CN110034240B - 发光器件以及包括该发光器件的显示装置 - Google Patents

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Abstract

提供了一种包括具有相位调制表面的微腔的发光器件以及包括该发光器件的显示装置。该发光器件包括：反射层，包括相位调制表面；第一电极，设置在反射层的相位调制表面上；发光结构，设置在第一电极上；以及第二电极，设置在发光结构上。相位调制表面可以包括规则地或不规则地布置的多个纳米级图案。反射层和第二电极可以构成发光器件的具有谐振波长的微腔。

Description

发光器件以及包括该发光器件的显示装置
技术领域
与示范性实施方式一致的装置和方法涉及一种发光器件以及包括该发光器件的显示装置，更具体地，涉及包括具有相位调制表面的微腔的有机发光器件以及包括该有机发光器件的有机发光显示装置。
背景技术
有机发光器件(OLED)是经由根据从阳极供应的空穴和从阴极供应的电子在有机发射层中的结合的光发射而形成图像的显示装置。OLED具有优良的显示特性，诸如宽的视角、快的响应速度、薄的厚度、低的制造成本和高的对比度。
此外，OLED可以通过选择适当的材料作为有机发射层的材料来发射期望的颜色。因此，可以通过使用OLED来制造彩色显示装置。例如，蓝色像素的有机发射层可以包括产生蓝光的有机材料，绿色像素的有机发射层可以包括产生绿光的有机材料，红色像素的有机发射层可以包括产生红光的有机材料。或者，白色OLED可以通过在一个有机发射层中布置分别产生蓝光、绿光和红光的多种有机材料或者通过以彼此互补的关系布置两种或更多种有机材料的对(pair)来制造。
发明内容
根据一示范性实施方式的一方面，提供一种发光器件，该发光器件包括：反射层，包括相位调制表面；第一电极，设置在反射层的相位调制表面上；第二电极，设置为与第一电极相对；以及发光结构，设置在第一电极和第二电极之间以形成具有发光器件的谐振波长的微腔，其中相位调制表面包括多个纳米光共振结构，所述多个纳米光共振结构为柱型磁共振器，其中入射光的磁场分量在该纳米光共振结构的周边处共振，并且其中该微腔的谐振波长根据由所述多个纳米光共振结构引起的相位延迟以及反射层与第二电极之间的光学距离来确定。
第一电极可以是透明电极，第二电极可以是反射光的一部分并透射光的另一部分的透反式电极。
第二电极可以包括反射金属，并且第二电极的整个厚度为约10nm至约20nm。
第一电极可以是透明电极，第二电极可以是反射电极，并且反射层可以为金属反射层并具有透反性质使得反射层反射光的一部分并透射光的另一部分。
反射层可以包括银(Ag)或包含银(Ag)的合金。
相位调制表面可以包括规则地或不规则地布置的多个纳米级图案，所述多个纳米级图案形成所述多个纳米光共振结构，所述纳米级图案具有圆柱形状、椭圆形柱形状、三角形柱形状、四边形柱形状、五边形柱形状以及多于五边形的多边形柱形状中的至少一种。
由相位调制表面引起的被反射的光的相位延迟可以大于由通过将图案的高度乘以图案的折射率而确定的有效光学距离引起的相位延迟。
第一电极的一部分可以填充在相位调制表面的图案的周边处的凹入区域中。
发光器件还可以包括填充在相位调制表面的图案的周边处的凹入区域中的电介质物质。
发光器件还可以包括设置在相位调制表面与第一电极之间的电介质层，其中电介质的一部分填充在相位调制表面的图案的周边处的凹入区域中。
相位调制表面的每个图案的直径或宽度可以为约50nm至约150nm。
相位调制表面的每个图案的高度可以为0nm至约150nm
相位调制表面的图案的周期可以为约100nm至约300nm。
当微腔的谐振波长为λ时，相位调制表面的每个图案的直径或宽度、每个图案的高度和图案的周期被选择为使得微腔的光学长度等于n×λ/2，其中n是自然数。
发光结构可以包括：空穴注入层，设置在第一电极上；空穴传输层，设置在空穴注入层上；有机发射层，设置在空穴传输层上；电子传输层，设置在有机发射层上；以及电子注入层，设置在电子传输层上。
根据另一实施方式的一方面，提供一种显示装置，该显示装置包括：第一像素，配置为发射第一波长的光；和第二像素，配置为发射与第一波长不同的第二波长的光，其中第一像素和第二像素中的每个包括：反射层，包括相位调制表面；第一电极，设置在反射层的相位调制表面上；第二电极，设置为与第一电极相对；发光结构，设置在第一电极与第二电极之间以形成具有谐振波长的微腔，其中相位调制表面包括多个纳米光共振结构，所述多个纳米光共振结构为柱型磁共振器，其中入射光的磁场分量在该纳米光共振结构的周边共振，并且其中该微腔的谐振波长根据由所述多个纳米光共振结构引起的相位延迟以及反射层与第二电极之间的光学距离来确定。
