CN113465887A - 一种发光器件激子特性参数反演方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种发光器件激子特性参数反演方法及装置，属于发光器件领域，方法包括：构建基于发光器件TM/TE偏振态远场视角光谱、激子特性参数以及ETL膜层厚度的正向模型；调整正向模型中ETL膜层厚度，筛选出对激子分布函数敏感的第一ETL膜层厚度集；基于实际测量的TE偏振态远场视角光谱与基于最终ETL膜层厚度获取的理论TE偏振态远场视角光谱，结合线性拟合方法与非线性拟合方法，获取发光器件最终的激子分布函数；基于最终的激子分布函数和实际测量的TE偏振态远场视角光谱，采用最小二乘法反演得到激子取向参数。本发明无需提前获取激子分布初始形貌，实现了发光器件特性参数的准确、鲁棒性良好地反演。
Description
技术领域
本发明属于发光器件领域，更具体地，涉及一种发光器件激子特性参数反演方法及装置。
背景技术
众所周知，不论是发光二极管(Light Emitting Diode,LED)、有机发光二极管(Organic LightEmitting Diode，OLED)还是量子点发光二极管(Quantum Dot LightEmitting Diodes,QLED)，其工作原理均为在外加电压作用下，电子和空穴子克服表面能障，并分别穿过电子传输层以及空穴传输层等功能层后在发光层中复合成激子，最后激子辐射产生光子。从光学角度，由于激子主要向垂直于偶极矩方向辐射电磁场，水平取向的偶极子的辐射光大多数垂直于器件基底，从而可以减少波导模态、基底模态以及等离子体模态的能量损耗，提高空气模态能量，因此器件中水平取向的激子有利于提高器件的出射效率。一般来讲，发光器件发光层中激子特性参数的准确获取使进行光学仿真和优化的基础。
目前国内外许多学者已经对发光材料的激子特性参数进行了系统地研究，主要方法有以下三种：(1)理论计算，根据密度泛函理论计算激子取向参数，根据载流子电学仿真激子分布参数；但是理论计算中采用的密度泛函理论方法计算量大，载流子电学仿真依赖于电子迁移率的获取；(2)离位测量，如椭偏测量法、激发态寿命测量法等；但是离位测量中椭偏测量法不能获取掺杂材料体系的激子取向，也不能获得器件实际工作时激子复合位置分布参数；激发态寿命测量法测量荧光材料激子取向时存在较大误差。在实际发光器件中激子特性参数还取决于后处理等工艺过程，但理论计算和离位测量均没有考虑到该特性，因此，逆向反演方法称为了获取发光器件实际工作时激子特性参数最重要的方法。(3)逆向反演，基于实验测得的发光器件远场视角光谱并结合光学模型进行反演，但是目前通过光学模型逆向反演的方法均需要提前获知激子分布的大致形貌，才能提高拟合结果的可靠性。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种发光器件激子特性参数反演方法及装置，旨在解决现有的激子特性参数的获取方法中，逆向反演方法通过光学模型逆向反演需要提前获知激子分布的大致形貌，而激子分布的大致形貌通常很难获取，激子分布的大致形貌是否正确也无法考究，因此会导致获取的发光器件激子特性参数准确性和鲁棒性较差的问题。
为实现上述目的，一方面，本发明提供了一种发光器件激子特性参数反演方法，包括以下步骤：
S1：构建基于发光器件TM/TE偏振态远场视角光谱、激子特性参数以及ETL膜层厚度的正向模型；
S2：不断调整正向模型中ETL膜层厚度，通过建立激子分布参数敏感度分析方法，筛选出对激子分布函数敏感的第一ETL膜层厚度集；
S3：基于实际测量的TE偏振态远场视角光谱与基于最终ETL膜层厚度获取的理论TE偏振态远场视角光谱，结合线性拟合方法与非线性拟合方法，获取发光器件最终的激子分布函数；
其中，最终ETL膜层厚度通过计算基于第一ETL膜层厚度集的线性算子矩阵的条件数筛选获得；
S4：基于最终的激子分布函数和实际测量的TE偏振态远场视角光谱，采用最小二乘法反演得到激子取向参数。
