Os primeiros LED de baixa eficiencia luminosa vermella, amarela e verde con homounción GaP e GaAsP na década de 1970 aplicáronse a luces indicadoras, pantallas dixitais e de texto. A partir de entón, o LED comezou a entrar en diversos campos de aplicación, incluíndo aeroespacial, aeronaves, automóbiles, aplicacións industriais, comunicacións, produtos de consumo, etc., abarcando diversos sectores da economía nacional e miles de fogares. En 1996, as vendas de LED en todo o mundo alcanzaran miles de millóns de dólares. Aínda que os LED estiveron limitados pola cor e a eficiencia luminosa durante moitos anos, os GaP e GaAsLED foron favorecidos polos usuarios debido á súa longa vida útil, alta fiabilidade, baixa corrente de funcionamento, compatibilidade con circuítos dixitais TTL e CMOS e moitas outras vantaxes.
Na última década, o alto brillo e a cor completa foron temas de vangarda na investigación de materiais LED e tecnoloxía de dispositivos. O brillo ultra alto (UHB) refírese a LED cunha intensidade luminosa de 100 mcd ou máis, tamén coñecido como LED de nivel Candela (cd). O progreso do desenvolvemento de A1GaInP e InGaNFED de alto brillo é moi rápido, e agora alcanzou un nivel de rendemento que os materiais convencionais GaA1As, GaAsP e GaP non poden acadar. En 1991, Toshiba de Xapón e HP dos Estados Unidos desenvolveron un LED de brillo ultra-alto laranxa InGaA1P620nm, e en 1992, o LED amarelo de brillo ultra-alto InGaA1P590nm púxose en uso práctico. No mesmo ano, Toshiba desenvolveu InGaA1P573nm LED verde amarelo de brillo ultra alto cunha intensidade de luz normal de 2cd. En 1994, Nichia Corporation de Xapón desenvolveu InGaN450nm azul (verde) LED de brillo ultra alto. Neste punto, as tres cores primarias necesarias para a pantalla en cor, vermello, verde, azul, así como os LED laranxa e amarelo, alcanzaron a intensidade luminosa do nivel de Candela, conseguindo un brillo ultra alto e unha pantalla a toda cor, facendo que o exterior sexa completo. exhibición en cor de tubos emisores de luz unha realidade. O desenvolvemento do LED no noso país comezou na década de 1970, e a industria xurdiu na década de 1980. Hai máis de 100 empresas en todo o país, co 95% dos fabricantes que se dedican á produción posterior ao envasado e case todos os chips necesarios son importados do estranxeiro. A través de varios "Plans quinquenales" para a transformación tecnolóxica, os avances tecnolóxicos, a introdución de equipos estranxeiros avanzados e algunhas tecnoloxías clave, a tecnoloxía de produción LED de China deu un paso adiante.

1、 Rendemento do LED de brillo ultra alto:
En comparación co GaAsP GaPLED, o A1GaAsLED vermello de brillo ultra alto ten unha eficiencia luminosa máis alta e a eficiencia luminosa do A1GaAsLED transparente de baixo contraste (640 nm) é preto de 10 lm/w, que é 10 veces maior que a do GaAsP GaPLED vermello. O InGaAlPLED de brillo ultra alto proporciona as mesmas cores que o GaAsP GaPLED, incluíndo: verde amarelo (560nm), verde claro amarelo (570nm), amarelo (585nm), amarelo claro (590nm), laranxa (605nm) e vermello claro (625nm). , vermello intenso (640 nm)). Comparando a eficiencia luminosa do substrato transparente A1GaInPLED con outras estruturas LED e fontes de luz incandescente, a eficiencia luminosa do substrato absorbente InGaAlPLED (AS) é de 101 m/w e a eficiencia luminosa do substrato transparente (TS) é de 201 m/w, que é 10. -20 veces maior que a de GaAsP GaPLED no rango de lonxitudes de onda de 590-626 nm; No intervalo de lonxitude de onda de 560-570, é 2-4 veces maior que GaAsP GaPLED. O brillo ultra alto InGaNFED proporciona luz azul e verde, cun rango de lonxitudes de onda de 450-480 nm para o azul, 500 nm para o azul-verde e 520 nm para o verde; A súa eficiencia luminosa é de 3-151 m/w. A eficiencia luminosa