Nguyên lý và ứng dụng của đèn LED
Nguyên tắc cơ bản của đèn LED:
Mộtđi-ốt phát sáng (LED)là một thiết bị bán dẫn phát ra ánh sáng khi có dòng điện chạy qua nó. Lõi của đèn LED làGiao lộ PN, được làm từ sự kết hợp của ba hoặc năm vật liệu bán dẫn hợp chất. Khi một điện áp chuyển tiếp được đặt vào, các electron từ vùng N được đưa vào vùng P và các lỗ từ vùng P được đưa vào vùng N. Khi các sóng mang thiểu số này di chuyển vào khu vực của nhau, chúng kết hợp lại với các sóng mang đa số, giải phóng năng lượng dưới dạng ánh sáng. Bước sóng, và do đó màu sắc của ánh sáng phát ra, được xác định bởi các tính chất của vật liệu bán dẫn (cụ thể là chiều rộng khe hở dải) tạo thành mối nối PN.
Các đặc điểm chính của đèn LED:
Đèn LED có một số tính năng chính khiến chúng trở thành lựa chọn phổ biến cho các ứng dụng khác nhau:
- Kích thước nhỏ: Nhỏ gọn và dễ dàng tích hợp vào các thiết kế khác nhau.
- Tiêu thụ điện năng thấp: Tiết kiệm năng lượng cao so với các tùy chọn chiếu sáng truyền thống.
- Tuổi thọ dài: Có thể kéo dài đến 100.000 giờ khi hoạt động ở đúng dòng điện và điện áp.
- Độ sáng cao với phát thải nhiệt thấp: Chuyển đổi năng lượng thành ánh sáng hiệu quả, giảm thiểu sản sinh nhiệt.
- Thân thiện với môi trường: Không chứa vật liệu độc hại và có thể tái chế hoàn toàn.
- Độ bền: Mạnh mẽ và chống va đập và rung.
Phân loại và ứng dụng của đèn LED
Đèn LED được phân loại thànhĐèn LED có thể nhìn thấyvàĐèn LED vô hìnhdựa trên loại ánh sáng mà chúng phát ra.
Đèn LED có thể nhìn thấy: Phát ra các màu như đỏ, cam, vàng, xanh lá cây, xanh lam và tím.
- Đèn LED đỏ: Thường được làm từ các vật liệu như GaP (hệ nhị phân), AlGaAs (hệ bậc ba) và AlGaInP (hệ bậc bốn).
- Đèn LED xanh lam / trắng: Chủ yếu được làm từ vật liệu GaN.
Đèn LED vô hình: Phát ra tia hồng ngoại hoặc tia cực tím, thường được sử dụng trong các ứng dụng như điều khiển từ xa, thiết bị y tế và hệ thống an ninh.
Ứng dụng của công nghệ LED
Đèn LED có nhiều ứng dụng trong các ngành công nghiệp khác nhau:
Màn hình LED: Được sử dụng trong bảng quảng cáo trong nhà và ngoài trời, bảng điểm thể thao và màn hình thông tin.
Các chỉ báo tín hiệu: Được sử dụng trong đèn giao thông, tín hiệu đường cao tốc và đường sắt, chỉ báo đường băng sân bay và chỉ báo chức năng thiết bị điện tử.
Chiếu sáng trang trí và cảnh quan: Được sử dụng trong chiếu sáng cảnh quan ngoài trời và chiếu sáng trang trí trong nhà cho mục đích thẩm mỹ và chức năng.
Chiếu sáng chung và chuyên dụng: Bao gồm đèn chiếu sáng di động (đèn pin, đèn pha), đèn chiếu sáng yếu (đèn hành lang, đèn cửa), đèn đọc sách (cho máy bay, tàu hỏa và ô tô), đèn kính hiển vi, đèn flash máy ảnh, đèn bàn và đèn đường.
Chiếu sáng an toàn: Bao gồm đèn khai thác mỏ, đèn chống cháy nổ, đèn khẩn cấp và đèn chỉ báo an toàn.
Nguồn đèn nền: Được sử dụng trong màn hình LCD, bao gồm cả màn hình TV, điện thoại thông minh và các thiết bị điện tử khác.
Chiếu sáng ô tô: Bao gồm cả nội thất (bảng điều khiển, đèn báo) và đèn ngoại thất (đèn phanh, đèn hậu, đèn bên và đèn pha).
Ứng dụng tiêu dùng: Bao gồm các mặt hàng như giày nhấp nháy trẻ em, đèn LED Giáng sinh và các vật dụng mới lạ khác.
Chuỗi công nghiệp LED
Thuộc tínhChuỗi công nghiệp LEDcó thể được chia thành ba phân khúc: thượng nguồn, trung nguồn và hạ lưu.
Ngược dòng: Liên quan đến việc sản xuất các tấm wafer đơn lẻ và sự phát triển biểu mô của chúng. Phân khúc này có ngưỡng đầu vào cao do sự phức tạp về công nghệ và vốn đầu tư đáng kể.
Giữa dòng: Tập trung vào xử lý chip LED. Phân khúc này cũng đòi hỏi chuyên môn và đầu tư công nghệ đáng kể, khiến nó có tính cạnh tranh cao trên trường quốc tế và có rủi ro kinh doanh đáng kể.
Hạ lưu: Liên quan đến đóng gói, thử nghiệm và ứng dụng LED. Phân khúc này có ngưỡng đầu vào thấp hơn so với các hoạt động thượng nguồn và trung nguồn.
Về lợi nhuận trong ngành:
- Thượng nguồn và giữa dòng (chip và chip biểu mô): Chiếm khoảng 70% lợi nhuận của ngành.
- Hạ nguồn (Bao bì và Ứng dụng LED): Chiếm khoảng 10-20% mỗi tổng lợi nhuận của ngành.
Ngành công nghiệp LED tiếp tục phát triển, với những tiến bộ trong công nghệ giúp giảm các rào cản gia nhập và mở rộng ứng dụng trên nhiều lĩnh vực khác nhau. Khi ngành công nghiệp phát triển, trọng tâm vẫn là nâng cao hiệu quả, giảm chi phí và mở rộng phạm vi ứng dụng.
