1970년대 최초의 GaP 및 GaAsP 동종접합 빨간색, 노란색 및 녹색 저휘도 효율 LED는 표시등, 디지털 및 텍스트 디스플레이에 적용되었습니다. 이후 LED는 항공우주, 항공기, 자동차, 산업 응용, 통신, 소비재 등 다양한 응용 분야에 진출하여 국가 경제의 다양한 부문과 수천 가구를 포괄합니다. 1996년까지 전 세계 LED 매출은 수십억 달러에 이르렀습니다. LED는 수년 동안 색상과 발광 효율의 제한을 받아왔지만 GaP 및 GaAsLED는 긴 수명, 높은 신뢰성, 낮은 작동 전류, TTL 및 CMOS 디지털 회로와의 호환성 및 기타 여러 장점으로 인해 사용자에게 선호되어 왔습니다.
지난 10년 동안 고휘도 및 풀 컬러는 LED 재료 및 소자 기술 연구의 최첨단 주제였습니다. UHB(Ultra High Brightness)는 광도가 100mcd 이상인 LED를 말하며, 칸델라(cd)급 LED라고도 합니다. 고휘도 A1GaInP 및 InGaNFED의 개발 진행은 매우 빠르며 이제 기존 재료인 GaA1As, GaAsP 및 GaP가 달성할 수 없는 성능 수준에 도달했습니다. 1991년 일본 도시바와 미국 HP가 InGaA1P620nm 주황색 초고휘도 LED를 개발했고, 1992년에는 InGaA1P590nm 노란색 초고휘도 LED가 실용화됐다. 같은 해 Toshiba는 일반 광도가 2cd인 InGaA1P573nm 황록색 초고휘도 LED를 개발했습니다. 1994년 일본 Nichia Corporation은 InGaN450nm 청색(녹색) 초고휘도 LED를 개발했습니다. 현재 컬러 디스플레이에 필요한 3원색인 빨간색, 녹색, 파란색 LED와 주황색, 노란색 LED는 모두 칸델라 수준의 광도에 도달하여 초고휘도 및 풀 컬러 디스플레이를 구현하여 실외 풀 컬러 디스플레이를 구현합니다. 발광관의 컬러 디스플레이가 현실이 되었습니다. 우리나라의 LED 발전은 1970년대부터 시작되어 1980년대에 산업이 등장하였다. 전국적으로 100개 이상의 기업이 있으며, 제조업체의 95%가 포장 후 생산에 종사하고 있으며, 필요한 칩의 대부분은 해외에서 수입됩니다. 기술 변혁, 기술 혁신, 첨단 외국 장비 도입 및 일부 핵심 기술을 위한 여러 가지 "5개년 계획"을 통해 중국의 LED 생산 기술은 한 단계 발전했습니다.

1. 초고휘도 LED의 성능:
GaAsP GaPLED에 비해 초고휘도 적색 A1GaAsLED는 발광 효율이 더 높으며, 투명 저대비(TS) A1GaAsLED(640nm)의 발광 효율은 10lm/w에 가까워 적색 GaAsP GaPLED보다 10배 더 높다. 초고휘도 InGaAlPLED는 녹색 황색(560nm), 연녹색 황색(570nm), 황색(585nm), 연황색(590nm), 주황색(605nm), 연적색(625nm)을 포함하여 GaAsP GaPLED와 동일한 색상을 제공합니다. , 진한 빨간색(640nm)). 투명기판 A1GaInPLED의 발광효율을 다른 LED 구조 및 백열광원과 비교하면, InGaAlPLED 흡수기판(AS)의 발광효율은 101m/w이고, 투명기판(TS)의 발광효율은 201m/w로 10이다. -590-626nm의 파장 범위에서 GaAsP GaPLED보다 20배 더 높습니다. 560~570 파장 범위에서는 GaAsP GaPLED보다 2~4배 높다. 초고휘도 InGaNFED는 청색의 경우 450-480nm, 청록색의 경우 500nm, 녹색의 경우 520nm의 파장 범위를 갖는 청색 및 녹색광을 제공합니다. 그것의 빛난 효율성은 3-151m/w입니다. 현재 초고휘도 LED의 발광효율은 필터를 장착한 백열등보다 뛰어나며, 1와트 미만의 전력으로도 백열등을 대체할 수 있다. 또한 LED 어레이는 150W 미만의 전력으로 백열등을 대체할 수 있습니다. 많은 응용 분야에서 백열 전구는 필터를 사용하여 빨간색, 주황색, 녹색 및 파란색 색상을 얻는 반면, 초고휘도 LED를 사용하면 동일한 색상을 얻을 수 있습니다. 최근에는 AlGaInP와 InGaN 소재로 만든 초고휘도 LED가 여러 개의(적색, 청색, 녹색) 초고휘도 LED 칩을 결합해 필터 없이도 다양한 색상을 구현하는 것이 가능하다. 빨간색, 주황색, 노란색, 녹색, 파란색을 포함해 발광 효율이 백열등을 능가하고 전방형광등에 가깝습니다. 발광 밝기는 1000mcd를 초과하여 야외 전천후 및 풀 컬러 디스플레이의 요구 사항을 충족할 수 있습니다. LED 컬러 대형 스크린은 하늘과 바다를 표현하고 3D 애니메이션을 구현할 수 있습니다. 새로운 세대의 적색, 녹색, 청색 초고휘도 LED는 전례 없는 성과를 거두었습니다.

