Bosh sahifa > Ko'rgazma > Kontent

LEDni ishlab chiqish va hozirgi holati

Aug 15, 2017

LED texnologiyasini ishlab chiqishda LED yoritgichi zamonaviy jamiyatda tobora ommalashib bormoqda. LED texnologiyalari ko'plab sohalarda muhim rol o'ynaydi. LED texnologiyasini bilish va tushunishimiz kerak. Yuqori samaradorlik kuchli yorug'lik manbai sifatida LEDning yuqori samaradorlik, energiya tejash, atrof-muhit muhofazasi, uzoq umr, xavfsizlik, boy rang, kichik o'lchamli, tezkor javob, tebranish chidamliligi va oson parvarishlash kabi ajoyib afzalliklari mavjud. Uning paydo bo'lishi XXI asrning eng istiqbolli yuqori texnologiyalar sohalaridan biri sifatida tan olingan. Yoritish ilovasi dunyodagi energiya iste'moli hajmining ikkinchi eng katta hajmi bo'lib, energiya iste'molining taxminan 19 foizini tashkil qiladi. Agar an'anaviy akkor chiroq o'rniga LEDni ishlatsak, u 90% quvvat sarfini tejaydi. 2010 yilda 1 / uchdan ortiq chiroq o'rniga yarmi Supero'tkazuvchi yoritish texnologiyasi bilan almashtirilsa, unda bir yil 100 milliarddan ortiq elektr yoritgichini saqlab qolishi mumkin, taxminan 50 million tonnadan ortiq (T), chiqindilarni kamaytirishga 6 million 670 mingga yaqin (T). Shuning uchun LED sanoatining rivojlanishi va LED yoritgichini qo'llash jarayonini targ'ib qilish energiya iste'moli va atrof-muhit ifloslanishini sezilarli darajada kamaytiradi va Xitoy barqaror rivojlanishi uchun strategik ahamiyatga ega bo'ladi.

1. LED tarixining rivojlanishi:

1 - 1. Monoxromatik yorug'likning turlari va rivojlanish tarixi LED. GaAsP materiallaridan eng avvalo foydalanish, yarimo'tkazgich PN birlashmasi LED yorug'lik manbasini yorituvchi printsipi 1960 yillarning boshida. Faqat qizil va 70-yillarning o'rtalariga kelib, LED yashil, sariq va to'q sariq rangli yoritqichlarga aylandi. 80-yillarning boshida yorqinlik juda ko'paygan.

1-2 . Kompozit yorug'lik nurlarini ishlab chiqarish. Qizil LEDdan ko'k ranggacha LED, LED va oq LED uch bosqichdan o'tadi, qizil va yashil rangli monokromatik LED. 1996-yilda oq yorug'likli LED paydo bo'ldi, rasmiy ravishda 1998 yilda ishga tushirilgan, kompozit yorug'likli oq LEDni ishlatish bilan bir qatorda LED yoritgichni ishlab chiqish uchun yangi boshlang'ich nuqtaga ham surildi.

1-3. Oq rangli LED ning jadal rivojlanishi. Texnologiyaning uzluksiz rivojlanishi bilan, so'nggi yillarda, oq yorug'lik nurini rivojlanishi juda tez. Oq yorug'lik yorug'lik nurining nurli rentabelliklari akkor chiroqlardan ko'ra ancha yuqori, va yuqori yorug'lik yoritgichi avtomobilning yuqori nurlari kabi yuqori yorug'lik sharoitlarida ham qo'llaniladi.

