Ultra High Brightness LED සහ ඒවායේ යෙදීම් පිළිබඳ කෙටි සාකච්ඡාවක්

1970 ගණන්වල පැරණිතම GaP සහ GaAsP homojunction රතු, කහ සහ කොළ අඩු ආලෝක කාර්යක්ෂම LED දර්ශක ආලෝකය, ඩිජිටල් සහ පෙළ සංදර්ශක සඳහා යොදන ලදී. එතැන් සිට, ජාතික ආර්ථිකයේ විවිධ අංශ සහ දහස් ගණනක් නිවාස ආවරණය කරමින් ගුවන් අභ්‍යවකාශ, ගුවන් යානා, මෝටර් රථ, කාර්මික යෙදුම්, සන්නිවේදන, පාරිභෝගික නිෂ්පාදන ඇතුළු විවිධ යෙදුම් ක්ෂේත්‍රවලට LED ඇතුළු වීමට පටන් ගත්තේය. 1996 වන විට ලොව පුරා LED අලෙවිය ඩොලර් බිලියන ගණනකට ළඟා විය. LEDs වසර ගණනාවක් තිස්සේ වර්ණ හා දීප්තිමත් කාර්යක්ෂමතාවයෙන් සීමා වී ඇතත්, GaP සහ GaAsLEDs දිගු ආයු කාලය, ඉහළ විශ්වසනීයත්වය, අඩු මෙහෙයුම් ධාරාව, ​​TTL සහ CMOS ඩිජිටල් පරිපථ සමඟ ගැළපීම සහ තවත් බොහෝ වාසි නිසා පරිශීලකයින් විසින් ප්‍රිය කර ඇත.
පසුගිය දශකය තුළ, LED ද්‍රව්‍ය සහ උපාංග තාක්‍ෂණය පිළිබඳ පර්යේෂණයේ දී ඉහළ දීප්තිය සහ සම්පූර්ණ වර්ණ අති නවීන මාතෘකා වී ඇත. Ultra high brightness (UHB) යනු 100mcd හෝ ඊට වැඩි ආලෝක තීව්‍රතාවයක් සහිත LED සඳහා වන අතර එය Candela (cd) මට්ටමේ LED ලෙසද හැඳින්වේ. ඉහළ දීප්තියක් සහිත A1GaInP සහ InGaNFED හි සංවර්ධන ප්‍රගතිය ඉතා වේගවත් වන අතර, සාම්ප්‍රදායික ද්‍රව්‍ය GaA1As, GaAsP සහ GaP වෙත ළඟා විය නොහැකි කාර්ය සාධන මට්ටමකට දැන් ළඟා වී ඇත. 1991 දී ජපානයේ Toshiba සහ එක්සත් ජනපදයේ HP විසින් InGaA1P620nm තැඹිලි අතිශය ඉහළ දීප්තියේ LED නිපදවන ලද අතර 1992 දී InGaA1P590nm කහ අතිශය ඉහළ දීප්තියේ LED ප්‍රායෝගික භාවිතයට ගන්නා ලදී. එම වසරේම Toshiba සාමාන්‍ය ආලෝක තීව්‍රතාවය 2cd සහිත InGaA1P573nm කහ කොළ අතිශය ඉහළ දීප්තියේ LED නිපදවන ලදී. 1994 දී ජපානයේ Nichia සංස්ථාව InGaN450nm නිල් (කොළ) අතිශය ඉහළ දීප්තියේ LED නිපදවන ලදී. මෙම අවස්ථාවෙහිදී, වර්ණ සංදර්ශකය සඳහා අවශ්‍ය ප්‍රාථමික වර්ණ තුන වන රතු, කොළ, නිල්, මෙන්ම තැඹිලි සහ කහ LED, සියල්ල කැන්ඩෙලා මට්ටමේ දීප්ති තීව්‍රතාවයට ළඟා වී, අතිශය ඉහළ දීප්තිය සහ පූර්ණ-වර්ණ සංදර්ශකය ලබා ගනිමින් එළිමහන් පූර්ණ- ආලෝකය විමෝචනය කරන නල වල වර්ණ සංදර්ශකය යථාර්ථයකි. අපේ රටේ LED සංවර්ධනය 1970 ගණන්වල ආරම්භ වූ අතර 1980 ගණන්වල කර්මාන්තය මතු විය. රට පුරා ව්‍යවසායන් 100 කට වඩා ඇති අතර, නිෂ්පාදකයින්ගෙන් 95% ක් පසු ඇසුරුම් නිෂ්පාදනයේ නියැලී සිටින අතර අවශ්‍ය චිප්ස් සියල්ලම පාහේ පිටරටින් ආනයනය කරනු ලැබේ. තාක්‍ෂණික පරිවර්තනය, තාක්‍ෂණික ජයග්‍රහණ, දියුණු විදේශීය උපකරණ හඳුන්වාදීම සහ ප්‍රධාන තාක්‍ෂණ කිහිපයක් සඳහා “පස් අවුරුදු සැලසුම්” කිහිපයක් හරහා චීනයේ LED නිෂ්පාදන තාක්‍ෂණය පියවරක් ඉදිරියට තබා ඇත.