优选地，S3具体包括如下步骤：
S3.1：获取基于第一ETL膜层厚度集的理论TE偏振态远场视角光谱表达式；
S3.2：计算理论TE偏振态远场视角光谱表达式中的线性算子矩阵T的条件数，从第一ETL膜层厚度集中剔除病态线性算子矩阵对应的ETL膜层厚度，得到最终ETL膜层厚度；
S3.3：基于最终ETL膜层厚度获取的理论TE偏振态远场视角光谱以及实际测量的TE偏振态远场视角光谱，采用线性方法获取激子分布初始形貌g1(z)；
S3.4：根据激子分布初始形貌g1(z)，选择最接近的典型激子分布函数g2(z)；
S3.5：将典型激子分布函数输入至正向模型，利用最小二乘法进行逆向反演，获取最终的激子分布函数。
优选地，正向模型为：
PTE(TM)(λ,θ)＝TTE(TM)[Θ,g(z),d],
其中，d为ETL膜层厚度，Θ为激子取向参数，描述了竖直取向激子数量在总激子数中的占比；g(z)为发光层中激子分布函数；T为线性算子，表示ETL膜层材料光学参数及激子特性参数形成的空间到发光器件远场视角光谱空间的映射；PTE(TM)(λ,θ)为单个激子λ波长θ视角下的理论TE/TM偏振态远场视角光谱；
优选地，线性算子矩阵的条件数为：
其中，σ1(T)和σ3(T)为矩阵T的最大奇异值和第三大奇异值。
优选地，激子分布初始形貌为：
其中，
为实际测量的TE偏振态远场视角光谱；T*为基于最终ETL膜层厚度获取的理论的TE偏振态远场视角光谱，w为激子位置的权重系数；
优选地，最终的激子分布函数为：
其中，
为基于g2(z)计算获取的理论TE偏振态远场视角光谱；d*为最终设定的ETL膜层厚度。
另一方面，本发明提供了一种发光器件激子特性参数反演装置，包括：正向模型构建模块、第一ETL膜层厚度集获取模块、激子分布函数获取模块、最终ETL膜层厚度筛选模块和激子取向参数反演模块；
正向模型构建模块用于构建基于发光器件TE偏振态远场视角光谱、激子特性参数以及ETL膜层厚度的正向模型；
第一ETL膜层厚度集获取模块用于不断调整所述正向模型中ETL膜层厚度，通过建立激子分布参数敏感度分析方法，筛选出对激子分布函数敏感的第一ETL膜层厚度集；
激子分布函数获取模块用于基于实际测量的TE偏振态远场视角光谱与基于最终ETL膜层厚度获取的理论TE偏振态远场视角光谱，结合线性拟合方法与非线性拟合方法，获取发光器件最终的激子分布函数；
最终ETL膜层厚度筛选模块用于通过计算基于所述第一ETL膜层厚度集的线性算子矩阵的条件数，筛选获得最终ETL膜层厚度；
激子取向参数反演模块用于基于所述最终的激子分布函数和实际测量的TE偏振态远场视角光谱，采用最小二乘法反演得到激子取向参数。
优选地，激子分布函数获取模块包括：TE偏振态远场视角光谱获取单元、激子分布初始形貌获取单元、典型激子分布函数选择单元和最终激子分布函数计算单元：
TE偏振态远场视角光谱获取单元用于获取基于第一ETL膜层厚度集的理论TE偏振态远场视角光谱表达式；
激子分布初始形貌获取单元用于基于最终ETL膜层厚度获取的理论TE偏振态远场视角光谱以及实际测量的TE偏振态远场视角光谱，采用线性方法获取激子分布初始形貌；
典型激子分布函数选择单元用于根据激子分布初始形貌，选择最接近的典型激子分布函数；
最终激子分布函数计算单元用于将所述典型激子分布函数输入至正向模型，利用最小二乘法进行逆向反演，获取最终的激子分布函数。
优选地，激子分布初始形貌为：
其中，
为实际测量的TE偏振态远场视角光谱；T*为基于最终ETL膜层厚度获取的理论的TE偏振态远场视角光谱，w为激子位置的权重系数。
优选地，最终的激子分布函数为：
其中，
为基于g2(z)计算获取的理论TE偏振态远场视角光谱；d*为最终设定的ETL膜层厚度。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：
