左右两边的载流子平衡，本实施例中通过蒸镀一个薄层Ba来增加电子的注入，使空穴电子注入更平衡。
实施例2
本实施例的混合发光器件的结构示意图如图2所示，包括衬底100，设置于衬底100上的阳极110，设置于阳极110上的空穴注入层140，设置于空穴注入层140上的空穴传输层150，设置于空穴传输层150上的有机发光层230和量子点功能层130(本实施例中，量子点功层132包括绿色量子点发光层和红色量子点发光层，有机发光层230为蓝色有机发光层，且绿色量子点发光层、红色量子点发光层和蓝色有机发光层在基板上的投影不重叠)，设置于有机发光层230和量子点功能层130上的电子传输层160，设置于电子传输层160上的电子注入层170，设置于电子注入层170上的阴极120，设置于阳极110与阴极120间的封装层。
制备方法
(1)在玻璃衬底制备ITO阳极；
(2)将水溶性的导电聚合物PEDOT通过喷墨打印于阳极上，制备空穴注入层，真空干燥成膜后，150℃退火20min，厚度为65nm；
(3)将TFB墨水通过喷墨打印于空穴注入层上，制备空穴传输层，真空干燥成膜后，230退火30min，厚度70nm；
(4)在空穴传输层上制备有机发光层和量子点功能层，具体地：
量子点功能层包括红色量子点发光层和绿色量子点发光层，有机发光层包括蓝色有机发光层。
红色量子点发光层，红色量子点发光层是p-host、n-host与红色量子点材料的混合物其中，p-host为TCTA，n-host为TPBi，红色量子点材料为CdSe/CdS/ZnS红色量子点，TCTA墨水、TPBi墨水、CdSe/CdS/ZnS红色量子点墨水以2：2：6的体积比混合，将混合后的墨水通过喷墨打印于对应的红色量子点电致发光器件，真空干燥成膜后，100℃退火10min，厚度为35nm；
绿色量子点发光层，绿色量子点发光层是p-host、n-host与绿色量子点材料的混合物，其中p-host为TCTA，n-host为TPBi，绿色量子点材料为CdSe@ZnS绿色量子点，TCTA墨水、TPBi墨水、CdSe@ZnS绿色量子点墨水以1.5：1.5：7的体积比混合，将混合后的墨水通过喷墨打印于对应的绿色量子点电致发光器件，真空干燥成膜后，100℃退火10min，厚度为40nm；
蓝色有机发光层，采用TBP掺杂于AND中，通过喷墨打印于蓝色有机电致发光器件，真空干燥成膜后，150℃退火15min，厚度为40nm；
(5)将TmPyPB通过真空蒸镀于混合发光层上，制备电子传输层厚度为27nm；
(6)将Ba通过真空蒸镀于电子传输层上，厚度3nm，形成电子注入层；
(7)将Ag通过蒸镀于电子注入层上制备阴极；厚度为150nm；
(8)封装。
本实施例通过将红/绿量子点当作客体掺杂到TCTA(p-host)与TPBi(n-host)的混合主体材料中，TCTA与TPBi会形成exciplex(激基复合物)，exciplex再把能量转移给红/绿量子点发光，这样对于整个混合发光器件来说，载流子都是通过有机物来传输，从而有利于左右两边的载流子平衡，本实施例中通过蒸镀一个薄层Ba来增加电子的注入，使空穴电子注入更平衡。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (14)
1.一种混合发光器件，其特征在于，包括基板，以及分别设置在所述基板上的至少一种有机电致发光器件和至少一种量子点电致发光器件，所述有机电致发光器件和所述量子点电致发光器件在所述基板上的投影不重叠；其中，所述有机电致发光器件包括有机发光层，所述量子点电致发光器件包括量子点功能层，所述量子点功能层包括给体材料、受体材料和量子点材料，且所述给体材料和受体材料形成激基复合物。
2.根据权利要求1所述的混合发光器件，其特征在于，所述量子点电致发光器件还包括阴极和阳极，量子点功能层设置在阴极和阳极之间，所述量子点功能层包括相互层叠设置的量子点发光层和受体材料层，且所述受体材料层位于所述量子点发光层和所述阴极之间，且所述受体材料层和所述量子点发光层彼此接触；
其中，所述量子点发光层包括相互混合的所述给体材料和所述量子点材料，所述受体材料层包括所述受体材料，且所述量子点发光层中的所述给体材料和所述受体材料层中的所述受体材料形成激基复合物。
3.根据权利要求1所述的混合发光器件，其特征在于，所述量子点功能层包括相互混合的给体材料、受体材料和量子点材料，且相互混合的所述给体材料和所述受体材料形成激基复合物。
4.根据权利要求1-3任一项所述的混合发光器件，其特征在于，所述给体材料和所述受体材料的HOMO能级差大于0.4eV；和/或
所述给体材料和所述受体材料的LUMO能级差大于0.4eV。
5.根据权利要求1-3任一项所述的混合发光器件，其特征在于，所述给体材料和所述受体材料为有机材料。
