大功率LED作为新一代节能环保固态照明光源，在背光、汽车、通用照明、景观照明、特种照明等领域正逐步取代传统照明光源，市场前景广阔。除了光效外，白光LED用于照明的另一大挑战是其光色品质，常常用空间颜色均匀度来表征。现在国内工业界绝大多数采用荧光粉自流成形的工艺在LED上涂覆荧光粉，该工艺容易操作、成本低，但往往会导致白光LED光斑中黄圈现象，空间颜色均匀度低，光色品质差，所生产的LED难以用于一些高端照明领域，如背光、车灯、室内照明等。目前提高白光LED空间颜色均匀度的方法主要有荧光粉保形涂覆、荧光粉半球形涂覆以及荧光粉添加扩散剂等三种方案，其中保形涂覆工艺复杂，实现困难，成本高，并且相关主要技术被国外所垄断；半球形涂覆实现工艺也比较复杂；添加扩散剂对性能的改善有限，而且会大大降低LED的光效。因此，目前缺少一种工艺简单、成本低，同时又不降低光效的方法来提高白光LED空间颜色均匀度。

武汉光电国家实验室MOEMS研究部提出了一种新颖的采用自由曲面透镜来提高白光LED空间颜色均匀度的方法，该技术是针对荧光粉自流成形的涂覆工艺而开发。在LED封装过程中，无需改进荧光粉的涂覆工艺，仍可采用简单、成本低的荧光粉现有涂覆工艺，仅需将普通的半球形封装透镜改为本成果的自由曲面透镜，就可以大大提高白光LED的空间颜色均匀度。精确的光学模拟结果表明，荧光粉自流成形涂覆的白光LED采用该技术后，空间颜色均匀度从0.334提高到0.957，提高量高达186.5%；光效并无明显衰减，仍可以达到普通LED的99.5%。同时，对该技术的适用范围进行了评估，结果表明对于不同形状的自流成形涂覆的荧光粉层，该技术可以将LED空间颜色均匀度保持在0.7~1.0之间，而普通LED大多在0.4附近，因此该技术稳定、可靠，适用性广。本研究成果具有成本低，操作简单，效果显著，工艺窗口宽，与现有LED封装工艺匹配等优点，适合在企业推广应用。研究成果已在Optics Letters (Vol. 35, No. 11, pp.1860-1862, 2010) 上发表。

该研究工作得到国家自然科学基金委、国家科技部和广东昭信企业集团有限公司的资助。