LED efisiensi cahaya rendah merah, kuning, dan hijau homojungsi GaP dan GaAsP paling awal pada tahun 1970-an telah diterapkan pada lampu indikator, tampilan digital dan teks. Sejak saat itu, LED mulai memasuki berbagai bidang aplikasi, termasuk dirgantara, pesawat terbang, mobil, aplikasi industri, komunikasi, produk konsumen, dll., mencakup berbagai sektor perekonomian nasional dan ribuan rumah tangga. Pada tahun 1996, penjualan LED di seluruh dunia telah mencapai miliaran dolar. Meskipun LED telah dibatasi oleh warna dan efisiensi cahaya selama bertahun-tahun, GaP dan GaAsLED lebih disukai oleh pengguna karena umurnya yang panjang, keandalan yang tinggi, arus pengoperasian yang rendah, kompatibilitas dengan sirkuit digital TTL dan CMOS, dan banyak keunggulan lainnya.
Dalam dekade terakhir, kecerahan tinggi dan warna penuh telah menjadi topik mutakhir dalam penelitian material LED dan teknologi perangkat. Kecerahan ultra tinggi (UHB) mengacu pada LED dengan intensitas cahaya 100mcd atau lebih, juga dikenal sebagai LED tingkat Candela (cd). Kemajuan pengembangan A1GaInP dan InGaNFED kecerahan tinggi sangat pesat, dan kini telah mencapai tingkat kinerja yang tidak dapat dicapai oleh material konvensional GaA1A, GaAsP, dan GaP. Pada tahun 1991, Toshiba Jepang dan HP Amerika Serikat mengembangkan LED kecerahan ultra-tinggi oranye InGaA1P620nm, dan pada tahun 1992, LED kecerahan ultra-tinggi kuning InGaA1P590nm mulai digunakan secara praktis. Pada tahun yang sama, Toshiba mengembangkan LED kecerahan ultra tinggi kuning hijau InGaA1P573nm dengan intensitas cahaya normal 2cd. Pada tahun 1994, Nichia Corporation Jepang mengembangkan LED kecerahan ultra-tinggi biru (hijau) InGaN450nm. Pada titik ini, tiga warna primer yang diperlukan untuk tampilan warna, LED merah, hijau, biru, serta oranye dan kuning, semuanya telah mencapai intensitas cahaya tingkat Candela, mencapai kecerahan ultra-tinggi dan tampilan penuh warna, membuat tampilan luar ruangan penuh warna. tampilan warna tabung pemancar cahaya menjadi kenyataan. Perkembangan LED di negara kita dimulai pada tahun 1970an, dan industri ini muncul pada tahun 1980an. Terdapat lebih dari 100 perusahaan di seluruh negeri, dengan 95% produsen terlibat dalam produksi pasca pengemasan, dan hampir semua chip yang dibutuhkan diimpor dari luar negeri. Melalui beberapa “Rencana Lima Tahun” untuk transformasi teknologi, terobosan teknologi, pengenalan peralatan asing yang canggih dan beberapa teknologi utama, teknologi produksi LED Tiongkok telah mengambil langkah maju.

1、 Kinerja LED kecerahan ultra-tinggi:
Dibandingkan dengan GaAsP GaPLED, A1GaAsLED merah kecerahan ultra-tinggi memiliki efisiensi cahaya yang lebih tinggi, dan efisiensi cahaya kontras rendah transparan (TS) A1GaAsLED (640nm) mendekati 10lm/w, yang 10 kali lebih besar dibandingkan GaAsP GaPLED merah. InGaAlPLED dengan kecerahan sangat tinggi memberikan warna yang sama dengan GaAsP GaPLED, termasuk: hijau kuning (560nm), hijau kuning muda (570nm), kuning (585nm), kuning muda (590nm), oranye (605nm), dan merah muda (625nm) , merah tua (640nm)). Membandingkan efisiensi cahaya substrat transparan A1GaInPLED dengan struktur LED lain dan sumber cahaya pijar, efisiensi cahaya substrat penyerap InGaAlPLED (AS) adalah 101m3/w, dan efisiensi cahaya substrat transparan (TS) adalah 201m3/w, yaitu 10 -20 kali lebih tinggi dibandingkan GaAsP GaPLED pada rentang panjang gelombang 590-626nm; Pada rentang panjang gelombang 560-570 2-4 kali lebih tinggi dari GaAsP GaPLED. InGaNFED dengan kecerahan sangat tinggi menghasilkan cahaya biru dan hijau, dengan rentang panjang gelombang 450-480nm untuk biru, 500nm untuk