2, 초고휘도 LED 적용:
자동차 신호 표시: 자동차 외부의 자동차 표시등은 주로 방향등, 미등 및 브레이크 등입니다. 자동차 내부는 주로 다양한 악기의 조명 및 디스플레이 역할을 합니다. 초고휘도 LED는 자동차 표시등용 기존 백열등에 비해 많은 장점을 갖고 있으며 자동차 산업에서 넓은 시장을 갖고 있습니다. LED는 강한 기계적 충격과 진동을 견딜 수 있습니다. LED 브레이크등의 평균 작동 수명 MTBF는 백열전구보다 수십 배 더 길어 자동차 자체의 작동 수명을 훨씬 초과합니다. 따라서 LED 브레이크등은 유지보수에 대한 고려 없이 전체적으로 패키징이 가능합니다. 투명 기판인 Al GaAs와 AlInGaPLED는 필터가 있는 백열전구에 비해 발광 효율이 훨씬 높기 때문에 LED 제동등과 방향 지시등이 일반적으로 백열전구의 1/4에 불과한 낮은 구동 전류에서도 작동할 수 있어 자동차 주행 거리가 줄어듭니다. 낮은 전력은 차량 내부 배선 시스템의 부피와 무게를 줄이는 동시에 통합 LED 신호등의 내부 온도 상승을 줄여 렌즈와 하우징에 내열성이 낮은 플라스틱을 사용할 수 있습니다. LED 브레이크등의 응답시간은 100ns로 백열등보다 짧아 운전자의 반응 시간을 늘려주고 주행 안전성을 높인다. 차량 외부 표시등의 조명과 색상이 명확하게 정의됩니다. 자동차 내부 조명 디스플레이는 외부 신호등과 같이 관련 정부 부서에서 통제하지 않지만 자동차 제조업체는 LED의 색상 및 조명에 대한 요구 사항을 가지고 있습니다. GaPLED는 오랫동안 자동차에 사용되어 왔으며 초고휘도 AlGaInP 및 InGaNFED는 색상 및 조명 측면에서 제조업체의 요구 사항을 충족할 수 있기 때문에 자동차의 더 많은 백열전구를 대체할 것입니다. 가격적인 측면에서 LED 조명은 여전히 ​​백열등에 비해 상대적으로 비싸지만, 전체적으로 두 시스템의 가격에는 큰 차이가 없습니다. 초고휘도 TSAlGaAs 및 AlGaInP LED의 실용화로 최근 몇 년간 가격이 지속적으로 하락하고 있으며, 앞으로도 하락 폭은 더욱 커질 것입니다.

