CN111490178A - 发光器件和包括发光器件的显示装置 - Google Patents

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Abstract

一种发光器件包括：金属反射层，具有相位调制表面；颜色转换层，设置在金属反射层的相位调制表面上；第一电极，设置在颜色转换层上；空穴注入传输层，设置在第一电极上；蓝色有机发光层，设置在空穴注入传输层上；电子注入传输层，设置在蓝色有机发光层上；以及第二电极，设置在电子注入传输层上。金属反射层的相位调制表面相对于入射光产生磁谐振。颜色转换层包括光致发光材料。

Description

发光器件和包括发光器件的显示装置
相关申请的交叉引用
本申请要求于2019年1月28日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2019-0010666的优先权，其公开内容通过全文引用的方式并入本文中。
技术领域
根据本公开的示例实施例涉及发光器件和包括该发光器件的显示装置。
背景技术
在有机发光器件(OLED)中，从阳极供应的空穴和从阴极供应的电子在有机发光层中结合，因此发射特定颜色的光。使用OLED的显示装置表现出优异的显示特性，例如宽视角、快速响应时间、薄的厚度、低制造成本和高对比度。近来，正在开发通过使用微腔效应发射期望颜色的光的有机发光器件、以及包括该有机发光器件的显示装置。
发明内容
提供了一种发光器件和包括该发光器件的显示装置。
附加方面部分地将在以下描述中阐述，且部分地将通过以下描述而变得清楚明白，或者可以通过实践所呈现的实施例来获知。
根据示例实施例的一个方面，发光器件包括：第一金属反射层，包括第一相位调制表面，第一相位调制表面被配置为相对于入射到第一相位调制表面上的光产生磁谐振；颜色转换层，设置在第一相位调制表面上并且包括光致发光材料；第一电极，设置在颜色转换层上；空穴注入传输层，设置在第一电极上；蓝色有机发光层，设置在空穴注入传输层上；电子注入传输层，设置在蓝色有机发光层上；以及第二电极，设置在电子注入传输层上。
第一金属反射层和第二电极可以形成具有谐振波长的微腔。
第一相位调制表面可以包括其中周期性地布置有纳米图案的超颖结构。
颜色转换层可以包括其中散布有光致发光材料的电介质。
光致发光材料可以包括量子点、有机荧光染料、有机荧光半导体和有机磷光半导体中的至少一种。
光致发光材料可以包括被配置为将蓝光转换成绿光的绿色光致发光材料、或被配置为将蓝光转换成红光的红色光致发光材料。
颜色转换层可以接触第一金属反射层的整个第一相位调制表面。
发光器件还可以包括：透明平坦化层，在第一金属反射层与颜色转换层之间以覆盖第一金属反射层的第一相位调制表面。
第一电极可以包括透明电极，并且第二电极可以包括透反射电极，透反射电极透射入射到第二电极上的光的第一部分并反射入射到第二电极上的光的第二部分。
第一电极可以包括透明电极，并且第二电极可以包括反射电极，并且第一金属反射层可以是半透明的，并且可以被配置为透射入射到第一金属反射层上的光的第一部分并反射入射到第一金属反射层上的光的第二部分。
发光器件还可以包括：第二金属反射层，设置在第二电极上并包括第二相位调制表面；以及平坦化层，设置在第二电极与第二金属反射层之间以覆盖第二金属反射层的第二相位调制表面。
第一金属反射层和第二金属反射层可以形成具有谐振波长的微腔。
第一电极可以包括第一透明电极，并且第二电极可以包括第二透明电极，第一金属反射层和第二金属反射层中的一个金属反射层可以相对于入射到第一金属反射层和第二金属反射层中的所述一个金属反射层上的光是反射的，并且第一金属反射层和第二金属反射层中的另一个金属反射层可以是半透明的，并且被配置为透射入射到第一金属反射层和第二金属反射层中的所述另一个金属反射层上的光的第一部分并反射入射到第一金属反射层和第二金属反射层中的所述另一个金属反射层上的光的第二部分。
根据本公开的一个方面，一种显示装置包括：多个像素，被配置为发射不同颜色的光线，其中，多个像素中的至少一个像素包括：第一金属反射层，包括第一相位调制表面，第一相位调制表面被配置为相对于入射到第一相位调制表面上的光产生磁谐振；颜色转换层，设置在第一相位调制表面上并且包括光致发光材料；第一电极，设置在颜色转换层上；空穴注入传输层，设置在第一电极上；蓝色有机发光层，设置在空穴注入传输层上；电子注入传输层，设置在蓝色有机发光层上；以及第二电极，设置在电子注入传输层上。
第一相位调制表面可以包括其中周期性地布置有纳米图案的超颖结构。
颜色转换层可以接触第一金属反射层的整个第一相位调制表面。
至少一个像素还可以包括：透明平坦化层，在第一金属反射层与颜色转换层之间以覆盖第一金属反射层的第一相位调制表面。
至少一个像素还可以包括：第二金属反射层，设置在第二电极上并包括第二相位调制表面；以及平坦化层，设置在第二电极与第二金属反射层之间以覆盖第二金属反射层的第二相位调制表面。
多个像素可以包括蓝色像素、绿色像素和红色像素。
绿色像素可以包括被配置为将蓝光转换成绿光的绿色光致发光材料，并且红色像素可以包括被配置为将蓝光转换成红光的红色光致发光材料。
附图说明
从结合附图对示例实施例的以下描述中，上述和/或其他方面将变得清楚明白并且更容易理解，在附图中：
图1是根据示例实施例的发光器件的截面图；
