유한 차분 시간 영역법을 이용한 반사방지 구조가 유기 발광 다이오드의 광효율에 미치는 영향에 대한 연구 (Study on the Effect of Anti-Reflection Structure on the Lighting Efficiency of Organic Light-Emitting Diodes Studied by Finite Difference Time Domain Method)

서지정보

· 발행기관 : 한국물리학회
· 수록지 정보 : 새물리 / 72권 / 9호 / 688 ~ 697페이지
· 저자명 : 최성우, 이정균, 고재현

초록

본 연구에서는 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode, OLED)의 발광 효율에 대한 원뿔형, 포물면형, 그리고 음각의 포물면형 등 세 종류의 반사방지층의 영향을 유한 차분 시간 영역법을 이용하여 분석하였다. 반사방지구조를 이루는 각 패턴의 피치에 따라 평면파로 입사되는 빛의 평균 반사율이 크게 변했는데 패턴 사이 간격이 줄어들수록 평균 반사율은 감소했다. 반사 방지 구조가 없는 실리카 기판의 평균 반사율은 3.4%였으며, 반사방지 구조가 적용되면 평균 반사율은 0.04–0.07% 정도로 낮아졌다. 기본 OLED의 광 추출효율이 ~22.5%인데 비해 200 nm 피치의 반사 방지구조가 적용된 OLED의 광추출 효율은 24.3–24.6% 정도로 기본 OLED의 효율에 비해 약 8–9% 정도 향상됨을 확인하였다. OLED에 반사방지 구조가 적용되면 공기와 기판의 계면에서 굴절률이 점진적으로 변화하면서 프레넬 반사를 줄여 유리 기판에 갇힌 빛의 추출에 기여할 수 있지만, 추가적인 개선을 위해서는 OLED 내부에서 형성되는 전자기 복사의 패턴과 나노구조물 사이의 상호작용에 대한 보다 면밀한 분석이 필요할 것으로 판단된다.

영어초록

The effect of the anti-reflection layer constructed in terms of the cone-, parabola- and reverse(R)-parabola-shaped nano structures on the emitting efficiency of organic light emitting diodes(OLEDs) was studied by using the finite difference time domain method. The average reflectance of visible light was sensitively changed depending on the pitch between the nano patterns, the reflectance being decreased substantially with decreasing pitch. The average reflectance of the glass substrate was 3.4% while the substrate with antireflection layers having a pitch of 200 nm showed average reflectance of 0.04–0.07%. The outcoupling efficiency of a basic OLED was ~22.5%, while that of the OLED with antireflection layers formed on the substrate was 24.3–24.6%, which showed approximately 8–9% improvement in the outcoupling efficiency. When the anti-reflection structure is applied to the OLED, more light trapped in the glass substrate can be extracted compared to the basic OLED which is due to the gradual change in the refractive index at the air-substrate interface and the resulting decrease in the Fresnel reflection.

참고자료

· 없음