Ánh sáng LED - Vũ Điệu Màu Sắc

Đề cập đến đèn LED ( Light Emitting Diode) chắc vẫn còn rộng rãi người bỡ ngỡ. Nhưng chắc ẳn đa số người đã quen với các loại đèn nhỏ xíu nhấp nháy trên những cây thông Giáng Sinh, các bảng hiệu giao thông đỏ vàng xanh tại các ngã tư, những bảng hiệu PR lớn nhỏ đủ chiếc có hàng ngàn hàng vạn bóng đèn mắc phía trong làm phải 1 diện mạo cực kỳ đặc biệt của đô thị.

kể đến đèn LED ( Light Emitting Diode) chắc vẫn còn rộng rãi người bỡ ngỡ. Nhưng chắc ẳn phần lớn người đã quen sở hữu các loại đèn nhỏ xíu nhấp nháy trên các cây thông Giáng Sinh, các bảng hiệu giao thông đỏ vàng xanh tại các ngã tư, các bảng hiệu quảng bá to nhỏ đủ cái mang hàng ngàn hàng vạn bóng đèn mắc phía trong khiến cho buộc phải một diện mạo vô cùng đặc biệt của đô thị. đấy chính là hiện thân của LED.

Xem thêm: Bảng led bảng điện tử

Led màu đã thực sự chen vào từng ngõ ngách của cuộc sống. Tuy nhiên, các loại đèn LED màu như trên không thể làm cho nguồn sáng cho các công trình chiếu sáng công cùng để thay thế cho những bóng đèn truyền thống vì đèn LED chỉ cho những ánh sáng đơn sắc như đỏ, vàng, xanh lá cây… mà không thể tạo ra được ánh sáng trắng. Chỉ tới khi LED trắng xuất hiện thì kỹ thuật LED mới tạo được chỗ đứng trong nền công nghiệp chiếu sáng. Để với thể chuyển từ màu qua trắng, nghe thì đơn giản nhưng là cả 1 công đoạn lớn mạnh và nỗ lực ko ngừng của khoa học chiếu sáng. Giáo sư Shuji Nakamura (Nhật) đã giành giải thưởng khoa học Thiên niên kỷ (Millenium Technology Prize) cho sáng chế đèn LED ánh sáng trắng.

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

LED hay còn gọi là diot chiếu sáng (diot: hai điện cực). Đúng như tên gọi, kỹ thuật LED là kỹ thuật chiếu sáng bằng hai điện cực mang hỗ trợ của những mẫu vật liệu bán dẫn và công nghệ nano.

Quy trình phân phối đèn LED trải qua hai quá trình chính là phân phối tim đèn trước rồi gắn với hai điện cực tạo thành bóng đèn. Hai điện cực này có độ dài khác nhau, chân dài là anod (điện cực dương), ngắn hơn là catod (điện cực âm).

Tim đèn là phần nối giữa hai điện cực, gọi là LED chip, được làm bằng vật liệu bán dẫn. dòng điện 1 chiều đi qua làm di chuyển khuếch tán những điện tích âm và dương giữa hai điện cực, và giải phóng năng lượng dưới dạng ánh sáng. Tùy vào chiếc vật liệu bán dẫn dùng để phân phối LED chip mà cho ra các đèn LED với màu sắc khác nhau. Aluminum gallium arsenide (AlGaAs) tạo ra LED đỏ, aluminum gallium phosphide (AlGaP) cho ra LED xanh lá, indium gallium nitride (InGaN) cho raLED xanh biển, GaP cho ra LED vàng… Đèn LED trắng là sự kết hợp của đèn LED đỏ, xanh lá và xanh biển. bí quyết trang bị hai để tạo ra đèn LED trắng là phủ 1 lớp phosphor vàng vào đèn LED xanh biển.

