发光二级管的发光效能一般称为器件的外部量子效能（externalquantumefficiency），它是器件的内部量子效能（internalquantumefficiency）与器件的取出效能（extractionefficiency）的乘积。所谓器件的内部量子效能其实就是器件本身的电光转换效能，主要与器件本身的特性如器件材料的能带、缺陷、杂质，及器件的磊晶组成及结构等有关。而器件的取出效能指的则是器件内部生成的光子，在经过器件本身的吸收、折射、反射后实际上在器件外部可测量到的光子数目。因此相关于取出效能的因素包括了器件材料本身的吸收、器件的几何结构、器件及封装材料的折射率差及器件结构的散射特性等。而上述两种效能的乘积，就是整个器件的发光效果，也就是器件的外部量子效能。早期器件的发展集中在提升其内部量子效能，方法主要是利用提高磊晶的质量及改变磊晶的结构，使电能不易转换成热能，进而间接提高LED发光二极管的发光效能，从而可获得约70％左右的理论内部量子效能。但是这样的内部量子效能几乎已经接近理论的极限，在这种状况下，光靠提升器件的内部量子效能是不可能提升器件的总光量的，也就是外部量子效能达到目前的两到三倍，提升器件的取出效能便成为重要的课题。