半导体光源进入照明领域被认为是继白炽灯、荧光灯之后照明领域的又一次飞跃。由于半导体照明具有高效、节能、环保、使用寿命长、响应速度快、耐振动、易维护等显著优点，人们普遍认为，如同晶体管替代电子管一样，半导体光源取代传统光源是大势所趋。白光LED作为照明光源，其流明效率总是被首要关注的参数，本文基于发光学、色度、光谱学等理论，主要针对白光LED的发光效率进行了相关的理论推导，同时，针对得到的理论计算结果进行了相应的实验验证，并对两者进行了比较和分析。本文所进行的理论推导，均是基于荧光粉转换法实现白光的方法。关于白光LED发光效率的理论推导，主要包括以下几方面的内容：　　 1.首次从理论上讨论了白光色坐标在(0.33±0.05，0.33±0.05)范围内，光通量随着色坐标位置的变化规律。在相同芯片和荧光粉条件下，不同色坐标位置对应的光通量。假定色坐标位置在(0.33，0.33)时，光通量为100 lm，理论计算的结果可以看出，在上述色坐标范围内，最大光通量对应的色坐标位置为(0.35，0.38)，光通量为112 lm；最小光通量对应的色坐标位置为(0.29，0.28)，光通量为93.5 lm。相对于100 lm的变化幅度达到18.5％。　　 2.研究了蓝光芯片和白光LED流明效率的对应规律。在荧光粉的量子效率为100％的理想情况下，如果白光LED的流明效率达到100 lm/w，蓝光芯片功率效率至少达到382mW/W。也就是，蓝光芯片至少要达到38.2％的功率效率才能实现流明效率为100 lm/w的白光。　　 3.研究推导了光通量随着色温的变化规律，不同色温的白光LED要达到100lm/W各自所需要的蓝光功率效率的变化情况。　　 4.对于相同蓝光芯片和荧光粉制作出来的不同色温白光LED所能达到最大流明效率规律进行了计算和分析，并以现有的实验条件为基础，对应理论计算结果，进行了一系列相应的实验验证。由两者的分析比较可知，对于相同的蓝光芯片及荧光粉，以及在相同的假设条件下，必存在某一色温使得此色温时的光通量最大。即在此色温时，能实现此类蓝光芯片与荧光粉结合所能实现的光通量的极限值。　　 5.进行了白光LED所能达到的理论极值的估算。计算结果显示，光功率为1w的白光的光通量为298.74 lm。由于，白光是由蓝光通过荧光粉转换实现白光的，因此，荧光粉转换过程中的能量损失是不可避免的，光功率为1w的白光需要蓝光的光功率为1.143 w。电子注入过程中，假定芯片的外量子效率为1，工作电压为3.2V，电子注入转换成蓝光光子，能量不可避免要有些损失，综合计算得到白光LED流明效率的极限值为216.4 lm/w。根据发光光谱的不同，计算所得流明效率极值有细小差别。根据美国能源部计划提供的可能达到的目标水平为外量子效率达到81％，推算得流明效率可以达到157.8 lm/W，这一结果与美国能源部2007年提出的160 lm/w相符合。该计算还进一步得到，达到此极值时蓝光所需要达到的功率值约为1.143 w。