6.根据权利要求5所述的混合发光器件，其特征在于，所述给体材料为9-苯基-3,6-双(9-苯基-9H-咔唑-3-基)-9H-咔唑、9,9-二(4-二咔唑-苄基)芴、9,9-双[4-(咔唑-9-基)苯基]-2,7-二叔丁基芴、9-(螺[芴-9,9'-噻吨]-2-基)-9H-咔唑、5-(3-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基)-5H-苯并[4,5]噻吩并[2,3-e]吡啶并[3,2-b]吲哚、5-(3-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基)-5H-苯并[4,5]噻吩并[3,2-c]咔唑、5-(3-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基)-5H-吡啶并[3,2-b]吲哚、4,4',4”-三(N-3-甲基苯基-N-苯基氨基)三苯胺、4,4'-二(9-咔唑)联苯、4,4'-双(9-咔唑基)-2,2'-二甲基联苯、3,3'-二(9H-咔唑-9-基)-1,1'-联苯、1,3-二咔唑-9-基苯、1,1-双[4-[n,n-二(对甲苯基)氨基]苯基]环己烷、4,4',4”-三(咔唑-9-基)三苯胺、N,N'-二苯基-N,N'-二(3-甲基苯基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺、N,N'-二苯基-N,N'-(1-萘基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺、(4-二甲基苯基)苯基三苯胺、3,6-二(4,4'-二甲氧基二苯胺)-9-(1-萘基)咔唑、9,9-二[4-(二-对甲苯基)氨基苯基]氟、4,4'-(2,7-双(三苯基甲硅烷基)-9H-芴-9,9-二基)双(N，N-二对甲苯基苯胺)、4-(3,6-二(蒽-9-基)-9H-咔唑-9-基)苯甲腈和4-[2-(9,9'-二甲基)]-三苯基胺中的一种或多种；和/或
所述受体材料为三(2,4,6-三甲基-3-(吡啶-3-基)苯基)甲硼烷、4,6-二(3,5-二(吡啶-3-基)苯基)-2-甲基、4,6-二(3,5-二(吡啶-4-基)苯基)-2-甲基、2,4,6-三(3'-(吡啶-3-基)联苯-3-基)-1,3,5-三嗪、3,3'-双(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-1,1'-联苯、1,3-二[2-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-恶二唑-5-基]苯、2,5,8-三(4-氟-3-甲基苯基)-1,3,4,6,7,9,9b-七氮杂萘、2,4,6-三(3-(1H-吡唑-1-基)苯基)-1,3,5-三嗪(3P-T2T)、1,3-二咔唑-9-基苯(PO-T2T)、3',3”',3””'-(1,3,5-三嗪-2,4,6-三基)三(([1,1'-联苯]-3-甲腈))、1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯、2,4,6-三(联苯-3-基)-1,3,5-三嗪、2,8-双(二苯基)二苯并[b，d]噻吩、8-羟基喹啉铝、2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-菲咯啉、二(2-羟基苯基吡啶)合铍、4,7-二苯基-1,10-菲罗啉、5',5””-磺酰基二-1,1'：3',1”-三联苯和3-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-9-苯基-9H-咔唑中的一种或多种。
7.根据权利要求6所述的混合发光器件，其特征在于，所述给体材料为TCTA，且所述受体材料TPBi。
8.根据权利要求1-3任一项所述的混合发光器件，其特征在于，所述激基复合物的发射光谱与所述量子点材料的吸收光谱至少部分重叠。
9.根据权利要求1-3任一项所述的混合发光器件，其特征在于，所述激基复合物的发射峰值波长短于所述量子点材料的发射峰值波长；和/或
所述激基复合物的激发态寿命长于所述量子点材料的激发态寿命。
10.根据权利要求1-3任一项所述的混合发光器件，其特征在于，所述量子点材料的激发态寿命在1-100ns的范围内，所述激基复合物的激发态的寿命在1μs-100μs的范围内。
11.根据权利要求10所述的混合发光器件，其特征在于，所述给体材料的三线态能级高于所述激基复合物的三线态能级；和/或
所述受体材料的三线态能级高于所述激基复合物的三线态能级。
12.根据权利要求1-3任一项所述的混合发光器件，其特征在于，所述混合发光器件包括至少两种发光颜色不同的所述量子点电致发光器件，且两种所述量子点电致发光器件的发光颜色和所述有机电致发光器件的发光颜色不同。
13.根据权利要求12所述的混合发光器件，其特征在于，所述混合发光器件包括红色量子点电致发光器件、绿色量子点电致发光器件和蓝色有机电致发光器件，所述红色量子点电致发光器件包括红色量子点功能层，所述绿色量子点电致发光器件包括绿色量子点功能层，所述蓝色有机电致发光器件包括蓝色有机发光层。
14.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求1-13任一项所述混合发光器件。
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