1970-ші жылдардағы ең ерте GaP және GaAsP гомоконциясы қызыл, сары және жасыл төмен жарық тиімділігі жарық диодтары индикатор шамдарына, цифрлық және мәтіндік дисплейлерге қолданылған. Осы уақыттан бастап жарық диоды ұлттық экономиканың әртүрлі салаларын және мыңдаған үй шаруашылықтарын қамтитын аэроғарыш, ұшақ, автомобиль, өнеркәсіптік қолданбалар, байланыс, тұтынушылық өнімдер және т. 1996 жылға қарай әлем бойынша жарықдиодты сатылымдар миллиардтаған долларға жетті. Жарық диодты шамдар көптеген жылдар бойы түсі мен жарық тиімділігімен шектелгенімен, GaP және GaAsLED-тер ұзақ қызмет ету мерзімі, жоғары сенімділік, төмен жұмыс тогы, TTL және CMOS сандық схемаларымен үйлесімділік және басқа да көптеген артықшылықтарға байланысты пайдаланушыларға ұнады.
Соңғы онжылдықта жоғары жарықтық пен толық түсті жарықдиодты материалдар мен құрылғы технологиясын зерттеудегі ең озық тақырыптар болды. Ультра жоғары жарықтық (UHB) жарық интенсивтілігі 100 мкд немесе одан жоғары жарық диодты шамдарды білдіреді, сонымен қатар Candela (cd) деңгейінің жарық диоды ретінде белгілі. Жоғары жарықтылық A1GaInP және InGaNFED даму барысы өте жылдам және қазір GaA1As, GaAsP және GaP әдеттегі материалдары жете алмайтын өнімділік деңгейіне жетті. 1991 жылы Жапонияның Toshiba және Америка Құрама Штаттарының HP компаниялары InGaA1P620nm қызғылт сары ультра жоғары жарық диодты шығарды, ал 1992 жылы InGaA1P590nm сары ультра жоғары жарық диоды практикалық қолданысқа енгізілді. Сол жылы Toshiba қалыпты жарық қарқындылығы 2cd болатын InGaA1P573nm сары-жасыл ультра жоғары жарық диодты шығарды. 1994 жылы жапондық Nichia корпорациясы InGaN450nm көк (жасыл) ультра жоғары жарықтылық жарық диоды әзірледі. Осы кезде түрлі-түсті дисплейге қажетті үш негізгі түстің, қызыл, жасыл, көк, сондай-ақ қызғылт сары және сары жарықдиодты шамдардың барлығы Candela деңгейіндегі жарық қарқындылығына жетіп, ультра жоғары жарықтық пен толық түсті дисплейге қол жеткізіп, сыртқы кеңістікті толық етеді. жарық шығаратын түтіктердің түрлі-түсті дисплейі шындық. Біздің елде жарықдиодты жарықтандыруды дамыту 1970 жылдары басталды, ал өнеркәсіп 1980 жылдары пайда болды. Республика бойынша 100-ден астам кәсіпорын бар, өндірушілердің 95%-ы қаптамадан кейінгі өндіріспен айналысады, қажетті чиптердің барлығы дерлік шетелден импортталады. Технологиялық қайта құру, технологиялық жетістіктер, озық шетелдік жабдықтар мен кейбір негізгі технологияларды енгізу бойынша бірнеше «бесжылдық жоспарлар» арқылы Қытайдың жарықдиодты өндіріс технологиясы алға қадам басты.

