అల్ట్రా హై బ్రైట్‌నెస్ LED లు మరియు వాటి అప్లికేషన్‌లపై సంక్షిప్త చర్చ

1970లలో మొట్టమొదటి GaP మరియు GaAsP హోమోజంక్షన్ ఎరుపు, పసుపు మరియు ఆకుపచ్చ తక్కువ ప్రకాశించే సామర్థ్యం కలిగిన LEDలు సూచిక లైట్లు, డిజిటల్ మరియు టెక్స్ట్ డిస్‌ప్లేలకు వర్తింపజేయబడ్డాయి. అప్పటి నుండి, LED అనేది ఏరోస్పేస్, ఎయిర్‌క్రాఫ్ట్, ఆటోమొబైల్స్, ఇండస్ట్రియల్ అప్లికేషన్స్, కమ్యూనికేషన్స్, కన్స్యూమర్ ప్రొడక్ట్స్ మొదలైన వివిధ అప్లికేషన్ ఫీల్డ్‌లలోకి ప్రవేశించడం ప్రారంభించింది. 1996 నాటికి, ప్రపంచవ్యాప్తంగా LED అమ్మకాలు బిలియన్ డాలర్లకు చేరుకున్నాయి. LED లు చాలా సంవత్సరాలు రంగు మరియు ప్రకాశించే సామర్థ్యంతో పరిమితం చేయబడినప్పటికీ, వారి సుదీర్ఘ జీవితకాలం, అధిక విశ్వసనీయత, తక్కువ ఆపరేటింగ్ కరెంట్, TTL మరియు CMOS డిజిటల్ సర్క్యూట్‌లతో అనుకూలత మరియు అనేక ఇతర ప్రయోజనాల కారణంగా వినియోగదారులు GaP మరియు GaAsLEDలను ఇష్టపడుతున్నారు.
గత దశాబ్దంలో, LED పదార్థాలు మరియు పరికర సాంకేతికత పరిశోధనలో అధిక ప్రకాశం మరియు పూర్తి-రంగు అత్యాధునిక అంశాలుగా ఉన్నాయి. అల్ట్రా హై బ్రైట్‌నెస్ (UHB) అనేది 100mcd లేదా అంతకంటే ఎక్కువ ప్రకాశించే తీవ్రతతో LEDని సూచిస్తుంది, దీనిని Candela (cd) స్థాయి LED అని కూడా పిలుస్తారు. అధిక ప్రకాశం A1GaInP మరియు InGaNFED అభివృద్ధి పురోగతి చాలా వేగంగా ఉంది మరియు ఇప్పుడు సంప్రదాయ పదార్థాలు GaA1As, GaAsP మరియు GaP సాధించలేని పనితీరు స్థాయికి చేరుకుంది. 1991లో, జపాన్‌కు చెందిన తోషిబా మరియు యునైటెడ్ స్టేట్స్‌కు చెందిన HP InGaA1P620nm నారింజ అల్ట్రా-హై బ్రైట్‌నెస్ LEDని అభివృద్ధి చేశాయి మరియు 1992లో, InGaA1P590nm పసుపు అల్ట్రా-హై బ్రైట్‌నెస్ LED ఆచరణాత్మక ఉపయోగంలోకి వచ్చింది. అదే సంవత్సరంలో, తోషిబా InGaA1P573nm పసుపు పచ్చని అల్ట్రా-హై బ్రైట్‌నెస్ LEDని 2cd సాధారణ కాంతి తీవ్రతతో అభివృద్ధి చేసింది. 1994లో, జపాన్ యొక్క నిచియా కార్పొరేషన్ InGaN450nm బ్లూ (ఆకుపచ్చ) అల్ట్రా-హై బ్రైట్‌నెస్ LEDని అభివృద్ధి చేసింది. ఈ సమయంలో, రంగు ప్రదర్శనకు అవసరమైన మూడు ప్రాథమిక రంగులు, ఎరుపు, ఆకుపచ్చ, నీలం, అలాగే నారింజ మరియు పసుపు LED లు, అన్నీ కాండేలా స్థాయి ప్రకాశించే తీవ్రతను చేరుకున్నాయి, అల్ట్రా-హై బ్రైట్‌నెస్ మరియు ఫుల్-కలర్ డిస్‌ప్లేను సాధించి, అవుట్‌డోర్ ఫుల్- కాంతి-ఉద్గార గొట్టాల రంగు ప్రదర్శన వాస్తవం. మన దేశంలో LED అభివృద్ధి 1970 లలో ప్రారంభమైంది మరియు పరిశ్రమ 1980 లలో ఉద్భవించింది. దేశవ్యాప్తంగా 100 కంటే ఎక్కువ సంస్థలు ఉన్నాయి, 95% తయారీదారులు పోస్ట్ ప్యాకేజింగ్ ఉత్పత్తిలో నిమగ్నమై ఉన్నారు మరియు దాదాపు అన్ని అవసరమైన చిప్‌లు విదేశాల నుండి దిగుమతి చేయబడ్డాయి. సాంకేతిక పరివర్తన, సాంకేతిక పురోగతులు, అధునాతన విదేశీ పరికరాలు మరియు కొన్ని కీలక సాంకేతికతల పరిచయం కోసం అనేక "ఫైవ్ ఇయర్ ప్లాన్స్" ద్వారా, చైనా యొక్క LED ఉత్పత్తి సాంకేతికత ఒక అడుగు ముందుకు వేసింది.