图2是图1的金属反射层的透视图；
图3是图2的金属反射层的截面图；
图4是可适用于图1的发光器件的金属反射层的修改示例的透视图；
图5是可适用于图1的发光器件的金属反射层的修改示例的透视图；
图6是可适用于图1的发光器件的金属反射层的修改示例的截面图；
图7是可适用于图1的发光器件的金属反射层的修改示例的截面图；
图8A是金属反射层的实验模型的透视图；
图8B是示出了图8A的金属反射层的反射率的曲线图；
图9A是金属反射层的实验模型的截面图；
图9B是根据示例实施例的示出了颜色转换层覆盖图9A的金属反射层的上表面的截面图；
图10是根据示例实施例的发光器件的截面图；
图11是根据示例实施例的发光器件的截面图；
图12是根据示例实施例的发光器件的截面图；
图13是根据示例实施例的发光器件的截面图；以及
图14是根据示例实施例的显示装置的截面图。
具体实施方式
现在详细参考实施例，在附图中示出了实施例的示例，其中，贯穿附图类似的附图标记表示类似的元件。为了便于解释和清楚，附图中示出的每个层的厚度或尺寸可能被夸大。在这点上，实施例可以具有不同形式，并且不应当被解释为受限于本文所阐明的描述。
在下文中，当组成元件被描述为设置在另一组成元件“上方”或“上”时，组成元件可以仅直接在该另一组成元件上或以非接触方式在该另一组成元件上方。除非在上下文中另外明确指定，否则本说明书中的单数表达包括复数表达。此外，诸如“包括”、“包含”、“具有”和/或“含有”之类的术语可以解释为表示组成元件，但是不可以解释为排除另一组成元件的存在或添加的可能性。
在描述本公开的上下文中使用术语“一”、“一个”和“该”以及类似指示物应被解释为涵盖单数和复数两者。此外，可以按照任何适当顺序执行本文中描述的所有方法的步骤，除非本文中另外指出或者上下文另外明确地相反指示。本公开不限于所描述的步骤顺序。本文中提供的任何和所有示例或语言的使用仅意在更好地阐述本公开且不对本公开的范围施加限制，除非另外要求。
在本文中，诸如“……中的至少一个”之类的表述在元件列表之前时修饰整个元件列表，而不是修饰列表中的单独元件。例如，表述“a、b和c中的至少一个”应该被理解为仅包括a、仅包括b、仅包括c、包括a和b两者、包括a和c两者、包括b和c两者或包括全部a、b和c。
在以下实施例中描述的发光器件可以是向外部发射特定波长的光的有机发光器件(OLED)。
图1是根据实施例的发光器件100的截面图。
参照图1，发光器件100可以包括具有相位调制表面114的金属反射层110、设置在金属反射层110的相位调制表面114上且包括光致发光材料122的颜色转换层120、设置在颜色转换层120上的第一电极131、设置在第一电极131上的空穴注入传输层151、设置在空穴注入传输层151上的蓝色有机发光层140、设置在蓝色有机发光层140上的电子注入传输层152、和设置在电子注入传输层152上的第二电极132。
第一电极131可以用作向蓝色有机发光层140供应空穴的阳极，并且第二电极132可以用作向蓝色有机发光层140供应电子的阴极。为此，第一电极131可以包括具有相对高功函数的材料，并且第二电极132可以包括具有相对低功函数的材料。
第一电极131可以是透射光的透明电极。例如，第一电极131可以包括透明导电氧化物，例如氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)和氧化铝锌(AZO)。
第二电极132可以是透反射电极，其反射入射光的一部分并透射入射光的另一部分，如例如图1所示。第二电极132可以包括厚度小的金属。例如，第二电极132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132的厚度可以是约10nm到约20nm。由于第二电极132较薄，所以入射光的一部分可以穿过第二电极132。
用于产生蓝光B的蓝色有机发光层140设置在第一电极131与第二电极132之间。空穴注入传输层151可以设置在第一电极131与蓝色有机发光层140之间。电子注入传输层152可以设置在第二电极132与蓝色有机发光层140之间。
如果需要，可以在发光器件100中进一步设置各种附加层。例如，可以在空穴注入传输层151与蓝色有机发光层140之间进一步设置电子阻挡层。可以在电子注入传输层152与蓝色有机发光层140之间进一步设置空穴阻挡层。
在上述结构中，由于通过空穴注入传输层151从第一电极131供应的空穴和通过电子注入传输层152从第二电极132供应的电子在蓝色有机发光层140中结合，因此产生蓝光B。
金属反射层110可以与第二电极132形成微腔L(即，光谐振的空间)。因此，微腔L可以形成在金属反射层110与第二电极132之间。例如，从蓝色有机发光层140产生的光可以通过在金属反射层110与第二电极132之间往复运动而谐振，然后与微腔L的谐振波长相对应的光可以通过第二电极132发射。
可以通过微腔L的光学长度来确定微腔L的谐振波长。例如，当微腔L的谐振波长是λ时，微腔L的光学长度可以是nλ/2，其中n是自然数。微腔L的光学长度可以通过在金属反射层110和第二电极132之间形成微腔L的层的光学厚度之和、第二电极132的相位延迟和金属反射层110的相移(例如，相位延迟)来确定。形成微腔L的层的光学厚度表示层的物理厚度乘以折射率，而不是简单的物理厚度。
