LED显示屏发展历程30年回顾.
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革命性的LED 照明Revolutionary LED lighting一、LED 的发展在市场需求与技术进步的推动之下,LED 经历了一段辉煌的历史。
第一批产品出现于1968年,年,Monsanto Monsanto 公司将其作为指示灯泡,公司将其作为指示灯泡,Hewlett-Packard Hewlett-Packard 公司则首次用于电子显示设备。
早期产品是GaAsP LED,LED,性能相当差,工作电流性能相当差,工作电流20mA 光能量只有千分之几流明。
相应的发光效率为0.1lm/w 0.1lm/w。
而且只有一种光色650nm 的红色光。
七十年代上半期技术进步很快,七十年代上半期技术进步很快,发光效率达发光效率达到1 lm/w 。
颜色也扩大到红色、绿色和黄色。
八十年代GaAlAs LED 的红光效率提高到1010lm/w lm/w 。
20世纪90年代初期,惠普公司光电部、年代初期,惠普公司光电部、Lumi-Leds Lighting Lumi-Leds Lighting 公司和松下公司的工程师们就已经掌握了如何用金属有机化学汽相沉积法在GaAs 衬底上外延生长AllnGaP 的工艺,AllnGaP 材料在可见光谱区产生红光和橙光。
合金有序化、受主原子的氢钝化、p-n 结排列,以及把氧掺入含铝器件层都是相光复杂的,这些问题耗费了近10年时间才得以解决。
最终实现了内量子效率接近100%100%的的ALInGaP 发光二极管。
几乎每个注入到器件中的电子空穴对都产生一个光子,因此如何使在半导体发光二极管内形成的光子到达二极管外就成了一种挑战。
首先是如何防止光被窄带隙首先是如何防止光被窄带隙((0.87nm 0.87nm))GaAs 衬低吸收。
研究人员曾经尝研究人员曾经尝 试过在布喇格反射镜的外延结构中掺杂并在GaP 衬底上直接生长的技术。
但是最成功的还是通过蚀刻法强力除去GaAs 衬底,采用芯片接合法取代GaP 的技术。
led行业发展历程
1990年代初,LED(发光二极管)作为一种新型的照明技术被引入到市场中。
当时的LED照明技术还不够成熟,效率较低,光输出有限,并且成本非常昂贵。
因此,它仅被应用于指示灯和显示屏等领域。
随着时间的推移,LED技术得到了不断改进和发展,逐渐成为一种较为有效的照明解决方案。
2000年代初,LED的效率显著提高,光输出增加,价格也开始逐渐下降。
这使得LED 照明逐渐进入到家庭和商业照明市场。
2008年,随着全球金融危机爆发,能源问题成为一个全球性的关注焦点。
LED照明由于其低能耗和环保特性,开始受到更多国家和地区的重视。
政府开始出台各种政策和措施来推动LED产业的发展。
在近年来,随着技术的不断创新和改进,LED照明的效率得到了大幅提高,光输出进一步增加,成本不断降低。
LED灯具的种类也越来越多样化,市场竞争也更加激烈。
同时,人们对于照明品质和舒适度的要求也不断提高,对LED照明的色彩还原性、光学设计等方面有了更高的要求。
此外,智能照明的兴起也为LED行业带来了新的机遇。
智能照明通过与传感器、网络等技术的结合,使得灯具能够实现自动调光、远程控制、集中管理等功能,提高了能源利用效率和用户体验。
如今,LED行业已经成为照明市场中的主流。
随着技术的不
断发展和进步,LED照明将继续在能源节约、环保性和照明
质量等方面持续提升。
预计未来LED市场规模将进一步扩大,并在各个领域得到更广泛的应用,为人们带来更加高效、环保且舒适的照明体验。
LED屏的发展史LED诞生于1923年,罗塞夫在研究半导体sic时发现掺有杂质的p-n结,通电后会有光发射出来,由此研制出了发光二极管,但之后LED的应用一直不受重视。
随着电子工业的快速发展,在60年代,显示技术得到迅速发展,人们研究出pdp激光显示等离子显示板、LED 液晶显示器、发光二极管led、等多种显示技术。
