De eerste GaP- en GaAsP-homojunctie rode, gele en groene LED's met een laag lichtrendement uit de jaren zeventig zijn toegepast op indicatielampjes, digitale displays en tekstdisplays. Vanaf dat moment begon LED verschillende toepassingsgebieden te betreden, waaronder de lucht- en ruimtevaart, vliegtuigen, auto's, industriële toepassingen, communicatie, consumentenproducten, enz., en bestrijkt verschillende sectoren van de nationale economie en duizenden huishoudens. In 1996 bedroeg de wereldwijde LED-verkoop miljarden dollars. Hoewel LED's al jaren beperkt zijn qua kleur en lichtefficiëntie, hebben GaP- en GaAsLED's de voorkeur van gebruikers vanwege hun lange levensduur, hoge betrouwbaarheid, lage bedrijfsstroom, compatibiliteit met digitale TTL- en CMOS-circuits en vele andere voordelen.
In het afgelopen decennium zijn hoge helderheid en full-colour baanbrekende onderwerpen geweest in het onderzoek naar LED-materialen en apparaattechnologie. Ultrahoge helderheid (UHB) verwijst naar LED met een lichtsterkte van 100 mcd of meer, ook bekend als LED op Candela-niveau (cd). De ontwikkelingsvoortgang van A1GaInP en InGaNFED met hoge helderheid is zeer snel en heeft nu een prestatieniveau bereikt dat conventionele materialen GaA1As, GaAsP en GaP niet kunnen bereiken. In 1991 ontwikkelden Toshiba uit Japan en HP uit de Verenigde Staten de InGaA1P620nm oranje LED met ultrahoge helderheid, en in 1992 werd de InGaA1P590nm gele LED met ultrahoge helderheid in praktisch gebruik genomen. In hetzelfde jaar ontwikkelde Toshiba InGaA1P573nm geelgroene LED met ultrahoge helderheid en een normale lichtintensiteit van 2cd. In 1994 ontwikkelde de Japanse Nichia Corporation InGaN450nm blauwe (groene) LED met ultrahoge helderheid. Op dit moment hebben de drie primaire kleuren die nodig zijn voor kleurenweergave, rood, groen, blauw, evenals oranje en gele LED's, allemaal de lichtintensiteit op Candela-niveau bereikt, waardoor een ultrahoge helderheid en full-colour weergave worden bereikt, waardoor buiten volledig kleurenweergave van lichtgevende buizen een realiteit. De ontwikkeling van LED in ons land begon in de jaren zeventig en de industrie ontstond in de jaren tachtig. Er zijn meer dan 100 bedrijven in het hele land, waarbij 95% van de fabrikanten zich bezighoudt met de productie van postverpakkingen, en bijna alle benodigde chips worden uit het buitenland geïmporteerd. Door verschillende “vijfjarenplannen” voor technologische transformatie, technologische doorbraken, introductie van geavanceerde buitenlandse apparatuur en enkele sleuteltechnologieën heeft de Chinese LED-productietechnologie een stap voorwaarts gezet.

1, Prestaties van LED met ultrahoge helderheid:
Vergeleken met GaAsP GaPLED heeft rode A1GaAsLED met ultrahoge helderheid een hogere lichtefficiëntie, en de lichtefficiëntie van transparante laagcontrast (TS) A1GaAsLED (640 nm) ligt bijna 10 lm/w, wat 10 keer groter is dan die van rode GaAsP GaPLED. De ultrahoge helderheid InGaAlPLED biedt dezelfde kleuren als GaAsP GaPLED, waaronder: groen geel (560 nm), lichtgroen geel (570 nm), geel (585 nm), lichtgeel (590 nm), oranje (605 nm) en lichtrood (625 nm). , dieprood (640 nm)). Als we de lichtefficiëntie van transparant substraat A1GaInPLED vergelijken met andere LED-structuren en gloeilampen, bedraagt ​​de lichtefficiëntie van InGaAlPLED absorberend substraat (AS) 101 m/w, en de lichtefficiëntie van transparant substraat (TS) 201 m/w, wat 10 is. -20 keer hoger dan die van GaAsP GaPLED in het golflengtebereik van 590-626 nm; In het golflengtebereik van 560-570 is het 2-4 keer hoger dan GaAsP GaPLED. De ultrahoge helderheid InGaNFED levert blauw en groen licht, met een golflengtebereik van 450-480 nm voor blauw, 500 nm voor blauwgroen en 520 nm voor groen; De lichtopbrengst bedraagt ​​3-151 