1. Tổng quan về UV LED
Quá trình phát triển của các ứng dụng công nghệ LED UV đã những bước tiến đáng kể về mặt tiết kiệm năng lượng, an toàn, thân thiện môi trường và tiện lợi cho người dùng. Thị trường các ứng dụng UV LED đang phát triển với một tốc độ rất nhanh và dự kiến sẽ đạt mức đạt mức doanh thu 900 triệu USD vào năm 2024.
Ngoài các ứng dụng phổ biến là các hệ thống khử trùng nước, không khí và dự kiến sẽ tăng trưởng mạnh trong tương lai gần. Thị trường UV LED đang có sự chuyển đổi do sự thâm nhập thị trường các ứng dụng UV LED trong lĩnh vực in và các ngành liên quan đến in . Thị trường UV LED cho ngành in dự báo sẽ tăng trưởng trung bình khoảng 17.13% hằng năm trong giai đoạn 2019-2024 (nguồn : researchandmarket.com). Điều này cũng có thể được coi là có thể hiện thực hoá được vì các nhà sản xuất vật liệu trên thế giới đã dần cho ra thị trường các sản phẩm tương thích với UV LED: mực in, hoá chất tráng phủ, keo và một số sản phẩm khác.
Sự tăng trưởng mạnh của thị trường sẽ góp phần giảm giá thành các chip UV LED, tăng hiệu quả, tăng tuổi chip thọ UV LED và mở rộng lĩnh vực ứng dụng. Đồng thời với lệnh hạn chế và cấm sử dụng đèn hơi thuỷ ngân do các yếu tố nguy hại sức khoẻ con người đã thúc đẩy sự tăng trưởng mạnh của thị trường UV LED trong những năm gần đây. Ví dụ, sự chuyển đổi sử dụng hệ thống đèn UV truyền thống sang hệ thống UV LED trong việc làm khô mực in đã được ứng dụng rộng rãi trên thế giới, ở nước ta cũng đã có một vài nhà in đi tiên phong ứng dụng công nghệ UV LED này và mang lại hiệu quả cao.
2. Các thành phần cơ bản của hệ thống UV LED
Chip UV LED (Lighting Emitting Diode)
Đây là tiêu chí quan trọng hàng đầu của một hệ thống UV LED. Không phải tất cả chip LED được tạo ra đều có đặc điểm giống nhau. Nhà sản xuất hệ thống UV LED sẽ chú trọng trong việc lựa chọn chip LED về chất lượng, chủng loại, chất liệu và hình dáng của LED cho hệ thống.
Đèn UV LED bản chất là diode, nên khi có dòng điện chạy qua sẽ phát sáng, các bước sóng phát ra từ một đèn LED được kiểm soát bằng việc sử dụng một lượng tạp chất như: các dẫn xuất gallium hoặc aluminum. Hình 1.1 bước sóng UV LED với đèn UV truyền thống.
Từ hình 1.1 ta nhận thấy, khoảng bước sóng tạo ra bởi đèn UV LED có giới hạn hẹp hơn so với đèn UV hơi thuỷ ngân. Đây là ưu điểm lớn của chip UV LED trong vấn đề tiết kiệm năng lượng và thân thiện môi trường.
Cách đóng gói và bố trí chip LED
Chip UV LED được đóng gói cơ bản gồm phần đế tản nhiệt, dây dẫn, thấu kính và một số chi tiết nhỏ khác… Thông thường, với các ứng dụng trong ngành in cần công suất cao nên chip UV LED được đóng gói dạng chip-on-board (COB) hình 1.2.
Phương án giải nhiệt
Cụm giải nhiệt là thành phần quan trọng trong các hệ thống UV LED.
 15-25% năng lượng điện bức xạ tia UV75-85% năng lượng hao phí dạng nhiệt (a) Đèn UV LED |  15-25 % năng lượng điện bức xạ UV20% bức xạ vùng ánh sáng khả kiến45-55% năng lượng hao phí dạng nhiệt (b) Đèn UV hơi thuỷ ngân |
Hình 1.3 cho thấy phần năng lượng điện hao phí được giải phóng dưới dạng nhiệt. Vì vậy để đảm bảo tuổi thọ và công suất bức xạ UV việc giải nhiệt cho chip UV LED là vấn đề rất quan trọng. Hiện có 2 phương pháp đang áp dụng để giải nhiệt cho chip UV LED:
- Giải nhiệt bằng khí: giải pháp đơn giản, tiết kiệm chi phí, kích thước đèn sẽ lớn và phù hợp với các ứng dụng yêu cầu công suất không cao.
- Giải nhiệt bằng chất lỏng: chi phí cho phương pháp này cao hơn, kích thước đèn nhỏ gọn và phù hợp với các hệ thống đèn UV LED yêu cầu công suất cao.
Bộ điều khiển
Mỗi chủng loại có các thông số về quang học và điện riêng biệt, việc lựa chọn chủng loại chip UV LED phụ thuộc vào ứng dụng yêu cầu. Các thông số về bước sóng, công suất bức xạ phụ thuộc vào điện áp, dòng điện và nhiệt độ của chip UV LED. Vì vậy để đảm bảo đèn UV LED hoạt động đúng yêu cầu thì việc kiểm soát điện áp và dòng điện cũng như nhiệt độ hoạt động của LED và điều bắt buộc phải tuân thủ. Hình 1.4 thể hiện rõ sự ảnh hưởng của các yếu tố trên với chip UV LED.
 (a) – Điện áp và dòng điện chip LED |  (b) – Công suất bức xạ và dòng điện |
 (c) – Nhiệt độ và điện áp |  (d) – Dòng điện và bước sóng |
 (e) – Nhiệt độ và bước sóng |  (f) – Nhiệt độ và công suất bức xạ |
