Ultra High Brightness LEDs жана алардын колдонмолору боюнча кыскача талкуу

1970-жылдардагы эң алгачкы GaP жана GaAsP гомоконференциясынын кызыл, сары жана жашыл жарык эффективдүүлүгү төмөн диоддор индикаторлор, санариптик жана тексттик дисплейлерге колдонулган. Ошондон тартып, LED улуттук экономиканын ар кандай тармактарын жана миңдеген үй чарбаларын камтыган ар кандай колдонуу тармактарына кире баштады, анын ичинде аэрокосмостук, учактар, унаалар, өнөр жай колдонмолору, байланыштар, керектөө буюмдары ж.б. 1996-жылга чейин дүйнө жүзү боюнча LED сатуу миллиарддаган долларга жеткен. Светодиоддор көп жылдар бою түсү жана жарыгынын эффективдүүлүгү менен чектелсе да, GaP жана GaAsLEDлер узак иштөө мөөнөтү, жогорку ишенимдүүлүгү, аз иштөө тогу, TTL жана CMOS санариптик схемалары менен шайкештиги жана башка көптөгөн артыкчылыктары менен колдонуучулардын жактыруусуна ээ болушкан.
Акыркы он жылдыкта, жогорку жарыктык жана толук түстүү LED материалдарды жана аппарат технологиясын изилдөөдө алдыңкы темалар болуп калды. Ультра жогорку жарыктык (UHB) жарыктын интенсивдүүлүгү 100 мкд же андан көп болгон LEDди билдирет, ошондой эле Candela (cd) деңгээл LED катары белгилүү. Жогорку жарыктыктагы A1GaInP жана InGaNFEDдин өнүгүү прогресси абдан тез жана азыр GaA1As, GaAsP жана GaP кадимки материалдары жете албаган аткаруу деңгээлине жетти. 1991-жылы Япониянын Toshiba жана Америка Кошмо Штаттарынын HP компаниялары InGaA1P620nm кызгылт сары ультра жогорку жарыктык LEDди иштеп чыгышкан, ал эми 1992-жылы InGaA1P590nm сары ультра жогорку жарыктык LED практикалык колдонууга киргизилген. Ошол эле жылы Toshiba InGaA1P573nm сары жашыл ультра жогорку жарыктык LEDди иштеп чыккан, кадимки жарык интенсивдүүлүгү 2cd. 1994-жылы Япониянын Nichia Corporation компаниясы InGaN450nm көк (жашыл) ультра жогорку жарыктык LEDди иштеп чыккан. Бул учурда, түстүү дисплей үчүн талап кылынган үч негизги түс, кызыл, жашыл, көк, ошондой эле кызгылт сары жана сары жарык диоддорунун бардыгы Candela деңгээлиндеги жарыктын интенсивдүүлүгүнө жетип, ультра жогорку жарыктуулукка жана толук түстүү дисплейге жетишип, сырттагы толук экранга ээ болушту. жарык чыгаруучу түтүктөрдүн түстүү дисплейи чындык. Биздин өлкөдө LED өнүгүүсү 1970-жылдары башталып, өнөр жайы 1980-жылдары пайда болгон. Өлкө боюнча 100дөн ашык ишкана бар, өндүрүүчүлөрдүн 95% посттук таңгак чыгаруу менен алектенет жана керектүү чиптердин дээрлик бардыгы чет өлкөдөн алынып келинет. Технологиялык кайра куруу, технологиялык ачылыштар, алдыңкы чет өлкөлүк жабдууларды жана кээ бир негизги технологияларды киргизүү боюнча бир нече "беш жылдык пландар" аркылуу Кытайдын LED өндүрүш технологиясы алдыга кадам таштады.

