KR20210129568A - Simulation apparatus and method for OLED module - Google Patents

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KR20210129568A KR1020200103169A KR20200103169A KR20210129568A KR 20210129568 A KR20210129568 A KR 20210129568A KR 1020200103169 A KR1020200103169 A KR 1020200103169A KR 20200103169 A KR20200103169 A KR 20200103169A KR 20210129568 A KR20210129568 A KR 20210129568A
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Abstract

The present invention relates to a simulation apparatus for an OLED module and a simulation method thereof and, more specifically, to a simulation apparatus for an OLED module, which supports calculation of a current generated when voltage is applied to an OLED module through numerical analysis based on parameter values specified by a user for materials forming the OLED module to support design of the OLED module, and a simulation method thereof. According to the present invention, by providing convenience for solving a Poisson equation and a continuity equation at once by using pdepe, which is a MATLAB built-in function, while providing a simulator in which a user can directly designate layers and parameter values for an OLED module to be designed, the method can reduce cost, simplify a simulation calculation process, and ensure easy accessibility for users in comparison with existing simulators. In addition, the method provides an effect of supporting design of a multi-layer OLED module capable of emitting light at a relatively low voltage with high accuracy to improve a low efficiency generated by increasing voltage. The method comprises a receiving step, an initial value calculation step, a function application step, a determination step, and a current density calculation step.

Description

OLED 모듈을 위한 시뮬레이션 장치 및 방법{Simulation apparatus and method for OLED module}Simulation apparatus and method for OLED module

본 발명은 OLED 모듈을 위한 시뮬레이션 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 OLED 모듈을 구성하는 물질에 대해 사용자가 지정한 파라미터 값을 기초로 수치해석을 통해 OLED 모듈에 대한 전압 인가시에 발생하는 전류를 산출할 수 있도록 지원하여 OLED 모듈의 설계를 지원하는 OLED 모듈을 위한 시뮬레이션 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a simulation apparatus and method for an OLED module, and more specifically, a current generated when a voltage is applied to an OLED module through numerical analysis based on a parameter value specified by a user for a material constituting the OLED module. It relates to a simulation apparatus and method for an OLED module that supports the design of the OLED module by supporting the calculation.

차세대 디스플레이로서 시장 점유율을 장악 하고 있는 OLED는 대형 디스플레이뿐만 아니라 TV, 그리고 모바일까지 폭넓게 쓰이고 있으며 이를 개발 하기 위한 시뮬레이션 프로그램들이 현재 상용화 되어있다.OLED, which dominates the market share as a next-generation display, is widely used not only in large displays, but also in TVs and mobiles, and simulation programs for developing them are currently commercialized.

OLED를 구성하는 다양한 구조 중에서 bilayer(double-layer) OLED를 비롯한 multilayer OLED는 기존의 디스플레이보다 뛰어난 밝기와 효율성 두께 등에서 현격한 장점을 보이고 있다는 사실이 많은 연구로 이미 입증되었다. multilayer OLED을 구성하는 각 물질간의 에너지 대 구조(energy bandgap)의 차이로 생기는 헤테로 접합(Heterojuction)으로 인해 전압 인가시에 발생하는 전자(elctrons)와 정공(holes)의 이동으로 재결합(recombination) 현상이 발생한다. 이 현상으로 결과적으로 생성되는 여기자(excitions)들이 낮은 에너지로 떨어지며 발생하는 것이 발광(luminance)인 것이다. Among the various structures constituting OLED, multilayer OLED including bilayer (double-layer) OLED has been proven through many studies that it shows remarkable advantages in brightness, efficiency, and thickness that are superior to existing displays. Due to the heterojunction caused by the difference in energy bandgap between each material constituting the multilayer OLED, the recombination phenomenon occurs due to the movement of electrons and holes that occur when voltage is applied. Occurs. As a result of this phenomenon, excitons generated as a result fall to low energy, and what is generated is luminance.

시뮬레이션 프로그램을 이용하여 직접 설계 전에 결과를 미리 예측하여 설계 하는 것이야 말로 디스플레이 제작에 대한 시간적, 비용적 효율 면에서 반드시 필요한 사전 작업이라 할 수 있을 것이다.Predicting the results before designing directly using a simulation program is a necessary pre-work in terms of time and cost efficiency for display production.

그렇지만, 기존의 상용화된 프로그램은 관련 회사에서 사용하지 않는 이상 학생이나 일반인이 접근하기 어려울 뿐만 아니라 라이선스 구매에 드는 비용이 고가이기 때문에 사용하기가 어려운 것이 현실이다.However, the reality is that the existing commercialized program is difficult to use for students or the general public unless it is used by a related company, as well as the cost of purchasing a license is expensive.

한국등록특허 제10-0767732호Korean Patent No. 10-0767732

본 발명은 matlab 프로그램을 활용하여 OLED 모듈을 위한 시뮬레이터를 제공함으로써, 활용성이나 접근성이 비교적 쉽고 비용적 측면에서도 사용하기에 고가의 지출 부담이 없는 시뮬레이터를 제공함과 아울러 기존 OLED 모듈의 설계를 위한 시뮬레이터에서 물질마다 고정적으로 정해져 있는 파라미터 값들을 본 시뮬레이터에서는 사용자가 지정 또는 변경 가능하도록 지원하여 OLED 모듈의 설계에 대한 정확도 및 효율성을 개선시키는데 그 목적이 있다.The present invention provides a simulator for an OLED module by utilizing a matlab program, thereby providing a simulator that is relatively easy to use or access and does not have an expensive expenditure burden to use in terms of cost, as well as a simulator for designing an existing OLED module The purpose of this simulator is to improve the accuracy and efficiency of the OLED module design by supporting the user to designate or change the parameter values fixedly determined for each material in the simulator.

본 발명의 실시예에 따른 OLED 모듈을 위한 시뮬레이션 장치의 시뮬레이션 방법은, OLED 모듈을 구성하는 레이어별 파라미터를 수신하는 수신 단계와, 상기 레이어별 파라미터를 미리 설정된 표류 확산 방정식 및 프와송 방정식에 적용하여 전자와 정공 각각에 대한 초기 페르미 준위와 초기 정전위 포텐셜을 산출하고, 상기 전자 및 정공의 초기 페르미 준위 및 초기 정전위 포텐셜을 미리 설정된 맥스웰-볼츠만 수식에 대입하여 전자 및 정공 각각의 밀도에 대한 초기값을 산출하는 초기값 산출 단계와, 미리 설정된 매트랩 프로그램의 내장 함수인 pdepe에 프와송 방정식과 연속 방정식을 적용하여 생성된 설정 함수에 상기 초기값과 상기 초기 정전위 포텐셜 및 미리 설정된 전압 범위 내에서 선택된 전압을 적용하여 신규 전자와 신규 정공 각각의 밀도 및 신규 정전위 포텐셜을 산출하는 함수 적용 단계와, 상기 신규 전자 및 신규 정공 각각의 밀도와 신규 정전위 포텐셜 및 상기 선택된 전압을 이용하여 상기 신규 전자 및 신규 정공 각각의 유사 페르미 준위와 상기 신규 전자 및 신규 정공 각각의 이동도를 산출하는 결정 단계 및 상기 선택된 전압과 상기 신규 전자 및 신규 정공 각각의 밀도 및 신규 정전위 포텐셜과 상기 신규 전자 및 신규 정공 각각의 이동도를 기초로 상기 신규 전자 및 상기 신규 정공 각각의 전류 밀도를 산출하는 전류 밀도 산출 단계를 포함할 수 있다.A simulation method of a simulation apparatus for an OLED module according to an embodiment of the present invention includes a receiving step of receiving parameters for each layer constituting an OLED module, and applying the parameters for each layer to preset drift diffusion equations and Poisson equations. The initial Fermi level and initial potential potential for each of the electrons and holes are calculated, and the initial Fermi level and the initial potential potential of the electrons and holes are substituted into the preset Maxwell-Boltzmann equation to obtain the initial values for the respective densities of electrons and holes. An initial value calculation step of calculating a value, and the initial value, the initial potential potential, and a preset voltage range in a preset function generated by applying the Poisson equation and the continuity equation to pdepe, a preset built-in function of the MATLAB program. A function application step of calculating respective densities and new potential potentials of new electrons and new holes by applying a selected voltage; and a determination step of calculating the pseudo Fermi level of each new hole and the mobility of each of the new electrons and new holes, and the selected voltage, the density of each of the new electrons and the new holes, the new potential potential, and the new electrons and the new holes It may include a current density calculation step of calculating the current density of each of the new electrons and the new holes based on the respective mobility.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 레이어별 파라미터는 상기 복수의 레이어 중 제 1 레이어를 구성하는 CuPc에 대한 제 1 파라미터와, 제 2 레이어를 구성하는 NPB에 대한 제 2 파라미터 및 제 3 레이어를 구성하는 Alq3에 대한 제 3 파라미터를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.As an example related to the present invention, the parameters for each layer constitute a first parameter for CuPc constituting a first layer among the plurality of layers, a second parameter for NPB constituting a second layer, and a third layer. It may be characterized in that it includes a third parameter for Alq3.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 초기값 산출 단계는, 하기 수식을 통해As an example related to the present invention, the step of calculating the initial value is through the following formula

Figure pat00001
Figure pat00001

Figure pat00002
Figure pat00002

Figure pat00003
Figure pat00003

Figure pat00004
Figure pat00004

Figure pat00005
Figure pat00005

상기 초기 정전위 포텐셜 Φ와, 전자의 밀도에 대한 초기값인 n과, 정공의 밀도에 대한 초기값인 p를 산출하며,Calculating the initial potential potential Φ, an initial value n for the density of electrons, and an initial value p for the density of holes,