2. LED yoritgichi va tasnifi

2-1. LEDning asosiy tuzilishi - elektromagnit simmetrik materiallar bo'lib, ular tel raftida joylashtiriladi, so'ngra ichki yadro funktsiyasini himoya qilish uchun epoksi qatronlar bilan yopiq bo'ladi, shuning uchun LEDning seysmik ko'rsatkichi yaxshi bo'ladi. LEDning asosiy qismi P tipidagi yarim Supero'tkazuvchilar va N tipidagi yarimo'tkazgichlardan iborat gofrirovka hisoblanadi. P tipidagi yarimo'tkazgich va N tipidagi yarimo'tkazgich orasidagi pn aloqasi deb ataladigan o'tish qavati mavjud. Yarimo'tkazgich materiallarining ayrim PN birikmalarida AOK qilingan ozchilik tashuvchilar ko'pchilik transport vositalarida yorug'lik shaklida ortiqcha energiyani bo'shatish uchun elektr energiyasini bevosita nurga aylantiradilar. PN birikmasi va teskari kuchlanish, ozchilik tashuvchisi AOK qilish qiyin, shuning uchun nur chiqarmaydi. Enjeksiyon elektroluminesans printsipi bilan ishlab chiqarilgan diyot, odatda LED sifatida tanilgan, yorug'lik chiqaradigan diyot deb ataladi. Ishning ijobiy holatida (u oldinga qarab kuchlanish bilan tugaydi), oqim, yorug'lik nuridan ultrabinafsha ranggacha infraqizil nurdan tortib to oqimning kuchiga bog'liq bo'lgan LED anod katodidan, yarimo'tkazgich kristallaridan oqadi. Qancha yorug'lik chiqarilishi yarimo'tkazgich materialining sifati, chip strukturasi, geometriyasi, qadoqlash, ichki material va qadoqlash materialiga bog'liq.

2-2. LED tasnifi:

(1) Yorqin naychaning yorqin rangiga ko'ra qizil, to'q sariq, yashil (yashil sariq, standart yashil va sof yashil bo'linadi), moviy nurga va boshqalarga bo'lingan bo'lishi mumkin. Bundan tashqari, ayrim LEDlar ikki yoki uch rangli chiplarni o'z ichiga oladi.

(2) Rangli yoki rangsiz yoki rangsiz, yoritilgan va rangsiz shaffof rangsiz shaffof, rangsiz va rangsiz to'rt xil tarqalish sochib turadigan rangli rangli diodalarning turli ranglarini taqsimlovchi LED nur sochadigan razvedka ma'lumotlariga ko'ra. Soch tarqatish indikator sifatida ishlatildi.

(3) Yorug'lik trubasining nurli yuzasiga xos xususiyatlariga ko'ra, nurli naychaning nurli yuzasi xususiyatlariga ko'ra, yumaloq chiroq, kvadrat chiroq, to'rtburchak va sirt yorug'lik trubasi, lateral naycha, datchik chiroq Diametri 2mm, Phi 4.4mm, Phi 5mm, Phi 8mm, Phi 10mm va di 20mm di 202 mm ga bo'linadi. Chet elda 3 mm 1/4 odatda "T-1", "5 mm" esa "T-1" (3/4), "4.4 mm" esa "T-1" deb ko'rsatilgan.

(4) LED strukturasiga ko'ra: LEDning tuzilishiga binoan barcha epoksi sızdırmazlık, metall taglik, epoksi paketleme, keramik taglik, epoksi qadoqlash, shisha idish va boshqa tuzilmalar mavjud.

(5) Nur chastotasi va ish oqimining bo'linmalariga ko'ra: yorug'lik zichligi va ish oqimiga ko'ra oddiy yorqinligi LED (yorqinligi 100mcd); 10 ~ 100mcd orasidagi yorug'lik qizg'inligi yuqori nashrida deb ataladi. Umuman olganda, LEDning ish oqimi o'n mA dan o'nlab mA ga, past oqim LEDning ish oqimi esa 2 mA dan kam (nashrida oddiy yorug'lik chiqaradigan diyot bilan bir xil). Yuqorida keltirilgan tasniflash usullaridan tashqari, jip materiallariga ko'ra funktsiyalar va funktsiyalar bo'yicha tasniflash ham mavjud.

