Inicialmente, los LED se utilizaron como luces indicadoras en instrumentos y medidores. Posteriormente, los LED de varios colores se utilizaron ampliamente en semáforos y pantallas-de gran superficie, lo que generó importantes beneficios económicos y sociales. Por ejemplo, un semáforo rojo de 12-pulgadas en los Estados Unidos utilizaba originalmente una bombilla incandescente de 140 vatios de larga duración y baja eficiencia como fuente de luz, que producía 2000 lúmenes de luz blanca. Tras pasar por un filtro rojo, se perdió el 90% de la luz, quedando sólo 200 lúmenes de luz roja. En su luz de nuevo diseño, se utilizaron 18 LED rojos, que consumen sólo 14 vatios, incluidas las pérdidas del circuito, para producir la misma eficacia luminosa.
Las luces de señalización para automóviles son otra área de aplicación importante para las fuentes de luz LED. En 1987, mi país comenzó a instalar luces de freno-montadas en lo alto de los vehículos. Debido a la rápida velocidad de respuesta de los LED (nivel de nanosegundos), los conductores de los vehículos que los siguen pueden ser informados antes sobre las condiciones de conducción, lo que reduce las colisiones traseras.
Además, las luces LED se utilizan en pantallas exteriores a todo color rojo, verde y azul, minilinternas estilo llavero-y otros campos.
LED blancos: para iluminación general, las fuentes de luz blanca son más deseables. Los LED blancos se desarrollaron con éxito en 1998. Estos LED se fabrican encapsulando juntos un chip GaN y un granate de itrio y aluminio (YAG).
El chip GaN emite luz azul (λp=465nm, Wd=30nm). El Ce3+-que contiene fósforo YAG, sinterizado a altas temperaturas, emite luz amarilla cuando se excita con esta luz azul, con una longitud de onda máxima de 550 nm. El sustrato LED azul está montado en una cavidad reflectante en forma de cuenco- y cubierto con una fina capa de resina mezclada con YAG, de aproximadamente 200-500 nm de espesor. Parte de la luz azul emitida por el sustrato LED es absorbida por el fósforo, mientras que la luz azul restante se mezcla con la luz amarilla emitida por el fósforo para producir luz blanca. Para los LED blancos InGaN/YAG, al cambiar la composición química del fósforo YAG y ajustar el espesor de la capa de fósforo, se pueden obtener varios colores de luz blanca con temperaturas de color que oscilan entre 3500 y 10000 K.
La Tabla 1 enumera los tipos de LED blancos disponibles actualmente y sus principios-de emisión de luz. La tabla también muestra que ciertos tipos de fuentes de luz LED blanca dependen de cuatro fósforos: tres colores primarios-fósforos de tierras raras-rojo, verde y azul-y un fósforo amarillo con estructura de granate. Se espera que los LED de tres-longitudes de onda, que utilizan chips ultravioleta inorgánicos con fósforos RGB para encapsular los LED blancos, tengan posibilidades de comercialización. Sin embargo, los requisitos de estabilidad y tamaño de partícula para estos tres fósforos de colores primarios son relativamente pequeños y sus aplicaciones específicas aún están bajo exploración.
Actualmente, el primer producto disponible comercialmente es un LED azul de un solo-chip con fósforo amarillo YAG, que logra una mejor eficiencia luminosa de aproximadamente 25 lúmenes/vatio. El YAG se importa principalmente de Nichia Corporation de Japón y tiene un precio de unos 2.000 yuanes/kg. El segundo tipo son los LED blancos desarrollados por Sumitomo Electric Industries de Japón que utilizan ZnSe como material, pero con menor eficiencia luminosa.