đa số quá trình sản xuất LED đều thuộc lĩnh vực công nghệ cao vì phải xử lý chính xác các đơn vị có kích thước nano và phải sản xuất các màng bán dẫn thật mỏng trong môi trường thật sạch để đảm bảo tính năng và tuổi thọ của tim đèn. Phản ứng tạo thành vật liệu bán dẫn phát sáng bắt buộc được thực hiện trong chân không, thực hiện trong phòng sạch, sạch hơn cả phòng bào chế y dược. Chính giai đoạn này đã đẩy giá LED lên cao, đây cũng chính là yếu điểm của LED vì chưa thể khó khăn về giá với những công nghệ chiếu sáng truyền thống.

Ánh sáng từ sáng chế LED

Từ năm 1974 đến nay (tháng 10/2009) sở hữu 2.272 sáng chế về LED. Nhìn bản đồ sáng chế của LED qua những năm, sở hữu thể nhận thấy con đường tăng trưởng của khoa học LED chia khiến cho 2 chặng rõ rệt. Từ các năm 2000 trở về trước, sáng chế LED chỉ ngừng ở con số hàng chục thì từ năm 2000 đến nay, số lượng sáng chế về LED tăng vọt, đạt tới con số hàng trăm (Hình 1). các doanh nghiệp mang những sáng chế LED chính là những công ty điện tử mang bề dày phát triển và với thế mạnh trên thị trường. Dẫn đầu là tập đoàn chiếu sáng số một Philips sở hữu 164 sáng chế, thiết bị hai là Cree Inc. với 33 sáng chế, một số tập đoàn điện tử khác cũng đã ghi tên mình trên bản đồ sáng chế là Gelcore LLC (28), Osram (27), Siemens (23), Samsung (20), LG (17), Univ (15).

LED “xanh”

Chiếu sáng bằng đèn LED là một kỹ thuật xanh và tiết kiệm.

Ðèn LED sở hữu các thế mạnh như tiết kiệm năng lượng tiêu thụ từ 70%-80% so mang loại đèn thông thường. một bóng đèn LED công suất 5W sở hữu thể cho ánh sáng tương đương sở hữu 1 bóng đèn thông thường công suất 20W. Thời gian chiếu sáng của đèn LED trắng trung bình 100.000 giờ (tương đương 35 năm, mỗi ngày hoạt động 8 giờ). Theo tính toán của Viện Hàn lâm kỹ thuật Mỹ, nếu dùng đèn LED cho 50% nhu cầu chiếu sáng ngày nay ở nước này, thì mỗi năm sẽ tiết kiệm được 17 GigaWatt điện, tương đương công suất của 17 cụm nhà máy điện hạt nhân. có lĩnh vực chiếu sáng công cộng, đèn LED trắng đã bắt đầu tham gia vào các công trình kiến trúc mới. Tuy nhiên các sản phẩm ứng dụng chiếu sáng bằng đèn LED vẫn chưa thể khó khăn mang đèn huỳnh quang trong từng hộ gia đình do giá cả vẫn còn quá cao.

Chiếu sáng các thị trường tiềm năng

Đèn chiếu sáng ứng dụng kỹ thuật diot phát sáng đầu tiên đã được giới thiệu từ năm 1962 bởi nhà kỹ thuật Nick Holonyak Jr (Mỹ). Vào các năm đầu 1970, LED được ứng dụng vào thị trường máy tính và đồng hồ. Sau khi LED trắng ra đời tham gia vào lĩnh vực chiếu sáng, thị trường của công nghệ LED bắt đầu lớn mạnh mạnh mẽ.