根据实施例，当形成微腔L的层的光学厚度和第二电极132的相位延迟是固定的时，可以通过仅控制金属反射层110的相移来控制微腔L的光学长度或微腔L的谐振波长。
为了通过金属反射层110调节相移，在金属反射层110的反射表面上形成相位调制表面114。相位调制表面可以具有超颖结构，在该超颖结构中周期性地布置具有纳米尺寸的纳米图案112。
图2是图1的金属反射层110的透视图。图3是图2的金属反射层110的截面图。
参照图2和图3，金属反射层110可以包括基部111、和形成在基部111的上表面上的相位调制表面114。相位调制表面114可以包括在基部111的上表面上以预定间距周期性地设置的纳米图案112。如图2所示，每个纳米图案112可以具有从基部111的上表面突出的柱的形状。具体地，每个纳米图案112可以具有圆柱形形状。基部111和纳米图案112可以一体地形成。例如，基部111和纳米图案112可以包括Ag、Al和Au中的至少一种金属材料。然而，本公开不限于此。
相位调制表面114的光学性质(例如，反射光的相位延迟)可以由每个纳米图案112的尺寸确定。具体地，纳米图案112的直径w、高度h和间距p可以影响反射光的相位延迟。因此，微腔L的谐振波长可以通过相位调制表面114的每个纳米图案112的直径w和高度h以及纳米图案112的间距p确定。换句话说，假设微腔L的谐振波长是λ，则可以选择相位调制表面114的每个纳米图案112的直径w和高度h以及纳米图案112的间距p，使得微腔L的光学长度满足nλ/2，其中n是自然数。
发光器件100的微腔L可以具有约430nm至约650nm的谐振波长。在这种情况下，相位调制表面114的每个纳米图案112的直径w可以是约50nm至约300nm，并且每个纳米图案112的高度h可以是约0nm至约150nm。此外，纳米图案112的间距p可以为约100nm至约400nm。然而，本公开不限于此。图1示出了示例实施例，其中微腔L被调节为具有绿光G的波长作为谐振波长，使得绿光G从发光器件100发射。
当相位调制表面114的纳米图案112的尺寸小于谐振波长时，入射光在纳米图案112的外围部分中谐振，因此形成多个纳米光学谐振结构。具体地，在入射光中，电场分量不会侵入到纳米图案112之间的空间中，并且仅磁场分量在纳米图案112的外围部分中谐振。因此，在纳米图案112之间的空间中形成的纳米光学谐振结构可以变成针对入射光产生磁谐振的磁谐振器。
尽管图2和图3示出了每个纳米图案112具有圆柱形状的示例实施例，但是每个纳米图案112可以具有例如椭圆柱形状。
图4是可适用于图1的发光器件100的金属反射层100’的修改示例的透视图。参照图4，金属反射层110′可以包括基部111′、和形成在基部111′的上表面上的相位调制表面114’。相位调制表面114’可以包括在基部111’的上表面上以预定间距周期性地形成的纳米图案112’。每个纳米图案112可以具有从基部111′的上表面突出的矩形柱的形状。
在图4中，相位调制表面114’的光学性质(例如，反射光的相位延迟)可以通过每个纳米图案112’的宽度和高度以及纳米图案112’的间距中的一个或多个来确定。尽管图4示出了每个纳米图案112’具有矩形柱形状的示例实施例，但是每个纳米图案112’可以具有各种多边形柱(多棱柱)形状(例如三角形柱或五角形柱)。
上述纳米图案112和112’可以以各种规则阵列形式布置。例如，如图2至图4所示，纳米图案112和112’可以布置成矩形阵列形式或另外例如正三角形形状。
图5是可适用于图1的发光器件110的金属反射层110”的修改示例的透视图。参照图5，金属反射层110″可以包括基部111″、和形成在基部111″的上表面上的相位调制表面114″。相位调制表面可以包括纳米图案112″，其以预定间距周期性地设置在基部111″的上表面上。每个纳米图案112″可以具有凹槽，该凹槽具有形成为相对于基部111″的上表面达到特定深度的特定形状。尽管图5示出了每个凹槽具有圆柱形形状的示例实施例，但是每个凹槽可以具有各种其他形状。在图5中，相位调制表面114″的光学性质(例如，反射光的相位延迟)可以通过每个纳米图案112″的直径和深度以及纳米图案112″的间距来确定。
图6是可适用于图1的发光器件100的金属反射层210的修改示例的截面图。参照图6，金属反射层210可以包括基部211、和形成在基部211的上表面上的相位调制表面214。相位调制表面214可以包括从基部211的上表面突出的纳米图案212。与上述描述不同，纳米图案212可以与基部211分开设置。基部211可以包括各种材料，并且纳米图案212可以包括例如Ag、Al和Au中的至少一种金属材料。
图7是可适用于图1的发光器件的金属反射层310的修改示例的截面图。参照图7，金属反射层310可以包括基部311、和形成在基部311的上表面上的相位调制表面314。相位调制表面314可以包括设置在基部311的上表面上的纳米图案。纳米图案可以包括从基部311的上表面突出的纳米结构312和涂覆在纳米结构312的表面上的金属涂层313。纳米结构312可以与基部311一体地形成或与基部311分开地设置。基部311和纳米结构312可以包括各种材料，并且金属涂层313可以包括例如Ag、Al和Au中的至少一种金属材料。
