Inicialmente, os LEDs eram utilizados como luzes indicadoras em instrumentos e medidores. Posteriormente, LEDs de diversas cores foram amplamente utilizados em semáforos e displays de grandes-áreas, gerando benefícios econômicos e sociais significativos. Por exemplo, um semáforo vermelho de 12- polegadas nos Estados Unidos originalmente usava uma lâmpada incandescente de 140 watts de longa-vida útil e baixa eficiência como fonte de luz, produzindo 2.000 lúmens de luz branca. Depois de passar por um filtro vermelho, 90% da luz foi perdida, restando apenas 200 lumens de luz vermelha. Em sua luz recém-projetada, utilizou 18 LEDs vermelhos, consumindo apenas 14 watts incluindo perdas no circuito, para produzir a mesma eficácia luminosa.
As luzes de sinalização automotiva são outra importante área de aplicação para fontes de luz LED. Em 1987, meu país começou a instalar-luzes de freio montadas em veículos altos. Devido à rápida velocidade de resposta dos LEDs (nível de nanossegundos), os motoristas dos veículos que os seguem podem ser informados das condições de condução mais cedo, reduzindo-colisões traseiras.
Além disso, luzes LED são usadas em telas externas coloridas-de cores vermelhas, verdes e azuis, minilanternas-estilo chaveiro e outros campos.
LEDs brancos: Para iluminação geral, fontes de luz branca são mais desejáveis. Os LEDs brancos foram desenvolvidos com sucesso em 1998. Esses LEDs são feitos encapsulando um chip GaN e uma granada de ítrio-alumínio (YAG).
O chip GaN emite luz azul (λp=465nm, Wd=30nm). O fósforo YAG contendo Ce3+-, sinterizado em altas temperaturas, emite luz amarela quando excitado por esta luz azul, com comprimento de onda de pico de 550nm. O substrato do LED azul é montado em uma cavidade reflexiva em forma de tigela e coberto com uma fina camada de resina misturada com YAG, com aproximadamente 200-500 nm de espessura. Parte da luz azul emitida pelo substrato do LED é absorvida pelo fósforo, enquanto a luz azul restante se mistura com a luz amarela emitida pelo fósforo para produzir luz branca. Para LEDs brancos InGaN/YAG, alterando a composição química do fósforo YAG e ajustando a espessura da camada de fósforo, podem ser obtidas várias cores de luz branca com temperaturas de cor variando de 3500-10000K.
A Tabela 1 lista os tipos de LEDs brancos atualmente disponíveis e seus-princípios de emissão de luz. A tabela também mostra que certos tipos de fontes de luz LED branca dependem de quatro fósforos: três cores primárias-fósforos raros-vermelho terra, verde e azul-e um fósforo amarelo com uma estrutura granada. Espera-se que três-LEDs de comprimento de onda, usando chips ultravioleta inorgânicos com fósforos RGB para encapsular LEDs brancos, tenham chance de comercialização. No entanto, o tamanho das partículas e os requisitos de estabilidade para estes três fósforos de cores primárias são relativamente pequenos e as suas aplicações específicas ainda estão sob exploração.
Atualmente, o primeiro produto disponível comercialmente é um LED de chip único-azul com fósforo amarelo YAG, alcançando uma melhor eficiência luminosa de aproximadamente 25 lúmens/watt. O YAG é importado principalmente da Nichia Corporation do Japão, ao preço de cerca de 2.000 yuans/kg. O segundo tipo são os LEDs brancos desenvolvidos pela Sumitomo Electric Industries do Japão usando ZnSe como material, mas com menor eficiência luminosa.
