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Organische lichtemittierende Dioden (OLEDs) spielen sowohl in Displays als auch für Beleuchtungsanwendungen eine zunehmend wichtige Rolle. Ziel dieser Arbeit ist es, ein verbessertes Verständnis der Ladungsträgerinjektion und des Raumladungsaufbaus in OLEDs zu erlangen. Es wird im Rahmen des Drift-Diffusionsmodells eine selbstkonsistente Modellierung der gesamten Diode inklusive der Elektroden durchgeführt. Die Injektion ist dabei durch eine effektive Injektionsbarrierenhöhe bestimmt, die vom elektrischen Feld an den Grenzflächen zwischen Elektroden und organischem Halbleiter abhängig ist. Dieser Ansatz ermöglicht die kontinuierliche Beschreibung des Bauteilverhaltens über den gesamten Spannungsbereich unter Berücksichtigung der Kontakte und möglicher Raumladungseffekte. Neben statischen Berechnungen der Strom-Spannungskennlinien werden auch frequenzabhängige Impedanzsimulationen für Dioden mit intrinsischen und dotierten Halbleitern durchgeführt. Für dotierte Dioden wird bei unzureichender Injektion eine Verarmung des Halbleiters beobachtet. Diese wird durch die Schottky-Barrierenerniedrigung reduziert, die in Abhängigkeit des Zustandes der Diode berücksichtigt wird. Insbesondere bei hohen Barrieren und hohen Feldern an den Kontakten treten neben der thermischen Injektion auch substanzielle Injektionsströme über direktes Durchtunneln der Barriere auf. Der Tunneleffekt wird dabei über den Miller-Abrahams Ansatz modelliert. Zu beachten ist, dass die Vorteile der selbstkonsistenten Modellierung auch nach der Integration der Tunnelinjektion und des Schottky-Effekts erhalten bleiben. Mit dem um die Tunnelinjektion erweiterten Modell wird eine Parameteranpassung an j-U-Kennlinien von ITO/a-NPD/Ag-Dioden für verschiedene Schichtdicken durchgeführt. Außerdem wird das entwickelte Modell auch auf Kelvinsondenmessungen angewendet. Dabei kann gezeigt werden, dass die übliche Interpretation der Oberflächenpotentiale als Verlauf des Potentials im Volumen einer dicken Schicht falsch ist. Der Fehler wird abgeschätzt, eine verbesserte Interpretation vorgeschlagen und an einem Satz gemessener Daten demonstriert. |
