1970 کی دہائی میں سب سے قدیم GaP اور GaAsP ہوموجنکشن سرخ، پیلے اور سبز رنگ کی کم برائٹ کارکردگی والے LEDs کو انڈیکیٹر لائٹس، ڈیجیٹل اور ٹیکسٹ ڈسپلے پر لاگو کیا گیا ہے۔ اس کے بعد سے، ایل ای ڈی نے مختلف ایپلی کیشن فیلڈز میں داخل ہونا شروع کر دیا، بشمول ایرو اسپیس، ہوائی جہاز، آٹوموبائل، صنعتی ایپلی کیشنز، مواصلات، صارفین کی مصنوعات وغیرہ، جس میں قومی معیشت کے مختلف شعبوں اور ہزاروں گھرانوں کا احاطہ کیا گیا ہے۔ 1996 تک، دنیا بھر میں ایل ای ڈی کی فروخت اربوں ڈالر تک پہنچ چکی تھی۔ اگرچہ ایل ای ڈی کئی سالوں سے رنگ اور چمکدار کارکردگی کے لحاظ سے محدود ہیں، تاہم صارفین کی جانب سے GaP اور GaAsLEDs کو ان کی طویل عمر، زیادہ قابل اعتماد، کم آپریٹنگ کرنٹ، TTL اور CMOS ڈیجیٹل سرکٹس کے ساتھ مطابقت اور دیگر بہت سے فوائد کی وجہ سے پسند کیا گیا ہے۔
پچھلی دہائی میں، اعلی چمک اور مکمل رنگ LED مواد اور ڈیوائس ٹیکنالوجی کی تحقیق میں جدید ترین موضوعات رہے ہیں۔ الٹرا ہائی برائٹنس (UHB) سے مراد 100mcd یا اس سے زیادہ کی برائٹ شدت والی LED ہے، جسے Candela (cd) لیول LED بھی کہا جاتا ہے۔ اعلی چمک A1GaInP اور InGaNFED کی ترقی کی پیشرفت بہت تیز ہے، اور اب کارکردگی کی اس سطح پر پہنچ گئی ہے جسے روایتی مواد GaA1As، GaAsP، اور GaP حاصل نہیں کرسکتے ہیں۔ 1991 میں، جاپان کی توشیبا اور ریاستہائے متحدہ کی HP نے InGaA1P620nm نارنجی الٹرا ہائی برائٹنس ایل ای ڈی تیار کی، اور 1992 میں، InGaA1P590nm پیلے رنگ کی الٹرا ہائی برائٹنس ایل ای ڈی کو عملی استعمال میں لایا گیا۔ اسی سال، توشیبا نے InGaA1P573nm پیلے سبز الٹرا ہائی برائٹنس LED تیار کی جس کی روشنی کی شدت 2cd ہے۔ 1994 میں، جاپان کی Nichia کارپوریشن نے InGaN450nm بلیو (سبز) الٹرا ہائی برائٹنس ایل ای ڈی تیار کی۔ اس مقام پر، کلر ڈسپلے کے لیے درکار تین بنیادی رنگ، سرخ، سبز، نیلے، نیز نارنجی اور پیلے رنگ کی ایل ای ڈی، سبھی کینڈیلا کی سطح کی برائٹ شدت تک پہنچ چکے ہیں، انتہائی ہائی برائٹنس اور فل کلر ڈسپلے حاصل کرتے ہوئے، آؤٹ ڈور کو مکمل روشنی خارج کرنے والی ٹیوبوں کا رنگین ڈسپلے ایک حقیقت ہے۔ ہمارے ملک میں ایل ای ڈی کی ترقی 1970 کی دہائی میں شروع ہوئی اور یہ صنعت 1980 کی دہائی میں ابھری۔ ملک بھر میں 100 سے زیادہ کاروباری ادارے ہیں، جن میں 95% مینوفیکچررز پوسٹ پیکجنگ پروڈکشن میں مصروف ہیں، اور تقریباً تمام مطلوبہ چپس بیرون ملک سے درآمد کی جاتی ہیں۔ تکنیکی تبدیلیوں، تکنیکی پیش رفتوں، جدید غیر ملکی آلات کے تعارف اور کچھ اہم ٹیکنالوجیز کے لیے متعدد "پانچ سالہ منصوبوں" کے ذریعے، چین کی ایل ای ڈی پروڈکشن ٹیکنالوجی نے ایک قدم آگے بڑھایا ہے۔