상기 Φ는 정전위 포텐셜, 상기 n은 전자의 밀도, 상기 p는 정공의 밀도, 상기 q는 전자의 전하량, 상기 ε은 유전율, 상기 k는 볼츠만 상수, 상기 T는 디바이스 온도, 상기 Efn은 전자의 페르미 준위, 상기 Efp는 정공의 페르미 준위, ELUMO는 최저준위 비점유 분자궤도(lowest unoccupied molecular orbital)의 에너지 레벨, EHOMO는 최고준위 점유 분자궤도(highest occupied molecular orbital)의 에너지 레벨, 상기 NLUMO는 최저준위 비점유 분자궤도의 농도, NHOMO는 최고준위 점유 분자궤도의 농도, 상기 NA는 억셉터(Acceptor) 농도, 상기 ND 는 도너(Donor) 농도인 것을 특징으로 할 수 있다.Φ is the potential potential, n is the density of electrons, p is the density of holes, q is the charge amount of electrons, ε is the dielectric constant, k is the Boltzmann constant, T is the device temperature, and E fn is the electron Fermi level of, E fp is the Fermi level of the hole, E LUMO is the energy level of the lowest unoccupied molecular orbital, E HOMO is the energy level of the highest occupied molecular orbital, the N LUMO may be characterized in that the lowest level non-concentration of occupied molecular orbital, N HOMO is the concentration, the N a of the top level occupied molecular orbital is the acceptor (acceptor) concentration, the N D is the donor (donor) concentration have.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 함수 적용 단계는, 하기 설정 함수를 통해,As an example related to the present invention, the function application step is through the following setting function,

Figure pat00006
Figure pat00006

Figure pat00007
Figure pat00007

Figure pat00008
Figure pat00008

신규 전자의 밀도인 n과 신규 정공의 밀도인 p 및 신규 정전위 포텐셜인 Φ를 산출하며, Calculate n, which is the density of new electrons, p, which is the density of new holes, and Φ, which is the new potential potential,

상기 ε은 유전율, 상기 q는 전자의 전하량, 상기 VT는 전압, 상기 NA는 억셉터(Acceptor) 농도, 상기 ND 는 도너(Donor) 농도, 상기 μn은 전자의 이동도, 상기 μp는 정공의 이동도, 상기 R은 재결합 비율 상수, 상기 G는 재결합율인 것을 특징으로 할 수 있다.Wherein ε is a dielectric constant and said q is the electron charge, the V T is the voltage, the N A is the acceptor (Acceptor) concentration, the N D is the donor (Donor) concentration, the μ n is a, the μ movement of the electron p is hole mobility, R is a recombination rate constant, and G is a recombination rate.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 결정 단계는, 하기 수식을 통해,As an example related to the present invention, the determining step is through the following formula,

Figure pat00009
Figure pat00009

Figure pat00010
Figure pat00010

Figure pat00011
Figure pat00011

Figure pat00012
Figure pat00012

Figure pat00013
Figure pat00013

상기 신규 전자의 유사 페르미 준위 Efn, 신규 정공의 유사 페르미 준위 Efp, 상기 신규 전자의 이동도 μn 및 상기 신규 정공의 이동도 μp를 산출하며,Calculating the pseudo Fermi level E fn of the new electron, the pseudo Fermi level E fp of the new hole, the mobility μ n of the new electron, and the mobility μ p of the new hole,

상기 Φ는 상기 신규 정전위 포텐셜, 상기 n은 신규 전자의 밀도, 상기 p는 신규 정공의 밀도, 상기 q는 전자의 전하량, 상기 ε은 유전율, 상기 k는 볼츠만 상수, 상기 T는 디바이스 온도, ELUMO는 최저준위 비점유 분자궤도(lowest unoccupied molecular orbital)의 에너지 레벨, EHOMO는 최고준위 점유 분자궤도(highest occupied molecular orbital)의 에너지 레벨, 상기 NLUMO는 최저준위 비점유 분자궤도의 농도, NHOMO는 최고준위 점유 분자궤도의 농도인 것을 특징으로 할 수 있다.Φ is the new potential potential, n is the density of new electrons, p is the density of new holes, q is the charge amount of electrons, ε is the dielectric constant, k is the Boltzmann constant, T is the device temperature, E LUMO is the energy level of the lowest unoccupied molecular orbital, E HOMO is the energy level of the highest occupied molecular orbital, N LUMO is the concentration of the lowest unoccupied molecular orbital, N HOMO may be characterized as the concentration of the highest occupied molecular orbital.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 전류 밀도 산출 단계는, 하기 수식을 통해,As an example related to the present invention, the current density calculation step is through the following formula,

Figure pat00014
Figure pat00014

Figure pat00015
Figure pat00015

상기 신규 전자의 전류 밀도 Jn 및 상기 신규 정공의 전류 밀도 Jp를 산출하며,Calculate the current density J n of the new electrons and the current density J p of the new holes,

상기 q는 전자의 전하량, 상기 μn은 신규 전자의 이동도, 상기 μp는 신규 정공의 이동도, 상기 Φ는 신규 정전위 포텐셜인 것을 특징으로 할 수 있다.Wherein q is the charge amount of electrons, μ n is the mobility of new electrons, μ p is the mobility of new holes, and Φ is the new potential potential.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 함수 적용 단계는, 상기 미리 설정된 전압 범위 내에서 전압을 순차 증가시키면서 전압을 선택하며, 전압 증가에 따른 상기 선택된 전압 변경시 상기 선택된 전압 이전에 선택된 기존 전압에 대응되어 산출된 전자와 정공 각각의 밀도 및 정전위 포텐셜을 각각 상기 초기값과 초기 정전위 포텐셜 대신 상기 전압 증가에 따라 선택된 신규 전압과 함께 상기 설정 함수에 적용하여 상기 신규 전압에 대응되어 전자와 정공 각각의 밀도 및 정전위 포텐셜을 산출하고, 복수의 서로 다른 상기 선택된 전압별로 선택 전압에 대응되어 산출된 상기 신규 전자 및 신규 정공 각각의 밀도 및 신규 정전위 포텐셜을 상기 선택 전압 이전에 선택된 이전 전압에 대응되어 산출된 전자 및 정공 각각의 밀도 및 정전위 포텐셜을 각각 대응되는 속성끼리 비교하여 산출된 차이값이 미리 설정된 기준치 이하일 때의 선택 전압인 특정 전압과 상기 차이값이 상기 기준치 이하일 때의 상기 신규 전자 및 신규 정공 각각의 밀도 및 상기 신규 정전위 포텐셜을 각각 최적값으로 하여 상기 결정 단계에 적용하는 것을 특징으로 할 수 있다.As an example related to the present invention, the function application step selects a voltage while sequentially increasing the voltage within the preset voltage range, and corresponds to the existing voltage selected before the selected voltage when the selected voltage is changed according to the voltage increase By applying the calculated density and potential potential of each electron and hole to the set function together with the new voltage selected according to the voltage increase instead of the initial value and the initial potential potential, respectively, corresponding to the new voltage, each electron and hole calculates the density and potential potential of the new electrons and new holes calculated in correspondence to the selected voltage for each of the plurality of different selected voltages and corresponds to the previous voltage selected before the selected voltage A specific voltage that is a selected voltage when the difference calculated by comparing the calculated density and potential potential of each electron and hole with the corresponding properties is less than or equal to a preset reference value and the new electron when the difference value is less than or equal to the reference value And it may be characterized in that each of the new hole density and the new electrostatic potential are applied to the determination step as optimum values.

본 발명의 실시예에 따른 OLED 모듈을 위한 시뮬레이션 장치는, OLED 모듈을 구성하는 레이어별 파라미터를 수신하는 수신부와, 상기 레이어별 파라미터를 미리 설정된 표류 확산 방정식 및 프와송 방정식에 적용하여 전자와 정공 각각에 대한 초기 페르미 준위와 초기 정전위 포텐셜을 산출하고, 상기 전자 및 정공의 초기 페르미 준위 및 초기 정전위 포텐셜을 미리 설정된 맥스웰-볼츠만 수식에 대입하여 전자 및 정공 각각의 밀도에 대한 초기값을 산출하는 산출부와, 미리 설정된 매트랩 프로그램의 내장 함수인 pdepe에 프와송 방정식과 연속 방정식을 적용하여 생성된 설정 함수에 상기 초기값과 상기 초기 정전위 포텐셜 및 미리 설정된 전압 범위 내에서 선택된 전압을 적용하여 신규 전자와 신규 정공 각각의 밀도 및 신규 정전위 포텐셜을 산출하는 함수 적용부와, 상기 신규 전자 및 신규 정공 각각의 밀도와 신규 정전위 포텐셜 및 상기 선택된 전압을 이용하여 상기 신규 전자 및 신규 정공 각각의 유사 페르미 준위와 상기 신규 전자 및 신규 정공 각각의 이동도를 산출하는 결정부 및 상기 선택된 전압과 상기 신규 전자 및 신규 정공 각각의 밀도 및 신규 정전위 포텐셜과 상기 신규 전자 및 신규 정공 각각의 이동도를 기초로 상기 신규 전자 및 상기 신규 정공 각각의 전류 밀도를 산출하는 전류 밀도 산출부를 포함할 수 있다.A simulation apparatus for an OLED module according to an embodiment of the present invention includes a receiver for receiving parameters for each layer constituting the OLED module, and by applying the parameters for each layer to preset drift diffusion equations and Poisson equations, respectively, for electrons and holes Calculating the initial Fermi level and initial potential potential for , and substituting the initial Fermi level and initial potential potential of the electrons and holes into a preset Maxwell-Boltzmann equation to calculate an initial value for each density of electrons and holes By applying the initial value, the initial constant potential potential, and a voltage selected within the preset voltage range to the setting function generated by applying the Poisson equation and the continuity equation to the calculator and pdepe, which is a preset built-in function of the MATLAB program, a new A function application unit for calculating the respective densities and new potential potentials of electrons and new holes; A determination unit for calculating the Fermi level and the mobility of each of the new electrons and new holes, and the selected voltage, the density of each of the new electrons and the new holes, the new electrostatic potential potential, and the mobility of the new electrons and the new holes and a current density calculator for calculating current densities of each of the new electrons and the new holes.