本发明提供了基于实际测量的TE偏振态远场视角光谱与基于最终ETL膜层厚度获取的理论TE偏振态远场视角光谱，结合线性拟合方法与非线性拟合方法，获取发光器件最终的激子分布函数；其中，所述最终ETL膜层厚度是通过计算基于所述第一ETL膜层厚度集的线性算子矩阵的条件数筛选获得；实现分步式发光器件激子特性参数拟合，无需提前获取激子分布初始形貌，实现了发光器件特性参数的准确、鲁棒性良好地反演。
本发明提出不断调整正向模型中的ETL膜层厚度，建立激子分布参数敏感度分析方法，筛选出对激子分布函数敏感的第一ETL膜层厚度集。主要基于电子传输层(ETL)的电子迁移率高，其厚度对电子发光器件中传输的TM/TE偏振态远场视角光谱影响很小，调整ETL的厚度对激子分布函数影响很小，但是ETL膜层厚度可以改善发光器件远场视角光谱对激子分布函数的敏感程度。在上述的基础上，本发明提出了基于线性拟合与非线性拟合的分步式拟合反演方法，在无需知晓激子分布大致形貌的情况下实现了激子分布参数的逆向反演，同时，提出了敏感度分析方法，实现了OLED器件中激子特性参数的准确、鲁棒性地反演。
附图说明
图1是本发明实施例提供的发光器件激子特性参数反演方法流程图；
图2(a)是本发明实施例提供的ETL膜层厚度为5nm时不同激子位置对应的归一化视角强度曲线；
图2(b)是本发明实施例提供的ETL膜层厚度为50nm时不同激子位置对应的归一化视角强度曲线；
图2(c)是本发明实施例提供的ETL膜层厚度为136nm时不同激子位置对应的归一化视角强度曲线；
图3(a)是本发明实施例提供的不同ETL厚度下线性算子矩阵的最大奇异值和第三大的奇异值的曲线图；
图3(b)是本发明实施例提供的不同ETL厚度下线性算子矩阵的条件数曲线图；
图4(a)是本发明实施例提供的OLED器件TM偏振态远场视角光谱(加噪音)；
图4(b)是本发明实施例提供的OLED器件TE偏振态远场视角光谱(加噪音)；
图5(a)是本发明实施例提供的未引入噪声的OLED器件激子分布函数；
图5(b)是本发明实施例提供的引入噪声的OLED器件激子分布函数。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
一方面，本发明提供了一种发光器件激子特性参数反演方法，包括如下步骤：
S1：构建基于发光器件TM/TE偏振态远场视角光谱、激子特性参数以及ETL膜层厚度的正向模型；
具体地，正向模型为：
PTE(TM)(λ,θ)＝TTE(TM)[Θ,g(z),d],
其中，d为ETL膜层厚度，Θ为激子取向参数，描述了竖直取向激子数量在总激子数中的占比；g(z)为发光层中激子分布函数；T为线性算子，表示ETL膜层材料光学参数及激子特性参数形成的空间到发光器件远场视角光谱空间的映射；PTE(TM)(λ,θ)为单个激子λ波长θ视角下的出射光强度(理论TE/TM偏振态远场视角光谱)；
S2：不断调整正向模型中ETL膜层厚度，通过建立激子分布参数敏感度分析方法，筛选出对激子分布函数敏感的第一ETL膜层厚度集；
优选地，由于电子传输层(ETL)的电子迁移率较高，其厚度对电子在发光器件中传输的TM/TE偏振态远场视角光谱影响很小，调整ETL的厚度对激子分布函数影响很小，但是ETL膜层厚度可以改善发光器件远场视角光谱对激子分布函数的敏感程度；
激子分布参数敏感度分析方法为：设置不同的ETL膜层厚度时不同激子位置对应的归一化视角强度曲线，对比不同ETL膜层厚度的归一化视角强度曲线，筛选出对激子分布函数比较敏感的ETL膜层厚度；
S3：基于实际测量的TE偏振态远场视角光谱与基于最终ETL膜层厚度获取的理论TE偏振态远场视角光谱，结合线性拟合方法与非线性拟合方法，获取发光器件最终的激子分布函数；
优选地，S3.1：根据第一ETL膜层厚度集，获取理论TE偏振态远场视角光谱表达式；
具体地，由于发光器件中激子之间发出的光是不相干的，故远场视角光谱等效为不同界面上激子独立辐射后的加权求和；根据上述正向模型，发光器件辐射的TE偏振态远场视角光谱与激子分布函数的线性关系可以表示为：
