Ultra Yüksək Parlaqlıq LEDləri və Onların Tətbiqləri Haqqında Qısa Müzakirə

1970-ci illərdə ən erkən GaP və GaAsP homojunction qırmızı, sarı və yaşıl aşağı işıq səmərəliliyi LED-ləri göstərici işıqlarına, rəqəmsal və mətn displeylərinə tətbiq edilmişdir. Bundan sonra, LED milli iqtisadiyyatın müxtəlif sahələrini və minlərlə ev təsərrüfatını əhatə edən aerokosmik, təyyarə, avtomobil, sənaye tətbiqləri, rabitə, istehlak məhsulları və s. daxil olmaqla müxtəlif tətbiq sahələrinə daxil olmağa başladı. 1996-cı ilə qədər bütün dünyada LED satışları milyardlarla dollara çatdı. Uzun illərdir ki, LED-lər rəng və işıq səmərəliliyi ilə məhdudlaşsa da, GaP və GaAsLED-lər uzun ömür müddəti, yüksək etibarlılıq, aşağı əməliyyat cərəyanı, TTL və CMOS rəqəmsal sxemləri ilə uyğunluq və bir çox digər üstünlüklərə görə istifadəçilər tərəfindən bəyənilib.
Son onillikdə yüksək parlaqlıq və tam rəng LED materiallarının və cihaz texnologiyasının tədqiqində ən müasir mövzular olmuşdur. Ultra yüksək parlaqlıq (UHB) işıq intensivliyi 100 mcd və ya daha çox olan, həmçinin Candela (cd) səviyyəli LED kimi tanınan LED-ə aiddir. Yüksək parlaqlıqlı A1GaInP və InGaNFED-in inkişaf tərəqqisi çox sürətlidir və indi GaA1As, GaAsP və GaP ənənəvi materiallarının əldə edə bilmədiyi performans səviyyəsinə çatmışdır. 1991-ci ildə Yaponiyanın Toshiba və Amerika Birləşmiş Ştatlarının HP şirkətləri InGaA1P620nm narıncı ultra yüksək parlaqlıqlı LED-i hazırladılar və 1992-ci ildə InGaA1P590nm sarı ultra yüksək parlaqlıqlı LED praktik istifadəyə verildi. Elə həmin il Toshiba normal işıq intensivliyi 2 cd olan InGaA1P573nm sarı yaşıl ultra yüksək parlaqlıqlı LED-i hazırladı. 1994-cü ildə Yaponiyanın Nichia Korporasiyası InGaN450nm mavi (yaşıl) ultra yüksək parlaqlıqlı LED-i hazırladı. Bu nöqtədə rəngli displey üçün tələb olunan üç əsas rəng, qırmızı, yaşıl, mavi, eləcə də narıncı və sarı LED-lərin hamısı Candela səviyyəsində işıq intensivliyinə çatmış, ultra yüksək parlaqlığa və tam rəngli ekrana nail olmaqla, açıq havada tam rəngli ekrana malikdir. işıq yayan boruların rəngli ekranı reallıqdır. Ölkəmizdə LED-in inkişafı 1970-ci illərdə başlayıb, sənaye isə 1980-ci illərdə yaranıb. Ölkə üzrə 100-dən çox müəssisə var, istehsalçıların 95%-i qablaşdırmadan sonrakı istehsalla məşğuldur və tələb olunan çiplərin demək olar ki, hamısı xaricdən gətirilir. Texnoloji transformasiya, texnoloji nailiyyətlər, qabaqcıl xarici avadanlıqların və bəzi əsas texnologiyaların tətbiqi üçün bir neçə “Beşillik Plan” vasitəsilə Çinin LED istehsal texnologiyası irəliyə doğru bir addım atdı.