由于半导体的制作和加工工艺逐步成熟和完善,发光二极管已日趋在固体显示器中占主导地位。
LED之所以受到广泛重视并得到迅速发展,是因为它本身有很多优点。
例如:亮度高、工作电压低、功耗小、易于集成、驱动简单、寿命长、耐冲击且性能稳定,其发展前景极为广阔。
目前正朝着更高亮度、更高耐气候性和发光密度、发光均匀性、全色化发展。
随着发展,人们需要—种大屏幕的显示设备,于是有了投影仪,但是其亮度无法在自然光下使用,于是出现了LED显示器(屏),它具有视角大、亮度高、色彩艳丽的特点。
LED大屏幕的发展呈现如下几个发展阶段:1、第一代:单色LED显示屏以单红色为基色,显示文字及简单图案为主,主要用于通知、通告及客流引导系统。
2、第二代:双基色多灰度显示屏以红色及黄绿色为基色,因没有蓝色,只能称其为伪彩色,可以显示多灰度图像及视频,目前在国内广泛应用于电信,银行,税务,医院,政府机构等场合,主要显示标语,公益广告及形象宣传信息。
3、第三代:全彩色(full color)多灰度显示屏以红色,蓝色及黄绿色为基色,可以显示较为真实的图像,目前正在逐渐替代上一代产品。
4.、第四代:真彩色(true color)多灰度显示屏以红色,蓝色及纯绿色为基色,可以真实再现自然界的一切色彩(在色坐标上甚至超过了自然色彩范围)。
可以显示各种视频图像及彩色广告,其艳丽的色彩,鲜亮的高亮度,细腻的对比度,在宣传广告领域应用具有极好的视觉震撼力。
真彩色5mm户内大屏幕属于上述第四代产品。
它具有高亮度,不受环境亮度影响,厚度薄,占用场地小,色彩鲜艳丰富,视角宽,可以在宽敞的厅堂环境应用,没有拼接图像损失。
显示器发展历程
显示器发展历程始于20世纪初的机械显示器,它们使用滚轮、指针或杠杆来显示有限的信息。
随着技术的发展,第一个电子显示器问世,它使用电子束在荧光屏上形成图像。
这种荧光屏后来被CRT屏取代,CRT屏使用电子炮在玻璃管上形成图像。
20世纪60年代,通用显示器接口(GDI)的引入使显示器更
加普及。
70年代末,平板液晶显示器(LCD)开始进入市场,因其低功耗和较小的尺寸而受到青睐。
然而,LCD显示器在
早期发展阶段存在色彩鲜艳度低和响应时间较慢的问题。
在20世纪80年代末到90年代初,触摸屏和有机发光二极管(OLED)显示器开始崭露头角。
触摸屏将用户与显示器之间
的交互变得更加直观简单,而OLED则在色彩和对比度方面
取得了重大突破。
21世纪初,液晶显示器(LCD)得到了进一步改进,添加了LED背光技术,提供更清晰明亮的图像。
而后,曲面显示器
开始出现,其形状可以更好地适应人眼的视野,提供更广阔的视角。
近年来,显示器继续向更高分辨率和更快的刷新率发展,以提供更细腻的图像和更流畅的动画效果。
同时,虚拟现实(VR)和增强现实(AR)技术的崛起也推动了显示器的发展,以满
足对更高质量和逼真度的需求。
未来,随着技术的不断创新,显示器可能趋向于更薄、更轻、
更灵活的方向发展,可能会使用新材料和新技术,如折叠屏幕和全息显示技术,为用户提供更加沉浸式的体验。
led显示屏的发展历程自上世纪60年代开始,LED(发光二极管)作为一种新型的光电显示技术开始快速发展并逐渐应用于各个领域。
LED显示屏的发展历程可以大致分为以下几个阶段:1. 早期阶段:LED显示屏在70年代初期开始被广泛应用于数字钟表、电子手表以及简单的显示面板等小尺寸设备上。
这些早期的LED显示屏主要由红色的LED构成,其显示效果相对简单。
2. 单色LED显示屏阶段:随着LED技术的进一步发展,80年代中期开始出现了单色LED显示屏。
这些显示屏可以根据需要选择不同颜色的LED灯珠,常见的有红色、绿色和黄色。
单色LED显示屏因其稳定可靠的性能被广泛应用于电子显示牌、室外广告牌等场合。
3. 双色LED显示屏阶段:90年代初,双色LED显示屏开始逐渐出现。
这种显示屏由红色和绿色的LED灯珠组成,可以通过控制两种颜色的亮灭程度来实现不同的颜色效果。
