发光器件和包括发光器件的显示装置的制作方法

发光器件和包括发光器件的显示装置
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求2020年11月19日向韩国知识产权局递交的韩国专利申请no.10-2020-0155431的权益，其公开通过引用整体并入本文。
技术领域
3.本公开涉及一种发光器件和包括该发光器件的显示装置，并且更具体地，涉及一种具有提高的发光效率的有机发光器件(oled)和一种有机发光显示装置。


背景技术：

4.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装置。oled具有优异的显示特性，例如，宽视角、快速响应速度、小厚度、低制造成本和高对比度。
5.此外，oled可以根据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，可以通过使用oled来制造彩色显示装置。


技术实现要素：

6.一个或多个示例实施例提供了一种具有提高的发光效率的有机发光器件(oled)和一种有机发光显示装置。
7.附加方面部分地将在接下来的描述中阐述，且部分地将通过该描述而变得清楚明白，或者可以通过实践本公开所呈现的实施例而获知。
8.根据实施例的一个方面，一种发光器件包括：反射层，包括多个纳米结构；第一电极，设置在反射层上；有机发光层，设置在第一电极上；以及第二电极，设置在有机发光层上，其中，反射层和第二电极可以构成具有谐振波长的微腔，其中，有机发光层可以包括：第一有机发光材料层，被配置为产生具有第一波长的第一光；第二有机发光材料层，被配置为产生具有不同于第一波长的第二波长的第二光；以及第三有机发光材料层，被配置为产生具有不同于第一波长和第二波长的第三波长的第三光，其中，第一有机发光材料层可以设置于在微腔中谐振的谐振波长的第一波腹的位置处，并且其中，第二有机发光材料层和第三有机发光材料层可以设置于在微腔中谐振的谐振波长的第二波腹的位置处。
9.第二有机发光材料层和第三有机发光材料层可以彼此相邻或混合，以使能量能够从第二有机发光材料层中的第二发光掺杂剂材料转移到第三有机发光材料层中的第三发光掺杂剂材料。
10.第二有机发光材料层可以在第一有机发光材料层和第三有机发光材料层之间与第一有机发光材料层间隔开，并且可以被布置成与第三有机发光材料层直接接触。
11.有机发光层还可以包括：空穴注入层，位于第一电极和第三有机发光材料层之间；电荷产生层，位于第一有机发光材料层和第二有机发光材料层之间；以及电子注入层，位于第一有机发光材料层和第二电极之间。
12.第二有机发光材料层中的第二发光掺杂剂材料和第三有机发光材料层中的第三发光掺杂剂材料可以是磷光掺杂剂材料，并且第一有机发光材料层中的第一发光掺杂剂材料是荧光掺杂剂材料。
13.有机发光层在第二有机发光材料层和第三有机发光材料层之间还可以包括第二有机发光材料层和第三有机发光材料层的混合层。
14.第三有机发光材料层可以与第二有机发光材料层部分地混合以形成混合层，并且该混合层在第二有机发光材料层的下方。
15.有机发光层还可以包括多个第二有机发光材料层和多个第三有机发光材料层，该多个第二有机发光材料层和多个第三有机发光材料层在从第二电极朝向第一电极的方向上交替地布置。
16.第二有机发光材料层中的每一个的厚度可以大于第三有机发光材料层中每一个的厚度。
17.第二有机发光材料层中的第二发光掺杂剂材料的浓度可以高于第三有机发光材料层中的第三发光掺杂剂材料的浓度。
18.有机发光层还可以包括附加的第一有机发光材料层，该附加的第一有机发光材料层布置在谐振波长的第三波腹的位置处。
19.有机发光层还可以包括电荷产生层，该电荷产生层设置在附加的第一有机发光材料层和第三有机发光材料层之间。
20.可以设置反射层的多个纳米结构的每一个的宽度、多个纳米结构的每一个的高度以及多个纳米结构的周期，使得微腔的谐振波长与第二波长或第三波长一致。
21.多个纳米结构的周期可以小于微腔的谐振波长。
22.第一电极可以是透明电极，并且第二电极可以是反射一部分光并透射剩余部分的光的半透射电极。
23.根据另一实施例的一个方面，提供了一种显示装置，包括：第一像素，被配置为发射第一波长的第一光；第二像素，被配置为发射与第一波长不同的第二波长的第二光；以及第三像素，被配置为发射不同于第一波长和第二波长的第三波长的第三光，其中，第一像素、第二像素和第三像素中的至少一个可以包括：反射层，包括多个纳米结构；第一电极，设置在反射层上；有机发光层，设置在第一电极上；以及第二电极，设置在有机发光层上。当第一像素、第二像素和第三像素中的至少一个包括第二像素时，包括在第二像素中的反射层和第二电极可以构成使第二波长的第二光谐振的微腔。有机发光层可以包括：第一有机发光材料层，被配置为产生具有第一波长的第一光；第二有机发光材料层，被配置为产生具有第二波长的第二光；以及第三有机发光材料层，被配置为产生具有第三波长的第三光。第一有机发光材料层可以设置于在微腔中谐振的谐振波长的第一波腹的位置处。第二有机发光材料层和第三有机发光材料层可以设置于谐振波长的第二波腹的位置处。
24.第二有机发光材料层和第三有机发光材料层可以彼此相邻或混合，以使能量能够从第二有机发光材料层中的第二发光掺杂剂材料转移到第三有机发光材料层中的第三发光掺杂剂材料。
25.第二有机发光材料层可以在第一有机发光材料层和第三有机发光材料层之间与第一有机发光材料层间隔开，并且可以被布置成与第三有机发光材料层直接接触。
