1藍光InGaN/GaN 2 綠(lv)光 GaP:N 3 紅光 GaP:Zn-O ;P|-+_6a\Y  
  4 紅外GaAs 5 Si光(guang)敏光(guang)電管 6 標準鎢絲燈 P"+ l­t（3  
 ①是藍(lan)色InGaN/GaN發(fa)光二極管，發(fa)光譜(pu)峰λp = 460～465nm； 0L=V^0Ob3F  
 ②是綠色GaP:N的LED，發光譜峰λp = 550nm； C*c|（M*!v  
 ③是紅色GaP:Zn-O的LED，發光譜峰λp = 680～700nm； %.Pk+qXfy  
 ④是紅外LED使用GaAs材料，發(fa)光譜峰λp = 910nm； （~:,1=[5  
 ⑤是Si光(guang)電二極管(guan)，通常作(zuo)光(guang)電接收用。 8­gSVi.k  
 由圖可見，無論什么材料制成的LED，都(dou)有一(yi)個(ge)相對(dui)光強度zui強處（光輸(shu)出zui大(da)），與(yu)之相對(dui)應有一(yi)個(ge)波長，此波長叫峰值波長，用λp表示。只有單色光才有λp波(bo)長。 Lv/~<<-B  
 ⑵譜線寬度：在LED譜線的峰值兩側±△λ處(chu)，存在兩(liang)個光(guang)強等(deng)于(yu)峰值（zui大光(guang)強度）一半(ban)的點(dian)，此兩(liang)點(dian)分別(bie)對應λp-△λ，λp+△λ之間寬(kuan)度(du)叫譜線(xian)寬(kuan)度(du)，也稱半功率(lv)寬(kuan)度(du)或半高(gao)寬(kuan)度(du)。 1b7ulDO  
 半高寬度反映譜線寬窄，即LED單色性的(de)參數，LED半寬小于(yu)40 nm。 2W; \  
 ⑶主波長：有的LED發光不(bu)單是單一色，即(ji)不(bu)僅有一個峰值波(bo)長；甚至有多個峰值，并非單色光。為此描述LED色(se)度特性而引(yin)入主(zhu)波(bo)(bo)長。主(zhu)波(bo)(bo)長就是人(ren)眼所能(neng)觀察到(dao)的，由(you)LED發(fa)出主要單(dan)色光的波長。單(dan)色性越好，則(ze)λp也就是主波(bo)長。 ^）fLN!SxQw  
 如GaP材料(liao)可(ke)發出多個峰值波(bo)長(chang)，而主波(bo)長(chang)只有一個，它(ta)會(hui)隨著LED長(chang)期工作，結溫升高而主波長(chang)偏向長(chang)波。 CQUsAJ$IY  
  2.3 光通(tong)量 T DT;Sj[  
 光通量F是表征LED總光輸(shu)出的(de)輻射(she)能量，它標志器件(jian)的(de)性能優劣。F為LED向各個(ge)方向發(fa)光(guang)的能量之和(he)，它與工作電流直接(jie)有關(guan)。隨著電流增加，LED光通量隨之增大。可見光LED的光通量(liang)單位為流(liu)明(ming)（lm）。 [1]vKlF%% t  
  LED向外輻射的功率——光通量與芯片(pian)材(cai)料、封(feng)裝工藝水(shui)平及(ji)外加恒(heng)流源大小有關(guan)。目前單色LED的光(guang)通量zui大約1 lm，白光LED的F≈1.5~1.8 lm（小芯片），對于1mm×1mm的功率(lv)級(ji)芯片制成白光LED，其(qi)F=18 lm。 _+= dR+O  
  2.4 發(fa)光效率和視覺(jue)靈敏度 <PC?_U]|  
 ① LED效率有內部效率（pn結附(fu)近由(you)電能轉化成光(guang)能的(de)效(xiao)率(lv)）與外(wai)部效(xiao)率(lv)（輻(fu)射到外(wai)部的(de)效(xiao)率(lv)）。前者只是用來分析和評價芯片優劣的(de)特性。 Hf0@HVl2H  
  LED光(guang)電(dian)zui重要(yao)的特性是(shi)用輻射出光(guang)能量(liang)（發光(guang)量(liang)）與輸入電(dian)能之比，即發光(guang)效(xiao)率。 @mH<q8­）|  
