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01.05.2019 | Ausgabe 5/2019 Open Access

Optical and Quantum Electronics 5/2019

FDTD modelling of nanostructured OLEDs: analysis of simulation parameters for accurate radiation patterns

Zeitschrift:
Optical and Quantum Electronics > Ausgabe 5/2019
Autoren:
Hannes Lüder, Martina Gerken
Wichtige Hinweise
This article is part of the Topical Collection on Optical Wave and Waveguide Theory and Numerical Modelling, OQTNM 2018.
Guest Edited by Stefan Helfert, Manfred Hammer, Dirk Schulz.

Publisher's Note

Springer Nature remains neutral with regard to jurisdictional claims in published maps and institutional affiliations.

Abstract

Nanostructures in OLEDs allow to manipulate the radiation pattern and direct light of a specific wavelength into a specific angle in the far field by resonant light outcoupling. We present a theoretical study investigating simulation conditions for accurate radiation patterns employing the FDTD method. Radiation patterns of single dipole emitters placed in a sufficiently large simulation domain are superimposed to model the incoherent emission of a continuous emission layer. The necessary simulation domain size is derived by considering propagation length and field profile of the guided mode of a corresponding unstructured OLED. A 5 nm mesh resolution is determined as a good compromise between accuracy and simulation time. The position of an emitter with respect to the grating has a large influence on the radiation pattern. Nevertheless, we demonstrate for nine different OLED structures that the radiation pattern of a homogeneous emission layer is approximated with an amplitude error of less than 5% by superimposing only four equally spaced dipoles at positions \(\pm \,(1/8, 3/8, 5/8, 7/8) \cdot \varLambda /2\), which avoid points of high symmetry.

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