1، انتہائی اعلی چمک ایل ای ڈی کی کارکردگی:
GaAsP GaPLED کے مقابلے میں، الٹرا ہائی برائٹنس ریڈ A1GaAsLED میں زیادہ برائٹ کارکردگی ہے، اور شفاف لو کنٹراسٹ (TS) A1GaAsLED (640nm) کی چمکیلی کارکردگی 10lm/w کے قریب ہے، جو GaPred کے GaPLED سے 10 گنا زیادہ ہے۔ الٹرا ہائی برائٹنس InGaAlPLED GaAsP GaPLED جیسے ہی رنگ فراہم کرتا ہے، بشمول: سبز پیلا (560nm)، ہلکا سبز پیلا (570nm)، پیلا (585nm)، ہلکا پیلا (590nm)، نارنجی (605nm) اور ہلکا سرخ (625nm) ، گہرا سرخ (640nm))۔ شفاف سبسٹریٹ A1GaInPLED کی چمکیلی کارکردگی کا دیگر LED ڈھانچے اور تاپدیپت روشنی کے ذرائع سے موازنہ کرتے ہوئے، InGaAlPLED جذب کرنے والے سبسٹریٹ (AS) کی چمکیلی کارکردگی 101m/w ہے، اور شفاف سبسٹریٹ (TS) کی چمکیلی کارکردگی 201m/w ہے۔ کے مقابلے میں -20 گنا زیادہ 590-626nm کی طول موج کی حد میں GaAsP GaPLED؛ 560-570 کی طول موج کی حد میں، یہ GaAsP GaPLED سے 2-4 گنا زیادہ ہے۔ الٹرا ہائی برائٹنس InGaNFED نیلی اور سبز روشنی فراہم کرتا ہے، جس کی طول موج کی حد نیلے رنگ کے لیے 450-480nm، نیلے رنگ کے لیے 500nm، اور سبز کے لیے 520nm ہے۔ اس کی چمکیلی کارکردگی 3-151m/w ہے۔ الٹرا ہائی برائٹنس ایل ای ڈی کی موجودہ چمکیلی کارکردگی فلٹرز والے تاپدیپت لیمپوں سے آگے نکل گئی ہے، اور 1 واٹ سے کم طاقت والے تاپدیپت لیمپوں کی جگہ لے سکتی ہے۔ مزید برآں، LED arrays 150 واٹ سے کم کی طاقت کے ساتھ تاپدیپت لیمپ کی جگہ لے سکتے ہیں۔ بہت سے ایپلی کیشنز کے لیے، تاپدیپت بلب سرخ، نارنجی، سبز اور نیلے رنگوں کو حاصل کرنے کے لیے فلٹرز کا استعمال کرتے ہیں، جب کہ الٹرا ہائی برائٹنس ایل ای ڈی کا استعمال ایک ہی رنگ حاصل کر سکتا ہے۔ حالیہ برسوں میں، AlGaInP اور InGaN مواد سے بنی الٹرا ہائی برائٹنس ایل ای ڈی نے متعدد (سرخ، نیلے، سبز) الٹرا ہائی برائٹنس ایل ای ڈی چپس کو ایک ساتھ ملایا ہے، جس سے فلٹرز کی ضرورت کے بغیر مختلف رنگوں کی اجازت دی گئی ہے۔ سرخ، نارنجی، پیلے، سبز اور نیلے رنگ سمیت، ان کی چمکیلی کارکردگی تاپدیپت لیمپوں سے زیادہ ہو گئی ہے اور یہ فارورڈ فلوروسینٹ لیمپ کے قریب ہے۔ چمکیلی چمک 1000mcd سے تجاوز کر گئی ہے، جو بیرونی ہر موسم اور پورے رنگ کے ڈسپلے کی ضروریات کو پورا کر سکتی ہے۔ ایل ای ڈی رنگ کی بڑی سکرین آسمان اور سمندر کی نمائندگی کر سکتی ہے، اور 3D حرکت پذیری حاصل کر سکتی ہے۔ سرخ، سبز اور نیلے رنگ کے الٹرا ہائی برائٹنس ایل ای ڈی کی نئی نسل نے بے مثال کامیابی حاصل کی ہے۔

2، الٹرا ہائی برائٹنس ایل ای ڈی کا اطلاق:
کار سگنل کا اشارہ: کار کے باہر کار کے اشارے کی لائٹس بنیادی طور پر سمت لائٹس، ٹیل لائٹس اور بریک لائٹس ہیں۔ کار کا اندرونی حصہ بنیادی طور پر مختلف آلات کے لیے روشنی اور ڈسپلے کا کام کرتا ہے۔ الٹرا ہائی برائٹنس ایل ای ڈی آٹوموٹیو اشارے کی روشنی کے لیے روایتی تاپدیپت لیمپ کے مقابلے میں بہت سے فوائد رکھتی ہے، اور آٹوموٹو انڈسٹری میں اس کی وسیع مارکیٹ ہے۔ ایل ای ڈیز مضبوط مکینیکل جھٹکے اور کمپن برداشت کر سکتی ہیں۔ ایل ای ڈی بریک لائٹس کی ایم ٹی بی ایف کی اوسط کام کرنے کی زندگی تاپدیپت بلب سے کئی آرڈرز زیادہ ہے، جو خود کار کی ورکنگ لائف سے کہیں زیادہ ہے۔ لہذا، ایل ای ڈی بریک لائٹس کو دیکھ بھال پر غور کیے بغیر مجموعی طور پر پیک کیا جا سکتا ہے۔ شفاف سبسٹریٹ Al GaAs اور AlInGaPLED میں فلٹرز والے تاپدیپت بلبوں کے مقابلے میں نمایاں طور پر زیادہ چمکیلی کارکردگی ہے، جس سے ایل ای ڈی بریک لائٹس اور ٹرن سگنلز کو کم ڈرائیونگ کرنٹ پر کام کرنے کی اجازت ملتی ہے، عام طور پر تاپدیپت بلبوں کا صرف 1/4، اس طرح کاریں سفر کرنے کے فاصلے کو کم کرتی ہیں۔ کم برقی طاقت کار کے اندرونی وائرنگ سسٹم کے حجم اور وزن کو بھی کم کر سکتی ہے، جبکہ مربوط LED سگنل لائٹس کے اندرونی درجہ حرارت میں اضافے کو بھی کم کر سکتی ہے، جس سے لینسز اور ہاؤسنگز کے لیے کم درجہ حرارت کی مزاحمت والے پلاسٹک کے استعمال کی اجازت ملتی ہے۔ LED بریک لائٹس کا رسپانس ٹائم 100ns ہے، جو کہ تاپدیپت لائٹس کے مقابلے میں کم ہے، جس سے ڈرائیوروں کے لیے زیادہ ردعمل کا وقت رہ جاتا ہے اور ڈرائیونگ کی حفاظت کو بہتر بنایا جاتا ہے۔ کار کی بیرونی اشارے کی روشنیوں کی روشنی اور رنگ واضح طور پر بیان کیے گئے ہیں۔ اگرچہ کاروں کی اندرونی روشنی کے ڈسپلے کو متعلقہ سرکاری محکموں جیسے بیرونی سگنل لائٹس کے ذریعے کنٹرول نہیں کیا جاتا ہے، لیکن کار مینوفیکچررز کے پاس ایل ای ڈی کے رنگ اور روشنی کے تقاضے ہوتے ہیں۔ GaPLED طویل عرصے سے کاروں میں استعمال کیا جا رہا ہے، اور الٹرا ہائی برائٹنس AlGaInP اور InGaNFED رنگ اور روشنی کے لحاظ سے مینوفیکچررز کی ضروریات کو پورا کرنے کی صلاحیت کی وجہ سے کاروں میں مزید تاپدیپت بلبوں کی جگہ لیں گے۔ قیمت کے نقطہ نظر سے، اگرچہ LED لائٹس اب بھی تاپدیپت لائٹس کے مقابلے میں نسبتاً مہنگی ہیں، مجموعی طور پر دونوں نظاموں کے درمیان قیمت میں کوئی خاص فرق نہیں ہے۔ الٹرا ہائی برائٹنس TSAlGaAs اور AlGaInP LEDs کی عملی ترقی کے ساتھ، حالیہ برسوں میں قیمتیں مسلسل کم ہو رہی ہیں، اور کمی کی شدت مستقبل میں اور بھی زیادہ ہو گی۔