actual dos LED de ultra-alto brillo superou a das lámpadas incandescentes con filtros, podendo substituír as lámpadas incandescentes cunha potencia inferior a 1 watt. Ademais, as matrices LED poden substituír as lámpadas incandescentes cunha potencia inferior a 150 vatios. Para moitas aplicacións, as lámpadas incandescentes usan filtros para obter cores vermellas, laranxas, verdes e azuis, mentres que os LED de brillo ultra alto poden conseguir a mesma cor. Nos últimos anos, os LED de brillo ultra alto feitos de materiais AlGaInP e InGaN combinaron varios chips LED de brillo ultra alto (vermello, azul, verde) xuntos, permitindo varias cores sen necesidade de filtros. Incluíndo vermello, laranxa, amarelo, verde e azul, a súa eficiencia luminosa superou a das lámpadas incandescentes e achégase á das lámpadas fluorescentes dianteiras. O brillo luminoso superou os 1000 mcd, o que pode satisfacer as necesidades de pantallas a toda cor e todo o tempo ao aire libre. A pantalla grande de cor LED pode representar o ceo e o océano e conseguir animación en 3D. A nova xeración de LED de brillo ultraalto vermello, verde e azuis conseguiu un nivel sen precedentes

2、 Aplicación de LED de brillo ultra alto:
Indicación do sinal do coche: as luces indicadoras do coche no exterior do coche son principalmente luces de dirección, luces traseiras e luces de freo; O interior do coche serve principalmente como iluminación e exhibición de varios instrumentos. O LED de brillo ultra alto ten moitas vantaxes en comparación coas lámpadas incandescentes tradicionais para as luces indicadoras de automóbiles e ten un amplo mercado na industria do automóbil. Os LED poden soportar fortes choques mecánicos e vibracións. A vida útil media MTBF das luces de freo LED é varias ordes de magnitude superior á das lámpadas incandescentes, superando con moito a vida útil do propio coche. Polo tanto, as luces de freo LED pódense empaquetar como un todo sen ter en conta o mantemento. O substrato transparente Al GaAs e AlInGaPLED teñen unha eficiencia luminosa significativamente maior en comparación coas lámpadas incandescentes con filtros, o que permite que as luces de freo LED e os sinais de xiro funcionen con correntes de condución máis baixas, normalmente só 1/4 das lámpadas incandescentes, reducindo así a distancia que poden percorrer os coches. A menor enerxía eléctrica tamén pode reducir o volume e o peso do sistema de cableado interno do coche, ao mesmo tempo que reduce o aumento da temperatura interna das luces de sinal LED integradas, permitindo o uso de plásticos con menor resistencia á temperatura para lentes e carcasas. O tempo de resposta das luces de freo LED é de 100 ns, o que é máis curto que o das luces incandescentes, o que deixa máis tempo de reacción para os condutores e mellora a seguridade na condución. A iluminación e a cor das luces indicadoras externas do coche están claramente definidas. Aínda que a visualización da iluminación interna dos coches non está controlada polos departamentos gobernamentais relevantes, como as luces de sinal externo, os fabricantes de automóbiles teñen requisitos para a cor e a iluminación dos LED. GaPLED úsase durante moito tempo nos automóbiles, e AlGaInP e InGaNFED de brillo ultra alto substituirán máis lámpadas incandescentes nos automóbiles debido á súa capacidade para satisfacer os requisitos dos fabricantes en canto a cor e iluminación. Desde a perspectiva do prezo, aínda que as luces LED aínda son relativamente caras en comparación coas luces incandescentes, non hai diferenzas significativas no prezo entre os dous sistemas no seu conxunto. Co desenvolvemento práctico de LEDs TSAlGaAs e AlGaInP de brillo ultra alto, os prezos diminuíron continuamente nos últimos anos e a magnitude da diminución será aínda maior no futuro.