 ②視(shi)覺(jue)靈敏度是使用照明與(yu)光度學中一些參量(liang)。人(ren)的(de)視(shi)覺(jue)靈敏度在λ = 555nm處(chu)有(you)一個zui大值680 lm/w。若視(shi)覺靈敏度記為Kλ，則發(fa)光能量(liang)P與可(ke)見光通量F之(zhi)間關系為(wei) P=∫Pλdλ ； F=∫KλPλdλ K+t{8s-6 s  
 ③發光效率——量子效率η=發(fa)射的光(guang)子(zi)數(shu)/pn結載流(liu)子(zi)數(shu)=（e/hcI）∫λPλdλ 1Gz?WiL]  
 若輸入能量為W=UI，則發(fa)光能(neng)量效率(lv)ηP=P/W hm$3wpo7  
 若光子能量hc=ev,則η≈ηP ，則總光(guang)通F=（F/P）P=KηPW 式中K= F/P &Y z`I^M  
 ④流(liu)明效率：LED的光(guang)通(tong)量F/外加耗(hao)電功率W=KηP 3 K?0w}  
 它是評價具有外封裝LED特性，LED的(de)流明效率(lv)高指(zhi)在同樣外加電流下(xia)輻射可見(jian)光的(de)能量較(jiao)大(da)，故也叫可見(jian)光發(fa)光效率(lv)。 i|1n45r8­.  
 xQ' Ud0  
 以下列出幾種常見LED流明效(xiao)率（可見光(guang)發光(guang)效(xiao)率）：dh­U9  
  LED發光顏色 λp（nm）材料可見(jian)光(guang)(guang)發(fa)光(guang)(guang)效率（lm/w）外量子(zi)效率(lv) @e=2DR.{I  
 zui高值平均值(zhi) aK2%e`,n  
 紅光 700660650 GaP:Zn-OGaAlAsGaAsP 2.40.270.38 120.50.5 1~30.30.2 F ­?g~  
 黃光 590 GaP:N-N 0.45 0.1 &7LbtqZQC  
 綠光 555 GaP:N 4.2 0.7 0.015~0.15 P|9-K?_Tg&  
 藍光 465 GaN 10 v SpPi
N  
 白光譜帶 GaN+YAG 小芯片1.6，大芯片18 m7~Bo4ETW>  
 品質優良的LED要(yao)求向外(wai)輻射(she)的光能量大(da)，向外(wai)發出的光盡可(ke)能多，即外(wai)部效(xiao)率要(yao)高。事實上(shang)，LED向外發光僅(jin)是(shi)內(nei)部發光的一部分，總的發光效率應為(wei) x eRALap  
  η=ηiηcηe ，式中ηi向為p、n結(jie)區少子注入(ru)效率，ηc為在(zai)勢(shi)壘(lei)區少子(zi)與(yu)多子(zi)復合效(xiao)率，ηe為外部出光(guang)（光(guang)取出效(xiao)率）效(xiao)率。 I ;ynpJ&  
 由于LED材料(liao)折射率很高ηi≈3.6。當芯片發出光在晶體材(cai)料與(yu)空氣(qi)界面(mian)時（無環(huan)氧(yang)封裝）若(ruo)垂直(zhi)入射(she)(she)，被(bei)空氣(qi)反射(she)(she)，反射(she)(she)率為（n1-1）2/（n1+1）2=0.32，反(fan)射出的(de)占32%，鑒于晶體本身對光有(you)相當一部(bu)分的吸收，于是大(da)大(da)降低(di)了外部(bu)出(chu)光效率。 {@Mq（-M  
 為了進一步提高外部出光效率ηe可采取以下措施：①用折(zhe)射率(lv)較高的透明材料（環氧樹脂n=1.55并不理想）覆(fu)蓋在芯片表面(mian)；②把芯片晶體表面加工成半球形； E9F>-_i/  
 ③用Eg大的化(hua)合物半導體(ti)作襯底以(yi)減(jian)少晶體(ti)內光吸收。有人曾經用n=2.4~2.6的低(di)熔點玻(bo)璃(li)[成(cheng)分(fen)As-S（Se）-Br（I）]且(qie)熱塑性大的(de)作封帽(mao)，可使紅外GaAs、GaAsP、GaAlAs的LED效率(lv)提高4~6倍。 （YE