發光效率概述

發光效率是一個光源的參數，它是光通量與功率的比值。根據情況不同，此功率可以指光源輸出的輻射通量，或者是提供光源的能（可以是電能，化學能等）。發光效率中的功率通常要根據情境而定，但在很多情況下都指代不明。

發光效率的換算

λ0、λi各為發射及激發光的波長。由于斯托克斯位移，常有ηq≥ηp的關系。

發光效率還可分為外部效率及內部效率；外部效率只考慮輸出的光能與投向發光體的光能或電能之比，而且是吸收的能量轉化為光能的純轉化效率。輸入光由于反射和再吸收受到損失，因此，外部效率總是小于（或接近于）內部效率，后者才是反映能量轉換過程的真實參數。

日光燈的發光效率

發光效率的大小反映發光體內部能量激發、能量傳遞、復合發光以及無輻射復合過程的總效果，它與發光體的成分、發光中心的種類及濃度、共激活劑的選擇、有害雜質（猝滅中心）的控制以及發光晶體的完整性，甚至與具體的工藝過程有關。

下表列出幾類實用發光體光度效率的參考值：

什么是LED發光效率

LED發光效率：一般稱為組件的外部量子效率，其為組件的內部量子效率與組件的取出效率的乘積。所謂組件的內部量子效率，其實就是組件本身的電光轉換效率，主要與組件本身的特性（如組件材料的能帶、缺陷、雜質）、組件的壘晶組成及結構等相關。而組件的取出效率則指的是組件內部產生的光子，在經過組件本身的吸收、折射、反射后，實際在組件外部可測量到的光子數目。因此，關于取出效率的因素包括了組件材料本身的吸收、組件的幾何結構、組件及封裝材料的折射率差及組件結構的散射特性等。而組件的內部量子效率與組件的取出效率的乘積，就是整個組件的發光效果，也就是組件的外部量子效率。早期組件發展集中在提高其內部量子效率，主要方法是通過提高壘晶的質量及改變壘晶的結構，使電能不易轉換成熱能，進而間接提高LED的發光效率，從而可獲得70%左右的理論內部量子效率，但是這樣的內部量子效率幾乎已經接近理論上的極限。在這樣的狀況下，光靠提高組件的內部量子效率是不可能提高組件的總光量的，因此提高組件的取出效率便成為重要的研究課題。目前的方法主要是：晶粒外型的改變--TIP結構，表面粗化技術。

led發光效率一般多少

LED的光效=LED的光通量（即流明值）除以（正常電流驅動下的電壓值和電流的乘積）

比如：3528貼片規格 20mA 驅動時的電壓為3.1V，光通量 8.5lm 那么它的光效就是：8.5/（3.1*0.02）=137 lm/W

led發光效率的影響因素有哪些

目前，市場上功率型LED高流明效率一般產品規格大約處在50lm/W左右，還達不到家庭日常照明的要求。因此，要使功率型白光LED真正進入照明領域，實現家庭日常照明，需要解決的問題很多，其中重要的就是發光效率。盡管能夠影響白光LED發光效率的因素有很多種，不過以下幾種因素值得大家注意：

1、螢光粉激發光譜的寬窄也會影響出光的光效。

2、顆粒度比較大的螢光粉會直接降低發光強度，也成為了不少螢光粉廠的致命傷。

3、能直接影響白光LED的壽命是螢光粉的抗衰老性，其次是環氧樹脂的抗衰老性。

4、LED的基板載片區或反射杯引線框架（支架）的反射效率的好壞，也是影響發光強度的關鍵因素。

提高LED的發光效率的六種技術

1、透明襯底技術InGaAlP

LED通常是在GaAs襯底上外延生長InGaAlP發光區GaP窗口區制備而成。與InGaAlP相比，GaAs材料具有小得多的禁帶寬度，因此，當短波長的光從發光區與窗口表面射入GaAs襯底時，將被悉數吸收，成為器件出光效率不高的主要原因。在襯底與限制層之間生長一個布喇格反射區，能將垂直射向襯底的光反射回發光區或窗口，部分改善了器件的出光特性。一個更為有效的方法是先去除GaAs襯底，代之于全透明的GaP晶體。由于芯片內除去了襯底吸收區，使量子效率從4%提升到了25-30%。為進一步減小電極區的吸收，有人將這種透明襯底型的InGaAlP器件制作成截角倒錐體的外形，使量子效率有了更大的提高。