본 발명은 설계 대상인 OLED 모듈에 대해 사용자가 계층(layer)과 파라미터 값들을 직접 지정할 수 있는 시뮬레이터를 제공할 수 있을 뿐 아니라, 매트랩 내장함수 pdepe을 사용하여 프와송 방정식과 연속 방정식을 한번에 풀어 낼 수 있는 편리성을 제공하면서도, 기존 시뮬레이터들에 비해 비용 절감, 시뮬레이션 계산 과정의 단순화 및 사용자의 용이한 접근성을 보장할 수 있음과 아울러, 전압을 증가시킴으로써 발생되는 저 효율성을 개선시키기 위해 비교적 낮은 전압일 때의 발광할 수 있는 다중 레이어 OLED 모듈을 높은 정확도로 설계할 수 있도록 지원하는 효과가 있다.The present invention can not only provide a simulator in which a user can directly designate layers and parameter values for an OLED module as a design target, but also solve Poisson's equations and continuity equations at once using the MATLAB built-in function pdepe. While providing convenience, it is possible to reduce costs, simplify the simulation calculation process, and ensure easy user accessibility compared to existing simulators, and to improve the low efficiency caused by increasing the voltage. It has the effect of supporting the design of a multi-layer OLED module that can emit light with high accuracy.

도 1 및 도 2는 OLED의 기본 구조와 동작 원리에 대한 예시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 OLED 모듈을 위한 시뮬레이션 장치의 시뮬레이션 방법에 대한 순서도.
도 4 내지 도 7은 본 발명의 실시예에 따라 산출된 인가전압에 따른 페르미 준위, 전자 농도, 정공 농도, 진성 반도체 농도, 정전위 포텐셜을 나타낸 그래프.
도 8 내지 도 23은 본 발명의 실시예에 따른 시뮬레이션 장치의 동작에 따른 수치 해석 결과를 나타낸 도면.
도 24는 본 발명의 실시예에 따른 시뮬레이션 장치의 상세 구성도.
1 and 2 are exemplary views of the basic structure and operation principle of an OLED.
3 is a flowchart of a simulation method of a simulation apparatus for an OLED module according to an embodiment of the present invention.
4 to 7 are graphs showing the Fermi level, the electron concentration, the hole concentration, the intrinsic semiconductor concentration, and the positive potential potential according to the applied voltage calculated according to an embodiment of the present invention.
8 to 23 are views showing numerical analysis results according to the operation of the simulation apparatus according to the embodiment of the present invention.
24 is a detailed configuration diagram of a simulation apparatus according to an embodiment of the present invention.

이하, 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 OLED(Organic Light Emitting Diodes) 모듈을 위한 시뮬레이션 장치(이하, 시뮬레이션 장치)의 상세 동작 구성을 설명한다.Hereinafter, a detailed operation configuration of a simulation device (hereinafter, a simulation device) for an OLED (Organic Light Emitting Diodes) module according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

설명에 앞서, 도 1을 참고하여, 다중 레이어로 구성된 OLED 모듈의 기본 구조와 동작 원리를 설명하면, Multilayer OLED는 기본적으로 ITO substrate와 정공 수송 계층(hole transport layer, 발광 계층(emissive layer), 전자 수송 계층(electron transport layer) 그리고 Metal Cathode로 이루어져 있다. Multilayer OLED의 레이어들은 각각 다른 최고준위 점유 분자궤도(HOMO: highest occupied molecular orbital)와 최저준위 비점유 분자궤도(LUMO: lowest unoccupied molecular orbital)를 가진다. 서로 인접한 유기 인터페이스 사이의 서로 다른 LUMO/HOMO의 위치는 자유 전하 캐리어(free charge carrier)들이 수송계층(transport layer)을 통과함으로서 전압을 낮출 수 있을 뿐 아니라 수송계층의 각각 다른 LUMO/HOMO의 에너지 레벨의 차이로 인한 장벽으로 생기는 재결합 현상에 의한 여기자(exciton)의 확산에 강한 영향을 준다. 따라서 결과적으로 낮은 전압과 높은 효율이라는 장점을 가지게 된다. Prior to the description, the basic structure and operation principle of an OLED module composed of multiple layers will be described with reference to FIG. 1 . Multilayer OLED is basically an ITO substrate and a hole transport layer (emissive layer), an electron It consists of an electron transport layer and a metal cathode.The layers of a multilayer OLED each have different highest occupied molecular orbital (HOMO) and lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) layers. The position of different LUMO/HOMO between adjacent organic interfaces can lower the voltage as free charge carriers pass through the transport layer, as well as the position of different LUMO/HOMO in the transport layer. It has a strong effect on the diffusion of excitons due to the recombination phenomenon caused by the barrier caused by the difference in energy level, and consequently has the advantages of low voltage and high efficiency.

도 2는 다중 레이어로 구성된 OLED 모듈의 동작 원리에 대한 예시도로서, 도시된 바와 같이, 상기 OLED 모듈은 3가지 계층(layer)로 이루어진 OLED 구조로 이루어져 있다.FIG. 2 is an exemplary diagram of an operation principle of an OLED module composed of multiple layers, and as shown, the OLED module has an OLED structure composed of three layers.

이 구조는 각각 HTL, EML, ETL 이라는 계층인데 HTL은 정공 수송 계층(hole transfer layer)이고, EML은 발광 계층(emitting layer)이며, ETL은 전자 수송 계층(electron transfer layer)을 일컫는다. 전압이 인가되기 시작하면, Anode에서 주입된 정공들(holes)은 HTL을 거쳐서 EML로 움직이고 Cathode에서 주입된 electrons 역시 ETL을 거쳐서 EML로 이동한다. EML에서 만난 전자와 정공들이 동일한 분자 상에 위치하면서 공간적으로 근접한 상태에 있을 때 이 중의 일부가 재결합(recombination)하여 생성된 여기자들(excitons)이 낮은 에너지로 떨어지며 발생하는 것이 바로 발광(luminance) 현상이다.This structure is a layer called HTL, EML, and ETL, respectively. HTL is a hole transfer layer, EML is an emitting layer, and ETL is an electron transfer layer. When voltage is applied, holes injected from the anode move to EML through HTL, and electrons injected from cathode also move to EML through ETL. When electrons and holes met in EML are located on the same molecule and are in a spatially close state, some of them recombine and the generated excitons fall to low energy, which is the luminance phenomenon. am.

상술한 OLED 모듈의 구성에서, Substrate는 OLED를 받쳐주는 기본 지지대로서, 대부분 플라스틱, 포일, 유리등의 물질로 만들어질 수 있다.In the configuration of the above-described OLED module, the substrate is a basic support for supporting the OLED, and most may be made of a material such as plastic, foil, or glass.

또한, Indium tin oxide(ITO)가 주로 일반적으로 Anode 측에 사용되는 재료이다. 이 물질은 투명하고 도체로서 높은 일 함수를 가지고 있는 물질로 정공 주입을 증가시켜 Anode의 Layer로 쓰이기에 매우 적당하다고 할 수 있다.In addition, indium tin oxide (ITO) is a material generally used for the anode side. This material is transparent and has a high work function as a conductor, and it can be said that it is very suitable for use as an anode layer by increasing hole injection.

또한, 일반적으로 anode에 비해 일 함수(work function)가 작은 barium, calcium 그리고 aluminium이 음극 layer(cathode)로 사용되는데 이는 좀더 수월하게 electons LUMO로 주입되게 한다. 본 발명에서 Cathode layer는 Lithium Fluoride(LiF)을 예로 들어 설명한다.In addition, barium, calcium and aluminum, which have a smaller work function than the anode, are generally used as the cathode layer (cathode), which makes it easier to inject into the electons LUMO. In the present invention, the cathode layer is described by taking Lithium Fluoride (LiF) as an example.

또한, 상기 정공 수송 계층은 CuPc가 대표적으로 쓰이는 물질이며, 상기 발광 계층은 주로 유기 플라스틱 분자로 이루어진 물질로, NPB(NPD) 1,4-bis(1-naphthylphenylamino)biphenyl 가 상기 발광 계층으로서 사용될 수 있다. 또한, 상기 전자 수송 계층은 Alq3가 사용될 수 있다.In addition, the hole transport layer is a material typically used CuPc, the light emitting layer is a material mainly composed of organic plastic molecules, NPB (NPD) 1,4-bis (1-naphthylphenylamino) biphenyl can be used as the light emitting layer. have. In addition, Alq3 may be used as the electron transport layer.

본 발명은 상술한 OLED 모듈에 대한 설계를 지원하는 시뮬레이션 장치를 제공하며, 이러한 본 발명의 시뮬레이션 장치는 기존의 시뮬레이션 방식들보다 저가이면서도 사용자의 사용 용이성을 보장하며, 높은 정확도를 보장하는데 이를 이하에서 상세히 설명한다.The present invention provides a simulation apparatus that supports the design of the above-described OLED module, and the simulation apparatus of the present invention is cheaper than the existing simulation methods and guarantees user's ease of use and high accuracy, which will be described below. It will be described in detail.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 시뮬레이션 장치의 동작 순서도이다.3 is an operation flowchart of a simulation apparatus according to an embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이, 상기 시뮬레이션 장치는 OLED 모듈을 구성하는 레이어별 파라미터를 사용자 입력으로 수신할 수 있다(S1).As shown, the simulation apparatus may receive parameters for each layer constituting the OLED module as a user input (S1).

