초록 ▼

Ⅳ. 연구결과
○ 유연 광추출 시뮬레이션 기술
- OLED 에 삽입된 주름구조의 광학적 해석을 위한 2D FDTD 시뮬레이션을 진행하여 ETRI독창적인 주름구조에서의 효과를 조사한 결과 광추출 효과를 얻기 위해서는 평탄층을 도입하지 않는 것이 효가가 더 큰 것을 도출함. 상기의 시뮬레이션 결과에 근거하여 주름내부 광추출 기반의 구조적 설계를 확립함.

○ 광추출용 주름구조 필름 소재 및 주름필름의 신뢰성
- ETRI 독자적으로 고분자 주름필름 소재 원천 기술로 발전시켜서, 필름의 주름구조를 조절하기 위한

Ⅳ. 연구결과
○ 유연 광추출 시뮬레이션 기술
- OLED 에 삽입된 주름구조의 광학적 해석을 위한 2D FDTD 시뮬레이션을 진행하여 ETRI독창적인 주름구조에서의 효과를 조사한 결과 광추출 효과를 얻기 위해서는 평탄층을 도입하지 않는 것이 효가가 더 큰 것을 도출함. 상기의 시뮬레이션 결과에 근거하여 주름내부 광추출 기반의 구조적 설계를 확립함.

○ 광추출용 주름구조 필름 소재 및 주름필름의 신뢰성
- ETRI 독자적으로 고분자 주름필름 소재 원천 기술로 발전시켜서, 필름의 주름구조를 조절하기 위한 액상 프리폴리머층의 UV 경화시 필름 표면에 형성되는 주름의 형성 메카니즘을 규명하였고, 또한 주름 필름의 내구성을 확인함.내열성, 내화학성, 내광학성을 테스트 한 결과 모두 변화가 없이 양호함을 확인 하였다.

○ 저온 공정용 전극 기술
- 양극용 그래핀에 플라즈마 표면처리를 하여 일함수를 2.8~6.8eV 범위내에서 조절할수 있음을 실험적으로 증명함. 이는 유기층의 선택을 용이하게 해줄수 있는 접근법임. 그래핀용 음극상에 버퍼층 및 전자수송층 리튬 도핑을 통하여 그래핀/전자수송층 계면 장벽을 조절할수 있음을 UPS 분광법으로 검증함. 상기의 결과는 그래핀의 OLED 적용 및 공정 설계에 매우 유용함.

○ 광추출 유연 기판 개발
- 소자의 적층구조를 최적화한후 내부 및 외부 광추출 구조가 구비되어 있는 유기발광소자를 제작하여 소자 적층구조 최적화로 22%, 내부광추출 구조체 구비로 47%,외부광추출 구조체 구비로 82 %의 전력효율증대를 가져올수 있었음(목표 80%). 또한 주름필름부착으로 발광스펙트럼의 시야각 의존성을 거의 제거할수 있었음. 내부광추출 구조 제작에 있어 은나노선을 용융시켜 얻은 액적을 마스크로 활용하여 무작위 배열의 나노산란구조체를 제작하는 방법을 개발함.

○ 고효율 백색 유연 면 광원 최적화 기술
- 백색 소자 최적화된 백색 OLED 구조에 광추출구조를 도입하여 전력효율을 약 45% 정도 향상된 결과를 확보 할 수 있었고, 연구목표에 언급된 휘도 3000 nit에서는 구동 전압 3.8V에서 약 50.2 lm/W의 전력효율을 얻었음.

○ 유연기판용 나노 구조체 기술 개발
- OLED 내부 전반사에 의해 손실되던 빛을 외부로 추출하기 위하여 내부 광 산란층으로 사용 될 유연기판용 나노 구조체 기술을 개발하였는데, Reactive Ion Etching의 서로 다른 두가지 플라즈마와 초음파 처리를 통하여 다양한 종류의 나노 구조체를 형성하게 되었음. 나노 구조체의 높이가 공정 조건에 따라 80nm에서 약250nm까지 조절이 가능함.

○ 교감형 OLED 조명 응용 시스템
- 조명기기의 무선화로 조명기기의 설치 방식 및 장소에 구속 받지 않도록 사용자 편의성이 증가된 차세대 조명기술로써, 기존의 구현 방식에서 문제가 되었던 구동방식의 개선과 시스템화를 진행하였다. Balanced Power Amp. 방식의 송신부와 송신 코일, 수신 코일과 DC전력 발생 모듈, OLED 광원을 내장한 OLED 조명 모듈로 구성되는 무선 전원 OLED 조명 시스템을 구현하였음.

○ OLED 조명 표준화
- IEC TC34에서 OLED PT의장으로서 활동하여 OLED조명용 패널의 안전요구사항은 FDIDS를 통과하여 최종 IS(국제표준)으로 확정되었으며, OLED조명용 패널의 성능요구 사항은 CD를 통과시켜 CDV를 준비 중임.

