【48812】发光二极管光取出原理

  为光输出功率；I为电流；V为电压；h为普朗克常数；f为频率（Frequency）；q为电荷量。

  一般ηv的规模是0.75~0.97，要添加ηv便是要削减电阻及电压与临界电流，而电阻则与LEDpn结中的p层杂质散布及电触摸有关。所以

  在进入功率IV一守时，要改善ηw p就要改善内部量子功率以得到高的Popt以及高的光取出功率。而这儿首要的意图是介绍怎样添加光取出功率以得到高亮度、高功率的LED。

  一般LED都以平面结构成长在有光吸收（Absorbing）功用的衬底上，上面以环氧树脂圆顶形（Epoxy Dome）封装，这种结构的光取出功率十分低，仅为4%左右，而质量好的双异质结构的内部量子功率可高达99%，所以只要一小部分的光被放出，根本原因有：一是电流散布不妥以及光被资料自身所吸收；二是光不易从高折射率(Refractive Index)的半导体传至低折射率的外围空气（n=1）。

  LED的发光是由pn结中的活性层发生，其外部量子功率是内部量子功率乘以光取出功率Cex，而Cex则有三种不同的光丢失机制，因为资料自身的吸收而发生丢失ηA、菲涅耳（Fresnel）丢失ηFr及全反射角（Critical Angle）丢失ηc r，所以

  要削减因资料自身的吸收以及电流散布不妥而发生的丢失，应该①要有厚的窗口层（Window Layer ）或电流散布层使电流能均匀散布并增大外表透过率；②用电流限制（Current Blocking）技能使电流不在电触摸区域下经过；③用通明、不吸收光资料作衬底（Substrate）或许在活性层下设置反射镜将反射至外表。

  当光从折射率为n1的某一物质到折射率为n2的另一物质时，一部分的光会被反射回去，这种丢失称作菲涅耳丢失。一般反射系数R为

  =0.702，也便是70.2%的光可以透射半导体与空气的界面。假设半导体外表可以涂上一层资料，其折射率

  只要小于临界角（Critical Angle）θc内的光可以实现被射出，其他的光则被反射回内部或吸收，而此临界角是