Kunden fragen mich oft, ob LCD- und LED-Displays gleich aussehen. Sind sie dasselbe? Als leitender Ingenieur, der sich seit langem mit der Forschung und Entwicklung von LED-Displays beschäftigt, werde ich LED und LCD anhand der mir vorliegenden Informationen von einfach bis detailliert analysieren.
Schauen wir uns zunächst die Definitionen der beiden an:
LED vs. LCD – Definition
Definition von LED
Die vollständige Form einer LED ist eine Leuchtdiode, daher ist Leuchtdiode die Abkürzung für LED. Eine LED ist eine PN-Übergangsdiode, die Licht aussendet, wenn Strom durchfließt. LEDs werden durch Dotierung von p-Typ- und n-Typ-Materialien hergestellt. Wenn die LED mit Strom versorgt wird, reagieren die Ladungen der p-Typ- und n-Typ-Materialien chemisch, die Ladungen rekombinieren und liefern Energie in Form von Wärme und Licht.
Das Material von Halbleitern ist lichtdurchlässig (lichtdurchlässig) und gibt Licht durch seine Übergänge ab. Das Halbleitermaterial verwendet Zink-Arsen-Verbindungen, die rotes oder gelbes Licht erzeugen können. Es ist auch in den Farben Grün, Rot und Bernstein erhältlich.
Wenn mehrere LED-Anzeigen kombiniert werden, wird der Abstand von einer der Leuchten zur anderen gemessen. Dieser Abstand wird im Allgemeinen durch den Großbuchstaben „P“ dargestellt. Beispielsweise ist die P2 LED-Anzeige ist die LED-Leuchte die andere LED-Leuchte. Der Abstand beträgt 2 mm.
Definition von LCD
LCDs werden verwendet, um Text und Bilder in Form von Punkten oder Liniensegmenten anzuzeigen. LCDs haben Flüssigkristallfäden, die zwischen transparenten Elektroden angeordnet sind. Wenn Strom zwischen den Elektroden fließt, wird der Faden aktiviert und gibt sichtbares Licht ab.
Flüssigkristalle, die in Displays verwendet werden, haben sowohl feste als auch flüssige Eigenschaften. Wenn kein Potenzial an den Flüssigkristall angelegt wird, wird er transparent, aber bei Aktivierung streut der Kristall das Licht in alle Richtungen und erscheint hell.
Der Stromverbrauch des LCD ist sehr gering und es verfügt auch über eine Siebensegmentanzeige. Es entspricht jedoch einer LED, die langsamer ist und mehr Zeit zum Schalten benötigt. Gleichstrom verkürzt ihre Lebensdauer, daher werden sie meist mit Wechselstrom bei Frequenzen unter 500 Hz verwendet.
Kurze Zusammenfassung
Ich weiß nicht, ob Ihnen aufgefallen ist, dass LED eine Lichtquelle ist, während LCD ein Anzeigegerät ist. Die beiden sind offensichtlich unterschiedlich.
Einer der Hauptunterschiede zwischen LEDs und LCDs besteht darin, dass LEDs PN-Übergangsdioden verwenden, die Licht aussenden, wenn Strom durch sie hindurchfließt, während LCDs Flüssigkristalle oder Plasma verwenden, um sichtbares Licht auszusenden. Ein Flüssigkristall wird zwischen die Glaselektroden gefüllt, und wenn Strom angelegt wird, wird der Flüssigkristall aktiviert und strahlt Licht aus.
LCD-Display VS LED-Display: Technologievergleich
pn-Knoten
Wenn ein p-Typ-Halbleiter mit einem n-Typ-Halbleiter verbunden wird, wird der so gebildete Kontakt als pn-Übergang bezeichnet. Alle Halbleiterbauelemente enthalten einen oder mehrere pn-Übergänge. Der pn-Übergang ist eigentlich das Steuerelement des Halbleiterbauelements.