biru-hijau, dan 520nm untuk hijau; Efisiensi cahayanya adalah 3-151m/w. Efisiensi cahaya LED kecerahan ultra-tinggi saat ini telah melampaui lampu pijar dengan filter, dan dapat menggantikan lampu pijar dengan daya kurang dari 1 watt. Selain itu, rangkaian LED dapat menggantikan lampu pijar dengan daya kurang dari 150 watt. Untuk banyak aplikasi, lampu pijar menggunakan filter untuk menghasilkan warna merah, oranye, hijau, dan biru, sedangkan penggunaan LED dengan kecerahan sangat tinggi dapat menghasilkan warna yang sama. Dalam beberapa tahun terakhir, LED dengan kecerahan sangat tinggi yang terbuat dari bahan AlGaInP dan InGaN telah menggabungkan beberapa chip LED dengan kecerahan sangat tinggi (merah, biru, hijau) secara bersamaan, memungkinkan berbagai warna tanpa memerlukan filter. Termasuk merah, oranye, kuning, hijau, dan biru, efisiensi cahayanya telah melebihi lampu pijar dan mendekati lampu neon depan. Kecerahan cahaya telah melebihi 1000mcd, yang dapat memenuhi kebutuhan tampilan luar ruangan segala cuaca dan penuh warna. Layar besar berwarna LED dapat mewakili langit dan lautan, serta menghasilkan animasi 3D. Generasi baru LED dengan kecerahan sangat tinggi berwarna merah, hijau, dan biru telah mencapai pencapaian yang belum pernah terjadi sebelumnya

2、 Penerapan LED kecerahan ultra-tinggi:
Indikasi sinyal mobil: Lampu indikator mobil di bagian luar mobil terutama berupa lampu arah, lampu belakang, dan lampu rem; Interior mobil terutama berfungsi sebagai penerangan dan pajangan berbagai instrumen. LED kecerahan ultra tinggi memiliki banyak keunggulan dibandingkan lampu pijar tradisional untuk lampu indikator otomotif, dan memiliki pasar yang luas di industri otomotif. LED dapat menahan guncangan dan getaran mekanis yang kuat. Masa pakai rata-rata MTBF lampu rem LED beberapa kali lipat lebih tinggi dibandingkan lampu pijar, jauh melebihi masa pakai mobil itu sendiri. Oleh karena itu, lampu rem LED dapat dikemas secara keseluruhan tanpa mempertimbangkan perawatan. Substrat transparan Al GaAs dan AlInGaPLED memiliki efisiensi cahaya yang jauh lebih tinggi dibandingkan lampu pijar dengan filter, sehingga lampu rem LED dan lampu sein dapat beroperasi pada arus berkendara yang lebih rendah, biasanya hanya 1/4 lampu pijar, sehingga mengurangi jarak yang dapat ditempuh mobil. Daya listrik yang lebih rendah juga dapat mengurangi volume dan berat sistem kabel internal mobil, sekaligus mengurangi kenaikan suhu internal lampu sinyal LED terintegrasi, sehingga memungkinkan penggunaan plastik dengan ketahanan suhu lebih rendah untuk lensa dan rumah. Waktu respons lampu rem LED adalah 100ns, lebih pendek dibandingkan lampu pijar, sehingga memberikan lebih banyak waktu reaksi bagi pengemudi dan meningkatkan keselamatan berkendara. Penerangan dan warna lampu indikator eksternal mobil terlihat jelas. Meskipun tampilan pencahayaan internal mobil tidak dikendalikan oleh departemen pemerintah terkait seperti lampu sinyal eksternal, produsen mobil memiliki persyaratan mengenai warna dan pencahayaan LED. GaPLED telah lama digunakan di mobil, dan AlGaInP serta InGaNFED dengan kecerahan sangat tinggi akan menggantikan lebih banyak lampu pijar di mobil karena kemampuannya memenuhi persyaratan pabrikan dalam hal warna dan pencahayaan. Dari segi harga, meski harga lampu LED masih tergolong mahal dibandingkan lampu pijar, namun tidak ada perbedaan harga yang signifikan antara kedua sistem secara keseluruhan. Dengan pengembangan praktis TSAlGaAs dan LED AlGaInP dengan kecerahan sangat tinggi, harga terus mengalami penurunan dalam beberapa tahun terakhir, dan besarnya penurunan tersebut akan semakin besar di masa mendatang.