图8A是金属反射层的实验模型的透视图。参照图8A，具有Ag的金属反射层410可以包括基部411、和具有圆柱形状且布置在基部411的上表面上的纳米图案412。基部411的上表面可以具有300×300μm2的面积。每个纳米图案412可以具有约100nm的直径和约100nm的高度，并且纳米图案412可以以约225nm的间距周期性地布置。
可以通过使用例如如下所述的纳米转印工艺来制造图8A中所示的具有Ag的金属反射层410。然而，这仅仅是示例方法，并且可以采用各种其他方法来进行制造。
以下是纳米转印工艺的示例描述。首先，将电子束抗蚀剂涂覆在面积为300×300μm2的硅晶片的上表面上，并且通过使用电子束光刻工艺在电子束抗蚀剂上形成纳米孔图案。每个纳米孔图案具有约100nm的直径，并且以约225nm的间距周期性地形成纳米孔图案。
接下来，通过使用在图案化的电子束抗蚀剂上形成的纳米孔图案，将硅晶片蚀刻至约100nm的深度。通过在SF6气体环境下使用反应离子蚀刻(RIE)工艺，可以将硅晶片蚀刻例如约10秒至约20秒。然后，通过去除覆盖硅晶片的上表面的电子束抗蚀剂，完成具有纳米孔图案的硅母板(silicon master)。
接下来，当在硅母板上涂覆UV可固化树脂之后，在UV可固化树脂上覆盖聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜。通过使用UV灯执行曝光工艺，从而完成聚合。当剥离PET膜时，在硅母板上形成的纳米孔图案的反转图案被转印到聚合物薄膜上。
接下来，当在将UV可固化树脂涂覆在形成有反转图案的聚合物薄膜上并且在UV可固化树脂上覆盖PET膜之后执行UV曝光工艺时，形成了聚合物模具，该聚合物模具包括与硅母板的纳米孔图案相同的纳米孔图案。在通过在真空沉积器中放置其中形成有纳米孔图案的聚合物模具并通过使用热沉积方法将Ag薄膜沉积在聚合物模具上之后，将Ag薄膜与聚合物模具分离。然后，如图8A所示，可以完成包括具有从基部411的上表面突出的圆柱形状的纳米图案412在内的具有Ag的金属反射层410。
图8B是示出了图8A的具有Ag的金属反射层410的反射率的曲线图。参照图8B，可以看出，谐振效应极大地发生在作为绿光波长的约500nm处，并且具有高反射率的超颖镜的特性发生在作为红光波长的约600nm处和作为蓝光波长的约450nm处。可以通过改变纳米图案的形状、尺寸、高度和间距中的一个或多个来控制光谐振强度或谐振波长。
返回图1，颜色转换层120设置在金属反射层110的相位调制表面114与第一电极131之间。颜色转换层120可以包括电介质121和散布在电介质121中的光致发光材料122。
电介质121可以用于使具有超颖结构的相位调制表面114的上部平坦化，以使发光器件100的电流密度均匀。为此，电介质121可以覆盖金属反射层110的相位调制表面114以使相位调制表面114的上表面平坦化。换句话说，电介质材料121可以接触整个相位调制表面114。电介质121可以包括针对可见光线透明的绝缘材料。电介质121可以包括例如SiO2、SiNx、Al2O3或者HfO2，但是本公开不限于此。此外，电介质121可以包括丙烯酸基或氨基甲酸乙酯基聚合物材料。
光致发光材料122可以用于将入射光(即，从蓝色有机发光层140产生的蓝光B)转换成特定波长的光。具体地，光致发光材料122可以将具有相对高能量的光转换为具有相对低能量的光。例如，光致发光材料122可以将蓝光B转换为绿光G或将蓝光B转换为红光R。图1示出了将蓝光B转换为绿光G的绿色光致发光材料用作光致发光材料122的情况。
光致发光材料122可以包括例如量子点、有机荧光染料、有机荧光半导体和有机磷光半导体中的至少一种。量子点可以包括例如II-VI族半导体材料或III-V族半导体材料。
可以通过使用包括光致发光材料122在内的有机粘结剂来形成颜色转换层120。在这种情况下，可以通过例如将聚合物材料和光致发光材料122溶解在有机溶剂中或者将可热交联树脂或可UV交联树脂与光致发光材料122混合来制造包括光致发光材料122在内的有机粘结剂。然而，本公开不限于此。
根据现有技术，已使用将包括将蓝光转换成绿光的光致发光材料在内的颜色转换膜附着到有机发光器件的发光表面的方法来通过使用发射蓝光的有机发光器件来发射绿光。然而，在这种情况下，当蓝光完全转换成绿光时，发光效率可能降低并且色纯度可能劣化。为了解决这些问题，已经使用了在颜色转换膜上另外设置滤色器的方法。
在根据实施例的发光器件100中，如图1所示，微腔L具有绿光G的波长作为谐振波长，并且当绿色光致发光材料用作光致发光材料122时，从蓝色有机发光层140产生的蓝光B被光致发光材料122转换成绿光G，然后通过在金属反射层110和第二电极132之间往复运动而谐振，从而通过第二电极132发射到外部。因此，可以提高绿光G的发光效率。
当从蓝色有机发光层140产生的蓝光B在相位调制表面114的超颖结构中转换成表面等离子体激元时，通过设置在颜色转换层120中的光致发光材料122(即，绿色光致发光材料)可以大大提高将表面等离子体激元转换成绿光G的效率。因为光能集中在具有超颖结构的小体积金属表面上，因此表面等离子体激元的光强度增加到非常高的水平，因而可以提高光转换效率。当超颖结构周围的电场强度增加并且光致发光材料122位于强电场中时，由于珀塞尔效应，可以进一步提高光转换效率。
