Berdasarkan ketiga percobaan sebelumnya, dibuat simulasi menggunakan HTL dan ETL dengan susunan layer PEDOT-PSS, NPB, BFE, ETM dan LiF-Al. Ketebalan dari layer organik yang digunakan merupakan ketebalan yang dapat menghasilkan luminansi maksimum dari percobaan sebelumnya. Gambar 3.5 merupakan tampilan struktur menggunakan 3 organic layer.
17
Universitas Indonesia Keseluruhan proses yang dilakukan pada seminar ini ditampilkan pada digram alir yang ditunjukkan pada Gambar 3.6 seperti berikut
Penentuan Struktur Dasar
Pengukuran parameter pada struktur dasar
Pengukuran parameter Penambahan HTL pada
struktur dasar
Penambahan ETL pada struktur dasar
Penambahan HTL dan ETL pada struktur dasar Penentuan Parameter
Pengukuran parameter
Pengukuran parameter
Penarikan Kesimpulan
18
Universitas Indonesia BAB 4
HASIL DAN ANALISA
Berdasarkan perancangan dan simulasi empat buah struktur Organic Light
Emiting Diode diperoleh hasil yang dijelaskan sebagai berikut.
4.1 Struktur Dasar
Simulasi untuk struktur dasar menggunakan sebuah Blue Fluorescent
Emitter sebagai emissive layer yang menghasilkan luminansi dan current density .
Luminansi diukur dengan variasi ketebalan Blue Fluorescent Emitter 1 nm hingga 15 nm. Gambar 4.1 menampilkan nilai current density dan luminansi untuk setiap ketebalan BFE yang dicuplik pada tegangan 10 V. Luminansi tertinggi dicapai pada ketebalan 5 nm sebesar 30.613 cd/m2 dengan current density 1,653 x 105 mA/cm2.
Gambar 4.1 Current density dan luminance untuk ketebalan BFE 1-15 nm
Ketebalan BFE 5 nm yang menghasilkan luminansi maksimum pada struktur dasar dijadikan sebagai referensi untuk mengukur pengaruh penggunaan HTL dan ETL terhadap luminansi
19
Universitas Indonesia a. Penggunaan HTL
Penggunaan HTL dapat meningkatkan luminansi pada struktur dasar. Pada simulasi ini digunakan BFE dengan ketebalan 5 nm dan NPB menghasilkan luminansi maksimum pada ketebalan 1 nm. Luminansi tertinggi yang diukur pada tegangan 10 V adalah 49.543 cd/m2 dengan current density sebesar 3,055 x 105 mA/cm2. Gambar 4.2 menampilkan hasil simulasi dengan variasi ketebalan NPB 1-10 nm.
Gambar 4.2 Variasi ketebalan NPB dengan BFE 5nm
b. Penggunaan ETL
Penggunaan ETL pada struktur ketigadari simulasi ini menghasilkan luminansi paling tinggi ketika ketebalan ETM sebesar 1 nm. Luminansi yang dihasilkan adalah sebesar 30.031 cd/m2 dengan current density 1,249 x 105 mA/cm2 yang diukur pada tegangan 10 V. Luminansi yang dihasilkan tidak lebih besar dibandingkan dengan luminansi yang dihasilkan pada struktur dasar. Hal ini menyebabkan penggunaan ETL tidak efisien untukstruktur OLED ini. Pengukuran hasil luminansi menggunakan ETL ditampilkan pada Gambar 4.3.
20
Universitas Indonesia Gambar 4.3 Variasi ketebalan ETM dengan BFE 5 nm
c. Penggunaan HTL dan ETL
Berdasarkan ketiga struktur yang telah disimulasikan sebelumnya maka dibuat struktur yang menggunakan HTL dan ETL sekaligus untuk melihat pengaruh terhadap luminansi yang dihasilkan. HTL dan ETL yang digunakan adalah setebal 1 nm dengan BFE 5 nm. Hasil yang diperoleh adalah sebesar 39.770 cd/m2 dengan current efficiency 1,801 x 105 mA/cm2 yang diukur pada tegangan 10 V.
Gambar 4.4 merupakan perbandingan luminansi yang diperoleh dari keempat struktur yang telah disimulasikan. Luminansi tertinggi diperoleh ketika menggunakan HTL yang ditempatkan di antara BFE dan anoda. Luminansi kedua diperoleh pada struktur HTL,BFE dan ETL.
