Organic light emitting diodes (OLEDs) have recently attracted some attention as solid-state light sources for displays and lighting due to their advantages such as compatibility with versatile designs, low temperature process, flexibility, and low-cost process. However, conventional transparent electrodes (TEs) have been a limiting factor in realizing future flexible light sources due to their mechanical brittleness. In addi-tion, they have cost issue due to their limited quantity. For these reasons, there have been many demands to find alternative TEs. Graphene electrodes, which have superb characteristics for optoelectronic devices, can be a good candidate for alternative TEs that have both flexibility and low-cost potential. When it comes to OLEDs, however, graphene-based OLEDs have exhibited a relatively low efficiency. This thesis therefore focuses on enhancing the efficiency of OLEDs based on graphene TEs. In particular, a high refractive index layer of $TiO_2$ is employed together with graphene to utilize micro-cavity effects that can lead to enhanced efficiency upon optimization. Optical analysis based on advanced power dissipation model indicates that the thinness of graphene TEs is in fact advantageous in taking a full advantage of the cavity effect. High current efficiency (132 cd $A^{-1}$), and external quantum efficiency (24.8 %) are achieved with the proposed electrode structure, outperforming those of state-of-the-are conventional graphene based OLEDs.
미래 디스플레이 및 조명은 유연하고 투명한 구현이 용이한 유기발광다이오드 방식이 주목을 받고 있지만, 기존 ITO 투명 전극은 휘어지는 특성이 좋지 못하고, 희토류인 인듐의 가격문제로 인해 대체 투명전극이 필요한 실정이다. 이에 그래핀 전극은 전도도, 투과도, 및 휨 특성이 우수하고 탄소 기반의 물질로써 가격이 저렴해 ITO를 대체할 전극으로 뽑히고 있다. 그러나 단순히 그래핀 전극을 OLED에 적용할 경우 기존 전극과 달리 약한 Micro-cavity 현상 이 일어나지 않아 낮은 광 효율을 보이게 된다. 그러므로 고굴절률 유전층을 도입해 그래핀 전극의 광 특성을 보상하여 OLED의 효율을 증가시키고자 한다. 또한, 시뮬레이션 툴을 이용한 광학적 분석을 통해 고굴절률 유전층과 그래핀 전극 조합이 고효율 OLED를 만들기 위한 최적의 전극 구조임을 입증하고자 한다.