其中，Pλr,θr表示第r个波长第r个视角下的出射强度；zi为发光层中激子相对位置；wi为发光层中激子相对位置的权重；上述表达式可简化成如下：
P*＝T·w
其中，P*和w为MN×1维列向量；线性算子矩阵T为MN×MN维矩阵；M为波长数目；N为视角数目；T为TE偏振态远场视角光谱；激子相对位置的权重矩阵w描述了激子分布初始形貌；
S3.2：计算理论TE偏振态远场视角光谱表达式中的线性算子矩阵T的条件数，从第一ETL膜层厚度集中剔除病态线性算子矩阵对应的ETL膜层厚度；
具体地，如果后续线性拟合中线性算子矩阵T是病态的，对于微小的扰动十分敏感，则难以反演得到激子分布函数；因此，需要遍历第一ETL膜层厚度集中各膜层厚度，选出使线性算子矩阵T较小的膜层厚度；线性算子矩阵T的条件数为：
其中，σ1(T)和σ3(T)为矩阵T的最大奇异值和第三大奇异值；需指出，合理的ETL膜层厚度的获取需要同时考虑线性算子矩阵的条件数以及步骤S2中的激子分布参数敏感度分析方法；
S3.3：基于最终ETL膜层厚度获取的理论TE偏振态远场视角光谱以及实际测量的TE偏振态远场视角光谱，采用线性方法获取激子分布初始形貌g1(z)，即为：
其中，
为实际测量的TE偏振态远场视角光谱；T*为基于最终ETL膜层厚度获取的理论的TE偏振态远场视角光谱，w为激子位置的权重系数矩阵；
S3.4：根据线性方法获取的激子分布初始形貌g1(z)，选择最接近的典型激子分布函数g2(z)；
S3.5：结合正向模型，采用最小二乘法进行逆向反演，获取最终的激子分布函数g*(z)；
其中，
为基于g2(z)计算获取的理论TE偏振态远场视角光谱；d*为最终设定的ETL膜层厚度；
S4：基于最终的激子分布函数和实际测量的TE偏振态远场视角光谱，拟合得到激子取向参数。
具体地，根据最终的激子分布函数、TM偏振态远场视角光谱以及正向模型，采用最小二乘法反演得到激子的取向参数Θ*，该过程表示为：
实施例
本实施例中发光器件为底出射绿光OLED器件，膜厚结构可以描述为：Ag(20nm)/MgAg(100nm)/ETL(50nm)/EML(30nm)/HTL(50nm)/PEDOT:PSS(30n m)/ITO(160nm)/Glass(Incoherence)。由于实际发光器件中的激子特性参数难以获得精确解，本实施例采用对仿真数据加噪声的方式作为实验数据，方便逆向反演结果的验证。仿真时电流密度为10mA/cm2，载流子平衡率为1，激子复合概率为1，取向设定为Θ＝0.28，激子分布函数为高斯分布
其中，幅值a＝1，均值b＝0.6，方差c＝2nm。由于实际测量过程中往往存在误差，在器件的远场辐射光谱中引入信噪比为30:1的高斯噪声。如图1所示，本实施例提供了一种发光器件激子特性参数反演方法，主要包括以下步骤：
S1：获取OLED器件TM/TE偏振态远场视角光谱、激子特性参数以及膜层厚度的正向模型；
S2：在5nm至200nm范围内遍历ETL膜层厚度，分别绘制不同位置上OLED器件归一化视角强度曲线(激子相对位置分别为：激子相对位置分别为：δ(z)＝0，δ(z)＝0.25，δ(z)＝0.5，δ(z)＝0.75，δ(z)＝1))；图2(a)、图2(b)和图2(c)分别为当ETL膜层厚度为5nm，50nm以及136nm时对应的归一化视角强度曲线，当ETL膜层厚度为5nm以及136nm时，OLED器件的视角强度曲线对发光层中激子分布参数的敏感程度均较高；
S3：基于线性算子矩阵条件数，确定ETL膜层厚度后，采用OLED器件实际测量的TE偏振态远场视角光谱与理论的TE偏振态远场视角光谱，获取激子分布函数；
S3.1：根据步骤S1中建立的正向模型，可以得到OLED器件中激子相对位置权重与远场视角光谱之间线性算子矩阵T；为避免线性算子矩阵T是病态的，在5nm至200nm范围内遍历ETL膜层厚度，使得线性算子矩阵T的条件数较小，线性算子矩阵T的条件数定义为：