这样，在根据实施例的发光器件100中，由于包括光致发光材料122的颜色转换层120设置在具有超颖结构的相位调制表面114上，所以发光效率大大提高。
图9A是金属反射层的实验模型的截面图。图9A示出了具有Ag的金属反射层510，其中纳米图案512设置在基部511的上表面上。具有Ag的金属反射层510可以包括布置有具有圆柱形状的纳米图案512的中心部分、和围绕纳米图案512的平坦外围部分。设置有纳米图案512的中心部分具有约300×300μm2的面积。每个纳米图案512具有约100nm的直径和约100nm的高度，并且纳米图案512以约225nm的间距周期性地布置。
图9B是示出了颜色转换层520覆盖图9A的具有Ag的金属反射层510的上表面的截面图。图9B的颜色转换层520可以通过以下方式来形成：在具有Ag的金属反射层510的上表面上旋涂溶液，该溶液是通过将作为电介质的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)521和作为有机荧光染料的罗丹明6G 522溶解在作为有机溶剂的氯苯中而获得的。
作为利用暗场图像测量图9B的结构的发光特性的结果，在形成有纳米图案512的超颖结构区域A中观察到强发光，而在没有形成纳米图案512的平坦区域B中观察到非常弱的发光。因此，可以看出，在包括超颖结构的金属表面上而不是在平坦的金属表面上设置光致发光材料可以大大改善发光特性。
图10是根据另一实施例的发光器件600的截面图。除了发射红光R而不是绿光G之外，图10的发光器件600与图1的发光器件100相同。在以下描述中，描述与图1的发光器件100的不同之处。
参照图10，金属反射层610可以与第二电极132形成微腔L，并且可以在金属反射层610的反射表面上形成用于调节相移的相位调制表面614。相位调制表面614可以具有超颖结构，其中纳米图案612周期性地布置在基部611的上表面上。在一个实施例中，可以调节微腔L，使得谐振波长是红光R的波长。图10的金属反射层610可以包括图2至图7中所示的任何一个金属反射层。
颜色转换层120设置在金属反射层610的相位调制表面614上。颜色转换层120可以包括电介质121和散布在电介质121中的光致发光材料122。在一个实施例中，将从蓝色有机发光层140产生的蓝光B转换成红光R的红色光致发光材料可以用作光致发光材料122。
在图10的发光器件600中，从蓝色有机发光层140产生的蓝光B被光致发光材料122转换成红光R，然后通过在金属反射层610与第二电极132之间往复运动而谐振，从而通过第二电极132发射到外部。
如上所述，在图10的发光器件600中，由于光致发光材料122设置在金属反射层610的相位调制表面614上并且因而作为入射光的蓝光B可以转换成要发射到外部的期望波长的光，所以可以提高发光效率。此外，由于金属反射层610的相位调制表面614形成为超颖结构，并且光致发光材料122设置在超颖结构上，因此可以进一步提高发光效率。
图11是根据实施例的发光器件700的截面图。除了透明平坦化层760设置在金属反射层610与颜色转换层720之间之外，图11的发光器件700与图1的发光器件100相同。在以下描述中，描述了与图1的发光器件100的不同之处。
参照图11，透明平坦化层760设置在金属反射层610的相位调制表面614上，并且颜色转换层720设置在平坦化层760上。金属反射层610的相位调制表面614可以具有超颖结构，其中纳米图案612周期性地布置在基部611的上表面上。
为了均匀的电流密度，平坦化层760可以使具有超颖结构的相位调制表面614的上部平坦化。为此，平坦化层760可以通过覆盖相位调制表面614(即，接触整个相位调制表面614)来使金属反射层610的相位调制表面614的上表面平坦化。平坦化层760可以包括针对可见光线透明的绝缘材料。平坦化层760可以包括例如SiO2、SiNx、Al2O3、或HfO2，但本公开不限于此。
颜色转换层720设置在平坦化层760的上表面上。颜色转换层720可以包括电介质721和散布在电介质721中的光致发光材料722。电介质721可以包括针对可见光线透明的绝缘材料。电介质721可以包括与平坦化层760相同的材料，但是本公开不限于此。
光致发光材料722可以将入射光(即蓝光B)转换成特定波长的光。具体地，光致发光材料722可以将具有相对高能量的光转换为具有相对低能量的光。光致发光材料722可以包括例如绿色光致发光材料或红色光致发光材料。光致发光材料722可以包括例如量子点、有机荧光染料、有机荧光半导体和有机磷光半导体中的至少一种。可以通过使用包括光致发光材料722在内的有机粘结剂来形成颜色转换层720。
图12是根据实施例的发光器件800的截面图。除了金属反射层810是半透明的并且第二电极832是反射电极之外，图12的发光器件800与图1的发光器件100相同。换句话说，光在与发光器件100发出的光的方向相反的方向上从发光器件800发射。在以下描述中，描述了与图1的发光器件100的不同之处。
参照图12，设置在蓝色有机发光层140下方的第一电极131可以是透明电极，并且设置在蓝色有机发光层140上方的第二电极832可以是反射入射光的反射电极。设置在第一电极131下方的金属反射层810可以是半透明的，并且可以透射一部分光并反射另一部分光。