相位调制表面可以包括规则地或不规则地布置的多个纳米级图案，所述多个纳米级图案形成所述多个纳米光共振结构，所述纳米级图案具有圆柱形状、椭圆形柱形状、三角形柱形状、四边形柱形状、五边形柱形状以及多于五边形的多边形柱形状中的至少一种。
第一像素的相位调制表面的每个图案的直径或宽度、每个图案的高度和图案的周期可以被选择为使得第一像素的微腔的谐振波长对应于第一波长，并且第二像素的相位调制表面的每个图案的直径或宽度、每个图案的高度和图案的周期被选择为使得第二像素的微腔的谐振波长对应于第二波长。
当第一波长为λ1并且第二波长为λ2时，第一像素的微腔的光学长度可以为n1×λ1/2，第二像素的微腔的光学长度可以为n2×λ2/2，其中n1和n2是自然数，其中第一像素中的第二电极和相位调制表面之间的物理距离与第二像素中的第二电极和相位调制表面之间的物理距离相同。
发光结构可以包括：空穴注入层，设置在第一电极上；空穴传输层，设置在空穴注入层上；有机发射层，设置在空穴传输层上并配置为产生第一波长的光和第二波长的光两者；电子传输层，设置在有机发射层上；以及电子注入层，设置在电子传输层上。
发光结构可以包括：空穴注入层，设置在第一电极上；空穴传输层，设置在空穴注入层上；有机发射层，设置在空穴传输层上；电子传输层，设置在有机发射层上；以及电子注入层，设置在电子传输层上，其中第一像素的有机发射层配置为产生第一波长的光，并且第二像素的有机发射层配置为产生第二波长的光。
附图说明
通过参照附图描述某些示范性实施方式，以上和/或其它的方面将变得更加明显，附图中：
图1是示意性地示出根据一示范性实施方式的发光器件的结构的剖视图；
图2A是示意性地示出包括具有多个图案的相位调制表面的反射层的结构的剖视图；
图2B是示出相位调制表面的多个图案的布置的示例的平面图；
图2C是示出相位调制表面的多个图案的布置的示例的透视图；
图3是示出被反射层反射的光根据相位调制表面的图案的高度的相位变化的示例的曲线图；
图4是示出反射层根据相位调制表面的图案的高度的反射率变化的示例的曲线图；
图5是示用于测试微腔的谐振特性的微腔的示范性配置的剖视图；
图6是示出根据图5所示的微腔中的相位调制表面的每个图案的高度的微腔的谐振特性的曲线图；
图7是示意性地示出根据另一示范性实施方式的发光器件的结构的剖视图；
图8是示意性地示出根据一示范性实施方式的发光器件的结构的剖视图；
图9是示意性地示出根据一示范性实施方式的发光器件的结构的剖视图；
图10是示意性地示出根据一示范性实施方式的显示装置的结构的剖视图；以及
图11是示意性地示出根据另一示范性实施方式的显示装置的结构的剖视图。
具体实施方式
在下文，参照附图，将详细描述用于提供扩展的可视窗口的全息显示装置。相同的附图标记始终指代相同的元件，并且在附图中，为了清楚和说明的方便，可以夸大元件的尺寸。以下描述的实施方式仅是示范性的，并且可以从这些实施方式进行各种修改。在下面描述的层结构中，表述“在……上方”或“在……上”不仅可以包括“以接触的方式直接在……上”而且包括“以非接触的方式在……上”。
图1是示意性地示出根据一示范性实施方式的发光器件100的结构的剖视图。参照图1，根据示范性实施方式的发光器件100可以包括具有相位调制表面11的反射层10、设置在反射层10的相位调制表面11上的第一电极12、设置在第一电极12上的发光结构20以及设置在发光结构20上的第二电极18。第一电极12可以具有突出图案12a。
发光器件100可以是有机发光二极管(OLED)。在一示范性实施方式中，发光结构20可以包括设置在第一电极12上的空穴注入层13、设置在空穴注入层13上的空穴传输层14、设置在空穴传输层14上的有机发射层15、设置在有机发射层15上的电子传输层16以及设置在电子传输层16上的电子注入层17。此外，发光结构20可以根据需要包括各种附加层。在一示范性实施方式中，发光结构20还可以包括在空穴传输层14和有机发射层15之间的电子阻挡层，并且还可以包括在有机发射层15和电子传输层16之间的空穴阻挡层。在此结构中，通过空穴注入层13和空穴传输层14提供的空穴以及通过电子注入层17和电子传输层16提供的电子可以在有机发射层15中结合，从而产生光。所产生的光的波长可以根据有机发射层15的发光材料的能带间隙来确定。
上述OLED的结构仅是发光器件100的示例，发光器件100不限于OLED。因此，根据本实施方式的发光器件100的结构和原理可以应用于无机发光二极管。在下文，假设发光器件100是OLED。