其中，σ1(T)和σ3(T)为矩阵T的最大奇异值和第三大奇异值；不同ETL厚度下线性算子矩阵最大奇异值和第三大奇异值如图3(a)所示，不同ETL厚度下线性算子矩阵的条件数如图3(b)所示，综合考虑，ETL膜层厚度最终设定为136nm；
S3.2：基于上述设定的ETL膜层厚度，采用正向模型对OLED器件进行光学仿真，并对仿真后的结果引入信噪比为30:1的高斯噪声，如图4(a)和图4(b)分别为OLED器件TM偏振态远场视角光谱(加噪声)和OLED器件TE偏振态远场视角光谱(加噪声)；
由线性方法确定激子分布函数的初始形貌g1(z)；
其中，
为实际测量的TE偏振态远场视角光谱；T为理论的TE偏振态远场视角光谱，w为激子位置的权重系数；
S3.3：通过线性拟合方法得到的激子分布形貌如图5(a)和图5(b)中虚线所示；其中，图5(a)是未引入噪声的OLED器件激子分布函数；图5(b)是引入噪声的OLED器件激子分布函数；根据线性拟合获得激子的初始分布形貌，选择激子分布形貌为高斯分布函数g2(z)；
S3.4：基于正向模型，采用最小二乘法进行逆向反演，获取最终的激子分布函数g*(z)；
其中，
为基于g2(z)计算获取的理论TE偏振态远场视角光谱；d*为最终设定的ETL膜层厚度；
如图5中点划线所示，其中，幅值a＝1，均值b＝0.6，方差c＝2nm。从图5中可以看出，线性拟合能较好地获得激子的初始分布形貌，但是和初始设定参数相差较大；非线性拟合后得到的激子分布函数基本和初始设定值一致。此外，从图5中还可以看出引入30:1的信噪比的噪声后，在低条件数下仍能获得精确的反演结果；
S4：根据步骤S3反演得到的激子分布函数、步骤S1中的正向模型、OLED器件的实际测量的TE偏振态远场视角光谱，采用最小二乘法逆向反演激子取向参数，取向参数为Θ＝0.28，反向获取的激子取向参数与初始设定参数保持一致。
综上所述，本发明提供的发光器件激子特性参数反演方法，首先利用激子取向参数与TE偏振态远场视角光谱无关这一特征，由TM偏振态远场视角光谱通过线性-非线性拟合方法获取激子分布参数，然后再由TM偏振态远场视角光谱拟合得到激子取向参数。本发明不需要提前获知激子分布的大致形貌，便可以对激子特性参数实现精确、鲁棒地反演，为发光器件激子特性的原位测量以及后续的优化奠定了基础。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种发光器件激子特性参数反演方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：构建基于发光器件TE偏振态远场视角光谱、激子特性参数以及ETL膜层厚度的正向模型；
S2：不断调整所述正向模型中ETL膜层厚度，通过建立激子分布参数敏感度分析方法，筛选出对激子分布函数敏感的第一ETL膜层厚度集；
S3：基于实际测量的TE偏振态远场视角光谱与基于最终ETL膜层厚度获取的理论TE偏振态远场视角光谱，结合线性拟合方法与非线性拟合方法，获取发光器件最终的激子分布函数；
其中，所述最终ETL膜层厚度是通过计算基于所述第一ETL膜层厚度集的线性算子矩阵的条件数筛选获得；
S4：基于所述最终的激子分布函数和实际测量的TE偏振态远场视角光谱，采用最小二乘法反演得到激子取向参数。
2.根据权利要求1所述的发光器件激子特性参数反演方法，其特征在于，所述S3具体包括如下步骤：
S3.1：获取基于所述第一ETL膜层厚度集的理论TE偏振态远场视角光谱表达式；
S3.2利用S3.1获取的理论TE偏振态远场视角光谱表达式，计算线性算子矩阵T的条件数，从所述第一ETL膜层厚度集中剔除病态线性算子矩阵对应的ETL膜层厚度，得到最终ETL膜层厚度；
S3.3：基于最终ETL膜层厚度获取的理论TE偏振态远场视角光谱以及实际测量的TE偏振态远场视角光谱，采用线性方法获取激子分布初始形貌；
S3.4：根据激子分布初始形貌，选择最接近的典型激子分布函数；
S3.5：将所述典型激子分布函数输入至正向模型，利用最小二乘法进行逆向反演，获取最终的激子分布函数。