1、 Өте жоғары жарық диоды өнімділігі:
GaAsP GaPLED-пен салыстырғанда, ультра жоғары жарықтығы қызыл A1GaAsLED жоғары жарық тиімділігіне ие және мөлдір төмен контрастты (TS) A1GaAsLED (640нм) жарық тиімділігі 10 лм/в-қа жақын, бұл қызыл GaAsP GaPLED-тен 10 есе артық. Өте жоғары жарықтық InGaAlPLED GaAsP GaPLED сияқты түстерді қамтамасыз етеді, соның ішінде: жасыл сары (560нм), ашық жасыл сары (570нм), сары (585нм), ашық сары (590нм), қызғылт сары (605нм) және ашық қызыл (625нм) , қою қызыл (640нм)). A1GaInPLED мөлдір субстратының жарық беру тиімділігін басқа жарықдиодты құрылымдармен және қыздыру шамдарымен салыстыратын болсақ, InGaAlPLED сіңіретін субстраттың (AS) жарық беру тиімділігі 101 м/в, мөлдір субстраттың (TS) жарық беру тиімділігі 201 м/в, ол 10 құрайды. -590-626нм толқын ұзындығы диапазонындағы GaAsP GaPLED-тен 20 есе жоғары; 560-570 толқын ұзындығы диапазонында ол GaAsP GaPLED-тен 2-4 есе жоғары. Өте жоғары жарықтық InGaNFED көк және жасыл жарықпен қамтамасыз етеді, толқын ұзындығы көк үшін 450-480 нм, көк-жасыл үшін 500 нм және жасыл үшін 520 нм; Оның жарық тиімділігі 3-151 м/в құрайды. Өте жоғары жарықтылығы бар жарықдиодты шамдардың ағымдағы жарқырау тиімділігі сүзгілері бар қыздыру шамдарынан асып түсті және қуаты 1 Вт-тан аз қыздыру шамдарын алмастыра алады. Сонымен қатар, жарықдиодты массивтер қуаты 150 ватттан аз қыздыру шамдарын алмастыра алады. Көптеген қолданбалар үшін қыздыру шамдары қызыл, қызғылт сары, жасыл және көк түстерді алу үшін сүзгілерді пайдаланады, ал ультра жоғары жарықтығы бар жарықдиодты шамдар бірдей түске қол жеткізе алады. Соңғы жылдары AlGaInP және InGaN материалдарынан жасалған ультра жоғары жарық диодтары сүзгілерді қажет етпей-ақ әртүрлі түстерді алуға мүмкіндік беретін бірнеше (қызыл, көк, жасыл) ультра жоғары жарықтықты жарықдиодты чиптерді біріктірді. Қызыл, қызғылт сары, сары, жасыл және көк түстерді қоса алғанда, олардың жарық тиімділігі қыздыру шамдарынан асып түсті және алдыңғы флуоресцентті лампаларға жақын. Жарық жарықтығы 1000 мкд-ден асты, бұл ашық ауа-райы мен толық түсті дисплейдің қажеттіліктерін қанағаттандыра алады. Жарықдиодты түсті үлкен экран аспанды және мұхитты бейнелей алады және 3D анимациясына қол жеткізе алады. Қызыл, жасыл және көк ультра жоғары жарық диодтарының жаңа буыны бұрын-соңды болмаған жетістіктерге жетті

2、 Өте жоғары жарық диодты қолдану:
Автокөлік сигналының индикаторы: автомобильдің сыртқы жағындағы автомобиль индикатор шамдары негізінен бағыт шамдары, артқы шамдар және тежегіш шамдар болып табылады; Көліктің интерьері негізінен әртүрлі аспаптар үшін жарықтандыру және дисплей ретінде қызмет етеді. Ультра жоғары жарықтылық жарық диоды автомобиль индикатор шамдарына арналған дәстүрлі қыздыру шамдарымен салыстырғанда көптеген артықшылықтарға ие және автомобиль өнеркәсібінде кең нарыққа ие. Жарықдиодты шамдар күшті механикалық соққылар мен тербелістерге төтеп бере алады. Жарықдиодты тежегіш шамдарының орташа жұмыс мерзімі MTBF қыздыру шамдарына қарағанда бірнеше рет жоғары, бұл автомобильдің