1、 Ultra yüksək parlaqlıqlı LED-in performansı:
GaAsP GaPLED ilə müqayisədə ultra yüksək parlaqlıqlı qırmızı A1GaAsLED daha yüksək işıq səmərəliliyinə malikdir və şəffaf aşağı kontrastlı (TS) A1GaAsLED (640nm) parlaq effektivliyi 10lm/w-a yaxındır ki, bu da qırmızı GaAsP GaPLED-dən 10 dəfə çoxdur. Ultra yüksək parlaqlıq InGaAlPLED GaAsP GaPLED ilə eyni rəngləri təmin edir, o cümlədən: yaşıl sarı (560nm), açıq yaşıl sarı (570nm), sarı (585nm), açıq sarı (590nm), narıncı (605nm) və açıq qırmızı (625nm) , tünd qırmızı (640nm)). A1GaInPLED şəffaf substratının işıq səmərəliliyini digər LED strukturları və közərmə işıq mənbələri ilə müqayisə etdikdə, InGaAlPLED uducu substratın (AS) işıq səmərəliliyi 101 m/w, şəffaf substratın (TS) işıq səmərəliliyi isə 10 m olan 201 m/w təşkil edir. Dalğa uzunluğu diapazonunda GaAsP GaPLED-dən 20 dəfə yüksəkdir 590-626 nm; 560-570 dalğa uzunluğu diapazonunda GaAsP GaPLED-dən 2-4 dəfə yüksəkdir. Ultra yüksək parlaqlıq InGaNFED mavi və yaşıl işıq təmin edir, mavi üçün 450-480nm, mavi-yaşıl üçün 500nm və yaşıl üçün 520nm dalğa uzunluğu diapazonu ilə; Onun işıq səmərəliliyi 3-151 m/w-dir. Ultra yüksək parlaqlıqlı LED-lərin cari işıq səmərəliliyi filtrli közərmə lampalarını üstələyib və 1 vattdan az gücə malik közərmə lampalarını əvəz edə bilər. Üstəlik, LED massivləri 150 vattdan az gücə malik közərmə lampalarını əvəz edə bilər. Bir çox tətbiq üçün közərmə lampaları qırmızı, narıncı, yaşıl və mavi rəngləri əldə etmək üçün filtrlərdən istifadə edir, ultra yüksək parlaqlıqlı LED-lərdən isə eyni rəng əldə edə bilərsiniz. Son illərdə AlGaInP və InGaN materiallarından hazırlanmış ultra yüksək parlaqlıqlı LED-lər çoxsaylı (qırmızı, mavi, yaşıl) ultra yüksək parlaqlıqlı LED çiplərini birləşdirərək, filtrlərə ehtiyac olmadan müxtəlif rəngləri əldə etməyə imkan verir. Qırmızı, narıncı, sarı, yaşıl və mavi daxil olmaqla, onların işıq səmərəliliyi közərmə lampalarının effektivliyini üstələyib və irəli flüoresan lampalara yaxındır. İşıqlı parlaqlıq 1000 mcd-i keçdi, bu, açıq havada və tam rəngli ekran ehtiyaclarını ödəyə bilər. LED rəngli böyük ekran səmanı və okeanı təmsil edə və 3D animasiya əldə edə bilər. Qırmızı, yaşıl və mavi ultra yüksək parlaqlıqlı LED-lərin yeni nəsli misli görünməmiş nəticə əldə etdi