이때, 상기 레이어별 파라미터는 상기 복수의 레이어 중 제 1 레이어인 정공 수송 계층을 구성하는 CuPc에 대한 제 1 파라미터와, 제 2 레이어인 발광 계층을 구성하는 NPB에 대한 제 2 파라미터 및 제 3 레이어인 전자 수송 계층을 구성하는 Alq3에 대한 제 3 파라미터를 포함할 수 있다.In this case, the parameters for each layer are a first parameter for CuPc constituting a hole transport layer that is a first layer among the plurality of layers, a second parameter for NPB constituting a light emitting layer that is a second layer, and a third layer. A third parameter for Alq3 constituting the electron transport layer may be included.

또한, 상기 시뮬레이션 장치는, 상기 레이어별 파라미터를 미리 설정된 표류 확산 방정식(drift-diffusion equation) 및 프와송 방정식(Poisson equation)에 적용하여 전자와 정공 각각에 대한 초기 페르미 준위와 초기 정전위 포텐셜을 산출하고(S2), 상기 전자 및 정공의 초기 페르미 준위 및 초기 정전위 포텐셜을 미리 설정된 맥스웰-볼츠만(Maxwell-Boltzmann) 수식에 대입하여 전자 및 정공 각각의 밀도에 대한 초기값을 산출하는 초기값 산출 단계를 수행할 수 있다(S3).In addition, the simulation apparatus calculates an initial Fermi level and an initial potential potential for each of electrons and holes by applying the parameters for each layer to a preset drift-diffusion equation and a Poisson equation. and (S2), and substituting the initial Fermi level and initial potential potential of the electron and hole into a preset Maxwell-Boltzmann equation to calculate an initial value for each density of the electron and hole. can be performed (S3).

이때, OLED 모듈의 캐리어 이동은 하기와 같은 수학식 1에 따른 표류-확산 방정식과 프와송 방정식을 통해 산출될 수 있다.In this case, the carrier movement of the OLED module may be calculated through the drift-diffusion equation and the Poisson equation according to Equation 1 below.

Figure pat00016
Figure pat00016

Figure pat00017
Figure pat00017

Figure pat00018
Figure pat00018

이때, Jn은 전자의 전류 밀도, Jp는 정공의 전류 밀도, q는 전자의 전하량, R은 재결합 비율 상수, n은 전자의 밀도, p는 정공의 밀도, Φ는 정전위 포텐셜, ε는 유기물의 유전율이다. 여기서, OLED의 전자 및 정공 각각의 농도는 하기 수학식 2와 같이 표현할 수 있다. where J n is the current density of electrons, J p is the current density of holes, q is the charge amount of electrons, R is the recombination rate constant, n is the density of electrons, p is the density of holes, Φ is the potential potential, ε is It is the permittivity of organic matter. Here, the respective concentrations of electrons and holes of the OLED can be expressed as in Equation 2 below.

Figure pat00019
Figure pat00019

Figure pat00020
Figure pat00020

Figure pat00021
Figure pat00021

Figure pat00022
Figure pat00022

이때, 상기 Φ는 정전위 포텐셜, 상기 n은 전자의 밀도, 상기 p는 정공의 밀도, 상기 q는 전자의 전하량, 상기 ε은 유전율, 상기 k는 볼츠만 상수, 상기 T는 디바이스 온도, 상기 Efn은 전자의 페르미 준위, 상기 Efp는 정공의 페르미 준위, ELUMO는 최저준위 비점유 분자궤도(lowest unoccupied molecular orbital)의 에너지 레벨, EHOMO는 최고준위 점유 분자궤도(highest occupied molecular orbital)의 에너지 레벨, 상기 NLUMO는 최저준위 비점유 분자궤도의 농도, NHOMO는 최고준위 점유 분자궤도의 농도, 상기 NA는 억셉터(Acceptor) 농도, 상기 ND 는 도너(Donor) 농도이다.In this case, Φ is the potential potential, n is the density of electrons, p is the density of holes, q is the charge amount of electrons, ε is the dielectric constant, k is the Boltzmann constant, T is the device temperature, the E fn is the Fermi level of the electron, E fp is the Fermi level of the hole, E LUMO is the energy level of the lowest unoccupied molecular orbital, E HOMO is the energy of the highest occupied molecular orbital level, the N LUMO is the lowest concentration level ratio, N HOMO of occupied molecular orbital is the concentration, the N a of the highest occupied molecular orbital level is an acceptor (acceptor) concentration N D is the donor (donor) concentration.

따라서, 상기 시뮬레이션 장치는 상기 레이어별 파라미터를 상기 초기값 산출 단계에서 상기 수학식 1에 따른 표류-확산 방정식과 프와송 방정식과 상기 수학식 2에 따른 맥스웰-볼츠만 수식에 적용하여 상기 초기 정전위 포텐셜 Φ와, 전자의 밀도에 대한 초기값인 n과, 정공의 밀도에 대한 초기값인 p를 산출할 수 있다.Therefore, the simulation apparatus applies the layer-by-layer parameter to the drift-diffusion equation and Poisson equation according to Equation 1 and the Maxwell-Boltzmann equation according to Equation 2 in the initial value calculation step to apply the initial constant potential potential Φ, n, which is an initial value for the density of electrons, and p, which is an initial value for the density of holes, can be calculated.

한편, 도 4에 도시된 바와 같은 인가전압 6V일때의 OLED 모듈의 LUMO, HOMO 및 전자와 정공 각각의 유사 페르미 준위에 대한 그래프로부터 OLED 모듈의 구조를 알 수 있다. 이때, 경계조건(Boundary Condition)이 x=0인 ITO(Indium Tin Oxide)에서는 처음에는 Efn, Efp가 직선적으로 변화한다고 가정한다.Meanwhile, the structure of the OLED module can be seen from the graphs for LUMO, HOMO, and similar Fermi levels of electrons and holes of the OLED module when the applied voltage is 6V as shown in FIG. 4 . At this time, in ITO (Indium Tin Oxide) where the boundary condition is x=0, it is initially assumed that E fn , E fp change linearly.

따라서, Efn, Efp는 하기 수학식 3과 같이 나타낼 수 있다.Accordingly, E fn and E fp may be expressed as in Equation 3 below.

Figure pat00023
Figure pat00023

이때, VA는 인가 전압이고, VC는 음극 전압이며, L은 광출력이며, x는 공간값일 수 있다.In this case, V A may be an applied voltage, V C may be a cathode voltage, L may be a light output, and x may be a spatial value.

또한, 상술한 바에 따라 인가전압 0V일 때 Ec(LUMO), Ev(HOMO), Efn(전자 유사 페르미 준위), Efp(정공 유사 페르미 준위)의 그래프는 도 5와 같이 나타날 수 있다.In addition, as described above, graphs of Ec(LUMO), Ev(HOMO), E fn (electron-like Fermi level), and E fp (hole-like Fermi level) when the applied voltage is 0V may be shown as shown in FIG. 5 .

또한, 상술한 바에 따라, 인가전압 0V일 때 전자 농도 nold, 정공 농도 pold, 진성 반도체 농도 ni 의 그래프는 도 6과 같이 나타날 수 있다.Also, as described above, graphs of the electron concentration n old , the hole concentration p old , and the intrinsic semiconductor concentration n i when the applied voltage is 0V may be shown in FIG. 6 .

또한, 상술한 바에 따라, 인가전압 0V일 때 정전위 포텐셜 Φold 의 그래프는 도 7과 같이 나타날 수 있다.In addition, as described above, a graph of the positive potential potential Φ old when the applied voltage is 0V may appear as shown in FIG. 7 .

또한, 상기 시뮬레이션 장치는, 미리 설정된 매트랩(matlab) 프로그램의 내장 함수인 pdepe에 프와송 방정식과 연속 방정식을 적용하여 생성된 설정 함수에 상기 초기값과 상기 초기 정전위 포텐셜 및 미리 설정된 전압 범위 내에서 선택된 전압을 적용하여 신규 전자와 신규 정공 각각의 밀도 및 신규 정전위 포텐셜을 산출하는 함수 적용 단계를 수행할 수 있다(S4).In addition, the simulation device, the initial value and the initial constant potential potential and the preset voltage range to the set function generated by applying the Poisson equation and the continuity equation to pdepe, which is a built-in function of a preset matlab program. A function application step of calculating the density and new potential potential of each new electron and new hole by applying the selected voltage may be performed (S4).

이때, 프와송 방정식과 연속 방정식(Continuity Equation)은 하기와 같은 수학식 4로 표현할 수 있다.In this case, the Poisson equation and the continuity equation can be expressed by Equation 4 below.

Figure pat00024
Figure pat00024

Figure pat00025
Figure pat00025

Figure pat00026
Figure pat00026

Figure pat00027
Figure pat00027

Figure pat00028
Figure pat00028

이때, 상기 VT는 전압, 상기 μn은 전자의 이동도, 상기 μp는 정공의 이동도, 상기 R은 재결합 비율 상수, 상기 G는 재결합율이다.In this case, V T is voltage, μ n is electron mobility, μ p is hole mobility, R is a recombination rate constant, and G is a recombination rate.

또한, 매트랩 프로그램의 내장 함수 pdepe는 하기 수학식 5와 같다.In addition, the built-in function pdepe of the MATLAB program is shown in Equation 5 below.

Figure pat00029
Figure pat00029

상기 pdepe는 t0≤t≤t1 와 a≤x≤b 에서 성립하며, t는 시간이고, x에 대한 구간 a와 b는 유한해야 한다. m은 0이나 1 혹은 2이며, 이는 각각 슬래브(slab)대칭, 실린더 대칭, 구 대칭을 의미한다.The pdepe holds when t 0t ≤ t 1 and a ≤ x ≤ b, t is time, and intervals a and b for x must be finite. m is 0, 1, or 2, which means slab symmetry, cylinder symmetry, and sphere symmetry, respectively.