设置在反射层10和发光结构20之间的第一电极10可以是具有透射光(例如可见光)的性质的透明电极，并可以用作用于提供空穴的阳极。设置在发光结构20的上部上的第二电极18可以是反射光的一部分并透射所述光的另一部分的透反式电极，并可以用作用于提供电子的阴极。为此，第一电极10可以包括具有相对高的功函数的材料，第二电极18可以包括具有相对低的功函数的材料。在一示范性实施方式中，第一电极12可以包括透明导电氧化物，诸如ITO(铟锡氧化物)、IZO(铟锌氧化物)或AZO(铝锌氧化物)。此外，第二电极18可以包括非常薄的厚度的反射金属。在一示范性实施方式中，第二电极18可以是银(Ag)和镁(Mg)的混合层、或铝(Al)和锂(Li)的混合层，并且第二电极18的整个厚度可以是约10nm至约20nm。由于第二电极18的厚度非常薄，所以光的一部分可以穿过反射金属。
反射层10可以用于与第二电极18一起形成微腔L。换句话说，微腔L可以形成在发光器件100的反射层10和第二电极18之间。在一示范性实施方式中，发光结构20中产生的光可以在反射层10和第二电极18之间往复运动并共振，然后对应于微腔L的谐振波长的光可以通过第二电极18发射到外部。
微腔L的谐振波长可以根据微腔L的光学长度来确定。例如，当微腔L的谐振波长为λ时，微腔L的光学长度可以是n×λ/2，其中n是自然数。微腔L的光学长度可以被确定为发光结构20和第一电极12的光学厚度、由第二电极18引起的相位延迟和由反射层10引起的相位偏移(例如，相位延迟)的总和。这里，发光结构20和第一电极12的光学厚度可以不仅仅是物理厚度，而是可以是考虑到发光结构20和第一电极12的材料的折射率的厚度。例如，发光结构20的光学厚度可以指的是发光结构20中的各层的物理厚度和发光结构20中的各层的折射率的相应乘积之和，第一电极12的光学厚度是第一电极12的物理厚度和第一电极12的折射率的乘积。根据本实施方式，微腔L的光学长度或谐振波长可以通过在将发光结构20和第一电极12的光学厚度和由第二电极18引起的相位延迟保持恒定的同时仅调整由反射层10引起的相位偏移来确定。
相位调制表面11可以形成在反射层10的与第一电极12接触的反射表面上以通过反射层10调节相位偏移。相位调制表面11可以包括非常小的纳米级图案11a。纳米级图案11a的突出部分和突出图案12a的所产生部分可以交替地布置。在一示范性实施方式中，图2A是示意性地示出包括具有所述多个图案11a的相位调制表面11的反射层10的结构的剖视图，图2B是示出相位调制表面11的所述多个图案11a的布置的示例的平面图，图2C是示出相位调制表面11的所述多个图案11a的布置的示例的透视图。
参照图2A至图2C，反射层10的相位调制表面11可以包括所述多个纳米级图案11a。在一示范性实施方式中，每个图案11a可以具有从反射层10的上表面突出的柱形状。在图2C中，每个图案11a具有圆柱形状，但是不必限于此。在一示范性实施方式中，多个图案11a可以具有椭圆形柱形状、三角形柱形状、四边形柱形状、五边形柱形状和/或多于五边形的多边形柱形状。
为了防止微腔L具有偏振依赖性，所述多个图案11a可以规则地且周期性地布置以具有4重对称特性。当微腔L具有偏振依赖性时，由于仅特定偏振分量的光共振，所以发光器件100的发光效率会劣化。在一示范性实施方式中，在图2B中，所述多个图案11a布置为规则方形图案的阵列。在这种情况下，相位调制表面11的整个区域中的两个相邻的图案11a之间的距离可以是恒定的。然而，当所述多个图案11a具有4重对称特性时，所述多个图案11a可以布置为任何其它类型的阵列。相反，所述多个图案11a可以不规则地布置。即使当所述多个图案11a不规则地布置时，微腔L也不会具有偏振依赖性。在另一实施方式中，所述多个图案11a的布置可以与4重对称不同地设计，使得发光器件100有意地仅发射特定偏振分量的光。所述多个图案11a可以指从反射层10突出的多个柱。两个相继的柱11a之间的节距可以是恒定的。
当每个图案11a例如是圆柱形时，相位调制表面11的光学特性(例如，被反射的光的相位延迟)可以根据每个图案11a的直径w、每个图案11a的高度d以及所述多个图案11a的节距或周期p来确定。当每个图案11a是例如多边形柱时，相位调制表面11的光学特性可以根据每个图案11a的宽度w、每个图案11a的高度d以及所述多个图案11a的节距或周期p来确定。此外，图案11a的直径w、高度d和周期p可以相对于相位调制表面11的整个区域是恒定的。