26.有机发光层还可以包括：空穴注入层，设置在第一电极和第三有机发光材料层之间；电荷产生层，设置在第一有机发光材料层和第二有机发光材料层之间；以及电子注入层，设置在第一有机发光材料层和第二电极之间。
27.第二有机发光材料层中的第二发光掺杂剂材料和第三有机发光材料层中的第三发光掺杂剂材料可以是磷光掺杂剂材料，并且第一有机发光材料层中的第一发光掺杂剂材料可以是荧光掺杂剂材料。
28.有机发光层在第二有机发光材料层和第三有机发光材料层之间还可以包括第二有机发光材料层和第三有机发光材料层的混合层。
29.第三有机发光材料层可以与第二有机发光材料层混合以形成混合层，并且该混合层可以设置在第二有机发光材料层的下方。
30.有机发光层可以包括多个第二有机发光材料层和多个第三有机发光材料层，该多个第二有机发光材料层和多个第三有机发光材料层在从第二电极朝向第一电极的方向上交替地布置。
31.第二有机发光材料层中的每一个的厚度可以大于第三有机发光材料层中每一个的厚度。
32.第二有机发光材料层中的第二发光掺杂剂材料的浓度可以高于第三有机发光材料层中的第三发光掺杂剂材料的浓度。
33.显示装置还可以包括附加的第一有机发光材料层，该附加的第一有机发光材料层设置在谐振波长的第三波腹的位置处。
34.有机发光层还可以包括电荷产生层，该电荷产生层设置在附加的第一有机发光材料层和第三有机发光材料层之间。
35.可以设置反射层的多个纳米结构的每一个的宽度、多个纳米结构的每一个的高度以及多个纳米结构的周期，使得微腔使第二波长的第二光谐振。
36.第一像素、第二像素和第三像素中的至少一个可以包括第三像素。包括在第三像素中的反射层和第二电极可以构成使第三波长的第三光谐振的第三微腔。
37.第一像素、第二像素和第三像素中的至少一个可以包括第一像素，并且包括在第一像素中的反射层和第二电极可以构成使第一波长的第一光谐振的第一微腔。
38.第一像素的物理厚度、第二像素的物理厚度和第三像素的物理厚度可以彼此相等。
39.根据另一实施例的一个方面，提供了一种显示装置，该显示装置包括多个像素，其中，该多个像素中的至少一个可以包括：有机发光层，设置在第一电极和第二电极之间，并包括：第一有机发光材料层，包括第一发光掺杂剂材料，而不包括第二发光掺杂剂材料和第三发光掺杂剂材料；第二有机发光材料层，包括第二发光掺杂剂材料，而不包括第一发光掺杂剂材料和第三发光掺杂剂材料；第三有机发光材料层，包括第三发光掺杂剂材料，而不包括第一发光掺杂剂材料和第二发光掺杂剂材料；以及混合层，在第二有机发光材料层与第三有机发光材料层直接接触时通过将第二发光掺杂剂材料与第三发光掺杂剂材料混合而形成，并且设置在第二有机发光材料层和第三有机发光材料层之间；以及反射层，包括多个纳米结构，并且该反射层上设置有第一电极、有机发光层和第二电极。
附图说明
40.通过参考附图来描述某些示例实施例，上述和/或其他方案将变得更清楚，在附图中：
41.图1是示意性地示出了根据示例实施例的发光器件的结构的截面图；
42.图2是示意性地示出了图1所示的反射层的示例结构的立体图；
43.图3是示意性地示出了图1所示的反射层的另一示例结构的立体图；
44.图4是示出了根据示例实施例的有机发光层的结构的截面图；
45.图5是示出了有机发光材料层的发光特性根据其在有机发光层中的位置而变化的表；
46.图6是示出了根据另一示例实施例的有机发光层的结构的截面图；
47.图7a和图7b是示出了不同类型的发光掺杂剂材料之间的能量转移的概念图；
48.图8是示出了发光特性根据不同类型的有机发光材料层之间的各种布置而变化的曲线图；
49.图9是示出了发光效率根据不同类型的有机发光材料层之间的各种布置而变化的表；
50.图10是示出了发光效率根据不同类型的有机发光材料层之间的各种布置而变化的曲线图；
51.图11是示出了不同种类的发光掺杂剂材料之间的能量转移率和发光效率之间的关系的曲线图；
52.图12至图14是示出了根据示例实施例的在不同类型的有机发光材料层之间的各种布置示例的截面图；
53.图15是示意性地示出了根据另一示例实施例的发光器件的结构的截面图；
54.图16是示意性地示出了根据另一示例实施例的发光器件的结构的截面图；
55.图17是示意性地示出了根据另一示例实施例的发光器件的结构的截面图；
56.图18是示意性地示出了图17所示的反射层的示例结构的立体图；以及
57.图19是示意性地示出了根据示例实施例的显示装置的结构的截面图。
具体实施方式
58.下面参考附图更详细地描述示例实施例。
59.在以下描述中，即使在不同附图中，类似的附图标记也用于类似的元件。提供描述中定义的内容(例如详细构造和元件)以帮助全面理解示例实施例。然而，应当清楚，即便在缺少这些具体定义的内容的情况下，也能够实践示例实施例。此外，由于公知的功能或构造会以不必要的细节使描述模糊，因此没有对其进行详细地描述。
60.如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关联的所列项目的任何和所有组合。称为
“……
中的至少一个”之类的表述在元件列表之后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、包括全部a、b和c或包括上述示例的任何变型。
61.尽管可以使用诸如“第一”、“第二”等术语来描述各种元件，但是这些元件不必受
限于上述术语。上述术语可以仅用于将一个元件与另一元件区分开。
