Προηγμένο λογισμικό προσομοίωσης OLED.

Βίντεο επίδειξης που δείχνει πώς να προσομοιώσετε OLEDs στο OghmaNano. Το βίντεο περιλαμβάνει ήχο.

Main OghmaNano window showing an OLED device stack in the 3D view — Κύρια διεπαφή του OghmaNano για μια προσομοίωση OLED.

Escape probability versus wavelength and depth from the OLED optical outcoupling tool — Χάρτης οπτικής εξόδου που απεικονίζει την πιθανότητα διαφυγής ως συνάρτηση του μήκους κύματος και της θέσης στην στοίβα.

Results of the combined optical and electrical OLED simulation — Συνδυασμένα ηλεκτρο-οπτικά αποτελέσματα OLED, συμπεριλαμβανομένων των μετρήσεων ρεύματος, της φωτεινής απόδοσης και άλλων παραμέτρων που σχετίζονται με την απόδοση.

EQE spectrum as a function of wavelength for different applied voltages — Φασματική απεικόνιση της εξωτερικής κβαντικής απόδοσης (EQE) σε σχέση με την τάση, η οποία δείχνει πώς οι επιδράσεις της κοιλότητας και η μετατόπιση της ζώνης ανασύνθεσης αναδιαμορφώνουν την έξοδο.

OLED layer editor showing the emissive layer thickness and stack structure — Ο επεξεργαστής στρώσεων χρησιμοποιείται για τον ορισμό της στοίβας OLED, της εκπεμπτικής στρώσης, των στρώσεων μεταφοράς και των ηλεκτροδίων.

1. Εισαγωγή

Η OghmaNano παρέχει ένα προηγμένο πλαίσιο προσομοίωσης OLED για τη μοντελοποίηση οργανικών διόδων εκπομπής φωτός, χρησιμοποιώντας μια αυτοσυνεπή, πολυφυσική προσέγγιση. Ο προσομοιωτής συνδυάζει τη μεταφορά φορτίου, την ανασυνδυασμό, την οπτική έξοδο και τη μοντελοποίηση εκπομπής σε ένα ενιαίο πλαίσιο, επιτρέποντας την λεπτομερή ανάλυση της εσωτερικής λειτουργίας των συσκευών OLED.

Αντί να αντιμετωπίζει τη συσκευή ως ένα αδιαφανές σύστημα, το OghmaNano επιτρέπει στους χρήστες να κατανοήσουν πώς η δομή των στρώσεων, η ενέργεια, τα εμπόδια έγχυσης, η ισορροπία της κινητικότητας, η ανασυνδυασμός και η οπτική συμβολή της λεπτής μεμβράνης καθορίζουν την τελική ηλεκτρική και οπτική απόκριση. Αυτό περιλαμβάνει τη θέση της εκπεμπόμενης περιοχής, την κατανομή των ηλεκτρονίων και των οπών, το φάσμα εξόδου, το EQE και το τελικό χρώμα. Η κύρια ροή εργασίας προσομοίωσης απεικονίζεται στο Εικόνα ??, ενώ η ίδια η στοίβα OLED μπορεί να επεξεργαστεί απευθείας χρησιμοποιώντας τον επεξεργαστή στρώσεων που εμφανίζεται στο Εικόνα ??.

Το ίδιο πλαίσιο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για προσομοιώσεις σταθερής κατάστασης, μεταβατικών φαινομένων και εναλλασσόμενου ρεύματος σε γεωμετρίες 1D, 2D και 3D. Μια αναλυτική παρουσίαση είναι διαθέσιμη στο Εικόνα ?? και το πλήρες εκπαιδευτικό υλικό μπορεί να βρεθεί στο Μέρος Α: Προσομοίωση συσκευής OLED – συνεκτική οπτική λεπτών υμενίων.

✨ Τι μπορείτε να κάνετε με το OghmaNano

Προσομοιώστε την πλήρη λειτουργία μιας οθόνης OLED: μοντελοποιήστε την εισαγωγή φορτίου, τη μεταφορά, την ανασυνδυασμό και την εκπομπή φωτός σε μια ενιαία, αυτοσυνεπή προσομοίωση συσκευής.
Επιλύστε τη σύζευξη ηλεκτρο-οπτικού πεδίου: χρησιμοποιήστε το προφίλ ανασύνθεσης από τον ηλεκτρικό επιλυτή ως πηγή εκπομπής για το οπτικό μοντέλο.
Υπολογίστε την οπτική έξοδο: μελετήστε την πιθανότητα διαφυγής, τις επιδράσεις της κοιλότητας και την εκπομπή που εξαρτάται από το μήκος κύματος χρησιμοποιώντας συνεκτική οπτική λεπτών υμενίων.
Εξετάστε τα φάσματα και την απόδοση εξωτερικής κβαντικής απόδοσης (EQE): προσομοιώστε την φωτεινότητα, την EQE και τα φάσματα εκπομπής ως συνάρτηση της τάσης απευθείας.
Παρακολούθηση της σταθερότητας του χρώματος: υπολογισμός των συντεταγμένων CIE και μελέτη των μεταβολών του χρώματος που εξαρτώνται από την τάση και προκαλούνται από φαινόμενα κοιλότητας και μετατόπιση της ζώνης ανασύνθεσης.
Εξερευνήστε τον σχεδιασμό της συσκευής: μεταβάλλετε το πάχος των στρώσεων, τις ιδιότητες μεταφοράς, την απόδοση εκπομπής και την τοποθεσία ανασύνθεσης, προκειμένου να κατανοήσετε ποιοι παράγοντες περιορίζουν την απόδοση.
Συγκρίνετε απευθείας με το πείραμα: ερμηνεύστε τις μετρήσεις I–V–L, EQE και φασματικές χρησιμοποιώντας ένα φυσικό μοντέλο και όχι απλώς εμπειρική προσαρμογή.

