CN110854286A - 发光器件和包括发光器件的显示装置 - Google Patents
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Abstract
提供了一种发光器件和包括相移镜的显示装置。发光器件包括第一电极、发光结构、第二电极和相移镜。相移镜具有以周期性方式布置的多个图案,相邻图案之间具有间隔。每个图案具有顶表面和在相应图案的顶表面与第一电极的顶表面之间的侧表面。与第一电极的顶表面直接相邻的相应图案的底部的第一宽度大于相应图案的顶表面的第二宽度,并且第一宽度和第二宽度小于在发光结构中产生的光的波长。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年8月20日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2018-0096826的优先权,该申请的公开内容通过引用全部并入本文中。
技术领域
本公开涉及一种发光器件和包括该发光器件的显示装置,更具体地,涉及具有相移镜的有机发光器件和有机发光显示装置。
背景技术
有机发光器件(OLED)是通过根据从有机发射层中的阳极供应的空穴和从阴极供应的电子的结合的光发射来形成图像的显示设备。OLED具有优异的显示特性,例如宽视角、快速的响应速度、薄厚度、低制造成本和高对比度。
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出所需的颜色。根据该原理,能够通过使用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,并且红色像素的有机发射层可以包括产生红光的有机材料。备选地,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布置彼此之间为互补关系的两种或更多种有机材料对来制造白色OLED。
发明内容
根据本公开的一个方面,提供了一种发光器件,包括:第一电极;发光结构,设置在所述第一电极上;第二电极,设置在所述发光结构上;以及相移镜,形成在所述第一电极的顶表面上,所述相移镜包括以周期性方式布置的多个图案,相邻图案之间具有间隔,其中,所述多个图案中的每个图案包括顶表面和在相应图案的顶表面与所述第一电极的顶表面之间的侧表面,其中,与所述第一电极的顶表面直接相邻的相应图案的底部的第一宽度大于相应图案的顶表面的第二宽度,并且其中,所述第一宽度和所述第二宽度小于在所述发光结构中产生的光的波长。
所述相移镜和所述第二电极可以构成具有谐振波长的谐振器,并且可以根据以下中的至少一个来确定所述谐振器的谐振波长:所述多个图案中的每个图案的所述第一宽度、所述第二宽度、深度和所述多个图案的布置周期。
当所述谐振器的谐振波长为λ时,可以选择以下中的至少一个使得所述谐振器的光学长度满足nλ/2:所述多个周期图案中的每个图案的所述第一宽度、所述第二宽度、所述深度、以及所述多个周期图案的布置周期,n是自然数。
所述第二电极可以是反射光的一部分并透射光的另一部分的半透半反电极。
所述多个图案中的每个图案的侧表面可以是倾斜表面。
所述多个图案中的每个图案可以具有在第一方向上延伸的杆状,并且所述多个图案可以沿着与所述第一方向垂直的第二方向布置。
所述多个图案中的每个图案可以具有截顶圆锥形状或截顶多棱锥形状,并且所述多个图案可以是二维布置的。
所述第一电极可以包括反射金属材料,并且所述相移镜可以包括与所述第一电极相同的反射金属材料。
所述第一电极可以包括反射金属材料,并且所述相移镜可以包括与所述第一电极不同的反射金属材料。
所述第一宽度和所述第二宽度之和可以小于在所述发光结构中产生的光的波长。
所述第一宽度和所述第二宽度之和可以小于在所述发光结构中产生的光的波长的1/3。
所述发光结构可以包括: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。
所述发光器件还可以包括:形成在所述相移镜的所述多个图案之间的电介质层。
所述电介质层可以被配置为完全覆盖所述多个图案的顶表面,并且所述发光器件还可以包括:透明电极,设置在所述电介质层与所述发光结构之间。
所述发光器件还可以包括:布线,被配置为将所述第一电极电连接到所述透明电极。
所述发光器件还可以包括:透明电极,设置在所述相移镜与所述发光结构之间。
根据本公开的另一方面,提供一种显示装置,包括:第一像素,被配置为发射第一波长的光;以及第二像素,被配置为发射与所述第一波长不同的第二波长的光,其中,所述第一像素包括:第一电极;第一发光结构,设置在所述第一电极上;第二电极,设置在所述第一发光结构上;以及第一相移镜,形成在所述第一电极的顶表面上,所述第一相移镜包括以周期性方式布置的多个图案,其中,所述多个图案中的每个图案包括顶表面和在相应图案的顶表面与所述第一电极的顶表面之间的侧表面,其中,与所述第一电极的顶表面直接相邻的相应图案的底部的第一宽度大于所述相应图案的顶表面的第二宽度,并且其中,所述第一宽度和所述第二宽度小于在所述第一发光结构中产生的光的波长。
