Emission 验证

基础结果对标

Dreapex TMM 与 Setfos 发光仿真:基础结果对标。

发光仿真对标报告

基准器件

采用常规平面 QLED 基准器件:厚玻璃基底非相干,其余有限膜层相干,全部材料各向同性。发光层透明,折射率 n = 1.78;其他薄膜采用相同的材料光学常数。

两者采用相同层序、厚度、材料及发射谱;单一发光源位于 QD 中心,偶极取向为各向同性。Setfos 的 Spectrum 在 Dreapex TMM 中启用 Intensity(光谱)探测器;s、p 对应 TE、TM。

层序(从上至下):Air / Glass 1.1 mm / IZO-T 110 nm / PEDOT 35 nm / TFB 25 nm / QD 20 nm / ZnMgO 70 nm / IZO-B 150 nm / Ag 100 nm / Air。玻璃 n = 1.52,上下空气 n = 1。

评估项有效比较值最大相对差 / ppm结果
Spectrum32,6700.611392极小差异 < 1 ppm
Power Dissipation46,5660.114682极小差异 < 1 ppm
Mode3120.577634极小差异 < 1 ppm

1.1 Spectrum

两者采用一致的发射谱和本征量子效率 q₀ = 1,波长范围 560–680 nm、步长 1 nm,发射角度 0–89°、步长 1°。total、s、p 三通道的最大相对差均低于 1 ppm。图中按行展示 0°、30°、60° 光谱,差异表覆盖完整波长和角度范围。

total / ppms / ppmp / ppm
0.6047990.6047820.611392

典型条件数值对照。λ = 626 nm;角度为 0°、30°、60°。

条件评估项SetfosDreapex TMM绝对差
0° · total光谱强度 / W·m⁻²·nm⁻¹·sr⁻¹0.2990510.2990510121.20e-08
0° · s光谱强度 / W·m⁻²·nm⁻¹·sr⁻¹0.14952550.1495255066.00e-09
0° · p光谱强度 / W·m⁻²·nm⁻¹·sr⁻¹0.14952550.1495255066.00e-09
30° · total光谱强度 / W·m⁻²·nm⁻¹·sr⁻¹0.29290990.2929098851.55e-08
30° · s光谱强度 / W·m⁻²·nm⁻¹·sr⁻¹0.16022010.1602201111.14e-08
30° · p光谱强度 / W·m⁻²·nm⁻¹·sr⁻¹0.13268980.1326897732.69e-08
60° · total光谱强度 / W·m⁻²·nm⁻¹·sr⁻¹0.11313560.1131355712.92e-08
60° · s光谱强度 / W·m⁻²·nm⁻¹·sr⁻¹0.062572240.062572251.00e-08
60° · p光谱强度 / W·m⁻²·nm⁻¹·sr⁻¹0.050563320.05056332088.35e-10

图 1. 基准器件 (a) · Spectrum,发射角度 0°、30°、60°

1.2 角度分布

在相同基准器件、发射谱和 q₀ = 1 的配置下,比较 0–89°、步长 1° 的角度分布。图中前两行分别展示 610 nm 与 626 nm 的 total、s、p,第三行展示 560–680 nm 波段积分结果。

两个波长下的角度曲线均与 Setfos 一致;波段积分的三个通道最大相对差均低于 1 ppm。

评估项total / ppms / ppmp / ppm
波长积分0.4023680.4482670.410253

典型条件数值对照。波长积分的角度分布;total / s / p。

条件评估项SetfosDreapex TMM绝对差
0°total / W·m⁻²·sr⁻¹7.0956197.095619464.62e-07
0°s / W·m⁻²·sr⁻¹3.5478093.547809737.31e-07
0°p / W·m⁻²·sr⁻¹3.5478093.547809737.31e-07
30°total / W·m⁻²·sr⁻¹6.8915686.891569071.07e-06
30°s / W·m⁻²·sr⁻¹3.7613893.761389252.52e-07
30°p / W·m⁻²·sr⁻¹3.1301793.130179828.15e-07
60°total / W·m⁻²·sr⁻¹2.7898712.789871099.32e-08
60°s / W·m⁻²·sr⁻¹1.5614251.561425222.23e-07
60°p / W·m⁻²·sr⁻¹1.2284461.228445871.29e-07

图 2. 基准器件 (a) · 角度分布,610 nm、626 nm 及波长积分

1.3 CIE xy / Blue Index

比较配置为 CIE 1931 2° 观察者、560–680 nm 波段、total 光谱、电流密度 100 A/m²,并采用一致的器件面积。Dreapex TMM 的颜色与光度方法设置为“线性插值(5 nm)”。

