Như đó phõn tớch, quỏ trỡnh cải thiện đặc tớnh tổng quỏt của cỏc mối nối khỏc loại bờn trong OLED yờu cầu phải cải thiện quỏ trỡnh lượng tử húa bờn ngoài và hiệu suất chiếu sỏng. Từ phương trỡnh (2) cú thể suy ra rằng hiệu suất lượng tử húa bờn ngoài phụ thuộc vào hiệu suất fluorescent, hệ số kớch thớch singlet và quỏ trỡnh truyền năng lượng của exciton. Ngoài ra, theo phương trỡnh (3) ngừ ra kết hợp cỏc ảnh hưởng của hiệu suất bờn ngoài và lần lượt bị tỏc động bởi cỏc chỉ số khỳc xạ.
Phương phỏp rừ rệt để cải thiện hiệu suất lượng tử húa bờn ngoài là giảm chỉ số khỳc xạ để cải thiện cụng suất ra kết hợp với phương trỡnh (3). Khi MEH-PPV thay cho Alq3 bờn trong cỏc lớp hoạt động nhằm cải thiện giỏ trị của Re trong phương trỡnh (3) (khoảng 2.5). Chỉ số khỳc xạ của đế cú thể thay đổi để thu được kết quả tương tự. Hầu hết cỏc OLED đều được lắng đọng trờn những tấm đế bằng thủy tinh. Quỏ trỡnh hướng súng xảy ra tại bề mặt phõn giới giữa lớp phỏt xạ và tấm đế thủy tinh, điều đú cú thể được loại trừ bởi việc sử dụng vật liệu cú chỉ số khỳc xạ thấp nhất khi lớp phỏt xạ được lắng đọng trờn chất liệu silica gel. Sự kết hợp bờn ngoài của hệ số R từ phương trỡnh (4) được nhõn đụi. Tuy nhiờn, silica thỡ khụng thực tế cho cấu trỳc vật lý của OLED vỡ vậy ta dựng cỏch để cải thiện cấu trỳc này là đặt chất liệu silica trờn một tấm đế thủy tinh. Theo cỏch này thỡ tấm đế sẽ cú tớnh chất vật lý mạnh và ỏnh sỏng phỏt ra sẽ khụng bị ảnh hưởng bởi sự dẫn súng với thủy tinh kết hợp với silica giống như một hàng rào ngăn cỏch.
Cỏc phương phỏp để cải thiện ngừ ra kết hợp phụ thuộc vào sự thay đổi bề mặt phẳng hỡnh học để làm giảm sự mất mỏt cỏc phản xạ bờn trong và tớnh dẫn súng. Cú nhiều nghiờn cứu về OLED nhưng chỳng chỉ cú thể bổ sung mang tớnh chất tương tự nhau trong cả quỏ trỡnh hoạt động lẫn cấu trỳc của
laser hồi tiếp hoạt động bởi sự phỏt xạ mang tớnh chất tự phỏt để đạt được sự kớch thớch. Quỏ trỡnh bức xạ trong trường hợp này hoặc là do cỏc trạng thỏi bức xạ hoặc là do cỏc trạng thỏi hướng súng. Cỏc tấm lưới theo mụ hỡnh Bragg được thờm vào bờn trong hỡnh dạng của cấu trỳc bị gấp nếp ở bờn trờn bề mặt của lớp phỏt xạ để làm giảm sự hướng súng phỏt ra. Tớnh tuần hoàn của sự gấp nếp được chọn lựa để khi bước súng của một trạng thỏi hướng súng bờn trong diode. Cường độ ở ngừ ra luụn gấp đụi do sự phõn tỏn Bragg khi ỏnh sỏng khụng được bẫy trong cỏc trạng thỏi hướng súng. Tương tự, cú thể ỏp dụng cho cỏc OLED khi mà cỏc lớp hoạt động cú cấu tạo là polymeric được gấp nếp để làm tăng hiệu suất và trỏnh được sự hấp thu ỏnh sỏng bởi cỏc mặt phẳng trước khi thoỏt ra khỏi linh kiện. Sự gia tăng chất phosphorescence của linh kiện mà khụng cú sự thay đổi đặc tớnh của vật liệu. Hoạt động tương tự với cỏc LED cú cấu trỳc AlGaInN, nhưng cỏc vấn đề về chế tạo vẫn tồn tại sự gấp nếp trờn vật liệu kết tinh, chỳng được đưa vào bề mặt gồ ghề dẫn đến sự điều chỉnh rất ớt trong quỏ trỡnh phỏt xạ ỏnh sỏng. Tuy nhiờn, sự gấp nếp khụng mang tớnh điển hỡnh trong quỏ trỡnh chế tạo OLED khi mà cỏc kỹ thuật in lớp màng polymer rất phổ biến trong cỏc ứng dụng mang tớnh tớch hợp cao.
