Công nghệ đèn LED là gì? Lịch sử hình thành và phát triển công nghệ LED

Công nghệ đèn LED và đèn pin LED ngày càng trở nên phổ biến trong cuộc sống hiện nay. Thị trường đèn LED đã chứng kiến một sự tăng trưởng đáng kể trong hai thập kỷ gần đây. Theo các số liệu thống kê, giá trị thị trường đèn LED đã tăng từ khoảng 30 tỷ USD vào năm 2010 lên trên 100 tỷ USD vào năm 2020. Công nghệ LED đã lan rộng vào nhiều lĩnh vực khác nhau như chiếu sáng nội ngoại thất, chiếu sáng công nghiệp, đèn pin cầm tay, chiếu sáng đường phố, sân khấu, công nghệ màn hình LED, đèn chiếu sáng cho phương tiện giao thông và nhiều ứng dụng thực tế khác.

Trong bài viết này của Hoàng Long LED, chúng ta sẽ cùng nhau khám phá sự hình thành, phát triển và những ứng dụng của công nghệ LED trong đời sống hàng ngày.

Sự ra đời và phát triển của công nghệ LED

Đèn LED là gì?

Công nghệ LED (viết tắt của Light Emitting Diode hay điốt phát quang) được mô tả bằng khái niệm có tính hàn lâm học thuật như sau: “Là các điốt có khả năng phát ra ánh sáng hay tia hồng ngoại, tử ngoại. Tương tự như các điốt thông thường, LED được hình thành từ việc ghép kết một khối bán dẫn loại P với một khối bán dẫn loại N”.

Công nghệ LED được ứng dụng để sản xuất các thiết bị chiếu sáng bằng cách lắp ráp

Công nghệ LED được ứng dụng rộng rãi trong việc sản xuất các thiết bị chiếu sáng bằng cách lắp ráp và kết nối chúng với nhau, tạo thành một nguồn sáng và sau đó tích hợp vào bên trong các sản phẩm với các hình dạng đa dạng như bóng tròn, tuýp dài, hình cầu, hình trụ,… và đồng loại được gọi chung là đèn LED.

Các chip LED được kết hợp với nhau để tăng cường độ sáng. Hiện nay, có ba loại tổ hợp LED phổ biến, bao gồm DIP, SMD và COB

Công nghệ LED ra đời như thế nào?

Mặc dù đã có sự phát triển đáng kể trong hai thập kỷ gần đây, hiện tượng LED đã được phát hiện từ rất lâu. Năm 1907, nhà khoa học người Anh H.J. Round là người đầu tiên ghi nhận hiện tượng này. Tại thời điểm đó, LED chỉ phát ra ánh sáng rất yếu, không đủ sáng để có thể áp dụng vào các ứng dụng thực tế.

Công nghệ đèn LED là gì Lịch sử hình thành và phát triển công nghệ LED

 Quá trình phát triển của công nghệ LED

Quá trình phát triển của công nghệ LED bắt nguồn từ sự xuất hiện của công nghệ bán dẫn, mở ra một giai đoạn phát triển vô cùng đột phá. Trong thập kỷ 1920 và 1930, các nhà nghiên cứu đã tập trung vào nghiên cứu về vật liệu bán dẫn, đặc biệt là germanium và silic. Trong giai đoạn này, các thiết bị bán dẫn như đèn Zener và đèn cầu chì đã được phát triển.

Đến năm 1962, Nick Holonyak Jr., một nhà khoa học tại Đại học Illinois, đã đạt được bước tiến lớn khi phát minh ra đèn LED đầu tiên sử dụng vật liệu GaAsP (Gallium Arsenide Phosphide). Đèn LED này phát ra ánh sáng màu đỏ, mở đầu cho sự phát triển đa dạng màu sắc của công nghệ LED trong những năm tiếp theo.

Công nghệ đèn LED là gì Lịch sử hình thành và phát triển công nghệ LED

Sau khi đạt được thành công với đèn LED màu đỏ, các nhà nghiên cứu đã tiếp tục nỗ lực phát triển các loại LED khác nhau, bao gồm các màu như xanh dương, vàng, trắng và nhiều màu sắc khác. Công nghệ LED đã tiến xa hơn bằng cách sử dụng các vật liệu bán dẫn khác nhau như InGaN (Indium Gallium Nitride) để tạo ra ánh sáng màu sắc đa dạng.

Công nghệ LED chiếu sáng ban đầu được áp dụng trong các ứng dụng như đèn báo hiệu và đèn chức năng trên các thiết bị điện tử. Sự tiến bộ của công nghệ này đã dần giảm giá thành sản xuất, tạo điều kiện thuận lợi cho việc mở rộng ứng dụng trong ánh sáng chiếu sáng, hiển thị màn hình, đèn nền và nhiều lĩnh vực ứng dụng khác.

