LED的学理名称是正式发光二极体，是一种半导体固体发光器件，固体半导体晶片作为发光材料，透过环氧树脂封装，在半导体中通过载流子发生复合放出过剩的能量而引起光子发射，不存在灯丝发光易烧、热沉积、光衰等缺点，直接发出红、黄、蓝、绿、青、橙、紫、白色的光。LED照明产品就是利用LED作为光源制造出来的照明器具。LED被称为第四代照明光源或绿色光源，具有节能、环保、寿命长、体积小等特点，可以广泛应用於各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明和城市夜景等领域。近年来，世界上一些经济发达国家围绕LED的研制展开了激烈的技术竞赛，比方说美国从2000年起投资5亿美元实施国家半导体照明计画，欧盟也在2000年7月宣布启动类似的彩虹计画，无不希望能够将旧时代的白炙灯泡扫除掉。
在业界有人称LED光源为长寿灯，意为永不熄灭的灯。由於LED体积小、响应快、寿命长，LED灯具抗震动性好且小，可以提高汽车有限空间的利用率，尤其是在节能问题上，LED成为前照灯新光源的不二之选。目前石油价格飞速上涨，当我们在前照灯上使用普通灯泡时，每个所需的功率为55-60瓦，而使用LED后可能只要3-5瓦，这样就节省了许多能源和消耗。而LED灯具造型的多变不仅为前照灯的设计提供了更大的设计空间和自由度，甚至会导致汽车造型的变革，也就是可能会更具流线型、更新颖时尚。
火热的LED议题成为举世焦点，那么最早发明LED的人又是谁呢？很多人也许还不知道，在1962年发明LED的Nick Holonyak Jr.，他当时只是美国大厂通用电气公司(General Electric Company，GE，又称为奇异)的一名普通研究人员，打造出了第一颗红光LED，而且他还认为未来能够发出其他波长的光，意味著LED将有很多种不同的颜色光，未来白炙灯一定会被LED取代掉。
Nick Holonyak Jr.是在美国伊利诺大学(Urbana Champaign)取得电机工程(EE)博士学位的，1954年拿到博士学位并进入美国当时最重要私人研究机构之一的美国贝尔电话实验室时，他才年仅26岁，洋溢著出色的才能。1954年的时候他进入美国军队服役，之后在1957年开始进入GE，持续工作到1963年，还发明了第一个发出红光的半导体雷射装置，也就是LD，称为雷射二极体，是后来许多光碟装置、印表机或影印机装置的关键组件。
Nick Holonyak Jr.在发明了LED后，在1963年离开GE，出任其母校，也就是我们前面提到的美国伊利诺大学电机工程系教授，成为专门的人才培训家，以及有道德感的科学家。许多它的学生后来都在美国加州的矽谷成立自己的事业，参与了矽谷带动的科技浪潮。
Nick Holonyak Jr.还发明了闸流体(Thyristor)，也被称为晶闸管，拥有能够让交流电、直流电互相转换的能力，对於未来的电力能源储存有一定的帮助，目前全球有3成的电能是透过闸流体进行转换的。他的许多贡献获得了美国国家科学奖、美国国家技术奖，2004年还获得Lemelson奖，可说是美国本土奖金金额最高的发明奖项，可说实至名归。
现年79岁的他，仍然在继续研究，希望透过LED的技术，让光学开关整合在晶片上，未来能够完成高速的光电脑。
LED产业与传统照明产业都和照明技术有很大的关系，照明技术与其他任何技术一样，有其专有的术语。这些特殊术语及观念被用来定义灯及灯具的特徴并将测量单位统一化。以下为一些重要的照明用语。
光辐射 (Light and radiation) ：光是指人眼可以感知为明亮的电磁辐射，也可以说是整个电磁辐射光谱中人眼可以看见的部份；这部份的波长分布在360到830 nm，只占已知的电磁辐射光谱中的非常微小的部份。
光通量 (Luminous flux,Φ) ：单位为：流明 (lumen, lm) 由一光源所发射并被人眼感知的所有辐射能称的为光通量。
光强度 (luminous intensity, I )： 光源在某一方向立体角内的光通量大小。 单位：坎德拉 (candela, cd) 一般而言，光源会向不同方向以不同的强度放射出其光通量。在特定方向所放出的可见光辐射强度称为光强度。
