2013년, 신세중 연구원(현재 삼성디스플레이 근무)은 RIE 공정을 통해 유리 기판과 ITO 양극 사이에 SU-8 고분자로 포물선 형태의 구조들을 랜덤하게 제작하여 광추출을 향상시켰습니다. 랜덤한 구조이어서 시야각에 따른 스팩트럼의 왜곡 현상도 적었으며, 기준 소자에 비해 외부 양자 효율은 48%가 증가하였죠. 제작 방법을 살펴보면, 석영 기판 위의 PMMA에 RIE 공정을 통해 패턴을 제작, 마스터를 만들고, 이를 통하여 PDMS 스탬프를 복제하였죠. 그리고 이 스탬프로 임프린팅 과정을 통하여 유리 기판 위의 SU-8 고분자에 나노 크기의 랜덤한 구조(nanosized random texture layer, nRTL)를 형성하였고, 이 위에 OLED 소자를 제작하였습니다.
2013년에 황주현 박사(현재 삼성디스플레이 근무)는 보조 전극을 갖는 OLED에 있어서 선택적인 미소 렌즈 어래이(selective microlens arrays, SMLAs)를 이용, 높은 광 추출 효율(out-coupling efficiency)과 낮은 흐림도(haze)를 얻었습니다. 즉, 모든 영역에 만들어진 랜즈 어래이들은 흐림도를 높이는 부작용이 있어서, 여기에서는 SMLA들을 보조 전극과 나란히 정렬하여 선택적으로 형성하였죠. 렌즈 어래이가 없는 소자에 비해 외부 양자 효율은 약 40%가까이 증가하였으며, 보조 존극으로 인하여 빛이 투과하지 않는 부분에서도 빛을 얻을 수 있었으며, 흐림도는 낮아졌고, 스팩트럼의 오ㅐ곡은 일어나지 않았습니다.
2014년에 심용섭 박사(현재 삼성디스플레이 근무)는 광 추출을 높힐 수 있는 버클(buckled, 좌굴) 구조들을 만들 수 있는 간단한 방법을 제안하였습니다. 이러한 불안정 구조들은 고분자가 코팅된 유리 기판 위에 ITO를 스퍼터링하는 과정에서 관찰되었죠. ITO의 주름 구조는 대략 수 마이크로 폭을 가졌으며, 그 형상은 ITO 스퍼터링 과정에서 아르곤 기체의 압력을 조절하여 변형시킬 수 있었습니다. 이 위에 OLED를 제작한 결과 광 효율 향상을 얻을 수 있었으며, 시야각에 따른 빛의 강도를 측정한 결과 더 넓어진 분포를 보였습니다.
2014년에 최경복 연구원(현재 삼성디스플레이 근무)은 광추출을 위한 미소 렌즈 어래이와 나노 스케일의 주기적인 구조물, 즉 광결정을 이용하여 광 추출은 향상되면서 스팩트럼 왜곡은 적은 OLED를 제안하였습니다. 실험 모사를 통하여 250nm의 피치를 갖는 광 결정 구조에서 스팩트럼 왜곡이 최소화되는 현상을 확인하였죠. 그리고 이러한 주기적인 구조들은 레이저 간섭 리소그래피(laser interference lithography, LIL) 공정으로 제작할 수 있었습니다. 효율을 두 배 이상으로 증가시키면서 스팩트럼 왜곡은 거의 없는 OLED 소자가 가능하였습니다.
2014년에 심용섭 박사(현재 삼성디스플레이 근무)는 OLED에서 기판과 ITO 양극 사이에 나노 크기의 스트라이프형 보조 전극(nanosized stripe auxiliary electrode, layer, nSAEL)을 삽입하여 보다 향상된 광 특성을 얻을 수 있었습니다. 기존의 마이크론 크기의 보조 전극이 지닌 단점들을 보완하였죠. 가장 큰 특징은 보조 전극이 더 이상 빛을 막지 않는다는 점입니다. 이에 더하여 반사용 격자를 적용, 미소 동 효과를 기대할 수 있고, 또한 표면 플라즈몬 모드로 빛의 방향성을 높이고 손실을 줄일 수 있죠. 물론 이러한 효과들은 만들어지는 nSAEL의 구조 파라미터들에 의해 조절, 제어될 수 있으며, 이를 위한 공정 기술도 제안되었습니다. 결과적으로 효율은 증가하였고, 소비 전력은 감소하였죠. 이러한 과정들은 모두 이론적인 시뮬레이션과 실험, 제작과 성능 평가를 통하여 확인되었습니다.
2014년에 이근수 박사(현재 LG화학 근무)는 문재현 박사(ETRI)팀에 합류하여 상호 섞이지 않는 2종 고분자 화합물(binary immiscible polymer blend)의 상분리를 이용, 불규칙한 엠보싱 모양의 광추출 구조를 플라스틱 기판과 ITO 양극 사이에 삽입하였습니다. 유리 기판 위에 형성된 패턴을 플라스틱 기판으로 전자하는 공정을 이용하였죠. 결과적으로 OLED 효율의 증가와 함께 넓은 각도에 걸쳐 균일한 광특성을 보였습니다.
2015년에 황주현 박사(현재 삼성디스플레이 근무)는 단순하게 플라즈마 처리와 초음파 처리를 이용하여 만들 수 있는 나노 주름 구조물(nanoscale corrugation for light extraction, NCLE)을 OLED의 광추출에 활용하였습니다. 이를 통하여 무시될 정도의 흐림도(유리 수준)를 얻었고, 30% 이상의 효율 증가를 이루었죠. 시야각 감소나 스팩트럼의 왜곡(반치폭의 증가나 최고 휘도의 감소) 등은 일어나지 않았습니다.
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