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본 연구에서는 유기 발광 다이오드 (organic light emitting diode, OLED) 위에 다양한 마이크로 렌즈 배열을 형성한 후 렌즈의 형상과 배열이 OLED의 광추출 효율 (outcoupling efficiency, OCE) 및 광도 분포에 미치는 영향을 광학 시뮬레이션을 통해 조사했다. 프리즘, 곡면 프리즘, 렌티큘라 렌즈 배열과 같은 1차원 렌즈 배열을 적용한 OLED의 최대 OCE가 기본 구조의 OLED에 비해 1.47배$\sim$1.58배 증가했다. 반면에 육각 격자구조로 배치된 반구, 사각 피라미드, 원뿔 등 2차원 마이크로 렌즈를 적용한 OLED의 OCE는 기본 구조에 비해 1.74배 개선되었다. 양각 렌즈와 음각 렌즈를 적용한 두 경우의 최대 OCE는 큰 차이를 보이지 않았다. 1차원 렌즈 배열이 비등방적인 광도 분포를 보인데 반해 2차원 렌즈 배열은 등방적인 광도 분포를 나타냈고 이는 빛의 굴절을 가져오는 렌즈의 경사면 조건을 고려하면 당연한 결과라 할 수 있다.
Various forms of microlens arrays were applied to organic light emitting diodes (OLEDs), and their effects on the outcoupling efficiency (OCE) and the luminous intensity distribution were studied by using optical simulations. One-dimensional microlens arrays, such as prism, round prism, and lenticular lens arrays, increased the OCE by 1.47$\sim$1.58 times compared to that of the flat OLED. On the other hand, two-dimensional microlens arrays, such as semisphere, pyramid, and cone lenses, arranged on a hexagonal lattice improved the OCE by 1.74 times. The maximum OCEs for two cases, an embossed lens and a concave lens, were not significantly different. The two-dimensional lens arrays exhibit isotropic intensity distributions whereas the one-dimensional lens arrays exhibit anisotropic intensity distributions. This is a natural result considering the conditions of the slopes of the lenses which cause the refraction of light.
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Organic light emitting diode, Microlens, Outcoupling efficiency, Simulation, Intensity distribution