因此，微腔L的谐振波长可以根据相位调制表面11的每个图案11a的直径w、每个图案11a的高度d以及所述多个图案11a的周期p来确定。换句话说，当微腔L的谐振波长为λ时，相位调制表面11的每个图案11a的直径w、每个图案11a的高度d和所述多个图案11a的周期p可以被选择为使得微腔L的光学长度等于n×λ/2，其中n是自然数。在一示范性实施方式中，相位调制表面11的每个图案11a的直径w可以为约50nm至约150nm，相位调制表面11的每个图案11a的高度d可以为0nm至约150nm，相位调制表面11的所述多个图案11a的周期p可以为约100nm至约300nm。
当相位调制表面11的每个图案11a的尺寸小于如上所述的谐振波长时，可以形成多个纳米光共振结构，同时入射光在图案11a的周边处共振。具体地，在入射光中，电场分量可以不穿透到图案11a之间的空间中，并且仅磁场分量可以在图案11a的周边处共振。因此，在图案11a之间的空间中形成的所述多个纳米光共振结构可以是圆柱型磁共振器，在该圆柱型磁共振器中入射光的磁场分量在图案11a的周边处共振。结果，比由有效光学距离(d×n)(其通过将图案11a的高度d乘以图案11a的折射率n来确定)引起的相位偏移大的相位偏移可以发生在相位调制表面11中。
在一示范性实施方式中，图3是示出被反射层10反射的光的根据相位调制表面11的图案11a的高度d的相位变化的示例的曲线图，图4是示出反射层10的根据相位调制表面11的图案11a的高度d的反射率变化的示例的曲线图。参照图3，可以看到，被反射的光的相位根据图案11a的高度d从0变化到2π。因此，通过适当地选择图案11a的高度d，可以进行从0到2π的整个范围的相位调制，因此微腔L的谐振波长可以仅通过图案11a的高度d的变化而容易地调节。此外，参照图4，尽管反射层10的反射率根据图案11a的高度d而变化，但是反射层10的最小反射率可以保持在95％或更高，微腔L可以具有足够高的效率。
上述相位调制表面11的光学特性也可以根据反射层10的材料而变化。例如，在本实施方式中，反射层10可以包括金属。例如，反射层10可以包括银(Ag)或包含银(Ag)的Ag合金。
图5是示出用于测试包括具有上述相位调制表面11的反射层10的微腔L的谐振特性的微腔L的示范性配置的剖视图。参照图5，微腔L可以包括含银(Ag)的反射层10、设置在反射层10上的吸收层30以及设置在吸收层30上的透反镜31。透反镜31可以包括具有15nm的厚度的银(Ag)。此外，吸收层30具有1μm的厚度和1.5+0.1i的复数折射率(complexrefractive index)，其中i是虚数。在这种情况下，在微腔L的谐振波长处，光可以被吸收层30最强烈地吸收。
在一示范性实施方式中，图6是示出根据图5所示的微腔L中的相位调制表面11的每个图案11a的高度d的微腔L的谐振特性的曲线图。图6的曲线图可以通过在光进入图5所示的微腔L的透反镜31之后模拟通过透反镜31再次发射的光的量来获得。参照图6，当图案11a的高度d为0nm时，最大吸收可以在约460nm的波长处发生。换句话说，当图案11a的高度d为0nm时，微腔L的谐振波长可以为约460nm。此外，可以看到，随着图案11a的高度d增大，微腔L的谐振波长增大。在一示范性实施方式中，当图案11a的高度d是60nm时，微腔L的谐振波长可以为约640nm。
如上所述，可以看到，随着由于相位调制表面11引起的相位偏移增大，微腔L的谐振波长增大，并且微腔L在可见光波长带中的谐振波长可以仅通过图案11a的高度d来调节。此外，微腔L的谐振波长可以通过每个图案11a的直径w和图案11a的周期p来调节，像每个图案11a的高度d一样。另一方面，微腔L的谐振波长带宽可以通过调节透反镜31的厚度来调节。为了减小微腔L的谐振波长带宽(或半峰全宽)，透反镜31的反射率可能需要增大。
图5中示出的透反镜31可以对应于图1中示出的发光器件100的第二电极18。图5中示出的吸收层30可以对应于发光器件100的发光结构20和第一电极12。因此，在根据本实施方式的发光器件100中，微腔L的谐振波长可以通过在将发光结构20和第一电极12的光学厚度以及由第二电极18引起的相位延迟设定为固定值的同时仅调整由反射层10引起的相位偏移来调整。换句话说，通过适当地选择相位调制表面11的每个图案11a的直径w、每个图案11a的高度d和所述多个图案11a的周期p，包括微腔L的发光器件100可以容易地将微腔L的谐振波长与发光器件100的发光波长或发光颜色匹配。此外，包括相位调制表面11的反射层10的反射率足够高，从而获得优良的发光效率。
