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。
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。
倒装芯片技术
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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。
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。
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 。