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LEDディスプレイはどのように機能しますか?

2022/06/13

発光ダイオードまたは一般的にLEDとして知られているものは、今日の私たちの生活のあらゆる側面を支配しています。スマートフォン、デジタル時計、信号機、ラップトップ、大型の広告画面など、私たちの周りには無数の電子部品があります。これらすべてにLEDディスプレイがあります。 LEDはエネルギー効率が高く、消費電力が少ないため、最も一般的に使用されている商用スクリーンになっています。

LEDディスプレイにはいくつかの形状とサイズがありますが、すべて同じ基本原理で動作します。これらには、PN接合と電気的に類似した特殊なダイオードがあります。これにより、LEDディスプレイは電流を順方向に流すことができますが、逆方向への電流の流れは遮断されます。

 

LEDディスプレイの動作原理

LEDは、量子論の原理を利用して電気エネルギーを光エネルギーに変換する半導体機器です。この理論に基づいて、電子がより高いレベルからより低いレベルに移動するとき、それらは光子の形でエネルギーを放出します。光子のこのエネルギーは、低レベルと高レベルの間のギャップに相当します。この現象は一般にエレクトロルミネッセンスとして知られています。

LEDは、高濃度にドープされた半導体材料の薄層でできています。順方向にバイアスされたLEDは、半導体として使用される要素に応じて光を生成します。ダイオードはLEDで順方向にバイアスされています。これにより、半導体伝導帯からの電子が価電子帯からの正孔と再結合することができます。正孔のエネルギー準位は、電子のエネルギー準位に比べて低くなります。

 

したがって、電子と正孔の再結合が光と熱の状態で十分な量のエネルギーを放出するとき、このエネルギーは光子を生成するために十分に使用されます。次に、フォトンは単色または単色の光を放出します。 LEDは薄い層を持っているため、光子は接合部を簡単に離れて放射し、明るくカラフルなディスプレイを生成できます。

 

発光ダイオードはどのように色を生成しますか?

LEDの色は、半導体素子に使用されている材料によって区別されます。発光ダイオードは、ガリウム砒素(GaAs)、ガリウムリン(GaP)、ガリウム砒素リン(GaAsP)、ガリウム窒化インジウム(GaInN)などのさまざまな半導体化合物でできています。これらすべての元素とそれらの合金は、さまざまな波長のユニークな色の組み合わせを生成するためにさまざまな比率で混合されます。

さまざまな半導体化合物が、可視光スペクトルの特定の領域内で発光する役割を果たします。光の強さも化合物によって異なります。したがって、半導体材料の選択によって光子の波長が決まり、これにより、結果として放出される光の色が区別されます。


 LEDの種類

LEDは次世代技術であるため、さまざまな形状、サイズで開発でき、需要に応じてさまざまな機能を提供できます。

ここでは、いくつかの有名なLEDスクリーンタイプについて簡単に説明します。

§ 標準LEDディスプレイ

標準またはフラット形状のLEDディスプレイは、最も広く使用されている画面です。それらは平らで薄い表面を特徴とし、高解像度のディスプレイを作成するための発光ダイオードのアレイで構成されています。標準のLEDディスプレイは、明るい光沢のある画像を生成できるため、屋内および屋外での使用に適しています。そのため、屋外LEDスクリーンと呼ばれることで有名です。

 

§ 湾曲したLEDディスプレイ

湾曲したLEDディスプレイには、凹面の表示面があります。フラットLEDスクリーンは角を曲がっており、魅力的なディスプレイを作成して、視聴者により良い、より広い視野角を提供します。湾曲したLEDは、奥行きがあり、視聴者の周辺視野に応じて調整できるため、大きな魅力です。内側の湾曲したLEDは屋内での使用で特に有名ですが、外側の湾曲したLEDは広告の配置に使用されます。

 

§ 柔軟なLEDスクリーン

フレキシブルLEDディスプレイは、ゴムやPCBなどの柔軟な素材に取り付けられたLEDピクセルでできています。ディスプレイの回路を保護するために、両側に絶縁材料が含まれています。磁石を使用して柔軟なLEDパネルを結合し、鮮明でクリアな画像を備えたシームレスなビデオディスプレイを作成します。これらのタイプのLEDディスプレイは高度にカスタマイズ可能であり、LEDディスプレイメーカーはさまざまな形状を作成できます。それらは使いやすく、保守も簡単です。


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