LEDライトの事実
エレクトロニクスの分野では、LED は電流が供給されると赤外線または可視光を放射する半導体デバイスを指します。 LED ディスプレイの家庭用電子機器への応用は、ヒューレット・パッカード (HP) が世界初の LED ディスプレイを発表した 1968 年に始まりました。
可視 LED ライトは、幅広い電子機器に適用されています。インジケータ ランプや車のブレーキ ライトとして機能するだけでなく、英数字の表示にも使用され、-看板や標識のフルカラー ポスターにも使用されます。-赤外線 LED に関しては、オートフォーカス カメラやテレビのリモコンに採用されており、光ファイバー通信システムの光源としても機能します。-
かつては一般的でしたが、現在は時代遅れになった白熱電球は、白熱-によって光を生成しました。白熱とは、電流がワイヤ フィラメントを加熱し、光の基本エネルギー単位である光子を放出する現象です。米国では、エネルギー独立安全保障法に基づき、2007 年に白熱電球の段階的廃止が始まりました。欧州連合（EU）は2012年から全面禁止を実施し、2023年にはバイデン政権による白熱電球の製造・販売禁止令が発効した。
対照的に、LED はエレクトロルミネセンス、つまり材料の電子励起が光子の放出を引き起こすプロセスを通じて機能します。 LED で最も一般的に使用される材料はガリウムヒ素ですが、この基本的な化合物にはアルミニウム ガリウムヒ素やアルミニウム ガリウム インジウムリンなど、さまざまなバリエーションがあります-。これらの化合物は、半導体の「III-V」グループに属します。これは、周期表の III 列と V 列にある元素から形成されることを意味します。半導体の正確な組成を調整すると、半導体が発する光の波長 (したがって色) を変更できます。LEDの発光は通常光スペクトルの可視部分（つまり、0.4～0.7マイクロメートルの範囲の波長）または近赤外線範囲（0.78～2.5マイクロメートルの波長）のいずれかに該当します。 LED から知覚される光の明るさは、次の 2 つの要素によって決まります。
LED の発光と、発光波長に対する目の相対的な感度。目の最大感度は、黄色-の領域の波長である 0.555 マイクロメートルで発生します。ほとんどの LED約 2.0 ボルトの比較的低い印加電圧で動作しますが、電流はアプリケーションに応じて数ミリアンペアから数百ミリアンペアまで変化します。- 「ダイオード」という用語は、この発光デバイスの 2 つの端子構造を指します。-たとえば、懐中電灯では、ワイヤ フィラメントが 2 つの端子を介してバッテリーに接続されます。一方 (陽極) には負の電荷が、もう一方 (陰極) には正の電荷が流れます。LEDで-トランジスタなどの他の半導体デバイスと同様に、-「端子」は実際には、組成と電子特性が異なる 2 つの半導体材料であり、結合して接合を形成します。ある材料 (負の、つまり n- 型半導体) では、電荷キャリアは電子です。もう一方 (正の、つまり p- 型半導体) では、電荷キャリアは電子の不在によって残された「正孔」- ギャップです。電界 (LED がオンになっているときなど、バッテリーによって提供される) が接合に作用すると、p- 接合を横切って電流が流れる可能性があります。この流れにより電子励起が生じ、材料が発光します。
標準的なLED構造では、透明なエポキシドームは 3 つの重要な役割を果たします。リード フレームを保持する構造コンポーネントとして機能し、光を集中させるレンズとして機能し、LED チップからより多くの光を逃がすための屈折率整合器として機能します。チップ-は通常 250 × 250 × 250 マイクロメートル-で、リードフレームに形成された反射カップの内側に取り付けられます。
特定の材料層が決定しますLEDの発光色: p-n- 型 GaP:N 層 (窒素を添加したリン化ガリウム) は緑色の光を生成します。 p-n- 型 GaAsP:N 層 (窒素を添加したガリウムヒ素リン化物) はオレンジ色と黄色の光を放射します。 p- 型 GaP:Zn,O 層 (亜鉛と酸素が添加されたリン化ガリウム) は赤色光を生成します。
1990 年代に開発された 2 つの大きな進歩拡張された LED 機能: アルミニウム ガリウム インジウム リン化物をベースにした LED で、緑から赤{0}}オレンジ色のスペクトル全体で効率的に光を放射します。また、炭化ケイ素または窒化ガリウムで作られた青色の LED- を使用します。青色 LED を他の LED とクラスター化して-白色を含む-すべての色を生成し、フルカラーの移動ディスプレイを実現できます。-
どの LED も、短距離光ファイバー伝送システム、つまり 100 メートル（330 フィート）未満の距離をカバーするシステムの光源として機能します。{0}{1}ただし、長距離光ファイバーの場合は、-光源の発光特性が光ファイバーの伝送特性と一致している必要があります。-この場合は赤外線です。LED は可視光 LED よりも適しています-。ガラス光ファイバーは、赤外線領域、特に 1.3 マイクロメートルと 1.55 マイクロメートルの波長で伝送損失が最も低くなります。これらの特性に適合させるために、LED はリン化インジウム基板上にリン化ガリウムインジウムヒ素を積層して製造されます。この材料の正確な組成を調整して、LEDはエネルギーを正確に放射します1.3 または 1.55 マイクロメートルで。
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