m/w. De huidige lichtefficiëntie van LED's met ultrahoge helderheid heeft die van gloeilampen met filters overtroffen en kan gloeilampen met een vermogen van minder dan 1 watt vervangen. Bovendien kunnen LED-arrays gloeilampen met een vermogen van minder dan 150 watt vervangen. Voor veel toepassingen gebruiken gloeilampen filters om rode, oranje, groene en blauwe kleuren te verkrijgen, terwijl het gebruik van LED's met ultrahoge helderheid dezelfde kleur kan bereiken. In de afgelopen jaren hebben LED's met ultrahoge helderheid, gemaakt van AlGaInP- en InGaN-materialen, meerdere (rode, blauwe, groene) LED-chips met ultrahoge helderheid gecombineerd, waardoor verschillende kleuren mogelijk zijn zonder dat er filters nodig zijn. Met inbegrip van rood, oranje, geel, groen en blauw is hun lichtopbrengst groter dan die van gloeilampen en ligt dicht bij die van voorwaarts gerichte fluorescentielampen. De lichthelderheid heeft de 1000 mcd overschreden, wat kan voldoen aan de behoeften van buitenweer- en full-color weergave. Het grote LED-kleurenscherm kan de lucht en de oceaan weergeven en 3D-animatie realiseren. De nieuwe generatie rode, groene en blauwe LED's met ultrahoge helderheid heeft ongekende resultaten bereikt

2, Toepassing van LED met ultrahoge helderheid:
Autosignaalindicatie: de auto-indicatielampjes aan de buitenkant van de auto zijn voornamelijk richtingaanwijzers, achterlichten en remlichten; Het interieur van de auto dient voornamelijk als verlichting en display voor diverse instrumenten. LED met ultrahoge helderheid heeft veel voordelen in vergelijking met traditionele gloeilampen voor indicatielampjes in de auto-industrie, en heeft een brede markt in de auto-industrie. LED's zijn bestand tegen sterke mechanische schokken en trillingen. De gemiddelde MTBF-levensduur van LED-remlichten is enkele ordes van grootte hoger dan die van gloeilampen, en overtreft ruimschoots de levensduur van de auto zelf. Daarom kunnen LED-remlichten als één geheel worden verpakt, zonder rekening te houden met onderhoud. Transparant substraat Al GaAs en AlInGaPLED hebben een aanzienlijk hogere lichtefficiëntie vergeleken met gloeilampen met filters, waardoor LED-remlichten en richtingaanwijzers kunnen werken bij lagere rijstromen, doorgaans slechts 1/4 van die van gloeilampen, waardoor de afstand die auto's kunnen afleggen wordt verkleind. Een lager elektrisch vermogen kan ook het volume en het gewicht van het interne bedradingssysteem van de auto verminderen, terwijl ook de interne temperatuurstijging van geïntegreerde LED-signaallichten wordt verminderd, waardoor het gebruik van kunststoffen met een lagere temperatuurbestendigheid voor lenzen en behuizingen mogelijk wordt. De responstijd van LED-remlichten is 100 ns, wat korter is dan die van gloeilampen, waardoor er meer reactietijd overblijft voor bestuurders en de rijveiligheid wordt verbeterd. De verlichting en kleur van de externe richtingaanwijzers van de auto zijn duidelijk gedefinieerd. Hoewel de interne verlichting van auto's niet wordt gecontroleerd door relevante overheidsdiensten, zoals externe signaallichten, stellen autofabrikanten eisen aan de kleur en verlichting van LED's. GaPLED wordt al lang gebruikt in auto's, en AlGaInP en InGaNFED met ultrahoge helderheid zullen meer gloeilampen in auto's vervangen vanwege hun vermogen om te voldoen aan de eisen van fabrikanten op het gebied van kleur en verlichting. Vanuit prijsoogpunt is er, hoewel LED-lampen nog steeds relatief duur zijn in vergelijking met gloeilampen, geen significant prijsverschil tussen de twee systemen als geheel. Met de praktische ontwikkeling van TSAlGaAs- en AlGaInP-LED's met ultrahoge helderheid zijn de prijzen de afgelopen jaren voortdurend gedaald, en de omvang van de daling zal in de toekomst nog groter zijn.

