توصيفگر ها :
اولد , كاواك نوري , ضريب كيفيت , ضريب ظرافت , پهناي طيف
چكيده فارسي :
با توجه به پيشرفتهاي وسيع در حوزه فناوري نانو و الكترونيك آلي، ديود نور گسيل آلي يا به اختصار
اولد به عنوان يكي از اميدواركنندهترين منابع نور در دهههاي اخير مطرح شده است. اولد به دليل
مزايايي همچون مصرف انرژي پايين، زاويه ديد گسترده، پاسخگويي سريع و قابليت ساخت در ابعاد
مختلف، مورد توجه محققان است. همچنين، مفهوم كاواك به عنوان يك ابزار قدرتمند براي كنترل
انتشار نور در اولدها مطرح ميشود. اثر كاواك در اولد، منجر به افزايش كارايي و بهبود كيفيت نور
خروجي از قطعه ميشود. با استفاده از اثر كاواك ميتوان پهناي باند و شدت انتشار نور خروجي از
قطعه را كنترل كرد. در اين پژوهش تلاش شده است، ساختارها و لايههاي آلي سازنده اولد به صورت
مجزا معرفي و وظيفه هر لايه و سازوكار توليد و انتشار نور در اولدها بيان شد. ساختار ميكروكاواكهاي
نوري و تأثير آنها در بازده نوري خروجي قطعه و پديدههايي كه منجر به تلفات در قطعه ميشوند، شد.
سپس يك ترتيب مشخص از لايههاي آلي براي اولد، در دو ساختار تابش از بالا و تابش از پايين توسط
نرمافزار كامسول شبيهسازي شد. نتايج حاصل از شبيهسازي و معادلات تئوري مربوط به كاواك باهم
مقايسه و ارائه شد. بررسي نتايج نشان داد، تشكيل كاواك منجر به باريك شدن پهناي طيف در جهت
عمودي در هر دو ساختار شده است؛ هرچه بازتاب الكترودهاي قطعه بيشتر باشد، كاواك تشكيلشده
قويتر، پهناي طيف باريكتر و ضريب ظرافت بزرگتر ميشود. دو قطعه با كاتد يكسان از جنس
آلومينيوم و آندهاي ITOو طلا شبيهسازي شد. قطعه اول با آند ،ITOضريب ظرافت برابر با 2.4دارد.
در حالي كه قطعه دوم با آند طلا كه طلا بازتاب بيشتري نسبت به ITOدارد، ضريب ظرافت برابر با 4.7
است. اين موضوع در قطعههايي با آند يكسان و كاتدهاي متفاوت نيز بررسي شد و نتيجه يكسان بود.
سه قطعه با آند طلا و كاتدهايي از جنس آلومينيوم، مس و كروم بررسي شد، ضريب ظرافت براي سه
قطعه به ترتيب برابر با، 3.3 ،4.7و 2.8است. ضريب بازتاب آلومينيوم تقريبا ً برابر 100درصد، ضريب
بازتاب مس در حدود 50درصد و ضريب بازتاب كروم 40درصد است. اولد با آند طلا و كاتد آلومينيوم
بهترين پهناي طيف و اولد با كاتد آلومينيوم و آند ITOبيشترين ميزان تابش را داشت.
چكيده انگليسي :
Substantial progress in nanotechnology and organic electronics in recent years leads to
the emergence of organic light-emitting diodes (OLEDs) as a highly promising light
source. Several advantages of OLEDs, including low power consumption, wide viewing
angles, quick response time, and versatile manufacturing sizes, have attracted huge
interest from researchers. Optical cavities, or the so-called microcavities, could also be
an effective approach for managing light emission in OLEDs, where the cavity effect
results in higher light quality and increased efficiency. The spectral bandwidth and
intensity of the light that emits could be managed through using the cavity effect. This
research was aimed at discussing the organic layers that constitute OLEDs and to
describe the mechanisms of light generation and emission at each layer. The
phenomena causing optical losses as well as optical microcavities and their impact on
light outcoupling efficiency were studied. A specific arrangement of organic layers for
OLEDs has been simulated using COMSOL Multiphysics in both top-emitting and
bottom-emitting configurations. The results of these simulations are compared with
theoretical optical cavity equations. The findings indicate that cavity formation
significantly narrows the spectral bandwidth in the vertical emission direction for both
configurations. COMSOL Multiphysics has been used to simulate various layer
structures of OLEDs in both top-emitting and bottom-emitting configurations. The
findings from such simulations were compared with theoretical optical cavity relations.
The results showed that cavity formation significantly narrows the spectral bandwidth
in the vertical emission direction for both configurations. The created cavity becomes
stronger as the device electrodes' reflectivity rises, which narrows the spectrum and
raises the fineness factor. Two sets of devices with distinct anodes, i.e., ITO and gold,
were simulated, for which aluminum was in common for the cathode. The finesse
factor of the device with an ITO anode was 2.4, whereas the finesse factor of the later
with gold—which has a higher reflectivity than ITO—was 4.7. Furthermore, more
devices with different cathodes (aluminum, copper, and chromium) and identical ITO
anodes were also simulated, and such a pattern was also observed. Three devices with
gold anodes and cathodes made of aluminum, copper, and chromium were examined,
resulting in finesse factors of 4.7, 3.3, and 2.8, respectively. The reflectivity coefficients
of aluminum, copper, and chromium were approximately 1, 0.5, and 0.4. This research
showed that OLEDs with a gold anode and an aluminum cathode provide the best
spectral bandwidth, while OLEDs with an aluminum cathode and an ITO anode have
the highest emission.
