Cele mai vechi LED-uri cu homouncție GaP și GaAsP cu eficiență luminoasă scăzută roșii, galbene și verzi din anii 1970 au fost aplicate la lumini indicatoare, afișaje digitale și text. De atunci, LED-ul a început să intre în diverse domenii de aplicare, inclusiv aerospațial, aeronave, automobile, aplicații industriale, comunicații, produse de larg consum etc., acoperind diverse sectoare ale economiei naționale și mii de gospodării. Până în 1996, vânzările de LED-uri la nivel mondial atinseseră miliarde de dolari. Deși LED-urile au fost limitate de culoare și eficiență luminoasă timp de mulți ani, GaP și GaAsLED-urile au fost favorizate de utilizatori datorită duratei de viață lungi, fiabilității ridicate, curentului de funcționare scăzut, compatibilității cu circuitele digitale TTL și CMOS și multor alte avantaje.
În ultimul deceniu, luminozitatea ridicată și culorile au fost subiecte de ultimă oră în cercetarea materialelor LED și a tehnologiei dispozitivelor. Luminozitatea ultra ridicată (UHB) se referă la LED-urile cu o intensitate luminoasă de 100 mcd sau mai mult, cunoscută și sub numele de LED de nivel Candela (cd). Progresul dezvoltării A1GaInP și InGaNFED cu luminozitate ridicată este foarte rapid și a atins acum un nivel de performanță pe care materialele convenționale GaA1As, GaAsP și GaP nu îl pot atinge. În 1991, Toshiba din Japonia și HP din Statele Unite au dezvoltat InGaA1P620nm LED portocaliu de luminozitate ultra-înaltă, iar în 1992, LED-ul galben de luminozitate ultra-înaltă InGaA1P590nm a fost pus în practică. În același an, Toshiba a dezvoltat LED InGaA1P573nm galben verde de luminozitate ultra-înaltă, cu o intensitate normală a luminii de 2cd. În 1994, Nichia Corporation din Japonia a dezvoltat LED InGaN450nm albastru (verde) cu luminozitate ultra-înaltă. În acest moment, cele trei culori primare necesare pentru afișajul color, roșu, verde, albastru, precum și LED-urile portocalii și galbene, au atins toate intensitatea luminoasă la nivelul Candela, obținând luminozitate ultra-înaltă și afișaj color, făcând exteriorul complet afișajul color al tuburilor emițătoare de lumină este o realitate. Dezvoltarea LED-urilor în țara noastră a început în anii 1970, iar industria a apărut în anii 1980. Există mai mult de 100 de întreprinderi la nivel național, cu 95% dintre producători implicați în producția post-ambalare și aproape toate cipurile necesare sunt importate din străinătate. Prin mai multe „Planuri de cinci ani” pentru transformarea tehnologică, progrese tehnologice, introducerea de echipamente străine avansate și unele tehnologii cheie, tehnologia de producție LED din China a făcut un pas înainte.

1、 Performanța LED-ului cu luminozitate ultra-înaltă:
În comparație cu GaAsP GaPLED, A1GaAsLED roșu cu luminozitate ultra-înaltă are o eficiență luminoasă mai mare, iar eficiența luminoasă a A1GaAsLED transparent cu contrast scăzut (640nm) este aproape de 10lm/w, care este de 10 ori mai mare decât cea a GaAsP GaPLED roșu. Luminozitatea ultra-înaltă InGaAlPLED oferă aceleași culori ca GaAsP GaPLED, inclusiv: verde galben (560nm), verde deschis galben (570nm), galben (585nm), galben deschis (590nm), portocaliu (605nm) și roșu deschis (625nm). , roșu intens (640 nm)). Comparând eficiența luminoasă a substratului transparent A1GaInPLED cu alte structuri LED și surse de lumină incandescentă, eficiența luminoasă a substratului absorbant InGaAlPLED (AS) este de 101 m/w, iar eficiența luminoasă a substratului transparent (TS) este de 201 m/w, adică 10. -20 de ori mai mare decât cea a GaAsP GaPLED în intervalul de lungimi de undă de 590-626 nm; În intervalul de lungimi de undă de 560-570, este de 2-4 ori mai mare decât GaAsP GaPLED. Luminozitatea ultra-înaltă InGaNFED oferă lumină albastră și verde, cu o gamă de lungimi de undă de 450-480nm pentru albastru, 500nm pentru albastru-verde și 520nm pentru verde; Eficiența sa luminoasă este de 3-151 m/w. Eficiența