62.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”。单数形式的表述涵盖复数表述，除非在上下文中具有明确的不同意义。还将理解，本文中使用的术语“包括”和/或“包含”指定存在所描述的特征或元件，但是不排除存在或添加一个或多个其他特征或元件。
[0063]“该(所述)”以及与其类似的其他指示词的使用可以对应于单数形式和复数形式两者。除非另外明确地提及或描述了根据本公开的方法的操作顺序，否则可以以适当的顺序执行操作。本公开不限于所提到的操作顺序。
[0064]
在实施例中使用的诸如“单元”或“模块”之类的术语指示用于处理至少一个功能或操作的单元，并且可以用硬件或软件，或者用硬件和软件的组合来实现。
[0065]
所呈现的各个附图中示出的连接线或连接器意在表示各个元件之间的功能关系和/或物理或逻辑耦接。应该注意，在实际设备中可以存在许多替代或者附加的功能关系、物理连接或逻辑连接。
[0066]
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。
[0067]
图1是示意性地示出了根据示例实施例的发光器件100的结构的截面图。参照图1，发光器件100可以包括：反射层110，包括周期性地二维布置的多个纳米结构112；第一电极131，设置在反射层110上；有机发光层140，设置在第一电极131上；以及第二电极132，设置在有机发光层140上。发光器件100还可以包括设置在第二电极132上以保护第二电极132的钝化层150。
[0068]
设置在有机发光层140的下表面上的第一电极131可以用作提供空穴的阳极。设置在有机发光层140的上表面上的第二电极132可以用作提供电子的阴极。为此，第一电极131可以包括具有相对较高的功函数的材料，并且第二电极132可以包括具有相对较低的功函数的材料。
[0069]
另外，第一电极131可以是透明电极，该透明电极具有透射光(例如，可见光)的性质。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)或氧化铝锌(azo)。
[0070]
第二电极132可以是半透射电极，该半透射电极反射一部分光并透射其剩余部分。为此，第二电极132可以包括非常薄的反射金属。例如，第二电极132可以包括银(ag)、铝(al)、金(au)、镍(ni)或其合金，或者可以具有银(ag)和镁(mg)的双层结构或铝(al)和锂(li)的多层结构。第二电极132的整个厚度可以为约10nm至约50nm。由于第二电极132的厚度非常薄，所以一部分光可以穿过反射金属。
[0071]
反射层110可以被配置为反射从有机发光层140产生并透射过第一电极131的光。另外，反射层110可以包括具有导电性的材料。为此，反射层110可以包括银(ag)、金(au)、铝(al)或包括银(ag)、金(au)和铝(al)的合金。然而，反射层110不必限于此，并且可以包括其他反射材料，只要反射层170具有高反射率和导电性即可。
[0072]
反射层110可以与第二电极132一起构成微腔160。换句话说，可以在反射层110和发光器件100的第二电极132之间形成微腔160。例如，从有机发光层140产生的光可以在反射层110和第二电极132之间往复运动和谐振，然后可以通过第二电极132将与微腔160的谐
振波长相对应的光发射到发光器件100的外部。
[0073]
在反射层110和第二电极132之间形成的微腔160的谐振波长可以与微腔160的光学长度l成比例。例如，当微腔160的谐振波长是λ时，微腔160的光学长度l可以是nλ/2(n是自然数)。微腔160的光学长度l可以被确定为在反射层110和第二电极132之间形成微腔160的层的光学厚度、第二电极132的相位延迟以及反射层110的相移(例如，相位延迟)之和。在此，在反射层110和第二电极132之间形成微腔160的层的光学厚度可以与形成微腔160的层的物理厚度不同。层的光学厚度是指该层的物理厚度与该层的折射率的乘积。例如，形成微腔160的层的光学厚度可以是第一电极131的光学厚度和有机发光层140的光学厚度之和。
[0074]
根据示例实施例，可以通过在固定形成微腔160的层的光学厚度和第二电极132的相位延迟的同时仅调节由反射层110导致的相移，来调节微腔160的光学长度l或谐振波长。为了控制反射层110的相移，可以在反射层110的反射表面上形成与第一电极131接触的相位调制表面。相位调制表面可以包括纳米级的非常小的图案。例如，反射层110的相位调制表面可以具有元结构，其中周期性地设置了尺寸小于可见光的波长的纳米图案。
[0075]
参照图1，反射层110可以包括基底111以及形成在基底111的上表面114上的相位调制表面。反射层110的相位调制表面可以包括多个纳米结构112，该多个纳米结构112周期性地布置在基底111的上表面114上。多个纳米结构112可以具有从基底111的上表面114朝向第一电极131突出的柱状。例如，多个纳米结构112可以具有圆柱形状。多个纳米结构112可以与基底111一体地形成。可以设置反射层110，使得多个纳米结构112的上表面与第一电极131接触。
[0076]
相位调制表面的光学特性可以由多个纳米结构112中的每一个的临界尺寸w、纳米结构112中的每一个的高度h以及多个纳米结构112的间距或周期p确定。例如，当纳米结构112中的每一个是圆柱体时，纳米结构112中的每一个的临界尺寸w可以是纳米结构112中的每一个的直径。圆柱体的直径也可以被称为宽度。另外，当纳米结构112中的每一个是多边形柱时，纳米结构112中的每一个的临界尺寸w可以是纳米结构112中的每一个的最大宽度。