3.根据权利要求1所述的发光器件激子特性参数反演方法，其特征在于，所述正向模型为：
PTE(TM)(λ,θ)＝TTE(TM)[Θ,g(z),d],
其中，d为ETL膜层厚度，Θ为激子取向参数，描述了竖直取向激子数量在总激子数中的占比；g(z)为发光层中激子分布函数；T为线性算子，表示ETL膜层材料光学参数及激子特性参数形成的空间到发光器件远场视角光谱空间的映射；PTE(TM)(λ,θ)为单个激子λ波长θ视角下的理论TE/TM偏振态远场视角光谱。
4.根据权利要求1至3任一所述的发光器件激子特性参数反演方法，其特征在于，所述线性算子矩阵的条件数为：
其中，σ1(T)和σ3(T)为矩阵T的最大奇异值和第三大奇异值。
5.根据权利要求2所述的发光器件激子特性参数反演方法，其特征在于，所述激子分布初始形貌为：
其中，
为实际测量的TE偏振态远场视角光谱；T*为基于最终ETL膜层厚度获取的理论的TE偏振态远场视角光谱，w为激子位置的权重系数。
6.根据权利要求5所述的发光器件激子特性参数反演方法，其特征在于，所述最终的激子分布函数为：
其中，
d*}，
为基于g2(z)计算获取的理论TE偏振态远场视角光谱；d*为最终设定的ETL膜层厚度。
7.一种发光器件激子特性参数反演装置，其特征在于，包括：正向模型构建模块、第一ETL膜层厚度集获取模块、激子分布函数获取模块、最终ETL膜层厚度筛选模块和激子取向参数反演模块；
所述正向模型构建模块用于构建基于发光器件TE偏振态远场视角光谱、激子特性参数以及ETL膜层厚度的正向模型；
所述第一ETL膜层厚度集获取模块用于不断调整所述正向模型中ETL膜层厚度，通过建立激子分布参数敏感度分析方法，筛选出对激子分布函数敏感的第一ETL膜层厚度集；
所述激子分布函数获取模块用于基于实际测量的TE偏振态远场视角光谱与基于最终ETL膜层厚度获取的理论TE偏振态远场视角光谱，结合线性拟合方法与非线性拟合方法，获取发光器件最终的激子分布函数；
所述最终ETL膜层厚度筛选模块用于通过计算基于所述第一ETL膜层厚度集的线性算子矩阵的条件数，筛选获得最终ETL膜层厚度；
所述激子取向参数反演模块用于基于所述最终的激子分布函数和实际测量的TE偏振态远场视角光谱，采用最小二乘法反演得到激子取向参数。
8.根据权利要求7所述的发光器件激子特性参数反演装置，其特征在于，所述激子分布函数获取模块包括：TE偏振态远场视角光谱获取单元、激子分布初始形貌获取单元、典型激子分布函数选择单元和最终激子分布函数计算单元：
所述TE偏振态远场视角光谱获取单元用于获取基于所述第一ETL膜层厚度集的理论TE偏振态远场视角光谱表达式；
所述激子分布初始形貌获取单元用于基于最终ETL膜层厚度获取的理论TE偏振态远场视角光谱以及实际测量的TE偏振态远场视角光谱，采用线性方法获取激子分布初始形貌；
所述典型激子分布函数选择单元用于根据激子分布初始形貌，选择最接近的典型激子分布函数；
所述最终激子分布函数计算单元用于将所述典型激子分布函数输入至正向模型，利用最小二乘法进行逆向反演，获取最终的激子分布函数。
9.根据权利要求8所述的发光器件激子特性参数反演装置，其特征在于，所述激子分布初始形貌为：
其中，
为实际测量的TE偏振态远场视角光谱；T*为基于最终ETL膜层厚度获取的理论的TE偏振态远场视角光谱，w为激子位置的权重系数。
10.根据权利要求9所述的发光器件激子特性参数反演装置，其特征在于，所述最终的激子分布函数为：
其中，
d*}，
为基于g2(z)计算获取的理论TE偏振态远场视角光谱；d*为最终设定的ETL膜层厚度。
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Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002162501A (ja) * | 2000-11-28 | 2002-06-07 | Mitsubishi Chemicals Corp | 半導体結晶粒子を含有する薄膜状成形体、及びその用途 |
