如何提高LED的發(fā)光效率

學(xué)院：物理科學(xué)與工程技術(shù)學(xué)院專業(yè)：材料物理年級(jí)：2011級(jí)姓名：鄢慶飛如何提高LED的發(fā)光效率目錄1、什么是LED?2、LED的發(fā)展歷史3、LED發(fā)光效率的相關(guān)計(jì)算4、影響LED發(fā)光效率的因素5、提高LED發(fā)光效率的方法什么是LED？

LED,即發(fā)光二極管，是一種半導(dǎo)體固體發(fā)光器件，它是利用固體半導(dǎo)體芯片作為發(fā)光材料，當(dāng)兩端加上正向電壓，半導(dǎo)體中的載流子發(fā)生復(fù)合引起光子發(fā)射而產(chǎn)生光。LED可以直接發(fā)出紅、黃、藍(lán)、綠、青、橙、紫、白色的光。LED的發(fā)展歷史LED發(fā)光效率的相關(guān)計(jì)算LED的發(fā)光效率是根據(jù)電流和測(cè)量出來的光強(qiáng)給出的。在一定電流下的發(fā)光強(qiáng)度。效率單位是lm/W也就是每瓦流明，測(cè)出輸入功率（W）和光強(qiáng)（lm)就可以算出效率。

LED的光學(xué)參數(shù)中重要的幾個(gè)方面就是：光通量、發(fā)光效率、發(fā)光強(qiáng)度、光強(qiáng)分布、波長(zhǎng)。

發(fā)光效率就是光通量與電功率之比。發(fā)光效率表征了光源的節(jié)能特性，這是衡量現(xiàn)代光源性能的一個(gè)重要指標(biāo)。影響LED發(fā)光效率的因素1、芯片影響LED的發(fā)光效率

LED的發(fā)光效率主要是受外部效率的影響。對(duì)于GaN基藍(lán)光LED，外延片GaN的折射率是2.4，而空氣的折射率為1.0，LED產(chǎn)生的部分光子發(fā)射到氮化鎵而發(fā)生全反射，反射回去的光子就在材料內(nèi)部發(fā)生來回的反射，光子能量被GaN材料不斷的吸收，最終導(dǎo)致只有一小部分的光子能夠射出去。2、溫度影響LED發(fā)光效率

LED的發(fā)光效率還受溫度的影響，以前人們就注意到，電能主要是轉(zhuǎn)化為光能和熱能，所以溫度越高，LED的發(fā)光效率就越低。

提高LED發(fā)光效率的方法

當(dāng)前的技術(shù)可以使得LED內(nèi)量子效率達(dá)到一個(gè)比較高的水準(zhǔn)，要想再去提高就相對(duì)比較困難，而且提升的效果也不大。然而取出效率還是比較低的，導(dǎo)致光提取效率比較低的原因是外延片材料氮化鎵的折射率為2.4，而空氣的折射率為1.0，導(dǎo)致大部分光子從LED內(nèi)部出射時(shí)發(fā)生全反射，發(fā)生全反射的光子就反射回材料內(nèi)部，導(dǎo)致光子的能力不斷被氮化鎵材料所吸收，最終導(dǎo)致出光效率非常低。

用來提高LED光的取出效率的方法有很多，其中主要包括：倒裝芯片技術(shù)、透明襯底技術(shù)、襯底剝離技術(shù)、表面粗化技術(shù)。倒裝芯片技術(shù)透明襯底技術(shù)

制作透明襯底用GaP代替GaAs襯底剝離技術(shù)

除了上述用透明襯底的方法可以達(dá)到光的出射效果之外，也還可以用襯底剝離的技術(shù)同樣達(dá)到增加光的出射率。它主要的方法是利用紫外線激光照射芯片襯底，把緩沖層融化而達(dá)到把襯底剝離的效果。

這項(xiàng)技術(shù)首先由美國(guó)發(fā)明的，因?yàn)楣獗坏壍姿?，使得LED內(nèi)部的光損失非常大。通過剝離氮化