1、 Ультра жогорку жарыктыктын LED көрсөткүчү:
GaAsP GaPLED менен салыштырганда, ультра жогорку жарыктуу кызыл A1GaAsLED жогорку жарык эффективдүүлүгүнө ээ, ал эми тунук төмөн контрасттын (TS) A1GaAsLEDдин (640нм) жарык берүүчү эффективдүүлүгү 10 лм/вка жакын, бул кызыл GaAsP GaPLEDдикинен 10 эсе көп. InGaAlPLED абдан жогорку жарыктыгын GaAsP GaPLED сыяктуу түстөрдү камсыз кылат, анын ичинде: жашыл сары (560нм), ачык жашыл сары (570нм), сары (585нм), ачык сары (590нм), кызгылт сары (605нм) жана ачык кызыл (625нм) , кочкул кызыл (640нм)). А1GaInPLED тунук субстраттын жаркыраган эффективдүүлүгүн башка LED түзүмдөрү жана ысытуу жарык булактары менен салыштырганда, InGaAlPLED сиңирүү субстратынын (AS) жаркыраган эффективдүүлүгү 101 м/в, ал эми тунук субстраттын (TS) жарык берүүчү эффективдүүлүгү 201 м/в, бул 10 Толкун узундугунун диапазонундагы GaAsP GaPLEDден -20 эсе жогору 590-626нм; Толкун узундугу 560-570 диапазонунда GaAsP GaPLEDден 2-4 эсе жогору. абдан жогорку жарык InGaNFED көк жана жашыл жарык менен камсыз кылат, көк үчүн 450-480nm толкун узундугу диапазону менен, көк-жашыл үчүн 500nm жана жашыл үчүн 520nm; Анын жарык эффективдүүлүгү 3-151м/в. Ультра жогорку жарыктыктагы светодиоддордун учурдагы жаркыраган эффективдүүлүгү фильтрлери бар ысытуу лампаларынан ашып өттү жана 1 ватттан аз кубаттуулуктагы ысытуу лампаларын алмаштыра алат. Мындан тышкары, LED массивдери 150 ватттан аз кубаттуулуктагы ысытуу лампаларын алмаштыра алат. Көптөгөн тиркемелерде ысытуу лампалары кызыл, кызгылт сары, жашыл жана көк түстөрдү алуу үчүн чыпкаларды колдонушат, ал эми өтө жогорку жарыктыктын диоддору бирдей түскө жетиши мүмкүн. Акыркы жылдары, AlGaInP жана InGaN материалдарынан жасалган ультра жогорку жарыктык LED'лери бир нече (кызыл, көк, жашыл) ультра жогорку жарыктык LED чиптерин бириктирип, чыпкаларга муктаж болбостон ар кандай түстөрдү алууга мүмкүнчүлүк түзүштү. Кызыл, кызгылт сары, сары, жашыл жана көктү кошкондо, алардын жаркыраган эффективдүүлүгү ысытуу лампаларынан ашып, алдыдагы флуоресценттик лампаларга жакын. Жаркыраган жарыктыгы 1000mcd ашты, ал бардык аба ырайы жана толук түстүү дисплейдин муктаждыктарын канааттандыра алат. LED түстүү чоң экран асманды жана океанды чагылдырып, 3D анимацияга жетише алат. Кызыл, жашыл жана көк ультра жогорку жарыктыктын жаңы мууну болуп көрбөгөндөй жетишкендиктерге жетишти