| JP2004170382A (ja) * | 2002-07-26 | 2004-06-17 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光スペクトラム測定器および偏波状態測定器 |
| CN103616802A (zh) * | 2013-11-23 | 2014-03-05 | 华中科技大学 | 一种光刻机投影物镜波像差的测量方法 |
| US20160200974A1 (en) * | 2015-01-12 | 2016-07-14 | The Board Of Trustees Of The University Of Illinois | Brightness equalized quantum dots |
| CN108780042A (zh) * | 2016-01-13 | 2018-11-09 | 尼克根合伙Ip有限责任公司 | 用于多参数光谱的系统和方法 |
| CN111312593A (zh) * | 2019-11-15 | 2020-06-19 | 杭州电子科技大学 | 一种二维过渡金属硫族化合物明、暗激子的调控方法 |
| CN112179874A (zh) * | 2020-09-29 | 2021-01-05 | 华中科技大学 | 一种发光材料激子取向的测量方法及装置 |
-
2021
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Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002162501A (ja) * | 2000-11-28 | 2002-06-07 | Mitsubishi Chemicals Corp | 半導体結晶粒子を含有する薄膜状成形体、及びその用途 |
| JP2004170382A (ja) * | 2002-07-26 | 2004-06-17 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光スペクトラム測定器および偏波状態測定器 |
| CN103616802A (zh) * | 2013-11-23 | 2014-03-05 | 华中科技大学 | 一种光刻机投影物镜波像差的测量方法 |
| US20160200974A1 (en) * | 2015-01-12 | 2016-07-14 | The Board Of Trustees Of The University Of Illinois | Brightness equalized quantum dots |
| CN108780042A (zh) * | 2016-01-13 | 2018-11-09 | 尼克根合伙Ip有限责任公司 | 用于多参数光谱的系统和方法 |
| CN111312593A (zh) * | 2019-11-15 | 2020-06-19 | 杭州电子科技大学 | 一种二维过渡金属硫族化合物明、暗激子的调控方法 |
| CN112179874A (zh) * | 2020-09-29 | 2021-01-05 | 华中科技大学 | 一种发光材料激子取向的测量方法及装置 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| PERUCCO, B 等: "On the exciton profile in OLEDs-seamless optical and electrical modeling", 《ORGANIC ELECTRONICS》 * |
| 陈光德: "GaN激子跃迁的时间分辨光谱学研究", 《光学学报》 * |
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