Industria dei dispositivi elettronici

Osservazione dei LED con un microscopio digitale

Grazie al basso assorbimento elettrico e alla lunga durata, i LED sono ampiamente utilizzati nei dispositivi di illuminazione. Tuttavia, negli ultimi anni ci si è concentrati sui mini e micro LED come dispositivi di visualizzazione per sostituire i display OLED. Questa sezione fornisce una panoramica sui LED e presenta alcuni esempi di osservazione con un microscopio digitale.

Caratteristiche dei LED
Cosa sono i mini e i micro LED?
Esempi di osservazioni di LED con un microscopio digitale

Caratteristiche dei LED

Le caratteristiche principali dei LED sono le seguenti.

Lunga durata: Le lampadine a incandescenza hanno una durata di circa 1000-2000 ore. In confronto, i LED hanno una vita utile di circa 40000 ore. (La durata è il tempo necessario affinché l'intensità luminosa del dispositivo scenda a circa il 70%)
Risparmio energetico: Dal momento che le lampadine a incandescenza convertono l'elettricità in energia termica, hanno una bassa efficienza energetica. Tuttavia, i LED sono semiconduttori che generano luce e richiedono quindi una bassa quantità di energia. Inoltre, non generano quasi nessun raggio infrarosso o ultravioletto.
Risposta ad alta velocità: Essendo in grado di illuminare e lampeggiare ad alta velocità, i LED sono adatti all'uso nei dispositivi di visualizzazione.
Esprimere vari colori: Cambiando il tipo di semiconduttore composto, i LED possono esprimere vari colori combinando la luce nei tre colori primari.
Resistente alle vibrazioni e agli urti: Dal momento che i LED non utilizzano vetro o filamenti, sono resistenti alle vibrazioni e agli urti.
Compatti e leggeri: Trattandosi di semiconduttori, i LED consentono di realizzare progetti compatti. Questa caratteristica viene sfruttata nei mini LED e nei micro LED, che si sono diffusi negli ultimi anni.

Tipi e colori della luce emessa dei semiconduttori composti

I LED utilizzano semiconduttori composti. Il colore della luce emessa da un semiconduttore composto è determinato dalla combinazione di più elementi.

Tipo di semiconduttore composto	Colore della luce emessa	Lunghezza d’onda
Nitruro di indio e gallio (InGaN)	Blu, viola, verde	Da 370 a 500 nm
Fosfuro di alluminio gallio e indio (AlGaInP)	Arancione, giallo	Da 500 a 600 nm
Arseniuro di alluminio e gallio (AlGaAs)	Rosso	Da 600 a 780 nm

Cosa sono i mini e i micro LED?

Un display a cristalli liquidi (LCD) utilizza un filtro colore RGB per visualizzare i colori. D'altra parte, i colori che appaiono su un display OLED derivano dai suoi materiali organici. Un micro LED è un display ad emissione automatica che utilizza i LED anziché i materiali organici.

Le definizioni di mini LED e micro LED sono ambigue, ma in generale i mini LED hanno dimensioni pari o superiori a 0,1 mm e i micro LED sono più piccoli di 0,1 mm.
Inoltre, i mini LED e i micro LED hanno applicazioni diverse. I micro LED sono utilizzati principalmente nei display. I mini LED sono utilizzati per sostituire la retroilluminazione degli LCD.

Vantaggi dei micro LED

Rispetto agli LCD

Alto contrasto: Gli LCD esprimono il nero utilizzando un cristallo liquido per bloccare la luce della retroilluminazione, ma non possono esprimerle completamente perché una parte della luce trapela. In confronto, i micro LED sono auto-emittenti, quindi possono esprimere pienamente il nero.
Ampio angolo di visione: È possibile ottenere immagini chiare fino ad angoli di circa 180 gradi.
Risposta ad alta velocità, bassa potenza: Si dice che l’assorbimento elettrico sia circa la metà di quello dei cristalli liquidi.

Rispetto ai display OLED

Alta intensità: La luminosità consente l'uso all'aperto anche di giorno.
Lunga durata: La lunga durata è dovuta al fatto che la luce non viene emessa da materiali organici. Inoltre, i micro LED non soffrono del problema delle immagini fantasma.

Esempi di osservazioni di LED con un microscopio digitale

Questa sezione presenta gli ultimi esempi di osservazione dei LED utilizzando il microscopio digitale 4K della Serie VHX di KEYENCE.