所述第一相移镜和所述第二电极可以构成具有谐振波长的第一谐振器,并且所述第二电极与所述多个图案中的每个图案的顶表面之间的距离、所述多个图案中的每个图案的所述第一宽度、所述多个图案中的每个图案的所述第二宽度、以及所述多个图案中的每个图案的深度可以被选择为使得所述第一谐振器的谐振波长与所述第一波长相同。
所述第二像素可以包括:第三电极;第二发光结构,设置在所述第三电极上;以及第四电极,设置在所述第二发光结构上。
所述第三电极和所述第四电极可以构成具有谐振波长的第二谐振器,并且所述第三电极与所述第四电极之间的距离可以被选择为使得所述第二谐振器的谐振波长与所述第二波长相同。
所述第二电极与所述多个图案中的每个图案的顶表面之间的距离和所述第三电极与所述第四电极之间的距离可以是相同的。
所述第一发光结构和所述第二发光结构均可以被配置为发射白色可见光。
所述显示装置还可以包括:第三像素,被配置为发射与所述第一波长和所述第二波长不同的第三波长的光,其中,所述第三像素可以包括:第五电极;第三发光结构,设置在所述第五电极上;第六电极,设置在所述发光结构上;以及第二相移镜,形成在所述第五电极的顶表面上,所述第二相移镜包括以周期性方式布置的多个图案,其中,所述第三像素的所述多个图案中的每个图案包括顶表面和在相应图案的顶表面与所述第五电极的顶表面之间的侧表面,其中,所述第三像素的所述多个图案中的每个图案的与所述第五电极的顶表面直接相邻的相应图案的底部的第三宽度大于所述第三像素的所述多个图案中的每个图案的所述相应图案的第四宽度,并且其中,所述第三像素的所述第三宽度和所述第三像素的所述第四宽度小于在所述第三发光结构中产生的光的波长。
所述第三像素的所述第二相移镜和所述第六电极可以构成具有谐振波长的第三谐振器,并且所述第三像素的所述第六电极与所述多个图案中的每个图案的顶表面之间的距离、所述第三像素的所述多个图案中的每个图案的所述第三宽度、所述第三像素的所述多个图案中的每个图案的所述第四宽度以及所述第三像素的所述多个图案中的每个图案的深度可以被选择为使得所述第三谐振器的谐振波长与所述第三波长相同。
所述第三像素的所述第六电极与所述多个图案中的每个图案的顶表面之间的距离和所述第一像素的所述第二电极与所述多个图案中的每个图案的顶表面之间的距离可以是相同的,并且所述第三像素的多个图案中的每个图案的深度与所述第一像素的所述多个图案中的每个图案的深度可以不同。
根据本公开的另一方面,提供了一种发光器件,包括:第一电极;相移镜,形成在所述第一电极的顶表面上;发光结构,设置在所述第一电极和所述相移镜上方;以及第二电极,设置在所述发光结构上,其中,所述相移镜包括多个图案,相邻图案之间具有间隔,并且其中,基于在所述发光结构中产生的光的波长来配置所述多个图案中的每个图案的尺寸。
所述发光器件还可以包括:形成在所述相移镜的所述多个图案之间的电介质层。
所述多个图案中与所述第一电极的顶表面直接相邻的图案的底部的第一宽度可以大于所述图案的顶表面的第二宽度。
所述第一电极和所述相移镜可以一体地形成为单个结构。
所述第一电极和所述相移镜可以形成为单独的结构。
附图说明
根据下面结合附图对实施例的描述,这些和/或其他方面将变得明确并且更容易理解,在附图中:
图1是示出了根据实施例的发光器件的结构的截面图;
图2是根据实施例的图1的发光器件的相移镜的放大截面图;
图3A至图3C是示出了根据实施例的相移镜的多个图案的各种形状的透视图;
图4是根据实施例的根据被配置为反射绿色波段的光的相移镜中的图案形状比较反射光的光谱的曲线图;
图5是根据实施例的根据被配置为反射红色波段的光的相移镜中的图案形状比较反射光的光谱的曲线图;
图6是示出了根据实施例的关于图案的深度与从发光器件发射的光的波长之间的关系的仿真结果的图;
图7是示出了根据实施例的图案的深度与从发光器件发射的光的光谱之间的关系的曲线图;
图8是示意性地示出了根据另一实施例的发光器件的结构的截面图;
图9是示意性地示出了根据实施例的发光器件的结构的截面图;
图10是示意性地示出了根据实施例的发光器件的结构的截面图;
图11是示意性地示出了根据实施例的显示装置的结构的截面图;
图12是示意性地示出了根据另一实施例的显示装置的结构的截面图;以及
图13是示意性地示出了根据另一实施例的显示装置的结构的横面图。
具体实施方式
在下文中,参考附图,将详细描述具有相移镜的有机发光器件和有机发光显示装置。相同的附图标记始终表示相同的元件,并且在附图中,为了清楚起见和便于解释,可以放大元件的尺寸。以下描述的实施例是仅仅是示例性的,并且可以根据实施例进行各种修改。在下面描述的层结构中,表述“在...上方”或“在...上”不仅可以包括“以接触方式直接在...上”而且还可以包括“以非接触方式在...上”。
图1是示出了根据实施例的发光器件100的结构的截面图。参照图1,根据实施例的发光器件100可以包括第一电极10、设置在第一电极10上的发光结构20、以及设置在发光结构20上的第二电极18。发光器件100还可以包括相移镜11,该相移镜11在第一电极10的与第二电极18相对的表面上具有多个图案。根据实施例,该多个图案以周期方式布置。