1, అల్ట్రా-హై బ్రైట్‌నెస్ LED పనితీరు:
GaAsP GaPLEDతో పోలిస్తే, అల్ట్రా-హై బ్రైట్‌నెస్ ఎరుపు A1GaAsLED అధిక ప్రకాశించే సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటుంది మరియు పారదర్శక తక్కువ కాంట్రాస్ట్ (TS) A1GaAsLED (640nm) యొక్క ప్రకాశించే సామర్థ్యం 10lm/wకి దగ్గరగా ఉంటుంది, ఇది GaPLEDAs కంటే 10 రెట్లు ఎక్కువ. అల్ట్రా-హై బ్రైట్‌నెస్ InGaAlPLED GaAsP GaPLED వలె అదే రంగులను అందిస్తుంది, వీటిలో: ఆకుపచ్చ పసుపు (560nm), లేత ఆకుపచ్చ పసుపు (570nm), పసుపు (585nm), లేత పసుపు (590nm), నారింజ (605nm) మరియు లేత ఎరుపు (625nm) , ముదురు ఎరుపు (640nm)). ఇతర LED నిర్మాణాలు మరియు ప్రకాశించే కాంతి వనరులతో పారదర్శక సబ్‌స్ట్రేట్ A1GaInPLED యొక్క ప్రకాశించే సామర్థ్యాన్ని పోల్చి చూస్తే, InGaAlPLED శోషక సబ్‌స్ట్రేట్ (AS) యొక్క ప్రకాశించే సామర్థ్యం 101m/w, మరియు పారదర్శక సబ్‌స్ట్రేట్ (TS) యొక్క ప్రకాశించే సామర్థ్యం 201m/w, ఇది 201m/w. -GAsP కంటే 20 రెట్లు ఎక్కువ 590-626nm తరంగదైర్ఘ్యం పరిధిలో GaPLED; 560-570 తరంగదైర్ఘ్యం పరిధిలో, ఇది GaAsP GaPLED కంటే 2-4 రెట్లు ఎక్కువ. అల్ట్రా-హై బ్రైట్‌నెస్ InGaNFED నీలం మరియు ఆకుపచ్చ కాంతిని అందిస్తుంది, నీలం కోసం 450-480nm, నీలం-ఆకుపచ్చకి 500nm మరియు ఆకుపచ్చ రంగుకు 520nm తరంగదైర్ఘ్యం ఉంటుంది; దీని ప్రకాశించే సామర్థ్యం 3-151m/w. అల్ట్రా-హై బ్రైట్‌నెస్ LED ల యొక్క ప్రస్తుత ప్రకాశించే సామర్థ్యం ఫిల్టర్‌లతో ప్రకాశించే దీపాలను అధిగమించింది మరియు 1 వాట్ కంటే తక్కువ శక్తితో ప్రకాశించే దీపాలను భర్తీ చేయగలదు. అంతేకాకుండా, LED శ్రేణులు 150 వాట్ల కంటే తక్కువ శక్తితో ప్రకాశించే దీపాలను భర్తీ చేయగలవు. అనేక అనువర్తనాల కోసం, ప్రకాశించే బల్బులు ఎరుపు, నారింజ, ఆకుపచ్చ మరియు నీలం రంగులను పొందడానికి ఫిల్టర్‌లను ఉపయోగిస్తాయి, అయితే అల్ట్రా-హై బ్రైట్‌నెస్ LEDలను ఉపయోగించడం ద్వారా అదే రంగును పొందవచ్చు. ఇటీవలి సంవత్సరాలలో, AlGaInP మరియు InGaN మెటీరియల్‌లతో తయారు చేయబడిన అల్ట్రా-హై బ్రైట్‌నెస్ LEDలు బహుళ (ఎరుపు, నీలం, ఆకుపచ్చ) అల్ట్రా-హై బ్రైట్‌నెస్ LED చిప్‌లను కలిపి, ఫిల్టర్‌ల అవసరం లేకుండా