3. LED holatiga

3-1. LED texnologiyasi holati

(1) Epitaksiyel materiallar texnologiyasi

Yarimo'tkazgich yoritish sanoatini jadal rivojlantirish uchun yuqori oqimli yoritgich sifatida epitaksiyali yorug'lik yoritgichi sifatida LED epitaksial material, hozirgi asosiy texnologiya hali ham safir substrat epitaksial GaN materialidir, mukammal issiqlik o'tkazuvchanligi va yaxshi kafti bilan taqqoslanadigan silikon karbid substrat GaN materiallarining afzal o'sishi hisoblanadi. M da yetishtiriladigan non-potentsial GaN materiallari past dislokatsiya zichligi va yuqori foton samaradorligining tadqiqot markaziga aylanadi. UCSB xabar berishicha, LED materiallarining epitaksiyaviy samaradorligi 41% ni tashkil etdi. Bundan tashqari, epitaxial kremniy asosidagi materiallarning mustaqil intellektual mulk huquqlariga ega o'sish texnologiyasi ham o'z xususiyatlarini shakllantirdi. Yaponiya va Qo'shma Shtatlar tomonidan LED epitaksial materiallarni ishlab chiqarish texnologiyasini blokadasidan qutilish kutilmoqda. Silikon asosidagi LED epitaksial materiallari safir va SiC substrat epitaksi moddalari bilan solishtirganda katta iqtisodiy afzalliklarga ega. Silisyum bazlı LED epitaksiyel materiallar lazerle ajratish texnologiyasi bilan galyum nitrür epitaksi materiallardan osongina sökülmekte va yuqori performanslı vertikal tuzilishga ega LED yongaları ishlab chiqaradi. Yaqinda organik yorug'lik materiallarining yana bir moddiy tizimida qattiq shtat yoritgichi sanoati jadal rivojlanmoqda, organik LED qurilmasi past mahsulotga ega, katta maydon va boshqalar. Kichikroq pikselli displeyda eritishning organik eritmasining noyob afzalligi. hozirgi vaqtda Toshiba va boshqa xalqaro ishlab chiqaruvchilar Yu-Zhaoming LED yoritilgan organik mahsulotni ishga tushirishni boshladilar. Biroq, organik LEDni keng miqyosda qo'llash uning umr bo'yi va yorqinligi bilan cheklangan. Ushbu ikki jihat ham organik LED sanoatining oldida turgan asosiy muammolardir.

(2) LED chip texnologiyasi

Har birimiz bilganimizdek, LED uchidagi kuchlanish DC 3V bo'lib, LED chiroqlari past kuchlanishli shahar ishchi holatiga aylantirish uchun alohida chastotali devor bilan ishlaydigan, energiyani qayta ishlash jarayonini yo'qotish jarayoni va LED chalg'igan elektr ta'minoti ishonchliligi past darajada bo'lishi kerak. , hayot LED qurilmasining uzoq umr ko'rishiga mos kelmaydi va natijada LED chiroqining umrini pasaytiradi. Yuqori kuchlanishli LED texnologiyasiga asoslangan yarim o'tkazgich chipining an'anaviy kuch integratsiyalashgan bir nechta tandemli LED PN konstruktsiyasida mikrodaligini ishlab chiqarish, qurilmaning ish kuchlanishini 100 V ~ 200V ga oshirish, yuqori bosimli sharoitlarda ishlaydigan, soddalashtirilgan LED diapazonida ishlash, ish samaradorligini oshirish va ishonchliligi.