金属反射层810可以与第二电极832一起形成微腔L。在金属反射层810的反射表面上形成用于调节相移的相位调制表面814。金属反射层810的相位调制表面814可以具有超颖表面，其中纳米图案812周期性地布置在基部811的上表面上。图12示出了将微腔L调节为具有绿光G的波长作为谐振波长的示例实施例。
颜色转换层120设置在金属反射层810的相位调制表面814与第一电极131之间。颜色转换层120可以包括电介质121和散布在电介质121中的光致发光材料。图12示出了将蓝光B转换为绿光G的绿色光致发光材料用作光致发光材料122的示例实施例。
在图12的发光器件800中，从蓝色有机发光层140产生的蓝光B被光致发光材料122转换成绿光G，然后通过在金属反射层810与第二电极832之间往复运动而谐振，从而通过金属反射层810发射到外部。
图13是根据实施例的发光器件900的截面图。在以下描述中，描述了与图1的发光器件100的不同之处。
参照图13，发光器件900可以包括：包括第一相位调制表面914的第一金属反射层910、颜色转换层120、第一电极131、空穴注入传输层151、蓝色有机发光层140、电子注入传输层152、第二电极932、平坦化层980和包括第二相位调制表面974在内的第二金属反射层970。第一金属反射层910和第二金属反射层970可以形成微腔L。
第一金属反射层910的第一相位调制表面914可以具有超颖结构，其中第一纳米图案912周期性地布置在第一基部911的上表面上。第二金属反射层970的第二相位调制表面974可以具有超颖结构，其中第二纳米图案972周期性地布置在第二基部971的下表面上。可以调整第一纳米图案912和第二纳米图案972的形状、尺寸和间距，使得由第一金属反射层910和第二金属反射层970形成的微腔L具有特定的谐振波长。
第一金属反射层910和第二金属反射层970中的一个可以具有反射性，而另一个可以是半透明的并且透射一部分光并反射另一部分光。图13示出了第一金属反射层910具有反射性并且第二金属反射层970为半透明的示例实施例。第一电极131和第二电极932可以是透明电极。
颜色转换层120设置在第一金属反射层910与第一电极131之间。颜色转换层120可以包括电介质121和散布在电介质121中的光致发光材料。透明的平坦化层980设置在第二金属反射层970与第二电极932之间。平坦化层980可以使具有超颖结构的第二相位调制表面974的下部平坦化，以使发光器件900的电流密度均匀。为此，平坦化层980可以通过覆盖第二金属反射层970的第二相位调制表面974(即，平坦化层980可以接触整个第二相位调制表面974)来使第二相位调制表面974的下表面平坦化。平坦化层980可以包括针对可见光透明的绝缘材料。虽然未在附图中示出，但是可以在平坦化层980中进一步设置包括在颜色转换层120中的光致发光材料122。
在图13的发光器件900中，在蓝色有机发光层140中产生的蓝光B被颜色转换层120中的光致发光材料122转换成特定波长的光，然后通过在第一金属反射层910与第二金属反射层970之间往复运动而谐振，从而通过半透明的第二金属反射层970发射到外部。
根据上述示例实施例，通过在金属反射层的相位调制表面上设置光致发光材料，作为入射光的蓝光B可以被转换成期望波长的光(例如绿光G或者红光R)，并发射到外部。因此，可以提高发光效率。此外，金属反射层的相位调制表面形成为超颖结构，并且光致发光材料位于超颖结构上，从而进一步提高发光效率。
图14是根据实施例的显示装置1000的截面图。
参考图14，显示装置1000可以包括发射不同颜色的光(即，光线)的多个像素。像素可以包括红色像素1300、绿色像素1200和蓝色像素1100，它们在与基板相同的平面上彼此相邻地布置。为了便于说明，图14示出了包括红色像素1300、绿色像素1200和蓝色像素1100在内的仅一个单位像素。在图14的显示装置1000中，红色像素1300和绿色像素1200中的每一个可以具有与图1的发光器件100类似的结构。
红色像素1300可以包括：第一金属反射层1310，包括第一相位调制表面1314；第一颜色转换层1320，设置在第一相位调制表面1314上并且包括第一光致发光材料1322；第一电极1131，设置在第一颜色转换层1320上；空穴注入传输层1151，设置在第一电极1131上；蓝色有机发光层1140，设置在空穴注入传输层1151上；电子注入传输层1152层，设置在蓝色有机发光层1140上；以及第二电极1132，设置在电子注入传输层1152上。
第一电极1131可以是透射光的透明电极，并且第二电极1132可以是反射一部分光且透射另一部分光的透反射电极。蓝色有机发光层1140可以设置在第一电极1131与第二电极1132之间。空穴注入传输层1151可以设置在第一电极1131与蓝色有机发光层1140之间。电子注入传输层1152可以设置在第二电极1132与蓝色有机发光层1140之间。
第一金属反射层1310可以与第二电极1132一起形成第一微腔。第一金属反射层1310可以包括例如Ag、Al和Au中的至少一种金属材料，但是本公开不限于此。
通过调节第一金属反射层1310的相移，第一微腔可以具有红光R的谐振波长。为此，第一相位调制表面1314形成在第一金属反射层1310的反射表面上。例如，第一金属反射层1310可以具有图2和图3中所示的结构。具体地，第一相位调制表面1314可以具有超颖结构，其中周期性地布置具有从基部1311的上表面突出的圆柱形状的纳米图案1312。然而，这仅是示例，并且第一金属反射层1310可以具有图4至图7中所示的结构。