在一示范性实施方式中，当发光器件100是红色发光器件时，相位调制表面11的每个图案11a的直径w、每个图案11a的高度d和所述多个图案11a的周期p可以被选择为使得微腔L的谐振波长对应于红色波长带。有机发射层15可以包括红光发射材料。替代地，有机发射层15可以包括蓝光发射材料、绿光发射材料和红光发射材料的全部，并可以仅通过相位调制表面11的结构确定发光元件100的发光波长。
再次参照图1，第一电极12的一部分可以填充在相位调制表面11的图案11a的周边空间中。该周边空间可以具有多个凹入或凹陷区域。因此，第一电极12的下表面可以具有与相位调制表面11互补的突出图案12a。
图7是示意性地示出根据另一示范性实施方式的发光器件110的结构的剖视图。参照图7，发光器件110还可以包括填充在相位调制表面11的图案11a的周边空间中的电介质物质19a。在一示范性实施方式中，电介质物质19a可以包括相对于可见光的透明且绝缘的材料，诸如SiO2、SiNx、Al2O3、HfO2等。微腔L的谐振波长可以根据电介质物质19a的折射率被精细地调节。电介质物质19a的上表面可以与反射层10的最上表面相同。在这种情况下，第一电极12的下表面可以具有平坦形状。
图8是示意性地示出根据另一示范性实施方式的发光器件120的结构的剖视图。参照图8，发光器件110还可以包括设置在相位调制表面11和第一电极12之间的电介质层19。在一示范性实施方式中，电介质层19可以包括相对于可见光的透明且绝缘的材料，诸如SiO2、SiNx、Al2O3、HfO2等。电介质层19的部分电介质物质19a可以填充在相位调制表面11的图案11a的周边空间中。电介质层19的材料可以与填充在图案11a的周边空间中的电介质物质19a的材料相同，但是不一定必须相同。当电介质层19的材料与填充在图案11a的周边空间中的电介质物质19a的材料相同时，电介质层19可以形成为使得图7所示的电介质物质19a在反射层10的最上表面之上延伸。利用这种结构，微腔L的谐振波长可以根据电介质层19和电介质物质19a的材料的折射率以及电介质层19的高度而被精细地调节。
已经描述了其中第二电极18是透反式电极并且光通过第二电极18发射到外部的配置。然而，其中光在相反的方向上发射的配置也是可以的。例如，图9是示意性地示出根据另一示范性实施方式的发光器件130的结构的剖视图。参照图9，发光器件130可以包括具有相位调制表面11的反射层10'、设置在反射层10'的相位调制表面11上的第一电极12、设置在第一电极12上的发光结构20以及设置在发光结构20上的第二电极18'。发光结构20的结构可以具有与图1中描述的结构相同的结构。
在图9所示的示范性实施方式中，第二电极18'可以是主要地反射光的反射电极。例如，第二电极18'可以包括具有50nm或更大的厚度的反射金属材料。反射层10'可以是薄的以具有反射光的一部分并透射其余部分的透反性质。例如，反射层10'中的图案11a的周边空间的底部与反射层10'的下表面之间的厚度t可以为约10nm至约20nm。于是，在发光结构20中产生的光在反射层10'和第二电极18'之间往复运动和共振之后，对应于微腔L的谐振波长的光可以通过反射层10'发射到外部。
另一方面，第一电极12是包括透明导电材料的透明电极。如图9所示，第一电极12的一部分可以填充在反射层10'的相位调制表面11的图案11a的周边空间中。替代地，像图7或图8所示的配置一样，发光器件130还可以包括填充在相位调制表面11的图案11a的周边空间中的电介质物质19a，或者可以包括设置在相位调制表面11和第一电极12之间的电介质层19。
上述发光器件100、110、120和130可以应用于显示装置，因为它们可以根据相位调制表面11的结构而在可见光的波长带内调节微腔L的谐振波长。例如，图10是示意性地示出根据一示范性实施方式的显示装置200的结构的剖视图。参照图10，根据一示范性实施方式的显示装置200可以包括基板201以及在基板201上布置成一行的第一像素100B、第二像素100G和第三像素100R。尽管图10所示的第一至第三像素100B、100G和100R具有与图1所示的发光器件100相同的结构，但是第一至第三像素100B、100G和100R可以具有与图7至图9所示的发光器件110、120和130相同的结构。此外，尽管为了方便起见在图10中仅示出一组第一至第三像素100B、100G和100R，但是实际上可以重复地布置非常大数量的第一至第三像素100B、100G和100R。