luminoasă actuală a LED-urilor cu luminozitate ultra-înaltă a depășit-o pe cea a lămpilor incandescente cu filtre și poate înlocui lămpile cu incandescență cu o putere mai mică de 1 watt. Mai mult decât atât, matricele LED pot înlocui lămpile incandescente cu o putere mai mică de 150 de wați. Pentru multe aplicații, becurile incandescente folosesc filtre pentru a obține culori roșu, portocaliu, verde și albastru, în timp ce utilizarea LED-urilor cu luminozitate ultra-înaltă poate obține aceeași culoare. În ultimii ani, LED-urile cu luminozitate ultra-înaltă realizate din materiale AlGaInP și InGaN au combinat mai multe cipuri LED cu luminozitate ultra-înaltă (roșu, albastru, verde) împreună, permițând diferite culori fără a fi nevoie de filtre. Inclusiv roșu, portocaliu, galben, verde și albastru, eficiența lor luminoasă a depășit-o pe cea a lămpilor cu incandescență și este apropiată de cea a lămpilor fluorescente frontale. Luminozitatea luminoasă a depășit 1000 mcd, ceea ce poate satisface nevoile de afișare în aer liber pentru orice vreme și în culori. Ecranul mare de culoare LED poate reprezenta cerul și oceanul și poate realiza animație 3D. Noua generație de LED-uri cu luminozitate ultra-înaltă roșii, verzi și albastre a obținut rezultate fără precedent

2、 Aplicarea LED-ului cu luminozitate ultra-înaltă:
Indicarea semnalului auto: luminile indicatoare ale mașinii din exteriorul mașinii sunt în principal lumini de direcție, stopuri și lumini de frână; Interiorul mașinii servește în principal ca iluminare și afișaj pentru diverse instrumente. LED-ul de luminozitate ultra-înaltă are multe avantaje în comparație cu lămpile incandescente tradiționale pentru luminile indicatoare auto și are o piață largă în industria auto. LED-urile pot rezista la șocuri mecanice și vibrații puternice. Durata medie de viață MTBF a luminilor de frână cu LED este cu câteva ordine de mărime mai mare decât cea a becurilor incandescente, depășind cu mult durata de viață a mașinii în sine. Prin urmare, luminile de frână cu LED-uri pot fi împachetate în întregime fără a avea în vedere întreținerea. Substratul transparent Al GaAs și AlInGaPLED au o eficiență luminoasă semnificativ mai mare în comparație cu becurile incandescente cu filtre, permițând luminilor de frână LED și semnalizatoarelor să funcționeze la curenți de conducere mai mici, de obicei doar 1/4 din becurile incandescente, reducând astfel distanța pe care o pot parcurge mașinile. Puterea electrică mai mică poate reduce, de asemenea, volumul și greutatea sistemului de cablaj intern al mașinii, reducând în același timp creșterea temperaturii interne a luminilor de semnal LED integrate, permițând utilizarea materialelor plastice cu rezistență la temperatură mai scăzută pentru lentile și carcase. Timpul de răspuns al luminilor de frână cu LED-uri este de 100 ns, ceea ce este mai scurt decât cel al luminilor incandescente, lăsând mai mult timp de reacție șoferilor și îmbunătățind siguranța la conducere. Iluminarea și culoarea indicatoarelor externe ale mașinii sunt clar definite. Deși afișajul iluminatului intern al mașinilor nu este controlat de departamentele guvernamentale relevante, cum ar fi luminile de semnalizare externe, producătorii de mașini au cerințe pentru culoarea și iluminarea LED-urilor. GaPLED a fost folosit de mult timp în mașini, iar luminozitatea ultra-înaltă AlGaInP și InGaNFED vor înlocui mai multe becuri cu incandescență în mașini datorită capacității lor de a îndeplini cerințele producătorilor în ceea ce privește culoarea și iluminarea. Din punct de vedere al prețului, deși luminile LED sunt încă relativ scumpe în comparație cu luminile incandescente, nu există o diferență semnificativă de preț între cele două sisteme în ansamblu. Odată cu dezvoltarea practică a LED-urilor TSAlGaA și AlGaInP cu luminozitate ultra-înaltă, prețurile au scăzut continuu în ultimii ani, iar amploarea scăderii va fi și mai mare în viitor.