[0077]
纳米结构112的临界尺寸w、高度h和周期p相对于相位调制表面的整个区域可以是恒定的。例如，纳米结构112的临界尺寸w为约30nm至约250nm，纳米结构112的高度h为约0nm至约150nm，并且多个纳米结构112的周期p可以为约100nm至约300nm。
[0078]
如上所述，当相位调制表面的纳米结构112中的每一个的尺寸小于谐振波长时，可以形成多个纳米光谐振结构，同时入射光在纳米结构112的外围谐振。具体地，在入射光中，电场分量可以不渗透到纳米结构112之间的空间中，并且仅磁场分量可以在纳米结构112的外围谐振。因此，在纳米结构112之间的空间中形成的多个纳米光谐振结构可以是圆柱型谐振器，其中，入射光的磁场分量在纳米结构112的外围谐振。结果是，在反射层110的相位调制表面上可能会发生比由于有效光学距离(h
×
n)而引起的简单相移更大的相移，其中有效光学距离(h
×
n)由纳米结构112的高度h与纳米结构112的折射率n的乘积确定。
[0079]
因此，微腔160的谐振波长可以由相位调制表面的纳米结构112中的每一个的临界尺寸w、纳米结构112中的每一个的高度h以及多个纳米结构112的周期p确定。换句话说，当微腔160的谐振波长为λ时，可以选择相位调制表面的纳米结构112中的每一个的临界尺寸w、纳米结构112中的每一个的高度h以及相位调制表面的多个纳米结构112的周期p，使得微腔160的光学长度l为nλ/2(n是自然数)。
[0080]
然后，微腔160的谐振波长可以容易地与发光器件100的发射波长或发射颜色匹配。例如，当发光器件100是红色发光器件时，可以选择相调制表面的纳米结构112中的每一个的临界尺寸w、纳米结构112中的每一个的高度h以及相位调制表面的多个纳米结构112的周期p，使得微腔160的谐振波长对应于红色波长带。如上所述，可以在固定微腔160的物理长度和有机发光层140的内部结构的同时，仅通过反射层110的相位调制表面的结构来确定发光器件100的发射波长。
[0081]
为了防止微腔160具有偏振依赖性，可以将多个纳米结构112规则地并周期性地布置为具有4重对称特性。当微腔160具有偏振依赖性时，仅特定偏振分量的光可以谐振，这会降低发光器件100的发光效率。例如，图2是示意性地示出了图1所示的反射层110的示例结构的立体图，并且图3是示意性地示出了图1所示的反射层110的另一示例结构的立体图。参照图2，在基底111的上表面114上具有圆柱形的多个纳米结构112可以二维地规则地布置。另外，参照图3，具有方柱形的多个纳米结构112可以二维地规则地布置在基底111的上表面114上。在图2和图3中，尽管纳米结构112具有圆柱形和方柱形，但是纳米结构112的形状不必限于此。例如，纳米结构112可以具有椭圆柱形或五边形或更多边的多边柱形。
[0082]
另外，在图4和图5中，多个纳米结构112以规则的二维阵列图案布置。在这种情况下，在相位调制表面的整个区域中的两个相邻纳米结构112之间的间隔可以是恒定的。然而，如果多个纳米结构112具有4重对称特性，则多个纳米结构112可以以任何其他类型的阵列布置。例如，多个纳米结构112可以不规则地布置。在这种情况下，微腔160也可能不具有偏振依赖性。同时，在另一示例实施例中，多个纳米结构112的布置可以被设计为与4重对称性不同，使得发光器件100有意地仅发射特定偏振分量的光。例如，多个纳米结构112可以以一维阵列图案布置。
[0083]
发光器件100可以是有机发光二极管(oled)。为此，有机发光层140可以包括有机发光材料。例如，图4是更详细地示出了图1所示的有机发光层140的示例结构的截面图。参照图4，有机发光层140可以包括：空穴注入层142，设置在第一电极131上；有机发光材料层141，设置在空穴注入层142上；以及电子注入层143，设置在有机发光材料层141上。在该结构中，通过空穴注入层142提供的空穴和通过电子注入层143提供的电子可以在有机发光材料层141中结合以产生光。可以根据有机发光材料层141的发光材料的能带隙来确定所产生的光的波长。
[0084]
另外，有机发光层140还可以包括设置在空穴注入层142和有机发光材料层141之间的空穴传输层144，以进一步促进空穴的传输。另外，有机发光层140还可以包括设置在电子注入层143和有机发光材料层141之间的电子传输层145，以进一步促进电子的传输。另外，有机发光层140可以根据需要包括各种附加层。例如，有机发光层140还可以包括在空穴传输层144和有机发光材料层141之间的电子阻挡层，并且还可以包括在有机发光材料层141和电子传输层145之间的空穴阻挡层。
[0085]
有机发光材料层141可以被配置为发射可见光。例如，有机发光材料层141可以被配置为发射包括红光、绿光和蓝光中的全部的可见光。在这种情况下，如上所述，可以通过基于反射层110的相位调制表面的相位调制确定微腔160的谐振波长，来选择从发光器件100发射的发射波长。
[0086]
为了发射包括红光、绿光和蓝光中的全部的可见光，有机发光材料层141可以包
括：第一有机发光材料层141b，产生具有第一波长的光；第二有机发光材料层141g，产生具有与第一波长不同的第二波长的光；以及第三有机发光材料层141r，产生具有与第一波长和第二波长不同的第三波长的光。例如，第一波长的光可以是蓝光，第二波长的光可以是绿光，并且第三波长的光可以是红光。在这种情况下，第一有机发光材料层141b可以掺杂有发射蓝光的发光掺杂剂材料，第二有机发光材料层141g可以掺杂有发射绿光的发光掺杂剂材料，并且第三有机发光材料层141r可以掺杂有发射红光的发光掺杂剂材料。