2、 Ultra yüksək parlaqlıqlı LED tətbiqi:
Avtomobil siqnalının göstəricisi: Avtomobilin kənarındakı avtomobil göstərici işıqları əsasən istiqamət işıqları, arxa işıqlar və əyləc işıqlarıdır; Avtomobilin salonu əsasən müxtəlif alətlər üçün işıqlandırma və displey kimi xidmət edir. Ultra yüksək parlaqlıqlı LED avtomobil göstərici işıqları üçün ənənəvi közərmə lampaları ilə müqayisədə bir çox üstünlüklərə malikdir və avtomobil sənayesində geniş bazara malikdir. LED-lər güclü mexaniki zərbələrə və vibrasiyaya davamlıdır. LED əyləc işıqlarının MTBF-nin orta işləmə müddəti közərmə lampalarınınkindən bir neçə dəfə yüksəkdir və avtomobilin özünün işləmə müddətindən xeyli çoxdur. Buna görə də, LED əyləc işıqları baxım nəzərə alınmadan bütöv şəkildə qablaşdırıla bilər. Şəffaf substrat Al GaAs və AlInGaPLED filtrli közərmə lampaları ilə müqayisədə əhəmiyyətli dərəcədə yüksək işıq səmərəliliyinə malikdir, bu da LED əyləc işıqlarının və dönmə siqnallarının aşağı hərəkət cərəyanlarında, adətən közərmə lampalarının yalnız 1/4-də işləməsinə imkan verir və bununla da avtomobillərin keçə biləcəyi məsafəni azaldır. Aşağı elektrik enerjisi həmçinin avtomobilin daxili naqil sisteminin həcmini və çəkisini azalda bilər, eyni zamanda inteqrasiya olunmuş LED siqnal işıqlarının daxili temperatur artımını azalda bilər, linzalar və korpuslar üçün daha aşağı temperatur müqavimətinə malik plastiklərdən istifadə etməyə imkan verir. LED əyləc işıqlarının cavab müddəti 100 ns-dir, bu, közərmə lampalarından daha qısadır, sürücülər üçün daha çox reaksiya vaxtı buraxır və sürücülük təhlükəsizliyini artırır. Avtomobilin xarici göstərici işıqlarının işıqlandırılması və rəngi aydın şəkildə müəyyən edilib. Avtomobillərin daxili işıqlandırma ekranı xarici siqnal işıqları kimi müvafiq dövlət idarələri tərəfindən idarə olunmasa da, avtomobil istehsalçılarının LED-lərin rəngi və işıqlandırılması ilə bağlı tələbləri var. GaPLED avtomobillərdə çoxdan istifadə olunur və ultra yüksək parlaqlıq AlGaInP və InGaNFED rəng və işıqlandırma baxımından istehsalçıların tələblərinə cavab vermək qabiliyyətinə görə avtomobillərdə daha çox közərmə lampalarını əvəz edəcək. Qiymət baxımından LED işıqlar közərmə lampaları ilə müqayisədə hələ də nisbətən bahalı olsa da, bütövlükdə iki sistem arasında qiymətdə ciddi fərq yoxdur. Ultra yüksək parlaqlığa malik TSAlGaAs və AlGaInP LED-lərin praktik inkişafı ilə qiymətlər son illərdə davamlı olaraq azalmaqdadır və azalmanın miqyası gələcəkdə daha da böyük olacaqdır.