2, Ультра жогорку жарыктык LED колдонуу:
Унаа сигналынын көрсөткүчү: унаанын сыртындагы унаа индикатор жарыктары негизинен багыт жарыктары, арткы жарыктар жана тормоз чырактары болуп саналат; Машинанын ичи негизинен ар кандай аспаптар үчүн жарыктандыруу жана дисплей катары кызмат кылат. Ультра жогорку жарыктык LED автоунаа индикатордук жарыктары үчүн салттуу ысытуу лампаларына салыштырмалуу көптөгөн артыкчылыктарга ээ жана автомобиль өнөр жайында кеңири рынокко ээ. LED күчтүү механикалык соккуларга жана титирөөлөргө туруштук бере алат. LED тормоз чырактарынын орточо иштөө мөөнөтү MTBF ысытуу лампаларына караганда бир нече эсеге жогору, бул машинанын иштөө мөөнөтүнөн алда канча ашат. Ошондуктан, LED тормоз чырактарды тейлөө кароосуз эле бүтүндөй пакеттелген болот. Тунук субстрат Al GaAs жана AlInGaPLED чыпкалары бар ысытуу лампаларына салыштырмалуу бир кыйла жогору жарык эффективдүүлүгүнө ээ, бул LED тормоздук чырактарын жана бурулуш сигналдарын төмөнкү айдоо агымдарында, адатта, ысытуу лампаларынын 1/4 бөлүгүндө гана иштетүүгө мүмкүндүк берет, ошону менен унаалар бара турган аралыкты кыскартат. Төмөнкү электр кубаты, ошондой эле линзалар жана корпустар үчүн төмөнкү температурага туруктуу пластиктерди колдонууга мүмкүндүк берет, интегралдык LED сигнал жарыктарынын ички температуранын көтөрүлүшүн азайтып, ошондой эле унаанын ички зымдар системасынын көлөмүн жана салмагын азайтышы мүмкүн. LED тормоз чырактарынын жооп берүү убактысы 100ns, бул ысытуу лампаларына караганда кыскараак, айдоочулар үчүн көбүрөөк реакция убактысын калтырып, айдоо коопсуздугун жакшыртат. Машинанын тышкы индикатордук жарыктарынын жарыктандыруусу жана түсү так аныкталган. Унаалардын ички жарыктандыруу дисплейи тышкы сигнал чырактары сыяктуу тиешелүү мамлекеттик органдар тарабынан көзөмөлдөнбөсө да, унаа өндүрүүчүлөрү жарык берүүчү диоддордун түсүнө жана жарыктандырууга талаптары бар. GaPLED унааларда көптөн бери колдонулуп келет, ал эми ультра жогорку жарыктык AlGaInP жана InGaNFED түсү жана жарыктандыруу боюнча өндүрүүчүлөрдүн талаптарына жооп бере алгандыктан, унаалардагы көбүрөөк ысытуу лампаларын алмаштырат. Баа жагынан алып караганда, LED жарыктары ысытуу лампаларына салыштырмалуу дагы деле кымбат болсо да, жалпысынан эки системанын ортосунда баада олуттуу айырма жок. Ультра жогорку жарыктык TSAlGaAs жана AlGaInP диоддорунун практикалык өнүгүшү менен акыркы жылдары баалар тынымсыз төмөндөп жатат жана келечекте төмөндөшүнүн масштабы андан да чоң болот.