వివిధ రంగులను అనుమతిస్తుంది. ఎరుపు, నారింజ, పసుపు, ఆకుపచ్చ మరియు నీలం రంగులతో సహా, వాటి ప్రకాశించే సామర్థ్యం ప్రకాశించే దీపాలను మించిపోయింది మరియు ఫార్వర్డ్ ఫ్లోరోసెంట్ దీపాలకు దగ్గరగా ఉంటుంది. ప్రకాశించే ప్రకాశం 1000mcdని మించిపోయింది, ఇది అవుట్‌డోర్ ఆల్-వెదర్ మరియు ఫుల్-కలర్ డిస్‌ప్లే అవసరాలను తీర్చగలదు. LED రంగు పెద్ద స్క్రీన్ ఆకాశం మరియు సముద్రాన్ని సూచిస్తుంది మరియు 3D యానిమేషన్‌ను సాధించగలదు. కొత్త తరం ఎరుపు, ఆకుపచ్చ మరియు నీలం అల్ట్రా-హై బ్రైట్‌నెస్ LED లు అపూర్వమైన విజయాన్ని సాధించాయి

2, అల్ట్రా-హై బ్రైట్‌నెస్ LED అప్లికేషన్:
కారు సిగ్నల్ సూచన: కారు వెలుపలి వైపున ఉన్న కార్ ఇండికేటర్ లైట్లు ప్రధానంగా డైరెక్షన్ లైట్లు, టైల్‌లైట్లు మరియు బ్రేక్ లైట్లు; కారు లోపలి భాగం ప్రధానంగా వివిధ పరికరాల కోసం లైటింగ్ మరియు ప్రదర్శనగా పనిచేస్తుంది. ఆటోమోటివ్ ఇండికేటర్ లైట్ల కోసం సాంప్రదాయ ప్రకాశించే దీపాలతో పోలిస్తే అల్ట్రా హై బ్రైట్‌నెస్ LED అనేక ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంది మరియు ఆటోమోటివ్ పరిశ్రమలో విస్తృత మార్కెట్‌ను కలిగి ఉంది. LED లు బలమైన మెకానికల్ షాక్‌లు మరియు వైబ్రేషన్‌లను తట్టుకోగలవు. LED బ్రేక్ లైట్ల యొక్క సగటు పని జీవితం MTBF ప్రకాశించే బల్బుల కంటే అనేక ఆర్డర్‌లు ఎక్కువగా ఉంటుంది, ఇది కారు యొక్క పని జీవితాన్ని చాలా మించిపోయింది. అందువల్ల, LED బ్రేక్ లైట్లను నిర్వహణను పరిగణనలోకి తీసుకోకుండా మొత్తం ప్యాక్ చేయవచ్చు. పారదర్శక సబ్‌స్ట్రేట్ Al GaAs మరియు AlInGaPLED ఫిల్టర్‌లతో కూడిన ప్రకాశించే బల్బులతో పోలిస్తే గణనీయంగా ఎక్కువ ప్రకాశించే సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటాయి, LED బ్రేక్ లైట్లు మరియు టర్న్ సిగ్నల్‌లు తక్కువ డ్రైవింగ్ కరెంట్‌ల వద్ద పనిచేయడానికి వీలు కల్పిస్తాయి, సాధారణంగా 1/4 ప్రకాశించే బల్బులు మాత్రమే ఉంటాయి, తద్వారా కార్లు ప్రయాణించగల దూరాన్ని తగ్గిస్తుంది. తక్కువ విద్యుత్ శక్తి కారు యొక్క అంతర్గత వైరింగ్ సిస్టమ్ యొక్క వాల్యూమ్ మరియు బరువును కూడా తగ్గిస్తుంది, అదే సమయంలో ఇంటిగ్రేటెడ్ LED సిగ్నల్ లైట్ల అంతర్గత ఉష్ణోగ్రత పెరుగుదలను