例如，第一至第三像素100B、100G和100R中的每个可以包括设置在基板201上并包括相位调制表面11的反射电极10、设置在反射电极10的相位调制表面11上的第一电极12、设置在第一电极12上的发光结构20以及设置在发光结构20上的第二电极18。当显示装置200是OLED装置时，第一至第三像素100B、100G和100R中的每个的发光结构20可以包括设置在第一电极12上的空穴注入层13、设置在空穴注入层13上的空穴传输层14、设置在空穴传输层14上的有机发射层15、设置在有机发射层15上的电子传输层16以及设置在电子传输层16上的电子注入层17。
第一至第三像素100B、100G和100R可以配置为发射不同波长的光。例如，第一像素100B可以配置为发射作为蓝色波长带的第一波长带λ1的光B，第二像素100G可以配置为发射作为绿色波长带的第二波长带λ2的光G，第三像素100R可以配置为发射作为红色波长带的第三波长带λ3的光R。为此，第一至第三像素100B、100G和100R的微腔的光学长度可以配置为彼此不同。
如上所述，微腔的光学长度可以被确定为发光结构20和第一电极12的光学厚度、由第二电极18引起的相位延迟以及由反射层10引起的相位偏移的总和。换句话说，微腔的谐振波长可以根据反射层10和第二电极18之间的光学距离以及反射层10的纳米光共振结构引起的相位偏移来确定。根据本实施方式，微腔的光学长度或谐振波长可以通过在固定发光结构20和第一电极12的光学厚度以及由第二电极18引起的相位延迟和/或固定反射层10和第二电极18之间的光学距离以及由第二电极18引起的相位延迟的同时仅调整由反射层10引起的相位偏移来调整。反射层10和第二电极18之间的光学距离可以指的是光行进经过反射层10和第二电极18的几何长度与光通过其行进的介质(即反射层10、第二电极18以及其间的材料12-17的折射率)的乘积。例如，由第一像素100B的反射层10引起的相位延迟由第二像素100G的反射层10引起的相位延迟以及由第三像素100R的反射层10引起的相位延迟可以配置为彼此不同。
换句话说，第一像素100B的相位调制表面11的图案11a的直径w、图案11a的高度d和图案11a的周期p可以被选择为使得第一像素100B的微腔的谐振波长对应于第一波长带λ1，第二像素100G的相位调制表面11的图案11a的直径w、图案11a的高度d和图案11a的周期p可以被选择为使得第二像素100G的微腔的谐振波长对应于第二波长带λ2，第三像素100R的相位调制表面11的图案11a的直径w、图案11a的高度d和图案11a的周期p可以被选择为使得第三像素100R的微腔的谐振波长对应于第三波长带λ3。
更具体地，第一像素100B的相位调制表面11的图案11a的直径w、图案11a的高度d和图案11a的周期p可以被选择为使得第一像素100B的微腔的光学长度为n×λ1/2，第二像素100G的相位调制表面11的图案11a的直径w、图案11a的高度d和图案11a的周期p可以被选择为使得第二像素100G的微腔的光学长度为n×λ2/2，第三像素100R的相位调制表面11的图案11a的直径w、图案11a的高度d和图案11a的周期p可以被选择为使得第三像素100R的微腔的光学长度是n×λ3/2。这里，n可以是自然数。
如上所述，微腔的光学长度可以根据相位调制表面11的图案11a的直径w、图案11a的高度d和图案11a的周期p来调节。因此，由于不需要调节第一至第三像素100B、100G和100R中的每个的厚度来调节微腔的光学长度，所以显示装置200可以将第一至第三像素100B、100G和100R的物理厚度配置为相同的。例如，第一至第三像素100B、100G和100R中的第二电极18与相位调制表面11之间的物理长度可以是相同的。因此，显示装置200的制造工艺可以被简化，因此显示装置200可以容易地具有大面积。
另外，第一至第三像素100B、100G和100R的有机发射层15可以不同地配置。例如，第一像素100B的有机发射层15可以包括发射蓝光的发光材料，第二像素100G的有机发射层15可以包括发射绿光的发光材料，第三像素100R的有机发射层15可以包括发射红光的发光材料。然而，由于第一至第三像素100B、100G和100R的发光特性可以仅由相位调制表面11的结构确定，所以第一至第三像素100B、100G和100R的有机发射层15可以配置为彼此相同。例如，第一至第三像素100B、100G和100R的有机发射层15可以包括发射蓝光的发光材料、发射绿光的发光材料和发射红光的发光材料的全部。当第一至第三像素100B、100G和100R的有机发射层15相同时，可以进一步简化显示装置200的制造工艺。