[0087]
同时，在腔结构中，腔中光源的辐射衰减率在腔的q因子和模量的影响下发生变化，这被称为珀塞尔(purcell)效应。当增强珀赛尔效应时，可以加速光源的辐射衰减率，并且可以提高自发发射率。另外，考虑到费米(fermi)黄金法则，为了增强珀塞尔效应，原则上，可以调整高q因子、有机发光材料层中的高取向掺杂剂材料以及有机发光材料层的位置的优化。具体地，为了优化有机发光材料层的位置，有机发光材料层可以位于在微腔160中谐振的谐振波长的电场强度最大的位置处，即，位于微腔160中谐振的谐振波长的波腹中。
[0088]
图5是示出了有机发光材料层的发光特性根据其在有机发光层140中的位置而变化的表。图5的表是红色有机发光材料层的发光特性和蓝色有机发光材料层的发光特性的结果，其中红色有机发光材料层设置在与作为阴极的第二电极132相距60nm和70nm的位置处，蓝色有机发光材料层设置在与第二电极132相距60nm和70nm的位置处。另外，在图5的表中，发射类型“底部”表示下部发射结构，在该结构中，光通过第一电极131向下发射而没有谐振，因为在第一电极131下方没有反射层，并且发射类型“顶部”表示上部发射结构，在该结构中，在谐振发生后，光通过第二电极132向上发射，因为反射层110在第一电极131的下方。由于反射层110的相位调制表面，因此未考虑相位调制效果，并且假设第二电极132是ag且由于第二电极132引起的相位延迟是1.3π。另外，假设蓝色波长的波腹与第二电极132相距42nm，绿色波长的波腹与第二电极132相距55nm，并且红色波长的波腹与第二电极132相距70nm。
[0089]
参照图5的表，可以看出，在不发生谐振的下部发射结构中，与发生谐振的上部发射结构相比，红光的峰值强度和蓝光的峰值强度明显更低。另外，在下部发射结构和上部发射结构中，红光的峰值强度在红色有机发光材料层与第二电极132相距70nm时比相距60nm时显著增加，并且蓝光的峰值强度在蓝色有机发光材料层与第二电极132相距70nm时比相距60nm时降低。因此，可以看出，发光效率根据有机发光材料层的位置而变化很大。
[0090]
返回参照图4，图4中的虚线表示在反射层110和第二电极132之间谐振的示例谐振波长。在图4的示例中，选择微腔160的谐振器长度以具有二级谐振模式，在该二级谐振模式中，在微腔160中存在两个波腹。在这种情况下，第一有机发光材料层141b可以位于包括在微腔160中谐振的谐振波长的第一波腹的位置处，并且第二有机发光材料层141g和第三有机发光材料层141r可以位于包括在微腔160中谐振的谐振波长的第二波腹的位置处。
[0091]
根据本示例实施例，由于在微腔160的物理长度固定时，微腔160的谐振波长仅通过反射层110的相位调制表面的相位调制而变化，因此不管谐振波长的长度如何变化，微腔160中的波腹的位置可以保持几乎恒定。因此，不管发光器件100的发射波长如何，第一有机发光材料层141b可以被设置为包括第一波腹，并且第二有机发光材料层141g和第三有机发光材料层141r可以一起被设置为包括第二波腹。因此，当反射层110的相位调制表面被配置为使得发光器件100发射蓝光时，产生蓝光的第一有机发光材料层141b的发光效率可以增
加，而当反射层110的相位调制表面被配置为使得发光器件100发射绿光或红光时，产生绿光的第二有机发光材料层141g的发光效率和产生红光的第三有机发光材料层141r的发光效率可以增加。
[0092]
同时，有机发光层140还可以包括设置在第一有机发光材料层141b和第二有机发光材料层141g之间的电荷产生层146。电荷产生层146可以促进第一有机发光材料层141b和第二有机发光材料层141g之间的电荷转移。另外，电荷产生层146可以用作间隔层，以调节第一有机发光材料层141b的位置、第二有机发光材料层141g的位置和第三有机发光材料层141r的位置。例如，通过调节电荷产生层146的厚度，第一有机发光材料层141b可以位于包括第一波腹的位置处，并且第二有机发光材料层141g和第三有机发光材料层141r可以位于包括第二波腹的位置处。
[0093]
第二有机发光材料层141g可以设置在第一有机发光材料层141b和第三有机发光材料层141r之间，并且可以通过电荷产生层146与第一有机发光材料层141b间隔开。在该结构中，空穴注入层142设置在第一电极131和第三有机发光材料层141r之间，并且电子注入层143设置在第一有机发光材料层141b和第二电极132之间。
[0094]
图6是示出了根据另一示例实施例的有机发光层140的结构的截面图。在图6的示例中，选择微腔160的谐振器长度以具有三级谐振模式，在该三级谐振模式，在微腔160中存在三个波腹。在这种情况下，有机发光层140还可以包括附加的第一有机发光材料层141b，该附加的第一有机发光材料层141b位于包括在微腔160中谐振的谐振波长的第三波腹的位置处。另外，有机发光层140还可以包括设置在附加的第一有机发光材料层141b和第三有机发光材料层141r之间的电荷产生层146。可以通过设置在附加的第一有机发光材料层141b和第三有机发光材料层141r之间的电荷产生层146的厚度来调节附加的第一有机发光材料层141b的位置。第三有机发光材料层141r可以通过电荷产生层146与附加的第一有机发光材料层141b间隔开。在图6所示的结构中，空穴注入层142可以设置在第一电极131和附加的第一有机发光材料层141b之间。