తగ్గిస్తుంది, లెన్సులు మరియు గృహాలకు తక్కువ ఉష్ణోగ్రత నిరోధకత కలిగిన ప్లాస్టిక్‌లను ఉపయోగించడాన్ని అనుమతిస్తుంది. LED బ్రేక్ లైట్ల ప్రతిస్పందన సమయం 100ns, ఇది ప్రకాశించే లైట్ల కంటే తక్కువగా ఉంటుంది, డ్రైవర్లకు ఎక్కువ ప్రతిచర్య సమయాన్ని వదిలి డ్రైవింగ్ భద్రతను మెరుగుపరుస్తుంది. కారు యొక్క బాహ్య సూచిక లైట్ల ప్రకాశం మరియు రంగు స్పష్టంగా నిర్వచించబడ్డాయి. కార్ల అంతర్గత లైటింగ్ డిస్‌ప్లే బాహ్య సిగ్నల్ లైట్ల వంటి సంబంధిత ప్రభుత్వ విభాగాలచే నియంత్రించబడనప్పటికీ, కార్ల తయారీదారులు LED ల యొక్క రంగు మరియు ప్రకాశం కోసం అవసరాలను కలిగి ఉంటారు. GaPLED చాలా కాలంగా కార్లలో ఉపయోగించబడుతోంది మరియు అల్ట్రా-హై బ్రైట్‌నెస్ AlGaInP మరియు InGaNFEDలు రంగు మరియు ప్రకాశం పరంగా తయారీదారుల అవసరాలను తీర్చగల సామర్థ్యం కారణంగా కార్లలో ఎక్కువ ప్రకాశించే బల్బులను భర్తీ చేస్తాయి. ధర కోణం నుండి, LED లైట్లు ఇప్పటికీ ప్రకాశించే దీపాలతో పోలిస్తే చాలా ఖరీదైనవి అయినప్పటికీ, మొత్తం రెండు వ్యవస్థల మధ్య ధరలో గణనీయమైన తేడా లేదు. అల్ట్రా-హై బ్రైట్‌నెస్ TSAlGaAs మరియు AlGaInP LED ల యొక్క ఆచరణాత్మక అభివృద్ధితో, ఇటీవలి సంవత్సరాలలో ధరలు నిరంతరం తగ్గుతున్నాయి మరియు భవిష్యత్తులో తగ్గుదల పరిమాణం మరింత ఎక్కువగా ఉంటుంది.

ట్రాఫిక్ సిగ్నల్ సూచన: ట్రాఫిక్ సిగ్నల్ లైట్లు, వార్నింగ్ లైట్లు మరియు సైన్ లైట్ల కోసం ప్రకాశించే దీపాలకు బదులుగా అల్ట్రా-హై బ్రైట్‌నెస్ LEDలను ఉపయోగించడం విస్తృత మార్కెట్ మరియు వేగంగా పెరుగుతున్న డిమాండ్‌తో ఇప్పుడు ప్రపంచవ్యాప్తంగా విస్తరించింది. 1994లో US డిపార్ట్‌మెంట్ ఆఫ్ ట్రాన్స్‌పోర్టేషన్ గణాంకాల ప్రకారం, యునైటెడ్ స్టేట్స్‌లో 260000 కూడళ్లలో ట్రాఫిక్ సిగ్నల్‌లు ఏర్పాటు చేయబడ్డాయి మరియు ప్రతి కూడలి కనీసం 12 ఎరుపు, పసుపు మరియు నీలం-ఆకుపచ్చ ట్రాఫిక్ సిగ్నల్‌లను కలిగి ఉండాలి. అనేక కూడళ్లలో రహదారిని దాటడానికి అదనపు పరివర్తన సంకేతాలు మరియు పాదచారుల క్రాసింగ్ హెచ్చరిక లైట్లు కూడా ఉన్నాయి. ఈ విధంగా, ప్రతి కూడలిలో 20 ట్రాఫిక్ లైట్లు ఉండవచ్చు మరియు అవి ఏకకాలంలో వెలిగించాలి. యునైటెడ్ స్టేట్స్లో దాదాపు 135 మిలియన్ల ట్రాఫిక్ లైట్లు ఉన్నాయని