жұмыс істеу мерзімінен әлдеқайда асып түседі. Сондықтан, жарықдиодты тежегіш шамдарды техникалық қызмет көрсетуді ескерместен тұтастай қаптауға болады. Мөлдір субстрат Al GaAs және AlInGaPLED сүзгілері бар қыздыру шамдарымен салыстырғанда айтарлықтай жоғары жарық тиімділігіне ие, бұл жарық диодты тежегіш шамдары мен бұрылыс сигналдарының төменгі қозғалыс токтарында, әдетте қыздыру шамдарының тек 1/4 бөлігінде жұмыс істеуге мүмкіндік береді, осылайша автомобильдер жүре алатын қашықтықты азайтады. Төменгі электр қуаты автомобильдің ішкі сым жүйесінің көлемі мен салмағын азайтуы мүмкін, сонымен қатар біріктірілген жарықдиодты сигнал шамдарының ішкі температурасының көтерілуін азайтады, линзалар мен корпустар үшін төмен температураға төзімді пластмассаларды пайдалануға мүмкіндік береді. Жарықдиодты тежегіш шамдарының жауап беру уақыты 100 нс құрайды, бұл қыздыру шамдарына қарағанда қысқа, жүргізушілерге көбірек реакция уақытын қалдырады және қозғалыс қауіпсіздігін арттырады. Автокөліктің сыртқы индикатор шамдарының жарығы мен түсі нақты анықталған. Көліктердің ішкі жарықтандыру дисплейін сыртқы сигнал шамдары сияқты тиісті мемлекеттік органдар бақыламаса да, автомобиль өндірушілерінің жарықдиодты шамдардың түсі мен жарықтандыруына қойылатын талаптары бар. GaPLED автомобильдерде бұрыннан қолданылып келеді, ал ультра жоғары жарықтығы AlGaInP және InGaNFED өндірушілердің түсі мен жарықтандыру талаптарын қанағаттандыру қабілетіне байланысты автомобильдердегі көбірек қыздыру шамдарын ауыстырады. Баға тұрғысынан алғанда, жарықдиодты шамдар қыздыру шамдарымен салыстырғанда әлі де салыстырмалы түрде қымбат болса да, тұтастай алғанда екі жүйе арасында бағада айтарлықтай айырмашылық жоқ. Өте жоғары жарықтығы TSAlGaAs және AlGaInP жарықдиодтарының практикалық дамуымен бағалар соңғы жылдары үздіксіз төмендеп келеді, ал төмендеу көлемі болашақта одан да көп болады.

Бағдаршамның индикаторы: Бағдаршам шамдары, ескерту шамдары мен белгі шамдары үшін қыздыру шамдарының орнына ультра жоғары жарықтылықты жарықдиодты шамдарды пайдалану кең нарықпен және тез өсіп келе жатқан сұраныспен бүкіл әлемге тарады. АҚШ Көлік министрлігінің 1994 жылғы статистикасына сәйкес, Құрама Штаттарда бағдаршамдар орнатылған 260 000 қиылыс болған және әрбір қиылыста кемінде 12 қызыл, сары және көк-жасыл бағдаршам болуы керек. Көптеген қиылыстарда жолды кесіп өту үшін қосымша өтпелі белгілер мен жаяу жүргіншілер өткелінің ескерту шамдары да бар. Осылайша, әр қиылыста 20 бағдаршам болуы мүмкін және олар бір уақытта жануы керек. Америка Құрама Штаттарында шамамен 135 миллион бағдаршам бар деген қорытынды жасауға болады. Қазіргі уақытта дәстүрлі қыздыру шамдарын ауыстыру үшін ультра жоғары жарықтылықты жарықдиодты шамдарды пайдалану қуат жоғалуын азайтуда айтарлықтай нәтижелерге қол жеткізді. Жапония бағдаршамдарда жылына шамамен 1 миллион киловатт электр энергиясын тұтынады, ал қыздыру шамдарын ультра жоғары жарықтықты жарықдиодты шамдармен ауыстырғаннан кейін оның электр энергиясын тұтынуы түпнұсқаның 12% ғана құрайды.