Từ sự khám phá ban đầu đến sự phát triển liên tục và ứng dụng rộng rãi, công nghệ đèn LED đã có một quá trình hình thành và phát triển ấn tượng, tạo ra một cuộc cách mạng trong lĩnh vực chiếu sáng.

Công nghệ đèn LED là gì Lịch sử hình thành và phát triển công nghệ LED

Nguyên lý hoạt động của đèn LED

Nguyên tắc hoạt động của đèn LED dựa trên sự tương tác giữa điện tử tự do và lỗ trong vật liệu bán dẫn.

Chip LED được cấu tạo từ hai khối bán dẫn, trong đó khối bán dẫn loại P chứa lỗ trống và khối bán dẫn loại N chứa nhiều điện tích dương.

Công nghệ đèn LED là gì Lịch sử hình thành và phát triển công nghệ LED

Khi dòng điện chạy qua, các lỗ trống từ khối bán dẫn loại P chuyển sang khối bán dẫn loại N, đồng thời điện tử từ khối N khuếch tán qua khối bán dẫn loại P. Sự kết hợp giữa P và N, với điện tích trái dấu (điện âm – điện dương) tại vị trí tiếp giáp, làm cho các điện tử bị hút vào lỗ trống và điền đầy chúng.

Quá trình này tạo ra năng lượng được giải phóng dưới dạng ánh sáng, mà chúng ta gọi là quang điện. Màu sắc của ánh sáng phát ra được quyết định bởi loại vật liệu bán dẫn được sử dụng.

Cấu tạo của đèn LED

Cấu trúc của đèn LED bao gồm những thành phần chính sau:

• Chip LED: Là thành phần quan trọng nhất của đèn LED, nơi mà hiện tượng phát sáng diễn ra.
• Lăng kính: Là bộ phận có chức năng phân phối và điều hướng ánh sáng theo hướng cụ thể. Lăng kính có khả năng thay đổi góc chiếu sáng, và chất lượng lan truyền ánh sáng và mức độ tổn thất sáng khi đi qua lăng kính phụ thuộc vào chất lượng bề mặt và hình dáng của nó.
• Lớp bề mặt: Là bộ phận dùng để gắn đèn LED và chịu trách nhiệm tản nhiệt thông qua tiếp xúc với một bề mặt rộng hơn. Thông thường, kim loại PCB được sử dụng làm lớp bề mặt.
• Lớp tiếp xúc: Là chất liệu giữ cho lớp bề mặt liên kết chặt với bộ phận tản nhiệt, giúp tối đa hóa khả năng tản nhiệt của đèn. Điều này thường được thực hiện bằng cách sử dụng keo hoặc dầu mỡ.
• Bộ tản nhiệt: Thường chia thành hai loại là tản nhiệt chủ động và tản nhiệt bị động. Tản nhiệt chủ động thường sử dụng quạt để tạo lưu thông không khí. Tản nhiệt bị động sử dụng dây kim loại để tiêu tán nhiệt.

Ưu điểm của công nghệ đèn LED

Công nghệ đèn LED (Light Emitting Diode) mang đến nhiều ưu điểm vượt trội trong việc ứng dụng, sử dụng, và sản xuất so với các công nghệ chiếu sáng truyền thống như đèn huỳnh quang hay đèn sợi đốt:

• Tiết kiệm năng lượng: Đèn LED tiêu thụ ít năng lượng hơn so với các loại đèn truyền thống, giảm chi phí sử dụng và đồng thời đóng góp vào bảo vệ môi trường.
• Tuổi thọ cao: Đèn LED có tuổi thọ rất lâu, thường kéo dài từ 25,000 đến 50,000 giờ hoạt động. Điều này giúp thiết bị chiếu sáng duy trì hoạt động ổn định, giảm tần suất thay thế và bảo trì, mang lại sự tiết kiệm thời gian và chi phí cho người sử dụng.