Indicarea semnalelor de trafic: Utilizarea LED-urilor cu luminozitate ultra-înaltă în locul lămpilor incandescente pentru semafoare, lumini de avertizare și lumini de semnalizare s-a răspândit acum în întreaga lume, cu o piață largă și o cerere în creștere rapidă. Conform statisticilor de la Departamentul Transporturilor din SUA în 1994, în Statele Unite existau 260 000 de intersecții unde au fost instalate semnale de circulație, iar fiecare intersecție trebuie să aibă cel puțin 12 semnale de circulație roșii, galbene și albastru-verzi. Multe intersecții au, de asemenea, semne suplimentare de tranziție și lumini de avertizare pentru trecerea de pietoni pentru traversarea drumului. În felul acesta, la fiecare intersecție pot fi 20 de semafoare și trebuie să se aprindă simultan. Se poate deduce că în Statele Unite există aproximativ 135 de milioane de semafoare. În prezent, utilizarea LED-urilor cu luminozitate ultra-înaltă pentru a înlocui lămpile incandescente tradiționale a obținut rezultate semnificative în reducerea pierderilor de putere. Japonia consumă aproximativ 1 milion de kilowați de energie electrică pe an la semafoare, iar după înlocuirea becurilor incandescente cu LED-uri cu luminozitate ultra-înalta, consumul său de energie electrică este de doar 12% față de original.
Autoritățile competente din fiecare țară trebuie să stabilească reglementări corespunzătoare pentru semafoare, specificând culoarea semnalului, intensitatea minimă de iluminare, modelul de distribuție spațială a fasciculului și cerințele pentru mediul de instalare. Deși aceste cerințe se bazează pe becuri cu incandescență, ele sunt în general aplicabile semafoarelor LED cu luminozitate ultra-înaltă utilizate în prezent. În comparație cu lămpile cu incandescență, semafoarele cu LED au o durată de viață mai lungă, în general de până la 10 ani. Având în vedere impactul mediilor dure exterioare, durata de viață estimată ar trebui redusă la 5-6 ani. În prezent, LED-urile AlGaInP roșii, portocalii și galbene de luminozitate ultra-înaltă au fost industrializate și sunt relativ ieftine. Dacă modulele compuse din LED-uri roșii de luminozitate ultra-înaltă sunt utilizate pentru a înlocui capete tradiționale roșii de semnalizare rutieră incandescente, impactul asupra siguranței cauzat de defecțiunea bruscă a lămpilor cu incandescență roșie poate fi minimizat. Un modul obișnuit de semnalizare cu LED-uri de trafic constă din mai multe seturi de lumini LED conectate. Luând ca exemplu un modul de semnal de trafic cu LED roșu de 12 inchi, în 3-9 seturi de lumini LED conectate, numărul de lumini LED conectate în fiecare set este de 70-75 (un total de 210-675 lumini LED). Când o lampă LED se defectează, aceasta va afecta doar un set de semnale, iar seturile rămase vor fi reduse la 2/3 (67%) sau 8/9 (89%) din original, fără a cauza defectarea întregului cap de semnal. ca lămpile incandescente.
Principala problemă cu modulele de semnalizare cu LED-uri este că costul de producție este încă relativ ridicat. Luând ca exemplu modulul de semnal de trafic cu LED roșu TS AlGaAs de 12 inchi, acesta a fost aplicat pentru prima dată în 1994 la un cost de 350 USD. Până în 1996, modulul de semnal de trafic LED AlGaInP de 12 inchi cu performanțe mai bune a avut un cost de 200 USD.

Este de așteptat ca, în viitorul apropiat, prețul modulelor de semnale de trafic cu LED albastru-verde InGaN să fie comparabil cu AlGaInP. Deși costul capetelor de semnalizare incandescente este scăzut, acestea consumă multă energie electrică. Consumul de energie al unui cap de semnalizare incandescentă cu diametrul de 12 inchi este de 150 W, iar consumul de energie al unui semafor de avertizare de trafic care traversează drumul și trotuarul este de 67 W. Conform calculelor, consumul anual de energie al luminilor de semnalizare incandescente la fiecare intersecție este de 18133KWh, echivalentul unei facturi anuale de energie electrică de 1450 USD; Cu toate acestea, modulele LED de semnal de trafic sunt foarte eficiente din punct de vedere energetic, fiecare modul de semnal de trafic LED roșu de 8-12 inchi consumând 15W și, respectiv, 20W de energie electrică. Semnele LED de la intersecții pot fi afișate cu comutatoare săgeți, cu un consum de energie de doar 9W. Conform calculelor, fiecare intersecție poate economisi 9916KWh de energie electrică pe an, echivalent cu economisirea de 793 USD în facturile de electricitate pe an. Pe baza unui cost mediu de 200 USD per modul de semnal de trafic LED, modulul de semnal de trafic cu LED roșu își poate recupera costul inițial după 3 ani folosind doar energia electrică economisită și începe să primească profituri economice continue. Prin urmare, utilizarea în prezent a modulelor de informații de trafic AlGaInLED, deși costul poate părea ridicat, este încă rentabilă pe termen lung.