何 骏，董孟迪， 孙耀杰，林燕丹

(复旦大学电光源研究所，先进照明技术教育部工程研究中心，上海 200433)

引言

白光LED具有高效节能、尺寸小、寿命长等众多特点，被认为将代替传统的白炽灯与荧光灯，作为通用照明的主流光源[1]。对白光LED的考量除了一般显色指数CRI外，最重要的就是光效，即输入电功率到输出光通量的转换效率。它包含两部分：从电能到光能的转换效率(又称辐射效率)，以及从光能到光通量的转换效率(又称光视效能LER)[2]。其中LER由光源的光谱功率分布S(λ)就可确定[3]，是唯一可以通过光谱的优化来提高的效率，从而使白光LED的整体光效得到提升。LER的计算公式如下：

白光LED的实现有两种基本的方法：第一种是通过荧光粉的转换得到白光，称为PC LED(phosphor-converted LED)，另一种是把不同颜色的芯片封装在同一个器件中，多芯片混合发出白光，简称MC LED(multi-chip LED)[4]。前者的光效较高，但显色性在红区较差，且难以合成4000K色温以下的白光，而后者虽能进行更灵活的光谱调制，但由于各芯片热特性的差异，容易造成光斑或色漂等现象，在通用照明领域应用较少[5]。

近日，美国科锐公司宣布其白光LED实验室光效达到303lm/W。这一新纪录是在标准室温、5150K色温和350mA驱动电流条件下实测得出的[6]。本文拟根据已知的该光源相关色温，使用PC LED模型推算出该芯片的实际光谱功率分布，并由此探讨白光LED理论光效的优化规律和极限所在。

1 计算

1.1 光谱模型的建立

高光效的白光LED一般由峰值波长λ0约460nm的InGaN紫蓝光LED(光谱半高宽度Δλ0.5=20nm)激发峰值波长λ0约570nm的YAG黄绿光荧光粉(光谱半高宽度λ0.5=100nm)组合而成[7]。……