또한, 상기 수학식 5에서

Figure pat00030
는 플럭스항을 의미하며,
Figure pat00031
는 소스항을 의미한다.In addition, in Equation 5
Figure pat00030
is the flux term,
Figure pat00031
is the source term.

상기 수학식 4에 따른 프와송 방정식과 연속 방정식을 상기 수학식 5에 따른 pdepe에 적용하여 하기 수학식 6과 같은 설정함수가 상기 시뮬레이션 장치에 미리 설정될 수 있다.By applying the Poisson equation and the continuity equation according to Equation 4 to the pdepe according to Equation 5, a setting function as shown in Equation 6 below may be preset in the simulation apparatus.

Figure pat00032
Figure pat00032

Figure pat00033
Figure pat00033

Figure pat00034
Figure pat00034

상기 시뮬레이션 장치는 상기 설정 함수인 수학식 6에 상기 초기 정전위 포텐셜과, 전자의 밀도에 대한 초기값과, 정공의 밀도에 대한 초기값을 적용하여, 미리 설정된 전압 범위 내에서 선택된 전압을 적용하여 신규 전자의 밀도인 n과 신규 정공의 밀도인 p 및 신규 정전위 포텐셜인 Φ를 산출할 수 있다.The simulation device applies a voltage selected within a preset voltage range by applying the initial potential potential, an initial value for electron density, and an initial value for hole density to Equation 6, which is the setting function. It is possible to calculate n, which is the density of new electrons, p, which is the density of new holes, and Φ, which is the new potential potential.

상술한 구성에서 m은 0, pdepe 내장함수에서의 c는 정사각 행렬의 대각선(diagonal) 요소(element)를 의미한다. 따라서 시뮬레이션 코드에 대입하기 위한 식으로 변환하면 하기 수학식 7과 같다. In the above configuration, m is 0, and c in the pdepe built-in function means a diagonal element of a square matrix. Therefore, when it is converted into an expression for substituting into the simulation code, Equation 7 is shown below.

Figure pat00035
Figure pat00035

Figure pat00036
Figure pat00036

Figure pat00037
Figure pat00037

또한, 플럭스 항을 위한 변환 식은 하기 수학식 8과 같다.In addition, the conversion equation for the flux term is as Equation 8 below.

Figure pat00038
Figure pat00038

Figure pat00039
Figure pat00039

Figure pat00040
Figure pat00040

또한, 소스항을 위한 변환 식은 하기 수학식 9와 같다.In addition, the conversion equation for the source term is as shown in Equation 9 below.

Figure pat00041
Figure pat00041

Figure pat00042
Figure pat00042

Figure pat00043
Figure pat00043

상술한 수학식에서, x는 공간(space)값이고, t는 시간(time)값이며, u1, u2, u3는 각각 변수(variables)이다.In the above equation, x is a space value, t is a time value, and u 1 , u 2 , and u 3 are variables, respectively.

한편, 상기 시뮬레이션 장치는, 상기 신규 전자 및 신규 정공 각각의 밀도와 신규 정전위 포텐셜 및 상기 선택된 전압을 이용하여 상기 신규 전자 및 신규 정공 각각의 유사 페르미 준위와 상기 신규 전자 및 신규 정공 각각의 이동도를 산출하는 결정 단계를 수행할 수 있다(S9).On the other hand, the simulation device, using the density of each of the new electrons and the new holes, the new potential potential, and the selected voltage, the pseudo Fermi level of each of the new electrons and the new holes and the mobility of each of the new electrons and the new holes A determination step of calculating ? may be performed (S9).

이때, 상기 시뮬레이션 장치는, 하기 수학식 10을 통해 상기 신규 전자의 유사 페르미 준위 Efn, 신규 정공의 유사 페르미 준위 Efp, 상기 신규 전자의 이동도 μn 및 상기 신규 정공의 이동도 μp를 산출할 수 있다.In this case, the simulation device calculates the pseudo-Fermi level E fn of the new electrons, the pseudo Fermi level E fp of the new holes, the mobility μ n of the new electrons, and the mobility μ p of the new holes through Equation 10 below. can be calculated.

Figure pat00044
Figure pat00044

Figure pat00045
Figure pat00045

Figure pat00046
Figure pat00046

Figure pat00047
Figure pat00047

Figure pat00048
Figure pat00048

이때, 상기 수학식 10에서, 상기 Φ는 상기 신규 정전위 포텐셜, 상기 n은 신규 전자의 밀도, 상기 p는 신규 정공의 밀도, 상기 q는 전자의 전하량, 상기 ε은 유전율, 상기 k는 볼츠만 상수, 상기 T는 디바이스 온도, ELUMO는 최저준위 비점유 분자궤도(lowest unoccupied molecular orbital)의 에너지 레벨, EHOMO는 최고준위 점유 분자궤도(highest occupied molecular orbital)의 에너지 레벨, 상기 NLUMO는 최저준위 비점유 분자궤도의 농도, NHOMO는 최고준위 점유 분자궤도의 농도이다.In this case, in Equation 10, Φ is the new potential potential, n is the density of new electrons, p is the density of new holes, q is the charge amount of electrons, ε is the dielectric constant, and k is the Boltzmann constant , where T is the device temperature, E LUMO is the energy level of the lowest unoccupied molecular orbital, E HOMO is the energy level of the highest occupied molecular orbital, and N LUMO is the lowest level The concentration of unoccupied molecular orbitals, N HOMO, is the concentration of the highest occupied molecular orbital.

또한, 상기 시뮬레이션 장치는, 상기 선택된 전압과 상기 신규 전자 및 신규 정공 각각의 밀도 및 신규 정전위 포텐셜과 상기 신규 전자 및 신규 정공 각각의 이동도를 기초로 상기 신규 전자 및 상기 신규 정공 각각의 전류 밀도를 산출하는 전류 밀도 산출 단계를 수행할 수 있다(S10).In addition, the simulation device, based on the selected voltage, the density of each of the new electrons and the new holes, the new electrostatic potential potential, and the respective mobility of the new electrons and the new holes, the current density of each of the new electrons and the new holes A current density calculation step of calculating ? may be performed (S10).

이때, 상기 시뮬레이션 장치는, 하기 수학식 11을 통해 상기 신규 전자의 전류 밀도 Jn 및 상기 신규 정공의 전류 밀도 Jp를 산출할 수 있다.In this case, the simulation apparatus may calculate the current density J n of the new electrons and the current density J p of the new holes through Equation 11 below.

Figure pat00049
Figure pat00049

Figure pat00050
Figure pat00050

이때, 상기 수학식 11에서, 상기 q는 전자의 전하량, 상기 μn은 신규 전자의 이동도, 상기 μp는 신규 정공의 이동도, 상기 Φ는 신규 정전위 포텐셜이다.In this case, in Equation 11, q is the charge amount of electrons, μ n is the mobility of new electrons, μ p is the mobility of new holes, and Φ is the new potential potential.

한편, 상술한 구성에서, 상기 시뮬레이션 장치는, 상기 미리 설정된 전압 범위 내에서 전압을 순차(순차적으로) 증가시키면서 전압을 선택하며(S7, S8), 전압 증가에 따른 상기 선택된 전압 변경시 상기 선택된 전압 이전에 선택된 기존 전압에 대응되어 산출된 전자와 정공 각각의 밀도 및 정전위 포텐셜을 각각 상기 초기값과 초기 정전위 포텐셜 대신 상기 전압 증가에 따라 선택된 신규 전압과 함께 상기 설정 함수에 적용하여 상기 신규 전압에 대응되어 전자와 정공 각각의 밀도 및 정전위 포텐셜을 산출하고, 복수의 서로 다른 상기 선택된 전압별로 선택 전압에 대응되어 산출된 상기 신규 전자 및 신규 정공 각각의 밀도 및 신규 정전위 포텐셜을 상기 선택 전압 이전에 선택된 이전 전압에 대응되어 산출된 전자 및 정공 각각의 밀도 및 정전위 포텐셜을 각각 대응되는 속성끼리 비교하여(S5), 이에(비교에) 따라 산출된 차이값이 미리 설정된 기준치 이하일 때(기준치 이하로 수렴할 때)의 선택 전압인 특정 전압과 상기 차이값이 상기 기준치 이하일 때(기준치 이하로 수렴할 때)의 상기 신규 전자 및 신규 정공 각각의 밀도 및 상기 신규 정전위 포텐셜을 각각 최적값으로 하여 상기 결정 단계에 적용할 수 있다(S6).Meanwhile, in the above configuration, the simulation device selects a voltage while sequentially (sequentially) increasing the voltage within the preset voltage range (S7, S8), and when the selected voltage is changed according to the voltage increase, the selected voltage The new voltage by applying the density and the potential potential of each electron and hole calculated in response to the previously selected existing voltage to the setting function together with the new voltage selected according to the voltage increase instead of the initial value and the initial potential potential, respectively The density and potential potential of each of electrons and holes are calculated in correspondence with the selected voltages, and the density and new potential potential of each of the new electrons and holes calculated in response to the selected voltage for each of the plurality of different selected voltages are applied to the selected voltage. When the respective densities and potential potentials of electrons and holes calculated in response to the previous voltage previously selected are compared with the corresponding properties (S5), and the difference value calculated according to this (by comparison) is less than or equal to a preset reference value (reference value) When the specific voltage, which is the selected voltage (when converges to below the reference value), and the difference value are below the reference value (when converges below the reference value), the density of each of the new electrons and the new hole and the new potential potential are set to the optimum values, respectively and can be applied to the determination step (S6).

