Abstract

We demonstrate by finite-difference time-domain simulations that a one-dimensional (1D) photonic crystal (PC) structure between glass substrate and indium tin oxide layer can improve the light extraction efficiency of organic light-emitting diodes. The extraction efficiency depends on the emitters' positions varying laterally in a unit cell of PC. The highest efficiency is obtained when the emitters are under higher refractive index strips. Efficiency decreases when the emitters shift to lower refractive index strips. Simulations for both transverse magnetic and transverse electric modes indicate that when emitters are close to the middle of the higher refractive index strips, the guided wave transmits with less divergence and inhibited reflection because of the guiding effect of higher refractive index strips. A modified method that considers the position effects is proposed to calculate the extraction efficiency more precisely.

© 2013 Chinese Optics Letters

PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. H. Sasabe and J. Kido, J. Mater. Chem. C 1, 1699 (2013).
  2. T. Nakayama, K. Hiyama, K. Furukawa, and H. Ohtani, "19.1: Invited Paper: Development of Phosphorescent White OLED with Extremely High Power Efficiency and Long Lifetime" in SID Symposium Digest of Technical Papers 38, 1018 (2007).
  3. C. F. Madigan, M. H. Lu, and J. C. Sturm, Appl. Phys. Lett. 76, 1650 (2000).
  4. J. Yang, Q. Bao, Z. Xu, Y. Li, J. Tang, and S. Shen, Appl. Phys. Lett. 97, 223303 (2010).
  5. D. S. Mehta and K. Saxena, in Proceedings of Asian Society for Information Display 198 (2006).
  6. J. H. Jang, M. C. Oh, T. H. Yoon, and J. C. Kim, Appl. Phys. Lett. 97, 123302 (2010).
  7. U. Geyer, J. Hauss, B. Riedel, S. Gleiss, U. Lemmer, and M. Gerken, Appl. Phys. Lett. 104, 093111 (2008).
  8. A. Kumar, R. Strivastava, M. N. Kamalasanan, and D. S. Mahta, Opt. Lett. 37, 575 (2012).
  9. B. Wang, L. Ke, and S. J. Chua, J. Cryst. Growth 288, 199 (2006).
  10. B. K. Hong, H. K. Yu, I. Lee, K. Kim, S. Kim, and J. L. Lee, Adv. Mater. 2010, 22 (2010).
  11. A. Kumar, R. Strivastava, P. Tyagi, M. N. Kamalasanan, and D. S. Mahta, Org. Electron. 13, 2879 (2012).
  12. Q. Y. Yue, W. Li, F. M. Kong, and K. Li, Adv. Mater. Sci. Eng. 2012, 985762 (2012).
  13. M. Le, R. Yan, and Q. Wang, Semicond. Photon. Technol. 12, 10 (2006).
  14. Y. J. Lee, S. H. Kim, J. Huh, G. H. Kim, Y. H. Lee, S. H. Cho, Y. C. Kim, and Y. R. Do, Appl. Phys. Lett. 82, 3779 (2003).
  15. E. D. Palik, Handbook of Optical Constants of Solids (Academic, Orlando, 1985).
  16. A. W. Snyder and J. Love, Optical Waveguide Theory (Springer, Berlin, 1993).
  17. B. E. Little and W. P. Huang, Prog. Electromagn. Res. 10, 217 (1995).

