Nguyên lý phát sáng của đèn led như thế nào?

Nguyên lý phát sáng của đèn led như thế nào?

Chip led là bộ phận phát sáng của đèn led. Chíp led phát sáng là dựa trên công nghệ bán dẫn. Khối bán dẫn loại P chứa nhiều loại lỗ trống tự do mang điện tích dương nên khi ghép với khối bán dẫn N (Chứa các điện tử tự do) thì các lỗ trống này có xu hướng chuyển động khuyếch tán sang khối N. Cùng lúc khối P lại nhận thêm các điện tử (điện tích âm) từ khối N chuyển sang. Kết quả là khối P tích điện âm (thiếu hụt lỗ trống và dư thừa điện tử) trong khi khối N tích điện dương (thiếu hụt điện tử và dư thừa lỗ trống). Ở biên giới hai bên mặt tiếp giáp, một số điện tử bị lỗ trống thu hút và khi chúng tiến lại gần nhau, chúng có xu hường kết hợp với nhau tạo thành các nguyên tử trung hòa. Quá trình này có thể giải phóng năng lượng dưới dạng ánh sáng (hay các bức xạ điện từ có bước sóng gần đó).

 

Chip led cho ánh sáng vàng

Tùy theo mức năng lượng giải phóng cao hay thấp mà bước sóng ánh sáng phát khác nhau (tức màu sắc của LED sẽ khác nhau). Mức năng lượng (và màu sắc của LED)hoàn toàn phụ thuộc vào cấu trúc năng lượng của các nguyên tử chất bán dẫn.

LED thường có điện thế phân cực thuận cao hơn điốt thông thường, trong khoảng 1,5 đến 3V. Nhưng điện thế phân cực nghịch ở LED thì không cao. Do đó LED rất dễ bị hư hỏng do điện thế ngược gây ra.

Màu sắc ánh sáng của LED

Khoảng trống giữa liên kết PN và các chất liệu khác nhau. Nếu khoảng trống nhiều, năng lượng ánh sáng phát ra càng lớn. Năng lượng ấng sáng là màu sác của ánh sáng mà mắt thường nhìn thất được bao gồm: xanh dương và tím có năng lượng lớn nhất,  màu đỏ và cam có năng lượng nhỏ nhất.

Xem thêm: Đèn led âm trần

Các màu sắc phổ biến của Led

Phổ biến có 3 loại: Màu đỏ, màu xanh lá, xanh dương, tạo thành 3 màu cơ bản (RGB), thường sử dụng chip 1 màu hoặc nhiều chip có màu khác nhau để sản xuất Led.

Ánh sáng màu trắng của LED được hình thành như thế nào?

Cách 1:

Anh sáng trắng mà chúng ta nhìn thấy được do chip led tại ra là sự kết hợp của 21% màu đỏ, 60% màu xanh lá cây và 10% màu xanh dương. Chỉ cần dòng điện qua các chip màu ổn định, tản nhiệt tốt, màu trắng phát ra sẽ ổn định,

Ưu điểm của cách này là cách chế tạo lại đơn giản. Nhưng do sự tiêu hao ánh sáng của 3 màu không giống nhau, bên cạnh tính năng điều khiển dòng điện của driver phải có chất lượng cao, nguyên nhân từ công nghệ sản xuất.v.v..

Về mặt kỹ thuật, phương pháp này chưa đạt được  phổ màu mong muốn, nên nó thường không được sử dụng trong sản xuất công nghiệp.

Xem thêm: Đèn tuýp led cho nhà xưởng

Cách 2:

Sử dụng bột huỳnh quang (phốt pho)để tạo màu trắng cho ánh sáng, có 3 phương pháp để thực hiện, trong đó phương pháp chủ yếu là phủ lên bề mặt chip màu xanh dương lớp phốt pho NdYAG(màu vàng) để tạo thành màu trắng, trước mắt cách làm chủ yếu là dùng phốt pho YAN phủ lên tinh thể màu xanh dương inGaN có bước sóng 460nm, lớp phốt pho cùng với ánh sáng xanh dương phát ra kết hợp tạo ra ánh sáng vàng có bước sóng 555nm, sau đó ứng dụng nguyên lý thấu kính kết hợp ánh sáng vàng này và ánh sáng xanh dương tạo ra ánh sáng trắng mà mắt thường thấy được, đây là kỹ thuật hiện nay được ứng dụng nhiều nhất để tạo ra ánh sáng màu trắng của led.

Ánh sáng màu của LED được hình thành như thế nào?

Hỗn hợp các màu đơn sắc R/G/B/W được kết hợp với phốt pho, điều khiển các chip đơn sắc ứng với mỗi màu để phát ra ánh sáng, ta thu được các ánh sáng màu mà ta mong muốn.