2.1.1 发光强度（法向光强）是表征发光器件发光强弱的重要性能。LED 大量应用要求是圆
柱、圆球封装，由于凸透镜的作用，故都具有很强指向性：位于法向方向光强最大，其与水
平面交角为

90°。当偏离正法向不同 θ 角度，光强也随之变化。发光强度随着不同封装形状而

强度依赖角方向。
2.1.2 发光强度的角分布 Iθ 是描述 LED 发光在空间各个方向上光强分布。它主要取决于封装
的工艺（包括支架、模粒头、环氧树脂中添加散射剂与否）
⑴ 为获得高指向性的角分布（如图 1）
①LED 管芯位置离模粒头远些；
② 使用圆锥状（子弹头）的模粒头；
③ 封装的环氧树脂中勿加散射剂。
采取上述措施可使

LED2θ1/2=6°左右，大大提高了指向性。

⑵ 当前几种常用封装的散射角（2θ1/2 角）圆形 LED：5°、10°、30°、45°
2.2 发光峰值波长及其光谱分布
⑴LED 发光强度或光功率输出随着波长变化而不同，绘成一条分布曲线——光谱分布曲线。
当此曲线确定之后，器件的有关主波长、纯度等相关色度学参数亦随之而定。
LED 的光谱分布与制备所用化合物半导体种类、性质及 pn 结结构（外延层厚度、掺杂杂质）
等有关，而与器件的几何形状、封装方式无关。
下图绘出几种由不同化合物半导体及掺杂制得

LED 光谱响应曲线。其中

LED 光谱分布曲线
1 蓝光 InGaN/GaN2 绿光 GaP:N3 红光 GaP:Zn-O
4 红外 GaAs5Si 光敏光电管 6 标准钨丝灯
① 是蓝色 InGaN/GaN 发光二极管，发光谱峰 λp=460～465nm；
② 是绿色 GaP:N 的 LED，发光谱峰 λp=550nm；
③ 是红色 GaP:Zn-O 的 LED，发光谱峰 λp=680～700nm；
④ 是红外 LED 使用 GaAs 材料，发光谱峰 λp=910nm；
⑤ 是 Si 光电二极管，通常作光电接收用。
由图可见，无论什么材料制成的

LED，都有一个相对光强度最强处（光输出最大），与之

相对应有一个波长，此波长叫峰值波长，用

λp 表示。只有单色光才有 λp 波长。

⑵ 谱线宽度：在 LED 谱线的峰值两侧±△λ 处，存在两个光强等于峰值（最大光强度）一半
的点，此两点分别对应

λp-

△λ，λp+△λ 之间宽度叫谱线宽度，也称半功率宽度或半高宽度。

半高宽度反映谱线宽窄，即

LED 单色性的参数，LED 半宽小于 40nm。

⑶ 主波长：有的 LED 发光不单是单一色，即不仅有一个峰值波长；甚至有多个峰值，并非
单色光。为此描述

LED 色度特性而引入主波长。主波长就是人眼所能观察到的，由 LED 发

出主要单色光的波长。单色性越好，则

λp 也就是主波长。

如

GaP 材料可发出多个峰值波长，而主波长只有一个，它会随着 LED 长期工作，结温升高

而主波长偏向长波。
2.3 光通量
光通量

F 是表征 LED 总光输出的辐射能量，它标志器件的性能优劣。F 为 LED 向各个方向

发光的能量之和，它与工作电流直接有关。随着电流增加，

LED 光通量随之增大。可见光

LED 的光通量单位为流明（lm）。
LED 向外辐射的功率

——光通量与芯片材料、封装工艺水平及外加恒流源大小有关。目前单

色

LED 的光通量最大约 1lm，白光 LED 的 F

≈1.5~1.8lm（小芯片），对于 1mm×1mm 的功

率级芯片制成白光

LED，其 F=18lm。