在上述配置下,CIE x、CIE y 与 Setfos 的最大绝对差分别为 4.77 × 10⁻⁸、4.94 × 10⁻⁸,Blue Index 的最大相对差为 0.554 ppm。图示覆盖 0–89°,下表列出 0°、30°、60° 的对应数值。

评估项最大绝对差最大相对差 / ppm
CIE x4.770997e-080.069605
CIE y4.943288e-080.156865
Blue Index1.027631e-050.553524

图 3. 基准器件 (a) · CIE xy 与 Blue Index

角度评估项SetfosDreapex TMM绝对差
0°CIE x0.693557400.693557411.33e-08
0°CIE y0.306333300.306333317.55e-09
0°Blue Index / cd/A49.15225049.1522598.64e-06
30°CIE x0.691518900.691518921.50e-08
30°CIE y0.308361800.308361844.42e-08
30°Blue Index / cd/A49.07990049.0799076.99e-06
60°CIE x0.685442300.685442354.77e-08
60°CIE y0.314409000.314409033.32e-08
60°Blue Index / cd/A20.89196020.8919666.26e-06

1.4 FWHM / Peak wavelength

沿用相同基准器件、发射谱及 1 nm 波长步长,比较 0–89° 下的 total 光谱半高全宽(FWHM)与 total、s、p 峰值波长。

FWHM 按“定义不同”单列:Dreapex TMM 使用整体半高包络,参考值使用主峰所在连续半高区域;本单峰基准的最大绝对差约为 4.94 × 10⁻⁶ nm。三个偏振通道的全部 270 个峰值波长与 Setfos 一致。

评估项最大绝对差 / nm最大相对差 / ppm结果
FWHM · total4.943278e-060.236146定义不同
Peak wavelength · total00.000000极小差异 < 1 ppm
Peak wavelength · s00.000000极小差异 < 1 ppm
Peak wavelength · p00.000000极小差异 < 1 ppm

典型条件数值对照。同一 total 光谱的峰值波长与 FWHM;FWHM 沿用各自定义。

条件评估项SetfosDreapex TMM绝对差
0°峰值波长 / nm6296290
0°FWHM / nm20.4630120.46301044.04e-07
30°峰值波长 / nm6286280
30°FWHM / nm20.7873420.7873382.04e-06
60°峰值波长 / nm6266260
60°FWHM / nm21.8293121.82930831.74e-06

图 4. 基准器件 (a) · 峰值波长与光谱 FWHM

1.5 光度、效率与归一化光谱

沿用基准器件。Dreapex TMM 的“颜色与光度计算方法”选择“线性插值(5 nm)”,观察者选择 CIE 1931 2°,“面积归一化”选择“实际面积”,电流密度为 100 A/m²。对应的光度值、电流效率、辐射光效与 Setfos 一致;角度保持率与下降率以法向值为参考。

归一化光谱采用各偏振分量自身的峰值作为参考。保持率与下降率的最大绝对差均为 0.0000461 个百分点。

指标最大绝对差相对差 / ppm
单位实际面积光强 / cd/m²0.00065476540.529340
电流效率 / cd/A6.547654e-060.529340
辐射光效 / lm/W4.917602e-050.228021
角度保持率 / 百分点4.608706e-05—
角度下降率 / 百分点4.608706e-05—
指标total / ppms / ppmp / ppm
归一化光谱0.4855890.4915040.486050
峰值强度0.4333380.4510800.514724

典型条件数值对照。基准器件,角度为 0°、30°、60°。

条件评估项SetfosDreapex TMM绝对差
0°亮度 / cd·m⁻²1505.6971505.69743.96e-04
0°电流效率 / cd·A⁻¹15.0569715.0569743.96e-06
0°光视效能 / lm·W⁻¹212.201212.2009792.10e-05
30°亮度 / cd·m⁻²1513.4371513.437066.31e-05
30°电流效率 / cd·A⁻¹15.1343715.13437066.31e-07
30°光视效能 / lm·W⁻¹219.607219.6070373.70e-05
60°亮度 / cd·m⁻²656.8622656.8622919.12e-05
60°电流效率 / cd·A⁻¹6.5686226.568622919.12e-07
60°光视效能 / lm·W⁻¹235.4454235.4453918.70e-06

图 5. 基准器件:光度、效率及角度保持

图 6. 基准器件:归一化光谱与峰值强度

1.6 Power Dissipation

比较总耗散、上端辐射和下端辐射的 total、s、p。波长 560–680 nm、步长 10 nm;n_eff = 0–4、步长 0.01。发光设置与 Spectrum 一致,图示采用 610 nm。九个通道在登记临界点之外均低于 1 ppm。