双色LED显示屏的出现使得显示效果更加丰富多彩,被广泛应用于体育场馆、车站等场所。
4. 全彩LED显示屏阶段:2000年代初,全彩LED显示屏开始迅速发展。
全彩LED显示屏由红、绿、蓝三种LED灯珠组成,可以通过不同灯珠的亮灭来合成任意颜色。
全彩LED显示屏的出现使得画面更加细腻、丰富,被广泛应用于各种大型舞台演出、体育赛事、室内外广告牌等场合。
5. 高清、室内外兼容性增强阶段:随着科技的不断进步,LED 显示屏技术得到了进一步发展。
目前的LED显示屏具有更高的分辨率和亮度,可以呈现更真实、清晰的图像和视频。
同时,LED显示屏在室内外兼容性上也有了显著提高,可以适应各种环境下的展示需求。
总的来说,LED显示屏经历了从早期单色到双色再到全彩的发展过程,不断提升了显示效果和可靠性。
随着技术的不断进步,LED显示屏将继续在电子显示领域发挥重要作用,并有望实现更多的创新和突破。
led光源发展历程LED光源是近年来光电子技术领域的一个重要发展方向,其独特的优势使其在照明、显示、通信、传感等多个领域得到了广泛应用。
下面将从LED光源的发展历程、核心技术和应用领域三个方面,详细介绍LED光源的发展。
一、发展历程LED,即Light Emitting Diode,是一种电子元件,具有以电能转化为光能的特性。
它的发明和发展历史可追溯到20世纪初,下面将分为三个阶段来介绍LED光源的发展。
1.早期实验阶段(20世纪初到20世纪60年代)早期的LED是通过锗和硒化镉等材料制成的,但由于材料质量差和工艺不完善,导致光效低下、颜色单一、寿命短等问题难以解决。
因此,早期LED只能作为实验元件使用,尚未应用于实际生产和应用中。
2.初步应用阶段(20世纪70年代到20世纪90年代)20世纪70年代,发明了GaAsP和GaP等材料的红外LED,实现了光效的显著提高。
此后,一系列新材料的研发成功,使得LED的颜色范围逐渐扩大。
1989年,日本的中村修二和赤崎勇共同发明了蓝光LED,为后期研发蓝光LED的白光LED奠定了基础。
3.现代化产业阶段(20世纪90年代至今)随着蓝光LED的问世,LED作为一种高效、节能、寿命长的光源逐渐走向实用化。
1994年,日本企业日本电气(NEC)研发出了世界上第一种LED背光源,用于液晶显示器的背光照明。
1999年,被称为“发光二极管之父”的中村修二和美国的霍尔共同获得了诺贝尔物理学奖,以表彰他们在蓝光LED的发明和应用上的贡献。
现在,LED已经成为一种重要的光源,广泛应用于照明、显示、通信、传感等领域,其市场规模和技术水平都得到了显著提升。
二、核心技术1.材料技术LED的材料技术是实现其高效能、长寿命和稳定发光的关键。
目前主要采用的材料包括化合物半导体材料(如GaN、InGaN等)和有机材料(如聚合物材料等)。
其中,化合物半导体材料由于具备较高的热稳定性和较低的能耗,已成为主流材料。
LED显示屏的发展历史LED显示屏是八十年代后期在全球迅速发展起来的新型信息显示媒体,它利用发光二极管构成的点阵模块或像素单元组成大面积显示屏幕,有情能稳定、使用寿命长、环境适应能力强、价格性能比高、使用成本低等特点,在短短的十来年中,迅速成长为平板显示的主流产品,在信息显示领域得到了广泛的应用。
一、 LED显示屏发展的简要回顾发光二极管(LED)是六十年代未发展起来的一种半导体显示器件,七十年代,随着半导体材料合成技术、单晶制造技术和P-N结形成技术的研究进展,发光二极管在发光颜色、亮度等性能得以提高并迅速进入批量化和实用化。
进入八十年代后,LED在发光波长范围和性能方面大大提高,并开始形成平板显示产品即LED显示屏。
LED显示屏发展经历了三个阶段:(1)1990年以前LED显示屏的成长速度受到限制。
一方面,受LED材料器件的限制,LED显示屏的应用领域没有广泛展开,另一方面,显示屏控制技术基本上是通讯控制方式,客观上影响了显示效果。