ఊహించవచ్చు. ప్రస్తుతం, సాంప్రదాయ ప్రకాశించే దీపాలను భర్తీ చేయడానికి అల్ట్రా-హై బ్రైట్‌నెస్ LED ల ఉపయోగం విద్యుత్ నష్టాన్ని తగ్గించడంలో గణనీయమైన ఫలితాలను సాధించింది. జపాన్ ట్రాఫిక్ లైట్లపై సంవత్సరానికి 1 మిలియన్ కిలోవాట్ల విద్యుత్తును వినియోగిస్తుంది మరియు ప్రకాశించే బల్బులను అల్ట్రా-హై బ్రైట్‌నెస్ LED లతో భర్తీ చేసిన తర్వాత, దాని విద్యుత్ వినియోగం అసలైన దానిలో 12% మాత్రమే.
ప్రతి దేశం యొక్క సమర్థ అధికారులు ట్రాఫిక్ సిగ్నల్ లైట్ల కోసం సంబంధిత నిబంధనలను ఏర్పాటు చేయాలి, సిగ్నల్ యొక్క రంగు, కనిష్ట ప్రకాశం తీవ్రత, బీమ్ యొక్క ప్రాదేశిక పంపిణీ నమూనా మరియు ఇన్‌స్టాలేషన్ ఎన్విరాన్‌మెంట్ కోసం అవసరాలను పేర్కొనాలి. ఈ అవసరాలు ప్రకాశించే బల్బులపై ఆధారపడి ఉన్నప్పటికీ, అవి సాధారణంగా ప్రస్తుతం ఉపయోగిస్తున్న అల్ట్రా-హై బ్రైట్‌నెస్ LED ట్రాఫిక్ సిగ్నల్ లైట్లకు వర్తిస్తాయి. ప్రకాశించే దీపాలతో పోలిస్తే, LED ట్రాఫిక్ లైట్లు ఎక్కువ పని జీవితాన్ని కలిగి ఉంటాయి, సాధారణంగా 10 సంవత్సరాల వరకు. కఠినమైన బహిరంగ వాతావరణాల ప్రభావాన్ని పరిగణనలోకి తీసుకుంటే, ఆశించిన జీవితకాలం 5-6 సంవత్సరాలకు తగ్గించబడాలి. ప్రస్తుతం, అల్ట్రా-హై బ్రైట్‌నెస్ AlGaInP ఎరుపు, నారింజ మరియు పసుపు LED లు పారిశ్రామికీకరించబడ్డాయి మరియు అవి సాపేక్షంగా చవకైనవి. ఎరుపు అల్ట్రా-హై బ్రైట్‌నెస్ LED లతో కూడిన మాడ్యూల్‌లను సాంప్రదాయ ఎరుపు ప్రకాశించే ట్రాఫిక్ సిగ్నల్ హెడ్‌లను భర్తీ చేయడానికి ఉపయోగించినట్లయితే, ఎరుపు ప్రకాశించే దీపాల ఆకస్మిక వైఫల్యం వల్ల కలిగే భద్రతపై ప్రభావాన్ని తగ్గించవచ్చు. ఒక సాధారణ LED ట్రాఫిక్ సిగ్నల్ మాడ్యూల్ కనెక్ట్ చేయబడిన LED లైట్ల యొక్క అనేక సెట్లను కలిగి ఉంటుంది. 12 అంగుళాల ఎరుపు LED ట్రాఫిక్ సిగ్నల్ మాడ్యూల్‌ను ఉదాహరణగా తీసుకుంటే, కనెక్ట్ చేయబడిన LED లైట్ల 3-9 సెట్లలో, ప్రతి సెట్‌లో కనెక్ట్ చేయబడిన LED లైట్ల సంఖ్య 70-75 (మొత్తం 210-675 LED లైట్లు). ఒక LED లైట్ విఫలమైనప్పుడు, అది ఒక సెట్ సిగ్నల్‌లను మాత్రమే ప్రభావితం చేస్తుంది మరియు మిగిలిన సెట్‌లు మొత్తం సిగ్నల్ హెడ్ విఫలం కాకుండా అసలు 2/3 (67%) లేదా 8/9 (89%)కి తగ్గించబడతాయి ప్రకాశించే దీపాలు వంటి.
