تاثير ضخامت لايه هاي فعال و ميانگير بر كارايي ديودهاي گسيلنده آلي نور سبز

The Effect of Thickness of Active and Buffer Layers on Performance of Green Organic Light Emitting Diode

در اين مقاله ديودهاي گسيلنده آلي نور سبز با ساختار ITO/MoO3/TPD/Alq3/LiF/Al طراحي و با استفاده از روش تبخير حرارتي، ساخته شدند. اثرات ضخامت لايه هاي TPD به عنوان لايه انتقال دهنده حفره، Alq3 به عنوان لايه انتقال دهنده الكترون و گسيلنده نور و MoO3 كه نقش لايه ميانگير تزريق كننده حفره را ايفا مي كند، بر عملكرد اين ديودها بررسي شد. به منظور به دست آوردن بهترين كارايي از ساختار موردنظر، با در نظر گرفتن دامنه تغييرات مناسب در ضخامت لايه ها، ضخامت بهينه لايه هاي Alq3، TPD و لايه ميانگير MoO3 در ساختار مورد استفاده تعيين و نقش هر يك از آن ها تجزيه و تحليل شد. پس از اندازه گيري پارامترهاي نورسنجي ديودهاي ساخته شده، ضخامت بهينه 45 نانومتر براي Alq3، 40 نانومتر براي TPD و 15 نانومتر براي MoO3 تعيين شد. با بهينه سازي ضخامت لايه ها كارايي ديود به واسطه افزايش توازن الكترون-حفره در فصل مشترك لايه گسيلنده و انتقال دهنده حفره، بهبود داده شد. از منحني مشخصه چگالي جريان – ولتاژ، مقدار ولتاژ آستانه براي ديود بهينه شده 3/9 (V) تعيين شد كه مقدار آن در ديودهاي نورگسيل آلي حائز اهميت است. همچنين بر اساس نتايج الكترولومينسانسي براي ديود نور گسيل آلي بهينه شده، حداكثر بازده جريان 2/1 (cd/A)، بيشينه لومينسانس 7530 (cd/m2) و بيشترين شدت تابشي در طول موج حدود nm 530 اندازه گيري شد.

In this paper, green organic light emitting diodes (OLED) with the structure of ITO/MoO3/TPD/Alq3/LiF/Al were designed and fabricated using thermal evaporation technique. The effects of thickness of the Alq3 as the electron transport and emitter layer, TPD as the hole injection layer, and MoO3 which plays the role of the buffer layer of hole injector, were investigated on the performance of these diodes. In order to obtain the best performance of the proposed structure, by considering the appropriate range of the thickness of the layers, the optimum thickness of the Alq3, TPD and the buffer layer of MoO3 is determined in the used structure and the function of each of them was analyzed. After measuring the photometric parameters of the fabricated diodes, the optimized thickness of 45 nm for Alq3, 40 nm for TPD, and 15 nm for MoO3 were determined. By optimizing the thickness of the layers, the efficiency of the diode was improved due to the balance of the distribution of electrons and holes in the interface of emissive and hole transport layers. From the current density-voltage characteristic curve, the threshold voltage for the optimized diode was determined to be 3.9 (V), which is an important value in organic light emitting diode. Also, according to electroluminescent results for the optimized organic light emitting diode, maximum current efficiency was about 2.1 (cd/A), the maximum luminescence was 7530 (cd/m2) and maximum radiation was measured at the wavelength of about 530 nm.