Đèn LED hiệu suất phát sáng thấp đồng nhất GaP và GaAsP sớm nhất màu đỏ, vàng và xanh lục vào những năm 1970 đã được áp dụng cho đèn báo, màn hình kỹ thuật số và văn bản. Kể từ đó, đèn LED bắt đầu thâm nhập vào nhiều lĩnh vực ứng dụng khác nhau, bao gồm hàng không vũ trụ, máy bay, ô tô, ứng dụng công nghiệp, thông tin liên lạc, sản phẩm tiêu dùng, v.v., bao trùm các lĩnh vực khác nhau của nền kinh tế quốc dân và hàng nghìn hộ gia đình. Đến năm 1996, doanh số bán đèn LED trên toàn thế giới đã đạt tới hàng tỷ USD. Mặc dù đèn LED bị hạn chế về màu sắc và hiệu suất phát sáng trong nhiều năm nhưng GaP và GaAsLED vẫn được người dùng ưa chuộng nhờ tuổi thọ cao, độ tin cậy cao, dòng điện hoạt động thấp, khả năng tương thích với mạch kỹ thuật số TTL và CMOS cùng nhiều ưu điểm khác.
Trong thập kỷ qua, độ sáng cao và đầy đủ màu sắc là chủ đề tiên tiến trong nghiên cứu vật liệu và công nghệ thiết bị LED. Độ sáng cực cao (UHB) dùng để chỉ đèn LED có cường độ sáng từ 100mcd trở lên, còn được gọi là đèn LED mức Candela (cd). Quá trình phát triển của độ sáng cao A1GaInP và InGaNFED rất nhanh và hiện đã đạt đến mức hiệu suất mà các vật liệu thông thường GaA1As, GaAsP và GaP không thể đạt được. Năm 1991, Toshiba của Nhật Bản và HP của Hoa Kỳ đã phát triển đèn LED độ sáng cực cao màu cam InGaA1P620nm, và vào năm 1992, đèn LED độ sáng cực cao màu vàng InGaA1P590nm đã được đưa vào sử dụng thực tế. Cùng năm đó, Toshiba đã phát triển đèn LED độ sáng cực cao InGaA1P573nm màu vàng lục với cường độ ánh sáng bình thường là 2cd. Năm 1994, Tập đoàn Nichia của Nhật Bản đã phát triển đèn LED độ sáng cực cao InGaN450nm màu xanh lam (xanh lục). Tại thời điểm này, ba màu cơ bản cần thiết để hiển thị màu là đèn LED đỏ, lục, lam, cũng như cam và vàng, đều đã đạt đến cường độ sáng ở mức Candela, đạt được độ sáng cực cao và hiển thị đầy đủ màu sắc, giúp cho việc sử dụng ngoài trời trở nên đầy đủ hơn. hiển thị màu sắc của ống phát sáng thành hiện thực. Sự phát triển của đèn LED ở nước ta bắt đầu từ những năm 1970 và ngành công nghiệp này xuất hiện vào những năm 1980. Cả nước có hơn 100 doanh nghiệp, với 95% nhà sản xuất tham gia sản xuất sau đóng gói và hầu hết chip cần thiết đều được nhập khẩu từ nước ngoài. Thông qua một số “Kế hoạch 5 năm” về chuyển đổi công nghệ, đột phá công nghệ, giới thiệu thiết bị tiên tiến của nước ngoài và một số công nghệ chủ chốt, công nghệ sản xuất đèn LED của Trung Quốc đã có một bước tiến.