Indicación de sinais de tráfico: o uso de LED de brillo ultra alto en lugar de lámpadas incandescentes para semáforos, luces de advertencia e luces de sinalización estendeuse por todo o mundo, cun amplo mercado e unha demanda en rápido crecemento. Segundo as estatísticas do Departamento de Transporte dos Estados Unidos en 1994, había 260.000 cruces nos Estados Unidos onde se instalaron sinais de tráfico, e cada intersección debe ter polo menos 12 sinais de tráfico vermellos, amarelos e azul-verdes. Moitas interseccións tamén teñen sinais de transición adicionais e luces de advertencia de pasos de peóns para cruzar a estrada. Deste xeito, poden haber 20 semáforos en cada cruce, debendo acender simultaneamente. Pódese deducir que hai aproximadamente 135 millóns de semáforos nos Estados Unidos. Na actualidade, o uso de LED de ultra-alto brillo para substituír as lámpadas incandescentes tradicionais conseguiu resultados significativos na redución da perda de enerxía. Xapón consome preto de 1 millón de quilovatios de electricidade ao ano nos semáforos e, tras substituír as lámpadas incandescentes por LEDs de brillo ultra alto, o seu consumo eléctrico é só do 12% do orixinal.
As autoridades competentes de cada país deberán establecer a normativa correspondente para os semáforos, especificando a cor do sinal, a intensidade mínima de iluminación, o patrón de distribución espacial do feixe e os requisitos para o entorno de instalación. Aínda que estes requisitos están baseados en lámpadas incandescentes, son xeralmente aplicables ás luces de sinal de tráfico LED de brillo ultra alto que se usan actualmente. En comparación coas lámpadas incandescentes, os semáforos LED teñen unha vida útil máis longa, xeralmente ata 10 anos. Tendo en conta o impacto dos ambientes exteriores duros, a vida útil prevista debería reducirse a 5-6 anos. Na actualidade, os LED vermellos, laranxas e amarelos AlGaInP de brillo ultra alto foron industrializados e son relativamente baratos. Se se usan módulos compostos por LED vermellos de brillo ultra alto para substituír as cabezas tradicionais de sinais de tráfico incandescentes vermellos, o impacto sobre a seguridade causado pola falla súbita das lámpadas incandescentes vermellas pódese minimizar. Un módulo de sinal de tráfico LED típico consiste en varios conxuntos de luces LED conectadas. Tomando como exemplo un módulo de sinal de tráfico LED vermello de 12 polgadas, en 3-9 conxuntos de luces LED conectadas, o número de luces LED conectadas en cada conxunto é de 70-75 (un total de 210-675 luces LED). Cando falla unha luz LED, só afectará a un conxunto de sinais, e os conxuntos restantes reduciranse a 2/3 (67 %) ou 8/9 (89 %) do orixinal, sen que falle todo o cabezal de sinal. como lámpadas incandescentes.
O principal problema cos módulos de sinal de tráfico LED é que o custo de fabricación aínda é relativamente alto. Tomando como exemplo o módulo de sinal de tráfico LED vermello TS AlGaAs de 12 polgadas, aplicouse por primeira vez en 1994 cun custo de 350 dólares. En 1996, o módulo de sinal de tráfico LED AlGaInP de 12 polgadas cun mellor rendemento tiña un custo de 200 dólares.

Espérase que nun futuro próximo, o prezo dos módulos de sinal de tráfico LED azul-verde InGaN sexa comparable ao AlGaInP. Aínda que o custo dos sinais de tráfico incandescentes é baixo, consomen moita electricidade. O consumo de enerxía dunha cabeza de sinal de tráfico incandescente de 12 polgadas de diámetro é de 150 W e o consumo de enerxía dun semáforo que cruza a estrada e a beirarrúa é de 67 W. Segundo os cálculos, o consumo de enerxía anual das luces de sinal incandescentes en cada intersección é de 18133KWh, o que equivale a unha factura anual de electricidade de 1450 dólares; Non obstante, os módulos de sinal de tráfico LED son moi eficientes enerxéticamente, e cada módulo de sinal de tráfico LED vermello de 8-12 polgadas consume 15 W e 20 W de electricidade respectivamente. Os sinais LED nas interseccións pódense mostrar con interruptores de frecha, cun consumo de enerxía de só 9 W. Segundo os cálculos, cada intersección pode aforrar 9.916 kWh de electricidade ao ano, o que equivale a un aforro de 793 dólares en facturas de electricidade ao ano. Con base nun custo medio de 200 dólares por módulo de sinal de tráfico LED, o módulo de sinal de tráfico LED vermello pode recuperar o seu custo inicial despois de 3 anos usando só a electricidade aforrada e comezar a recibir retornos económicos continuos. Polo tanto, o uso de módulos de información de tráfico AlGaInLED actualmente, aínda que o custo pode parecer elevado, segue sendo rendible a longo prazo.