发光器件100可以是有机发光二极管(OLED)。根据实施例,发光结构20可以包括: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。而且,尽管未在图1中示出,但是发光结构20可以根据需要包括各种附加层。根据实施例,发光结构20还可以在空穴传输层14和有机发射层15之间包括电子阻挡层,并且还可以在有机发射层15和电子传输层16之间包括空穴阻挡层。在该结构中,通过空穴注入层13和空穴传输层14提供的空穴和通过电子注入层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。可以根据有机发射层15的发光材料的能带隙来确定所产生的光的波长。
上述OLED的结构仅是发光器件100的示例,并且发光器件100不限于OLED。因此,根据本公开的实施例的发光器件100的结构和原理可以适用于无机发光二极管。在下文中,假设发光器件100是OLED。
根据实施例,设置在发光结构20的下部的第一电极10可以是对光(例如,可见光)进行反射的反射电极,并且可以用作用于提供空穴的阳极。设置在发光结构20的上部的第二电极18可以是反射光的一部分并透射光的另一部分的半透半反电极,并且可以用作用于提供电子的阴极。根据实施例,第一电极10可以包括具有优异反射率和导电性的金属材料,例如银(Ag)或铝(Al),第二电极18可以包括厚度非常薄的反射金属。根据实施例,第二电极18可以是铝(Al)、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5nm至约20nm。尽管第二电极18包括金属,但由于第二电极18的厚度非常薄,所以光的一部分会穿过第二电极18而光的另一部分会被反射。
根据实施例,相移镜11可以包括与第一电极10相同的导电材料,并且可以是第一电极10的一部分。也就是说,相移镜11可以与第一电极10一体地形成。在实施例中,可以蚀刻第一电极10的平坦上表面以形成相移镜11。由于相移镜11具有多个纳米级图案11a,因此可以改变相移镜11反射的反射光的相位。
发光器件100还可以包括由填充在相移镜11的多个图案11a之间的电介质材料形成的电介质层12。在实施例中,电介质层12可以包括对于可见光透明且绝缘的材料,例如SiO2、SiNx、Al2O3、HfO2等。还可以根据电介质层12的折射率来调节反射光的相位。此外,电介质层12可以用作用于在第一电极10上形成发光结构20的平坦化层。为此,电介质层12可以完全覆盖图案11a的上表面,并且电介质层12的上表面可以是平坦的。
发光器件100还可以包括设置在电介质层12和发光结构20之间的透明电极10a以及将透明电极10a和第一电极10电连接的布线10b。根据实施例,当电介质层12完全覆盖相移镜11的图案11a的上表面时,电流可以不从第一电极10流到发光结构20。透明电极10a和布线10b可以用于将发光结构20电连接到第一电极10。透明电极10a可以包括透明导电氧化物,例如ITO(氧化铟锡)、IZO(氧化铟锌)或AZO(氧化铝锌)。
图2是根据实施例的图1中示出的发光器件100的相移镜11的放大截面图。参照图2,相移镜11可以包括以规则间隔布置的多个纳米级图案11a。尽管为了方便起见在图2中仅示出了四个图案11a,但是实际上可以在相移镜11中布置非常多的图案11a。相移镜11的每个图案11a可以包括底表面11b、与底表面11b相对的顶表面11t、以及在底表面11b和顶表面11t之间的侧表面11s。图案11a的布置周期可以被认为是相邻的两个图案11a之间的间隔11g的宽度g与每个图案11a的底表面11b的宽度ba之和。
根据实施例,如图2所示,底表面11b的宽度ba可以大于顶表面11t的宽度ta,并且侧表面11s可以是倾斜表面。因此,每个图案11a的截面可以具有梯形形状。于是,光可以容易地穿透到图案11a之间的间隔11g中,然后被反射。
例如,入射在相移镜11上的入射光的一部分L1可以被图案11a的顶表面11t反射,而另一部分L2可以被图案11a之间的间隔11g内部反射。因此,在被图案11a的顶表面11t反射的光L1和被图案11a之间的间隔11g内部反射的光L2之间可以存在相位差。如上所述,相移镜11可以改变反射光的相位。当顶表面11t的宽度ta等于或大于底表面11b的宽度ba时,由于光可能不是充分地进入图案11a之间的间隔11g,因此相移镜11可能难以根据需要准确地改变反射光的相位。
可以根据以下中的至少一个来确定相移镜11反射的反射光的相移:底表面11b的宽度ba、顶表面11t的宽度ta、图案11a的布置周期和图案11a的深度d。图案11a的尺寸可以小于入射光(例如,在发光结构20中产生的光)的波长,以实现均匀而准确的相移。当发光结构20发射可见光区域中的光时,图案11a的尺寸可以小于可见光。例如,底表面11b的宽度ba和顶表面11t的宽度ta之和可以小于在发光结构20中产生的光的波长。或者,底表面11b的宽度ba和顶表面11t的宽度ta之和可以小于在发光结构20中产生的光的波长的1/3。
上述相移镜11的多个图案11a可以具有一维(1D)阵列结构或二维(2D)阵列结构。图3A至图3C是示出了根据实施例的相移镜11的多个图案11a的各种形状的透视图。