照度 (Illuminance, E) ：单位：勒克斯 (Lux, lx) 照度是光通量与被照面的比值。1 lux的照度为1 lumen的光通量均匀分布在面积为一平方米的区域。
辉度 (Luminance, L)： 单位：坎德拉每平方米 (cd㎡) 一光源或一被照面的辉度指其单位表面在某一方向上的光强度密度，也可说是人眼所感知此光源或被照面的明亮程度。
发光效率 (Luminous efficacy, η) ：单位：流明每瓦[lmW] 代表光源将所消耗的电能转换成光的效率
色温 ( Co1or Temperature )： 单位：绝对温度 ( Kelvin, K )
一个光源的色温被定义为与其具有相同光色的标准黑体 (black body radiator) 本身的绝对温度值，此温度可以在色度图上的普朗克轨迹上找到其对应点。标准黑体的温度越高,其辐射出的光线光谱中蓝色成份越多,红色成份也就相对的越少。以发出光色为暖白色的普通白热灯泡为例，其色温为2700K，而昼光色日光灯的色温为6000K。
光色 (Light color) ：一个灯的光色可以简单的以色温来表示。光色主要可分成三大类：
暖色 ： 3300K
中间色：3300 至 5000K
昼光色： 5000K
即使光色相同，灯种间也可能因为其发出光线光谱组成不同而有很大的演色性表现差异。
演色性 (Color rendering ) ：一般认为人造光源应让人眼正确地感知色彩，就如同在太阳光下看东西一样。当然这需视应用的场合及目的而有不同的要求程度。此资料即是光源的演色特徴，称为平均演色性指数(general color rendering index, (Ra)。
平均演色性指数为物件在某光源照射下显示的颜色与其在参照光源照射下的颜色两者的相对差异。其数值的评定法为分别以参照光源及待测光源照在DIN 6169所规定的八个色样上逐一作比较并量化其差异性；差异性越小，即代表待测光源的演色性越好，平均演色性指数Ra为100的光源可以让各种颜色呈现出如同被参照光源所照射的颜色。Ra值越低，所呈现的颜色越失真。
灯具效率 (Luminaire efficiency)： 灯具效率(又称灯具光输出比)是用来评估灯具的能源效率的一项重要标准，其值是将装有光源的灯具所发出的光通量除以所装光源本身所发出光通量所得的商值。
不可见光 (Invisible Light) ：相对於可见光，波长在360到830nm以外的电磁辐射称为不可见光。波长小於360nm的电磁波最为一般人了解的是紫外线，其他还有x射线、r射线、宇宙线；大於780nm的电磁辐射则有红外线及无线电波等。
光谱 (Spectrum) ：光线依波长大小顺序的分布称为光谱。每种光源都可以依其波长组成而在光谱图上显示出其光谱能量分布图(Power Spectrum Distribution) 。太阳光及白炽灯泡的光谱能量分布为连续曲线，而一般放电灯为非连续曲线。
白炽灯泡 (Incandescent lamp) ：白炽灯泡为最早成熟的人工电光源，它是利用灯丝通电发热发光的原理发光。一般而言，白炽灯泡的发光效率较低，寿命也较短，但使用上较方便。
气体放电灯 (Gas discharge lamp) ：此类光源的发光原理为其两电极间的气体受电子激发而发光。又可分为低压气体放电灯，如日光灯及高压气体放电灯，如水银灯、高压钠气灯及复金属灯。
发光二极体 (LED) ：发光二极体为特殊材质制成的p-n二极体。在顺向偏压下，电子在接合面流动时，会在再结合而消灭的过程中发光。体积小、发光效率原不高，但近年来发展迅速，适用场合已推广到交通讯号灯、指示灯，甚至也适用於一些特殊场合的照明用途。
重要的测光公式：
I , 光强度[cd] = 立体角内的光通量 立体角Ω[sr]
E , 照度[lx] = 落在某面积上的光通量[lm] 此被照面面积[㎡] = 光强度[cd] (距离[m] )2
L , 辉度[cd㎡]= 光强度[cd] 所见的被照面面积[㎡]