[0095]
第二有机发光材料层141g和第三有机发光材料层141r可以彼此相邻地布置或混合，以使能量能够从第二有机发光材料层141g中的发光掺杂剂材料转移到第三有机发光材料层141r中的发光掺杂剂的材料。例如，在图4和图6中，示出了第二有机发光材料层141g被设置成与第三有机发光材料层141r无间隙地直接接触。为了在第二有机发光材料层141g和第三有机发光材料层141r之间转移能量，第二有机发光材料层141g中的发光掺杂剂材料和第三有机发光材料层141r中的发光掺杂剂材料可以是磷光掺杂剂材料。同时，第一有机发光材料层141b中的发光掺杂剂材料可以是荧光掺杂剂材料。当第一有机发光材料层141b中的发光掺杂剂材料也是磷光掺杂剂材料时，第一有机发光材料层141b可以与第二有机发光材料层141g或第三有机发光材料层141g相邻设置或与其混合，或者第一有机发光材料层至第三有机发光材料层141b、141g和141r中的全部可以彼此相邻设置或彼此混合。
[0096]
图7a和图7b是示出了不同类型的发光掺杂剂材料之间的能量转移的概念图。通常，随着发射波长增加，磷光掺杂剂材料的辐射衰减率越快。换句话说，随着发射波长增加，磷光掺杂剂材料迅速吸收能量并发射光。因此，产生绿光的磷光掺杂剂材料比产生红光的磷光掺杂剂材料更慢地吸收能量。当产生绿光的第二有机发光材料层141g和产生红光的第三有机发光材料层141r彼此相邻布置或混合，以使得在第二有机发光材料层141g中的发光
掺杂剂材料和第三有机发光材料层141r中的发光掺杂剂材料之间能够进行能量转移，同时第二有机发光材料层141g吸收能量并发射绿光(图7a)时，在第二有机发光材料层141g中没有被吸收的剩余能量可以不被浪费，而是转移到第三有机发光材料层141r，使得第三有机发光材料层141r可以发射红光(图7b)。
[0097]
图8是示出了发光特性根据不同类型的有机发光材料层之间的各种布置而变化的曲线图。在图8的曲线图中，标记为“单个”的点指代第二有机发光材料层141g和第三有机发光材料层141r分别独立地存在于单独的微腔中的情况。在该曲线图中，标记为“gbr”的点是第一有机发光材料层141b、第二有机发光材料层141g和第三有机发光材料层141r被设置成在一个微腔中彼此间隔开的情况。标记为“gr”的点是第二有机发光材料层141g和第三有机发光材料层141r被设置成在一个微腔中彼此直接接触的情况，标记为“gmr”的点是第二有机发光材料层141g和第三有机发光材料层141r部分地混合并设置在一个微腔中的情况，并且标记为“full_mix”的点是第二有机发光材料层141g和第三有机发光材料层141r完全混合并设置在一个微腔中的同一区域中的情况。参照图8的曲线图，可以看出，随着第二有机发光材料层141g和第三有机发光材料层141r之间的混合度增加，红光的发光强度逐渐增加，而绿光的发光强度逐渐降低。出现这种结果的原因在于：在第二有机发光材料层141g中的磷光掺杂剂材料充分吸收能量之前，随着第二有机发光材料层141g和第三有机发光材料层141r之间的混合度增加，能量转移到第三有机发光材料层141r中的磷光掺杂剂材料。
[0098]
图9是示出了发光效率根据不同类型的有机发光材料层(eml)之间的各种布置而变化的表，并且图10是示出了发光效率根据不同类型的有机发光材料层之间的各种布置而变化的曲线图。参照图9和图10，当第二有机发光材料层141g和第三有机发光材料层141r彼此分开大约4nm时，第三有机发光材料层141r中的外部量子效率(eqe)为4.07％，第二有机发光材料层141g中的外部量子效率为15.76％，并且整体为19.83％。另外，当第二有机发光材料层141g和第三有机发光材料层141r彼此直接接触时，第三有机发光材料层141r中的eqe为8.52％，第二有机发光材料层141g中的eqe为11.96％，并且整体为20.48％。当第二有机发光材料层141g和第三有机发光材料层141r被半混合时，第三有机发光材料层141r中的eqe为16.89％，第二有机发光材料层141g中的eqe为6.57％，并且整体为23.46％。另外，当第二有机发光材料层141g和第三有机发光材料层141r完全混合时，第三有机发光材料层141r中的eqe为18.11％，第二有机发光材料层141g中的eqe为3.69％，并且整体为21.80％。
[0099]
因此，随着第二有机发光材料层141g和第三有机发光材料层141r之间的混合度的增加，第二有机发光材料层141g的eqe减小，而第三有机发光材料层141r的eqe增加。然而，当第二有机发光材料层141g和第三有机发光材料层141r被半混合时，第二有机发光材料层141g和第三有机发光材料层141r的整体eqe最大。例如，与当第二有机发光材料层141g和第三有机发光材料层141r分开设置时的整体eqe相比，当第二有机发光材料层141g和第三有机发光材料层141r被半混合时的整体eqe增加约30％。因此，可以看出，当第二有机发光材料层141g和第三有机发光材料层141r被部分地(以预设的混合比)混合时，而不是当第二有机发光材料层141g和第三有机发光材料层141r被分别设置，或第二有机发光材料层141g和第三有机发光材料层141r完全混合时，整体eqe增加。
[0100]
另外，图11是示出了不同种类的发光掺杂剂材料之间的能量转移率和发光效率之间的关系的曲线图。在图11中，k
