Determination of the optical constants of polymer light-emitting diode films from single reflection measurements

Abstract

We present a simple and fast method to determine the optical constant and physical thickness of polymer films from a single reflectivity measurement. A self-consistent dispersion formula of the Forouhi–Bloomer model was introduced to fit the measured spectral curves by a modified ‘Downhill’ simplex algorithm. Four widely used polymer light-emitting diodes materials: poly[2-methoxy-5-(2′-ethyl-hexyloxy)-1,4-phenylenevinylene], poly(9,9-dioctylfluoreny-2,7-diyl) (PFO), poly(N-vinyl carbazole) and poly(3,4-ethylene dioxythiophene) : poly(styrenesulfonate) were investigated by this technique. The refractive indices over the whole visible region as well as the optical band gap extracted by this method agree well with those reported in the literature. The determined physical thicknesses present a deviation less than 4% compared with the experimental values measured by the stylus profiler. The influence of scattering loss on the fitted results is discussed to demonstrate the applicability of this technology for polymer films.

Photonic crystal electrode to be used in organic LED structures

“…To better explain the optical effect of the PC structure on the device spectrum, the same simulation were also performed on the ITO-PEDOT:PSS and on the ITO-PFO crystals. The refractive index used during the simulation was: n 1 (ITO) = 1.9, n 2 (Pedot:PSS) = 1.53 and n 3 (PFO) = 1.74 [12].…”

“…More recently, ITO electrode was partially patterned by focused ion beam (FIB) covered by PEDOT:PSS finding a good increasing of efficiency [11]. The relative low refractive index of PEDOT:PSS [12] gives a high refractive index jump for the ITO-PEDOT:PSS structure that is advantageous also on microstructured grid [13].…”

Determination of Optical Constants and Thickness of Polymer Semiconductor Thin Film by Reflectivity Fitting Method

“…阳 能 电 池 的 膜 系 优 化 和 在 线 工 艺 监 测 ， 能 够 进 一 步 提 升 器 件 光 电 转 换 性 能 。 同 时 ， 聚 合 物 半 导 体 薄 膜 的 光 学 常 数 受 到 溶 液 成 分 及 成 膜 工 艺 的 影 响 而 难 以 准 确 测 量 ， 因 此 ， 简 单 而 精 确 地 获 得 聚 合 物 半 导 体 薄 膜 的 光 学 常 数 和 厚 度 信 息 非 常 重 要 。 目 前 ， 在 确 定 薄 膜 光 学 常 数 的 各 种 方 法 中 ， 椭 偏 光 谱 法 是 应 用 最 广 泛 且 精 确 度 最 高 的 方 法 。 该 方 法 通 过 测 量 偏 振 光 束 在 薄 膜 上 的 反 射 或 透 射 时 出 现 的 偏 振 变 换 确 定 薄 膜 的 光 学 常 数 和厚度。然而， 除了反射率对相位(D)变化异常敏感从而影响测量准确度以外， 椭偏法还需要考虑聚合物薄 膜 在 非 正 入 射 时 产 生 的 光 学 双 折 射 效 应 ， 并 且 对 不 同 波 长 以 及 不 同 角 度 入 射 的 光 波 ， 测 量 时 会 产 生 大 量 的 计算变量 [1][2][3][4] 。采用椭偏法测量对于表面粗糙度较高的聚合物半导体薄膜， 过程繁琐且不易应用到工业化在 线 监 测 [5] 。 透 射 率 包 络 线 法 则 利 用 λ 2 、λ 4 波 长 处 的 薄 膜 干 涉 效 应 确 定 薄 膜 的 折 射 率 和 消 光 系 数 。 该 方 法 较 简 单 ， 但 要 求 薄 膜 厚 度 必 须 大 于 一 个 波 长 。 Moule 等 [6] 提 出 了 一 种 利 用 不 同 厚 度 薄 膜 透 射 率 的 干 涉 测 量法， 然而该方法忽略了聚合物薄膜厚度对其光学常数的影响， 测量结果的准确度较低。王晓阳等 [7] 通过测 [8] 于 2009 年采用相同的方法对 MEH-PPV:…”

A computational study on optimal design for organic tandem solar cells

“…Thus the transmission of a beam through the glass layer was treated as being incoherent with other beams. As another input to the optical model, the complex refractive indices (ñ) of materials were taken from the literatures [19][20][21][22].…”