(3) qadoqlash maydoni

Bugungi kunda mahsulot bozorlari eng yaqin bog'liq bo'lgan LED ilovalari bozorining biridir. Filament lampochkasiga 2014 yildagi paketli paketi uchun issiq nuqta qo'llaniladi, LED chipslari shisha yoki safir substratga o'ralgan bo'lib, 360 yorqin tanani tashkil qiladi, ish oqimi kichik, yuqori ish kuchlanishi, AC haydash sxemasi, kam xarajat ishlatiladigan LED drayverini. Filament to'plami lampochkaning volfram filaman chiroqining yorqin ta'sirini to'liq qayta tiklaydi. Qizil chiroqlar chiplari ketma-ket ulanganidan keyin yorug'likning yorqin ko'rsatkichi sezilarli darajada yaxshilandi. Boshqa ichki yoritish moslamalari, LED chip to'plami kichik va o'rta quvvatli paketga aylanadi, shuningdek, xarajatlarni qisqartirish maqsadiga erishish uchun LED ilovalari sonini kamaytiradi. Bundan tashqari, bitta chip paketli ikkita chiroq LED chiroq kuchini yanada oshirish uchun kuch. Biroq, ichki chiroqlarda juda katta quvvat chiroqni sovutish uchun ko'proq bosim o'tkazadi, shuningdek yorug'lik manbai juda chuqurlashgan, chiroq sirtining beqaror nur taqsimotiga olib keladi. Bu muammo, ayniqsa, LED chiroq trubkasini qo'llashda juda aniq. Chiroq chipining kuchi konsentratsiyalangan bo'lsa, yorug'lik liniyasi quvur yuzasida paydo bo'lishi mumkin. COB (chipta chipta) to'plamining chiroqlar va spotlarni ishlatish hali ham issiq dastur hisoblanadi. Tashqi lampalarning dastur paketi asosan o'rta kuch va yuqori quvvatli LED chip mahsulotlariga asoslangan va umumiy quvvat 1W ni tashkil etadi. Chastotani kuchaytirgandan so'ng, LED kuchi 3W ga qadar uzaytirilishi mumkin, ammo yuqori oqimli ishlov berish sharoitida LED chiplari yorug'lik samaradorligining pastligi va yuqori issiqlik tarqalish talablariga ega.

3-2. LEDning amaliy holati

Zamonaviy jamiyatda, LED har joyda edi va dastur maydoni yanada keng tarqalgan. Hozirgi kunda u asosan quyidagi yo'nalishlarda qo'llaniladi:

(1) LED - qattiq hol davlat paketi. Qattiq qurilish, zarba qarshilik, zarba qarshilik, tezkor yorug'lik, uzoq umr va nurning afzalliklari mavjud. Turli ichki va tashqi makonlarda, shuningdek, transport signallari va avtomobil sanoat yoritgichlarida keng qo'llaniladi. Avtomobil sanoati sohasidagi dastur, avtomobil panosunda ichki ovoz chiroqlari, orqa yorug'lik, chiroq va tashqi tormoz chiroqlari, orqa chiroqlar, yon chiroqlar va faralar mavjud. Ayniqsa, avtomobilda yuqori tezlikda ishlaydigan tormoz nurini o'rnatish, javob berish tezligi tez bo'lgani tufayli, avtomobilning orqa uchidagi halokatini kamaytirish uchun haydovchini iloji boricha tezroq tormoz qilishni eslatishingiz mumkin. Xitoyning avtomobil sanoati katta rivojlanish davrida bo'lib, ultra yuqori yorug'lik yoritgichini ommalashtirish uchun ajoyib vaqt.

(2) Kam energiya sarfini kamaytirish uchun LED, CCFL orqa nuri o'rnini almashtirish, LCD fon yoritgichlari sifatida uzoq vaqt xizmat qilish muddati, yuqori yorug'lik samaradorligi, interferentsiya va yuqori xarajatli ishlashi bilan LED, mobil telefonda, kompyuterda keng qo'llaniladi. va boshqa yuqori texnologik elektron mahsulotlar.