즉, 상기 시뮬레이션 장치가 상기 결정 단계를 수행할 때 이용되는 상기 신규 전자 및 신규 정공 각각의 밀도는 상기 함수 적용 단계에서 상기 전압 범위 내에서 전압을 순차 증가시키면서 상기 비교를 수행하는 루프(loop)를 반복하는 과정에서 얻어진 상기 특정 전압(문턱 전압)에 대응되어 산출된 전자 및 전공 각각에 대한 밀도(밀도 관련 최적값)이며, 상기 결정 단계에서 이용되는 상기 선택된 전압은 상기 특정 전압(전압 관련 최적값)이고, 상기 결정 단게에서 이용되는 신규 정전위 포텐셜은 상기 특정 전압에 대응되어 상기 함수 적용 단계에서 산출된 정전위 포텐셜(정전위 포텐셜 관련 최적값)이다.That is, the density of each of the new electrons and the new holes used when the simulation device performs the determining step is a loop that performs the comparison while sequentially increasing the voltage within the voltage range in the function application step. Density (density-related optimal value) for each electron and hole calculated corresponding to the specific voltage (threshold voltage) obtained in the repeating process, and the selected voltage used in the determining step is the specific voltage (voltage-related optimal value) ), and the new potential potential used in the determination step is the constant potential potential (optimal value related to the constant potential potential) calculated in the step of applying the function corresponding to the specific voltage.

이를 통해, 상기 시뮬레이션 장치는, 상기 문턱전압에서의 상기 최적값을 산출하여 상기 결정 단계 및 전류 밀도 산출 단계를 통해 발광할 수 있는 가장 낮은 전압에서의 다중 레이어 OLED 모듈을 높은 정확도로 설계할 수 있도록 지원한다.Through this, the simulation device calculates the optimal value at the threshold voltage so that the multi-layer OLED module at the lowest voltage that can emit light through the determination step and the current density calculation step can be designed with high accuracy. Support.

도 8 내지 도 23은 상술한 바와 같은 시뮬레이션 장치의 동작에 따른 수치 해석 결과를 나타낸 도면이다.8 to 23 are views showing numerical analysis results according to the operation of the simulation apparatus as described above.

도 8(a)는 인가전압 0V일 때의 정전위 포텐셜 Φ를 나타낸 그래프이며, 도 8(b)는 인가전압 0V일때의 정전위 포텐셜 Φ를 나타낸 그래프이다.Fig. 8(a) is a graph showing the positive potential potential Φ when the applied voltage is 0V, and Fig. 8(b) is a graph showing the positive potential potential Φ when the applied voltage is 0V.

도 9는 인가전압 0V일때의 전기장을 나타낸 그래프이며, 도 10은 인가전압 5V일 때의 전기장을 나타낸 그래프이다.9 is a graph illustrating an electric field when an applied voltage is 0V, and FIG. 10 is a graph illustrating an electric field when an applied voltage is 5V.

도 11은 인가전압 0V일때의 전자 및 정공의 농도를 나타낸 그래프이며, 도 12는 인가전압 3V일 때의 전자 및 정공의 농도를 나타낸 그래프이고, 도 13은 인가전압 5V일 때의 전자 및 정공의 농도를 나타낸 그래프이다.11 is a graph showing the concentration of electrons and holes when the applied voltage is 0V, FIG. 12 is a graph showing the concentrations of electrons and holes when the applied voltage is 3V, and FIG. 13 is the electron and hole concentrations when the applied voltage is 5V. It is a graph showing the concentration.

도 14는 인가전압 0V일 때의 에너지 밴드 다이어그램을 나타낸 그래프이고, 도 15는 인가전압 3V일 때의 에너지 밴드 다이어그램을 나타낸 그래프이며, 도 16은 인가전압 5V 일 때의 에너지 밴드 다이어그램을 나타낸 그래프이다.14 is a graph showing an energy band diagram when an applied voltage is 0V, FIG. 15 is a graph showing an energy band diagram when an applied voltage is 3V, and FIG. 16 is a graph showing an energy band diagram when an applied voltage is 5V. .

도 17은 다중 레이어 OLED 모듈의 인가 전압에 상응하는 전류 밀도를 나타낸 그래프이다.17 is a graph showing a current density corresponding to an applied voltage of a multi-layer OLED module.

도 18은 EBL(electron blocking layer) 40nm, 50nm,60nm일 때의 인가 전압에 상응하는 전류 밀도(current density)를 나타낸 그래프이다.18 is a graph showing current densities corresponding to applied voltages at 40 nm, 50 nm, and 60 nm of an electron blocking layer (EBL).

도 19는 EBL(electron blocking layer) 35nm, 40nm, 45nm, 50nm, 55nm, 60nm, 65nm, 70nm, 75nm 80nm 일 때의 인가 전압에 상응하는 전류 밀도를 나타낸 그래프이다.19 is a graph showing current densities corresponding to applied voltages at electron blocking layer (EBL) 35 nm, 40 nm, 45 nm, 50 nm, 55 nm, 60 nm, 65 nm, 70 nm, 75 nm and 80 nm.

도 20은 EBL(electron blocking layer)가 40nm, 50nm, 60nm일 때의 디바이스 길이에 따른 재결합 비율(Recombination rate)을 나타낸 그래프이다.20 is a graph showing a recombination rate according to a device length when an electron blocking layer (EBL) is 40 nm, 50 nm, or 60 nm.

도 21은 일정한 전압 인가 시에 각각의 EBL(electron blocking layer)에서의 전류밀도(current density)를 나타낸 그래프이다.21 is a graph showing the current density in each EBL (electron blocking layer) when a constant voltage is applied.

도 22는 EBL(electron blocking layer) 40nm, 50nm, 60nm일 때의 인가 전압에 상응하는 광출력(Luminance output)을 나타낸 그래프이다.22 is a graph showing luminance output corresponding to an applied voltage at 40 nm, 50 nm, and 60 nm of an electron blocking layer (EBL).

도 23은 EBL(electron blocking layer) 40nm일 때의 전류밀도(current density)에 상응하는 광출력(Luminance output)을 나타낸 그래프이다.23 is a graph illustrating a luminance output corresponding to a current density when an electron blocking layer (EBL) is 40 nm.

상술한 바에 따라, 상기 시뮬레이션 장치는, 프와종 방정식을 수치해석적 방법으로 해석하여 얻은 정전기 전위(electrostatic potential)(정전위 포텐셜)를 구한 후 이를 사용해서 연속 방정식을 수치 해석적 방법으로 해석하여 전자 밀도(electron density)와 정공 밀도(hole density)를 산출한다.As described above, the simulation device obtains an electrostatic potential (electrostatic potential) obtained by analyzing the Poisson equation by a numerical method, and then uses it to interpret the continuity equation by a numerical analytical method. Calculate electron density and hole density.

또한, 상기 시뮬레이션 장치는, 상기 산출된 값들로부터 다시 전자와 정공의 유사 페르미 준위(quasi-Fermi-level)인 Efn(electron quasi-Fermi-level), Efp(hole quasi-Fermi-level)값들을 구하고, 이로부터 다시 전자 밀도와 정공 밀도를 구하는 식에 이를 대입하여 새로운 전자 밀도, 정공 밀도 및 정전위 전위를 구한다. 이 값들로 loop를 순환(iteration)시키기 직전의 전자 밀도, 정공 밀도 및 정전위 전위 각각의 값들과의 차이가 10-5 이하로 수렴되는 값들을 수치해석적 방법으로 구하면 이러한 값들이 최종 결과값이 된다.In addition, the simulation apparatus is configured to again calculate electron quasi-Fermi-level ( E fn ) and hole quasi-Fermi-level (E fp ) values, which are quasi-Fermi-levels of electrons and holes from the calculated values. , and then substituting them into the equations to obtain electron density and hole density again to obtain new electron density, hole density, and potential potential. With these values, if the difference with the values of electron density, hole density, and electrostatic potential just before iteration of the loop converges to 10 -5 or less, numerically, these values are the final result. do.

이와 함께 전압을 계속해서 증가 시켜서 문턱 전압(threshold voltage)을 구할 수 있다.At the same time, the threshold voltage can be obtained by continuously increasing the voltage.

상술한 바와 같이, 본 발명은 설계 대상인 OLED 모듈에 대해 사용자가 계층(layer)과 파라미터 값들을 직접 지정할 수 있는 시뮬레이터를 제공할 수 있을 뿐 아니라, 매트랩 내장함수 pdepe fuction을 사용하여 Poisson Equation과 Continuity Equation을 한번에 풀어 낼 수 있는 편리성을 제공하면서도, 비용 절감, 시뮬레이션 계산 과정의 단순화 및 사용자의 용이한 접근성을 보장할 수 있음과 아울러, 전압을 증가시킴으로써 발생되는 저 효율성을 개선시키기 위해 비교적 낮은 전압일 때의 발광할 수 있는 다중 레이어 OLED 모듈을 높은 정확도로 설계할 수 있도록 지원할 수 있다.As described above, the present invention can provide a simulator in which a user can directly designate a layer and parameter values for an OLED module as a design target, and Poisson Equation and Continuity Equation using the MATLAB built-in function pdepe function. While providing the convenience of solving the problem of It can support the design of a multi-layer OLED module that can emit light with high accuracy.