发光效率[lmW]= 所产生的光通量[lm] 消耗电功率[W]
LED被发明出来已经有很长的时间，在1955年由美国无线电公司（Radio Corporation of America）的Rubin Braunstein发现了砷化镓（GaAs）与及其他半导体合金的红外线放射作用，而1962年美国通用电气公司（GE）的Nick Holonyak Jr.发展出第一款能够实际应用的可见光LED。不过，LED真正的起飞是在1990年代白光LED出现后，才开始渐渐被重视，而应用面越来越广。
基於环保立场以及节约能源诉求，全球各国政府重视LED与节能灯具带来的经济与节能效益，而厂商也看好这次照明革命的商机而纷纷投入。除了欧盟与美国国会均进行阶段性禁止白炙灯泡的使用外，目前已经有加拿大宣布2010年全面禁用白炙灯泡，而美国加州在内的部份州，也要在2012年禁止白炙灯泡，而澳洲则宣布在2010年全面禁止贩售白炙灯泡，中国、日本也有LED的奖励方案在规划中。
虽然目前市面上已经有另一种节能灯具产品省电型萤光灯（CFL），但由於其照明品质仍旧不够，启动时间较一般白炙灯泡长，而且不能调整光源输出亮度，普及度仍不够高。LED则具备更多的节能效益，并且藉由技术的提升，亮度已经达到让人满意的程度，但价格高昂是一大问题，未来随著全球LED厂商的量产脚步加快，价格降低后可加速LED灯具的普及程度。
LED另一项优点是使用寿命，比一般白炙灯泡的1,000小时、日光灯具的1万小时，LED使用寿命可达5万小时，大幅降低灯具替换的成本。这项特性帮助LED灯具在价格竞争上，有了将一般灯泡替换成LED的好理由，更可藉由这项优势，让许多原本因经济考量而不能全天开启的环境，藉由LED照明让公共或私人场所更安全。比如说公共停车场、冰箱等等应用范围，美国最大零售业者威名百货（Wal-Mart），日前就已经将该公司的冷冻设备改采省电的LED产品。
LED现阶段最大的应用是手机按键的背光源，各种电子展品的指示灯，而最近应用在广告看板的大型LED萤幕，还有应用在液晶萤幕的背光源也越来越受到瞩目，LED的应用面日趋广泛。
LED较明显的缺点就是散热问题，不当的散热将导致LED灯具的光度与使用寿命衰减，所幸这部份藉由新技术的加持，渐渐也有了显著的改善。
预估在2007下半年可以看到更多LED产品的问世，而2008年LED照明产品能够进一步地下降到部份消费者能接受的程度，未来的发展端看各国政府积极应用LED於公共事业的速度，可望加速LED价格的下滑，当消费者采用的程度也提高，届时产生的经济效益与节能效益很可观。
基於环保立场以及节约能源诉求，全球各国政府重视LED与节能灯具带来的经济与节能效益，而厂商也看好这次照明革命的商机而纷纷投入。除了欧盟与美国国会均 进行阶段性禁止白炙灯泡的使用外，目前已经有加拿大宣布2010年全面禁用白炙灯泡，而美国加州在内的部份州，也要在2012年禁止白炙灯泡，而澳洲则宣 布在2010年全面禁止贩售白炙灯泡，中国、日本也有LED的奖励方案在规划中。
虽然目前市面上已经有另一种节能灯具产品省电型萤光灯 （CFL），但由於其照明品质仍旧不够，启动时间较一般白炙灯泡长，而且不能调整光源输出亮度，普及度仍不够高。LED则具备更多的节能效益，并且藉由技术的提升，亮度已经达到让人满意的程度，但价格高昂是一大问题，未来随著全球LED厂商的量产脚步加快，价格降低后可加速LED灯具的普及程度。
当全球的环保意识日益高涨，各国也普遍正面临著能源有限的问题时，先进国家对於如何让运用有限能源变得更有效率，以及如何减少使用能源或发电时创造的环境污染有更全面的思维。透过立法的方式加速耗电量最大的白炙灯泡淘汰是方法之一，毕竟照明是人类世界用电量最大的一种应用，而白炙灯泡是照明领域中最耗电的产品。
目前的趋势是设法推动LED照明的需求，并让人们乐於使用这种耗电量比日光灯还低，却又不会被任何放射线伤害身体健康的优质照明技术。业界专家认为，既环保又低耗电的LED照明产品，至少在2015年时能攻下3成的市占率。