评估项total / ppms / ppmp / ppm
总耗散0.1146820.1146820.114682
上端辐射0.1146820.1146820.114682
下端辐射0.1146820.1146820.114682

典型条件数值对照。λ = 610 nm,n_eff = 0.50。

条件评估项SetfosDreapex TMM绝对差
total总耗散 / W·m⁻²·nm⁻¹0.4528184960.4528185485.19e-08
s总耗散 / W·m⁻²·nm⁻¹0.2492289750.2492290032.86e-08
p总耗散 / W·m⁻²·nm⁻¹0.2035895210.2035895452.33e-08
total上端辐射 / W·m⁻²·nm⁻¹0.4265349960.4265350454.89e-08
s上端辐射 / W·m⁻²·nm⁻¹0.2350657430.235065772.70e-08
p上端辐射 / W·m⁻²·nm⁻¹0.1914692530.1914692752.20e-08
total下端辐射 / W·m⁻²·nm⁻¹9.37759566e-059.37759674e-051.08e-11
s下端辐射 / W·m⁻²·nm⁻¹4.46296641e-054.46296692e-055.12e-12
p下端辐射 / W·m⁻²·nm⁻¹4.91462925e-054.91462982e-055.64e-12

图 7. 基准器件 (a) · Power Dissipation,波长 610 nm

1.7 Mode

同一基准器件采用 560–680 nm、步长 10 nm 的独立波长扫描,本征寿命 10 ns;分别比较 q₀ = 1 和 0.37。Purcell 因子、有效量子效率、寿命、七类模式占比和衰减率量均低于 1 ppm。下表“模式”列取七类模式中最大差异;图示 q₀ = 0.37。Mode 为总偏振结果。

q₀F / ppm衰减增强 / ppmq / ppmτ / ppm模式 / ppm
0.370.0275180.0110820.0164360.0110820.577634
10.0275180.0275180.0000000.0275180.561199

典型条件数值对照。λ = 610 nm,Isotropic;百分数的绝对差单位为百分点。

条件评估项SetfosDreapex TMM绝对差
q₀ = 0.37Purcell 因子1.141456861.141456864.75e-09
q₀ = 0.37量子效率 / %40.133362340.13336229.99e-08
q₀ = 0.37寿命 / ns9.502640919.502640931.59e-08
q₀ = 1Purcell 因子1.141456861.141456864.75e-09
q₀ = 1量子效率 / %1001000
q₀ = 1寿命 / ns8.760734068.76073413.64e-08
q₀ = 0.37上端出光 / %15.846676315.84667634.45e-09
q₀ = 0.37器件波导 / %6.120537216.120537221.08e-08
q₀ = 0.37吸收损耗 / %1.934197641.934197511.33e-07

图 8. 基准器件 (a) · Mode,Isotropic,q₀ = 0.37

1.8 角度派生与内部角分布

沿用本章基准器件,角度范围 0°–89°。Dreapex TMM 中选择“归一化角度分布”“半值角”“角度 FWHM”和“朗伯因子”;光谱模式保持相同波长及 total、s、p 通道。下图以 Setfos 光谱形成独立参考,与实际产品输出比较。

图 9. 基准器件的角度派生指标

1.8.1 全部角度案例的验证

26 组配置共比较 1,248,085 个有效值。角度量最大绝对差为 0.000159°,角度色移 Δu′v′ 最大绝对差为 1.85×10⁻⁷。³ 无有效半高交点、法向无信号或颜色无效时,相应指标不计入比较。

指标有效值最大绝对差最大相对差 / ppm
归一化角度分布1,189,6209.7982e-070.981801
半值角 / °19,8528.01299e-052.67028
角度 FWHM / °24,7410.0001588881.4187
朗伯因子11,7120.0001014160.50615
角度色移 Δu′v′2,1601.84265e-07557061

1.8.2 内部角分布

选择 Dreapex TMM 的“内部角分布”,发光层保持各向同性;观察的是发光层内的传播角。基准、TFB 双折射、ZnMgO 双折射和色散各向同性发光层四种配置,共 111,624 个有效值与原生功率耗散结果形成的独立参考比较,total、s、p 最大差异均小于 0.115 ppm。TOC、SUB、WVG、ABS 分别表示出光、衬底、波导及吸收相关分量。⁴ 本项比较不含 0° 及登记临界坐标。

图 10. 基准器件内部角分布,610 nm

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