图3A示出了相移镜11的一维布置的多个图案11a。参照图3A,每个图案11a可以具有沿第一方向伸长的杆状,并且多个图案11a可以沿垂直于第一方向的第二方向布置。在这种情况下,每个图案11a的底表面11b的宽度ba可以是例如约30nm至约300nm。此外,通过将顶表面11t的宽度ta除以底表面11b的宽度ba而获得的比率r可以例如大于0且小于1(0<r<1),并且图案11a的周期p可以满足(底面11b的宽度ba+10nm)≤p≤(发光结构20中产生的光的波长)的关系。
此外,图3B和图3C示出了相移镜11的二维布置的多个图案11a。参照图3B,每个图案11a可以具有例如截顶圆锥形状,并且多个图案11a可以二维地布置。此外,参考图3C,每个图案11a可以具有截顶矩形棱锥形状。除了截顶矩形棱锥形状之外,每个图案11a可以具有各种截顶多棱锥形状。而且,在图3B和图3C中,多个图案11a在第一方向和垂直于第一方向的第二方向上二维布置以形成矩形布置,但是多个图案11a可以是二维布置的以形成三角形或六边形布置。当二维地布置多个图案11a时,每个图案11a的底表面11b的宽度ba可以是例如约30nm至约300nm。此外通过将顶表面11t的宽度ta除以底表面11b的宽度ba而获得的比率r可以例如大于0且小于1(0<r<1),并且图案11a的周期p可以满足(底面11b的宽度ba+10nm)≤p≤(发光结构20中产生的光的波长)的关系。
再次参照图1,相移镜11可以与第二电极18一起形成谐振器L。也就是说,谐振器L可以形成在发光器件100的相移镜11和第二电极18之间。因此,在发光结构20中产生的光可以在相移镜11和第二电极18之间往复移动并且谐振,然后对应于谐振器L的谐振波长的光可以穿过第二电极18被发射到外部。
谐振器L的谐振波长可以根据谐振器L的光学长度来确定。例如,当谐振器L的谐振波长是λ时,谐振器L的光学长度可以是nλ/2(n是自然数)。谐振器L的光学长度可以被确定为是发光结构20的光学厚度、透明电极10a的光学厚度、电介质层12的上表面和图案11a的顶表面11t之间的光学厚度、第二电极18引起的相移和相移镜11引起的相移之和。这里,发光结构20的光学厚度、透明电极10a的光学厚度、以及电介质层12的上表面和图案11a的顶表面11t之间的光学厚度可以不仅仅是物理厚度,而可以是考虑了第二电极18与相移镜11的每个图案11a的顶表面11t之间的所有材料的折射率的厚度。根据实施例,可以在固定发光结构20的光学厚度、透明电极10a的光学厚度、电介质层12的上表面与图案11a的顶表面11t之间的光学厚度、以及由第二电极18引起的相移的同时,通过仅调节由相移镜11引起的相移来确定谐振器L的光学长度或谐振波长。
如上所述,可以根据以下中的至少一个来确定由相移镜11引起的相移:每个图案11a的底表面11b的宽度ba、顶表面11t的宽度ta、图案11a的布置周期和图案11a的深度d。因此,可以根据以下中的至少一个来确定在相移镜11和第二电极18之间形成的谐振器L的谐振波长:相移镜11的每个图案11a的底表面11b的宽度ba、顶面11t的宽度ta、图案11a的布置周期和图案11a的深度d。换句话说,当谐振器L的谐振波长为λ并且发光结构20的光学厚度、透明电极10a的光学厚度、电介质层12的上表面与图案11a的顶表面11t之间的光学厚度以及由第二电极18引起的相移是固定的时,可以将以下中的至少一个选择为使得谐振器L的光学长度是nλ/2(n是自然数):相移镜11的每个图案11a的底表面11b的宽度ba、顶表面11t的宽度ta、图案11a的布置周期以及图案11a的深度d。因此,可以适当地配置相移镜11,从而容易地使发光器件100中的谐振器L的谐振波长与发光器件100的发光波长相匹配。
图4是根据实施例的根据被配置为反射绿色波段的光的相移镜11中的图案形状比较反射光的光谱的曲线图。图4中实线所指示的曲线图示出了当每个图案11a的截面的形状如实施例中为梯形时的反射光的光谱,并且作为比较示例,虚线指示的曲线图示出了当每个图案的截面的形状为矩形时反射光的光谱。在每个图案11a具有梯形截面的情况下,每个图案11a的底表面11b的宽度ba可以是100nm,顶表面11t的宽度ta可以是50nm,两个图案11a之间的间隔11g的宽度g可以是250nm,并且图案11a的深度d可以是36nm。在比较示例中,顶表面的宽度可以等于底表面的宽度,并且图案的深度可以是21nm。参考图4,可以看出实线在绿色波长区域中的峰值远大于虚线的峰值。还可以看出,虚线在蓝色波长区域中的峰值仅略小于虚线在绿色波长区域中的峰值,但是实线在蓝色波长区域中的峰值被极大地抑制。因此,可以提高从发光器件100发射的光的色纯度。
图5是根据实施例的根据被配置为反射红色波段的光的相移镜11中的图案形状比较反射光的光谱的曲线图。图5中实线所指示的曲线图示出了当每个图案11a的截面的形状如实施例中为梯形时的反射光的光谱,并且作为比较示例,虚线指示的曲线图示出了当每个图案的截面的形状为矩形时反射光的光谱。在每个图案11a具有梯形截面的情况下,每个图案11a的底表面11b的宽度ba可以是100nm,顶表面11t的宽度ta可以是50nm,两个图案11a之间的间隔11g的宽度g可以是250nm,并且图案11a的深度d可以是96nm。在比较示例中,顶表面的宽度可以等于底表面的宽度,并且图案的深度可以是71nm。参考图5,可以看出实线在红色波长区域中的峰值大于虚线的峰值。还可以看出,虚线图的小峰值出现在蓝色波长区域中,但实线图的小峰值更靠近紫外区域。