Жол сигналынын көрсөткүчү: Светофор чырактары, эскертүүчү жарыктар жана белги чырактары үчүн ысытуу лампаларынын ордуна ультра жогорку жаркыраган светодиоддорду колдонуу кеңири рынокко жана тездик менен өсүп жаткан суроо-талапка ээ болуп, дүйнө жүзү боюнча жайылды. 1994-жылы АКШнын Транспорт министрлигинин статистикасына ылайык, Кошмо Штаттарда светофорлор орнотулган 260 000 кесилиш бар жана ар бир кесилиште кеминде 12 кызыл, сары жана көк-жашыл жол сигналдары болушу керек. Көптөгөн кесилиштерде жолду кесип өтүү үчүн кошумча өткөөл белгилер жана жөө жүргүнчүлөр үчүн эскертүүчү жарыктар да орнотулган. Мындай жол менен ар бир кесилиште 20 жол чырак болушу мүмкүн жана алар бир убакта күйүп турушу керек. Америка Кошмо Штаттарында болжол менен 135 миллион светофор бар деп болжолдоого болот. Учурда салттуу ысытуу лампаларын алмаштыруу үчүн ультра жогорку жарыктуулуктагы светодиоддорду колдонуу электр энергиясын жоготууну азайтууда олуттуу натыйжаларга жетишти. Япония светофорлордо жылына болжол менен 1 миллион киловатт электр энергиясын керектейт жана ысытуу лампаларын ультра жогорку жарыктыктагы светодиоддорго алмаштыргандан кийин, анын электр энергиясын керектөөсү баштапкы көрсөткүчтүн 12% гана түзөт.
Ар бир өлкөнүн компетенттүү органдары сигналдын түсүн, жарыктын минималдуу интенсивдүүлүгүн, нурдун мейкиндикте бөлүштүрүлүшүн жана орнотуу чөйрөсүнө талаптарды көрсөтүү менен светофор чырактарына тиешелүү ченемдерди белгилөөгө тийиш. Бул талаптар ысытуу лампаларына негизделгенине карабастан, алар жалпысынан учурда колдонулуп жаткан ультра жогорку жарыктык LED светофор чырактарына тиешелүү. ысытуу лампалары менен салыштырганда, LED светофорлор узак иштөө мөөнөтү бар, жалпысынан 10 жылга чейин. Катаал сырткы чөйрөнүн таасирин эске алуу менен, күтүлгөн жашоо мөөнөтүн 5-6 жылга чейин кыскартуу керек. Азыркы учурда өтө жогорку жарыктыктагы AlGaInP кызыл, кызгылт сары жана сары диоддор индустриялаштырылган жана салыштырмалуу арзан. Эгерде кызыл ультра жогорку жарыктуулуктагы светодиоддордон турган модулдар салттуу кызыл ысытуу светофор сигналдарынын баштарын алмаштыруу үчүн колдонулса, кызыл ысытуу лампаларынын капыстан иштен чыгышынан келип чыккан коопсуздукка тийгизген таасири минималдаштырылышы мүмкүн. Кадимки LED жол сигнал модулу туташкан LED жарыктарынын бир нече топтомунан турат. Мисал катары 12 дюймдук кызыл LED жол сигнал модулун алсак, туташкан LED чырактарынын 3-9 комплектинде, ар бир топтомдо туташкан LED чырактардын саны 70-75 (жалпысынан 210-675 LED чырак). Бир LED жарыгы иштебей калганда, ал сигналдардын бир топтомуна гана таасирин тийгизет, ал эми калган топтомдор баштапкынын 2/3 (67%) же 8/9 (89%) чейин кыскарып, бүт сигналдын башы иштебей калат. ысытуу лампалары сыяктуу.
LED жол сигнал модулдары менен негизги көйгөй өндүрүш наркы дагы эле салыштырмалуу жогору болуп саналат. Мисал катары 12 дюймдук TS AlGaAs кызыл LED жол сигнал модулун алсак, ал биринчи жолу 1994-жылы 350 долларга колдонулган. 1996-жылга карата 12 дюймдук AlGaInP LED жол сигнал модулу жакшыраак иштеши менен 200 долларга бааланган.

Жакынкы келечекте InGaN көк-жашыл LED жол сигнал модулдарынын баасы AlGaInP менен салыштырууга болот деп күтүлүүдө. Светофордун ысытуу баштарынын баасы төмөн болгону менен, алар электр энергиясын көп сарптайт. Диаметри 12 дюйм болгон ысытуу светофордун башынын электр керектөөсү 150 Вт, ал эми жолду жана тротуарды кесип өткөн светофордун энергия керектөөсү 67 Вт. Эсептөөлөргө ылайык, ар бир кесилиште ысытуу сигналдык чырактарынын жылдык электр керектөөсү 18133 кВт саатты түзөт, бул 1450 доллар өлчөмүндөгү жылдык электр энергиясына барабар; Бирок, LED жол сигнал модулдары абдан үнөмдүү болуп саналат, ар бир 8-12 дюймдук кызыл LED жол сигнал модулу 15W жана 20W электр энергиясын керектейт. Кесилиштердеги LED белгилерин жебе өчүргүчтөр менен көрсөтүүгө болот, кубат керектөө болгону 9 Вт. Эсептөөлөргө ылайык, ар бир кесилиш жылына 9916 кВт/саат электр энергиясын үнөмдөй алат, бул жылына электр энергиясына болгон 793 долларды үнөмдөөгө барабар. LED жол сигнал модулунун орточо баасы 200 доллардын негизинде, кызыл LED жол сигнал модулу үнөмдөлгөн электр энергиясын колдонуу менен 3 жылдан кийин өзүнүн баштапкы баасын калыбына келтирип, үзгүлтүксүз экономикалык киреше ала баштайт. Ошондуктан, учурда AlGaInLED трафик маалымат модулдарын колдонуу, баасы жогору болуп көрүнсө да, узак мөөнөттүү келечекте үнөмдүү.

 


Посттун убактысы: 25-окт.2024