Đèn LED có cơ chế hoạt động đơn giản, hiệu quả sử dụng năng lượng và độ bền cao. Vì vậy, nó xuất hiện mọi nơi trong đời sống con người. Tuy nhiên, trong tương lai vị trí của LED có thể rơi vào tay đối thủ OLED.
Hầu hết mọi thiết bị điện tử tiêu dùng có màn hình từ smartphone, tablet, laptop, TV đều không thể vắng mặt LED. Kể cả một số loại đèn dân dụng và đèn pha ô tô cũng dùng linh kiện nhỏ bé này. Vậy đèn LED là gì? Tại sao nó được sử dụng phổ biến như vậy?
LED là gì?
LED là từ viết tắt của cụm Light-Emitting Diode. Từ “diode” là thành phần quan trọng, bởi diode là chất bán dẫn. Nó chỉ cho phép dòng điện chạy theo một hướng. Để làm một đèn LED, các nhà sản xuất lấy 2 vật liệu và đặt chúng gần nhau. Vật liệu đầu tiên thường là kim loại, chẳng hạn như nhôm hoặc vàng. Thứ 2 thường là một hợp chất như arsenide gali (GaAs). Khi bạn tác động điện lên 2 vật liệu này, một vật liệu sẽ hút electron từ vật kia. Điều này dẫn đến một dòng điện chạy qua chúng, tạo ra ánh sáng.
Đèn LED được phát minh lần đầu tiên vào năm 1927 bởi Oleg Losev ở Nga, nhưng mãi đến những năm 1960, đèn LED mới được sản xuất trên quy mô thương mại. James R. Biard và Gary Pittman tạo ra một đèn LED dựa trên GAAS khi làm việc tại Texas Instruments. Kể từ đó, đèn LED đã được sử dụng trong các thiết bị điện tử tiêu dùng như máy tính, thiết bị truyền thông quang học và trong hầu hết các ngành sản xuất.
Ngày nay, chúng ta thường bắt gặp đèn LED trong bóng đèn dân dụng, một số loại TV, màn hình máy tính, đèn dải LED và đèn báo trên các thiết bị điện tử tiêu dùng.
Vì sao LED dùng ít năng lượng?
Đèn LED hiệu quả hơn các nguồn sáng truyền thống vì chúng không sử dụng nhiệt để tạo ra ánh sáng. Các nguồn sáng truyền thống, chẳng hạn như bóng đèn sợi đốt, tạo ra ánh sáng bằng cách đốt nóng một dây vonfram điện trở cho đến khi nó phát sáng.
Ngược lại, các vật liệu bán dẫn trong đèn LED sử dụng điện hiệu quả hơn, tạo ra nhiều photon hơn và ít chất thải hơn bóng đèn sợi đốt trên mỗi watt, điều đó có nghĩa là chúng không cần nhiều điện để tạo ra ánh sáng.
Những ưu điểm của LED
Đèn LED có nhiều ưu điểm hơn so với các nguồn sáng truyền thống. Nó có tuổi thọ dài. Một bóng đèn sợi đốt truyền thống có tuổi thọ khoảng 1.000 giờ, trong khi đèn LED có thể kéo dài 50.000 giờ. Bạn có thể dùng LED 10 năm mà không cần phải thay thế.
Đèn LED cũng bền hơn các nguồn sáng truyền thống. Nguồn sáng truyền thống chứa các bóng đèn thủy tinh. Nếu bạn làm rơi hoặc gõ quá mạnh, chúng sẽ bị vỡ. Đèn LED có khả năng chống lại các tác hại vật lý cao hơn. Bóng đèn LED cũng không chứa thủy ngân như bóng đèn huỳnh quang, vì vậy chúng sẽ an toàn hơn nếu bạn vô tình làm vỡ chúng.
Ngoài ra, đèn LED tạo ra ánh sáng hiệu quả hơn so với bóng đèn sợi đốt, đèn huỳnh quang hoặc bóng halogen, vì vậy chúng sử dụng ít điện năng hơn. Mặc dù đèn LED có nhiều ưu điểm hơn các nguồn sáng truyền thống, nhưng chúng cũng có một số nhược điểm, bao gồm nhiệt độ màu thay đổi và có thể bị nhấp nháy nếu bóng đèn được chế tạo từ vật liệu chất lượng kém.
Chi phí sản xuất cũng là một rào cản. Đèn LED đắt hơn bóng đèn truyền thống. Tuy nhiên, chi phí ban đầu có thể được bù đắp bởi tuổi thọ dài hơn và tiêu thụ điện thấp hơn. Về lâu dài, người dùng sẽ tiết kiệm tiền với bóng đèn LED.
LED và OLED
Về cơ bản, OLED cũng là một loại Light-Emitting Diode (LED). Tuy nhiên, OLED được làm bằng vật liệu hữu cơ phát ra ánh sáng khi có dòng điện chạy qua chúng.
Màn hình OLED khác với màn hình phẳng LCD truyền thống (sử dụng LED làm nguồn sáng nền) vì chúng không yêu cầu đèn nền. Thay vào đó, mỗi pixel màu tự phát ra ánh sáng. Điều này giúp màn hình OLED có thể mỏng hơn và linh hoạt hơn so với màn hình LCD.
Ngoài ra, màn hình OLED cung cấp độ tương phản cao hơn nhiều so với màn hình LCD vì màu đen có thể là màu đen thực sự thay vì chỉ chặn đèn nền luôn sáng như trường hợp của màn hình LCD.
Tương lai của LED
Thế giới công nghệ luôn tiến bộ nhanh chóng, một công nghệ cũ sẽ bị thay thế bằng công nghệ tiên tiến hơn trong tương lai, LED cũng không phải là ngoại lệ. Tuy nhiên, hiện tại LED vẫn còn đóng vai trò quan trọng trong nhiều năm tiếp theo.
Ngoài việc tiết kiệm năng lượng và có độ bền vượt trội, với các nghiên cứu mới, công nghệ chiếu sáng dựa trên LED tiếp tục được cải tiến, mang đến những màn hình chất lượng cao hơn, chẳng hạn mini-LED. Song song đó, khi giá thành sản xuất tiếp tục giảm, đèn LED có thể phổ biến hơn trong gia đình, thay thế các loại đèn truyền thống, đồng thời là nền tảng của những công nghệ màn hình mới.