图6示出了图案的深度11a与从根据实施例的发光器件100发射的光的波长之间的关系的仿真结果。例如,通过将发光结构20的光学厚度固定为蓝色波长的1/2的整数倍、图案11a的底表面11b的宽度ba固定为100nm、图案11a的宽度ta固定为200nm、两个图案11a之间的间隔11g的宽度g固定为200nm、并将图案11a的深度d从0nm改变为100nm来执行仿真。假设从发光结构20发射白光。参照图6,当图案11a的深度d较小时,由于相移镜11的影响减小,所以可以从发光器件100发射蓝色波长的光。随着图案11a的深度d变得较深,从发光器件100发射的光的波长可以在长波长方向上移动。当图案11a的深度d达到约90nm时,发光器件100可以发射红色波长的光。
图7是示出了图案11a的深度d与从发光器件100发射的光的光谱之间的关系的曲线图,并且示出了根据实施例的在与图6中相同的条件下的仿真结果。参照图7,当图案11a的深度d为1nm时,可以获得关于蓝色波长的光谱,当图案11a的深度d可以是31nm时,可以获得关于绿色波长的光谱,并且当图案11a的深度d为91nm时,可以获得关于红色波长的光谱。
因此,可以看出,可以通过仅调节相移镜11的图案11a的深度d来调节发光器件100的谐振器L的谐振波长。换句话说,通过在将发光结构20的光学厚度、透明电极10a的光学厚度、电介质层12的上表面与图案11a的顶表面11t之间的光学厚度、相移镜11的图案11a的底表面11b的宽度ba、顶表面11t的宽度ta以及图案11a的布置周期固定在适当值的同时仅改变图案11a的深度d,发光器件100可以容易地使谐振器L的谐振波长与发光器件100的发光波长或发光颜色相匹配。因此,可以容易地提高从发光器件100发射的光的色纯度。图案11a的深度d可以根据发光结构20的光学厚度、透明电极10a的光学厚度、电介质层12的上表面和图案11a的顶表面11t之间的光学厚度、相移镜11的图案11a的底表面11b的宽度ba、顶表面11t的宽度ta和图案11a的布置周期而不同,但可以被选择为在大约0nm至大约250nm之间。
例如,当发光器件100是红色发光器件时,相移镜11的每个图案11a的底表面11b的宽度ba、顶表面11t的宽度ta、图案11a的布置周期、图案11a的深度d可以被选择为使得谐振器L的谐振频率对应于红色波段。有机发射层15可以仅包括红色发光材料。相反,有机发射层15可以包括全部的蓝色发光材料、绿色发光材料和红色发光材料。发光器件100的发光波长可以仅由相移镜11的图案11a的尺寸确定。
图8是示意性地示出了根据另一实施例的发光器件110的结构的截面图。参照图8,发光器件110可以包括仅填充在相移镜11的多个图案11a之间的电介质层12。例如,电介质层12的上表面可以与图案11a的顶表面共面。在这种情况下,透明电极10a可以电连接到第一电极10而无需额外的布线。图8中所示的发光器件110的其余配置可以与图1中所示的发光器件100的配置相同。
尽管如上所述相移镜11与第一电极10一体地形成,但是相移镜11和第一电极10可以单独地形成。例如,图9是示意性地示出了根据另一实施例的发光器件120的结构的截面图。参照图9,发光器件120可以包括具有平坦上表面的第一电极10和堆叠在第一电极10的上表面上的相移镜11。相移镜11可以另外形成在先前形成的平坦的第一电极10上。在这种情况下,相移镜11可以包括与第一电极10相同的反射金属材料,或者可以包括与第一电极10不同的反射金属材料。
此外,图10是示意性地示出了根据另一实施例的发光器件130的结构的截面图。图10中所示的发光器件130可以不包括单独的电介质层,并且透明电极10a可以直接设置在相移镜11上。透明电极10a可以设置在相移镜11与发光结构20之间,以用作用于形成发光结构20的平坦化层。为此,透明电极10a可以被配置为填充在相移镜11的多个图案11a之间并且完全覆盖图案11a的顶表面。此外,透明电极10a的上表面可以被配置为平坦的。在这种情况下,透明电极10a可以电连接到第一电极10而无需额外的布线。
上述发光器件100、110、120和130可以应用于显示装置,这是因为它们可以根据相移镜11的结构在可见光波段内调节谐振器的谐振波长。例如,图11是示意性地示出了根据实施例的显示装置200的结构的截面图。参照图11,根据实施例的显示装置200可以包括基板201和在基板201上排成一行的第一像素100B、第二像素100G和第三像素100R。尽管图11中所示的第一像素至第三像素100B、100G和100R具有与图1中所示的发光器件100相同的结构,但是第一像素至第三像素100B、100G和100R可以具有与图8至图10中所示的发射器件110、120和130相同的结构。此外,尽管为了方便起见在图11中示出了第一像素至第三像素100B、100G和100R中的仅一个,但是实际上可以重复地布置大量的第一像素至第三像素100B、100G和100R。