LED产品变得越来越热门有许多原因，其中之一是它的产品寿命，尽管产品单价较白炙灯泡要高，但使用寿命却往往是白炙灯泡的10倍，甚至是20倍以上，同时其消耗的电力却又仅仅是白炙灯泡的5分之1以下。另一方面，LED并未包含任何水银的成份，同时因为采用低电压，所产生的有害电磁波也比其他的灯具少。
LED还有另一种优点即是它的发光特性，是光源点的模式，故设计上更有弹性，可以做出打散光亮的灯具，也能做集中一点或特定区域的灯具，所产生的颜色能够更鲜艳明亮
LED是由超导发光晶体产生的超高强度的灯光，不同於白炽灯的需要先将电能转换成热能，再由热能转化为光能的发光原理。目前，LED作为新兴的下一代光源，随著技术进步，相信会大有发展前途。在这里我们共同探讨下采用LED光源的优势与不足。
LED的优势
1.使用寿命长
LED灯寿命可长达100,000小时，远高於白炽灯的千余小时。如果我们每天使用4小时，那么在正常情况下使用可以超过60年，基本上可以超过人的寿命。
2.省电、降低使用成本
LED一般12V-24V直流电。用低电压带来高光效能，比传统白炽灯节省电能约80%以上。目前高亮度单色光的LED与传统的灯泡相比虽然是更贵的，但光是节能的优点就能够弥补价格高的缺点。如果一个LED发光要特定亮度时所需的耗电量是15W，那么传统灯泡要达到同样亮度的耗电量可能会高达高达150W。
3.利於环保
由於LED与白炽灯、萤光灯的发光原理不同，所以不用浪费太多热能，不会产生有毒气体，不易损坏，是全球公认的新一代环保高科技产品。
4.环境适应能力佳
LED只要在温度-40℃-85℃，湿度?65%的情况下都可以正常安全的使用。适合在条件恶劣的环境使用。
5.应用广泛:
LED光源可以应用在建筑景观装饰、公路、桥梁、广告立体字、商业空间、机场、地铁、医院、饭店、汽车、电脑、手机等场合，应用十分广泛。
LED的不足
1. 色彩还原能力差
过去的LED平均显色指数（CRI）较低，因此在LED照射下显示的颜色没有白炽灯真实，容易造成视觉的误差和判断失误，这要从光谱分布上来分析，属於技术问题。但进来萤光粉、LED使用材料技术提升，CRI已经有厂商逐渐拉高到90的水准。
2. 单个LED功率低
由於单个LED功率低，LED光源亮度值不是很高，为了提高亮度就需要多个LED并联使用，例如汽车尾灯。虽然单个LED并不是很贵，但是数量多了成本就会很高。目前单个高亮度大功率LED价格很昂贵并且一只高亮度LED也就5000左右的烛光亮度。
3. 光照距离短
虽然多LED的方法能提高光源亮度，但是并不能增加光照距离。因为LED发出的光线发散，即使聚光调节良好，其照明距离在过去的技术水准下也仅仅能只有几十公尺，LED光源适合用於近距离的照明，并不适合远距离的探照性活动。不过，随著技术力的提升，LED的光照距离也能够拉长，短期内来看，LED较大的问题还是产品平均单价要降低。
4.易出现「黄圈」问题
由於白光LED本身制造工艺上缺陷加上与反射杯或透镜的配合误差，容易造成「黄圈」问题。主要表现在光斑周围出现「黄圈」，不易消除。白光LED颜色偏差还有色斑、颜色偏蓝或偏红等现象。近来，业界使用混合萤光粉，能获得理想的白光LED，并高显色指数。
比如说采用蓝色LED激发YAG萤光粉与绿色（或红色）萤光粉的混合物得到白光。如果蓝色LED+YAG萤光粉获得的白光LED偏红或有黄圈，可以加入波长为500nm～530nm以稀土元素作成的绿色萤光粉，便可补偿多余的黄光，使LED颜色向绿光区域靠近，从而达到消除黄圈的目的。假设，蓝色LED+YAG萤光粉产生的LED颜色偏蓝，便加入不含硫化物的红色萤光粉调整。这些方法可以调整LED的色座标和色温，并不会影响到LED的寿命。
5.散热问题
LED产品另一项问题就是散热，如果不能够有效散热，产品的使用寿命就会缩短。业界正努力开发更多有效的高散热系数材质来应用在LED领域。
我们细数了LED光源的优缺点，但是瑕不掩瑜， LED作为新兴的下一代光源，以其节电、寿命长等优点深得各国政府的支持，相信在全球LED产业新技术的突飞猛进下，LED的弱点会被逐步克服，未来前景一片光明，大有发展前途。