도 24는 본 발명의 실시예에 따른 시뮬레이션 장치의 구성도이다.24 is a block diagram of a simulation apparatus according to an embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 시뮬레이션 장치(100)는, OLED 모듈을 구성하는 레이어별 파라미터를 수신하는 수신부(110)와, 상기 레이어별 파라미터를 미리 설정된 표류 확산 방정식 및 프와송 방정식에 적용하여 전자와 정공 각각에 대한 초기 페르미 준위와 초기 정전위 포텐셜을 산출하고, 상기 전자 및 정공의 초기 페르미 준위 및 초기 정전위 포텐셜을 미리 설정된 맥스웰-볼츠만 수식에 대입하여 전자 및 정공 각각의 밀도에 대한 초기값을 산출하는 산출부(120)와, 미리 설정된 매트랩 프로그램의 내장 함수인 pdepe에 프와송 방정식과 연속 방정식을 적용하여 생성된 설정 함수에 상기 초기값과 상기 초기 정전위 포텐셜 및 미리 설정된 전압 범위 내에서 선택된 전압을 적용하여 신규 전자와 신규 정공 각각의 밀도 및 신규 정전위 포텐셜을 산출하는 함수 적용부(130)와, 상기 신규 전자 및 신규 정공 각각의 밀도와 신규 정전위 포텐셜 및 상기 선택된 전압을 이용하여 상기 신규 전자 및 신규 정공 각각의 유사 페르미 준위와 상기 신규 전자 및 신규 정공 각각의 이동도를 산출하는 결정부(140) 및 상기 선택된 전압과 상기 신규 전자 및 신규 정공 각각의 밀도 및 신규 정전위 포텐셜과 상기 신규 전자 및 신규 정공 각각의 이동도를 기초로 상기 신규 전자 및 상기 신규 정공 각각의 전류 밀도를 산출하는 전류 밀도 산출부(150)를 포함하여 구성될 수 있다.As shown, the simulation apparatus 100 according to an embodiment of the present invention includes a receiver 110 that receives parameters for each layer constituting an OLED module, and a preset drift diffusion equation and a Poisson equation for the parameters for each layer. to calculate the initial Fermi level and initial potential potential for each electron and hole by applying to The calculation unit 120 for calculating the initial value of , and the initial value and the initial potential potential and the preset The function application unit 130 for calculating the respective densities and new potential potentials of new electrons and new holes by applying a voltage selected within the voltage range, and the respective densities of the new electrons and new holes, the new potential potential and the selected The determination unit 140 for calculating the pseudo Fermi level of each of the new electrons and the new holes and the mobility of each of the new electrons and the new holes by using the voltage, and the selected voltage and the density and newness of each of the new electrons and the new holes It may be configured to include a current density calculator 150 for calculating the current density of each of the new electrons and the new holes based on the potential potential and the respective mobility of the new electrons and the new holes.

이때, 상기 수신부(110), 산출부(120), 함수 적용부(130), 결정부(140) 및 전류 밀도 산출부(150)는 상기 시뮬레이션 장치(100)에 구성되어 상기 시뮬레이션 장치(100)의 전반적인 제어 기능을 수행하는 상기 시뮬레이션 장치(100)에 구성된 제어부에 포함되는 구성부로 구성될 수도 있다.At this time, the receiving unit 110 , the calculating unit 120 , the function applying unit 130 , the determining unit 140 , and the current density calculating unit 150 are configured in the simulation apparatus 100 , and the simulation apparatus 100 . It may be composed of a component included in a control unit configured in the simulation apparatus 100 that performs an overall control function of .

또한, 상기 제어부는 상기 시뮬레이션 장치(100)에 구성되는 저장부에 저장된 프로그램 및 데이터를 이용하여 본 발명에서 설명하는 다양한 기능을 실행할 수 있으며, 상기 제어부는 RAM, ROM, CPU, GPU, 버스를 포함할 수 있고, RAM, ROM, CPU, GPU 등은 버스를 통해 서로 연결될 수 있다.In addition, the control unit can execute various functions described in the present invention by using the programs and data stored in the storage unit configured in the simulation device 100, and the control unit includes RAM, ROM, CPU, GPU, and a bus. RAM, ROM, CPU, GPU, etc. can be connected to each other through a bus.

이외에도, 상기 시뮬레이션 장치(100)는 외부 장치와 인터페이스 및 통신하기 위한 통신부, 사용자 입력을 수신하기 위한 사용자 입력부 등과 같은 다양한 구성부를 더 포함하여 구성될 수 있다.In addition, the simulation apparatus 100 may further include various components such as a communication unit for interface and communication with an external device, and a user input unit for receiving a user input.

전술된 내용은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains may modify and modify the above-described contents without departing from the essential characteristics of the present invention. Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical spirit of the present invention, but to explain, and the scope of the technical spirit of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be construed by the following claims, and all technical ideas within the equivalent range should be construed as being included in the scope of the present invention.

100: 시뮬레이션 장치 110: 수신부
120: 산출부 130: 함수 적용부
140: 결정부 150: 전류 밀도 산출부
100: simulation device 110: receiver
120: calculation unit 130: function application unit
140: determination unit 150: current density calculation unit

Claims (8)

OLED 모듈을 위한 시뮬레이션 장치의 시뮬레이션 방법에 있어서,
OLED 모듈을 구성하는 레이어별 파라미터를 수신하는 수신 단계;
상기 레이어별 파라미터를 미리 설정된 표류 확산 방정식 및 프와송 방정식에 적용하여 전자와 정공 각각에 대한 초기 페르미 준위와 초기 정전위 포텐셜을 산출하고, 상기 전자 및 정공의 초기 페르미 준위 및 초기 정전위 포텐셜을 미리 설정된 맥스웰-볼츠만 수식에 대입하여 전자 및 정공 각각의 밀도에 대한 초기값을 산출하는 초기값 산출 단계;
미리 설정된 매트랩 프로그램의 내장 함수인 pdepe에 프와송 방정식과 연속 방정식을 적용하여 생성된 설정 함수에 상기 초기값과 상기 초기 정전위 포텐셜 및 미리 설정된 전압 범위 내에서 선택된 전압을 적용하여 신규 전자와 신규 정공 각각의 밀도 및 신규 정전위 포텐셜을 산출하는 함수 적용 단계;
상기 신규 전자 및 신규 정공 각각의 밀도와 신규 정전위 포텐셜 및 상기 선택된 전압을 이용하여 상기 신규 전자 및 신규 정공 각각의 유사 페르미 준위와 상기 신규 전자 및 신규 정공 각각의 이동도를 산출하는 결정 단계; 및
상기 선택된 전압과 상기 신규 전자 및 신규 정공 각각의 밀도 및 신규 정전위 포텐셜과 상기 신규 전자 및 신규 정공 각각의 이동도를 기초로 상기 신규 전자 및 상기 신규 정공 각각의 전류 밀도를 산출하는 전류 밀도 산출 단계;
를 포함하는 OLED 모듈을 위한 시뮬레이션 방법.
In the simulation method of a simulation device for an OLED module,
A receiving step of receiving parameters for each layer constituting the OLED module;
By applying the parameters for each layer to preset drift diffusion equations and Poisson equations, the initial Fermi level and initial potential potential for each electron and hole are calculated, and the initial Fermi level and initial potential potential of the electron and hole are calculated in advance. an initial value calculation step of calculating an initial value for each density of electrons and holes by substituting the set Maxwell-Boltzmann equation;
New electrons and new holes by applying the initial value, the initial constant potential potential, and a voltage selected within the preset voltage range to the set function generated by applying the Poisson's equation and the continuity equation to pdepe, which is the built-in function of the preset MATLAB program a function application step of calculating each density and a new potential potential;
a determining step of calculating a pseudo Fermi level of each of the new electrons and new holes and a mobility of each of the new electrons and new holes using the density of each of the new electrons and the new holes, the new potential potential, and the selected voltage; and
Current density calculation step of calculating the current density of each of the new electrons and the new holes based on the selected voltage, the density of each of the new electrons and the new holes, the new potential potential, and the mobility of each of the new electrons and the new holes ;
A simulation method for an OLED module comprising a.
청구항 1에 있어서,
상기 레이어별 파라미터는 상기 복수의 레이어 중 제 1 레이어를 구성하는 CuPc에 대한 제 1 파라미터와, 제 2 레이어를 구성하는 NPB에 대한 제 2 파라미터 및 제 3 레이어를 구성하는 Alq3에 대한 제 3 파라미터를 포함하는 것을 특징으로 하는 OLED 모듈을 위한 시뮬레이션 방법.
The method according to claim 1,
The parameters for each layer include a first parameter for CuPc constituting the first layer among the plurality of layers, a second parameter for NPB constituting the second layer, and a third parameter for Alq3 constituting the third layer. A simulation method for an OLED module comprising:
청구항 1에 있어서,
상기 초기값 산출 단계는,
하기 수식을 통해
Figure pat00051

Figure pat00052

Figure pat00053

Figure pat00054

Figure pat00055

상기 초기 정전위 포텐셜 Φ와, 전자의 밀도에 대한 초기값인 n과, 정공의 밀도에 대한 초기값인 p를 산출하며,
상기 Φ는 정전위 포텐셜, 상기 n은 전자의 밀도, 상기 p는 정공의 밀도, 상기 q는 전자의 전하량, 상기 ε은 유전율, 상기 k는 볼츠만 상수, 상기 T는 디바이스 온도, 상기 Efn은 전자의 페르미 준위, 상기 Efp는 정공의 페르미 준위, ELUMO는 최저준위 비점유 분자궤도(lowest unoccupied molecular orbital)의 에너지 레벨, EHOMO는 최고준위 점유 분자궤도(highest occupied molecular orbital)의 에너지 레벨, 상기 NLUMO는 최저준위 비점유 분자궤도의 농도, NHOMO는 최고준위 점유 분자궤도의 농도, 상기 NA는 억셉터(Acceptor) 농도, 상기 ND 는 도너(Donor) 농도인 것을 특징으로 하는 OLED 모듈을 위한 시뮬레이션 방법.
The method according to claim 1,
The initial value calculation step is
through the formula
Figure pat00051