例如,第一像素至第三像素100B、100G和100R中的每个可以包括:第一电极10,设置在基板201上并包括相移镜11;设置在相移镜11上的电介质层12;设置在电介质层12上的透明电极10a;设置在透明电极10a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,第一像素至第三像素100B、100G和100R中的每个的发光结构20可以包括:设置在透明电极10a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。
第一像素至第三像素100B、100G和100R可以被配置为发射不同波长的光。例如,第一像素100B可以被配置为发射为蓝色波段的第一波段λ1的光B,第二像素100G可以被配置为发射为绿色波段的第二波段λ2的光G,第三像素100R可以被配置为发射为红色波段的第三波段λ3的光R。为此,第一像素至第三像素100B、100G和100R的谐振器的光学长度可以被配置为彼此不同。如上所述,谐振器的光学长度可以被确定为是发光结构20的光学厚度、透明电极10a的光学厚度、电介质层12的光学厚度、第二电极18引起的相移和相移镜11引起的相移之和。根据实施例,可以在固定发光结构20的光学厚度、透明电极10a的光学厚度、电介质层12的光学厚度、以及由第二电极18引起的相移的同时,通过仅调节由相移镜11引起的相移来确定谐振器的光学长度或谐振波长。例如,由相移镜11引起的第一像素100B的相移φ1、由相移镜11引起的第二像素100G的相移φ2和由相移镜11引起的第三像素100R的相移φ3可以被配置为彼此不同。
换句话说,第一像素100B的相移镜11的每个图案11a的底表面11b的宽度ba、第一像素100B的相移镜11的每个图案11a的顶表面11t的宽度ta、第一像素100B的相移镜11的图案11a的布置周期和第一像素100B的相移镜11的图案11a的深度d可以被选择为使得第一像素100B的谐振器的谐振波长对应于第一波段λ1,第二像素100G的相移镜11的每个图案11a的底面11b的宽度ba、第二像素100G的相移镜11的每个图案11a的顶表面11t的宽度ta、第二像素100G的相移镜11的图案11a的布置周期、以及第二像素100G的相移镜11的图案11a的深度d可以被选择为使得第二像素100G的谐振器的谐振波长对应于第二波段λ2,并且第三像素100R的相移镜11的每个图案11a的底面11b的宽度ba、第三像素100R的相移镜11的每个图案11a的顶表面11t的宽度ta、第三像素100R的相移镜11的图案11a的布置周期、以及第三像素100R的相移镜11的图案11a的深度d可以被选择为使得第三像素100R的谐振器的谐振波长对应于第三波段λ3。
更具体地,第一像素100B中相移镜11的每个图案11a的底表面11b的宽度ba、顶表面11t的宽度ta、图案11a的布置周期和图案11a的深度d可以被选择为使得第一像素100B的谐振器的光学长度是nλ1/2,第二像素100G中相移镜11的每个图案11a的底表面11b的宽度ba、顶表面11t的宽度ta、图案11a的布置周期和图案11a的深度d可以被选择为使得第二像素100G的谐振器的光学长度是nλ2/2,并且第三像素100R中相移镜11的每个图案11a的底表面11b的宽度ba、顶表面11t的宽度ta、图案11a的布置周期和图案11a的深度d可以被选择为使得第三像素100R的谐振器的光学长度是nλ3/2。这里,n可以是自然数。
如上所述,可以根据相移镜11的每个图案11a的底表面11b的宽度ba、顶表面11t的宽度ta、图案11a的布置周期和图案11a的深度d来调节谐振器的光学长度。此外,如参考图6和图7所述,可以通过在将相移镜11的每个图案11a的底表面11b的宽度ba、顶表面11t的宽度ta、以及图案11a的布置周期固定为特定值的同时仅调节图案11a的深度d来充分调节谐振器的可见光区域中的谐振波长。
因此,由于不需要调节第一像素至第三像素100B、100G和100R中的每个的厚度以调节第一像素至第三像素100B、100G和100R中的每个的谐振器的光学长度,所以显示装置200可以将第一像素至第三像素100B、100G和100R的厚度配置为相同。例如,在第一像素至第三像素100B、100G和100R中第二电极18与第一电极10之间的光学长度可以相同。因此,可以简化显示装置200的制造过程,因此显示装置200可以容易地具有大区域。此外,由于可以准确地调节第一像素至第三像素100B、100G和100R中的每个的谐振器的谐振波长,所以可以提高显示装置200的色纯度。
例如,在图11所示的显示装置200的情况下,第一像素100B中的相移镜11的图案11a的深度d可以是0nm。换句话说,第一电极10可以具有平坦的上表面。在这种情况下,可以看出相移镜11未形成在第一像素100B中。第二像素100G和第三像素100R可以包括分别具有不同深度d的图案11a的的第二相移镜11G和第三相移镜11R。例如,第二相移镜11G的图案11a的深度d可以是大约30nm,并且第三相移镜11R的图案11a的深度d可以是大约90nm。除了图案11a的深度d之外,第一像素至第三像素100B、100G和100R的配置可以完全相同。