2013 (1)

H. Sasabe and J. Kido, J. Mater. Chem. C 1, 1699 (2013).

2012 (3)

A. Kumar, R. Strivastava, M. N. Kamalasanan, and D. S. Mahta, Opt. Lett. 37, 575 (2012).

A. Kumar, R. Strivastava, P. Tyagi, M. N. Kamalasanan, and D. S. Mahta, Org. Electron. 13, 2879 (2012).

Q. Y. Yue, W. Li, F. M. Kong, and K. Li, Adv. Mater. Sci. Eng. 2012, 985762 (2012).

2010 (3)

J. Yang, Q. Bao, Z. Xu, Y. Li, J. Tang, and S. Shen, Appl. Phys. Lett. 97, 223303 (2010).

J. H. Jang, M. C. Oh, T. H. Yoon, and J. C. Kim, Appl. Phys. Lett. 97, 123302 (2010).

B. K. Hong, H. K. Yu, I. Lee, K. Kim, S. Kim, and J. L. Lee, Adv. Mater. 2010, 22 (2010).

2008 (1)

U. Geyer, J. Hauss, B. Riedel, S. Gleiss, U. Lemmer, and M. Gerken, Appl. Phys. Lett. 104, 093111 (2008).

2007 (1)

T. Nakayama, K. Hiyama, K. Furukawa, and H. Ohtani, "19.1: Invited Paper: Development of Phosphorescent White OLED with Extremely High Power Efficiency and Long Lifetime" in SID Symposium Digest of Technical Papers 38, 1018 (2007).

2006 (2)

B. Wang, L. Ke, and S. J. Chua, J. Cryst. Growth 288, 199 (2006).

M. Le, R. Yan, and Q. Wang, Semicond. Photon. Technol. 12, 10 (2006).

2003 (1)

Y. J. Lee, S. H. Kim, J. Huh, G. H. Kim, Y. H. Lee, S. H. Cho, Y. C. Kim, and Y. R. Do, Appl. Phys. Lett. 82, 3779 (2003).

2000 (1)

C. F. Madigan, M. H. Lu, and J. C. Sturm, Appl. Phys. Lett. 76, 1650 (2000).

1995 (1)

B. E. Little and W. P. Huang, Prog. Electromagn. Res. 10, 217 (1995).

Bao, Q.

J. Yang, Q. Bao, Z. Xu, Y. Li, J. Tang, and S. Shen, Appl. Phys. Lett. 97, 223303 (2010).

Cho, S. H.

Y. J. Lee, S. H. Kim, J. Huh, G. H. Kim, Y. H. Lee, S. H. Cho, Y. C. Kim, and Y. R. Do, Appl. Phys. Lett. 82, 3779 (2003).

Chua, S. J.

B. Wang, L. Ke, and S. J. Chua, J. Cryst. Growth 288, 199 (2006).

Do, Y. R.

Y. J. Lee, S. H. Kim, J. Huh, G. H. Kim, Y. H. Lee, S. H. Cho, Y. C. Kim, and Y. R. Do, Appl. Phys. Lett. 82, 3779 (2003).

Furukawa, K.

T. Nakayama, K. Hiyama, K. Furukawa, and H. Ohtani, "19.1: Invited Paper: Development of Phosphorescent White OLED with Extremely High Power Efficiency and Long Lifetime" in SID Symposium Digest of Technical Papers 38, 1018 (2007).

Gerken, M.

U. Geyer, J. Hauss, B. Riedel, S. Gleiss, U. Lemmer, and M. Gerken, Appl. Phys. Lett. 104, 093111 (2008).

Geyer, U.

U. Geyer, J. Hauss, B. Riedel, S. Gleiss, U. Lemmer, and M. Gerken, Appl. Phys. Lett. 104, 093111 (2008).

Gleiss, S.

U. Geyer, J. Hauss, B. Riedel, S. Gleiss, U. Lemmer, and M. Gerken, Appl. Phys. Lett. 104, 093111 (2008).

Hauss, J.

U. Geyer, J. Hauss, B. Riedel, S. Gleiss, U. Lemmer, and M. Gerken, Appl. Phys. Lett. 104, 093111 (2008).

Hiyama, K.

T. Nakayama, K. Hiyama, K. Furukawa, and H. Ohtani, "19.1: Invited Paper: Development of Phosphorescent White OLED with Extremely High Power Efficiency and Long Lifetime" in SID Symposium Digest of Technical Papers 38, 1018 (2007).