Điện thoại di động và các vật dụng điện tử cầm tay như máy ảnh, máy chiếu…hiện nay là lĩnh vực ứng dụng to nhất của LED. Trong điện thoại di động, có tiêu chí nhỏ gọn, đèn LED có thể ứng dụng để chiếu sáng màn hình điện thoại và hỗ trợ chức năng flash trong điện thoại. mang sự phát triển theo cấp số nhân của điện thoại di động đã làm việc ứng dụng LED trong lĩnh vực này đem lại lợi nhuận to to.

sở hữu các đặc tính không bị ảnh hưởng của rung động, hoạt động ở điện áp thấp, LED cũng có điều kiện lý tưởng để ứng dụng cho ôtô. dòng xe nức danh vừa rồi nhất của Audi là R8 đã được lắp đặt sẵn hệ thống đèn chiếu sáng LED hiện đại. Đèn LED cực kỳ tiết kiệm năng lượng, chỉ mất khoảng 10W khi xe hoạt động chiếu sáng so với 150W với phương thức chiếu sáng cũ. Điều này thật sự hữu ích vì hiệu quả mà nó mang lại là rất rõ rệt, lượng xăng dành cho việc chiếu sáng được giảm đi đáng nhắc.

Trong danh mục chiếu sáng cho màn hình tinh thể lỏng (LCD), những nhóm ứng dụng LED là màn hình tivi, màn hình laptop, màn hình desktop… Samsung là nhà phân phối trước tiên trên thế giới áp dụng công nghệ LED vào tivi. Trong 70,8 tỷ đèn LED được xuất xưởng năm 2008, chiếu sáng cho tấm nền LCD khoảng 8 tỷ bóng, chiếm khoảng 11%. DisplaySearch dự báo tổng lượng đèn LED cho năm 2012 là 167 tỷ bóng, trong ấy chiếu sáng cho LCD là 34 tỷ bóng, chiếm 34,7% thị phần toàn cầu về LED đến năm 2012.

Trong năm 2008, thị trường LED đạt 5,1 tỷ USD, trong ấy ứng dụng trong lĩnh vực chiếu sáng trong điện thoại di động và thiết bị điện tử cầm tay là 43%. công nghệ LED ứng dụng trong chiếu sáng màn hình và đèn hiệu là 17%. Trong lĩnh vực khiến đèn chiếu sáng cho xe hơi, chiếm 15%. Đây thực sự là các thị trường đầy tiềm năng của khoa học LED.
150 chiếc đèn sạc sở hữu bóng LED “made in Vietnam” trước tiên đã được sản xuất thành công tại phòng thí nghiệm kỹ thuật nano LNT (đại học Quốc gia TP.HCM). Đây là những sản phẩm hoàn chỉnh thứ nhất ứng dụng kỹ thuật nano do Việt Nam chế tạo. Lô bậc nhất tiên có 4 model, mang ký hiệu: SLL01, SLL02, SLL03 và SLL04. chiếc đèn LED của LNT phát ánh sáng trắng với cường độ cao đủ chuyên dụng cho thắp sáng sinh hoạt, tuổi thọ 100.000 giờ. các cái đèn LED màu trắng trước tiên hiện đã được sử dụng trong chính các phòng nghiên cứu của LNT.
ko những chỉ chiếu sáng ở phòng thí nghiệm, kỹ thuật LED cũng đã bắt đầu bước chân ra khỏi phòng thí nghiệm. Ðiển hình là việc lắp đặt hệ thống đèn LED tại cầu sông Hàn và cầu Thuận Phước ở thành phố Ðà Nẵng. Bóng đèn chiếu sáng cho trụ cầu được tổ hợp từ những hệ thống ma trận đèn LED nhỏ. Hệ thống den LED lắp trên thành cầu sở hữu thân bằng nhôm, tiêu dùng kính chịu nhiệt. Mỗi bộ đèn sở hữu công suất tiêu thụ chỉ 25W, ánh sáng phát ra sở hữu thể đưa xa tới khoảng bí quyết 20m. Ðây là kỹ thuật lần đầu được ứng dụng trong chiếu sáng công trình công cùng ở Việt Nam. Mỗi đêm, LED đều thắp sáng mình và thắp sáng những ước mơ bằng những vũ điệu sắc màu kỳ diệu.