LED小巧輕量、驅動電壓低、全彩色、壽命長、效率高、耐振動、易于控光等特性，為設計用于不同場所和目的的照明系統(tǒng)提供了優(yōu)越條件。人們習慣于看日光下的東西，對于通用照明來說，人們需要的主要是接近太陽光品質的光源，所以白光LED是半導體照明科技的重要指標。由于單只LED功率小，光亮度低，不宜單獨使用，為此必須將多個LED組裝在一起設計成為實用的LED照明系統(tǒng)。但目前白光LED與通用照明的要求還有一定的距離，還存在諸多技術與成本問題急需解決。

  1)燈具系統(tǒng)的熱量管理

  一般常稱LED為冷光源，這是因為LED發(fā)光原理是電子經過復合直接發(fā)出光子，而不需要熱的過程。但由于焦耳熱的存在，LED在發(fā)光的同時也有熱量伴隨，而且對于大功率和多個LED應用的場合，熱量積少成多而不能小覷，LED不同于白熾燈、螢光燈等傳統(tǒng)照明光源，過高的溫度會縮短，甚至終止其使用壽命。而且LED是溫度敏感器件，當溫度上升時，其效率急劇下降，所以系統(tǒng)結構設計及散熱技術開發(fā)也是LED應用需面對的課題。由于強制空氣冷卻通常在光源中是不可取的，所以隨著輸入電功率的提高，散熱片和其他增強自然對流冷卻的方法就在LED燈和光源設計中發(fā)揮日益重要的作用。

  2)提高顯色性

  目前白光LED普遍使用發(fā)藍光LED疊加由藍光激發(fā)的發(fā)黃光的釔鋁石榴石(YAG)螢光粉，合成為白光。由于其發(fā)光光譜中僅含藍、黃這兩個波譜，所以存在色溫偏高、顯色指數偏低的問題，不符合普通照明要求。人眼對色差的敏感性大大高于對光強弱的敏感性，對照明而言，光源的顯色性往往比發(fā)光效率更重要。所以加入適量發(fā)紅光的螢光粉并能保持較高發(fā)光效率是LED白光照明中的一個重要的課題。

  3)燈具系統(tǒng)的二次光學設計

  傳統(tǒng)燈具長期以白熾燈、螢光燈光源為參照物來決定燈具的光學和形狀的標準，因此LED燈具系統(tǒng)應考慮摒棄傳統(tǒng)燈具加上LED發(fā)光模組的組裝方式，充分考慮其光學特性，為LED光源專門設計不同的燈具。光學系統(tǒng)設計內容主要包括如下幾個方面：①根據照明物件、光通量的需求，決定光學系統(tǒng)的形狀、LED的數目和功率的大??；②將若干個LED發(fā)光管組合設計成點光源、環(huán)形光源或面光源的“二次光源”，根據組合成的二次光源，計算照明光學系統(tǒng)；③構成照明光學系統(tǒng)設計的“二次光源”上的每只LED管子配光分布控制十分重要。

  由于LED發(fā)出的光束集中，更易于控制，且不需要反射器聚光，有利于減少燈具的深度。例如，利用平面鏡光學系統(tǒng)，可以只用1～2個LED就可照亮很大的表面，而燈具深度很薄;而利用光導技術，LED直接裝于光導管旁，可大大減少光源及其它組件占用的體積，制成超薄的燈具。