脈衝雷射對發光二極體光萃取效率之影響

本研究最主要的目的是利用脈衝雷射蝕刻製作週期性微/奈米結構在發光二極體(Light emitting diodes, LEDs)之透明導電膜(Transparent Conducting Oxide, TCO)表面，藉此,破壞內部全反射以提升發光二極體之光萃取效率。在雷射製作週期性奈米結構上，奈秒長脈衝雷射是透過表面散射波與雷射光干涉後產生波紋(Ripple)奈米結構；飛秒超短脈衝雷射則是利用表面散射波與表面電漿相互干涉後形成二次諧振波，進而產生波紋奈米結構。且雷射光束透過高斯平坦化後照射於透明導電膜上能夠大幅增加奈米波紋奈米結構的出現。在提升光萃取效率上，由於飛秒雷射的能量分佈屬於高斯曲線，製程後傷及發光二極體內部p-型氮化鎵，因此提升出光效率並不明顯，僅有上升16.36%，其順向偏壓已超過±0.1 V的誤差範圍。相對於透過高斯平坦化(Beam Shaping)後的奈秒雷射，出光效率大幅提升至24%，顯示雷射製程並未對發光二極體本身電特性有任何的影響，而在製程後發光二極體的順向偏壓仍與傳統3.029伏特幾乎相同。