此外，由于第一至第三像素100B、100G和100R的发光特性可以仅由相位调制表面11的结构确定，所以显示装置200可以不包括单独的滤色器。然而，为了进一步改善显示装置200的色纯度，可以根据需要进一步设置滤色器。例如，图11是示意性地示出根据另一实施方式的显示装置210的结构的剖视图。参照图11，显示装置210可以包括设置在第一像素100B上的第一滤色器40B、设置在第二像素100G上的第二滤色器40G、以及设置在第三像素100R上的第三滤色器40R。例如，第一滤色器40B可以配置为仅透射作为蓝色波长带的第一波长带λ1的光B，第二滤色器40G可以配置为仅透射作为绿色波长带的第二波长带λ2的光G，第三滤色器40R可以配置为仅透射作为红色波长带的第三波长带λ3的光R。显示装置210的其余结构可以与图10所示的显示装置200相同。
尽管已经结合附图所示的实施方式示出并描述了发光器件以及包括上述发光器件的显示装置，但是本领域普通技术人员将理解，各种修改和等同的实施方式可以由其产生。因此，所公开的实施方式应当被认为是说明性的含义而不是限制性的含义。实施方式的范围将在权利要求书中，并且其等同范围中的所有差异应当被理解为包括在实施方式中。
本申请要求于2017年12月22日在美国专利和商标局提交的美国专利申请第62/609475号以及于2018年10月11日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2018-0121186号的优先权，它们的公开内容通过引用整体地结合于此。

Claims (28)

1.一种发光器件，包括：
反射层，包括相位调制表面；
第一电极，设置在所述反射层的所述相位调制表面上；
第二电极，设置为与所述第一电极相对；以及
发光结构，设置在所述第一电极与所述第二电极之间以形成具有谐振波长的微腔，
其中所述相位调制表面包括多个纳米光共振结构，所述多个纳米光共振结构分布在所述反射层的面对所述第一电极的整个表面上并且为柱型磁共振器，其中入射光的磁场分量在该纳米光共振结构的周边处共振，
其中所述微腔的所述谐振波长根据由所述多个纳米光共振结构引起的相位延迟和所述反射层与所述第二电极之间的光学距离来确定，
其中所述相位调制表面包括规则地或不规则地布置的多个纳米级图案，所述多个纳米级图案形成所述多个纳米光共振结构，以及
其中当所述微腔的谐振波长为λ时，所述相位调制表面的每个所述图案的直径或宽度、每个所述图案的高度和所述图案的周期被选择为使得所述微腔的光学长度等于n×λ/2，其中n是自然数。
2.根据权利要求1所述的发光器件，
其中所述第一电极是透明电极，并且
其中所述第二电极是反射光的一部分并透射所述光的另一部分的透反式电极。
3.根据权利要求2所述的发光器件，其中所述第二电极包括反射金属，并且所述第二电极的整个厚度为10nm至20nm。
4.根据权利要求1所述的发光器件，
其中所述第一电极是透明电极，
其中所述第二电极是反射电极，并且
其中所述反射层为金属反射层并具有透反性质，使得所述反射层反射光的一部分并透射所述光的另一部分。
5.根据权利要求1所述的发光器件，其中所述反射层包括银(Ag)或含银(Ag)的合金。
6.根据权利要求1所述的发光器件，其中所述纳米级图案具有圆柱形状、椭圆形柱形状、三角形柱形状、四边形柱形状、五边形柱形状以及多于五边形的多边形柱形状中的至少一种。
7.根据权利要求6所述的发光器件，其中由所述相位调制表面引起的被反射的光的相位延迟大于由通过将所述图案的高度乘以所述图案的折射率而确定的有效光学距离引起的相位延迟。
8.根据权利要求6所述的发光器件，其中所述第一电极的一部分填充在所述相位调制表面的所述图案的周边处的凹入区域中。
9.根据权利要求6所述的发光器件，还包括：
电介质物质，填充在所述相位调制表面的所述图案的周边处的凹入区域中。
10.根据权利要求6所述的发光器件，还包括：
电介质层，设置在所述相位调制表面与所述第一电极之间，
其中所述电介质层的一部分填充在所述相位调制表面的所述图案的周边处的凹入区域中。
11.根据权利要求6所述的发光器件，其中所述相位调制表面的每个所述图案的直径或宽度为50nm至150nm。
12.根据权利要求6所述的发光器件，其中所述相位调制表面的每个所述图案的高度为0nm至150nm。
13.根据权利要求6所述的发光器件，其中所述相位调制表面的所述图案的周期为100nm至300nm。
14.根据权利要求1所述的发光器件，其中所述发光结构包括：
空穴注入层，设置在所述第一电极上；
空穴传输层，设置在所述空穴注入层上；
有机发射层，设置在所述空穴传输层上；
电子传输层，设置在所述有机发射层上；以及
