一、城市景观灯光 --LED 光源的机遇与挑战

　　 随着我国经济的持续发展和人民物质生活质量的提高，人们对于居住的城市的环境要求越来越高， “ 白天需要绿色，晚上需要灯光 ” 。尤其是城市夜晚的景观灯光，已成为一个重要的部分。城市夜晚的景观灯光，已成为一个重要部分。城市夜晚的灯光，已从早期的简单照明正在演变为城市夜晚的景观照明。这就是说，城市灯光正在从照明向着多姿态多彩的动态效果演变，灯光的亮丽与否，已成为城市夜晚一道靓丽风景线。如一幢大楼，就是一处景观，就有泛光照明、内透照明以及轮廓照明之分。

　　 城市景观灯光这一时代特征，极大地刺激着照明工业，人们在不遗余力寻找高效节能，长寿命低维护，环保型无污染，多色彩的新颖光源，来取代传统的白炽灯和充气光源。这就给 LED 光源带来机遇， LED 作为半导体固体 “ 冷 ” 光源，正好符合上述要求，以勾画城市建筑物线条轮廓的线光源 -- 光柱为例，它按用传统光源可以节省电能 5 ～ 8 倍，寿命则可提高 10 ～ 20 倍，也不会产生污染物质。近年来 LED 光柱已逐步被景观灯光工程所采用。

LED 光源在这一时代机遇下，可以一显身手，但是要真正取代传统光源， LED 行业还须接受性价比的挑战，如何提供在亮度、色彩、可靠稳定，价格可被接受的产品，是需要 LED 行业从芯片到器件到灯具成品共同努力去接受挑战的。

二、城市景观灯光工程 -- 应用 LED 光源的初涉

　　 景观灯光在某种意义上，它可以体现一座城市，一条街区或一幢建筑或一条道路的夜晚特征。就一般城市而言，它所采用光源的基本要求为： “ 变、亮、跳、省、长 ” 的效果。

1.“ 变 ”

“ 变 ” ，就是要求所用的光源，可以按照预定要求，在色彩，在亮度，在灯光因素配置等各方面加以变化。以一幢建筑物勾画的轮廓灯 -- 光柱为例，用 LED 光源可利用红、绿、蓝三基色原理，在微处理器控制下可以按不同模式加以变化，例如水波纹式连续变色或定时色彩变化等，形成夜晚的高楼大厦其轮廓多姿百态的效果。在城市街道或绿地中，我们用草坪灯、地埋灯、庭院灯等各种不同造型不同功能的 LED 光源，可以将它形成色彩绚丽的灯光幻影。这种 “ 多色彩，多亮点，多图案 ” 的变化，正好显现了 LED 光源的特色。

2.“ 亮 ”

“ 亮 ” ，灯光色彩要亮丽动人。 LED 光源，由于其不受空间的限制，因而可以 “ 积木 ” 式地任意拼装不同亮度，不同色彩（不同波长）的光源，因而可以构成接近自然的 “ 赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫 ” 的七彩灯光。我们用 LED 光源设计制作的大屏幕墙， LED 灯镶嵌在整个大楼墙面上，起到 “ 想象之中，意料之外 ” 独特的视觉效果。

3.“ 跳 ”

“ 跳 ” ，其灯光让人感觉 “ 耳目一新 ” 。用 LED 光源，可以较为方便地制成流水般跑动和奔放跳跃的动态光源，很适合用在横跨路面的立交桥上和大面积草坪的周边环境上。众所周知， LED 的接通与断开的时间以微秒计，因此是传统光源无法比拟的，用了 LED 光源构成的跑跳式灯光，可以让人感 到心旷神怡，激情荡漾，可充分体现灯光动态效果。

4.“ 省 ”

“ 省 ” ，即为省电，也就是灯光光源的长期使用的能源成本。作为 LED 光源，与白炽灯相比，其节能是显而易见的，这是它的优点所在，这里就不再赘述。

5.“ 长 ”

