I primi LED GaP e GaAsP a bassa efficienza luminosa rossi, gialli e verdi con omogiunzione negli anni '70 sono stati applicati a indicatori luminosi, display digitali e di testo. Da quel momento in poi, il LED iniziò a entrare in vari campi applicativi, tra cui aerospaziale, aeronautico, automobilistico, applicazioni industriali, comunicazioni, prodotti di consumo, ecc., coprendo vari settori dell'economia nazionale e migliaia di famiglie. Nel 1996, le vendite di LED in tutto il mondo avevano raggiunto miliardi di dollari. Sebbene i LED siano stati limitati per molti anni dal colore e dall'efficienza luminosa, i LED GaP e GaAs sono stati preferiti dagli utenti grazie alla loro lunga durata, elevata affidabilità, bassa corrente operativa, compatibilità con circuiti digitali TTL e CMOS e molti altri vantaggi.
Negli ultimi dieci anni, l'elevata luminosità e la quadricromia sono stati argomenti all'avanguardia nella ricerca sui materiali LED e sulla tecnologia dei dispositivi. La luminosità ultra elevata (UHB) si riferisce a LED con un'intensità luminosa di 100 mcd o più, noto anche come LED di livello Candela (cd). Il progresso nello sviluppo di A1GaInP e InGaNFED ad alta luminosità è molto rapido e ha ora raggiunto un livello di prestazioni che i materiali convenzionali GaA1A, GaAsP e GaP non possono raggiungere. Nel 1991, Toshiba del Giappone e HP degli Stati Uniti svilupparono il LED arancione ad altissima luminosità InGaA1P620nm e nel 1992 il LED giallo ad altissima luminosità InGaA1P590nm venne messo in pratica. Nello stesso anno, Toshiba ha sviluppato il LED InGaA1P573nm giallo verde ad altissima luminosità con un'intensità luminosa normale di 2cd. Nel 1994, la giapponese Nichia Corporation ha sviluppato il LED blu (verde) ad altissima luminosità InGaN450nm. A questo punto, i tre colori primari richiesti per il display a colori, rosso, verde, blu, nonché i LED arancione e giallo, hanno tutti raggiunto l'intensità luminosa del livello Candela, ottenendo una luminosità ultraelevata e un display a colori, rendendo l'esterno completamente illuminato. il display a colori dei tubi luminosi diventa realtà. Lo sviluppo dei LED nel nostro Paese è iniziato negli anni ’70 e l’industria è emersa negli anni ’80. Ci sono più di 100 imprese a livello nazionale, con il 95% dei produttori impegnati nella produzione post-imballaggio e quasi tutti i chip necessari vengono importati dall'estero. Attraverso diversi “piani quinquennali” per la trasformazione tecnologica, le scoperte tecnologiche, l'introduzione di apparecchiature straniere avanzate e alcune tecnologie chiave, la tecnologia di produzione LED cinese ha fatto un passo avanti.

1、 Prestazioni del LED ad altissima luminosità:
Rispetto al GaAsP GaPLED, l'A1GaAsLED rosso ad altissima luminosità ha un'efficienza luminosa maggiore e l'efficienza luminosa dell'A1GaAsLED trasparente a basso contrasto (TS) (640nm) è vicina a 10 lm/w, ovvero 10 volte maggiore di quella del GaAsP GaPLED rosso. Il InGaAlPLED ad altissima luminosità fornisce gli stessi colori del GaAsP GaPLED, tra cui: verde giallo (560 nm), verde chiaro giallo (570 nm), giallo (585 nm), giallo chiaro (590 nm), arancione (605 nm) e rosso chiaro (625 nm , rosso intenso (640nm)). Confrontando l'efficienza luminosa del substrato trasparente A1GaInPLED con altre strutture LED e sorgenti luminose a incandescenza, l'efficienza luminosa del substrato assorbente InGaAlPLED (AS) è 101 m/w e l'efficienza luminosa del substrato trasparente (TS) è 201 m/w, ovvero 10 -20 volte superiore a quello del GaAsP GaPLED nell'intervallo di lunghezze d'onda di 590-626 nm; Nell'intervallo di lunghezze d'onda 560-570, è 2-4 volte superiore a GaAsP GaPLED. L'InGaNFED ad altissima luminosità fornisce luce blu e verde, con un intervallo di lunghezze d'onda di 450-480 nm per il blu, 500 nm per il blu-verde e 520 nm per il verde; La sua efficienza luminosa è di 3-151 m/w. L'attuale efficienza luminosa dei LED ad altissima luminosità ha superato