LED là gì - Thông tin hữu ích cần biết

Như Quỳnh19 Tháng 4, 2023

0 3.094 9 minutes read

Công nghệ LED thể hiện sự vượt trội đối với các loại chiếu sáng truyền thống. Vì vậy các sản phẩm được làm từ LED vô cùng đa dạng và phổ biến, đặc biệt là đèn LED. Bài viết dưới đây sẽ giúp quý khách hàng có thêm những thông tin hữu ích về LED là gì.

1. Tìm hiểu LED là gì

1.1 Khái niệm LED là gì

LED ( Light Emitting Diode / Điốt phát quang ) là các điốt có khả năng phát ra ánh sáng hay tia hồng ngoại, tử ngoại. Cũng giống như điốt, LED được cấu tạo từ một khối bán dẫn loại p ghép với một khối bán dẫn loại n.

Khi tìm hiểu về LED là gì, người dùng thường có xu hướng tìm kiếm các thông tin về thông số kỹ thuật có liên quan như là: lumen là gì, ansi lumens là gì,…

1.2 Sự ra đời của LED

Năm 1907, nhà khoa học Anh H.J. Round phát minh ra điốt bán dẫn phát sáng. Nhà khoa học Nga Oleg Vladimirovich Losev đã tạo ra chiếc đèn LED nhưng không được ứng dụng rộng rãi.
Năm 1961, hai nhà khoa học Mỹ là Robert Biard và Gary Pittman, phát hiện GaAs phát ra tia hồng ngoại khi có dòng điện tác động vào.
Năm 1962, chiếc đèn LED phát ra ánh sáng đỏ được nghiên cứu bởi Nick Holonyak Jr.
Năm 1972, M. George Craford đã phát minh ra bóng đèn led có màu vàng có cường độ sáng gấp 10 lần ánh sáng của bóng led màu đỏ và màu cam.
Năm 1993, nhà khoa học Shuji Nakamura phát minh ra chiếc đèn LED xanh da trời được làm từ InGaN.
Sau đó, người ta lấy ánh sáng vàng trộn với ánh sáng xanh da trời và phủ thêm một lớp hợp chất có tên là YAG để cho ra đời ánh sáng trắng.

1.3 Ưu, nhược điểm của LED

Ưu điểm

Hiệu quả chiếu sáng: LED có hiệu suất phát sáng cao hơn bóng sợi đốt.
Màu sắc ánh sáng: LED có thể phát ra màu sắc như ý muốn mà không cần bộ lọc màu theo phương pháp truyền thống.
Kích thước: Kích thước của bóng LED siêu sáng rất nhỏ (có thể nhỏ hơn 2 mm2) có thể bố trí dễ dàng trên mạch in.
Thời gian bật tắt nhanh: LED có thời gian bật, tắt rất nhanh kể từ lúc có tác động (micro giây) đáp ứng yêu cầu trong lĩnh vực thông tin liên lạc,…
Độ sáng tối: LED có thể dễ dàng điều khiển độ sáng tối bằng phương pháp điều chế độ rộng xung hoặc tăng giảm dòng điện tác động.
Tuổi thọ đèn cao: Rơi vào khoảng 35000 đến 50000 giờ, lớn hơn nhiều lần so với bóng huỳnh quang, sợi đốt.
Độ bền cao: LED được làm từ vật liệu bán dẫn nên rất khó bị phá huỷ bởi sự va đập đem lại sự chắc chắn trong quá trình sử dụng và đảm bảo độ bền cao.
An toàn: LED không độc hại, không phát tia sáng gây hại như tia UV… thân thiện với môi trường.

su dung chip led cao cap — Sử dụng chip LED cao cấp

Nhược điểm

Giá thành: Cao hơn so với phương pháp chiếu sáng thông thường nhưng xét đến lợi ích lâu dài thì nó có tính tiết kiệm điện, độ bền cao thì lại rẻ hơn nhiều.
Chất lượng: Chip LED có nhiều phân khúc ảnh hưởng đến chất lượng của LED.

1.4 Ứng dụng quan trọng của LED trong cuộc sống

Chiếu sáng dân dụng: Đèn LED được ứng dụng vào lĩnh vực trang trí nội thất hiện đại và cổ điển, trang trí ngoại thất, tiểu cảnh, sân vườn,…
Chiếu sáng công nghiệp: Đèn LED chưa được ứng dụng nhiều do chi phí khó tiếp cận.