这一时期的LED显示屏在国外应用较广,国内很少,产品以红、绿双基色为主,控制方式为通讯控制,灰度等级为单点4级调灰,产品的成本比较高。
(2)1990-1995年,这一阶段是LED显示屏迅速发展的时期。
进入九十年代,全球信息产业高速增长,信息技术各个领域不断突破,LED显示屏在LED材料和控制技术方面也不断出现新的成果。
蓝色LED晶片研制成功,全彩色LED显示屏进入市场;电子计算机及微电子领域的技术发展,在显示屏控制技术领域出现了视频控制技术,显示屏灰度等级实现16级灰度和64级灰度调灰,显示屏的动态显示效果大大提高。
这一阶段,LED显示屏在我国发展速度非常迅速,从初期的几个企业、年产值几千万元发展到几十家企业、年产值几亿元,产品应用领域涉及金融证券、体育、机场、铁路、车站、公路交通、商业广告、邮电电信等诸多领域,特别是1993年证券股票业的发展更引发了LED显示屏市场的大幅增长。
显示器的发展历程显示器是人们日常生活中不可或缺的一部分,它起到了连接人与计算机、电视等设备的重要作用。
经过多年的发展和演变,显示器已经取得了巨大的进步。
下面就让我们一起来回顾一下显示器的发展历程。
20世纪50年代,显示器是通过电子束在荧光屏上绘制图像的。
这种显示器被称为阴极射线管(CRT)显示器。
CRT显示器体积庞大、重量沉重,并且耗电量大,但是在当时它是唯一的可用显示器技术。
CRT显示器的分辨率和色彩还有待提高,在显示效果上有一定的局限性。
到了1970年代,随着半导体技术的发展,液晶显示器开始出现。
液晶显示器不同于CRT显示器,它是将液晶物质夹在两片玻璃板之间,在液晶分子的控制下实现图像显示。
液晶显示器具有很多优点,包括体积小、重量轻、能耗低、图像稳定等。
然而,早期的液晶显示器成本高昂,因此在市场上的应用受到了限制。
2000年左右,随着显示技术的不断发展,彩色液晶显示器开始普及。
这一时期,液晶显示器的分辨率和色彩显示得到了显著提高,其显示效果达到了可以与CRT显示器相媲美的水平。
液晶显示器的价格也得到了大幅下降,逐渐成为了主流的显示器技术。
随着移动互联网的大力推广和智能手机的普及,触摸屏显示技术开始应用于智能手机、平板电脑等移动设备中。
触摸屏显示技术通过在屏幕表面加入触控传感器,使用户可以通过触摸直接操作屏幕。
触摸屏显示技术的出现极大地改变了人机交互方式,使得操作更加便捷和直观。
近年来,随着高清显示技术的进一步发展和普及,4K、8K等超高清显示技术逐渐应用于电视、显示器等大屏幕设备中。
超高清显示技术增加了屏幕的像素密度,使得图像显示更加清晰、细腻。
同时,HDR(高动态范围)技术的引入,还可以提升图像的亮度和对比度,使得图像更加逼真。
未来,显示器的发展方向将更加多元化和智能化。
虚拟现实(VR)和增强现实(AR)技术将进一步应用于显示器中,使用户可以沉浸式地体验虚拟世界或与现实世界进行互动。
同时,可卷曲、可折叠的显示技术也将逐渐成熟并应用到各种可穿戴设备、可定制设备中。
LED显示屏的发展历史LED显示屏是八十年代后期在全球迅速发展起来的新型信息显示媒体,它利用发光二极管构成的点阵模块或像素单元组成大面积显示屏幕,有情能稳定、使用寿命长、环境适应能力强、价格性能比高、使用成本低等特点,在短短的十来年中,迅速成长为平板显示的主流产品,在信息显示领域得到了广泛的应用。
一、 LED显示屏发展的简要回顾发光二极管(LED)是六十年代未发展起来的一种半导体显示器件,七十年代,随着半导体材料合成技术、单晶制造技术和P-N结形成技术的研究进展,发光二极管在发光颜色、亮度等性能得以提高并迅速进入批量化和实用化。
进入八十年代后,LED在发光波长范围和性能方面大大提高,并开始形成平板显示产品即LED显示屏。
LED显示屏发展经历了三个阶段:(1)1990年以前LED显示屏的成长速度受到限制。
一方面,受LED材料器件的限制,LED显示屏的应用领域没有广泛展开,另一方面,显示屏控制技术基本上是通讯控制方式,客观上影响了显示效果。
