2.2 测试方法

　　光通量、发光效率和色温采用杭州远方公司生产的STC4000快速光谱仪，测试原理如图2所示。被测LED采用固定夹具放在积分球中心，LED发射经积分球内部白色漫反射层，漫反射一部分光线通过积分球表面的窄通光孔径光纤传输到微型多通道光谱仪，光谱仪采集的数据通过USB接口发送到计算机进行处理和显示。光源采用恒流源供电。

　　3、结果与讨论

　　3.1 光通量随电流变化关系

　　图3标出了在驱动电流从50 mA到2 000 mA条件下，倒装封装LED、垂直结构封装LED和正装封装LED的光通量随电流增加的变化趋势曲线。从图3中可以看出，随着电流的逐渐增大，三种结构LED的光通量都随着电流的增加而增加，但是增长幅度逐渐减小。

　　在驱动电流达到1 200 mA时，垂直结构LED首先达到光通量饱和点，而此电流条件下的倒装LED的光通量比正装LED的光通量高出14.7%，比垂直结构LED的光通量高出25.9%。随着电流的继续增大，垂直结构LED的光通量变化显示其已接近失效，倒装LED的光通量在电流1 550 mA时达到了饱和，比垂直结构LED饱和电流值增加了350 mA。光通量的测试结果表明，倒装结构PN结温低、散热好。

　　因此得出，倒装LED比其他两种结构LED的可靠性高，尤其是抵抗大电流冲击可靠性高，这一项性能有利于提高LED在实际应用中的使用寿命。

　　3.2 发光效率随电流变化关系

　　图4标出三种LED结构电流与发光效率的关系曲线。从图4中可以看出，当电流从50 mA增加到2 000 mA时，三种LED的发光效率都呈下降趋势，倒装LED的发光效率在整个电流变化区间内均高于其他两种LED的发光效率。而垂直结构LED在电流大于1 200 mA，发光效率迅速下降，显示光输出异常，这与光通量的测试结果吻合。在三种LED的工作电流350 mA时，倒装LED的发光效率比垂直结构LED的发光效率高出8 lm/W，比正装结构LED高出31 lm/W。

　　倒装LED的光通量和发光效率的提高，可能原因有：

　　(1)倒装LED的外量子效率高。三种封装结构的折射率分布如图5所示。其中图5a所示为倒装封装结构的折射率分布图;图5b所示为垂直封装结构和正装封装结构的折射率分布图。根据Snell定律，倒装LED光从GaN到蓝宝石的全反射临界角θ=sin-1 (n蓝宝石/n GaN)=44.5°，蓝宝石到封装硅胶的临界角为θ=sin-1 (n硅胶/n蓝宝石)=57.4°;而垂直结构和正装LED的光从GaN直接传输到封装硅胶层，其全反射临界角为θ=sin-1 (n硅胶/n GaN)=36.2°，小于倒装的光传输界面的临界角。较大的临界角可使更多的光输出，因此，倒装结构相较于正装和垂直结构LED有更高的外量子效率，从而得到了较高的白光发光效率。