(3)光通量
光通量φ用于表征LED光輸出的輻射能量,它標志著器件的性能優劣。為LED向各個方向發光的能量之和,它與工作電流直接相關。隨著電流增大,LED的光通量增大。LED的光通量的單位為流明(lm)。光通量與芯片材料、封裝工藝水平及外加恒流源電流的大小有關。目前單色LED的光通量極限約為1lm,白光LED的光通量為1.5~1.8lm(小芯片),由1mm×1mm的功率級芯片制成的白光LED的光通量為18lmo。
(4)視覺靈敏度和發光效率
①視覺靈敏度。人的視覺靈敏度在x=555m處有一個極限值680lm/W。
②發光效率。它是光通量與電功率之比,表征了光源的節能特性,這是衡量現代光源性能的一個重要指標。商華建設這樣n等于注入每個電子空穴對所產生的輸出器件外的有效光子數,一般只有1%~13%。發射紅外光時的n可達15%,而發射綠光時,則下降到1%以下。使外量子效率顯著下降的主要因素是半導體本身的吸收,是由光從半導體射入空氣時的反射損失和全反射損失造成的。例如GaAs的折射率n=3.6,反射損失為32%,結構的全反射損失為96%,出射的光只有百分之幾。
③流明效率。這是評價具有外封裝的LED特性的主要參數。LED的流明效率高是指在同樣外加電流下輻射可見光的能量較大,故也稱之為可見光發光效率。由于LED材料的折射率很高,所以n≈36。當芯片發出的光垂直入射晶體材料與空氣界面時(無環氧樹脂封裝)會被空氣反射,其反射率為:(n1-1)2(n+1)2≈0.32
反射出的光僅占32%,有相當一部分光被吸收,從而大大降低了外部出光效率。為了進步提高外部出光效率7e,商華建設可采取以下措施
用折射率較高的透明材料(環氧樹脂并不理想)覆蓋芯片表面。
把芯片晶體表面加工成半球形。
用Eg大的半導體材料制作襯底以減少晶體內的光吸收。若用折射率n為24~26的熔點低、熱塑性大的玻璃制作封帽,可使紅外GaAs、 GaAsP、 GaAlAs系LED的效率提高4~6倍。