Hong, B. K.

B. K. Hong, H. K. Yu, I. Lee, K. Kim, S. Kim, and J. L. Lee, Adv. Mater. 2010, 22 (2010).

Huang, W. P.

B. E. Little and W. P. Huang, Prog. Electromagn. Res. 10, 217 (1995).

Huh, J.

Y. J. Lee, S. H. Kim, J. Huh, G. H. Kim, Y. H. Lee, S. H. Cho, Y. C. Kim, and Y. R. Do, Appl. Phys. Lett. 82, 3779 (2003).

Jang, J. H.

J. H. Jang, M. C. Oh, T. H. Yoon, and J. C. Kim, Appl. Phys. Lett. 97, 123302 (2010).

Kamalasanan, M. N.

A. Kumar, R. Strivastava, P. Tyagi, M. N. Kamalasanan, and D. S. Mahta, Org. Electron. 13, 2879 (2012).

A. Kumar, R. Strivastava, M. N. Kamalasanan, and D. S. Mahta, Opt. Lett. 37, 575 (2012).

Ke, L.

B. Wang, L. Ke, and S. J. Chua, J. Cryst. Growth 288, 199 (2006).

Kido, J.

H. Sasabe and J. Kido, J. Mater. Chem. C 1, 1699 (2013).

Kim, G. H.

Y. J. Lee, S. H. Kim, J. Huh, G. H. Kim, Y. H. Lee, S. H. Cho, Y. C. Kim, and Y. R. Do, Appl. Phys. Lett. 82, 3779 (2003).

Kim, J. C.

J. H. Jang, M. C. Oh, T. H. Yoon, and J. C. Kim, Appl. Phys. Lett. 97, 123302 (2010).

Kim, K.

B. K. Hong, H. K. Yu, I. Lee, K. Kim, S. Kim, and J. L. Lee, Adv. Mater. 2010, 22 (2010).

Kim, S.

B. K. Hong, H. K. Yu, I. Lee, K. Kim, S. Kim, and J. L. Lee, Adv. Mater. 2010, 22 (2010).

Kim, S. H.

Y. J. Lee, S. H. Kim, J. Huh, G. H. Kim, Y. H. Lee, S. H. Cho, Y. C. Kim, and Y. R. Do, Appl. Phys. Lett. 82, 3779 (2003).

Kim, Y. C.

Y. J. Lee, S. H. Kim, J. Huh, G. H. Kim, Y. H. Lee, S. H. Cho, Y. C. Kim, and Y. R. Do, Appl. Phys. Lett. 82, 3779 (2003).

Kong, F. M.

Q. Y. Yue, W. Li, F. M. Kong, and K. Li, Adv. Mater. Sci. Eng. 2012, 985762 (2012).

Kumar, A.

A. Kumar, R. Strivastava, M. N. Kamalasanan, and D. S. Mahta, Opt. Lett. 37, 575 (2012).

A. Kumar, R. Strivastava, P. Tyagi, M. N. Kamalasanan, and D. S. Mahta, Org. Electron. 13, 2879 (2012).

Le, M.

M. Le, R. Yan, and Q. Wang, Semicond. Photon. Technol. 12, 10 (2006).

Lee, I.

B. K. Hong, H. K. Yu, I. Lee, K. Kim, S. Kim, and J. L. Lee, Adv. Mater. 2010, 22 (2010).

Lee, J. L.

B. K. Hong, H. K. Yu, I. Lee, K. Kim, S. Kim, and J. L. Lee, Adv. Mater. 2010, 22 (2010).

Lee, Y. H.

Y. J. Lee, S. H. Kim, J. Huh, G. H. Kim, Y. H. Lee, S. H. Cho, Y. C. Kim, and Y. R. Do, Appl. Phys. Lett. 82, 3779 (2003).

Lee, Y. J.