Bildung eines pn-Übergangs
In praktischen Anwendungen entsteht ein PN-Übergang nicht einfach dadurch, dass man einen p-Typ-Halbleiterblock neben einen n-Typ-Halbleiterblock legt. Tatsächlich werden PN-Übergänge mit speziellen Techniken hergestellt, nämlich Wachstums-, Legierungs- und Diffusionsverfahren.
Die gebräuchlichste Methode zur Herstellung von pn-Übergängen ist das Legieren. Legierungsübergänge werden aus n-Typ-Halbleitern aus Germanium oder Silizium hergestellt, indem auf beiden Seiten dreiwertige Indiumpartikel geschmolzen werden. Die gesamte Anordnung oder das gesamte System wird auf etwa 500 Grad Celsius erhitzt. Indium wird in Germanium oder Silizium absorbiert, um eine p-Region zu erzeugen und so einen pn-Übergang zu bilden.
Eine weitere Methode zur Bildung eines pn-Übergangs ist die Diffusion. Dabei wird ein Halbleiterwafer vom p-Typ oder n-Typ mit einer Leitfähigkeit in einen Behälter mit dem hinzuzufügenden Fremdoxid gelegt. Die Kombination wird langsam durch einen Ofen geführt, dessen Temperatur je nach Art des Übergangs zwischen 800 °C und 1200 °C liegt.
Bei solch hohen Temperaturen diffundiert ein Gas aus Fremdatomen in das Halbleitermaterial und bildet eine dünne Schicht mit entgegengesetzter Leitfähigkeit. Dadurch entsteht ein pn-Übergang.
Zur Anzeige von Bildern und Text können LEDs oder LCDs verwendet werden. Die Chemie ist jedoch nicht dieselbe. LEDs verwenden Galliumarsenid und Galliumphosphid, zwei Verbindungen, die bei Erhitzung sichtbares Licht abgeben.
Wenn monochromatisches Licht angezeigt wird, wird es normalerweise verwendet, um grundlegende Elemente wie Zahlen und Buchstaben oder bestimmte Symbole anzuzeigen. Wenn nur monochromatisches Licht vorhanden ist, können Bilder oder komplexere Muster und andere Elemente immer noch nicht normal angezeigt werden.
LCD hingegen besteht aus einer dünnen Schicht Flüssigkristallfilamenten zwischen Glaselektroden. Wenn die Elektroden mit Strom versorgt werden, beginnen sie, Lichtenergie in Form von Photonen abzugeben. Daher kann das LCD Text oder Bilder direkt in Form von Punktmatrix- und Liniensegmenten anzeigen.
Verwendete Materialien
Eine LED ist ein Glühfaden aus verschiedenen Verbindungen (wie Aluminiumgalliumarsenid, Indiumgalliumnitrid usw.), der bei Anregung Licht unterschiedlicher Farben abgeben kann.
Was die in LCDs verwendeten Flüssigkristallmaterialien betrifft, so hängt dies von den hochrangigen Themen ab, die wir zuvor studiert haben. Alle Materie mit gleichmäßiger Bewegung in der Welt gehört zum Phasenzustand. Neben dem bekannten Festkörper- und Flüssigzustand gibt es auch unbekannte Flüssigkristallzustände und Plasmazustände.
LCD verwendet einen uns unbekannten Flüssigkristallzustand. Dieses Material verfügt über besondere optische Eigenschaften und ist empfindlich gegenüber elektromagnetischen Feldern, was es für die Forschung sehr wertvoll macht.
Vergleicht man die Formen der beiden, so gehören sie zwar beide zum Phasenzustand, LED verwendet feste Verbindungen, während LCD Flüssigkristallverbindungen verwendet, und die beiden sind auch unterschiedlich.
Leuchtprinzip
LEDs strahlen selbstständig Licht aus. Wenn Strom durch sie fließt, bewegen sich die Materialien dieser Halbleiter gleichmäßig und erzeugen so eine Lichtquelle. Diese Halbleitermaterialien können jeweils nur eine Lichtfarbe ausstrahlen.