LED ట్రాఫిక్ సిగ్నల్ మాడ్యూల్స్‌తో ఉన్న ప్రధాన సమస్య ఏమిటంటే తయారీ వ్యయం ఇప్పటికీ సాపేక్షంగా ఎక్కువగా ఉంది. 12 అంగుళాల TS AlGaAs ఎరుపు LED ట్రాఫిక్ సిగ్నల్ మాడ్యూల్‌ను ఉదాహరణగా తీసుకుంటే, ఇది మొదటిసారిగా 1994లో $350 ధరతో వర్తించబడింది. 1996 నాటికి, మెరుగైన పనితీరుతో 12 అంగుళాల AlGaInP LED ట్రాఫిక్ సిగ్నల్ మాడ్యూల్ ధర $200.

సమీప భవిష్యత్తులో, InGaN బ్లూ-గ్రీన్ LED ట్రాఫిక్ సిగ్నల్ మాడ్యూల్స్ ధర AlGaInPతో పోల్చవచ్చు. ప్రకాశించే ట్రాఫిక్ సిగ్నల్ హెడ్ల ధర తక్కువగా ఉన్నప్పటికీ, అవి చాలా విద్యుత్తును వినియోగిస్తాయి. 12 అంగుళాల వ్యాసం కలిగిన ప్రకాశించే ట్రాఫిక్ సిగ్నల్ హెడ్ యొక్క విద్యుత్ వినియోగం 150W మరియు రహదారి మరియు కాలిబాటను దాటుతున్న ట్రాఫిక్ హెచ్చరిక లైట్ యొక్క విద్యుత్ వినియోగం 67W. లెక్కల ప్రకారం, ప్రతి కూడలిలో ప్రకాశించే సిగ్నల్ లైట్ల వార్షిక విద్యుత్ వినియోగం 18133KWh, వార్షిక విద్యుత్ బిల్లు $1450కి సమానం; అయినప్పటికీ, LED ట్రాఫిక్ సిగ్నల్ మాడ్యూల్స్ చాలా శక్తి-సమర్థవంతమైనవి, ప్రతి 8-12 అంగుళాల ఎరుపు LED ట్రాఫిక్ సిగ్నల్ మాడ్యూల్ వరుసగా 15W మరియు 20W విద్యుత్తును వినియోగించుకుంటుంది. విభజనల వద్ద LED సంకేతాలు బాణం స్విచ్‌లతో ప్రదర్శించబడతాయి, విద్యుత్ వినియోగం 9W మాత్రమే. లెక్కల ప్రకారం, ప్రతి కూడలి సంవత్సరానికి 9916KWh విద్యుత్‌ను ఆదా చేయగలదు, ఇది సంవత్సరానికి $793 విద్యుత్ బిల్లులను ఆదా చేయడానికి సమానం. LED ట్రాఫిక్ సిగ్నల్ మాడ్యూల్‌కు సగటున $200 ధర ఆధారంగా, ఎరుపు LED ట్రాఫిక్ సిగ్నల్ మాడ్యూల్ 3 సంవత్సరాల తర్వాత ఆదా చేసిన విద్యుత్‌ను ఉపయోగించి దాని ప్రారంభ ధరను తిరిగి పొందగలదు మరియు నిరంతర ఆర్థిక రాబడిని పొందడం ప్రారంభించవచ్చు. అందువల్ల, ప్రస్తుతం AlGaInLED ట్రాఫిక్ ఇన్ఫర్మేషన్ మాడ్యూల్‌లను ఉపయోగిస్తున్నారు, ఖర్చు ఎక్కువగా అనిపించినప్పటికీ, దీర్ఘకాలంలో ఇప్పటికీ ఖర్చుతో కూడుకున్నది.

 


పోస్ట్ సమయం: అక్టోబర్-25-2024