1, අතිශය ඉහළ දීප්තියේ LED කාර්ය සාධනය:
GaAsP GaPLED හා සසඳන විට, අති-ඉහළ දීප්තියේ රතු A1GaAsLED ඉහළ දීප්තිමත් කාර්යක්ෂමතාවයක් ඇති අතර, විනිවිද පෙනෙන අඩු පරස්පර (TS) A1GaAsLED (640nm) හි දීප්තිමත් කාර්යක්ෂමතාව 10lm/w ට ආසන්න වේ, එය GaPLEDAs වලට වඩා 10 ගුණයකින් වැඩිය. Ultra-high දීප්තිය InGaAlPLED GaAsP GaPLED හා සමාන වර්ණ සපයයි, ඇතුළුව: කොළ කහ (560nm), ලා කොළ කහ (570nm), කහ (585nm), ලා කහ (590nm), තැඹිලි (605nm) සහ ලා රතු (625nm) , තද රතු (640nm)). අනෙකුත් LED ව්‍යුහයන් සහ තාපදීප්ත ආලෝක ප්‍රභවයන් සමඟ පාරදෘශ්‍ය උපස්ථරය A1GaInPLED හි දීප්තිමත් කාර්යක්ෂමතාව සසඳන විට, InGaAlPLED අවශෝෂණ උපස්ථරයේ (AS) දීප්තිමත් කාර්යක්ෂමතාව 101m/w වන අතර විනිවිද පෙනෙන උපස්ථරයේ (TS) දීප්තිමත් කාර්යක්ෂමතාව 201m/w0 වේ. -GAsP වලට වඩා 20 ගුණයකින් වැඩිය 590-626nm තරංග ආයාම පරාසය තුළ GaPLED; 560-570 තරංග ආයාම පරාසය තුළ එය GaAsP GaPLED ට වඩා 2-4 ගුණයකින් වැඩි වේ. Ultra-high දීප්තිය InGaNFED නිල් සහ කොළ ආලෝකය සපයයි, තරංග ආයාම පරාසය නිල් සඳහා 450-480nm, නිල්-කොළ සඳහා 500nm සහ කොළ සඳහා 520nm; එහි දීප්තිමත් කාර්යක්ෂමතාව 3-151m/w වේ. අධි-ඉහළ දීප්තිය LED ​​වල වත්මන් දීප්තිමත් කාර්යක්ෂමතාවය පෙරහන් සහිත තාපදීප්ත ලාම්පු ඉක්මවා ගොස් ඇති අතර, වොට් 1 ට අඩු බලයක් සහිත තාපදීප්ත ලාම්පු ආදේශ කළ හැකිය. එපමණක් නොව, LED අරා වොට් 150 ට අඩු බලයක් සහිත තාපදීප්ත ලාම්පු ආදේශ කළ හැකිය. බොහෝ යෙදුම් සඳහා, තාපදීප්ත බල්බ රතු, තැඹිලි, කොළ සහ නිල් වර්ණ ලබා ගැනීමට පෙරහන් භාවිතා කරන අතර අතිශය ඉහළ දීප්තියක් සහිත LED භාවිතා