2、金屬膜反射技術

透明襯底制程首先起源于美國的HP、Lumileds等公司，金屬膜反射法主要有日本、***廠商進行了大量的研究與發展。這種制程不但回避了透明襯底專利，而且，更利于規模生產。其效果可以說與透明襯底法具有異曲同工之妙。該制程通常謂之MB制程，首先去除GaAs襯底，然后在其表面與Si基底表面同時蒸鍍Al質金屬膜，然后在一定的溫度與壓力下熔接在一起。如此，從發光層照射到基板的光線被Al質金屬膜層反射至芯片表面，從而使器件的發光效率提高2.5倍以上。

3、表面微結構技術

表面微結構制程是提高器件出光效率的又一個有效技術，該技術的基本要點是在芯片表面刻蝕大量尺寸為光波長量級的小結構，每個結構呈截角四面體狀，如此不但擴展了出光面積，而且改變了光在芯片表面處的折射方向，從而使透光效率明顯提高。測量指出，對于窗口層厚度為20μm的器件，出光效率可增長30%。當窗口層厚度減至10μm時，出光效率將有60%的改進。對于585-625nm波長的LED器件，制作紋理結構后，發光效率可達30lm/w，其值已接近透明襯底器件的水平。

4、倒裝芯片技術

通過MOCVD技術在蘭寶石襯底上生長GaN基LED結構層，由P/N結發光區發出的光透過上面的P型區射出。由于P型GaN傳導性能不佳，為獲得良好的電流擴展，需要通過蒸鍍技術在P區表面形成一層Ni-Au組成的金屬電極層。P區引線通過該層金屬薄膜引出。為獲得好的電流擴展，Ni-Au金屬電極層就不能太薄。為此，器件的發光效率就會受到很大影響，通常要同時兼顧電流擴展與出光效率二個因素。但無論在什么情況下，金屬薄膜的存在，總會使透光性能變差。此外，引線焊點的存在也使器件的出光效率受到影響。采用GaNLED倒裝芯片的結構可以從根本上消除上面的問題。

5、芯片鍵合技術

光電子器件對所需要的材料在性能上有一定的要求，通常都需要有大的帶寬差和在材料的折射指數上要有很大的變化。不幸的是，一般沒有天然的這種材料。用同質外延生長技術一般都不能形成所需要的帶寬差和折射指數差，而用通常的異質外延技術，如在硅片上外延GaAs和InP等，不僅成本較高，而且結合接口的位錯密度也非常高，很難形成高質量的光電子集成器件。由于低溫鍵合技術可以大大減少不同材料之間的熱失配問題，減少應力和位錯，因此能形成高質量的器件。隨著對鍵合機理的逐漸認識和鍵合制程技術的逐漸成熟，多種不同材料的芯片之間已經能夠實現互相鍵合，從而可能形成一些特殊用途的材料和器件。如在硅片上形成硅化物層再進行鍵合就可以形成一種新的結構。由于硅化物的電導率很高，因此可以代替雙極型器件中的隱埋層，從而減小RC常數。

6、激光剝離技術（LLO）

激光剝離技術（LLO）是利用激光能量分解GaN/藍寶石接口處的GaN緩沖層，從而實現LED外延片從藍寶石襯底分離。技術優點是外延片轉移到高熱導率的熱沉上，能夠改善大尺寸芯片中電流擴展。n面為出光面：發光面積增大，電極擋光小，便于制備微結構，并且減少刻蝕、磨片、劃片。更重要的是藍寶石襯底可以重復運用。