Indikasi sinyal lalu lintas: Penggunaan LED dengan kecerahan sangat tinggi sebagai pengganti lampu pijar untuk lampu sinyal lalu lintas, lampu peringatan, dan lampu rambu kini telah tersebar di seluruh dunia, dengan pasar yang luas dan permintaan yang berkembang pesat. Menurut statistik Departemen Transportasi AS pada tahun 1994, terdapat 260.000 persimpangan di Amerika Serikat yang memasang lampu lalu lintas, dan setiap persimpangan harus memiliki setidaknya 12 lampu lalu lintas berwarna merah, kuning, dan biru-hijau. Banyak persimpangan juga memiliki rambu transisi tambahan dan lampu peringatan penyeberangan pejalan kaki untuk menyeberang jalan. Dengan cara ini, setiap persimpangan bisa memiliki 20 lampu lalu lintas dan harus menyala secara bersamaan. Dapat disimpulkan bahwa terdapat sekitar 135 juta lampu lalu lintas di Amerika Serikat. Saat ini, penggunaan LED dengan kecerahan sangat tinggi untuk menggantikan lampu pijar tradisional telah mencapai hasil yang signifikan dalam mengurangi kehilangan daya. Jepang mengkonsumsi sekitar 1 juta kilowatt listrik per tahun untuk lampu lalu lintas, dan setelah mengganti lampu pijar dengan LED dengan kecerahan sangat tinggi, konsumsi listriknya hanya 12% dari aslinya.
Otoritas yang berwenang di setiap negara harus menetapkan peraturan terkait untuk lampu sinyal lalu lintas, menentukan warna sinyal, intensitas penerangan minimum, pola distribusi spasial sinar, dan persyaratan lingkungan pemasangan. Meskipun persyaratan ini didasarkan pada lampu pijar, persyaratan ini umumnya berlaku untuk lampu sinyal lalu lintas LED dengan kecerahan sangat tinggi yang saat ini digunakan. Dibandingkan dengan lampu pijar, lampu lalu lintas LED memiliki masa pakai lebih lama, umumnya hingga 10 tahun. Mengingat dampak lingkungan luar yang keras, umur yang diharapkan harus dikurangi menjadi 5-6 tahun. Saat ini, LED AlGaInP merah, oranye, dan kuning dengan kecerahan sangat tinggi telah dikembangkan secara industri dan harganya relatif murah. Jika modul yang terdiri dari LED merah dengan kecerahan sangat tinggi digunakan untuk menggantikan kepala sinyal lalu lintas pijar merah tradisional, dampak terhadap keselamatan yang disebabkan oleh kegagalan tiba-tiba lampu pijar merah dapat diminimalkan. Modul sinyal lalu lintas LED pada umumnya terdiri dari beberapa set lampu LED yang terhubung. Ambil contoh modul lampu lalu lintas LED merah berukuran 12 inchi, dalam 3-9 set lampu LED yang tersambung, jumlah lampu LED yang tersambung dalam setiap set adalah 70-75 (total 210-675 lampu LED). Ketika satu lampu LED mati, itu hanya akan mempengaruhi satu set sinyal, dan set sisanya akan dikurangi menjadi 2/3 (67%) atau 8/9 (89%) dari aslinya, tanpa menyebabkan seluruh kepala sinyal mati. seperti lampu pijar.
Masalah utama modul sinyal lalu lintas LED adalah biaya pembuatannya yang masih relatif tinggi. Mengambil contoh modul sinyal lalu lintas LED merah TS AlGaAs 12 inci, modul ini pertama kali diterapkan pada tahun 1994 dengan biaya $350. Pada tahun 1996, modul sinyal lalu lintas LED AlGaInP 12 inci dengan kinerja lebih baik memiliki biaya $200.

Diharapkan dalam waktu dekat, harga modul sinyal lalu lintas LED biru-hijau InGaN akan sebanding dengan AlGaInP. Meskipun biaya lampu lalu lintas pijar rendah, namun mengkonsumsi banyak listrik. Konsumsi daya lampu lalu lintas pijar berdiameter 12 inci adalah 150W, dan konsumsi daya lampu peringatan lalu lintas yang melintasi jalan dan trotoar adalah 67W. Menurut perhitungan, konsumsi daya tahunan lampu sinyal pijar di setiap persimpangan adalah 18133KWh, setara dengan tagihan listrik tahunan sebesar $1450; Namun modul sinyal lalu lintas LED sangat hemat energi, dengan masing-masing modul sinyal lalu lintas LED merah berukuran 8-12 inci mengonsumsi listrik masing-masing 15W dan 20W. Rambu LED di persimpangan dapat ditampilkan dengan sakelar panah, dengan konsumsi daya hanya 9W. Menurut perhitungan, setiap persimpangan dapat menghemat 9916KWh listrik per tahun, setara dengan menghemat $793 tagihan listrik per tahun. Berdasarkan biaya rata-rata $200 per modul sinyal lalu lintas LED, modul sinyal lalu lintas LED merah dapat memulihkan biaya awalnya setelah 3 tahun hanya dengan menggunakan penghematan listrik, dan mulai menerima keuntungan ekonomi yang berkelanjutan. Oleh karena itu, saat ini penggunaan modul informasi lalu lintas AlGaInLED, meskipun biayanya mungkin tampak mahal, masih hemat biaya dalam jangka panjang.