【图一】（美国照明研究中心提供）

　　LED的出光效率受制于对从芯片活动层产生的光的提取能力。这种光损的一个原因是反射率在芯片与周围介质间的失配。由于内部反射等原因，一些光被折返而无法溢出芯片。这些光随后只能陷在器件内部而损失掉。

　　有几种方法可改善光的提取效率，包括高系数密封，LED芯片改形，以及粗化LED上表面等。

　　照明研究中心进行了一项包括2个部分的研究。在第一部分中，研究人员进行了光线跟踪分析，以了解哪些因素影响光从LED芯片溢出。在第二部分中有一些试验对通用的商业用LED密封部件的反射率和温度对其产生的影响做了量化的研究。

模拟试验

　　照明研究中心的研究人员用LightTools® 软件建立了一个商用模式，用高功率GaN LED芯片模拟其封装，如：反射系数和密封材料的位置，芯片的形状和表面粗化度，以及衬底材料灯。LED的光效计算则基于不同的工作条件进行。

【图二】用同一种密封材料和3种表面粗化和未粗化的芯片
所产生的光效比较（美国照明研究中心提供）

反射系数测定

　　 研究3种外延和2种硅材料的反射系数用到了阿贝折光仪。所有这些商用密封材料在市场上通常都用在LED上。

【图三】反射系数随着几种商用外延和硅材料的温度变化的比较（美国照明研究中心提供）

研究结果

光线跟踪分析表明：

　　1、用高反射系数的密封材料，修整的或表面粗化的芯片可以改进光效。
　　2、对提高光效更有效来说，增加密封材料的反射系数通常比修整或粗化芯片表面更有效。但实际上很难找到高反射系数的全透明密封材料。
　　3、在使用表面粗化芯片和高反射系数的密封材料时，Sic衬底的LED比蓝宝石衬底的表现出更多的光效提高。

实验中测量的数据表明：

　　1、外延比硅材料有更高的反射系数。虽然市场上有具有更高反射系数的硅材料，但它们的特性不一定适合做LED的封装。
　　2、反射系数会随温度上升而下降。

　　本研究由纽约州立科学技术创新基金赞助