Figure pat00052

Figure pat00053

Figure pat00054

Figure pat00055

Calculating the initial potential potential Φ, an initial value n for the density of electrons, and an initial value p for the density of holes,
Φ is the potential potential, n is the density of electrons, p is the density of holes, q is the charge amount of electrons, ε is the dielectric constant, k is the Boltzmann constant, T is the device temperature, and E fn is the electron Fermi level of, E fp is the Fermi level of the hole, E LUMO is the energy level of the lowest unoccupied molecular orbital, E HOMO is the energy level of the highest occupied molecular orbital, the N LUMO is the concentration of the lowest level unoccupied molecular orbital, N HOMO is the concentration, the N a of the top level occupied molecular orbital is the acceptor (acceptor) concentration, the N D is OLED, characterized in that the donor (donor) concentration Simulation method for module.
청구항 1에 있어서,
상기 함수 적용 단계는,
하기 설정 함수를 통해,
Figure pat00056

Figure pat00057

Figure pat00058

신규 전자의 밀도인 n과 신규 정공의 밀도인 p 및 신규 정전위 포텐셜인 Φ를 산출하며,
상기 ε은 유전율, 상기 q는 전자의 전하량, 상기 VT는 전압, 상기 NA는 억셉터(Acceptor) 농도, 상기 ND 는 도너(Donor) 농도, 상기 μn은 전자의 이동도, 상기 μp는 정공의 이동도, 상기 R은 재결합 비율 상수, 상기 G는 재결합율인 것을 특징으로 하는 OLED 모듈을 위한 시뮬레이션 방법.
The method according to claim 1,
The function application step is
Through the following setting function,
Figure pat00056

Figure pat00057

Figure pat00058

Calculate n, which is the density of new electrons, p, which is the density of new holes, and Φ, which is the new potential potential,
Wherein ε is a dielectric constant and said q is the electron charge, the V T is the voltage, the N A is the acceptor (Acceptor) concentration, the N D is the donor (Donor) concentration, the μ n is a, the μ movement of the electron p is hole mobility, R is a recombination rate constant, and G is a recombination rate.
청구항 1에 있어서,
상기 결정 단계는,
하기 수식을 통해,
Figure pat00059

Figure pat00060

Figure pat00061

Figure pat00062

Figure pat00063

상기 신규 전자의 유사 페르미 준위 Efn, 신규 정공의 유사 페르미 준위 Efp, 상기 신규 전자의 이동도 μn 및 상기 신규 정공의 이동도 μp를 산출하며,
상기 Φ는 상기 신규 정전위 포텐셜, 상기 n은 신규 전자의 밀도, 상기 p는 신규 정공의 밀도, 상기 q는 전자의 전하량, 상기 ε은 유전율, 상기 k는 볼츠만 상수, 상기 T는 디바이스 온도, ELUMO는 최저준위 비점유 분자궤도(lowest unoccupied molecular orbital)의 에너지 레벨, EHOMO는 최고준위 점유 분자궤도(highest occupied molecular orbital)의 에너지 레벨, 상기 NLUMO는 최저준위 비점유 분자궤도의 농도, NHOMO는 최고준위 점유 분자궤도의 농도인 것을 특징으로 하는 OLED 모듈을 위한 시뮬레이션 방법.
The method according to claim 1,
The determining step is
Through the following formula,
Figure pat00059

Figure pat00060

Figure pat00061

Figure pat00062

Figure pat00063

Calculating the pseudo Fermi level E fn of the new electron, the pseudo Fermi level E fp of the new hole, the mobility μ n of the new electron, and the mobility μ p of the new hole,
Φ is the new potential potential, n is the density of new electrons, p is the density of new holes, q is the charge amount of electrons, ε is the dielectric constant, k is the Boltzmann constant, T is the device temperature, E LUMO is the energy level of the lowest unoccupied molecular orbital, E HOMO is the energy level of the highest occupied molecular orbital, N LUMO is the concentration of the lowest unoccupied molecular orbital, N HOMO is a simulation method for an OLED module, characterized in that it is the concentration of the highest occupied molecular orbital.
청구항 1에 있어서,
상기 전류 밀도 산출 단계는,
하기 수식을 통해,
Figure pat00064

Figure pat00065

상기 신규 전자의 전류 밀도 Jn 및 상기 신규 정공의 전류 밀도 Jp를 산출하며,
상기 q는 전자의 전하량, 상기 μn은 신규 전자의 이동도, 상기 μp는 신규 정공의 이동도, 상기 Φ는 신규 정전위 포텐셜인 것을 특징으로 하는 OLED 모듈을 위한 시뮬레이션 방법.
The method according to claim 1,
The current density calculation step,
Through the following formula,
Figure pat00064

Figure pat00065

Calculate the current density J n of the new electrons and the current density J p of the new holes,
Wherein q is the charge amount of electrons, μ n is the mobility of new electrons, μ p is the mobility of new holes, and Φ is the new electrostatic potential potential.
청구항 1에 있어서,
상기 함수 적용 단계는,
상기 미리 설정된 전압 범위 내에서 전압을 순차 증가시키면서 전압을 선택하며, 전압 증가에 따른 상기 선택된 전압 변경시 상기 선택된 전압 이전에 선택된 기존 전압에 대응되어 산출된 전자와 정공 각각의 밀도 및 정전위 포텐셜을 각각 상기 초기값과 초기 정전위 포텐셜 대신 상기 전압 증가에 따라 선택된 신규 전압과 함께 상기 설정 함수에 적용하여 상기 신규 전압에 대응되어 전자와 정공 각각의 밀도 및 정전위 포텐셜을 산출하고, 복수의 서로 다른 상기 선택된 전압별로 선택 전압에 대응되어 산출된 상기 신규 전자 및 신규 정공 각각의 밀도 및 신규 정전위 포텐셜을 상기 선택 전압 이전에 선택된 이전 전압에 대응되어 산출된 전자 및 정공 각각의 밀도 및 정전위 포텐셜을 각각 대응되는 속성끼리 비교하여 산출된 차이값이 미리 설정된 기준치 이하일 때의 선택 전압인 특정 전압과 상기 차이값이 상기 기준치 이하일 때의 상기 신규 전자 및 신규 정공 각각의 밀도 및 상기 신규 정전위 포텐셜을 각각 최적값으로 하여 상기 결정 단계에 적용하는 것을 특징으로 하는 OLED 모듈을 위한 시뮬레이션 방법.
The method according to claim 1,
The function application step is
The voltage is selected while sequentially increasing the voltage within the preset voltage range, and when the selected voltage is changed according to the increase in voltage, the density and potential potential of each of electrons and holes calculated in response to the existing voltage selected before the selected voltage are obtained. Instead of the initial value and the initial potential potential, respectively, the density and the potential potential of each of electrons and holes are calculated in response to the new voltage by applying to the set function together with the new voltage selected according to the increase in voltage, and a plurality of different The density and potential potential of each of the electrons and holes calculated in response to the previous voltage selected before the selection voltage and the density and potential potential of each of the new electrons and new holes calculated in response to the selected voltage for each selected voltage A specific voltage that is a selected voltage when the difference calculated by comparing the corresponding properties is less than or equal to a preset reference value, and the density of each of the new electrons and new holes and the new potential potential when the difference is less than or equal to the reference value, respectively A simulation method for an OLED module, characterized in that the optimum value is applied to the determination step.
OLED 모듈을 구성하는 레이어별 파라미터를 수신하는 수신부;
상기 레이어별 파라미터를 미리 설정된 표류 확산 방정식 및 프와송 방정식에 적용하여 전자와 정공 각각에 대한 초기 페르미 준위와 초기 정전위 포텐셜을 산출하고, 상기 전자 및 정공의 초기 페르미 준위 및 초기 정전위 포텐셜을 미리 설정된 맥스웰-볼츠만 수식에 대입하여 전자 및 정공 각각의 밀도에 대한 초기값을 산출하는 산출부;
미리 설정된 매트랩 프로그램의 내장 함수인 pdepe에 프와송 방정식과 연속 방정식을 적용하여 생성된 설정 함수에 상기 초기값과 상기 초기 정전위 포텐셜 및 미리 설정된 전압 범위 내에서 선택된 전압을 적용하여 신규 전자와 신규 정공 각각의 밀도 및 신규 정전위 포텐셜을 산출하는 함수 적용부;
상기 신규 전자 및 신규 정공 각각의 밀도와 신규 정전위 포텐셜 및 상기 선택된 전압을 이용하여 상기 신규 전자 및 신규 정공 각각의 유사 페르미 준위와 상기 신규 전자 및 신규 정공 각각의 이동도를 산출하는 결정부; 및
상기 선택된 전압과 상기 신규 전자 및 신규 정공 각각의 밀도 및 신규 정전위 포텐셜과 상기 신규 전자 및 신규 정공 각각의 이동도를 기초로 상기 신규 전자 및 상기 신규 정공 각각의 전류 밀도를 산출하는 전류 밀도 산출부;
를 포함하는 OLED 모듈을 위한 시뮬레이션 장치.
a receiver for receiving parameters for each layer constituting the OLED module;
By applying the parameters for each layer to preset drift diffusion equations and Poisson equations, the initial Fermi level and initial potential potential for each electron and hole are calculated, and the initial Fermi level and initial potential potential of the electron and hole are calculated in advance. a calculator for calculating initial values for respective densities of electrons and holes by substituting the set Maxwell-Boltzmann equation;
New electrons and new holes by applying the initial value, the initial constant potential potential, and a voltage selected within the preset voltage range to the set function generated by applying the Poisson's equation and the continuity equation to pdepe, which is the built-in function of the preset MATLAB program a function application unit that calculates each density and a new potential potential;
a determination unit for calculating the pseudo Fermi level of each of the new electrons and the new holes and the mobility of each of the new electrons and the new holes by using the respective densities of the new electrons and the new holes, the new potential potential, and the selected voltage; and
A current density calculator for calculating the current density of each of the new electrons and the new holes based on the selected voltage, the density of each of the new electrons and the new holes, the new potential potential, and the mobility of each of the new electrons and the new holes ;
A simulation device for an OLED module comprising a.
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