Branża urządzeń elektronicznych

Obserwacja diod LED za pomocą mikroskopu cyfrowego

Dzięki niskiemu zużyciu energii i długiej żywotności diody LED są szeroko stosowane w urządzeniach oświetleniowych. Jednak w ostatnich latach skupiono się na mini LED i micro LED jako urządzeniach wyświetlających, które mają zastąpić wyświetlacze OLED. W tym rozdziale przedstawiono przegląd diod LED i przykłady ich obserwacji przy użyciu mikroskopu cyfrowego.

Charakterystyka diod LED
Czym są diody mini LED i micro LED?
Przykładowe obserwacje diod LED przy użyciu mikroskopu cyfrowego

Charakterystyka diod LED

Poniżej opisano główne cechy diod LED.

Długa żywotność: Żarówki mają żywotność od około 1000 do 2000 godzin. Dla porównania diody LED mają żywotność około 40 000 godzin. (Żywotność odnosi się do czasu, gdy natężenie światła urządzenia spadnie do około 70%).
Oszczędność energii: Ponieważ żarówki żarowe przekształcają energię elektryczną w energię cieplną, mają niską wydajność energetyczną. Diody LED są półprzewodnikami generującymi światło, więc wymagają niewielkich ilości energii. Nie generują też prawie żadnych promieni podczerwonych ani ultrafioletowych.
Szybka reakcja: Dzięki możliwości świecenia i migania z dużą szybkością diody LED nadają się dobrze do stosowania w urządzeniach wyświetlających.
Ekspresja różnych kolorów: Zmiana typu półprzewodnika złożonego umożliwia diodom LED emisję różnych kolorów poprzez łączenie światła w trzech podstawowych barwach.
Odporność na wibracje i wstrząsy: Ponieważ w diodach LED nie stosuje się szkła ani żarników, są one odporne na wibracje i wstrząsy.
Kompaktowość i lekkość: Ponieważ diody LED są półprzewodnikami, umożliwiają tworzenie kompaktowych konstrukcji. Ta cecha jest wykorzystywana w mini LED i micro LED, które stały się popularne w ostatnich latach.

Rodzaje i barwy światła emitowane przez półprzewodniki złożone

W diodach LED stosowane są półprzewodniki złożone. O emitowanej barwie światła półprzewodnika złożonego decyduje kombinacja wielu elementów.

Typ półprzewodnika złożonego	Emitowana barwa światła	Długość fali
Azotek indowo-galowy (InGaN)	Niebieski, fioletowy, zielony	od 370 do 500 nm
Fosforek glinowo-galowo-indowy (AlGaInP)	Pomarańczowy, żółty	od 500 do 600 nm
Arsenek glinowo-galowy (AlGaAs)	Czerwony	od 600 do 780 nm

Czym są diody mini LED i micro LED?

Wyświetlacz ciekłokrystaliczny (LCD) wykorzystuje filtr kolorów RGB do wyświetlania kolorów. Z drugiej strony, kolory, które pojawiają się na wyświetlaczu OLED, pochodzą z materiałów organicznych. Dioda micro LED jest wyświetlaczem samowyświetlającym, który wykorzystuje diody LED zamiast materiałów organicznych.

Definicje mini LED i micro LED są niejednoznaczne, ale generalnie mini LED mają rozmiar 0,1 mm lub więcej, a micro LED są mniejsze niż 0,1 mm.
Diody mini LED i micro LED mają również różne zastosowania. Diody micro LED są używane głównie w wyświetlaczach. Diody mini LED są używane do zastąpienia podświetleń w wyświetlaczach LCD.

Zalety diod micro LED

W porównaniu z LCD

Wysoki kontrast: Wyświetlacze LCD wyrażają czerń poprzez użycie ciekłego kryształu do blokowania światła z podświetlenia, ale nie mogą w pełni odwzorować czerni, ponieważ część światła przenika przez nie. Dla porównania, diody micro LED są samowystarczalne, więc mogą w pełni odwzorować czerń.
Szeroki kąt widzenia: Wyraźny obraz można uzyskać do kąta około 180 stopni.
Wysoka szybkość reakcji, niskie zużycie energii: Przyjmuje się, że zużycie energii jest mniej więcej o połowę mniejsze niż w przypadku ciekłych kryształów.

W porównaniu z wyświetlaczami OLED

Wysoka intensywność: Jasność pozwala na używanie na zewnątrz nawet w ciągu dnia.
Długa żywotność: Długa żywotność wynika z faktu, że światło nie jest emitowane z materiałów organicznych. Ponadto w przypadku diod micro LED nie występuje problem widmowych obrazów.

Przykładowe obserwacje diod LED przy użyciu mikroskopu cyfrowego

W tym rozdziale przedstawiono najnowsze przykłady obserwacji diod LED przy użyciu mikroskopu cyfrowego 4K KEYENCE Serii VHX.