Elektronikindustrie

Betrachtung von LEDs mit einem Digitalmikroskop

Aufgrund der geringen Leistungsaufnahme und der langen Lebensdauer werden LEDs häufig in Beleuchtungsgeräten eingesetzt. In den letzten Jahren konzentrierte man sich jedoch auf Mini- und Mikro-LEDs als Anzeigegeräte, die OLED-Anzeigen ersetzen sollen. Dieser Abschnitt gibt einen Überblick über LEDs und stellt Beispiele für ihre Betrachtung mit einem Digitalmikroskop vor.

Eigenschaften von LEDs
Was sind Mini-LEDs und Mikro-LEDs?
Beispielhafte Betrachtungen von LEDs mit einem Digitalmikroskop

Eigenschaften von LEDs

Die wichtigsten Eigenschaften von LEDs sind folgende.

Lange Betriebsdauer: Glühbirnen haben eine Lebensdauer von etwa 1000 bis 2000 Stunden. Im Vergleich dazu haben LEDs eine Lebensdauer von etwa 40000 Stunden. (Die Lebensdauer bezieht sich auf die Zeit, bis die Lichtintensität des Geräts auf etwa 70% sinkt)
Energieeinsparung: Da Glühbirnen Strom in Wärmeenergie umwandeln, haben sie eine geringe Energieeffizienz. LEDs dagegen sind lichterzeugende Halbleiter, so dass sie nur wenig Energie benötigen. Sie erzeugen auch fast keine Infrarot- oder Ultraviolettstrahlen.
Schnelle Reaktionszeit: Da LEDs mit hoher Geschwindigkeit leuchten und blinken können, eignen sie sich hervorragend für den Einsatz in Anzeigegeräten.
Anzeige verschiedener Farben: Durch die Veränderung des Typs des Verbindungshalbleiters können LEDs verschiedene Farben anzeigen, indem sie Licht in den drei Grundfarben kombinieren.
Vibrations- und stoßfest: Da LEDs weder Glas noch Glühfäden verwenden, sind sie resistent gegen Vibrationen und Stöße.
Kompakt und leicht: Da sie Halbleiter sind, ermöglichen LEDs kompakte Designs. Diese Eigenschaft wird in Mini-LEDs und Mikro-LEDs genutzt, die in den letzten Jahren sehr beliebt geworden sind.

Typen und emittierte Lichtfarben von Verbindungshalbleitern

LEDs verwenden Verbundhalbleiter. Die emittierte Lichtfarbe eines Verbundhalbleiters wird durch seine Kombination mehrerer Elemente bestimmt.

Typ eines Verbundhalbleiters	Farbe des emittierten Lichts	Wellenlänge
Indium-Gallium-Nitrid (InGaN)	Blau, Lila, Grün	370 bis 500 nm
Aluminium-Gallium-Indium-Phosphid (AlGaInP)	Orange, Gelb	500 bis 600 nm
Aluminium-Gallium-Arsenid (AlGaAs)	Rot	600 bis 780 nm

Was sind Mini-LEDs und Mikro-LEDs?

Ein Flüssigkristalldisplay (LCD) verwendet einen RGB-Farbfilter, um Farben anzuzeigen. Die Farben, die auf einer OLED-Anzeige erscheinen, stammen hingegen aus seinen organischen Materialien. Eine Mikro-LED ist ein selbst leuchtendes Display, das LEDs anstelle von organischen Materialien verwendet.

Die Definitionen von Mini-LEDs und Mikro-LEDs sind nicht eindeutig, aber im Allgemeinen haben Mini-LEDs eine Größe von 0,1 mm oder mehr und Mikro-LEDs sind kleiner als 0,1 mm.
Außerdem haben Mini-LEDs und Mikro-LEDs unterschiedliche Anwendungen. Mikro-LEDs werden hauptsächlich in Displays verwendet. Mini-LEDs werden verwendet, um die Hintergrundbeleuchtung von LCDs zu ersetzen.

Vorteile von Mikro-LEDs

Im Vergleich zu LCDs

Hoher Kontrast: LCDs drücken Schwarz aus, indem sie einen Flüssigkristall verwenden, der das Licht der Hintergrundbeleuchtung abblockt, aber sie können kein vollständiges Schwarz darstellen, weil etwas Licht durchdringt. Im Vergleich dazu sind Mikro-LEDs selbstleuchtend, so dass sie Schwarz vollständig ausdrücken können.
Großer Betrachtungswinkel: Klare Bilder können bis zu einem Winkel von etwa 180 Grad erreicht werden.
Schnelle Reaktion, geringer Stromverbrauch: Es heißt, dass die Leistungsaufnahme etwa halb so hoch ist wie bei Flüssigkristallen.

Im Vergleich zu OLED-Anzeigen

Hohe Intensität: Die Helligkeit ermöglicht den Einsatz im Freien auch bei Tag.
Lange Betriebsdauer: Die lange Lebensdauer ergibt sich aus der Tatsache, dass das Licht nicht von organischen Materialien abgegeben wird. Außerdem leiden Mikro-LEDs nicht unter dem Problem der Geisterbilder.

Beispielhafte Betrachtungen von LEDs mit einem Digitalmikroskop

In diesem Abschnitt werden die neuesten Beispiele für die Betrachtung von LEDs mit dem KEYENCE 4K-Digitalmikroskop der Modellreihe VHX vorgestellt.