We demonstrated a new approach to fabricate microlens arrays attached to an organic light-emitting diode (OLED) to improve the out-coupling efficiency. Polydimethylsiloxane (PDMS) micro-lens arrays were fabricated by imprint lithography. Two kinds of photoresists were used to make a mold to imprint the microlens arrays. Using this simple and low-cost fabrication process, a maximum of 43% luminance enhancement was acquired with the green OLED. When attaching the microlens arrays to a green OLED, the efficacy and power efficiency increased by 42% and 43% at 900 cd/$m^2$, respectively. The external quantum efficiency of the OLED with the microlens arrays was increased by 42% at 7.5 mA/$cm^2$ due to luminance enhancement on a large viewing angle without spectral change. Additionally, the image blur problem is quantitatively analyzed by defining ‘blur width’. Because microlens arrays induce an image blur problem, microlens arrays were used to lighting system. The blur width has to be reduced to adopt microlens arrays in high resolution display. We fabricated microlens arrays with a low aspect ratio to reduce image blur by 21% while the luminance enhancement by the microlens arrays remained.
유기발광소자는 자체 발광 소자로써 응답 속도가 빠르고, 전력 효율이 높은 장점이 있다. 그러나 유기 발광 소자를 구성하는 물질 간의 굴절률 차이로 인한 낮은 광추출 효율은 하나의 단점으로 지적되고 있다. 이를 해결하기 위해 본 논문에서는 임프린트 방식 기반의 PDMS 마이크로렌즈를 형성하였으며, 마이크로렌즈를 통해 유리와 공기 사이에서 전반사 되는 빛을 추출하여 광추출 효율을 향상시켰다. 이번 실험에서는 두 가지 감광성 수지를 통해 몰드를 제작하였다. 간단하고 저가의 공정을 통해 형성한 몰드의 역상을 PDMS 로 임프린트하여 렌즈를 제작하였다. 녹색 유기 발광 소자에 적용시 43% 휘도 향상을 확인하였다. 또한, 전류 효율과 전력 효율 역시 각각 900 cd/$m^2$ 에서 42%, 43% 향상되었다. 외부양자효율 역시 큰 측정 각도에서의 휘도 증가로 인해 7.5 mA/$cm^2$ 에서 42% 증가함을 확인하였다. 이렇게 큰 각도에서의 휘도 증가는 거시적으로 유기 발광 소자의 휘도 향상이라는 긍정적 결과를 가져오지만, 디스플레이에 적용시 이미지 블러 문제를 초래한다. 본 논문에서는 이미지 블러 문제에 대해 정량적으로 접근하였다. 선행 문헌 대비 낮은 종횡비의 마이크로렌즈를 통하여 21% 이미지 블러를 개선하였다.