ٹریفک سگنل کا اشارہ: ٹریفک سگنل لائٹس، وارننگ لائٹس، اور سائن لائٹس کے لیے تاپدیپت لیمپ کے بجائے الٹرا ہائی برائٹنس LEDs کا استعمال اب پوری دنیا میں پھیل چکا ہے، ایک وسیع مارکیٹ اور تیزی سے بڑھتی ہوئی مانگ کے ساتھ۔ 1994 میں یو ایس ڈیپارٹمنٹ آف ٹرانسپورٹیشن کے اعدادوشمار کے مطابق، ریاستہائے متحدہ میں 260000 چوراہوں پر ٹریفک سگنلز نصب تھے اور ہر چوراہے پر کم از کم 12 سرخ، پیلے اور نیلے سبز ٹریفک سگنلز ہونے چاہئیں۔ بہت سے چوراہوں پر سڑک پار کرنے کے لیے اضافی منتقلی کے نشانات اور پیدل چلنے والوں کے کراسنگ کی وارننگ لائٹس بھی ہوتی ہیں۔ اس طرح، ہر چوراہے پر 20 ٹریفک لائٹس ہوسکتی ہیں، اور انہیں بیک وقت روشن ہونا چاہیے۔ اس سے اندازہ لگایا جا سکتا ہے کہ امریکہ میں تقریباً 135 ملین ٹریفک لائٹس ہیں۔ فی الحال، روایتی تاپدیپت لیمپوں کو تبدیل کرنے کے لیے الٹرا ہائی برائٹنس ایل ای ڈی کے استعمال نے بجلی کے نقصان کو کم کرنے میں اہم نتائج حاصل کیے ہیں۔ جاپان ٹریفک لائٹس پر سالانہ تقریباً 1 ملین کلوواٹ بجلی استعمال کرتا ہے، اور تاپدیپت بلبوں کو الٹرا ہائی برائٹنس ایل ای ڈی سے تبدیل کرنے کے بعد، اس کی بجلی کی کھپت اصل کا صرف 12% ہے۔
ہر ملک کے مجاز حکام کو ٹریفک سگنل لائٹس کے لیے متعلقہ ضابطے قائم کرنے چاہئیں، جس میں سگنل کا رنگ، روشنی کی کم از کم شدت، بیم کی مقامی تقسیم کا نمونہ، اور تنصیب کے ماحول کے لیے تقاضے بیان کیے جائیں۔ اگرچہ یہ ضروریات تاپدیپت بلب پر مبنی ہیں، لیکن یہ عام طور پر موجودہ الٹرا ہائی برائٹنس LED ٹریفک سگنل لائٹس پر لاگو ہوتی ہیں۔ تاپدیپت لیمپ کے مقابلے میں، ایل ای ڈی ٹریفک لائٹس کی کام کرنے والی زندگی عام طور پر 10 سال تک ہوتی ہے۔ سخت بیرونی ماحول کے اثرات کو مدنظر رکھتے ہوئے، متوقع عمر کو 5-6 سال تک کم کر دینا چاہیے۔ اس وقت، الٹرا ہائی برائٹنس AlGaInP سرخ، نارنجی، اور پیلے رنگ کی LEDs کو صنعتی بنایا گیا ہے اور نسبتاً سستا ہے۔ اگر سرخ الٹرا ہائی برائٹنس LEDs پر مشتمل ماڈیولز کو روایتی سرخ تاپدیپت ٹریفک سگنل ہیڈز کو تبدیل کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، تو سرخ تاپدیپت لیمپوں کی اچانک ناکامی کی وجہ سے حفاظت پر پڑنے والے اثرات کو کم کیا جا سکتا ہے۔ ایک عام ایل ای ڈی ٹریفک سگنل ماڈیول منسلک ایل ای ڈی لائٹس کے کئی سیٹوں پر مشتمل ہوتا ہے۔ مثال کے طور پر 12 انچ سرخ ایل ای ڈی ٹریفک سگنل ماڈیول کو لے کر، منسلک ایل ای ڈی لائٹس کے 3-9 سیٹوں میں، ہر سیٹ میں منسلک ایل ای ڈی لائٹس کی تعداد 70-75 ہے (کل 210-675 ایل ای ڈی لائٹس)۔ جب ایک ایل ای ڈی لائٹ ناکام ہو جاتی ہے، تو یہ سگنلز کے صرف ایک سیٹ کو متاثر کرے گی، اور باقی سیٹ اصل کے 2/3 (67%) یا 8/9 (89%) تک کم ہو جائیں گے، بغیر پورے سگنل ہیڈ کو ناکام بنائے۔ تاپدیپت لیمپ کی طرح.