21
Universitas Indonesia Gambar 4.4 Perbandingan Luminansi untuk 4 buah struktur
Current density dan current efficiency dari grafik perbandingan untuk keempat hasil luminansi ditampilkan pada Gambar 4.5 dan 4.6
22
Universitas Indonesia Gambar 4.6 Perbandingan current efficiency untuk 4 struktur
Keempat jenis struktur di atas menghasilkan warna biru pada panjang gelombang dengan peak value pada 420 nm hingga 480 nm. Spektral angular yang dihasilkan ditampilkan pada Gambar 4.7 berikut
23
Universitas Indonesia Hasil simulasi untuk keempat jenis struktur tersebut ditampilkan pada Tabel 4.1. Luminansi dan current density yang paling tinggi diperoleh dari struktur yang menggunakan HTL. Penggunaan ETLpada struktur blue OLED dengan BFE sebagai emissive layer menyebabkan penurunan luminansi dibandingkan hasil yang diperoleh tanpa ETL.Sementara penggunaan HTL dan ETL menghasilkan luminansi yang lebih rendah dibandingkan dengan penggunaan HTL saja. Tabel 4.1 menampilkan hasil yang diperole pada pengukuran 10 Volt dengan ketebalan BFE 5 nm dan ketebalan HTL dan ETL sebesar 1 nm. Ketebalan tersebut menrupakan ketebalan yang menghasilkan luminansi paling tinggi padasetiap struktur.
Tabel 4.1 Perbandingan Hasil dari 4 struktur
No Struktur Luminance [cd/m2] Current density [mA/cm2] Current Efficiency [cd/A] 1 BFE 30.613 1,653 x 105 0,01852 2 HTL + BFE 49.543 3,055 x 105 0,01622 3 BFE + ETL 30.031 1,249 x 105 0,02405 4 HTL + BFE + ETL 39.770 1,801 x 105 0,02209
24
Universitas Indonesia BAB 5
KESIMPULAN
Setelah dilakukan perancangan dan simulasi dapat ditarik kesimpulan bahwa pada pengukuran pengaruh HTL dan ETL terhadap struktur blue OLED menggunakan BFE sebagai emissive layer, diperoleh hasil luminansi maksimum ketika digunakan HTL dengan ketebalan 1 nm. Penggunaan HTL yang diletakkan di antara anoda dan BFE menghasilkan luminansi sebesar 49.543 cd/m2. Sedangkan dengan penggunaan ETL yang ditempatkan di antara BFE dan katoda menghasilkan luminansi sebesar 30.031 cd/m2. Penggunaan bersama kedua layer tersebut menghasilkan luminansi sebesar 39.770 cd/m2. Sementara hasil luminansi yang diperoleh pada penggunaan BFE sebagai single layer menghasilkan luminansi sebesar 330.613 cd/m2. Hasil tersebut dicuplik pada tegangan 10 V.
DAFTAR PUSTAKA
[1] A.A Gaertner, “LED Measurement Issues”, National Research Council of Canada, April 2002
[2] Arnob Islam, Mamun Rabbani, et al., “A Review on Fabrication Process of
Organic Light Emitting Diodes,” IEEE,2013
[3] B. Geffroy, P. le Roy, and C. Prat, “Organic Light-Emitting Diode
(OLED) Technology: Materials, Devices and Display Technologies,”
Polymer International, Vol. 55, no. 6, pp. 572–582, 2006.
[4] Smith,Warrent.J,” Modern Optical Engineering Fourth Edition, Mc Graw Hill, California :2008
[5] L.Hung and C.Chen, “Recent Progress of Molecular Organic
Electroluminescent Materials and Devices,” Materials Science and
Engineering, R: Reports, vol. 39, no. 5, pp. 143–222, 2002. [6] http://www.pro-lite.co.uk
[7] Alex Ryer,”Light Measurement Handbook,” International Light Inc, 1998 [8] Kazumi Aoba, Hideki Sakai, Takashi Ohmori and Hayato Hyakutake,
“Organic Transparent Electrodes Applied to Polymer Light Emitting
Diodes” Journal of Surface Science and Nanotechnology, vol. 12,
pp.57-62, 2014.
[9] Michio Matsumura and Yukitoshi Jinde, “Volltage Dependence of
Light-Emitting Zone in Aluminum-Hydroxyquinoline Layers of Organic Heterojunction EL Device,” IEEE Transcationalon Electron Devices, Vo.