1, Hiệu suất của đèn LED độ sáng cực cao:
So với GaAsP GaPLED, A1GaAsLED màu đỏ có độ sáng cực cao có hiệu suất phát sáng cao hơn và hiệu suất phát sáng của A1GaAsLED trong suốt có độ tương phản thấp (640nm) gần 10lm/w, cao hơn 10 lần so với GaPLED màu đỏ. InGaAlPLED có độ sáng cực cao cung cấp các màu giống như GaAsP GaPLED, bao gồm: vàng lục (560nm), vàng lục nhạt (570nm), vàng (585nm), vàng nhạt (590nm), cam (605nm) và đỏ nhạt (625nm) , màu đỏ đậm (640nm)). So sánh hiệu suất phát sáng của chất nền trong suốt A1GaInPLED với các cấu trúc LED và nguồn sáng sợi đốt khác, hiệu suất phát sáng của chất nền hấp thụ InGaAlPLED (AS) là 101m/w và hiệu suất phát sáng của chất nền trong suốt (TS) là 201m/w, tức là 10 - Cao hơn 20 lần so với GaAsP GaPLED ở dải bước sóng 590-626nm; Trong phạm vi bước sóng 560-570, nó cao hơn GaAsP GaPLED 2-4 lần. Độ sáng cực cao InGaNFED cung cấp ánh sáng xanh dương và xanh lục, với phạm vi bước sóng 450-480nm đối với màu xanh lam, 500nm đối với màu xanh lam và 520nm đối với màu xanh lục; Hiệu suất phát sáng của nó là 3-151m/w. Hiệu suất phát sáng của đèn LED độ sáng cực cao hiện nay đã vượt qua đèn sợi đốt có bộ lọc và có thể thay thế đèn sợi đốt có công suất dưới 1 watt. Hơn nữa, dãy đèn LED có thể thay thế đèn sợi đốt có công suất dưới 150 watt. Đối với nhiều ứng dụng, bóng đèn sợi đốt sử dụng bộ lọc để thu được các màu đỏ, cam, lục và lam, trong khi sử dụng đèn LED độ sáng cực cao có thể đạt được màu tương tự. Trong những năm gần đây, đèn LED độ sáng cực cao làm bằng vật liệu AlGaInP và InGaN đã kết hợp nhiều chip LED độ sáng cực cao (đỏ, xanh lam, xanh lục) lại với nhau, cho phép tạo ra nhiều màu sắc khác nhau mà không cần bộ lọc. Bao gồm màu đỏ, cam, vàng, lục và lam, hiệu suất phát sáng của chúng đã vượt xa đèn sợi đốt và gần bằng đèn huỳnh quang phía trước. Độ sáng phát sáng đã vượt quá 1000mcd, có thể đáp ứng nhu cầu hiển thị ngoài trời trong mọi thời tiết và đủ màu sắc. Màn hình lớn màu LED có thể đại diện cho bầu trời và đại dương và đạt được hình ảnh động 3D. Thế hệ đèn LED độ sáng cực cao màu đỏ, xanh lục và xanh lam mới đã đạt được thành tích chưa từng có

2, Ứng dụng của đèn LED độ sáng cực cao:
Báo hiệu ô tô: Đèn báo ô tô ở ngoài xe chủ yếu là đèn báo rẽ, đèn hậu, đèn phanh; Nội thất của xe chủ yếu đóng vai trò chiếu sáng và trưng bày các loại nhạc cụ. Đèn LED độ sáng cực cao có nhiều ưu điểm so với đèn sợi đốt truyền thống dùng cho đèn báo ô tô và có thị trường rộng rãi trong ngành ô tô. Đèn LED có thể chịu được những cú sốc và rung động cơ học mạnh. Tuổi thọ làm việc trung bình MTBF của đèn phanh LED cao hơn nhiều bậc so với bóng đèn sợi đốt, vượt