කිරීමෙන් එකම වර්ණය ලබා ගත හැකිය. මෑත වසරවලදී, AlGaInP සහ InGaN ද්‍රව්‍යවලින් සාදන ලද අතිශය ඉහළ දීප්තියේ LED බහු (රතු, නිල්, කොළ) අතිශය ඉහළ දීප්තියේ LED චිප් එකට ඒකාබද්ධ කර ඇති අතර, පෙරහන් අවශ්‍යතාවයකින් තොරව විවිධ වර්ණ සඳහා ඉඩ ලබා දේ. රතු, තැඹිලි, කහ, කොළ සහ නිල් ඇතුළුව, ඒවායේ දීප්තිමත් කාර්යක්ෂමතාව තාපදීප්ත ලාම්පු ඉක්මවා ඇති අතර ඉදිරි ප්‍රතිදීප්ත ලාම්පු වලට සමීප වේ. දීප්තිමත් දීප්තිය 1000mcd ඉක්මවා ඇති අතර, එළිමහන් සියලු කාලගුණ සහ සම්පූර්ණ වර්ණ සංදර්ශකයේ අවශ්‍යතා සපුරාලිය හැකිය. LED වර්ණ විශාල තිරයට අහස සහ සාගරය නියෝජනය කළ හැකි අතර, ත්‍රිමාණ සජීවිකරණය ලබා ගත හැක. නව පරම්පරාවේ රතු, කොළ සහ නිල් අතිශය ඉහළ දීප්තියේ LED පෙර නොවූ විරූ ලෙස ලබා ඇත

2, අතිශය ඉහළ දීප්තිය LED ​​යෙදීම:
මෝටර් රථ සංඥා ඇඟවීම: මෝටර් රථයේ පිටත මෝටර් රථ දර්ශක ආලෝකය ප්රධාන වශයෙන් දිශා පහන්, ටේල් ලයිට් සහ තිරිංග ලයිට් වේ; මෝටර් රථයේ අභ්යන්තරය ප්රධාන වශයෙන් විවිධ උපකරණ සඳහා ආලෝකය සහ සංදර්ශකය ලෙස සේවය කරයි. Ultra high brightness LED මෝටර් රථ දර්ශක ලාම්පු සඳහා සාම්ප්රදායික තාපදීප්ත ලාම්පු සමඟ සසඳන විට බොහෝ වාසි ඇති අතර මෝටර් රථ කර්මාන්තයේ පුළුල් වෙළඳපොළක් ඇත. LED වලට ශක්තිමත් යාන්ත්‍රික කම්පන සහ කම්පන වලට ඔරොත්තු දිය හැකිය. LED තිරිංග ලයිට් වල සාමාන්‍ය සේවා කාලය MTBF තාපදීප්ත බල්බ වලට වඩා විශාලත්වයේ ඇණවුම් කිහිපයක් වන අතර එය මෝටර් රථයේ සේවා කාලය ඉක්මවා යයි. එබැවින්, LED තිරිංග ලාම්පු නඩත්තු කිරීම නොසලකා සමස්තයක් ලෙස ඇසුරුම් කළ හැකිය. පාරදෘශ්‍ය උපස්ථරය Al GaAs සහ AlInGaPLED ෆිල්ටර සහිත තාපදීප්ත බල්බ හා සසඳන