电子注入层，设置在所述电子传输层上。
15.一种显示装置，包括：
第一像素，配置为发射第一波长的光；和
第二像素，配置为发射与所述第一波长不同的第二波长的光，
其中所述第一像素和所述第二像素中的每个包括：
反射层，包括相位调制表面；
第一电极，设置在所述反射层的所述相位调制表面上；
第二电极，设置为与所述第一电极相对；以及
发光结构，设置在所述第一电极与所述第二电极之间以形成具有谐振波长的微腔，
其中所述相位调制表面包括多个纳米光共振结构，所述多个纳米光共振结构分布在所述反射层的面对所述第一电极的整个表面上并且为柱型磁共振器，其中入射光的磁场分量在该纳米光共振结构的周边处共振，
其中所述微腔的所述谐振波长根据由所述多个纳米光共振结构引起的相位延迟和所述反射层与所述第二电极之间的光学距离来确定，
其中所述相位调制表面包括规则地或不规则地布置的多个纳米级图案，所述多个纳米级图案形成所述多个纳米光共振结构，以及
其中当所述微腔的谐振波长为λ时，所述相位调制表面的每个所述图案的直径或宽度、每个所述图案的高度和所述图案的周期被选择为使得所述微腔的光学长度等于n×λ/2，其中n是自然数。
16.根据权利要求15所述的显示装置，
其中所述第一电极是透明电极，并且
其中所述第二电极是反射光的一部分并透射所述光的另一部分的透反式电极。
17.根据权利要求16所述的显示装置，其中所述第二电极包括反射金属，所述第二电极的整个厚度为10nm至20nm。
18.根据权利要求15所述的显示装置，
其中所述第一电极是透明电极，
其中所述第二电极是反射电极，并且
其中所述反射层为金属反射层并具有透反性质，使得所述反射层反射光的一部分并透射所述光的另一部分。
19.根据权利要求15所述的显示装置，其中所述反射层包括银(Ag)或含银(Ag)的合金。
20.根据权利要求15所述的显示装置，其中所述纳米级图案具有圆柱形状、椭圆形柱形状、三角形柱形状、四边形柱形状、五边形柱形状以及多于五边形的多边形柱形状中的至少一种。
21.根据权利要求20所述的显示装置，其中所述第一像素的所述相位调制表面的每个所述图案的直径或宽度、每个所述图案的高度和所述图案的周期被选择为使得所述第一像素的所述微腔的所述谐振波长对应于所述第一波长，并且
其中所述第二像素的所述相位调制表面的每个所述图案的直径或宽度、每个所述图案的高度和所述图案的周期被选择为使得所述第二像素的所述微腔的所述谐振波长对应于所述第二波长。
22.根据权利要求20所述的显示装置，其中所述第一电极的一部分填充在所述相位调制表面的所述图案的周边处的凹入区域中。
23.根据权利要求20所述的显示装置，其中所述第一像素和所述第二像素中的每个包括填充在所述相位调制表面的所述图案的周边处的凹入区域中的电介质物质。
24.根据权利要求20所述的显示装置，其中所述第一像素和所述第二像素中的每个包括设置在所述相位调制表面和所述第一电极之间的电介质层，
其中所述电介质层的一部分填充在所述相位调制表面的所述图案的周边处的凹入区域中。
25.根据权利要求20所述的显示装置，其中所述相位调制表面的每个所述图案的直径或宽度为50nm至150nm，所述相位调制表面的每个所述图案的高度为0nm至150nm，所述相位调制表面的所述图案的周期为100nm至300nm。
26.根据权利要求20所述的显示装置，
其中当所述第一波长为λ1并且所述第二波长为λ2时，所述第一像素的所述微腔的光学长度为n1×λ1/2，所述第二像素的所述微腔的光学长度为n2×λ2/2，其中n1和n2是自然数，并且
其中所述第一像素中的所述第二电极和所述相位调制表面之间的物理距离与所述第二像素中的所述第二电极和所述相位调制表面之间的物理距离相同。
27.根据权利要求15所述的显示装置，其中所述发光结构包括：
空穴注入层，设置在所述第一电极上；
空穴传输层，设置在所述空穴注入层上；
有机发射层，设置在所述空穴传输层上并配置为产生所述第一波长的光和所述第二波长的光两者；
电子传输层，设置在所述有机发射层上；以及
电子注入层，设置在所述电子传输层上。
28.根据权利要求15所述的显示装置，其中所述发光结构包括：
空穴注入层，设置在所述第一电极上；
空穴传输层，设置在所述空穴注入层上；
有机发射层，设置在所述空穴传输层上；
电子传输层，设置在所述有机发射层上；以及
电子注入层，设置在所述电子传输层上，
其中所述第一像素的所述有机发射层配置为产生所述第一波长的光，所述第二像素的所述有机发射层配置为产生所述第二波长的光。
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