Logiciel de simulation OLED avancé

Vidéo explicative qui montre comment simuler des OLED dans OghmaNano. La vidéo contient une piste audio.

Main OghmaNano window showing an OLED device stack in the 3D view — Interface principale d’OghmaNano pour la simulation d’un écran OLED.

Escape probability versus wavelength and depth from the OLED optical outcoupling tool — Carte de couplage optique externe indiquant la probabilité d’échappement en fonction de la longueur d’onde et de la position dans la pile.

Results of the combined optical and electrical OLED simulation — Résultats combinés obtenus à partir de mesures électro-optiques sur des diodes OLED, incluant le courant, l’intensité lumineuse et les paramètres liés au rendement.

EQE spectrum as a function of wavelength for different applied voltages — Spectre de l’efficacité quantique externe (EQE) en fonction de la tension, qui illustre la manière dont les effets de cavité et le déplacement de la zone de recombinaison modifient la performance.

OLED layer editor showing the emissive layer thickness and stack structure — L’éditeur de calques permet de définir l’empilement OLED, la couche émissive, les couches de transport et les électrodes.

1. Introduction

OghmaNano propose une solution de pointe. Plate-forme de simulation OLED pour la modélisation de diodes électroluminescentes organiques en utilisant une approche multi-physique auto-cohérente. Le simulateur combine transport de charges, recombinaison, extraction optique et modélisation de l’émission, le tout intégré dans un même modèle, ce qui permet d’analyser en détail le fonctionnement interne des dispositifs OLED.

Au lieu de considérer l’appareil comme une boîte noire, OghmaNano permet aux utilisateurs de comprendre comment la structure des couches, l’énergie, les barrières d’injection, l’équilibre de la mobilité, la recombinaison et les interférences optiques des couches minces déterminent la réponse électrique et optique finale. Cela comprend la position de la région émissive, la distribution des électrons et des trous, le spectre de sortie, l’efficacité quantique externe (EQE) et la couleur résultante. Le principal processus de simulation est illustré dans Figure ??tandis que la structure OLED elle-même peut être modifiée directement à l’aide de l’éditeur de calques présenté dans Figure ??.

On peut utiliser le même modèle pour simulations à l’état stationnaire, simulations transitoires et simulations en courant alternatif dans en 1D, en 2D et en 3D géométries. Une visite guidée est disponible sur Figure ??et le tutoriel complet est disponible à l’adresse suivante : Partie A : Simulation de dispositifs OLED – optique cohérente de couches minces.

✨ Ce que vous pouvez faire avec OghmaNano.

Simuler le fonctionnement complet d’un écran OLED : modéliser l’injection, le transport, la recombinaison et l’émission de lumière des charges dans une simulation unique et cohérente de l’ensemble du dispositif.
Résoudre le couplage électro-optique : utiliser le profil de recombinaison obtenu grâce au solveur électrique comme source d’émission pour le modèle optique.
Calculer le couplage optique : étudier la probabilité d’échappement, les effets de la cavité et l’émission en fonction de la longueur d’onde à l’aide de l’optique cohérente des couches minces.
Analysez les spectres et l’efficacité quantique externe (EQE) : simulez directement la luminance, l’EQE et les spectres d’émission en fonction de la tension.
Suivi de la stabilité des couleurs : calcul des coordonnées CIE et étude des variations de couleur en fonction de la tension, causées par les effets de cavité et le déplacement de la zone de recombinaison.
Étudiez la conception des dispositifs : faites varier l’épaisseur des couches, les propriétés de transport, l’efficacité d’émission et l’emplacement de la recombinaison afin de déterminer les facteurs qui limitent les performances.
Effectuez une comparaison directe avec les résultats expérimentaux : interprétez les courbes I–V–L, les mesures d’efficacité quantique et les mesures spectrales à l’aide d’un modèle basé sur la physique, plutôt que de vous limiter à un ajustement empirique.

Essayez un exemple utilisant la technologie OLED.

👉 Commencez par Tutoriel sur les écrans OLED (partie A) pour obtenir des propriétés optiques cohérentes dans les couches minces, ou passer à Partie B pour le lancer de rayons et l’émission en fonction de l’angle.

2. Pourquoi la simulation des écrans OLED nécessite-t-elle un modèle multiphysique ?

Les performances des écrans OLED sont régies par un couplage étroit entre le transport électrique et l’émission optique. Le courant seul ne suffit pas : la distribution interne des porteurs détermine où se produit la recombinaison, l’efficacité avec laquelle les photons sont générés et la quantité de lumière qui s’échappe de la structure multicouche. De légères modifications de l’équilibre de la mobilité, des barrières d’injection, de la position de la zone de recombinaison ou de l’épaisseur des couches peuvent modifier considérablement l’efficacité et la couleur.

C’est pourquoi la modélisation physique réaliste des écrans OLED nécessite plus qu’une simple description par un circuit équivalent. OghmaNano résout directement l’état interne du dispositif, ce qui permet aux utilisateurs de distinguer les limitations de transport, les pertes de recombinaison, l’efficacité d’émission et les effets d’extraction optique, au lieu de les regrouper dans des paramètres d’ajustement empiriques.

Le calcul de la sortie optique peut être vérifié directement, comme illustré dans Figure ??Cette carte illustre comment la probabilité d’échappement dépend à la fois de la longueur d’onde et de la position à l’intérieur du dispositif, ce qui permet de visualiser immédiatement l’importance des effets de cavité.

3. Simulation combinée des propriétés électriques et optiques des OLED.

Dans OghmaNano, le modèle optique OLED peut être directement associé à la simulation électrique de la dérive et de la diffusion. Dans ce processus, le profil de recombinaison obtenu grâce au solveur électrique sert de source d’émission pour le calcul optique, ce qui permet de prédire à la fois le comportement courant-tension et le rendement optique à partir de la même simulation.

Les résultats obtenus comprennent la densité de courant, la luminance, l’efficacité quantique externe (EQE), les spectres de luminescence et les valeurs relatives aux couleurs. Un exemple typique de ces résultats est présenté dans Figure ??où la simulation électro-optique combinée génère les fichiers pertinents et les enregistre dans le navigateur de sortie pour une analyse plus approfondie.

Cela permet de mettre en relation les phénomènes qui se produisent à l’intérieur de l’OLED (injection, transport, superposition des porteurs et recombinaison) avec les mesures effectuées à l’extérieur du dispositif.

4. Spectres, rendement quantique et couleur.

L’un des avantages les plus importants de la simulation OLED est la possibilité d’étudier l’évolution du spectre d’émission et du rendement quantique externe (EQE) en fonction de la tension. À mesure que la zone de recombinaison se déplace à l’intérieur de la cavité optique, différentes parties du spectre d’émission sont couplées avec des rendements différents, ce qui peut entraîner directement des variations de couleur en fonction de la tension.

Ce comportement peut être analysé à l’aide du spectre EQE calculé, présenté dans Figure ??Dans OghmaNano, ces données spectrales peuvent être combinées avec les calculs CIE afin de suivre l’évolution de la chromaticité en fonction de la tension de fonctionnement.

Les prochaines étapes utiles comprennent notamment Tutoriel sur les écrans OLED (partie A), le Tutoriel sur le ray tracing et les écrans OLED (partie B), l’ensemble section consacrée à la théorie de la dérive-diffusionet états excités et processus d’émission.