Verkeerslichtindicatie: Het gebruik van LED's met ultrahoge helderheid in plaats van gloeilampen voor verkeerslichtlichten, waarschuwingslichten en verkeersborden heeft zich nu over de hele wereld verspreid, met een brede markt en een snelgroeiende vraag. Volgens statistieken van het Amerikaanse ministerie van Transport uit 1994 waren er in de Verenigde Staten 260.000 kruispunten waar verkeerslichten waren geïnstalleerd, en moet elk kruispunt ten minste twaalf rode, gele en blauwgroene verkeerslichten hebben. Veel kruispunten hebben ook extra overgangsborden en waarschuwingslichten voor voetgangersoversteekplaatsen om de weg over te steken. Zo kunnen er op elk kruispunt twintig verkeerslichten staan, die tegelijkertijd moeten branden. Hieruit kan worden afgeleid dat er in de Verenigde Staten ongeveer 135 miljoen verkeerslichten zijn. Momenteel heeft het gebruik van LED's met ultrahoge helderheid ter vervanging van traditionele gloeilampen aanzienlijke resultaten opgeleverd bij het verminderen van vermogensverlies. Japan verbruikt ongeveer 1 miljoen kilowatt elektriciteit per jaar aan verkeerslichten, en na het vervangen van gloeilampen door LED's met ultrahoge helderheid bedraagt ​​het elektriciteitsverbruik slechts 12% van het origineel.
De bevoegde autoriteiten van elk land moeten overeenkomstige voorschriften voor verkeerslichtlichten opstellen, waarin de kleur van het signaal, de minimale verlichtingsintensiteit, het ruimtelijke verdelingspatroon van de lichtbundel en eisen voor de installatieomgeving worden gespecificeerd. Hoewel deze eisen zijn gebaseerd op gloeilampen, zijn ze algemeen van toepassing op de momenteel gebruikte LED-verkeerslichtlichten met ultrahoge helderheid. Vergeleken met gloeilampen hebben LED-verkeerslichten een langere levensduur, doorgaans tot 10 jaar. Gezien de impact van ruwe buitenomgevingen moet de verwachte levensduur worden teruggebracht tot 5-6 jaar. Momenteel zijn AlGaInP rode, oranje en gele LED's met ultrahoge helderheid geïndustrialiseerd en relatief goedkoop. Als modules bestaande uit rode LED's met ultrahoge helderheid worden gebruikt ter vervanging van traditionele verkeerslichtkoppen met rode gloeilampen, kan de impact op de veiligheid veroorzaakt door het plotseling uitvallen van rode gloeilampen worden geminimaliseerd. Een typische LED-verkeerslichtmodule bestaat uit verschillende sets aangesloten LED-lampen. Als we bijvoorbeeld een rode LED-verkeerslichtmodule van 12 inch nemen, is in 3-9 sets aangesloten LED-lampen het aantal aangesloten LED-lampen in elke set 70-75 (in totaal 210-675 LED-lampen). Wanneer één LED-lamp uitvalt, heeft dit slechts invloed op één set signalen en worden de resterende sets teruggebracht tot 2/3 (67%) of 8/9 (89%) van het origineel, zonder dat de hele signaalkop uitvalt zoals gloeilampen.
Het grootste probleem met LED-verkeerslichtmodules is dat de productiekosten nog steeds relatief hoog zijn. Als we de 12 inch TS AlGaAs rode LED-verkeerslichtmodule als voorbeeld nemen, werd deze voor het eerst toegepast in 1994 voor een bedrag van $350. In 1996 kostte de 12 inch AlGaInP LED-verkeerslichtmodule met betere prestaties $ 200.

De verwachting is dat de prijs van InGaN blauw-groene LED-verkeerslichtmodules in de nabije toekomst vergelijkbaar zal zijn met AlGaInP. Hoewel de kosten van gloeilampen voor verkeerslichtkoppen laag zijn, verbruiken ze veel elektriciteit. Het stroomverbruik van een gloeilamp met een diameter van 30 cm is 150 W, en het stroomverbruik van een verkeerswaarschuwingslicht dat de weg en het trottoir oversteekt, is 67 W. Volgens berekeningen bedraagt ​​het jaarlijkse stroomverbruik van gloeilampen op elk kruispunt 18133 kWh, wat overeenkomt met een jaarlijkse elektriciteitsrekening van $ 1450; LED-verkeerslichtmodules zijn echter zeer energiezuinig, waarbij elke 8-12 inch rode LED-verkeerslichtmodule respectievelijk 15W en 20W aan elektriciteit verbruikt. De LED-borden op kruispunten kunnen worden weergegeven met pijlschakelaars, met een stroomverbruik van slechts 9W. Volgens berekeningen kan elk kruispunt 9916 kWh elektriciteit per jaar besparen, wat overeenkomt met een besparing van $793 aan elektriciteitsrekeningen per jaar. Gebaseerd op een gemiddelde kostprijs van $200 per LED-verkeerslichtmodule, kan de rode LED-verkeerslichtmodule zijn initiële kosten na 3 jaar terugverdienen door alleen de bespaarde elektriciteit te gebruiken, en continu economisch rendement te gaan ontvangen. Daarom is het gebruik van AlGaInLED-verkeersinformatiemodules momenteel, ook al lijken de kosten hoog, op de lange termijn nog steeds kosteneffectief.