由于PN结不可能极端完美,元件的注入效率不会达到100%,也即是说,在LED工作时除P区向N区注入电荷(空穴)外,N区也会向P区注入电荷(电子),一般情况下,MS0147后一类的电荷注入不会产生光电效应,而以发热的形式消耗掉了。即使有用的那部分注入电荷,也不会全部变成光,有一部分与结区的杂质或缺陷相结合,最终也会变成热。也就是说内部光子无法全部射出到芯片外部而最后转化为热量,大部分都转化成热量,这部分是热量产生的主要原因。

   实践证明,出光效率的限制也是是导致LED结温升高的主要原因。目前,先进的材料生长与元件制造工艺己能使LED绝大多数输入电能转换成光辐射能,然而由于LED芯片材料与周围介质相比,具有大得多的折射像数,致使芯片内部产生的极大部分光子(>⒇%)无法顺利地溢出介面,而在芯片与介质介面产生全反射,返回芯片内部并通过多次内部反射最终被芯片材料或衬底吸收,并以晶格振动的形式变成热,促使结温升高。另外,由于元件不良的电极结构,视窗层衬底或结区的材料以及导电银胶等均存在一定的电阻值,这些电阻相互垒加,构成LED元件的串联电阻。当电流流过PN结时,同时也会流过这些电阻,从而产生焦耳热,引致芯片温度或结温的升高。显然,LED元件的热散失能力是决定结温高低的又一个关键条件。散热能力强时,结温下降,反之,散热能力差时结温将上升。由于环氧胶是低热导材料,因此PN结处产生的热量很难通过透明环氧向上散发到环境中去,大部分热量通过衬底、银浆、管壳、环氧粘接层,PCB与热沉向下发散。显然,相关材料的导热能力将直接影响元件的热散失效率。