Δοκιμάστε ένα παράδειγμα με τεχνολογία OLED.

👉 Ξεκινήστε με το Οδηγό OLED (Μέρος Α) για τη συνεκτική οπτική λεπτών υμενίων ή προχωρήστε στο Μέρος Β για την ανίχνευση ακτίνων και την εκπομπή που εξαρτάται από τη γωνία.

2. Γιατί η προσομοίωση OLED απαιτεί ένα μοντέλο πολλαπλών φυσικών φαινομένων.

Η απόδοση των οθονών OLED καθορίζεται από την ισχυρή αλληλεπίδραση μεταξύ της ηλεκτρικής αγωγιμότητας και της οπτικής εκπομπής. Η ίδια η ένταση του ρεύματος δεν είναι αρκετή: η εσωτερική κατανομή των φορέων φορτίου καθορίζει πού συμβαίνει η ανασύνθεση, πόσο αποτελεσματικά παράγονται τα φωτόνια και πόσο από αυτό το φως διαφεύγει από τη πολυεπίπεδη στοίβα. Μικρές αλλαγές στην ισορροπία της κινητικότητας, στα εμπόδια έγχυσης, στη θέση της ζώνης ανασύνθεσης ή στο πάχος των στρώσεων μπορούν να αλλάξουν σημαντικά την απόδοση και το χρώμα.

Για αυτόν τον λόγο, η φυσικά ρεαλιστική μοντελοποίηση OLED απαιτεί κάτι περισσότερο από μια απλή περιγραφή με ισοδύναμο ηλεκτρικό κύκλωμα. Το OghmaNano επιλύει άμεσα την εσωτερική κατάσταση της συσκευής, επιτρέποντας στους χρήστες να διαχωρίζουν τους περιορισμούς μεταφοράς, τις απώλειες ανασύνθεσης, την απόδοση εκπομπής και τις οπτικές επιδράσεις σύζευξης, αντί να τα ενσωματώνουν σε εμπειρικές παραμέτρους προσαρμογής.

Ο υπολογισμός της οπτικής εξόδου μπορεί να ελεγχθεί απευθείας, όπως φαίνεται στην Εικόνα ??. Αυτός ο χάρτης δείχνει πώς η πιθανότητα διαφυγής εξαρτάται τόσο από το μήκος κύματος όσο και από τη θέση εντός της συσκευής, καθιστώντας άμεσα ορατό τον ρόλο των επιδράσεων της κοιλότητας.

3. Συνδυασμένη ηλεκτρική και οπτική προσομοίωση OLED.

Στο OghmaNano, το οπτικό μοντέλο OLED μπορεί να συνδεθεί απευθείας με την προσομοίωση ηλεκτρικής μεταφοράς-διάχυσης. Σε αυτήν τη διαδικασία, το προφίλ ανασύνθεσης από τον ηλεκτρικό επιλυτή λειτουργεί ως η πηγή εκπομπής για τον οπτικό υπολογισμό, επιτρέποντας την πρόβλεψη τόσο της συμπεριφοράς ρεύματος-τάσης όσο και της οπτικής απόδοσης από την ίδια προσομοίωση.

Τα αποτελέσματα που προκύπτουν περιλαμβάνουν την πυκνότητα ρεύματος, τη φωτεινότητα, την απόδοση εξωτερικής κβαντικής απόδοσης (EQE), τα φάσματα εκπομπής φωτός και τις ποσότητες που σχετίζονται με το χρώμα. Ένα τυπικό σύνολο αποτελεσμάτων παρουσιάζεται στο Εικόνα ??, όπου η συνδυασμένη ηλεκτρο-οπτική προσομοίωση αποθηκεύει τα σχετικά αρχεία στον περιηγητή εξόδου για περαιτέρω ανάλυση.

Αυτό καθιστά δυνατή τη σύνδεση των φαινομένων που συμβαίνουν στο εσωτερικό της OLED – όπως η έγχυση, η μεταφορά, η επικάλυψη των φορέων και η ανασύνθεση – με τις μετρήσεις που λαμβάνονται εξωτερικά της συσκευής.

4. Φάσματα, απόδοση ποσοτικής ενέργειας και χρώμα.

Ένα από τα πιο χρήσιμα πλεονεκτήματα της προσομοίωσης OLED είναι η δυνατότητα μελέτης του τρόπου με τον οποίο το εκπεμπόμενο φάσμα και η απόδοση εξωτερικής κβαντικής απόδοσης (EQE) μεταβάλλονται ανάλογα με την τάση. Καθώς η ζώνη ανασύνθεσης μετατοπίζεται μέσα στην οπτική κοιλότητα, διαφορετικά τμήματα του φάσματος εκπομπής εξάγονται με διαφορετικές αποδόσεις, γεγονός που μπορεί να οδηγήσει άμεσα σε μεταβολές του χρώματος ανάλογα με την τάση.

Αυτή η συμπεριφορά μπορεί να ελεγχθεί μέσω του υπολογισμένου φάσματος EQE που εμφανίζεται στο Εικόνα ??. Στο OghmaNano, αυτά τα φασματικά αποτελέσματα μπορούν να συνδυαστούν με υπολογισμούς CIE για την παρακολούθηση της χρωματικότητας ως συνάρτηση της τάσης λειτουργίας.

Χρήσιμα επόμενα βήματα περιλαμβάνουν το σεμινάριο OLED (Μέρος Α), το σεμινάριο OLED με ανίχνευση ακτίνων (Μέρος Β), την ευρύτερη ενότητα θεωρίας διάχυσης-μεταφοράς και διεγερμένες καταστάσεις και διαδικασίες εκπομπής.