g-r
表示第二有机发光材料层141g中的磷光掺杂剂材料和第
三有机发光材料层141r中的磷光掺杂剂材料之间的能量转移率。能量转移率随着第二有机发光材料层141g和第三有机发光材料层141r的混合度的降低而降低，并且随着混合度的增加而增加。参照图11，可以看出存在能量转移率，在该能量转移率下，第二有机发光材料层141g和第三有机发光材料层141r的整体内部量子效率(iqe)被最大化。
[0101]
鉴于此，通过以预设的混合比部分地混合第二有机发光材料层141g和第三有机发光材料层141r，可以进一步提高发光器件100的整体发光效率。尽管当第二有机发光材料层141g和第三有机发光材料层141r混合时绿光的强度降低，但是在微腔中谐振之后从发光器件100实际发射的绿光的强度没有显著降低。另外，可以通过调节施加到第一电极131和第二电极132的电压来补偿从发光器件100发射的针对每个波长的光强度的差异。因此，可以看出，通过进一步提高发光器件100的整体发光效率而获得的益处更大。
[0102]
图12至图14是示出了在不同类型的有机发光材料层之间的各种布置示例的截面图。首先，参照图12，第二有机发光材料层141g和第三有机发光材料层141r可以部分重叠。换句话说，第二有机发光材料层141g和第三有机发光材料层141r的混合层141gr设置在第二有机发光材料层141g和第三有机发光材料层141r之间。第二有机发光材料层141g和混合层141gr可以彼此无间隙地直接接触，并且混合层141gr和第三有机发光材料层141r也可以彼此无间隙地直接接触。
[0103]
在图12中，仅绿色发光掺杂剂材料分布在第二有机发光材料层141g中，仅红色发光掺杂剂材料分布在第三有机发光材料层141r中，并且绿色发光掺杂剂材料和红色发光掺杂剂材料可以一起分布在混合层141gr中。考虑到绿光强度的降低，第二有机发光材料层141g和混合层141gr中的绿色发光掺杂剂材料的浓度可以高于第三有机发光材料层141r和混合层141gr中的红色发光掺杂剂材料的浓度。例如，绿色发光掺杂剂材料的浓度可以为约5％至约10％，并且红色发光掺杂剂材料的浓度可以为约2％至约3％。
[0104]
参照图13，多个第二有机发光材料层141g和多个第三有机发光材料层141r可以在从第二电极132朝向第一电极131的方向上彼此交替地布置。多个第二有机发光材料层141g和多个第三有机发光材料层141r可以彼此无间隙地直接接触。在从第二电极132朝向第一电极131的方向上首先布置的第二有机发光材料层141g的厚度可以大于后面的多个第二有机发光材料层141g的厚度。后面的多个第二有机发光材料层141g的厚度可以相同。另外，多个第三有机发光材料层141r的厚度可以相同。备选地，当以不同的方式表示图13所示的结构时，可以认为多个薄膜第三有机发光材料层141r以规则的间隔被插入到第二有机发光材料层141g的下部区域中。
[0105]
考虑到绿光强度的降低，第二有机发光材料层141g中的每一个的厚度可以大于第三有机发光材料层141r中每一个的厚度。例如，第二有机发光材料层141g中的每一个的厚度可以为约5nm至约10nm，并且第三有机发光材料层141r中的每一个的厚度可以为约2nm至约5nm。备选地，第二有机发光材料层141g中的每一个的厚度和第三有机发光材料层141r中的每一个的厚度可以相同，并且第二有机发光材料层141g中的每一个中的绿色发光掺杂剂材料的浓度可以高于第三有机发光材料层141r中的每一个中的红色发光掺杂剂材料的浓度。
[0106]
参照图14，第三有机发光材料层141r不单独存在，而是可以与第二有机发光材料层141g混合以形成混合层141gr，并设置在第二有机发光材料层141g的下部区域中。换句话
说，第三有机发光材料层141r与第二有机发光材料层141g重叠以形成混合层141gr，并设置在第二有机发光材料层141g的下部区域中。因此，第二有机发光材料层141g和第三有机发光材料层141r的混合层141gr设置在第二有机发光材料层141g的下方。第二有机发光材料层141g和混合层141gr可以彼此无间隙地直接接触。
[0107]
图15是示意性地示出了根据另一示例实施例的发光器件100a的结构的截面图。参照图15，发光器件100a可以包括：反射层110，包括相位调制表面；透明平面化层120，设置在反射层110上；第一电极131，设置在平面化层120上；有机光发光层140，设置在第一电极131上；以及第二电极132，设置在有机发光层140上。发光器件100还可以包括设置在第二电极132上的钝化层150。
[0108]
在图1所示的发光器件100的情况下，由于第一电极131直接设置在反射层110上，所以第一电极131的下表面可以具有与反射层110的相位调制表面互补的形状。在图15所示的发光器件100a的情况下，在反射层110上设置具有平坦的平面形状的上表面的平面化层120，并且在平面化层120上设置第一电极131，因此第一电极131的下表面可以具有平坦的平面形状。在这种情况下，平面化层120的下表面具有与反射层110的相位调制表面互补的形状。平面化层120可以包括导电材料或绝缘材料。
[0109]
图16是示意性地示出了根据另一示例实施例的发光器件100b的结构的截面图。参照图16，发光器件100b可以包括具有平坦的平面形状的下表面和上表面的平面化层120。在这种情况下，可以在反射层110的多个纳米结构112之间填充透明电介质121。例如，透明电介质121可以包括空气以及sio2、sin