Một hệ số giới hạn hiệu suất trong phương trỡnh (2) là hệ số cõn bằng điện tớch . Đú là sự xỏc định bởi hiệu suất của quỏ trỡnh tiờm cỏc hạt mang điện, nú phụ thuộc vào chức năng hoạt động của điện cực cathode. Nếu chức năng hoạt động quỏ cao, nú trở thành một hàng rào ngăn cản cỏc electron đi xuyờn qua lớp phỏt xa, làm giảm bớt độ chiếu sỏng của linh kiện (xem phương trỡnh (5)), nhưng nếu nú là một hàng rào kim loại thấp chẳng hạn như magnesium thỡ cỏc electron sẽ đi xuyờn qua một cỏch dễ dàng. Tuy nhiờn, cỏc điện cực cathode cú chức năng hoạt động cao chẳng hạn như aluminium cú thể trỏnh được sự phản ứng với cỏc lớp liờn kết khỏc, làm giảm bớt sự thoỏi húa của linh kiện. Để cú được một sự xếp đặt ổn định, một lớp đệm cỏch điện chẳng hạn như LiF được thờm vào giữa điện cực cathode cú chức năng hoạt động thấp và lớp hoạt động cú cấu trỳc polymeric. Bằng cỏch so sỏnh OLED cú điện cực cathode làm bằng magnesium và một OLED khỏc cú điện cực cathode làm bằng aluminium cú độ sỏng cực đại là 17000 và 4800 cd/m2
và hiệu suất lượng tử húa cực đại bờn ngoài là 2.13% và 1.03%, điều đú chứng tỏ rằng aluminium cú hiệu suất thấp hơn. Trong lỳc thờm vào lớp đệm aluminium phải được theo dừi để cú độ chiếu sỏng và một hiệu suất lượng tử
húa bờn ngoài tốt nhất (gấp 6 lần lỳc khụng cú lớp đệm). Mức Fermi của aluminium rơi xuống thẳng hàng với mức LUMO của lớp hoạt động cú cấu trỳc polymeric. Kết quả này là do sự cõn bằng của quỏ trỡnh phun cỏc hạt điện tớch, tăng dần hiệu suất theo như phương trỡnh (4) đó đề cập.
Khỏi niệm tương tự được ỏp dụng khi quỏ trỡnh phun lỗ trống được điều khiển thay vỡ phun cỏc hạt electron. Cú thể thờm một lớp CuPc vào giữa điện cực anode ITO và lớp phun lỗ trống nhằm hạ thấp chức năng hoạt động, từ đú làm giảm hiệu suất của quỏ trỡnh phun lỗ trống. Bự lại sẽ dẫn đến trạng thỏi cõn bằng điện tớch, làm gia tăng hiệu suất lượng tử húa bờn ngoài.
Xỏc suất của điện tớch nạp theo hiệu ứng đường hầm phụ thuộc vào chiều dày của lớp đệm, cỏc hạt điện tớch đú sẽ đi qua đường hầm để đến lớp hữu cơ. Hiệu ứng đường hầm khụng phụ thuộc vào độ dày của lớp polymer hoạt động, vỡ vậy điện trường sẽ phỏt sinh bờn trong linh kiện dẫn đến hiện tượng phun cỏc hạt mang điện. Sự pha tạp của vật liệu hữu cơ luụn ảnh hưởng đến hiệu ứng đường hầm, vỡ vậy việc pha tạp cỏc polymer được đề xuất. Lỳc chỳng chưa được pha tạp thường đổ dồn về cỏc khe dói LUMO của chỳng, vỡ vậy hàng rào thế năng giảm xuống cho cỏc electron đi qua, dẫn đến một sự gia tăng bờn trong đường hầm. Do đú tiếp tục làm hạ thấp mức điện ỏp phõn cực của linh kiện, vỡ vậy cải thiện được hiệu suất. Tỏc động này được dự đoỏn bởi lý thuyết hiệu ứng đường hầm của Fowler-Nordheim, dự đoỏn này mang tớnh tổng quỏt được ỏp dụng cho LED nhưng nú cũng cú thể ỏp dụng cho OLED khi mà sự pha trộn khỏc nhau và cỏc polymer được thực nghiệm để thu được cỏc hàng rào thế năng thấp.
Chương 2. Thực nghiệm