quella delle lampade a incandescenza con filtri e può sostituire le lampade a incandescenza con una potenza inferiore a 1 watt. Inoltre, gli array di LED possono sostituire le lampade a incandescenza con una potenza inferiore a 150 watt. Per molte applicazioni, le lampadine a incandescenza utilizzano filtri per ottenere i colori rosso, arancione, verde e blu, mentre l'utilizzo di LED ad altissima luminosità può ottenere lo stesso colore. Negli ultimi anni, i LED ad altissima luminosità realizzati con materiali AlGaInP e InGaN hanno combinato insieme più chip LED ad altissima luminosità (rosso, blu, verde), consentendo vari colori senza la necessità di filtri. Includendo il rosso, l'arancione, il giallo, il verde e il blu, la loro efficienza luminosa ha superato quella delle lampade a incandescenza ed è vicina a quella delle lampade fluorescenti. La luminosità luminosa ha superato i 1000 mcd, in grado di soddisfare le esigenze di display a colori e per tutte le stagioni all'aperto. L'ampio schermo LED a colori può rappresentare il cielo e l'oceano e ottenere animazioni 3D. La nuova generazione di LED ad altissima luminosità rossi, verdi e blu ha raggiunto risultati senza precedenti

2、 Applicazione del LED ad altissima luminosità:
Indicazione del segnale dell'auto: le spie dell'auto all'esterno dell'auto sono principalmente luci di direzione, luci posteriori e luci dei freni; L'interno dell'auto serve principalmente come illuminazione e display per vari strumenti. Il LED ad altissima luminosità presenta numerosi vantaggi rispetto alle tradizionali lampade a incandescenza per gli indicatori di direzione automobilistici e ha un ampio mercato nel settore automobilistico. I LED possono resistere a forti shock meccanici e vibrazioni. L'MTBF della vita lavorativa media delle luci dei freni a LED è diversi ordini di grandezza superiore a quello delle lampadine a incandescenza, superando di gran lunga la vita lavorativa dell'auto stessa. Pertanto, le luci dei freni a LED possono essere assemblate nel loro insieme senza considerare la manutenzione. Il substrato trasparente Al GaAs e AlInGaPLED hanno un'efficienza luminosa significativamente più elevata rispetto alle lampadine a incandescenza con filtri, consentendo alle luci dei freni e agli indicatori di direzione a LED di funzionare con correnti di guida inferiori, in genere solo 1/4 delle lampadine a incandescenza, riducendo così la distanza che le auto possono percorrere. Una minore potenza elettrica può anche ridurre il volume e il peso del sistema di cablaggio interno dell'auto, riducendo al tempo stesso l'aumento della temperatura interna delle luci di segnalazione a LED integrate, consentendo l'uso di plastiche con minore resistenza alla temperatura per lenti e alloggiamenti. Il tempo di risposta delle luci dei freni a LED è di 100 ns, che è inferiore a quello delle luci a incandescenza, lasciando più tempo di reazione ai conducenti e migliorando la sicurezza di guida. L'illuminazione e il colore degli indicatori luminosi esterni dell'auto sono chiaramente definiti. Sebbene l'illuminazione interna delle automobili non sia controllata dai dipartimenti governativi competenti, come le luci di segnalazione esterne, i produttori di automobili impongono requisiti per il colore e l'illuminazione dei LED. GaPLED è stato utilizzato da tempo nelle automobili e AlGaInP e InGaNFED ad altissima luminosità sostituiranno un maggior numero di lampadine a incandescenza nelle automobili grazie alla loro capacità di soddisfare i requisiti dei produttori in termini di colore e illuminazione. Dal punto di vista del prezzo, sebbene le luci a LED siano ancora relativamente costose rispetto alle luci a incandescenza, non vi è alcuna differenza significativa di prezzo tra i due sistemi nel complesso. Con lo sviluppo pratico dei LED TSAlGaAs e AlGaInP ad altissima luminosità, i prezzi sono diminuiti costantemente negli ultimi anni e l’entità della diminuzione sarà ancora maggiore in futuro.

