หลอดไฟ LED คือ?

LED เป็นอุปกรณ์ให้แสงสว่างที่ถูกออกแบบ และปรับใช้ในอุปกรณ์มากมาย LED อาทิเช่น จอโทรทัศน์ โคมไฟ และจอโทรศัพท์ เนื่องจาก LED นั้นมีประสิทธิภาพสูง ระยะเวลาการใช้งานยาวนาน และที่สำคัญคือเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม บางครั้งถูกใช้สร้างสรรค์ในงานศิลปะ การจัดแสงสี ด้วยความยืดหยุ่นของเทคโนโลยี LED ก่อนอื่นเรามาทำความรู้จักหลอด LED และหลักการทำงานกันก่อนครับ

หลอดไฟ LED หรือมีชื่อเต็มว่า Light Emitting diode หรือเรียกว่า ไดโอตชนิดเปล่งแสง

ไดโอต (Diode) เป็นอุปกรณ์ที่ช่วยให้กระแสไฟไหลไปในทิศทางเดียวเท่านั้น ในตัวไดโอตจะประกอบด้วยสารกึ่งตัวนำ ชนิด P (Positive type) และ N (Negative type) โดยส่วนที่เชื่อมต่อระหว่างสารกึ่งตัวนำขั้วบวกและขั้วลบ เรียกว่า P-N Junction เมื่อ LED ถูกไบแอสตรงจะทำให้อิเล็คตรอนกึ่งตัวนำชนิด N มีพลังงานสูงขึ้นจนวิ่งมาที่โฮลของ สารกึ่งตัวนำชนิด P เมื่อสารกึ่งตัวนำทั้งสองตัววิ่งเข้ามาใกล้ชิดกัน สารกึ่งตัวนำชนิด N จะให้เอ็กตร้าอิเล็กตรอนแก่ตัว สารกึ่งตัวนำ P และจะปล่อยพลังงานแสงออกมาในรูปของโปรตรอน

LED มีคุณสมบัติเปล่งแสงสว่างออกมาประกอบด้วยความถี่เดียวกัน ต่อเนื่องกัน ทำให้ความสว่างที่ได้นั้น เต็มประสิทธิภาพมากกว่าหลอดไฟชนิดอื่น อย่าง หลอดฟลูออเรเซนต์ หรือหลอดไส้ทั่วไป 

ทั่วไปแล้วจะถูกแบ่ง 2 ประเภทใหญ่ ๆ คือชนิดที่

• ตามนุษย์มองเห็น

• ตาของมนุษย์มองไม่เห็น 

ดังนั้นจึงต้องใช้ทรานซิสเตอร์ในการปรับแสงให้ดวงตาของมนุษย์มองเห็น เมื่อเทคโนโลยีถูกพัฒนาขึ้นจึงถูกนำมาใช้เพร่หลายในเทคโนโลยีมากมาย สามารถให้แสงได้หลาย ความยาวคลื่นจึงสามารถออกมาได้หลายสี เช่น แสงสีแดง แสงสีเขียว แสงสีน้ำเงิน และ แสงสีขาว และถูกพัฒนาให้ใช้กับจอโทรทัศน์ LED จอโทรศัพท์ LCD ไฟประดับ ไฟจราจร และ จอ ภาพยนตร์

การที่ทำให้ LED นั้นมีแสงที่ต่างกันนั้นเกิดจากการที่ทำให้สารต่าง ๆในโปรตรอนนั้นมีความยาวคลื่นที่ต่างกัน โดยความยาวของคลื่นแต่ละชนิดนั้นจะปรากฎสีที่แตกต่างกันตามชนิดของวัสดุนำมาใช้เป็นสารกึ่งตัวนำ โดย

•  Aluminuim indium gallium phosphide (AllnGaP) จะได้สีแดงส้ม (red-amber)

  •  Indium Galium Nitride (InGAN) จะได้สี ฟ้า เขียว สีนำเงิน

แล้วหลอดไฟ LED ให้สีขาวได้อย่างไร ?

หลอดไฟ LED แสงสีขาวถูกคิดค้นโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวญี่ปุ่น ชื่อว่า Shuji Nakamura ได้คิดค้นไฟ LED ที่เปล่งแสงสีน้ำเงินเมื่อปี 1995 โดยเป็นต้นกำเนิดแสงไฟ LED สีขาวในปัจจุบัน การที่จะทำให้ เป็น LED แสงสีขาวนั้นมี 2 วิธี คือ

1. การผสมกันของแม่สีทั้งสาม อย่างสีแดง สีน้ำเงิน สีเขียว ทำให้หลอดไฟ LED เป่งแสงเป็นสีขาวตามที่ตาเรามองเห็น

2. การใช้ LED แสงสีฟ้ามาเคลือบด้วยสารฟอสเฟอร์สีเหลือง เพื่อให้ได้สีขาว
   
   

หลอดไฟ LED ยังขึ้นชื่อว่าเป็นหลอดไฟที่มีระยะการใช้งานนาน และประหยัดไฟกว่าหลอดชนิดอื่น เนื่องจากการจ่ายแรงดันไฟฟ้าเพียงเล็กน้อยก็ทำให้หลอดให้ความสว่างได้ ทำให้หลอดไฟ LED ประหยัดกว่าหลอดไฟชนิดอื่น ถึง 50%

เมื่อเปิดหลอดไฟ LED ทิ้งไว้เป็นระยะเวลานานก็จะไม่มีความร้อนเกิดขึ้นเหมือนกับหลอดไส้ เพราะ ความร้อนถูกระบายออกผ่านทางแผงระบายความร้อน และระยะการใช้งานของหลอดนั้นมีอายุการใช้งานถึง 50000 ชั่วโมง และการเสื่อมสภาพจะไม่ทำให้หลอดไฟไม่ติดทันทีแต่จะค่อย หลี่ความสว่างของตัวหลอดจนแสงไฟมีความว่างที่ต่ำลง ด้วยสาเหตุเหล่านี้จึงทำให้หลอด LED ทั้งประหยัดไฟ มีอายุการใช้งานได้นาน และลดมลภาวะจากการเปลี่ยนอุปกรณ์บ่อยๆได้ครับ

หากท่านใดสนใจ น้องไฟหมุนเขียนบทความเจาะลึกรวบรวมเกี่ยวกับหลอดไฟไว้แล้วครับสามารถกดที่ลิ้งค์ด้านล่างได้เลย

https://psc.lighting/TH/รู้เรื่องหลอดไฟแบบไม่มีกั๊ก!%20พร้อม%20Infographic

อ้างอิง

https://chinpower.net/knowledge/what-is-an-led-bulb/

https://www.colorkinetics.com/global/learn/what-is-an-led?fbclid=IwAR0SRdgS0-IC6LqlDrwPYdigcQ_OQeeEFvPddMljEefgu8uzNvsTWmVHtHs

https://thiti.dev/blog/6745/