在2005年时，全球高亮度LED市场规模达58亿美元，2006年达到66亿美元，预估2011年可增加到106亿美元，平均年复合增长率（AAGR）为10.2%。高亮度LED的出货量2005年达到48亿个，2006年增加到65亿个，预估2011年达到88亿个，平均年增长率为10.3%。2005年LED的基板材料销售额超过10亿美元，2006达到11亿美元，预估2011年18亿美元，平均年增长率为9.7%。
台湾方面在2006年的LED照明光电产值为新台币210亿元，2010年将提升到930亿元，2015年更可达到5400亿元。在上游光源部分，台湾产量为全球第一，2006年高亮度LED产值不含手机应用高达新台币150 亿元。
台湾上游LED光源产业居全球重要地位，因为在红、绿光LED技术上处於领先位置。下游应用台湾照明生产品质佳，价格与全球通路是优势。台湾厂商在液晶面板（LCD）的背光模组全球市占率达到48％，故台厂藉此切入开发LED背光模组也是一项优势，而车用LED产品也被视为重点项目之一。
从2007年起LED照明将可逐步代现有白炽灯，2011年起逐步取代萤光灯。欧盟自2007年起逐步淘汰白炽灯泡，澳洲宣示从2010年起全面禁用白炽灯泡，故LED市场前景十分值得期待。未来5年市场应用应以LED看板或显示的背光源、车用与一般照明为市场发展主力。
在2010年会大幅成长的，将是高流明输出的商业等级LED照明系统，这是因为家用LED照明对於大多数消费者来说仍是昂贵许多，在长期使用效益、 节能环保诉求与租税减免优惠的带动下，商业空间照明采用LED的比例会大幅增加，特别是停车场照明、办公室照明、工厂照明、仓库照明等区域。LED照明可 取代高压钠灯、卤素灯、白炙灯泡以外，也已经在某些领域可取代CFL节能灯、萤光灯。
LEDinside预估2010年到2011年将是LED商用照明快速成长与普及的二个年头，而LED在家用照明的应用起飞则要等到2011年、2012年以后，特别是2012年是个关键年。
2010年LED光源在照明市场的渗透率可望达到3.7％，从2009年到2013年将有32％的年复合成长率。
LED产品分类
应用日渐普及的LED产品分类众多，我们简单地来看看分类方法。LED根据发光管发光色、发光管出光面特徵、发光管结构、发光度和工作电流、芯片材料、功能等标准有不同的分类方法。下面简单介绍前四种分类方法。
1、根据发光管发光色分类
根据发光管发光色的不同，可分成红光、橙光、绿光（又细分黄绿、标准绿和纯绿）、蓝光等。
另外，有的发光二极管中包含2种或3种色的芯片。根据发光二极管出光处掺或不掺散射剂、有色还是无色，上述各种色的发光二极管还可分成有色透明、无色透明、有色散射和无色散射四种类型。
2、根据发光管出光面特徵分类
根据发光管出光面特徵的不同，可分圆灯、方灯、矩形、面发光管、侧向管、表面安装用微型管等。
圆形灯按直径分φ2mm、φ4.4mm、φ5mm、φ8mm、φ10mm及φ20mm等。国外通常把φ3mm的发光二极管记作T-1；把φ5mm的记作T-1（3/4）；把φ4.4mm的记作T-1（1/4）。
由半值角大小可以估计圆形发光度角分布情。从发光度角分布图来分有三类：
（1）高指向性。一般尖头环氧封装，或是带金属反射腔封装，且不加散射剂。半值角5°～20°或更小，具有很高的指向性，可作局部照明光源用，或与光检出器联用以组成自动检测系统。
（2）标准型。通常作指示灯用，其半值角20°～45°。
（3）散射型。这是视角较大的指示灯，半值角45°～90°或更大，散射剂的量较大。
3、根据发光二极管的结构分类
根据发光二极管的结构，可分全环氧包封、金属底座环氧封装、陶瓷底座环氧封装及玻璃封装等。
4、根据发光度和工作电流分类
根据发光度和工作电流，可分普通亮度LED（发光度<10mcd）、高亮度LED（10～100mcd）和超高亮度LED（发光度>100mcd）。 一般LED的工作电流在十几mA至几十mA，而低电流LED的工作电流在2mA以下（亮度与普通发光管相同）。