Indicazione dei segnali stradali: l'utilizzo di LED ad altissima luminosità al posto delle lampade a incandescenza per semafori, spie luminose e insegne luminose si è ormai diffuso in tutto il mondo, con un mercato ampio e una domanda in rapida crescita. Secondo le statistiche del Dipartimento dei trasporti degli Stati Uniti del 1994, negli Stati Uniti c'erano 260.000 incroci in cui erano installati i semafori e ogni incrocio doveva avere almeno 12 segnali stradali rossi, gialli e blu-verdi. Molti incroci hanno anche segnali di transizione aggiuntivi e luci di avvertimento di attraversamento pedonale per attraversare la strada. In questo modo ad ogni incrocio possono esserci 20 semafori, che devono accendersi contemporaneamente. Si può dedurre che negli Stati Uniti ci siano circa 135 milioni di semafori. Allo stato attuale, l’uso di LED ad altissima luminosità per sostituire le tradizionali lampade a incandescenza ha ottenuto risultati significativi nella riduzione della perdita di potenza. Il Giappone consuma circa 1 milione di kilowatt di elettricità all'anno sui semafori e, dopo aver sostituito le lampadine a incandescenza con LED ad altissima luminosità, il suo consumo di elettricità è solo il 12% dell'originale.
Le autorità competenti di ciascun Paese devono stabilire norme corrispondenti per i semafori, specificando il colore del segnale, l'intensità minima dell'illuminazione, lo schema di distribuzione spaziale del fascio e i requisiti per l'ambiente di installazione. Sebbene questi requisiti si basino sulle lampadine a incandescenza, sono generalmente applicabili ai semafori a LED ad altissima luminosità attualmente utilizzati. Rispetto alle lampade ad incandescenza, i semafori a LED hanno una vita operativa più lunga, generalmente fino a 10 anni. Considerando l'impatto degli ambienti esterni difficili, la durata prevista dovrebbe essere ridotta a 5-6 anni. Attualmente, i LED AlGaInP rossi, arancioni e gialli ad altissima luminosità sono stati industrializzati e sono relativamente economici. Se i moduli composti da LED rossi ad altissima luminosità vengono utilizzati per sostituire le tradizionali teste semaforiche rosse a incandescenza, l'impatto sulla sicurezza causato da un improvviso guasto delle lampade rosse a incandescenza può essere ridotto al minimo. Un tipico modulo semaforico a LED è costituito da diversi set di luci a LED collegate. Prendendo come esempio un modulo semaforico a LED rosso da 12 pollici, in 3-9 set di luci LED collegate, il numero di luci LED collegate in ciascun set è 70-75 (un totale di 210-675 luci LED). Quando una luce LED si guasta, influenzerà solo una serie di segnali e le serie rimanenti verranno ridotte a 2/3 (67%) o 8/9 (89%) dell'originale, senza causare il guasto dell'intera testina semaforica come le lampade a incandescenza.
Il problema principale dei moduli semaforici a LED è che i costi di produzione sono ancora relativamente elevati. Prendendo come esempio il modulo semaforico a LED rosso TS AlGaAs da 12 pollici, è stato applicato per la prima volta nel 1994 al costo di $ 350. Nel 1996, il modulo semaforico LED AlGaInP da 12 pollici con prestazioni migliori aveva un costo di $ 200.

Si prevede che nel prossimo futuro il prezzo dei moduli semaforici a LED blu-verdi InGaN sarà paragonabile a quello di AlGaInP. Sebbene il costo delle lanterne semaforiche a incandescenza sia basso, consumano molta elettricità. Il consumo energetico di un semaforo a incandescenza da 12 pollici di diametro è di 150 W, mentre il consumo energetico di un semaforo che attraversa la strada e il marciapiede è di 67 W. Secondo i calcoli, il consumo energetico annuo delle luci di segnalazione a incandescenza ad ogni incrocio è di 18.133 KWh, equivalenti a una bolletta elettrica annuale di 1.450 dollari; Tuttavia, i moduli semaforici a LED sono molto efficienti dal punto di vista energetico, poiché ciascun modulo semaforico a LED rosso da 8-12 pollici consuma rispettivamente 15 W e 20 W di elettricità. La segnaletica LED agli incroci può essere visualizzata con interruttori a freccia, con un consumo energetico di soli 9W. Secondo i calcoli, ogni incrocio può far risparmiare 9916 KWh di elettricità all’anno, equivalenti a un risparmio di 793 dollari all’anno in bolletta elettrica. Sulla base di un costo medio di 200 dollari per modulo semaforico a LED, il modulo semaforico a LED rosso può recuperare il suo costo iniziale dopo 3 anni utilizzando solo l'elettricità risparmiata e iniziare a ricevere ritorni economici continui. Pertanto, attualmente l'utilizzo dei moduli di informazioni sul traffico AlGaInLED, sebbene il costo possa sembrare elevato, è comunque conveniente nel lungo periodo.