විට සැලකිය යුතු ඉහළ දීප්තිමත් කාර්යක්ෂමතාවයක් ඇත, LED තිරිංග ලයිට් සහ හැරවුම් සංඥා අඩු රියදුරු ධාරා වල ක්‍රියා කිරීමට ඉඩ සලසයි, සාමාන්‍යයෙන් තාපදීප්ත බල්බ වලින් 1/4 ක් පමණක් වන අතර එමඟින් මෝටර් රථවලට ගමන් කළ හැකි දුර අඩු වේ. අඩු විදුලි බලය මඟින් මෝටර් රථයේ අභ්‍යන්තර රැහැන් පද්ධතියේ පරිමාව සහ බර අඩු කළ හැකි අතර, ඒකාබද්ධ LED සංඥා ලාම්පුවල අභ්‍යන්තර උෂ්ණත්වය ඉහළ යාම අඩු කරයි, කාච සහ නිවාස සඳහා අඩු උෂ්ණත්ව ප්‍රතිරෝධයක් සහිත ප්ලාස්ටික් භාවිතයට ඉඩ සලසයි. LED තිරිංග ලාම්පු වල ප්‍රතිචාර කාලය 100ns වන අතර එය තාපදීප්ත ලාම්පු වලට වඩා කෙටි වන අතර රියදුරන් සඳහා වැඩි ප්‍රතික්‍රියා කාලය ඉතිරි කර රිය පැදවීමේ ආරක්ෂාව වැඩි දියුණු කරයි. මෝටර් රථයේ බාහිර දර්ශක ආලෝකයේ ආලෝකය සහ වර්ණය පැහැදිලිව නිර්වචනය කර ඇත. මෝටර් රථවල අභ්‍යන්තර ආලෝක සංදර්ශකය බාහිර සංඥා ලයිට් වැනි අදාළ රජයේ දෙපාර්තමේන්තු මගින් පාලනය නොකළද, මෝටර් රථ නිෂ්පාදකයින්ට LED වල වර්ණය සහ ආලෝකය සඳහා අවශ්‍යතා ඇත. GaPLED දිගු කලක් මෝටර් රථවල භාවිතා කර ඇති අතර, අතිශය ඉහළ දීප්තිය AlGaInP සහ InGaNFED වර්ණ හා ආලෝකය අනුව නිෂ්පාදකයින්ගේ අවශ්යතා සපුරාලීමට ඇති හැකියාව හේතුවෙන් මෝටර් රථවල වැඩි තාපදීප්ත බල්බ වෙනුවට ආදේශ කරනු ඇත. මිල දෘෂ්ටිකෝණයකින්, LED විදුලි පහන් තවමත් තාපදීප්ත ලාම්පු වලට සාපේක්ෂව මිල අධික වුවද, සමස්තයක් ලෙස පද්ධති දෙක අතර මිලෙහි සැලකිය යුතු වෙනසක් නොමැත. Ultra-high Brightness TSAlGaAs සහ AlGaInP LED වල ප්‍රායෝගික සංවර්ධනයත් සමඟ මෑත වසරවලදී මිල ගණන් අඛණ්ඩව අඩුවෙමින් පවතින අතර අනාගතයේදී අඩුවීමේ විශාලත්වය තවත් වැඩි වනු ඇත.