Trafik siqnalının göstəricisi: Svetofor işıqları, xəbərdarlıq işıqları və işarə işıqları üçün közərmə lampaları əvəzinə ultra yüksək parlaqlıqlı LED-lərdən istifadə geniş bazar və sürətlə artan tələbatla indi bütün dünyaya yayılıb. ABŞ Nəqliyyat Departamentinin 1994-cü ildəki statistik məlumatlarına görə, ABŞ-da yol siqnallarının quraşdırıldığı 260 000 kəsişmə var və hər kəsişmədə ən azı 12 qırmızı, sarı və mavi-yaşıl yol siqnalı olmalıdır. Bir çox yolayrıclarında yolu keçmək üçün əlavə keçid nişanları və piyada keçidi xəbərdaredici işıqları da var. Bu yolla hər kəsişmədə 20 işıqfor ola bilər və onlar eyni vaxtda yanmalıdır. Belə qənaətə gəlmək olar ki, ABŞ-da təxminən 135 milyon işıqfor var. Hazırda ənənəvi közərmə lampalarını əvəz etmək üçün ultra yüksək parlaqlığa malik LED-lərin istifadəsi enerji itkisinin azaldılmasında əhəmiyyətli nəticələr əldə etmişdir. Yaponiya svetoforlarda ildə təxminən 1 milyon kilovat elektrik enerjisi istehlak edir və közərmə lampalarını ultra yüksək parlaqlığa malik LED-lərlə əvəz etdikdən sonra onun elektrik istehlakı orijinalın cəmi 12%-ni təşkil edir.
Hər bir ölkənin səlahiyyətli orqanları siqnalın rəngini, minimum işıqlandırma intensivliyini, şüanın məkan paylanması sxemini və quraşdırma mühitinə tələbləri göstərən svetofor işıqları üçün müvafiq qaydalar müəyyən etməlidir. Bu tələblər közərmə lampalarına əsaslansa da, ümumiyyətlə, hazırda istifadə olunan ultra yüksək parlaqlıqlı LED svetofor işıqlarına şamil edilir. Közərmə lampaları ilə müqayisədə, LED svetoforları daha uzun müddətə malikdir, ümumiyyətlə 10 ilə qədər. Sərt xarici mühitin təsirini nəzərə alaraq, gözlənilən istifadə müddəti 5-6 ilə qədər azaldılmalıdır. Hazırda ultra yüksək parlaqlıqlı AlGaInP qırmızı, narıncı və sarı LED-lər sənayeləşdirilmişdir və nisbətən ucuzdur. Ənənəvi qırmızı közərmə trafik siqnal başlıqlarını əvəz etmək üçün qırmızı ultra yüksək parlaqlıqlı LED-lərdən ibarət modullardan istifadə edilərsə, qırmızı közərmə lampalarının qəfil sıradan çıxması nəticəsində təhlükəsizliyə təsir minimuma endirilə bilər. Tipik bir LED trafik siqnal modulu birləşdirilmiş LED işıqlarının bir neçə dəstindən ibarətdir. Nümunə olaraq 12 düymlük qırmızı LED trafik siqnal modulunu götürsək, 3-9 dəst birləşdirilmiş LED işıqlarda, hər dəstdə qoşulmuş LED işıqların sayı 70-75 (cəmi 210-675 LED işıq) təşkil edir. Bir LED işığı uğursuz olduqda, o, yalnız bir siqnal dəstinə təsir edəcək və qalan dəstlər bütün siqnal başlığının sıradan çıxmasına səbəb olmadan orijinalın 2/3 (67%) və ya 8/9 (89%) qədər azalacaq. közərmə lampaları kimi.
LED trafik siqnal modullarının əsas problemi istehsal dəyərinin hələ də nisbətən yüksək olmasıdır. Nümunə olaraq 12 düymlük TS AlGaAs qırmızı LED trafik siqnal modulunu götürsək, ilk dəfə 1994-cü ildə 350 dollar dəyərində tətbiq edilib. 1996-cı ilə qədər daha yaxşı performansa malik 12 düymlük AlGaInP LED trafik siqnal modulu 200 dollara başa gəldi.

Yaxın gələcəkdə InGaN mavi-yaşıl LED trafik siqnal modullarının qiymətinin AlGaInP ilə müqayisə oluna biləcəyi gözlənilir. Közərmə svetofor başlıqlarının qiyməti aşağı olsa da, onlar çoxlu elektrik enerjisi sərf edirlər. 12 düym diametrli közərmə işıq siqnalı başlığının enerji istehlakı 150 Vt, yoldan və səkidən keçən svetoforun enerji istehlakı isə 67 Vt-dır. Hesablamalara görə, hər kəsişmədə közərmə siqnal işıqlarının illik enerji istehlakı 18133KWh təşkil edir ki, bu da 1450 dollarlıq illik elektrik haqqına bərabərdir; Bununla belə, LED trafik siqnal modulları çox enerji qənaətlidir, hər 8-12 düymlük qırmızı LED trafik siqnal modulu müvafiq olaraq 15W və 20W elektrik enerjisi istehlak edir. Yol kəsişmələrindəki LED işarələri yalnız 9W enerji istehlakı ilə ox açarları ilə göstərilə bilər. Hesablamalara görə, hər kəsişmə ildə 9916 kVt/saat elektrik enerjisinə qənaət edə bilər ki, bu da ildə 793 dollar elektrik enerjisinə qənaət etməyə bərabərdir. Bir LED trafik siqnalı modulu üçün orta hesabla 200 dollar dəyərində olan qırmızı LED trafik siqnal modulu yalnız qənaət edilmiş elektrik enerjisindən istifadə edərək 3 ildən sonra ilkin dəyərini bərpa edə və davamlı iqtisadi gəlir əldə etməyə başlaya bilər. Buna görə də, hazırda AlGaInLED trafik məlumat modullarından istifadə, dəyəri yüksək görünsə də, uzunmüddətli perspektivdə hələ də qənaətcildir.

 


Göndərmə vaxtı: 25 oktyabr 2024-cü il