有機發(fā)光二極管（OLED）中產(chǎn)生的光在進入空氣的過程中,會因材料折射率的不匹配而產(chǎn)生全內(nèi)反射現(xiàn)象,極大地限制了器件的出光效率,最終只有20%的光能夠進入空氣中。采用有限時域差分（FDTD）的理論計算方法,在OLED器件中嵌入由高折射率與低折射率材料組成的光子晶體結(jié)構(gòu),研究了不同光子晶體周期、深度以及折射率參數(shù)對器件出光效率的影響。結(jié)果表明:在可見光范圍內(nèi)（400～700 nm）,光子晶體的深度為0.45μm、周期為1.4μm、占空比為50%以及介質(zhì)1與介質(zhì)2折射率為2.2∶1.0時,光子晶體OLED器件的平均出光效率提高到40.7%,平均增強系數(shù)為122%。 

【文章來源】：南京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2020,42(01)北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

OLED器件中的波導(dǎo)模式

如圖2所示,普通平板OLED器件結(jié)構(gòu)主要包括玻璃基板、透明導(dǎo)電陽極ITO、空穴傳輸層(HTL)N,N′-二苯基-N,N′-二(1-萘基)-1,1′-聯(lián)苯-4,4′-二胺(NPB)、有機發(fā)光層8-羥基喹啉鋁(Alq3)、電子注入層(EIL)LiF以及金屬陰極Al。模型所采用的各層材料的厚度分別為ITO (100 nm)/NPB(60 nm)/Alq3(40 nm)/LiF(1 nm)/Al(150 nm)。玻璃基板厚度遠大于其他層,因此,在建立模型結(jié)構(gòu)時假定玻璃基板為無限厚。在仿真區(qū)域內(nèi)采用非均勻網(wǎng)格設(shè)置,即在光源處的網(wǎng)格設(shè)置為2 nm,而在玻璃內(nèi)的網(wǎng)格尺寸設(shè)置為20 nm,默認網(wǎng)格精度為2。結(jié)構(gòu)模型X軸方向與Z軸正方向上使用完美匹配層(PML)作為邊界條件來吸收入射到邊界的光,避免光在邊界面處發(fā)生反射,Z軸負方向上則采用金屬層作為邊界條件,避免光從金屬陰極處透射出去。在器件的玻璃基板內(nèi),沿X軸的方向放置一條長度和器件結(jié)構(gòu)等寬的監(jiān)測線,通過遠場轉(zhuǎn)化指數(shù)(far_field_change_index)計算得到光在玻璃/空氣界面處的反射與折射。添加的光子晶體結(jié)構(gòu)設(shè)置在ITO層與玻璃基板之間的界面上,如圖2所示,該光子晶體是由介質(zhì)1和介質(zhì)2材料周期性排列組成,并且只考慮介質(zhì)材料的折射率,不考慮消光系數(shù)。光子晶體基本結(jié)構(gòu)參數(shù)包括光子晶體深度H、周期P和晶體寬度L,通過這3個參數(shù),定義光子晶體的占空比R,計算公式見式(3)。

真實OLED器件的發(fā)光屬于一種面發(fā)光,但是在器件內(nèi)放置多個偶極子光源會發(fā)生相干干涉,從而無法準確地得到器件出光效率。因此,本文將一個偶極子分別放置在介質(zhì)1和介質(zhì)2的正下方,同時對X、Y和Z軸3個方向進行計算,然后對結(jié)果取平均作為OLED器件的出光效率。同時,模型中所采用的有機發(fā)光材料為Alq3,Alq3是一種綠色熒光材料,光致發(fā)光光譜(PL)強度歸一化后可以得到此發(fā)光光譜的峰值在λ=537 nm(綠光)處,如圖3所示。1.3 效率計算

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3621543