ایل ای ڈی ٹریفک سگنل ماڈیولز کا بنیادی مسئلہ یہ ہے کہ مینوفیکچرنگ لاگت اب بھی نسبتاً زیادہ ہے۔ مثال کے طور پر 12 انچ کے TS AlGaAs ریڈ ایل ای ڈی ٹریفک سگنل ماڈیول کو لے کر، یہ پہلی بار 1994 میں $350 کی لاگت سے لاگو کیا گیا تھا۔ 1996 تک، بہتر کارکردگی کے ساتھ 12 انچ AlGaInP LED ٹریفک سگنل ماڈیول کی قیمت $200 تھی۔

امید ہے کہ مستقبل قریب میں، InGaN نیلے سبز LED ٹریفک سگنل ماڈیولز کی قیمت AlGaInP سے موازنہ کی جائے گی۔ اگرچہ تاپدیپت ٹریفک سگنل ہیڈز کی قیمت کم ہے، لیکن وہ بہت زیادہ بجلی استعمال کرتے ہیں۔ 12 انچ قطر کے تاپدیپت ٹریفک سگنل ہیڈ کی بجلی کی کھپت 150W ہے، اور سڑک اور فٹ پاتھ کو عبور کرنے والی ٹریفک وارننگ لائٹ کی بجلی کی کھپت 67W ہے۔ حساب کے مطابق، ہر چوراہے پر تاپدیپت سگنل لائٹس کی سالانہ بجلی کی کھپت 18133KWh ہے، جو کہ $1450 کے سالانہ بجلی کے بل کے برابر ہے۔ تاہم، ایل ای ڈی ٹریفک سگنل ماڈیول بہت توانائی کے حامل ہیں، ہر 8-12 انچ سرخ ایل ای ڈی ٹریفک سگنل ماڈیول بالترتیب 15W اور 20W بجلی استعمال کرتے ہیں۔ چوراہوں پر ایل ای ڈی کے نشانات کو تیر والے سوئچ کے ساتھ دکھایا جا سکتا ہے، صرف 9W کی بجلی کی کھپت کے ساتھ۔ حساب کے مطابق، ہر ایک چوراہے پر سالانہ 9916KWh بجلی کی بچت ہو سکتی ہے، جو کہ سالانہ بجلی کے بلوں میں $793 کی بچت کے برابر ہے۔ فی LED ٹریفک سگنل ماڈیول $200 کی اوسط لاگت کی بنیاد پر، ریڈ LED ٹریفک سگنل ماڈیول صرف بچائی گئی بجلی کا استعمال کرتے ہوئے 3 سال کے بعد اپنی ابتدائی لاگت کو بحال کر سکتا ہے، اور مسلسل اقتصادی منافع حاصل کرنا شروع کر سکتا ہے۔ لہذا، فی الحال AlGaInLED ٹریفک انفارمیشن ماڈیولز کا استعمال، اگرچہ لاگت زیادہ لگتی ہے، پھر بھی طویل مدت میں لاگت کے لحاظ سے مؤثر ہے۔