LED照明在我國迅猛發(fā)展，已越來越廣泛地應(yīng)用到城市照明領(lǐng)域，如交通信號、應(yīng)急照明、廣告標(biāo)識、商業(yè)步行街、建（構(gòu)）筑物、城市廣場、園林景觀等，照明應(yīng)用范圍不斷擴大。LED作為一種由半導(dǎo)體技術(shù)制作的電光源被稱為21世紀(jì)新一代光源，因其具有節(jié)能、長壽命和環(huán)保等優(yōu)勢，人們普遍預(yù)測它將替代傳統(tǒng)光源。通過863、攻關(guān)等一系列科技計劃的支持，我國已初步形成了一定程度的LED產(chǎn)業(yè)鏈。改革開放使我國經(jīng)濟飛速發(fā)展，中國已成為世界第一大光源、燈具生產(chǎn)和使用國之一。隨著國家對LED發(fā)展的高度重視和我國LED產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，中國有望成為世界LED生產(chǎn)主要基地和LED照明應(yīng)用最大國家之一。目前，LED在我國城市夜景照明領(lǐng)域已開始普及，幾乎全國所有大城市夜景照明都廣泛使用 LED，特別是我國有關(guān)部門已明確提出將以2008年北京奧運和2010年上海世博會為契機，推動半導(dǎo)體在城市景觀照明的應(yīng)用，這必將進(jìn)一步推動我國的城市照明領(lǐng)域更廣泛地使用LED。但是，我們應(yīng)該看到，相當(dāng)一些城市在夜景照明方面由于對LED的特性不了解，在夜景照明設(shè)計、施工及維護管理等方面出現(xiàn)許多誤區(qū)，造成城市夜景照明使用LED效果欠佳，評價不高，特別是出現(xiàn)一些濫用LED現(xiàn)象，使城市夜景美感受到破壞，造成負(fù)面影響，導(dǎo)致了部分人對城市夜景照明使用LED產(chǎn)生懷疑，影響了LED在城市夜景照明中的聲譽，如不及時加以解決，必將影響我國LED產(chǎn)業(yè)鏈的健康發(fā)展。

1. 當(dāng)前LED在城市夜景照明應(yīng)用中存在的主要問題

1.1 城市夜景照明使用者對LED的物理基礎(chǔ)與工作原理不了解

LED是一種直接將電能轉(zhuǎn)換成光能的固體元件，又稱發(fā)光二極管，其基本結(jié)構(gòu)是半導(dǎo)體的基礎(chǔ)單元PN結(jié)，PN結(jié)是攜帶電子的N層和攜帶空穴的P層兩種半導(dǎo)體材料之間的過渡層。在PN結(jié)上加正向電壓時，電流從P層（空穴層）流向N層（電子層），而電子是從電子層注入到空穴層，電子與空穴復(fù)合后產(chǎn)生了光。根據(jù)能量守恒定律每一次結(jié)合輻射一個光子，其能量為hv=Eg，可見光光子的能量范圍為Eg=1.9 ev（紅色）至Eg=3.0 ev（紫色）。一般而言LED材料的內(nèi)部量子效率為10%～15%，其損失來自晶體缺陷與錯位等材料缺點。LED晶片中的光子輻射僅是制造使用LED的第一步，PN結(jié)發(fā)出的光射向各個方向，光子射向晶片上表面時，大部分光子從界面內(nèi)側(cè)反射回晶片，僅1.5%～2.0%左右的光子可能逸出上表面。一個晶片共 5個對外表面（上面和四個側(cè)面），因此逸出的光子總計為7.5%～10%，其余90%以上的光子在晶片中被吸收掉，這是晶片在空氣中的情況。把晶片嵌在折射率為1.5的環(huán)氧樹酯中，光子逸出率將提高至20%～25%左右。發(fā)光效率低的原因是內(nèi)部光子吸收，大部分光子不能逸出晶片表面而被折射回去，最終在內(nèi)部被吸收掉，比較有效的晶片設(shè)計是形狀為倒置的切去頂部的金子塔形晶片（晶片表面彼此處于非垂直狀態(tài)）放在環(huán)氧樹脂中制成的LED，外部量子效率已達(dá)到 55%，還可更高。使用何種光源，發(fā)光效率是重要指標(biāo)，白熾燈和鹵鎢燈發(fā)光效率為12～24 lm/W，平均15 lm/W。高效率熒光燈和HID燈發(fā)光效率為50～120 lm/W，平均約為75 lm/W。這些光源的缺點是僅把一小部分電能轉(zhuǎn)變成可見光。LED從理論上講其較換效率可達(dá)100%[1]。經(jīng)過幾十年的研究，LED效率提高很快。在半導(dǎo)體材料中，采用不同的元素?fù)诫s，可以制造出不同的LED，其發(fā)光的不同波長會引起人眼的不同感覺。按人眼的判色習(xí)慣，LED可分為：紫光（波長為 400～430 nm），藍(lán)光（波長為430～470 nm），藍(lán)綠光（波長為470～500 nm），綠光（波長為500～530 nm），黃綠光（波長為530～560 nm），黃光（波長為560～590 nm），橙色光（波長為590～620 nm），紅光（波長為620～780 nm）[2]。由于有色LED的光譜窄，能量集中，發(fā)光效率高，光色色彩純等優(yōu)點，被廣泛運用于城市景觀照明中。