Công nghệ đèn LED là gì Lịch sử hình thành và phát triển công nghệ LED

• Khả năng đổi màu linh hoạt: Công nghệ LED cho phép dễ dàng điều chỉnh màu sắc của ánh sáng thông qua việc sử dụng các vật liệu bán dẫn khác nhau. Điều này tăng cường linh hoạt trong việc áp dụng đèn LED trong nhiều lĩnh vực khác nhau.
• Thời gian khởi động nhanh chóng: Đèn LED khởi động và đạt độ sáng tối đa ngay lập tức khi dòng điện chạy qua. Không cần thời gian khởi động như đèn huỳnh quang, cũng không cần chờ sợi đốt đạt nhiệt độ tối đa. Điều này rất hữu ích trong các ứng dụng yêu cầu ánh sáng ngay lập tức, chẳng hạn như chiếu sáng đường phố.
• Không chứa chất độc hại: Đèn LED không chứa các chất độc hại như thủy ngân trong đèn huỳnh quang. Điều này giúp bảo vệ sức khỏe con người, giảm rủi ro sử dụng, và giảm chi phí tái chế và xử lý khi thải đèn.
• Kích thước nhỏ gọn: Chip LED có kích thước rất nhỏ, giúp nó linh hoạt trong thiết kế và lắp đặt. Điều này tạo điều kiện cho các nhà sản xuất áp dụng đèn LED vào nhiều không gian, vị trí và thậm chí thách thức sự sáng tạo kiểu dáng công nghiệp cho các thiết bị chiếu sáng.
• Khả năng điều chỉnh độ sáng: Đèn LED có khả năng linh hoạt điều chỉnh độ sáng thông qua bộ điều khiển, đặc biệt là khả năng điều chỉnh độ sáng vô cấp. Điều này giúp tối ưu hóa ánh sáng cho từng tình huống sử dụng, mang lại trải nghiệm tốt hơn cho người dùng

Ứng dụng của công nghệ LED chiếu sáng trong thực tế

Ứng dụng của công nghệ đèn LED chiếu sáng trong thực tế đã trải rộng vào nhiều lĩnh vực khác nhau, từ chiếu sáng nội thất cho đến chiếu sáng công cộng và công nghiệp. Dưới đây là một số ứng dụng phổ biến của công nghệ LED chiếu sáng:

• Chiếu sáng nội thất: Đèn LED được sử dụng rộng rãi trong việc chiếu sáng nội thất như căn hộ, nhà hàng, khách sạn, quán cafe và cửa hàng, tạo ra ánh sáng mềm mại, tiết kiệm năng lượng và chi phí sử dụng.
• Chiếu sáng ngoại thất: Đèn LED kết hợp với các sản phẩm chịu được điều kiện thời tiết được sử dụng để chiếu sáng ngoại thất như sân vườn, hồ bơi, sân thượng, mang lại khả năng tùy chỉnh màu sắc và không gian ngoại thất ấn tượng.

Công nghệ đèn LED là gì Lịch sử hình thành và phát triển công nghệ LED

• Chiếu sáng đường phố: Đèn đường LED tiết kiệm năng lượng, có tuổi thọ cao, cung cấp ánh sáng đều và an toàn cho giao thông.
• Chiếu sáng công nghiệp: Công nghệ LED được sử dụng trong môi trường công nghiệp như nhà máy, xưởng sản xuất và kho hàng, giảm rủi ro và chi phí bảo trì.
• Chiếu sáng sân vận động và sự kiện: Đèn LED được dùng để tạo hiệu ứng ánh sáng ấn tượng trong các sân vận động và sự kiện biểu diễn.

Công nghệ đèn LED là gì Lịch sử hình thành và phát triển công nghệ LED

• Hiển thị điện tử: LED được sử dụng trong các thiết bị hiển thị điện tử như bảng quảng cáo, bảng điện tử, và màn hình truyền hình LED.
• Đèn cho phương tiện giao thông: LED được tích hợp vào hệ thống chiếu sáng của các phương tiện giao thông như ô tô và xe máy.
• Ứng dụng y tế: Đèn LED được sử dụng trong các thiết bị y tế như đèn soi, đèn phẫu thuật và thiết bị y tế chẩn đoán.
• Đèn pin và thiết bị chiếu sáng di động: Công nghệ LED chiếu sáng di động mang lại tính ứng dụng cao trong đèn pin và các thiết bị di động, phục vụ nhiều nhu cầu thiết thực trong đời sống.

Những thông số cần quan tâm khi mua đèn LED

Những yếu tố cần xem xét khi mua đèn LED chiếu sáng rất quan trọng để đảm bảo bạn chọn được sản phẩm phù hợp với nhu cầu của mình. Dưới đây là những thông số quan trọng cần lưu ý:

• Công suất (Watt): Mức tiêu thụ điện của đèn, công suất càng thấp thì đèn càng tiết kiệm năng lượng.
• Độ sáng (Lumen): Mức sáng mà đèn có thể tạo ra, tùy thuộc vào mục đích và không gian sử dụng.
• Nhiệt độ màu (Kelvin – K): Quyết định màu sắc của ánh sáng, từ ấm (màu vàng) đến lạnh (màu trắng xanh).
• Chỉ số hoàn màu (CRI): Khả năng tái tạo màu sắc của đèn so với ánh sáng tự nhiên.
• Tuổi thọ (giờ): Thời gian đèn hoạt động trước khi cần thay thế.
• Góc chiếu (độ): Độ rộng hay hẹp của góc mà đèn phát ra ánh sáng, ảnh hưởng đến phạm vi chiếu sáng.
• Khả năng điều chỉnh ánh sáng: Có khả năng điều chỉnh màu sắc, độ sáng hay tần số nháy theo nhu cầu sử dụng.
• Chứng chỉ chất lượng (CE, RoHS): Các chỉ số được đo lường, đánh giá và công bố để đảm bảo chất lượng của đèn LED.
• Độ bền và khả năng chống nước: Quan trọng nếu sử dụng đèn ở điều kiện khắc nghiệt như khi đi cắm trại, leo núi.
• Thương hiệu: Lựa chọn từ các thương hiệu uy tín và xem xét phản hồi, đánh giá của người dùng để đánh giá chất lượng và hiệu suất sản phẩm