Y. J. Lee, S. H. Kim, J. Huh, G. H. Kim, Y. H. Lee, S. H. Cho, Y. C. Kim, and Y. R. Do, Appl. Phys. Lett. 82, 3779 (2003).

Lemmer, U.

U. Geyer, J. Hauss, B. Riedel, S. Gleiss, U. Lemmer, and M. Gerken, Appl. Phys. Lett. 104, 093111 (2008).

Li, K.

Q. Y. Yue, W. Li, F. M. Kong, and K. Li, Adv. Mater. Sci. Eng. 2012, 985762 (2012).

Li, W.

Q. Y. Yue, W. Li, F. M. Kong, and K. Li, Adv. Mater. Sci. Eng. 2012, 985762 (2012).

Li, Y.

J. Yang, Q. Bao, Z. Xu, Y. Li, J. Tang, and S. Shen, Appl. Phys. Lett. 97, 223303 (2010).

Little, B. E.

B. E. Little and W. P. Huang, Prog. Electromagn. Res. 10, 217 (1995).

Lu, M. H.

C. F. Madigan, M. H. Lu, and J. C. Sturm, Appl. Phys. Lett. 76, 1650 (2000).

Madigan, C. F.

C. F. Madigan, M. H. Lu, and J. C. Sturm, Appl. Phys. Lett. 76, 1650 (2000).

Mahta, D. S.

A. Kumar, R. Strivastava, P. Tyagi, M. N. Kamalasanan, and D. S. Mahta, Org. Electron. 13, 2879 (2012).

A. Kumar, R. Strivastava, M. N. Kamalasanan, and D. S. Mahta, Opt. Lett. 37, 575 (2012).

Nakayama, T.

T. Nakayama, K. Hiyama, K. Furukawa, and H. Ohtani, "19.1: Invited Paper: Development of Phosphorescent White OLED with Extremely High Power Efficiency and Long Lifetime" in SID Symposium Digest of Technical Papers 38, 1018 (2007).

Oh, M. C.

J. H. Jang, M. C. Oh, T. H. Yoon, and J. C. Kim, Appl. Phys. Lett. 97, 123302 (2010).

Ohtani, H.

T. Nakayama, K. Hiyama, K. Furukawa, and H. Ohtani, "19.1: Invited Paper: Development of Phosphorescent White OLED with Extremely High Power Efficiency and Long Lifetime" in SID Symposium Digest of Technical Papers 38, 1018 (2007).

Riedel, B.

U. Geyer, J. Hauss, B. Riedel, S. Gleiss, U. Lemmer, and M. Gerken, Appl. Phys. Lett. 104, 093111 (2008).

Sasabe, H.

H. Sasabe and J. Kido, J. Mater. Chem. C 1, 1699 (2013).

Shen, S.

J. Yang, Q. Bao, Z. Xu, Y. Li, J. Tang, and S. Shen, Appl. Phys. Lett. 97, 223303 (2010).

Strivastava, R.

A. Kumar, R. Strivastava, M. N. Kamalasanan, and D. S. Mahta, Opt. Lett. 37, 575 (2012).

A. Kumar, R. Strivastava, P. Tyagi, M. N. Kamalasanan, and D. S. Mahta, Org. Electron. 13, 2879 (2012).

Sturm, J. C.

C. F. Madigan, M. H. Lu, and J. C. Sturm, Appl. Phys. Lett. 76, 1650 (2000).

Tang, J.

J. Yang, Q. Bao, Z. Xu, Y. Li, J. Tang, and S. Shen, Appl. Phys. Lett. 97, 223303 (2010).

Tyagi, P.

A. Kumar, R. Strivastava, P. Tyagi, M. N. Kamalasanan, and D. S. Mahta, Org. Electron. 13, 2879 (2012).

Wang, B.

B. Wang, L. Ke, and S. J. Chua, J. Cryst. Growth 288, 199 (2006).

Wang, Q.

M. Le, R. Yan, and Q. Wang, Semicond. Photon. Technol. 12, 10 (2006).

Xu, Z.