(3) LED yorug'lik manbai butun jamiyat va oddiy oilada ko'proq mashhurdir. Hech qanday ultrabinafsha va infraqizil spektrlar ishlab chiqarilmaydi, issiqlik va radiatsiya yo'q va ekologik xavfsiz bo'lgan karbonat angidrid va boshqa issiqxona gazlarini kamaytirishi mumkin, odamlar yashaydigan muhitni yaxshilashi mumkin, bu yashil chiroqlarning haqiqiy ma'nosi. Shu bilan birga, LED energiyani tejashga imkon beradi, u isitadigan yorug'lik nurini chiqarish uchun energiya tejash samaradorligi juda yuqori, energiya iste'moli nazariy energiyani tejovchi chiroq, lyuminestsent chiroq, energiya tejovchi ta'sirga nisbatan 10% ga etishi mumkin. 50% LED ga erishish. Xitoy yashil yoritgich loyihasi ofisida Xitoyning yoritish elektr energiyasini har yili 300 milliarddan ortiq darajaga olib chiqadigan maxsus tadqiq o'tkazildi. LED yordamida yorug'lik chiroqli lyuminestsent chiroq o'rniga butun yoki bir qismini almashtirish uchun 1/3 yorug'lik elektr energiyasini tejash uchun 100 million darajani tashkil etadi. Xitoy juda keskin, shubhasiz, katta ahamiyatga ega.

4. LEDni rivojlantirish tendentsiyasi

4-1. Engil samaradorlikni oshirish uchun joy mavjud. Yuqorida aytib o'tganimizdek, LED yorug'lik samaradorligi avvalgi uch avlod yorug'lik manbasidan oshib ketgan bo'lsa-da, hali ham yuqori nazariy qiymatdan uzoqdir, ya'ni u hali rivojlanish uchun katta imkoniyatlarga ega. Hozirgi vaqtda LED ning ichki kvant rentabellik darajasi juda yuqori bo'lishi mumkin va odatda 90% dan ortiq (yuqori sifatli mahsulotlarning kvant rentabellik darajasi 99% ga yetishi mumkin), ammo tashqi kvant rentabelligi odatda juda past bo'ladi. Kvant rentabelligi sezilarli darajada yaxshilansa, LED mahsulotlarining nurli samaradorligi sezilarli darajada yaxshilanishi mumkin. Bu LEDning asosiy tadqiqot mavzularidan biridir.

4-2. Rangni ko'rsatish ko'rsatkichini yaxshilash LED yorug'lik manbasining muhim mavzularidan biridir. Umuman olganda rangni ko'rsatish ko'rsatkichi yuqori va engil samaradorlik ko'pincha past bo'ladi; yorug'lik samaradorligi yuqori va rangni ko'rsatish ko'rsatkichi biroz pastroq. Kino va televideniya, sahna yoritish kabi ba'zi ilovalar yorug'lik manbalari uchun juda yuqori rangli indeksni talab qiladi.

4-3. Bitta LED yorug'lik manbai kuchini yaxshilash kerak. Endi, bitta 1-LED yorug'lik manbasining kuchi odatda 3 V yoki 5 Vt bo'ladi. Faqat bitta 10 W LED paydo bo'lsa-da, u keng tarqalgan emas. Keyinchalik kuchli yoritgich modulli nurli qurilmalar bo'lgan 100 W va 130 Vt LED kabi bir modul (substratda bir nechta LEDni yig'adigan) shaklidir. Bu, asosan, LED yorug'lik manbai nurli tananing hajmiga qarab hisoblab chiqilganligi va issiqlik ishlab chiqarish yuqori bo'lgani uchun va issiqlik nurlanishining qiyinligi yanada qiyin kechadi.

4-4. Narxlar sezilarli darajada kamayishi kerak. LED yorug'lik manbai mahsulotlarining narxi uning keng ko'lamda foydalanishiga ta'sir qiluvchi muhim omillardan biridir. Texnologiyaning etukligi va ishlab chiqarish partiyasini ko'paytirish bilan LED yorug'lik manbasining narxi va narxi sezilarli darajada kamayadi. Oq yorug'lik LED-ning ommabopligi asosan narxlar sezilarli darajada tushib ketganligi, oq rangli yorug'likdan so'ng bozor miqyosiga erishish mumkinligini aytish mumkin. Hech shubha yo'qki, ularning ikkitasi birlashishi yuqori texnologiyalarni tezkor rivojlantirishga bog'liq.