Әрбір елдің құзырлы органдары сигналдың түсін, ең аз жарықтандыру қарқындылығын, сәуленің кеңістікте таралу үлгісін және орнату ортасына қойылатын талаптарды көрсете отырып, бағдаршам шамдары үшін тиісті ережелерді белгілеуі керек. Бұл талаптар қыздыру шамдарына негізделгенімен, олар әдетте қазіргі уақытта қолданылатын өте жоғары жарықтығы бар жарықдиодты бағдаршам шамдарына қолданылады. Қыздыру шамдарымен салыстырғанда, жарықдиодты бағдаршамдардың қызмет ету мерзімі ұзағырақ, әдетте 10 жылға дейін. Қатаң сыртқы ортаның әсерін ескере отырып, күтілетін қызмет мерзімін 5-6 жылға дейін қысқарту керек. Қазіргі уақытта ультра жоғары жарықтылықтағы AlGaInP қызыл, қызғылт сары және сары жарықдиодты жарықдиодтары индустрияландырылған және салыстырмалы түрде арзан. Егер қызыл ультра жоғары жарық диодтарынан тұратын модульдер дәстүрлі қызыл қыздыру бағдаршамдарының бастарын ауыстыру үшін пайдаланылса, қызыл қыздыру шамдарының кенет істен шығуынан болатын қауіпсіздікке әсерді азайтуға болады. Әдеттегі жарықдиодты қозғалыс сигналының модулі қосылған жарықдиодты шамдардың бірнеше жиынтығынан тұрады. Мысал ретінде 12 дюймдік қызыл жарық диодты бағдаршам модулін алсақ, қосылған жарықдиодты шамдардың 3-9 жинағында әрбір жиынтықтағы қосылған жарықдиодты шамдардың саны 70-75 (барлығы 210-675 жарықдиодты шамдар) құрайды. Бір жарық диодты шам істен шыққанда, ол сигналдардың бір жинағына ғана әсер етеді, ал қалған жинақтар бүкіл сигнал басының істен шығуына әкелмей, түпнұсқаның 2/3 (67%) немесе 8/9 (89%) дейін азаяды. қыздыру шамдары сияқты.
Жарықдиодты бағдаршам модульдерінің негізгі проблемасы - өндіру құны әлі де салыстырмалы түрде жоғары. Мысал ретінде 12 дюймдік TS AlGaAs қызыл жарықдиодты жол сигналының модулін алсақ, ол алғаш рет 1994 жылы 350 долларға қолданылған. 1996 жылға қарай жақсы өнімділігі бар 12 дюймдік AlGaInP жарықдиодты жол сигналының модулінің құны 200 долларды құрады.

Жақын арада InGaN көгілдір-жасыл жарықдиодты бағдаршам модулдерінің бағасы AlGaInP-мен салыстыруға болады деп күтілуде. Бағдаршамның қыздыру шамдарының құны төмен болғанымен, олар электр энергиясын көп тұтынады. Диаметрі 12 дюймді қыздыру бағдаршамының басының қуат тұтынуы 150 Вт, ал жол мен тротуарды кесіп өтетін бағдаршамның қуат тұтынуы 67 Вт. Есептеулер бойынша, әр қиылыстағы қыздыру сигналдық шамдарының жылдық қуат тұтынуы 18133 кВт/сағ құрайды, бұл 1450 АҚШ доллары көлеміндегі электр энергиясының жылдық төлеміне балама; Дегенмен, жарықдиодты жол сигналының модульдері өте үнемді, әрбір 8-12 дюймдік қызыл жарықдиодты жол сигналының модулі сәйкесінше 15 Вт және 20 Вт электр қуатын тұтынады. Қиылыстардағы жарықдиодты белгілерді тек 9 Вт қуат тұтынатын көрсеткі қосқыштары арқылы көрсетуге болады. Есептеулер бойынша, әрбір қиылыс жылына 9916 кВт/сағ электр энергиясын үнемдей алады, бұл жылына 793 АҚШ доллары көлеміндегі электр қуатын үнемдеуге тең. Жарықдиодты бағдаршам модулінің орташа құны 200 долларды құрайтын қызыл жарықдиодты бағдаршам модулі тек үнемделген электр энергиясын пайдаланып 3 жылдан кейін өзінің бастапқы құнын қалпына келтіріп, үздіксіз экономикалық кіріс ала бастайды. Сондықтан, қазіргі уақытта AlGaInLED трафик туралы ақпарат модульдерін пайдалану құны жоғары болып көрінсе де, ұзақ мерзімді перспективада әлі де үнемді.