引言

高亮度发光二极管随着GaN技术的突破，已经有了长足的发展。高亮度可见光LED已普遍应用在生活中的各个领域，如：显示、交通号志、汽车电子、背光源、建筑照明、建筑装饰等。随着市场的应用，高亮度发光二极管得到了空前的发展。

目前我国LED产业已经初步形成珠江三角洲、长江三角洲、东南地区、北京、石家庄与大连等北方地区的四大区域，每一区域基本形成了比较完整的产业链。我国高亮度LED产业2005年将继续加速发展，在这部分产业中，以LED照明产业最为成熟，LED建筑照明市场容量将继续扩大。

1 高亮度发光二极管的优点

发光二极管(Light Emitting Diode;LED)是由于半导体材料中电子与空穴的复合而产生光子,属于冷光发光,较传统的灯泡有许多的优点,如：

(1) 寿命长、耗电量低：寿命长达10万小时，消耗能量较同光效的白炽灯减少90%。

(2) 驱动电压低：LED使用低压电源，供电电压在6-24V之间。

(3) 适用性：尺寸很小，每个单元LED可以制备成各种形状的器件，并且适用于易变的环境。

(4) 对环境污染：无有害金属汞。

2 高亮度发光二极管在建筑领域的优势

2.1 在建筑物室内照明方面的优势

由于LED寿命长、耗电量小，因此室内照明工业在我国有巨大的发展空间。作为新型高效固体光源，LED具有长寿命、节能的显著优点，将成为人类照明史上继白炽灯、荧光灯之后的又一飞跃，其经济和社会意义巨大。我国是一个能源消耗大国，作为发电大国，大约81%为火力发电，而照明用电约占全国用电总量的 12%。火力发电每年需求燃烧大量的原煤和石油，同时，产生大量的粉尘和CO2、SO2等气体，造成严重的能源浪费、环境污染以及温室效应。未来15年，发展LED照明将减少50%电力需求，相当于减少200万t的CO2排放。

尽管LED发光效率目前尚低于小型荧光灯，但它有其它荧光灯等其它光源所不具备的优点。而荧光灯由于含有有害金属，目前的生产企业还没有对废旧灯泡进行处理或回收,因此在不久的将来,汞污染会作为一个严重的污染问题摆在我们面前。因此发展具有高效、环保、节能的半导体LED照明对我国经济的长远、持续发展意义重大。预计在2010-2020年内，LED照明逐步取代现有白炽灯和荧光灯进入普通照明领域,从而引发照明工业的新飞跃,给社会带来巨大的能源和环保效应。

2.2 在建筑装饰方面的优势

尽管目前LED还达不到普通照明的要求，但由于其光色丰富，寿命长驱动电压低等优点,这是霓虹灯所不能比的，尤其LED驱动电压低,供电电压在6-24V之间，特别适用于公共场所，LED已经逐步取代建筑装饰的霓虹灯。
LED不仅色彩丰富、而且灵活多变，在建筑轮廓装饰方面优势明显，可以对建筑的细节雕琢和刻画，更为逼真，同时，随着城市夜景亮化的扩大，尤其国家倡导绿色照明后，LED具有非常广阔的市场。城市夜景照明是一个庞大的工程，既需要高强度气体放电灯来给城市的亮化定下基调，也需要色彩多变的LED 照明来点缀，所以LED将以其节能、可靠、光色丰富与形式多样等优点,将在城市夜景照明中大显身手。

3 在建筑领域的应用

在建筑景观照明市场，LED应用广泛，包括建筑装饰、室内装饰、旅游景点装饰等，主要用于重要建筑、商业中心、名胜古迹、桥梁、社区、家居、休闲娱乐场所的装饰照明，以及集装饰与广告为一体的商业照明。为了配合科技奥运、绿色奥运、人文奥运,北京市已提出要用LED作为照明光源来美化首都夜景。

3.1 室内照明

LED属于典型的绿色照明光源，发光效率高、光线质量高、无辐射，而且可靠耐用、维护费用极为低廉等，LED将是未来室内照明的主流。由于LED在照明方面的发展潜力，一些先进国家与地区对LED的发展制定了国家级的发展计划。我国也于2003年紧急启动了国家半导体照明工程从十一五开始，国家将把半导体照明工程作为一个重大工程进行推动。加快我国高亮度LED从外延、芯片、封装到应用整个产业链的发展已是我国的大势所趋。

在照明方面，若使用目前发光效能较高的萤光灯具(66-75lm/W)替换常规使用的60W白炽灯泡，在每年点灯时间为3500h的情况下来计算，一年约可节约电量约6.89亿度。萤光灯具有虽然具备较高的发光效能、较低的制造成本等优点，但是因为萤光灯具的灯管中含汞，而且用于封装萤光灯具的材料又以可吸收紫外线的玻璃为主，玻璃易碎的特性加上汞废料的不易回收，均会严重地造成环境的污染，欧盟已经明令将在2007年开始禁用这些含汞制品，因此新型照明灯源的开发成为各国政府发展的目标,LED更是目前各国在照明方面发展的重点。下表是白光LED与白炽灯的性能比较。

