超高亮度LED的应用

超高亮度LED的应用

汽车信号指示

汽车指示灯在车的外部主要是方向灯、尾灯和刹车灯；在车的内部主要是各种仪表的照明和显示。超高亮度LED用于汽车指示灯，与传统的白炽灯相比，具有许多优点，在汽车产业中有着广泛的市场。LED能够经受较强的机械冲击和震动。平均工作寿命（MTBF）比白炽灯泡高出几个数量级，远远高出汽车本身的工作寿命，因此LED刹车灯可封装成一个整体，而不必考虑维修。透明衬底AlGaAs和AlInGaPLED与带有滤光片的白炽灯泡相比具有相当高的流明效率，这样，LED刹车灯和方向灯就能够在较低的驱动电流下工作，典型的驱动电流只有白炽灯的1/4。

较低的功率还可降低汽车内部线路系统的体积和重量，同时还可减小集成化的LED信号灯的内部温升，允许透镜和外罩使用耐温性能较低的塑料。LED刹车灯的响应时间为100ns，比白炽灯的响应时间短，这样便给司机留下了更多的反应时间，从而提高了行车的安全保证。汽车的外部指示灯的照度及颜色均有明确规定。汽车的内部照明显示虽不像外部信号灯那样受到政府有关部门的控制，但汽车的制造者对LED的颜色及照明度有要求。

GaPLED早已用于车内，超高亮度AlGaInP和InGaNLED由于在颜色和照明度上可满足制造者的要求，因而将更多地取代车内白炽灯。从价格上看，尽管LED灯与白炽灯相比还是较贵的，但从整个系统来看，二者的价格并没有明显的差别。随着超高亮度TSAlGaAs和AlGaInPLED实用化的发展，最近几年价格一直在不断降低，今后降低的幅度还会更大。

交通信号指示

用超高亮度LED取代白炽灯，用于交通信号灯、警示灯、标志灯现已遍及世界各地，市场广阔，需求量增长很快。根据美国交通部门1994年的统计，美国安装交通信号灯的十字路口有26万个，每个十字路口至少要有12个红色、黄色、蓝绿色信号灯。许多十字路口还有一些附加的转变标志和跨越马路的人行横道警示灯。这样，每个十字路口可能有20个信号灯，而且要同时发光。由此可推算出美国全国约有1.35亿个交通信号灯。目前采用超高亮度LED取代传统的白炽灯降低电力损耗已取得明显效果。日本每年在交通信号灯上的耗电量约为100万千瓦，采用超高亮度LED取代白炽灯后，其耗电量仅为原来的12％。

对交通信号灯，每个国家的主管部门都要制定相应的规范，规定信号的颜色、最低的照明强度，光束空间分布的图样以及对安装环境的要求等。尽管这些要求是按白炽灯编写的，但对目前采用的超高亮度LED交通信号灯基本上是适用的。

大屏幕显示

大屏幕显示是超高亮度LED应用的另一个巨大市场，包括图形、文字、数字的单色、双色和全色显示。传统的大屏幕有源显示一般采用白炽灯、光纤、阴极射线管等；无源显示一般采用翻牌的方法。LED显示曾一直受到LED本身性能和颜色的限制。如今，超高亮度AlGaInP、TS－AlGaAs、InGaNLED已能够提供明亮的红、黄、绿、蓝各种颜色，可完全满足全色大屏幕显示的要求。LED显示屏可按像素尺寸装配成各种结构，小像素直径一般小于5mm，单色显示的每个像素用一个T－1（3/4）的LED灯，双色显示的每个像素为双色的T－1（3/4）的LED灯，全色显示则需要3个T－1红、绿、蓝色灯，或者装配一个多芯片的T－1（3/4）的LED灯作为一个像素。

大像素则是通过把许多T－1（3/4）红、绿、蓝色LED灯组合在一起构成的。用InGaN(480nm)蓝、InGaN(515nm)绿和AsAlGaAs(637nm)红LED灯作为LED显示的三基色，可以提供逼真的全色性能，而且具有较大的颜色范围，包括蓝绿、绿红等，与国际电视系统委员会（NTSC）规定的电视颜色范围基本相符。

固体照明灯

全色超高亮度LED的实用化和商品化，使照明技术面临一场新的革命，由多个超高亮度红、蓝、绿三色LED制成的固体照明灯不仅可以发出波长连续可调的各种色光，而且还可以发出亮度可达几十烛光到一百烛光的白色，成为照明光源。最近，日本日亚公司利用其InGaN蓝光LED和荧光技术，又推出了白光固体发光器件，其色温为6500K，效率达每瓦7.5流明。

对于相同发光亮度的白炽灯和LED固体照明灯来说，后者的功耗只占前者的10％～20％，白炽灯的寿命一般不超过2000小时，而LED灯的寿命长达数万小时。这种体积小、重量轻、方向性好、节能、寿命长、耐各种恶劣条件的固体光源必将对传统的光源市场带来冲击。尽管这种新型照明固体光源的成本依然偏高，但可以应用于一些特殊场合，如矿山、潜水、抢险、军用装置的照明等。从长远看，如果超高亮度LED的生产规模进一步扩大，成本进一步降低，其节能和长寿命的优势足以弥补价格偏高的劣势。超高亮度LED将有可能成为一种很有竞争力的新型电光源。