xa tuổi thọ làm việc của chính ô tô. Do đó, đèn phanh LED có thể được đóng gói tổng thể mà không cần quan tâm đến việc bảo trì. Chất nền trong suốt Al GaAs và AlInGaPLED có hiệu suất phát sáng cao hơn đáng kể so với bóng đèn sợi đốt có bộ lọc, cho phép đèn phanh LED và đèn xi nhan hoạt động ở dòng điện chạy thấp hơn, thường chỉ bằng 1/4 bóng đèn sợi đốt, từ đó giảm quãng đường mà ô tô có thể di chuyển. Công suất điện thấp hơn cũng có thể làm giảm khối lượng và trọng lượng của hệ thống dây điện bên trong ô tô, đồng thời giảm mức tăng nhiệt độ bên trong của đèn tín hiệu LED tích hợp, cho phép sử dụng nhựa có khả năng chịu nhiệt độ thấp hơn cho thấu kính và vỏ. Thời gian phản hồi của đèn phanh LED là 100ns, ngắn hơn so với đèn sợi đốt, giúp người lái có nhiều thời gian phản ứng hơn và cải thiện độ an toàn khi lái xe. Độ sáng và màu sắc của đèn báo bên ngoài xe được xác định rõ ràng. Mặc dù màn hình chiếu sáng bên trong ô tô không được các cơ quan chính phủ liên quan kiểm soát như đèn tín hiệu bên ngoài, nhưng các nhà sản xuất ô tô vẫn có yêu cầu về màu sắc và độ chiếu sáng của đèn LED. GaPLED từ lâu đã được sử dụng trên ô tô, AlGaInP và InGaNFED độ sáng cực cao sẽ thay thế nhiều bóng đèn sợi đốt trên ô tô do có khả năng đáp ứng yêu cầu của nhà sản xuất về màu sắc và độ chiếu sáng. Từ góc độ giá cả, mặc dù đèn LED vẫn tương đối đắt so với đèn sợi đốt nhưng không có sự khác biệt đáng kể về giá giữa hai hệ thống nói chung. Với sự phát triển thực tế của đèn LED TSAlGaAs và AlGaInP độ sáng cực cao, giá đã liên tục giảm trong những năm gần đây và mức độ giảm sẽ còn lớn hơn trong tương lai.

Chỉ báo tín hiệu giao thông: Việc sử dụng đèn LED có độ sáng cực cao thay vì đèn sợi đốt cho đèn tín hiệu giao thông, đèn cảnh báo và đèn báo hiệu hiện đã lan rộng khắp thế giới, với thị trường rộng khắp và nhu cầu ngày càng tăng nhanh. Theo thống kê của Bộ Giao thông Vận tải Hoa Kỳ năm 1994, ở Mỹ có 260.000 giao lộ được lắp đặt tín hiệu giao thông và mỗi giao lộ phải có ít nhất 12 tín hiệu giao thông màu đỏ, vàng và xanh lam. Nhiều nút giao thông còn có thêm biển báo chuyển tiếp và đèn cảnh báo người đi bộ qua đường. Bằng cách này, có thể có 20 đèn giao thông ở mỗi ngã tư và chúng phải sáng đồng thời. Có thể suy ra rằng có khoảng 135 triệu đèn giao thông ở Hoa Kỳ. Hiện nay, việc sử dụng đèn LED có độ sáng cực cao để thay thế đèn sợi đốt truyền thống đã đạt được kết quả đáng kể trong việc giảm tổn thất điện năng. Nhật Bản tiêu thụ khoảng 1 triệu kilowatt điện mỗi năm cho đèn giao thông và sau khi thay thế bóng đèn sợi đốt bằng đèn LED độ sáng cực cao, lượng điện tiêu thụ của nước này chỉ còn 12% so với ban đầu.