J. Yang, Q. Bao, Z. Xu, Y. Li, J. Tang, and S. Shen, Appl. Phys. Lett. 97, 223303 (2010).

Yan, R.

M. Le, R. Yan, and Q. Wang, Semicond. Photon. Technol. 12, 10 (2006).

Yang, J.

J. Yang, Q. Bao, Z. Xu, Y. Li, J. Tang, and S. Shen, Appl. Phys. Lett. 97, 223303 (2010).

Yoon, T. H.

J. H. Jang, M. C. Oh, T. H. Yoon, and J. C. Kim, Appl. Phys. Lett. 97, 123302 (2010).

Yu, H. K.

B. K. Hong, H. K. Yu, I. Lee, K. Kim, S. Kim, and J. L. Lee, Adv. Mater. 2010, 22 (2010).

Yue, Q. Y.

Q. Y. Yue, W. Li, F. M. Kong, and K. Li, Adv. Mater. Sci. Eng. 2012, 985762 (2012).

"19.1: Invited Paper: Development of Phosphorescent White OLED with Extremely High Power Efficiency and Long Lifetime" in SID Symposium Digest of Technical Papers (1)

T. Nakayama, K. Hiyama, K. Furukawa, and H. Ohtani, "19.1: Invited Paper: Development of Phosphorescent White OLED with Extremely High Power Efficiency and Long Lifetime" in SID Symposium Digest of Technical Papers 38, 1018 (2007).

Adv. Mater. (1)

B. K. Hong, H. K. Yu, I. Lee, K. Kim, S. Kim, and J. L. Lee, Adv. Mater. 2010, 22 (2010).

Adv. Mater. Sci. Eng. (1)

Q. Y. Yue, W. Li, F. M. Kong, and K. Li, Adv. Mater. Sci. Eng. 2012, 985762 (2012).

Appl. Phys. Lett. (5)

Y. J. Lee, S. H. Kim, J. Huh, G. H. Kim, Y. H. Lee, S. H. Cho, Y. C. Kim, and Y. R. Do, Appl. Phys. Lett. 82, 3779 (2003).

J. H. Jang, M. C. Oh, T. H. Yoon, and J. C. Kim, Appl. Phys. Lett. 97, 123302 (2010).

U. Geyer, J. Hauss, B. Riedel, S. Gleiss, U. Lemmer, and M. Gerken, Appl. Phys. Lett. 104, 093111 (2008).

C. F. Madigan, M. H. Lu, and J. C. Sturm, Appl. Phys. Lett. 76, 1650 (2000).

J. Yang, Q. Bao, Z. Xu, Y. Li, J. Tang, and S. Shen, Appl. Phys. Lett. 97, 223303 (2010).

J. Cryst. Growth (1)

B. Wang, L. Ke, and S. J. Chua, J. Cryst. Growth 288, 199 (2006).

J. Mater. Chem. C (1)

H. Sasabe and J. Kido, J. Mater. Chem. C 1, 1699 (2013).

Opt. Lett. (1)

Org. Electron. (1)

A. Kumar, R. Strivastava, P. Tyagi, M. N. Kamalasanan, and D. S. Mahta, Org. Electron. 13, 2879 (2012).

Prog. Electromagn. Res. (1)

B. E. Little and W. P. Huang, Prog. Electromagn. Res. 10, 217 (1995).

Semicond. Photon. Technol. (1)

M. Le, R. Yan, and Q. Wang, Semicond. Photon. Technol. 12, 10 (2006).

Other (3)

E. D. Palik, Handbook of Optical Constants of Solids (Academic, Orlando, 1985).

A. W. Snyder and J. Love, Optical Waveguide Theory (Springer, Berlin, 1993).

D. S. Mehta and K. Saxena, in Proceedings of Asian Society for Information Display 198 (2006).

Cited By

OSA participates in CrossRef's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.