Abstract ▼

Ⅳ. RESULTS
○ Simulation techniques for flexible ligth extraction
In order to find optimum structure of OLED device with wrinkled polymer layer, FDTD numerical simulation was conducted for calculating the external quantum efficiency (EQE) of the proposed device. In this structure, the guided mo

Ⅳ. RESULTS
○ Simulation techniques for flexible ligth extraction
In order to find optimum structure of OLED device with wrinkled polymer layer, FDTD numerical simulation was conducted for calculating the external quantum efficiency (EQE) of the proposed device. In this structure, the guided mode in the organic-ITO layer could be radiated out when the light is propagating through the bended waveguide occurred by the wrinkle. Point dipole sources with a temporal coherence similar to that of the green OLED emission were inserted at the peak and valley points of the emission organic layer, which was also wrinkled by following the wrinkled polymer layer. For the period and amplitude of 1.6 um and 0.2 um, respectively, the EQE enhancement was about 1.4 times of the reference device. When the wrinkled polymer layer was planarized with another polymer layer, the EQE enhancement was much reduced. FDTD simulation provides a guide line for the optimization of the OLED device structure with wrinkled pattern prior to the fabrication and experimental confirmation.

○ Flexible light extraction technology
By applying internal and external light extraction structures, it was possible to achieve an enhancement in power efficacy of 82 %. For internal structure, we have used randomly nanostructures (RNS) of SiOx and a high refractive planarization layer. Externally, we have applied wrinkle films. In addition to enhancement in efficiency, spectral stability was also obtained. Using wrinkle films we have achieved 35 % enhancement in power efficacy of all phosphorescent white OLED. In addition, the original white spectrum was preserved without distortion over a wide range of viewing angle. The processing methods suggested obviates the needs of vacuum deposition, photolithography and high temperature annealing. Our approaches can offer enhancement in efficiency, spectral stability and uniform luminance distribution.

○ Development of electrode for low temperature processes
In this work, we have investigated the electronic structure of the interface between organic material and electrode (graphene and ITO) by using Ultraviolet Photoemission Spectroscopy (UPS). First of all, we observed that the work function of graphene is increased from 5.12 eV to 6.33 eV as a function of oxygen plasma treatment time. Increase of the work function affects to reduce the highest occupied molecular orbital (HOMO) level of deposited organic molecule (TAPC) on graphene which results in decrease of the hole injection barrier (0.72 eV --> 0.2 eV). We have also analyzed the interfaces of electron injection layer (EIL)/graphene and EIL/ITO to find a possibility of graphene as a cathode at the inverted OLED structure. To overcome the work function limitation, we prepared Li doped interface. We found that decrease of the work function by Li doped influences upon the electron injection barrier (BMPYPB : 1.35 eV --> 0.23 eV and 3TPYMB : 1.00 eV --> 0.11 eV) contrary to plasma treatment experiments. From these results, we conclude that the electronic structure of graphene can be modified by oxygen plasma treatment and alkali metal (Li) doping. Therefore, in the view of the energy level alignment, these experimental results should be considered to make graphene a suitable electrode for the flexible and transparent OLEDs.

○ Fabrications of flexible white OLED
As an effort to develop high efficiency flexible white OLED, we have studied the optimization of white OLED, light extraction and substrate/electrode. Based on the preliminary studies, it was possible to obtain a PC/IZO based white OLED with power efficacy of 50.2 lm/W at a luminance of 3000 nit. The operating voltage and color temperature were 3.8 V and 3000 K, respectively.

○ Development of flexible light extraction nanostructures
OLEDs with highly efficient internal light extraction and angle-stable EL spectra have been developed by using a simple and easy manufacturing process. The nanoscale structures for light extraction form a corrugated surface that enhances the light scattering effect and diminishes the microcavity effect. The nanoscale corrugation with refractive index of 1.57-1.63 is fabricated between the ITO and EXG glass, and thus, the total internal reflection loss is reduced according to the Snell's law. These properties enhance the current efficiency by 34.19% and the power efficiency by 35.75%. Furthermore, the OLEDs with nanoscale corrugation exhibited angle-stable EL spectra for the entire visible spectrum at different viewing angles, with no change to the FWHM and peak wavelength. The nanoscale corrugation were fabricated with reactive ion etching, which allows nanoscale corrugation to be applied to large-area OLEDs.

○ Smart OLED Lighting system.
- Development of wireless power OLED driving system using balanced power amplifier.
- Implemented reliable driving system without impedance matcher.
- Changing the operation frequency to 6.78MHz in accordance with the communication act.
- Development of reliable and productive wireless powered OLED lighting system