Đèn pin sử dụng công nghệ LED

Đèn pin tích hợp công nghệ LED đang trở nên rất phổ biến nhờ vào những ưu điểm linh hoạt, hiệu quả, kích thước nhỏ gọn, độ sáng mạnh mẽ và sự ứng dụng đa dạng trong thực tế. Trên thị trường, người ta dễ dàng tìm thấy nhiều loại đèn pin sử dụng công nghệ LED để chiếu sáng, bao gồm:

• Đèn pin cầm tay, đèn pin EDC, đèn pin chiến thuật, đèn pin siêu sáng.
• Đèn pin đội đầu.
• Đèn pin xe đạp.
• Đèn pin dành cho cắm trại, hoạt động ngoại ô, và thể thao ban đêm.
• Đèn pin hỗ trợ cho ngành quay phim và chụp ảnh.
• Đèn pin tìm kiếm và cứu hộ, thám hiểm hang động.
• Đèn pin tuần tra cho cảnh sát, an ninh, và lực lượng thực thi pháp luật.

Tất cả những loại đèn pin nêu trên đều hưởng lợi từ công nghệ LED để đạt được độ sáng cao, khả năng chiếu xa, sự linh hoạt và kích thước nhỏ gọn, tạo ra những sản phẩm đa dạng và đáp ứng tốt các nhu cầu sử dụng trong thực tế.

Giới thiệu về Hoàng Long LED

Hoàng long LED đơn vị cung cấp màn hình LED chuyên nghiệp uy tín tại Hà Nội

Công ty TNHH Hoàng Long – Hoàng Long LED tự hào là đơn vị hàng đầu chuyên tư vấn, thiết kế, lắp đặt, thi công, và cho thuê bảng đèn LED trong nhà và ngoài trời. Với đội ngũ kỹ sư và nhân viên chuyên nghiệp, chúng tôi đã xây dựng một danh tiếng vững chắc trong việc cung cấp giải pháp chiếu sáng hiện đại và tiên tiến.

Dịch vụ của chúng tôi bao gồm tư vấn, thiết kế, lắp đặt, và thi công bảng đèn LED trong nhà (LED Indoor) cho nhiều địa điểm như siêu thị, trung tâm mua sắm, nhà hàng, khách sạn, cửa hàng, và văn phòng. Đội ngũ nhân viên chuyên nghiệp của chúng tôi cam kết mang đến những sản phẩm sáng tạo và đa dạng, đáp ứng đầy đủ nhu cầu về thẩm mỹ, tiện dụng, và tiết kiệm năng lượng cho khách hàng.

Chúng tôi cung cấp giải pháp chiếu sáng đèn LED ngoài trời (LED Outdoor) cho các công trình kiến trúc, đô thị, và sân vận động. Với sản phẩm đèn LED ngoài trời cao cấp, chúng tôi cam kết đáp ứng đầy đủ nhu cầu về tính thẩm mỹ, độ sáng, và độ bền.

Chúng tôi cung cấp dịch vụ cho thuê bảng đèn LED trong nhà và ngoài trời cho các sự kiện, hội nghị, triển lãm, concert, và các hoạt động quảng cáo. Các sản phẩm cho thuê của chúng tôi đảm bảo chất lượng, độ sáng, và tính thẩm mỹ, cũng như được lắp đặt và bảo trì đảm bảo an toàn và hiệu quả cho khách hàng.

Chúng tôi cũng cung cấp đầy đủ các sản phẩm liên quan đến đèn LED từ các thương hiệu nổi tiếng nhất thế giới như GKGD, Qiangli, Uni. Các loại màn hình LED và cabin LED, cùng với bộ xử lý hình ảnh NOVA, đều được chúng tôi cung cấp để đáp ứng mọi yêu cầu của khách hàng.

Cam kết về chất lượng và dịch vụ là ưu tiên hàng đầu của chúng tôi. Chúng tôi luôn lắng nghe và đáp ứng mọi yêu cầu của khách hàng với tiêu chí “khách hàng là trung tâm”. Đồng thời, tầm nhìn của chúng tôi là trở thành một trong những công ty hàng đầu về giải pháp chiếu sáng đèn LED và dịch vụ kỹ thuật trong lĩnh vực chiếu sáng, đóng góp vào sự phát triển bền vững của đất nước và xã hội