රථවාහන සංඥා ඇඟවීම: රථවාහන සංඥා ලාම්පු, අනතුරු ඇඟවීමේ ලාම්පු සහ සංඥා ලාම්පු සඳහා තාපදීප්ත ලාම්පු වෙනුවට අතිශය ඉහළ දීප්තියේ LED භාවිතා කිරීම දැන් ලොව පුරා ව්යාප්ත වී ඇති අතර, පුළුල් වෙළඳපොළක් සහ වේගයෙන් වර්ධනය වන ඉල්ලුමක් ඇත. 1994 දී එක්සත් ජනපද ප්‍රවාහන දෙපාර්තමේන්තුවේ සංඛ්‍යාලේඛනවලට අනුව, එක්සත් ජනපදයේ රථවාහන සංඥා සවි කර ඇති මංසන්ධි 260000 ක් තිබූ අතර, සෑම මංසන්ධියකටම අවම වශයෙන් රතු, කහ සහ නිල්-කොළ මාර්ග සංඥා 12 ක් තිබිය යුතුය. බොහෝ මංසන්ධිවල අමතර සංක්‍රාන්ති සලකුණු සහ මාර්ගය හරහා ගමන් කිරීම සඳහා පදික මාරු අනතුරු ඇඟවීමේ ලාම්පු ද ඇත. මේ ආකාරයෙන්, එක් එක් මංසන්ධිය තුළ රථවාහන ලයිට් 20 ක් තිබිය හැකි අතර, ඒවා එකවරම දැල්විය යුතුය. එක්සත් ජනපදයේ මාර්ග සංඥා මිලියන 135 ක් පමණ ඇති බව අනුමාන කළ හැකිය. වර්තමානයේදී, සම්ප්රදායික තාපදීප්ත ලාම්පු වෙනුවට අති-ඉහළ දීප්තියේ LED භාවිතා කිරීම බලශක්ති පාඩු අවම කිරීම සඳහා සැලකිය යුතු ප්රතිඵල ලබා ඇත. ජපානය රථවාහන ලයිට් මත වසරකට කිලෝවොට් මිලියන 1 ක් පමණ විදුලිය පරිභෝජනය කරන අතර, තාපදීප්ත බල්බ අතිශයින් ඉහළ දීප්තියක් සහිත LED ආදේශ කිරීමෙන් පසු එහි විදුලි පරිභෝජනය මුල් ප්‍රමාණයෙන් 12% ක් පමණි.
සෑම රටකම නිසි බලධාරීන් රථවාහන සංඥා ලාම්පු සඳහා අනුරූප රෙගුලාසි ස්ථාපිත කළ යුතුය, සංඥාවේ වර්ණය, අවම ආලෝක තීව්‍රතාවය, කදම්භයේ අවකාශීය බෙදා හැරීමේ රටාව සහ ස්ථාපන පරිසරය සඳහා අවශ්‍යතා නියම කරයි. මෙම අවශ්‍යතා තාපදීප්ත බල්බ මත පදනම් වුව ද, ඒවා සාමාන්‍යයෙන් දැනට භාවිත වන අතිශය ඉහළ දීප්තියක් සහිත LED රථවාහන සංඥා ලාම්පු සඳහා අදාළ වේ. තාපදීප්ත ලාම්පු සමඟ සසඳන විට, LED රථවාහන ලයිට් දිගු සේවා කාලයක් ඇත, සාමාන්යයෙන් වසර 10 ක් දක්වා. කටුක එළිමහන් පරිසරයේ බලපෑම සැලකිල්ලට ගනිමින්, අපේක්ෂිත ආයු කාලය අවුරුදු 5-6 දක්වා අඩු කළ යුතුය. වර්තමානයේදී, අල්ට්‍රා-ඉහළ දීප්තිය AlGaInP රතු, තැඹිලි සහ කහ LED කාර්මිකකරණය වී ඇති අතර ඒවා සාපේක්ෂව මිල අඩුය. සාම්ප්‍රදායික රතු තාපදීප්ත රථවාහන සංඥා ප්‍රධාන ආදේශ කිරීම සඳහා රතු අතිශය ඉහළ දීප්තියේ LED වලින් සමන්විත මොඩියුල භාවිතා කරන්නේ නම්, රතු තාපදීප්ත ලාම්පු හදිසියේ අසාර්ථක වීමෙන් ආරක්ෂාවට ඇති බලපෑම අවම කර ගත හැකිය. සාමාන්‍ය LED ​​රථවාහන සංඥා මොඩියුලයක් සම්බන්ධිත LED විදුලි පහන් කට්ටල කිහිපයකින් සමන්විත වේ. උදාහරණයක් ලෙස අඟල් 12ක රතු LED රථවාහන සංඥා මොඩියුලයක් ගතහොත්, සම්බන්ධිත LED ලයිට් කට්ටල 3-9ක් තුළ, එක් එක් කට්ටලය තුළ සම්බන්ධිත LED විදුලි පහන් ගණන 70-75 (මුළු LED විදුලි පහන් 210-675) වේ. එක් LED ආලෝකයක් අසාර්ථක වූ විට, එය බලපාන්නේ එක් සංඥා කට්ටලයකට පමණක් වන අතර, ඉතිරි කට්ටල 2/3 (67%) හෝ 8/9 (89%) දක්වා අඩු කරනු ලැබේ, සම්පූර්ණ සංඥා හිස අසාර්ථක වීමට හේතු නොවේ. තාපදීප්ත ලාම්පු වගේ.