同时,第一像素至第三像素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,并且第三像素100R的有机发射层15可以包括发射红光的发光材料。然而,由于第一像素至第三像素100B、100G和100R的发光特性可以仅由相移镜11的结构来确定,因此第一像素至第三像素100B、100G和100R的有机发射层15可以被配置为彼此相同。例如,第一像素至第三像素100B、100G和100R的有机发射层15可以全部被配置为发射白色可见光。当第一像素至第三像素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的制造过程。
未在图11所示的显示装置200中的第一像素100B中形成相移镜11,但是可以根据图案11a的尺寸在第一像素100B中形成相移镜11。例如,图12是示意性地示出了根据另一实施例的显示装置210的结构的截面图。图12中所示的显示装置210的第一像素100B可以包括第一相移镜11B,第二像素100G可以包括第二相移镜11G,第三像素100R可以包括第三相移镜11R。在这种情况下,第二移相镜11G的图案11a的深度d可以大于第一移相镜11B的图案11a的深度d,并且第三相移镜11R的图案11a的深度d可以大于第二相移镜11G的图案11a的深度d。
此外,由于第一像素至第三像素100B、100G和100R的发光特性可以仅由相移镜11的结构来确定,因此显示装置200和210可以不包括单独的滤色器。然而,为了进一步提高显示装置200和210的色纯度,还可以根据需要设置滤色器。例如,图13是示意性地示出了根据另一实施例的显示装置220的结构的截面图。参照图13,显示装置220可以包括设置在第一像素100B上的第一滤色器30B,设置在第二像素100G上的第二滤色器30G,以及设置在第三像素100R上的第三滤色器30R。例如,第一滤色器30B可以被配置为仅发射为蓝色波段的第一波段λ1的光B,第二滤色器30G可以被配置为仅发射为绿色波段的第二波段λ2的光G,并且第三滤色器30R可以被配置为仅发射为红色波段的第三波段λ3的光R。显示装置220的其余结构可以与图11中所示的显示装置200或图12中所示的显示装置210相同。
虽然已经结合附图中所示的实施例示出并描述了发光器件和包括上述发光器件的显示装置,但是本领域普通技术人员应该理解,可以根据其做出各种修改和等同实施例。因此,所公开的实施例应该被认为是说明性的而不是限制性的。实施例的范围将在所附权利要求中,并且应当理解在其等效范围内的所有差异都包括在实施例中。
Claims (29)
1.一种发光器件,包括:
第一电极;
发光结构,设置在所述第一电极上;
第二电极,设置在所述发光结构上;以及
相移镜,形成在所述第一电极的顶表面上,所述相移镜包括以周期性方式布置的多个图案,相邻图案之间具有间隔,
其中,所述多个图案中的每个图案包括顶表面和在相应图案的顶表面与所述第一电极的顶表面之间的侧表面,
其中,相应图案的与所述第一电极的顶表面直接相邻的底部的第一宽度大于相应图案的顶表面的第二宽度,并且
其中,所述第一宽度和所述第二宽度小于在所述发光结构中产生的光的波长。
2.根据权利要求1所述的发光器件,
其中,所述相移镜和所述第二电极构成具有谐振波长的谐振器,并且
其中,所述谐振器的谐振波长是根据以下中的至少一个来确定的:所述多个图案中的每个图案的所述第一宽度、所述第二宽度、深度和所述多个图案的布置周期。
3.根据权利要求2所述的发光器件,其中,当所述谐振器的谐振波长为λ时,以下中的至少一个被选择为使得所述谐振器的光学长度满足nλ/2:所述多个图案中的每个图案的所述第一宽度、所述第二宽度、所述深度、以及所述多个图案的布置周期,n是自然数。
4.根据权利要求1所述的发光器件,其中,所述第二电极是反射光的一部分并透射光的另一部分的半透半反电极。
5.根据权利要求1所述的发光器件,其中,所述多个图案中的每个图案的侧表面是倾斜表面。
6.根据权利要求1所述的发光器件,其中,所述多个图案中的每个图案具有在第一方向上延伸的杆状,并且所述多个图案沿着与所述第一方向垂直的第二方向布置。
7.根据权利要求1所述的发光器件,其中,所述多个图案中的每个图案具有截顶圆锥形状或截顶多棱锥形状,并且所述多个图案是二维布置的。
8.根据权利要求1所述的发光器件,
其中,所述第一电极包括反射金属材料,并且
其中,所述相移镜包括与所述第一电极相同的反射金属材料。
9.根据权利要求1所述的发光器件,
其中,所述第一电极包括反射金属材料,并且
其中,所述相移镜包括与所述第一电极不同的反射金属材料。
10.根据权利要求1所述的发光器件,其中,所述第一宽度与所述第二宽度之和小于在所述发光结构中产生的光的波长。
11.根据权利要求1所述的发光器件,其中,所述第一宽度与所述第二宽度之和小于在所述发光结构中产生的光的波长的1/3。
