LED工作效率

提到LED的光效及工作效率，不得不说蓝光LED和白光LED ，蓝光LED 1993年，当时在日本日亚化工（Nichia Corporation）工作的中村修二（Shuji Nakamura）发明了基于宽禁带半导体材料氮化镓（GaN）和铟氮化镓（InGaN）的具有商业应用价值的蓝光LED，这类LED在1990年代后期得到广泛应用。

白光LED

红绿蓝系统(RGB system)

有了蓝光LED之后，结合原有的红光LED和绿光LED便可产生白光，这样产生的白光LED有很广的色域，但由于成本相当高，大部份白光LED很少采用这方法，现在只有只有在高档次、有高要求的产品中使用。

磷光剂白光LED

现在大部份的白光LED都采用单一发光单元发出较短波长的光，再用磷光剂把部份或全部光转化成一或多种其它颜色的光(波长较长的光)，当所有光混合起来后，看起来便像白光。 这种光波波长转化作用称为荧光，原理是短波长的光子（如蓝光或紫外光）被荧光物质（如磷光剂）中的电子吸收后，电子被激发（跳）至较高能量、不稳定的激发状态，之后电子在返回原位时，一部份能量散失成热能，一部份以光子形式放出，由于放出的光子能量比之前的小，所以波长较长。 由于转化过程中有部份能量化成热能，造成能量损耗，因此这类白光LED的效率型都较低。

发光单元有采用蓝光LED的，也有采用紫外光LED的。日亚化工开发并从1996年开始生产的白光LED采用蓝光LED作发光单元，波长 450 nm 至 470 nm，磷光剂通常是掺杂了铈的钇-铝-镓(Ce3+:YAG)(实际上单晶的掺铈(Ce)的YAG被视为闪烁器多于磷光体。)。LED发出的部份蓝光由荧光剂转换成黄光为主的较宽光谱（光谱中心约为580nm），由于黄光能刺激人眼中的红光和绿光受体，加上原有余下的蓝光刺激人眼中的蓝光受体，看起看起来就像白色光，而其所呈现的色泽常被称作「月光的白色」。

若要调校淡黄色光的颜色，可以把掺杂在Ce3+:YAG 中的铈(Ce)换作其它稀释金属，例如铽或钆，甚至可以以取代YAG中的部份或全部铝的模式做到。而基于其光谱的特性，红色和绿色的对象在这种LED照射下看起来会不及阔谱光源照射时那么鲜明。另外由于生产工艺的波动，这种LED的成品的色温并不统一，从暖黄色的到冷的蓝色都有，所以在生产过程中会以其出来的特性作出区分。

而这种LED的结构是把蓝光LED封进混入了磷光剂的环氧树脂中而造成，但也有较复杂的方法，由Philips Lumileds取得专利的方法便是把磷光剂涂在LED上，值由控制磷光剂的厚度增加效率。

另一种白光LED的发光原理跟荧光灯是一样的。发光单元是紫外光LED，外面包着两种磷光剂混合物，一种是发红光和蓝光的铕，另一种磷光剂是发绿光的铜和铝掺杂了硫化锌(ZnS)。

内里的紫外光LED发出的紫外光被外层的磷光剂转换成红、蓝、绿三色光，混合后就成了白光。

但由于紫外线会使黏合剂中的环氧树脂裂化变质，所以生产难度较高，而寿命亦较短。与第一种方法比较，因为Stokes Shift前者较大，光波在转化过程中有较多被化成热能，因此效率较低，但好处是光谱的特性较佳，产生的光比较好看。而由于紫外光的LED功率较高，所以其效率虽比较第一种方法低，但出来的亮度却相若。

最新一种制造白光LED的方法没再用上磷光体。新的做法是在硒化锌(ZnSe)基板上生长硒化锌的磊晶层。通电时其活跃地带会发出蓝光而基板会发黄光，混合起来便是白色光。

工作参数和效率

一般最常见的LED工作功率都是设定于30至60毫瓦电能以下。在1999年开始引入了可以在1瓦电力输入下连续使用的商业品级LED。这些LED都以特大的半导体芯片来处理高电能输入的问题，而那半导体芯片都是固定在金属片上，以助散热。在2002年，在市场上开始有5瓦的LED的出现 ，而其效率大约是每瓦18至22流明。

2003年九月，Cree, Inc.公司展示了其新款的蓝光LED，在20毫安下达到35%的照明效率。他们亦制造了一款达65流明每瓦的白光LED商品，这是当时市场上最亮的白光LED。在2005年他们展示了一款白光LED原型，在350毫安工作环境下，创下了每瓦70流明的记录性效率。

2009年2月， 日本LED厂商日亚化工 (Nichia)发表了高达每瓦249流明发光效率的LED，不过虽然是实验室数据，但也已经是目前最高发光效率的LED了。

• LED驱动简介