x
、al2o3和hfo2中的至少一种。
[0110]
图17是示意性地示出了根据另一示例实施例的发光器件100c的结构的截面图。图17所示的发光器件100c可以包括反射层110a，该反射层110a具有与上述反射层110的相位调制表面不同的相位调制表面。
[0111]
图18是示意性地示出了图17所示的反射层110a的示例结构的立体图。参照图17和图18，反射层110a可以包括：多个纳米结构112，其面向第一电极131并在基底111的上表面114上突出，且被周期性地布置；以及多个凹陷113，其通过凹入基底111的上表面114而形成。多个纳米结构112的上表面可以接触平面化层120或第一电极131。
[0112]
从基底111的上表面114突出的纳米结构112中的每一个和从基底111的上表面114凹入的凹陷113中的每一个可以具有小于可见光波长的尺寸。纳米结构112和凹陷113可以被形成为间隔开，并且上表面114所占据的面积可以大于多个纳米结构112或多个凹陷113所占据的面积。另外，纳米结构112中的每一个所占据的面积可以大于或等于凹陷113中的每一个所占据的面积。
[0113]
多个纳米结构112和多个凹陷113可以周期性地二维地布置。如上所述，多个纳米结构112可以用于调节微腔160的光学长度l，以使与发光器件100c的发射波长相对应的光谐振。多个凹陷113可以吸收具有不需要在微腔160中谐振的波长的光。为此，多个凹陷113可以具有约80nm至约250nm的直径，并且可以具有约100nm或更小的深度。被吸收的光的波长可以根据凹陷113中的每一个的直径而变化。纳米尺寸的多个凹陷113被设置在反射层110a的相位调制表面上，因此具有不需要谐振的波长的光可以被凹陷213进一步吸收。因此，可以提高发光器件100c的色纯度。
[0114]
上述发光器件可以应用于显示装置的多个像素。图19是示意性地示出了根据示例
实施例的显示装置1000的结构的截面图。参照图19，显示装置1000可以包括发射不同颜色的光的多个像素。在此，多个像素可以包括在基板的同一平面上彼此相邻布置的红色像素1100、绿色像素1200和蓝色像素1300。在图19中，为方便起见，仅示出了包括红色像素1100、绿色像素1200和蓝色像素1300的一个单位像素，但是实际上，可以重复布置非常大量的红色像素1100、绿色像素1200和蓝色像素1300。
[0115]
红色像素1100被示出为具有与图15所示的发光器件100b相同的结构，但是不限于此。红色像素1100可以包括：第一反射层110r；平面化层120，设置在第一反射层110r上；第一电极131，设置在平面化层120上；有机发光层140，设置在第一电极131上；以及第二电极132，设置在有机发光层140上。红色像素1100还可以包括设置在第二电极132上的透明钝化层150。第一反射层110r可以具有多个纳米结构，并且可以构成第一微腔，该第一微腔与第二电极132一起使红光r谐振。
[0116]
绿色像素1200也被示出为具有与图15所示的发光器件100b相同的结构，但是不限于此。绿色像素1200可以包括：第二反射层110g；平面化层120，设置在第二反射层110g上；第一电极131，设置在第二平面化层120上；有机发光层140，设置在第一电极131上；第二电极132，设置在有机发光层140上；以及钝化层150，设置在第二电极132上。第二反射层110g可以具有多个纳米结构，并且可以构成第二微腔，该第二微腔与第二电极132一起使绿光g谐振。
[0117]
蓝色像素1300可以包括：第三反射层110b；平面化层120，设置在第三反射层110b上；第一电极131，设置在平面化层120上；有机发光层140，设置在第一电极131上；第二电极132，设置在有机发光层140上；以及钝化层150，设置在第二电极132上。蓝色像素1300中的第三反射层110b的上表面可以包括平坦的反射表面。第三反射层110b可以形成第三微腔，该第三微腔与第二电极132一起使蓝光谐振。例如，可以将蓝色像素1300的第三微腔的光学长度确定为设置在第三反射层110b和第二电极132之间的材料的光学长度之和。
[0118]
由于可以根据上述显示装置1000中的第一反射层110r和第二反射层110g的纳米结构的布置来确定发射光谱，所以红色像素1100、绿色像素1200和蓝色像素1300的物理厚度可以相同。例如，在红色像素1100、绿色像素1200和蓝色像素1300中，第一电极131、有机发光层140、第二电极132和钝化层150的所有结构和物理厚度可以相同。因此，不必针对每个像素以不同方式形成第一电极131、有机发光层140、第二电极132和钝化层150，从而容易地制造显示装置1000。尤其是易于增加显示装置1000的面积。
[0119]
上述发光器件和显示装置可以不受限制地应用于各种尺寸和各种用途的设备。例如，上述发光器件和显示装置可以应用于移动电话或智能手机的显示面板，可以应用于平板电脑或智能平板电脑的显示面板，可以应用于笔记本计算机、电视或智能电视的显示面板，或者可以应用于头戴式显示器、眼镜型显示器、护目镜型显示器中使用的小型显示面板等。
[0120]
已经参考附图所示的示例实施例描述了上述发光器件和包括该发光器件的显示装置，但是这仅是示例性的。上述示例性实施例仅仅作为示例而不应被解释为限制。本教导能够被容易地应用于其他类型的装置。此外，对示例性实施例的描述意在是说明性的，而不是为了限制权利要求的范围，并且本领域技术人员将清楚多种替代、修改和变化。