第一颜色转换层1320覆盖第一金属反射层1310的第一相位调制表面1314。第一颜色转换层1320可以包括电介质1321和散布在电介质1321中的第一光致发光材料1322。电介质1321可以包括针对可见光透明的绝缘材料。第一光致发光材料1322可以包括将蓝光B转换成红光R的红色光致发光材料。第一光致发光材料1322可以包括例如量子点、有机荧光染料、有机荧光半导体和有机磷光半导体中的至少一种。
绿色像素1200可以包括：第二金属反射层1210，包括第二相位调制表面1214；第二颜色转换层1220，设置在第二相位调制表面1214上并且包括第二光致发光材料1222；第一电极1131，设置在第二颜色转换层1220上；空穴注入传输层1151，设置在第一电极1131上；蓝色有机发光层1140，设置在空穴注入传输层1151上；电子注入传输层1152，设置在蓝色有机发光层1140上；以及第二电极1132，设置在电子注入传输层1152上。由于上面描述了第一电极1131和第二电极1132以及蓝色有机发光层1140，所以省略其描述。
第二金属反射层1210可以与第二电极1132一起形成第二微腔。与第一金属反射层1310类似，第二金属反射层1210可以包括例如Ag、Al和Au中的至少一种金属材料，但是本公开不限于此。
通过调节第二金属反射层1210的相移，第二微腔可以具有绿光G的谐振波长。为此，第二相位调制表面1214可以形成在第二金属反射层1210的反射表面上。例如，第二金属反射层1210可以具有图2和图3中所示的结构。具体地，第二相位调制表面1214可以具有超颖结构，其中周期性地布置具有从基部1211的上表面突出的圆柱形状的纳米图案1212。然而，这仅是示例，并且第二金属反射层1210可以具有图4至图7中所示的结构。
第二颜色转换层1220覆盖第二金属反射层1210的第二相位调制表面1214。第二颜色转换层1220可以包括电介质1221和散布在电介质1221中的第二光致发光材料1222。第二光致发光材料1222可以包括将蓝光B转换成绿光G的绿色光致发光材料。与第一光致发光材料1322类似，第二光致发光材料1222可以包括例如量子点、有机荧光染料、有机荧光半导体和有机磷光半导体中的至少一种。
蓝色像素1100可以包括：第三金属反射层1110；电介质层1120，设置在第三金属反射层1110上；第一电极1131，设置在电介质层1120上；空穴注入传输层1151，设置在第一电极1131上；蓝色有机发光层1140，设置在空穴注入传输层1151上；电子注入传输层1152，设置在蓝色有机发光层1140上；以及第二电极1132，设置在电子注入传输层1152上。由于上面描述了第一电极1131和第二电极1132以及蓝色有机发光层1140，所以省略其描述。
第三金属反射层1110可以与第二电极1132一起形成第三微腔。与第一金属反射层1310和第二金属反射层1210类似，第三金属反射层1110可以包括例如Ag、Al和Au中的至少一种金属材料，但是本公开不限于此。通过调节形成第三微腔的层的结构和光学特性，第三微腔可以具有蓝光B的谐振波长。
电介质层1120覆盖第三金属反射层1110的上表面。电介质层1120可以包括针对可见光透明的绝缘材料。电介质层1120可以包括与形成上述第一颜色转换层1320和第二颜色转换层1220的电介质1321和1221相同的材料。然而，本公开不限于此。
在如上配置的显示装置1000中，在红色像素1300中，从蓝色有机发光层1140产生的蓝光B可以被第一光致发光材料1322转换成红光R，然后可以通过在第一金属反射层1310与第二电极1132之间往复运动而谐振，从而通过第二电极1132发射到外部。
在绿色像素1200中，从蓝色有机发光层1140产生的蓝光B可以被第二光致发光材料1222转换成绿光G，然后可以通过在第二金属反射层1210与第二电极1132之间往复运动而谐振，从而通过第二电极1132发射到外部。在蓝色像素1100中，从蓝色有机发光层1140产生的蓝光B可以通过在第三金属反射层1110与第二电极1132之间往复运动而谐振，然后可以通过第二电极1132发射到外部。
在图14的显示装置1000中，红色像素1300和绿色像素1200被描述为具有与图1的发光器件100的结构相同的结构。然而，本公开不限于此，并且红色像素1300和绿色像素1200可以例如具有与图11至图13的发光器件700、800和900的结构相同的结构。此外，在图14的显示装置1000中，红色像素1300和绿色像素1200各自分别具有相位调制表面1314和1214，并且蓝色像素1100不具有相位调制表面。然而，本公开不限于此，并且红色像素1300、绿色像素1200和蓝色像素1100中的任两个像素可以具有相位调制表面，并且其中的另一个像素不具有相位调制表面。此外，所有红色像素1300、绿色像素1200和蓝色像素1100可以具有相位调制表面。
在上述实施例中，由于光致发光材料设置在金属反射层的相位调制表面上，所以作为入射光的蓝光B可以转换成期望波长的光(例如绿光G或红光R)，从而被发射到外部，因此可以提高发光效率。此外，由于金属反射层的相位调制表面光可以具有超颖结构，并且光致发光材料位于超颖结构上，因此可以进一步提高发光效率。