12.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。
13.根据权利要求1所述的发光器件,还包括:
电介质层,形成在所述相移镜的所述多个图案之间。
14.根据权利要求13所述的发光器件,
其中,所述电介质层被配置为完全覆盖所述多个图案的顶表面,并且
其中,所述发光器件还包括:
透明电极,设置在所述电介质层与所述发光结构之间。
15.根据权利要求14所述的发光器件,还包括:
布线,被配置为将所述第一电极电连接到所述透明电极。
16.根据权利要求1所述的发光器件,还包括:
透明电极,设置在所述相移镜与所述发光结构之间。
17.一种显示装置,包括:
第一像素,被配置为发射第一波长的光;以及
第二像素,被配置为发射与所述第一波长不同的第二波长的光,
其中,所述第一像素包括:
第一电极;
第一发光结构,设置在所述第一电极上;
第二电极,设置在所述第一发光结构上;以及
第一相移镜,形成在所述第一电极的顶表面上,所述第一相移镜包括以周期性方式布置的多个图案,
其中,所述多个图案中的每个图案包括顶表面和在相应图案的顶表面与所述第一电极的顶表面之间的侧表面,
其中,相应图案的与所述第一电极的顶表面直接相邻的底部的第一宽度大于相应图案的顶表面的第二宽度,并且
其中,所述第一宽度和所述第二宽度小于在所述第一发光结构中产生的光的波长。
18.根据权利要求17所述的显示装置,
其中,所述第一相移镜和所述第二电极构成具有谐振波长的第一谐振器,并且
其中,所述第二电极与所述多个图案中的每个图案的顶表面之间的距离、所述多个图案中的每个图案的所述第一宽度、所述多个图案中的每个图案的所述第二宽度、以及所述多个图案中的每个图案的深度被选择为使得所述第一谐振器的谐振波长与所述第一波长相同。
19.根据权利要求18所述的显示装置,其中,所述第二像素包括:
第三电极;
第二发光结构,设置在所述第三电极上;以及
第四电极,设置在所述第二发光结构上。
20.根据权利要求19所述的显示装置,
其中,所述第三电极和所述第四电极构成具有谐振波长的第二谐振器,并且
其中,所述第三电极与所述第四电极之间的距离被选择为使得所述第二谐振器的谐振波长与所述第二波长相同。
21.根据权利要求20所述的显示装置,其中,所述第二电极与所述多个图案中的每个图案的顶表面之间的距离和所述第三电极与所述第四电极之间的距离是相同的。
22.根据权利要求19所述的显示装置,其中,所述第一发光结构和所述第二发光结构均被配置为发射白色可见光。
23.根据权利要求18所述的显示装置,还包括:
第三像素,被配置为发射与所述第一波长和所述第二波长不同的第三波长的光,
其中,所述第三像素包括:
第五电极;
第三发光结构,设置在所述第五电极上;
第六电极,设置在所述发光结构上;以及
第二相移镜,形成在所述第五电极的顶表面上,所述第二相移镜包括以周期性方式布置的多个图案,
其中,所述第三像素的所述多个图案中的每个图案包括顶表面和在相应图案的顶表面与所述第五电极的顶表面之间的侧表面,
其中,所述第三像素的所述多个图案中的每个图案的与所述第五电极的顶表面直接相邻的相应图案的底部的第三宽度大于所述第三像素的所述多个图案中的每个图案的所述相应图案的第四宽度,并且
其中,所述第三像素的所述第三宽度和所述第三像素的所述第四宽度小于在所述第三发光结构中产生的光的波长。
24.根据权利要求23所述的显示装置,
其中,所述第三像素的所述第二相移镜和所述第六电极构成具有谐振波长的第三谐振器,并且
其中,所述第三像素的所述第六电极与所述多个图案中的每个图案的顶表面之间的距离、所述第三像素的所述多个图案中的每个图案的所述第三宽度、所述第三像素的所述多个图案中的每个图案的所述第四宽度以及所述第三像素的所述多个图案中的每个图案的深度被选择为使得所述第三谐振器的谐振波长与所述第三波长相同。
25.根据权利要求24所述的显示装置,
其中,所述第三像素的所述第六电极与所述多个图案中的每个图案的顶表面之间的距离和所述第一像素的所述第二电极与所述多个图案中的每个图案的顶表面之间的距离是相同的,并且
其中,所述第三像素的多个图案中的每个图案的深度与所述第一像素的所述多个图案中的每个图案的深度不同。
26.一种发光器件,包括:
第一电极;
相移镜,形成在所述第一电极的顶表面上;
发光结构,设置在所述第一电极和所述相移镜上方;以及
第二电极,设置在所述发光结构上,
其中,所述相移镜包括多个图案,相邻图案之间具有间隔,并且
其中,所述多个图案中的每个图案的尺寸是基于在所述发光结构中产生的光的波长来配置的,以及
其中,所述多个图案中与所述第一电极的顶表面直接相邻的图案的底部的第一宽度大于所述图案的顶表面的第二宽度。
27.根据权利要求26所述的发光器件,还包括:
电介质层,形成在所述相移镜的所述多个图案之间。
28.根据权利要求26所述的发光器件,其中,所述第一电极和所述相移镜一体地形成为单个结构。
29.根据权利要求26所述的发光器件,其中,所述第一电极和所述相移镜形成为单独的结构。
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