LED රථවාහන සංඥා මොඩියුලවල ප්රධාන ගැටළුව වන්නේ නිෂ්පාදන පිරිවැය තවමත් සාපේක්ෂව ඉහළ මට්ටමක පැවතීමයි. උදාහරණයක් ලෙස අඟල් 12 TS AlGaAs රතු LED රථවාහන සංඥා මොඩියුලය ගෙන, එය ප්‍රථම වරට $350 ක වියදමින් 1994 දී යොදන ලදී. 1996 වන විට, වඩා හොඳ කාර්ය සාධනයක් සහිත අඟල් 12 AlGaInP LED රථවාහන සංඥා මොඩියුලය ඩොලර් 200 ක් විය.

නුදුරු අනාගතයේ දී InGaN නිල්-කොළ LED රථවාහන සංඥා මොඩියුලවල මිල AlGaInP හා සැසඳිය හැකි වනු ඇතැයි අපේක්ෂා කෙරේ. තාපදීප්ත රථවාහන සංඥා හිස්වල පිරිවැය අඩු වුවද, ඔවුන් විශාල වශයෙන් විදුලිය පරිභෝජනය කරයි. අඟල් 12 ක විශ්කම්භයකින් යුත් තාපදීප්ත රථවාහන සංඥා හිසක බලශක්ති පරිභෝජනය 150W වන අතර, මාර්ගය සහ පදික වේදිකාව හරහා ගමන් කරන රථවාහන අනතුරු ඇඟවීමේ ආලෝකයක බලශක්ති පරිභෝජනය 67W වේ. ගණනය කිරීම්වලට අනුව, එක් එක් මංසන්ධියේ තාපදීප්ත සංඥා ලාම්පුවල වාර්ෂික බලශක්ති පරිභෝජනය 18133KWh වන අතර එය වාර්ෂික විදුලි බිල ඩොලර් 1450 ට සමාන වේ; කෙසේ වෙතත්, LED රථවාහන සංඥා මොඩියුල ඉතා බලශක්ති කාර්යක්ෂම වේ, එක් එක් අඟල් 8-12 රතු LED රථවාහන සංඥා මොඩියුලය පිළිවෙලින් 15W සහ 20W විදුලිය පරිභෝජනය කරයි. මංසන්ධිවල ඇති LED සංඥා ඊතල ස්විච සමඟ ප්රදර්ශනය කළ හැකි අතර, බලශක්ති පරිභෝජනය 9W පමණි. ගණනය කිරීම් වලට අනුව, සෑම මංසන්ධියකටම වසරකට 9916KWh විදුලිය ඉතිරි කර ගත හැකි අතර එය වසරකට ඩොලර් 793 ක විදුලි බිල ඉතිරි කිරීමට සමාන වේ. LED රථවාහන සංඥා මොඩියුලය සඳහා ඩොලර් 200 ක සාමාන්‍ය පිරිවැයක් මත පදනම්ව, රතු LED රථවාහන සංඥා මොඩියුලයට වසර 3 කට පසු ඉතිරි කරන ලද විදුලිය පමණක් භාවිතා කර එහි මූලික පිරිවැය අයකර ගත හැකි අතර අඛණ්ඩ ආර්ථික ප්‍රතිලාභ ලැබීමට පටන් ගනී. එබැවින්, දැනට AlGaInLED ගමනාගමන තොරතුරු මොඩියුල භාවිතා කරයි, පිරිවැය ඉහළ යැයි පෙනුනද, දිගු කාලීනව තවමත් ලාභදායී වේ.

 


පසු කාලය: ඔක්තෝබර්-25-2024