半導體發光二極管的輻射發光效率(Radiant Efficiency,ηR)又被稱為電光轉換效率(Wall-Plug Efficiency,ηWP)，是光輸出功率與光輸入功率之比。

　　式中，ηext是外部量子效率(External Quantum Efficiency);ηv是電壓效率。因為外部量子效率等于內部量子效率(Internal Quantum Efficiency, ηint)乘以光取出效率(Extraction Efficiency，Cex)，所以

　　內部量子效率是光子數與電子空穴復合數之比，因此：

　　而

　　其中，Popt為光輸出功率;I為電流;V為電壓;h為普朗克常數;f為頻率(Frequency);q為電荷量。

　　一般ηv的范圍是0.75~0.97，要增加ηv就是要減少電阻及電壓與臨界電流，而電阻則與LEDpn結中的p層雜質分布及電接觸有關。所以

　　在進入功率IV一定時，要改進ηw p就要改進內部量子效率以得到高的Popt以及高的光取出效率。而這里主要的目的就是介紹怎樣增加光取出效率以得到高亮度、高效率的LED。

　　一般LED都以平面結構生長在有光吸收(Absorbing)功能的襯底上，上面以環氧樹脂圓頂形(Epoxy Dome)封裝，這種結構的光取出效率非常低，僅為4%左右，而質量好的雙異質結構的內部量子效率可高達99%，所以只有一小部分的光被放出，主要原因有：一是電流分布不當以及光被材料本身所吸收;二是光不易從高折射率(Refractive Index)的半導體傳至低折射率的外圍空氣(n=1)。

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