这一时期的LED显示屏在国外应用较广,国内很少,产品以红、绿双基色为主,控制方式为通讯控制,灰度等级为单点4级调灰,产品的成本比较高。
(2)1990-1995年,这一阶段是LED显示屏迅速发展的时期。
进入九十年代,全球信息产业高速增长,信息技术各个领域不断突破,LED显示屏在LED材料和控制技术方面也不断出现新的成果。
蓝色LED晶片研制成功,全彩色LED显示屏进入市场;电子计算机及微电子领域的技术发展,在显示屏控制技术领域出现了视频控制技术,显示屏灰度等级实现16级灰度和64级灰度调灰,显示屏的动态显示效果大大提高。
这一阶段,LED显示屏在我国发展速度非常迅速,从初期的几个企业、年产值几千万元发展到几十家企业、年产值几亿元,产品应用领域涉及金融证券、体育、机场、铁路、车站、公路交通、商业广告、邮电电信等诸多领域,特别是1993年证券股票业的发展更引发了LED显示屏市场的大幅增长。
LED显示屏的发展背景及国内外研究现状在大型商场、车站、码头、地铁站以及各类办事窗口等越来越多的场所需要用LED点阵显示图形和汉字。
LED行业已成为一个快速发展的新兴产业,市场空间巨大,前景广阔。
随着信息产业的高速发展,LED显示作为信息传播的一种重要手段,已广泛应用于室内外需要进行服务内容和服务宗旨宣传的公众场所,例如户内外公共场所广告宣传、机场车站旅客引导信息、公交车辆报站系统、证券与银行信息显示、餐馆报价信息豆示、高速公路可变情报板、体育场馆比赛转播、楼宇灯饰、交通信号灯、景观照明等。
显然,LED显示已成为城市亮化、现代化和信息化社会的一个重要标志。
LED点阵设计主要应用于显示屏,它是利用发光二极管点阵模块或像素单元组成的平面式显示屏幕。
由于它具有发光效率高、使用寿命长、组态灵活、色彩丰富以及对室内室外环境适应能力强等优点,自20世纪80年代后期开始,随着LED制造技术的不断完善,在国外得到了广泛的应用。
在我国改革开放之后,特别是进入90年代国民经济高速增长,对公众场合发布信息的需求日益强烈,LED显示屏的出现正好适应了这一市场形势,因而在LED显示屏的设计制造技术与应用水平上都得到了迅速的提高。
LED显示屏经历了从单色、双色图文显示屏,到图像显示屏的发展过程。
本设计的目标毕业设计是学生完成本专业教学计划达到培养目标的重要的教学环节,是教学计划中综合性最强的实践性教学环节,它对于培养学生正确的思想和工作作风,提高学生综合运用专业知识分析和解决实际问题的能力,达到工程技术人员所必须具备的基本素质等方面具有重要的意义。
本设计的理论基础是单片机技术基础,微机原理,模拟和数子电路。
比如AT89C51芯片的一些工作原理是在MCS—51的基础上通过改进完成的。
8255芯片的工作方式是在微机原理介绍的。
三极管和74LS154的工作原理也分别在模拟和数子电路里介绍过。
通过本设计不仅把以前学过的知识重新温习,而且在查阅课外资料时还有好多芯片都是以学过的芯片为基础,并且在其基础上改进和完善的。
LED 显示屏发展历程 30年回顾1970年代最早的 GaP 、 GaAsP 同质结红、黄、绿色低发光效率的 LED 已开始应用于指示灯、数字和文字显示。
从此 LED 开始进入多种应用领域,包括宇航、飞机、汽车、工业应用、通信、消费类产品等,遍及国民经济各部门和千家万户。
到 1996年 LED 在全世界的销售额已达到几十亿美元。
尽管多年以来 LED 一直受到颜色和发光效率的限制, 但由于 GaP 和 GaAsP LED具有长寿命、高可靠性 , 工作电流小、可与 TTL 、 CMOS 数字电路兼容等许多优点因而却一直受到使用者的青眯。
最近十年, 高亮度化、全色化一直是 LED 材料和器件工艺技术研究的前沿课题。
超高亮度 (UHB是指发光强度达到或超过 100mcd 的 LED ,又称坎德拉 (cd 级 LED 。
高亮度 A1GaInP 和 InGaN LED的研制进展十分迅速,现已达到常规材料GaA1As 、 GaAsP 、 GaP 不可能达到的性能水平。