2. Tìm hiểu đèn LED là đèn gì

2.1 Khái niệm

Đèn LED là sản phẩm chiếu sáng sử dụng công nghệ LED (Light Emitting Diode) để tạo ra ánh sáng có năng lượng tiêu thụ thấp hơn và thời gian sử dụng lâu hơn so với loại đèn thông tường .
Đèn LED còn được ứng dụng rộng rãi sử dụng để làm màn hình LED , đèn flash điện thoại , đèn chiếu sáng ngoài trời, đèn chiếu sáng không gian nội thất…

2.2 Đèn LED là gì – Cấu tạo của LED

Cấu tạo của đèn LED gồm 5 bộ phận chính là: đuôi đèn, vỏ đèn, LED, bộ nguồn và bộ tản nhiệt. Trong đó LED là bộ phận quan trọng nhất. Cùng chúng tôi tìm hiểu các cấu tạo chi tiết của LED dưới đây.

Mắt chip (vi mạch)

Mắt chip chính là bộ phận , thành phần quan trọng nhất của LED
Mắt chip được cấu thành bởi chất bán dẫn, có các tạp chất giữa hai khối P – N.
Khi dòng điện chạy qua, chất bán dẫn của cực N sẽ lấp đầy lỗ trống cực P , giúp LED phát sáng hiệu quả.
Công suất của LED quyết định kích thước chip của nó được thiết kế.
Các thương hiệu sản xuất mắt chip chất lượng: Nichia – Nhật Bản, Cree – Mỹ, Bridgelux – Mỹ, Osram – Đức,..

Giá đỡ (Bảng mạch)

Giá đỡ còn được gọi là bảng mạch được dùng để gắn mắt chip lên trên bề mặt.
Giá đỡ được sử dụng để tản nhiệt, hạn chế tối đa bị nóng khi chiếu sáng trong thời gian dài.
Giá đỡ thường được làm bằng chất liệu lõi kim loại PCB để đạt hiệu quả cao.

Tản nhiệt

Tản nhiệt của LED giúp thiết bị không bị nóng khi phát sáng , nhờ vậy LED không bị chập cháy, nâng cao tuổi thọ cho chip LED.
Bộ phận tản nhiệt thường sử dụng keo tản nhiệt: keo nhựa silica hoặc keo nhựa epoxy.
Keo nhựa silica có giá thành cao, khả năng tản nhiệt tốt giúp suy giảm quang thông thấp.
Keo nhựa epoxy giá rẻ nhưng khả năng tản nhiệt thấp.

Dây dẫn điện

Dây dẫn điện nối hai cực của chân mang theo nguồn điện đến chip.
Dây dẫn màu vàng có khả năng dẫn điện tốt hơn so với các loại dây dẫn khác.

Thấu kính bảo vệ

Thấu kính bảo vệ có nhiệm vụ bảo vệ LED khỏi tác động của sự va chạm hoặc môi trường như : bụi bặm, nước,…
Thấu kính giúp phân phối ánh sáng đồng đều, định hình góc chiếu sáng chùm, chiếu sáng rộng.

2.3 Tính năng và đặc điểm của LED

LED tạo ra ánh sáng chất lượng, độ bền vượt trội.
LED có hiệu suất cao, tuổi thọ lâu dài và khả năng tiết kiệm điện năng gấp 3-5 lần đèn chiếu sáng truyền thống.
LED tạo ra ánh sáng, sáng hơn ở trung tâm, làm giảm mức độ phân tán ánh sáng về phía khác, cung cấp mức độ chiếu sáng mong muốn, giảm điện năng tiêu.
Một số loại đèn LED phổ biến: đèn âm trần, đèn pha led, đèn led nhà xưởng, đèn đường led,..

3. LED là gì – Nguyên lý hoạt động của LED

3.1 LED phát sáng như thế nào

LED có hai khối bán dẫn loại P chứa lỗ trống và N chứa nhiều điện tử có điện tích dương.
Khi có dòng điện chạy qua, các lỗ trống của khối bán dẫn P dịch chuyển qua khối bán dẫn N, điện tử của khối N khuếch tán qua khối bán dẫn P.
Hai khối bán dẫn P – N tích điện trái dấu nhau ( điện âm – điện dương). Tại vị trí hai khối tiếp giáp nhau chúng bức xạ điện từ – phát ra ánh sáng.

3.2 Cách tạo ra màu ánh sáng khác nhau của LED

Màu ánh sáng chiếu ra màu phụ thuộc vào chất liệu của LED.
Năng lượng của ánh sáng càng lớn , màu của ánh sáng càng rõ.
Mỗi mức năng lượng của ánh sáng sẽ quy định màu ánh sáng khác nhau
Cách hình thành ánh sáng trắng

Phương pháp 1: Ánh sáng màu trắng được hình thành thông qua 3 màu RGB theo tỷ lệ: màu xanh dương 10%, màu xanh lá 69%, màu đỏ 21%.