应当理解的是，应仅以描述性意义而不是限制性目的来考虑本文中描述的实施例。对每个实施例中的特征或方面的描述一般应当被看作可用于其他实施例中的其他类似特征或方面。
尽管已参考附图描述了一个或多个实施例，但本领域普通技术人员应当理解，在不脱离所附权利要求所限定的精神和范围的情况下，可以进行形式和细节上的多种改变。

Claims (20)

1.一种发光器件，包括：
第一金属反射层，包括第一相位调制表面，所述第一相位调制表面被配置为相对于入射到所述第一相位调制表面上的光产生磁谐振；
颜色转换层，设置在所述第一相位调制表面上并且包括光致发光材料；
第一电极，设置在所述颜色转换层上；
空穴注入传输层，设置在所述第一电极上；
蓝色有机发光层，设置在所述空穴注入传输层上；
电子注入传输层，设置在所述蓝色有机发光层上；以及
第二电极，设置在所述电子注入传输层上。
2.根据权利要求1所述的发光器件，其中，所述第一金属反射层和所述第二电极形成具有谐振波长的微腔。
3.根据权利要求1所述的发光器件，其中，所述第一相位调制表面具有其中周期性地布置有纳米图案的超颖结构。
4.根据权利要求1所述的发光器件，其中，所述颜色转换层包括其中散布有所述光致发光材料的电介质。
5.根据权利要求4所述的发光器件，其中，所述光致发光材料包括量子点、有机荧光染料、有机荧光半导体和有机磷光半导体中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的发光器件，其中，所述光致发光材料包括被配置为将蓝光转换成绿光的绿色光致发光材料、或被配置为将蓝光转换成红光的红色光致发光材料。
7.根据权利要求1所述的发光器件，其中，所述颜色转换层接触所述第一金属反射层的整个所述第一相位调制表面。
8.根据权利要求1所述的发光器件，还包括：
透明平坦化层，在所述第一金属反射层与所述颜色转换层之间以覆盖所述第一金属反射层的所述第一相位调制表面。
9.根据权利要求1所述的发光器件，其中，所述第一电极包括透明电极，并且
其中，所述第二电极包括透反射电极，所述透反射电极透射入射到所述第二电极上的光的第一部分并反射入射到所述第二电极上的所述光的第二部分。
10.根据权利要求1所述的发光器件，其中，所述第一电极包括透明电极，并且所述第二电极包括反射电极，并且
其中，所述第一金属反射层是半透明的，并且被配置为透射入射到所述第一金属反射层上的光的第一部分并反射入射到所述第一金属反射层上的所述光的第二部分。
11.根据权利要求1所述的发光器件，还包括：
第二金属反射层，设置在所述第二电极上并包括第二相位调制表面；以及
平坦化层，设置在所述第二电极与所述第二金属反射层之间以覆盖所述第二金属反射层的所述第二相位调制表面。
12.根据权利要求11所述的发光器件，其中，所述第一金属反射层和所述第二金属反射层形成具有谐振波长的微腔。
13.根据权利要求11所述的发光器件，其中，所述第一电极包括第一透明电极，并且所述第二电极包括第二透明电极，
其中，所述第一金属反射层和所述第二金属反射层中的一个金属反射层相对于入射到所述第一金属反射层和所述第二金属反射层中的所述一个金属反射层上的光是反射的，并且
其中，所述第一金属反射层和所述第二金属反射层中的另一个金属反射层是半透明的，并且被配置为透射入射到所述第一金属反射层和所述第二金属反射层中的所述另一个金属反射层上的光的第一部分并反射入射到所述第一金属反射层和所述第二金属反射层中的所述另一个金属反射层上的所述光的第二部分。
14.一种显示装置，包括：
多个像素，被配置为发射不同颜色的光线，
其中，所述多个像素中的至少一个像素包括：
第一金属反射层，包括第一相位调制表面，所述第一相位调制表面被配置为相对于入射到所述第一相位调制表面上的光产生磁谐振；
颜色转换层，设置在所述第一相位调制表面上并且包括光致发光材料；
第一电极，设置在所述颜色转换层上；
空穴注入传输层，设置在所述第一电极上；
蓝色有机发光层，设置在所述空穴注入传输层上；
电子注入传输层，设置在所述蓝色有机发光层上；以及
第二电极，设置在所述电子注入传输层上。
15.根据权利要求14所述的显示装置，其中，所述第一相位调制表面包括其中周期性地布置有纳米图案的超颖结构。
16.根据权利要求14所述的显示装置，其中，所述颜色转换层接触所述第一金属反射层的整个所述第一相位调制表面。
17.根据权利要求14所述的显示装置，其中，所述至少一个像素还包括：透明平坦化层，在所述第一金属反射层与所述颜色转换层之间以覆盖所述第一金属反射层的所述第一相位调制表面。
18.根据权利要求14所述的显示装置，其中，所述至少一个像素还包括：
第二金属反射层，设置在所述第二电极上并包括第二相位调制表面；以及
平坦化层，设置在所述第二电极与所述第二金属反射层之间以覆盖所述第二金属反射层的所述第二相位调制表面。
19.根据权利要求14所述的显示装置，其中，所述多个像素包括蓝色像素、绿色像素和红色像素。
20.根据权利要求19所述的显示装置，其中，所述绿色像素包括被配置为将蓝光转换为绿光的绿色光致发光材料，并且
其中，所述红色像素包括被配置为将蓝光转换为红光的红色光致发光材料。
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