Industrie van elektronische apparatuur

Waarneming van LED's met een digitale microscoop

Dankzij hun lage stroomverbruik en lange levensduur worden LED's op grote schaal in verlichtingsapparatuur gebruikt. De laatste jaren is er echter veel aandacht voor mini-LED's en micro-LED's in beeldschermen als vervanging van OLED-beeldschermen. Dit gedeelte geeft een overzicht van LED's en bevat voorbeelden van het waarnemen ervan met een digitale microscoop.

Kenmerken van LED's
Wat zijn mini-LED's en micro-LED's?
Voorbeeld van waarnemingen van LED's met een digitale microscoop

Kenmerken van LED's

De belangrijkste kenmerken van LED's zijn:

Lange levensduur: Gloeilampen hebben een levensduur van ongeveer 1000 tot 2000 uur. LED's daarentegen hebben een levensduur van ongeveer 40.000 uur. (Met de levensduur wordt bedoeld de tijd totdat de lichtintensiteit van het apparaat is gedaald tot ongeveer 70%.)
Energiebesparing: Gloeilampen hebben een laag stroomrendement omdat ze elektriciteit omzetten in warmte. LED's zijn echter lichtgevende halfgeleiders die weinig stroom nodig hebben. Zij genereren ook vrijwel geen infrarode of ultraviolette straling.
Zeer snelle respons: LED's kunnen op hoge snelheden oplichten en knipperen, en zijn daardoor zeer geschikt voor gebruik in beeldschermen.
Weergeven van diverse kleuren: Door het type samengestelde halfgeleider te veranderen, kunnen LED's verschillende kleuren weergeven door licht in de drie primaire kleuren te combineren.
Trilling- en schokbestendig: LED's bevatten geen glas of gloeidraden en zijn daardoor bestand tegen trillingen en schokken.
Compact en licht van gewicht: LED's zijn halfgeleiders waardoor compacte ontwerpen mogelijk zijn. Dit kenmerk wordt gebruikt in mini-LED's en micro-LED's, die de laatste jaren steeds vaker worden gebruikt.

Typen en uitgestraalde lichtkleuren van samengestelde halfgeleiders

LED's zijn samengestelde halfgeleiders. De uitgestraalde lichtkleur van een samengestelde halfgeleider wordt bepaald door de combinatie van meerdere elementen.

Type samengestelde halfgeleider	Uitgestraalde lichtkleur	Golflengte
Indium galliumnitride (InGaN)	Blauw, paars, groen	370 tot 500 nm
Aluminium gallium indiumfosfide (AlGaInP)	Oranje, geel	500 tot 600 nm
Aluminium galliumarsenide (AlGaAs)	Rood	600 tot 780 nm

Wat zijn mini-LED's en micro-LED's?

Een liquid crystal display (LCD) geeft kleur weer met behulp van een RGB-kleurenfilter. De kleuren op een OLED-scherm worden geproduceerd door organische materialen. Een micro-LED is een zelf-emitterend scherm waarvoor LED's in plaats van organische materialen worden gebruikt.

De definities van mini-LED's en-micro LED's zijn niet eenduidig, maar over het algemeen zijn mini-LED's 0,1 mm of groter en zijn micro-LED's kleiner dan 0,1 mm.
Bovendien worden mini-LED's en micro-LED's voor verschillende toepassingen gebruikt. Micro-LED's worden hoofdzakelijk gebruikt in schermen. Mini-LED's worden gebruikt voor de achtergrondverlichting van LCD-schermen.

Voordelen van micro-LED's

Vergeleken met LCD-schermen

Hoog contrast: Op LCD-schermen wordt zwart weergegeven door een vloeibaar kristal dat het licht van de achtergrondverlichting tegenhoudt, maar het zwart is niet volledig zwart omdat er wat licht doorheen lekt. Micro-LED's daarentegen zijn zelf-emitterend, dus zwart is ook volledig zwart.
Brede kijkhoek: Heldere beelden zijn mogelijk tot een kijkhoek van ongeveer 180 graden.
Zeer snelle respons, energiezuinig: Volgens zeggen is het stroomverbruik ongeveer de helft van dat van vloeibare kristallen.

Vergeleken met OLED-schermen

Hoge intensiteit: Het beeld is zo scherp dat die schermen ook overdag buiten kunnen worden gebruikt.
Lange levensduur: De lange levensduur is te danken aan het feit dat er geen licht wordt uitgestraald door organische materialen. Bovendien hebben micro-LED's geen last van inbranden (spookbeelden).

Voorbeeld van waarnemingen van LED's met een digitale microscoop

In dit gedeelte worden de nieuwste voorbeelden gegeven van het waarnemen van LED's met de 4K digitale microscoop van KEYENCE uit de VHX-reeks.