Phương pháp 2: Phủ một lớp bột huỳnh quang lên bề mặt phốt pho NdYAG màu vàng của chip màu xanh dương. Lớp phốt pho khi phủ trên LED màu xanh dương sẽ tạo ánh sáng vàng mang bước sóng 555nm. Kết hợp giữa chip led màu xanh dương và màu vàng cho ra ánh sáng trắng hiển thị trên thấu kính đặt trước chip LED.

Cách hình thành ánh sáng màu khác

Sử dụng các hỗn hợp màu đơn sắc từ ánh sáng đỏ, xanh, vàng, ( R/G/B/W) kết hợp với bột lưu huỳnh, điều khiển các chip đơn sắc cho đến khi ánh sáng được phát ra mang màu ưng ý.

4. LED là gì – Ứng dụng của công nghệ LED

4.1 Ứng dụng của LED trong sản xuất đèn LED

Các loại LED như LED SMD, LED COB được ứng dụng vào sản xuất đèn LED.
Để giảm chi phí cho người dùng , đèn LED được sản xuất với hiệu suất chiếu sáng cao; tuổi thọ dài; tiết kiệm điện năng.
Một số loại đèn LED phổ biến: đèn LED âm trần; đèn pha LED; đèn LED highbay;… dùng chiếu sáng nhà ở, văn phòng, nhà xưởng, đường phố,…

4.2 Ứng dụng cho thiết bị điện – điện tử

Công nghệ LED hiện đại được ứng dụng để tạo ra màn hình của thiết bị điện từ như máy tính; tivi;… mang đến màu sắc chân thực, sắc nét và tươi sáng hơn.

den-pha-led-nang-luong-mat-troi — *Đèn pha LED năng lượng mặt trời*

4.3 Ứng dụng cho LED trang trí và quảng cáo

LED trang trí đổi màu liên tục để tạo sự nổi bật cho không gian thường sử dụng các loại đèn led dây, đèn led trang trí sân vườn, hồ bơi,…
Công nghệ LED được lắp đặt cho khung biển quảng cáo.
Chip LED chất lượng, đa màu sắc giúp biển quảng cáo thêm phần nổi bật, lung linh.

4.4 Ứng dụng LED cho đèn giao thông

Đèn LED có khả năng chiếu sáng và đổi màu theo lập trình được cài đặt trước.
Công nghệ LED được sử dụng rộng rãi, phổ biến như đèn LED giao thông, hàng không, sân bay, tháp truyền hình, trạm phát sóng….

ung dung led cho den giao thong — *Ứng dụng LED cho đèn giao thông.*

4.5 Ứng dụng LED trong y học và làm đẹp

Ánh sáng LED là ánh sáng hồng ngoại có tác dụng trong chữa bệnh và chăm sóc da.
Một số ứng dụng nổi tiếng trong y học như: hỗ trợ điều trị ung thư, trị bệnh vàng da, trị mụn,…
Công nghệ LED được sử dụng để: trẻ hóa da, chống viêm da, điều tiết bã nhờn,…

ung-dung-led-trong-lam-dep — *Ứng dụng LED cho đèn giao thông.*

5. Đèn LED là gì – 5 ưu điểm chính của đèn LED

5.1 Hiệu suất phát quang

Mẫu đèn truyền thống hiệu suất chiếu sáng rơi vào khoảng 70 – 80 lm/w.
Đèn LED có hiệu suất chiếu sáng trung bình là 100 lm/w.
Đèn sử dụng chip led chất lượng có thể đạt đến 130 – 150 lm/w.
Để tính được hiệu suất phát quang của đèn thì hai đại lượng quan trọng nhất cần quan tâm là quang thông đèn LED và công suất của đèn LED.

5.2 Nhiệt độ màu

Dải nhiệt độ rộng từ 2700K – 6500k với nhiều dải màu ánh sáng khác nhau đáp ứng mọi nhu cầu chiếu sáng của người dùng.

5.4 Tuổi thọ

Sản phẩm đạt tuổi thọ lên đến 65.000 giờ chiếu sáng giúp tiết kiệm điện năng và kéo dài tuổi thọ hiệu quả. Trong khi các sản phẩm chiếu sáng truyền thống chỉ đạt từ 1.000 – 20.000 giờ chiếu sáng là cao nhất.