如何提高LED的发光效率

如何提高LED的发光效率
学 院：物理科学与工程技术学院 专 业：材料物理 年 级：2011级 姓 名：鄢庆飞
目录
1、什么是LED? 2、LED的发展历史 3、LED发光效率的相关计算 4、影响LED发光效率的因素 5、提高LED发光效率的方法
什么是LED？
LED,即发光二极管，是一种半导体固体发光器件，它是利用固体半 导体芯片作为发光材料，当两端加上正向电压，半导体中的载流子发 生复合引起光子发射而产生光。LED可以直接发出红、黄、蓝、绿、青 、橙、紫、白色的光。
LED的发展历史
LED发光效率的相关计算
LED的发光效率是根据电流和测量出来的光强给出的。在一定电 流下的发光强度。效率单位是lm/W也就是每瓦流明，测出输入功率（ W）和光强（lm)就可以算出效率。
LED的光学参数中重要的几个方面就是：光通量、发光效率、发 光强度、光强分布、波长。
发光效率就是光通量与电功率之比。发光效率表征了光源的节能 特性，这是衡量现代光源性能的一个重要指标。
2、温度影响LED发光效率
LED的发光效率还受温度的影响，以前人们就注意到，电能主要是转 化为光能和热能，所以温度越高，LED的发光效率就越低。
提高LED发光效率的方法
当前的技术可以使得LED内量子效率达到一个比较高的水准，要 想再去提高就相对比较困难，而且提升的效果也不大。然而取出效率 还是比较低的，导致光提取效率比较低的原因是外延片材料氮化镓的 折射率为2.4，而空气的折射率为1.0，导致大部分光子从LED内部出 射时发生全反射，发生全反射的光子就反射回材料内部，导致光子的 能力不断被氮化镓材料所吸收，最终导致出光效率非常低。
用来提高 LED 光的取出效率的方法有很多，其中主要包括：倒装 芯片技术、透明衬底技术、衬底剥离技术、表面粗化技术。
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倒装芯片技术
透明衬底技术
制作透明衬底用GaP代替GaAs
衬底剥离技术
除了上述用透明衬底的方法可以达到光的出射效果之外，也还可以 用衬底剥离的技术同样达到增加光的出射率。它主要的方法是利用紫外 线激光照射芯片衬底，把缓冲层融化而达到把衬底剥离的效果。
这项技术首先由美国发明的，因为光被氮化镓底所吸收 ，使得LED 内
部的光损失非常大。通过剥离氮化镓衬底的技术，然后粘接在磷化镓衬 底
上，可以提高近两倍多的发光效率。
表面粗化技术
表
表面粗化结构示意图
谢谢各位老师！
影响LED发光效率的因素
1、芯片影响LED的发光效率
LED 的发光效率主要是受外部效率的影响。对于 GaN 基 蓝光 LED，外延片GaN的折射率是 2.4，而空气的折射率为 1.0，LED产生的部分光子发射到氮化镓而发生全反射，反射 回去的光子就在材料内部发生来回的反射，光子能量被 GaN 材料不断的吸收，最终导致只有一小部分的光子能够射出去 。