1991年日本东芝公司和美国HP 公司研制成 InGaA1P 620nm 橙色超高亮度 LED , 1992年 InGaA1p590nm 黄色超高亮度 LED 实用化。
同年,东芝公司研制 InGaA1P 573nm 黄绿色超高亮度 LED ,法向光强达 2cd 。
1994年日本日亚公司研制成 InGaN 450nm 蓝 (绿色超高亮度LED 。
至此,彩色显示所需的三基色红、绿、蓝以及橙、黄多种颜色的 LED 都达到了坎德拉级的发光强度,实现了超高亮度化、全色化, 使发光管的户外全色显示成为现实。
我国发展 LED 起步于七十年代, 产业出现于八十年代。
全国约有 100多家企业, 95%的厂家都从事后道封装生产,所需管芯几乎全部从国外进口。
通过几个“五年计划”的技术改造、技术攻关、引进国外先进设备和部分关键技术, 使我国LED 的生产技术已向前跨进了一步。
二、超高亮度 LED 的性能 :超高亮度红 A1GaAsLED 与 GaAsP-GaP LED相比, 具有更高的发光效率, 透明衬低 (TSA1GaAs LED(640nm的流明效率已接近 10lm/w, 比红色 GaAsP-GaP LED 大 10倍。
超高亮度 InGaAlP LED提供的颜色与 GaAsP-GaP LED相同包括 :绿黄色(560nm、浅绿黄色 (570nm、黄色 (585nm、浅黄 (590nm、橙色 (605nm、浅红(625nm深红 (640nm。
透明衬底 A1GaInP LED发光效率与其它 LED 结构及白炽光源的比较, InGaAlP LED吸收衬底 (AS的流明效率为 101m/w,透明衬底 (TS为201m/w,在 590-626nm 的波长范围内比 GaAsP-GaP LED 的流明效率要高 10-20倍; 在 560-570的波长范围内则比 GaAsP-GaP LED高出 2-4倍。
超高亮度 InGaN LED 提供了兰色光和绿色光, 其波长范围兰色为 450-480nm , 兰绿色为 500nm ,绿色为520nm ;其流明效率为 3-151m/w。
超高亮度 LED 目前的流明效率已超过了带滤光片的白炽灯,可以取代功率 1w 以内的白炽灯,而且用 LED 阵列可以取代功率 150w 以内的白炽灯。
对于许多应用,白炽灯都是采用滤光片来得到红色、橙色、绿色和兰色,而用超高亮度 LED 则可得到相同的颜色。
近年 AlGaInP 材料和 InGaN 材料制造的超高亮度 LED 将多个 (红、兰、绿超高亮度 LED 芯片组合在一起,不用滤光片也能得到各种颜色。
包括红、橙、黄、绿、蓝,目前其发光效率均已超过白炽灯,正向荧光灯接近。
发光亮度已高于 1000mcd ,可满足室外全天候、全色显示的需要,用 LED 彩色大屏幕可以表现天空和海洋,实现三维动画。
新一代红、绿、蓝超高亮度 LED 达到了前所未有的性能。
三、超高亮度 LED 的应用 :1.信息指示灯汽车信号指示 :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,在汽车工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 Al.GaAs 和 AlInGaP LED 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,从而降低了汽车用于行驶距离。
较低的电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 的颜色及照度有要求。
GaP LED早已用于车内,超高亮度 AlGaInP 和 InGaN LED由于在颜色和照度上可满足制造者的要求,因而将更多的取代车内白炽灯。