表1　白光LED与白炽灯的性能比较

目前LED产业界正透过改变材料的方式与改变结构技术来增加LED的功率以提高亮度。

从发光效率来看，白光LED一旦超过60lm/W后(相当于20W日光灯)，在照明市场便可开始普及化，若能将效率提升至80lm/W，将普及至一般家庭各式灯具。因此未来如能降低高功率高亮度LED的成本，将可迅速扩大应用范围。在发光成本上，2001年白光LED的成本约1($/lm)，2002年底降至0.1($/lm)，2012年成本将降至0.015($/lm)，将可完全取代现有照明设备。不管怎样，白光LED照明具有节能、环保、绿色照明三个最为重要的优点，还具有小型化、长寿命、平面化、可设计性强等特点。白光LED作为照明光源,就像晶体管取代电子管一样，大势所趋，不可阻挡，所以专家预言十年后LED将成为照明行业的主流光源，渐渐走入家庭。

3.2 室内装饰

在室内装饰方面，由于公共建筑场所特殊照明的需要，彩色LED的应用发展非常迅速。LED为建筑师和设计师提供了独特的照明工具，LED颜色齐全,有红、橙、黄、绿、蓝和白光各种颜色,式样灵活多种,点、线、圆、三维、客户要求的形状等，小巧超薄，可以全方位控制。

作为公共建筑物的必备的安全设施，出口指示灯以及应急照明灯，已经广泛应用在影剧院、剧场、娱乐场所、办公楼等等，这些特殊照明需要不间断工作，采用 LED照明，由于LED省电和寿命长，由此带来了低的使用和维护费用，大幅度降低了成本。据估算，综合费用约为白炽灯的1/12，为节能灯的1/6。

在剧院以及娱乐场所。彩色LED还广泛应用在舞台，地面装饰，剧院台阶指示等方面，从娱乐场所和剧场的照明到建筑立面和景观的照明的应用情况来看，都产生了特殊的照明效果。总之，LED在室内特殊照明方面已经飞速发展，只要设计师能想的到，必定会做到。LED在成本降下来，并且光输出提高后，将被建筑领域广泛地接受。

3.3 建筑装饰潜力巨大

在城市夜景照明工程中，LED应用形式多种多样，典型的形式如串灯、广场地灯等等，城市重要建筑物尤其是中国古典建筑的装饰非常重要，而LED串灯对于勾勒建筑轮廓的形式必不可少，由于串灯颜色和亮度都比较灵活，很多建筑都采用了这种装饰。如：上海东方明珠电视塔、北京中关村鼎好大厦、广州电力大厦、珠海迎宾南路灯光工程、西安大雁塔、郑州河南医科大立交桥、北京五环立交桥等，都采用全新的LED灯光系统作为景观照明，在建筑应用中，产生了良好的效果。 LED以其环保、节能、寿命长、体积小，隐蔽性好、单色亮度高、组合变化多等独特优势，正在逐步替代原有景观照明光源，大举进军景观照明市场。2004年在济南召开的中国照明电器协会霓虹灯工作会议上，照明电器要求更加环保、节能、减小光污染，绿色照明已经成为国内灯光亮度行业发展新趋势。因而LED照明在建筑装饰领域潜力巨大，目前，建筑装饰市场上还没有出现大功率的LED，过高的价格阻碍了LED在照明领域的发展。

我国拥有巨大的照明工业和照明市场。我国现在是世界照明电器生产大国和出口大国之一。通过863计划等科技的支持，我国已经初步形成从外延片生产、芯片制备、器件封装集成应用的比较完整的产业链。LED产业在国内的发展，将会刺激LED价格下降，为LED的广泛应用打下坚实的基础。

4 未来发展趋势

北京成功获得2008年奥运会的主办权，并提出绿色奥运、科技奥运、人文奥运，节能和生态是摆在我们面前急需解决的重大问题，节约能源更显得尤为重要，因而智能化建筑将以一种崭新的面貌和技术在我国的普及和建设，以绿色节能为特色的LED在建筑领域的应用将会飞速发展，在不远的将来随着太阳能电池在建筑领域的应用，会给建筑领域带来一场绿色革命。

尽管LED具有众多优势，但功率低是LED发展的瓶颈、价格高是LED发展的隘口，除了技术瓶颈，其高昂的价格使它难以被众多建筑行业的消费者接受。随着LED研发机构和产业界共同努力，LED在建筑领域的应用将会越来越广泛，前景一片光明。