Cơ quan có thẩm quyền của mỗi quốc gia phải xây dựng các quy định tương ứng về đèn tín hiệu giao thông, trong đó nêu rõ màu sắc của tín hiệu, cường độ chiếu sáng tối thiểu, mô hình phân bố không gian của chùm tia và các yêu cầu về môi trường lắp đặt. Mặc dù các yêu cầu này dựa trên bóng đèn sợi đốt nhưng chúng thường có thể áp dụng cho đèn tín hiệu giao thông LED độ sáng cực cao hiện đang được sử dụng. So với đèn sợi đốt, đèn giao thông LED có tuổi thọ cao hơn, thường lên tới 10 năm. Xem xét tác động của môi trường ngoài trời khắc nghiệt, tuổi thọ dự kiến ​​sẽ giảm xuống còn 5-6 năm. Hiện nay, đèn LED AlGaInP màu đỏ, cam và vàng có độ sáng cực cao đã được công nghiệp hóa và tương đối rẻ tiền. Nếu các mô-đun bao gồm đèn LED độ sáng cực cao màu đỏ được sử dụng để thay thế các đầu tín hiệu giao thông sợi đốt màu đỏ truyền thống thì có thể giảm thiểu tác động đến an toàn do đèn sợi đốt màu đỏ bị hỏng đột ngột. Một mô-đun tín hiệu giao thông LED điển hình bao gồm một số bộ đèn LED được kết nối. Lấy mô-đun tín hiệu giao thông LED màu đỏ 12 inch làm ví dụ, trong 3-9 bộ đèn LED được kết nối, số lượng đèn LED được kết nối trong mỗi bộ là 70-75 (tổng cộng có 210-675 đèn LED). Khi một đèn LED bị hỏng sẽ chỉ ảnh hưởng đến một bộ tín hiệu, các bộ còn lại sẽ giảm xuống còn 2/3 (67%) hoặc 8/9 (89%) so với ban đầu mà không khiến toàn bộ đầu tín hiệu bị hỏng giống như đèn sợi đốt.
Vấn đề chính với mô-đun tín hiệu giao thông LED là chi phí sản xuất vẫn tương đối cao. Lấy mô-đun tín hiệu giao thông LED đỏ TS AlGaAs 12 inch làm ví dụ, nó được áp dụng lần đầu tiên vào năm 1994 với chi phí 350 USD. Đến năm 1996, mô-đun tín hiệu giao thông LED AlGaInP 12 inch với hiệu suất tốt hơn có giá 200 USD.

Dự kiến ​​trong tương lai gần, giá mô-đun tín hiệu giao thông LED xanh lam InGaN sẽ tương đương với AlGaInP. Mặc dù giá thành của đầu đèn tín hiệu giao thông sợi đốt thấp nhưng chúng tiêu thụ rất nhiều điện. Công suất tiêu thụ điện của đầu đèn tín hiệu giao thông sợi đốt đường kính 12 inch là 150W, công suất tiêu thụ điện của đèn cảnh báo giao thông băng qua đường và vỉa hè là 67W. Theo tính toán, lượng điện tiêu thụ hàng năm của đèn tín hiệu sợi đốt tại mỗi ngã tư là 18133KWh, tương đương hóa đơn tiền điện hàng năm là 1450 USD; Tuy nhiên, mô-đun tín hiệu giao thông LED rất tiết kiệm năng lượng, với mỗi mô-đun tín hiệu giao thông LED màu đỏ 8-12 inch tiêu thụ điện năng lần lượt là 15W và 20W. Biển báo LED tại các nút giao thông có thể hiển thị bằng công tắc mũi tên, với mức tiêu thụ điện năng chỉ 9W. Theo tính toán, mỗi nút giao thông có thể tiết kiệm 9916KWh điện mỗi năm, tương đương tiết kiệm 793 USD tiền điện mỗi năm. Dựa trên chi phí trung bình là 200 USD cho mỗi mô-đun tín hiệu giao thông LED, mô-đun tín hiệu giao thông LED màu đỏ có thể phục hồi chi phí ban đầu sau 3 năm chỉ sử dụng lượng điện tiết kiệm được và bắt đầu nhận được lợi nhuận kinh tế liên tục. Vì vậy, việc sử dụng mô-đun thông tin giao thông AlGaInLED hiện nay tuy chi phí có vẻ cao nhưng về lâu dài vẫn mang lại hiệu quả về mặt chi phí.