교통신호등 : 신호등, 경고등, 신호등에 백열등 대신 초고휘도 LED를 사용하는 것은 이제 전 세계로 확산되어 시장이 넓어지고 수요도 빠르게 증가하고 있습니다. 1994년 미국 교통부 통계에 따르면 미국 내 교통신호등이 설치된 교차로 수는 26만 개에 이르며, 각 교차로마다 최소 12개의 빨간색, 노란색, 청록색 신호등이 있어야 한다. 또한 많은 교차로에는 도로를 건너기 위한 추가 전환 표지판과 횡단보도 경고등이 있습니다. 이런 방식으로 각 교차로에는 20개의 신호등이 있을 수 있으며 동시에 켜져야 합니다. 미국에는 약 1억 3,500만 개의 신호등이 있는 것으로 유추할 수 있다. 현재 기존 백열등을 대체하기 위해 초고휘도 LED를 사용하면 전력 손실을 줄이는 데 상당한 결과를 얻었습니다. 일본은 신호등에 연간 약 100만kW의 전력을 소비하는데, 백열전구를 초고휘도 LED로 교체한 후, 전력 소비량은 원래의 12%에 불과하다.
각 국가의 관할 당국은 신호의 색상, 최소 조도, 빔의 공간적 분포 패턴 및 설치 환경 요구 사항을 지정하는 교통 신호등에 대한 해당 규정을 수립해야 합니다. 이러한 요구 사항은 백열전구를 기준으로 하고 있지만 일반적으로 현재 사용되는 초고휘도 LED 교통 신호등에 적용됩니다. 백열등과 비교하여 LED 신호등은 일반적으로 최대 10년까지 작동 수명이 더 깁니다. 혹독한 실외 환경의 영향을 고려하면 예상 수명은 5~6년으로 단축되어야 합니다. 현재 초고휘도 AlGaInP 적색, 주황색, 황색 LED가 산업화되어 상대적으로 가격이 저렴하다. 기존 적색 백열등 신호등을 적색 초고휘도 LED로 구성된 모듈로 대체하면 적색 백열등의 갑작스러운 고장으로 인한 안전에 미치는 영향을 최소화할 수 있다. 일반적인 LED 교통 신호 모듈은 여러 세트의 연결된 LED 조명으로 구성됩니다. 12인치 빨간색 LED 교통 신호 모듈을 예로 들면, 연결된 LED 조명 3~9세트에서 각 세트에 연결된 LED 조명 수는 70~75개(총 210~675개의 LED 조명)입니다. 하나의 LED 조명이 실패하면 한 세트의 신호에만 영향을 미치고 나머지 세트는 전체 신호 헤드의 고장을 일으키지 않고 원래의 2/3(67%) 또는 8/9(89%)로 줄어듭니다. 백열등처럼.
LED 교통 신호 모듈의 주요 문제점은 제조 비용이 여전히 상대적으로 높다는 것입니다. 12인치 TS AlGaAs 적색 LED 교통신호 모듈을 예로 들면, 1994년 350달러의 가격으로 처음 적용됐다. 1996년에는 더 나은 성능을 갖춘 12인치 AlGaInP LED 교통 신호 모듈의 가격이 200달러였습니다.

가까운 미래에 InGaN 청녹색 LED 교통 신호 모듈의 가격은 AlGaInP와 비슷할 것으로 예상됩니다. 백열등 교통 신호등의 가격은 저렴하지만 많은 전력을 소비합니다. 직경 12인치 백열등 교통신호등의 소비전력은 150W이고, 도로와 보도를 횡단하는 교통신호등의 소비전력은 67W이다. 계산에 따르면 각 교차로의 백열등 신호등의 연간 전력 소비량은 18133KWh로 연간 전기 요금 1450달러에 해당합니다. 그러나 LED 교통 신호 모듈은 에너지 효율성이 매우 뛰어나며, 8~12인치 빨간색 LED 교통 신호 모듈은 각각 15W와 20W의 전력을 소비합니다. 교차로의 LED 표지판은 화살표 스위치로 표시할 수 있으며 소비 전력은 9W에 불과합니다. 계산에 따르면 각 교차로마다 연간 9916KWh의 전기를 절약할 수 있으며 이는 연간 전기 요금 $793를 절약하는 것과 같습니다. LED 교통신호모듈 1개당 평균비용 $200를 기준으로, 적색 LED 교통신호모듈은 절약된 전력만으로 3년 후 초기비용을 회수할 수 있으며, 지속적인 경제적 수익을 얻을 수 있습니다. 따라서 현재 AlGaInLED 교통정보 모듈을 사용하는 것은 비용이 많이 들더라도 장기적으로는 여전히 비용 효율적입니다.