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 TS AlGaAs和 AlGaInP LED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,每个十字路口可有 20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 取代传统的白炽的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%。
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。
LED 交通信号灯与白炽灯相比,工作寿命较长,一般可达到 10年,考虑到户外恶劣环境的影响,预计寿命要减少到 5-6年。
目前超高亮度 AlGaInP 红、橙、黄色 LED 已实现产业化,价格也比较便宜,若用红色超高亮度 LED 组成的模块取代传统的红色白炽交通信号灯头则可将因红色白炽灯突然失效给安全造成的影响低到最低程度。
一般LED 交通信号模块由若干组串联的 LED 单灯组成, 以 12英寸的红色 LED 交通信号模块为例, 在 3-9组串联的 LED 单灯,每组串联的 LED 单灯数为 70-75个 (总数为210-675LED 单灯 ,当有一个 LED 单灯失效时,只会影响一组信号,其余各组减小到原来的 2/3(67%或 8/9(89%,并不会像白炽灯那样使整个信号灯头失效。
LED 交通信号模块的主要问题是造介仍然显得高些,以 12英寸的 TS-AlGaAs 红色 LED 交通信号模块为例,最早应用于 1994年,其造价为 350$,而到 1996年性能更好的 12英的 AlGaInP LED交通信号模块, 造价则为 200$。
预计今后不会很久,InGaN 蓝绿色 LED 交通信号模块的价格将可与 AlGaInP 相比。
白炽交通信号灯头的造价虽低,但耗电量大,一个直径 12英寸的白炽交通信号灯头的耗电量为 150W ,横过马路人行道的交通警示灯的耗电量为 67W ,据计算,每个十字路口的白炽信号灯每年的耗电量为 18133KWh ,折合每年电费为 1450$;然而 LED 交通信号模块则非常省电,每个 8-12英寸的红色 LED 交通信号模块耗电量分别为 15W 和 20W ,十字路口拐弯处的 LED 标志可用箭头开关显示, 耗电量仅有 9w ,据计算,每个十字路口每年可省电 9916KWh ,相当每年节省电费 793$。
按每个 LED 交通信号模块的平均造价 200$计,红色 LED 交通信号模块仅用其节省的电费, 3年后即可收回最初的成本造价, 并开始不断得到经济回报。
因此目前使用 AlGaInP LED交通信息模块,尽管造价显得地,但从长看,还是合算的。
2.大屏幕显示大屏幕显示是超高亮度 LED 应用的另一巨大市场,包括 :图形、文字、数字的单色、双色和全色显示。
在表 2中列出了 LED 显示的各种用途。
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。
表 3列出了几种显示的性能比较。
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 、 InGaN LED已能够提供明亮的红、黄、绿、蓝各种颜色,可完全满足实现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 ALGaAS(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。
3.液晶显示 (LCD的背照明在液晶显示中至少有 10%采用有源光作为背照明,光源可使 LCD 显示屏的黑暗的环境下易读, 全色 LCD 显示也需要光源。
LCD 背照明所需的光源主要有 :白炽灯泡、场致发光、冷阴极荧光、 LED 等,它们被列于表 4进行比较,其中 LED 在LCD 背照明中最有竞争力,新型的超高亮度 AlGaInP 、 AlGaAs 、 InGaN LED 可以提供高效率的发光和宽范围的颜色。