“ 长 ” ，就是使用寿命和维修更换的频率。 LED 光源有人称它谓长寿灯，意为永不熄灭的灯。作固体发光器件，其理论寿命在 5 ～ 10 万小时，其使用寿命远比传统光源要长，因此在一些不易更换维护的场合使用，其维护成本可大为降低。当然，作为一个灯具，其寿命还受到诸葛亮如装配工艺、辅助材料、其它电子元器件等影响与制约。即使如此，在筛远了早期失效器件后，其使用寿命远比其它光源为长。

　　 我们在江苏、浙江、北京、上海等几个城市景观灯光工程中，以 “ 敢为天下先 ” 的勇气与信心分别提供了各种色彩（包括变色）的光柱已近达 10000 余米，向国内外提供各种色彩的装饰灯、地埋灯、草坪灯、水下灯、庭院灯约 30000 只以上。从实践中感到 LED 光源基本上可以达到 “ 变、亮、跳、省、长 ” 的效果。

　　 在北京某商业大街的景观灯光工程中（号称亚洲**条 LED 灯街），采用了我们用 GaN 基材的绿、蓝、白 LED 光源，以及 InGaAIP 的红、黄 LED 光源制作近 3000M 的各色光柱和数以千计的各色装饰性灯具，使用 LED 管子近百万只。基本上使这条街在夜晚呈现流光异彩，色彩缤纷和万朵星光的景观。

三、城市景观灯光 --LED 光源实践中的若干问题

　　 在 LED 光源的产品中，大多数产品，例如光柱、草坪灯、地埋灯、装饰灯等，均是用市电供电，这就要求在这些灯具中设置 AC-DC 转换电路，以适应 LED 电流驱动的特征。以光柱为例，为便于建筑上的安装与设置，需要在数十米长光柱间相互对接而只能用一个电源接入点，因此每根光柱内要设置一个既能独立工作又能相互对接的独立电源。这个电源既要有一定的供 LED 所需的接近恒流的正向电流输出，又要有较高的变换效率，否则就会失去 LED 节能的优点，另外成本低也十分重要，选择的途径有开关电源、高频电源、电容降压后整流电源等多种，根据电流稳定性，瞬态过冲以及安全性、可靠性的不同要求作不同选择。我们制作了可以放置在 E-27 标准灯头内的高频电源和开关电源，使 LED 的供电十分安全可靠，电源铲率达 90% ，一个内置这类电源的 LED 灯具，可以适应交流 85V ～ 240V 的工作电压范围而灯内 LED 的电流基本不变。电源是影响 LED 光源可靠性和适应性的一个重要组成部分必须作重要考虑。

       LED 光源产品另一个重要考虑因素是 LED 器件的可靠性评述，作为半导体器件， LED 的失效模式研究对评估 LED 光源的寿命十分重要。我们认为 LED 器件同样符合 “ 浴盆曲线 ” 这一失效规律，因此如何筛选早期失效器件 -- 即 “ 加速 ” 寿命试验方法的研究显得尤为重要。到目前为止，我们没有得到芯片厂商或封装厂商提供的 LED 芯片或器件的失效率的详实资料或技术规范，笼统地向客户承诺 LED 工作寿命几万小时是不确切和容易引起误解的。这方面军要通过摸索与实践，使生产与应用各方取得共识，从而获得对 “ 工作寿命 ” 的共同 “ 语言 ” 解释。

随着 LED 光源的被广泛采用，目前现有的芯片的封装方式已不能适应灯具制造的需要，不仅如此，目前 LED 芯片的尺寸也正在向大面积化发展，大功率 LED 器件的出现已迫在眉睫，因此对芯片的版图设计、芯片的热分布研究势在必行，对于封装企业则要解决低热电阻支架以及支架材料的导热不导电的 特性研究，这也须行业协同来加以发展。提高 LED 发光效率，改善散热特性，是 LED 光源发展中必须解决的问题之一，与此同时，在行业协同下开展 LED 可靠性研究，规范器件老化筛选标准，是解决 LED 光源在应用中遇到的一些问题的有效途径之一。

       深入探索上述问题，对提高 LED 器件应用水平，促使 LED 光源能逐步取代传统光源的进程加快的当务之急。只有　　全行业共同协同，从外延片的生长 -- 芯片设计制造 -- 器件封装 -- 成品应用等各方面共同努力， LED 光源城市景观灯光和进入千家万刻取代传统光源也就为期不远了。