Enhancing light outcoupling of TADF OLEDs with plasmonic nanoparticle arrays
Loading...
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Perustieteiden korkeakoulu |
Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Authors
Date
2023-12-12
Department
Major/Subject
Materials Physics and Quantum Technology major
Mcode
SCI3107
Degree programme
Master’s Programme in Engineering Physics
Language
en
Pages
59 + 3
Series
Abstract
Organic LEDs (OLEDs) are environmentally friendly light-generation devices, proposed to replace the conventional LEDs. Amongst the most efficient solutions are a class of OLED materials known as thermally-activated delayed fluorescence (TADF), which can reach efficiencies of nearly 100% for photon creation from charge injections. One central problem, however, is loss of the created photons due to total internal reflections within the device. In this thesis, the problem of photon outcoupling in TADF OLEDs is tackled by using nanoparticle lattices. Plasmonic nanoparticles ordered periodically induce electromagnetic resonances called surface lattice resonances (SLR). Increase in the outcoupling is proposed to occur by coupling the emitted light to those SLR modes, which can be extracted from the device. A sample with aluminium nanoparticles coated with a blue-emitting DMAC-DPS layer was fabricated and the emission studied by optically pumping the sample with a laser. The emission measurements showed clear gain in the intensity due to the inclusion of the nanoparticles. Additionally, tailoring properties of the polarization, angular distribution and color of light via the SLR modes and optical properties of the organic layer were quantified.Orgaaniset loistediodit (OLEDit) ovat uuden sukupolven valaistuslaitteita, jotka ovat ympäristöystävällisempiä kuin nykyiset teknologiat. Tehokkaimmat OLEDit toimivat termisesti-aktivoidun viivästyneen fluoresenssin avulla. Niiden valontuottotehokkuus saavuttaa lähes 100%. Keskeisin ongelma näissä laitteissa johtuu OLEDin kerrosten välisestä taitekerroin-erosta ja näin ollen häviöistä kokonaisheijastumisen takia. Tässä opinnäytetyössä tutkittiin laitteesta ulos pääsevän valon määrän lisäämistä plasmonisten nanopartikkelihilojen avulla. Periodisesti järjestetyt nanopartikkelit muodostavat pintahilamoodeja, joiden avulla orgaanisesta aineesta emittoitunut valo voidaan ohjata ulos laitteesta. Tutkimus toteutettiin valmistamalla näyte, jossa alumiininen nanopartikkelihila päällystettiin sinistä valoa lähettävällä molekyylikerroksella. Emissiota tutkittiin optisesti pumppaamalla näytettä laserin avulla. Mittaukset osoittivat selkeästi nanopartikkelien kasvattavan ulos pääsevän valon intensiteettiä. Näiden tulosten lisäksi pintahilamoodien polarisaatio- ja kulmajakaumapiirteitä sekä orgaanisen molekyylikerroksen optisia ominaisuuksia tutkittiin valkoisen valon avulla.Description
Supervisor
Törmä, PäiviThesis advisor
Heilmann, RebeccaKeywords
plasmonics, OLED, thermally-activated delayed fluorescence, outcoupling