Etude et fabrication de réseaux microstructurés en vue d’améliorer l’extraction de la lumière de diodes électroluminescentes

Details

Supervisors

Francis, Laurent

Faculty

Ecole polytechnique de Louvain

Degree label

Master [120] : ingénieur civil électromécanicien

Abstract

Dans ce travail, l’objectif poursuivi était de concevoir et de fabriquer des réseaux microstructurés à mettre à la surface d’une LED afin d’améliorer l’extraction de la lumière confinée dans son boîtier. Nous avons commencé par des simulations pour voir les structures pouvant apporter des améliorations par rapport à la LED initiale fabriquée à base du GaN. Nous avons constaté que des structures en triangles donnent une amélioration de l’extraction de la lumière plus élevée par rapport aux autres figures. Ensuite, nous avons pensé à trouver la technologie rendant possible la fabrication de ces figures et nous avons choisi la lithographie optique avec une résine positive. Après différents essais de fabrication, nous avons constaté que la technologie choisie en l’occurence la photolithographie n’est pas à la hauteur de nos attentes pour des raisons liées au comportement optique de la lumière dans une résine positive. En effet, au départ, nous pensions travailler avec une résine positive pour avoir des réseaux microstructurés en triangles après une exposition normale suivie d’une autre exposition en diagonale. D’après les simulations faites, nous avons constaté que pour une résine positive, nous pouvons avoir des figures triangulaires mais pas rectangulaires. L’hypothèse de départ que la trajectoire de l’irradiation de la résine positive avec une source inclinée allait suivre la loi de Snell-Descartes n’a pas été validée. Par après, nous avons voulu savoir si ce phénomène se reproduit de la même manière dans la résine négative KMPR1025. Le constat est que la résine KMPR1025 répond mieux à l’hypothèse de départ et peut être utilisée pour fabriquer des structures en rectangle. En conclusion, nous pouvons dire que pour une résine positive, la fabrication des réseaux microstructurés en triangles rectangles nécessitent l’usage d’un masque à niveau de gris ou ou le recours à la fabrication par nanoimpression en faisant recours aux moules présentant la même géométrie que les figures à fabriquer.