Um Vollfarben anzuzeigen, müssen drei verschiedene Verbindungen kombiniert und gemeinsam aktiviert werden, um Vollfarben zu erzeugen.
Das LCD selbst kann kein Licht ausstrahlen und ist zur Lichtausstrahlung auf eine Hintergrundbeleuchtung angewiesen, weshalb der gesamte Vorgang recht umständlich ist.
Je nach Flüssigkristallmaterial gibt es nematische Flüssigkristalle und smektische Flüssigkristalle. Der größte Unterschied zwischen den beiden besteht darin, dass nematische Flüssigkristalle eine geringere Viskosität und eine stärkere Fließfähigkeit aufweisen. Daher werden sie häufiger verwendet.
Aufgrund der Eigenschaften nematischer Flüssigkristalle ist nur eine sehr geringe Kraft erforderlich, um die Bewegung der Flüssigkristallmoleküle so zu ändern, dass die optische Achse des Flüssigkristalls mit seiner Molekülachse übereinstimmt und dadurch optische Effekte erzeugt werden.
Nachdem das elektrische Feld des Flüssigkristalls entfernt wurde, nutzen die Flüssigkristallmoleküle ihre Elastizität und Viskosität, um in ihren vorherigen Zustand zurückzukehren, d. h. in den Zustand, in dem sie sich befanden, bevor sie Licht aussendeten.
LCD verfügt derzeit über drei Hintergrundbeleuchtungsquellen: EL (Elektrolumineszenz), CCFL (Kaltkathodenleuchtstofflampe) und LED (Leuchtdiode).
Da die ersten beiden Typen bestimmte Mängel aufweisen, wurden sie nach und nach ersetzt durch LED-Hintergrundbeleuchtung. Es stellt sich sogar eine interessante Frage: Ist ein LCD mit LED-Hintergrundbeleuchtung ein LCD oder eine LED? Wer interessiert ist, kann darüber nachdenken.
Struktur
LEDs gibt es derzeit in zwei gängigen Formen: zum Einstecken und zur Oberflächenmontage. Obwohl sie in ihrer Form unterschiedlich aussehen, sind Aufbau und Prinzip gleich. Alle werden erreicht, indem das Leuchtmaterial in einem Behälter versiegelt wird. Nach dem Einschalten wird eine Lichtquelle erzeugt.
LCD ist etwas komplizierter. Es muss Flüssigkristallmaterial in das Verbundglas eingebracht werden. Um es zum Leuchten zu bringen, muss auf der Rückseite ein Reflektor mit einer Lichtquelle angebracht werden, um die Hintergrundbeleuchtung für den Flüssigkristall bereitzustellen.
Zusammenfassung des ersten Absatzes
Wir haben die Unterschiede zwischen LED und LCD unter drei Gesichtspunkten analysiert: Material, Leuchtprinzip und Struktur. Schließlich stellten wir überrascht fest, dass LCDs jetzt einige LEDs enthalten und die beiden untrennbar miteinander verbunden sind.
LCD-Display VS LED-Display: Vorteile im Vergleich
Im vorherigen Kapitel haben wir dargelegt, dass Flüssigkristalle selbst nicht die Voraussetzungen erfüllen, um Licht auszustrahlen. Daher haben wir fertige Produkte ausgewählt, um die Vorteile von LCD-Displays gegenüber LED-Displays zu vergleichen.
Kontrast
Kontrast ist die Helligkeit im hellsten Moment/die Helligkeit im dunkelsten Moment. Den Testdaten zufolge ist die Leistung von LED besser als die von LCD. Selbst wenn ein LCD eine LED-Hintergrundbeleuchtung verwendet, kommt es gemäß dem Energieerhaltungssatz bei der Reflexion der Lichtquelle immer zu mehr oder weniger Verlusten, sodass LED besser ist als LCD.
Auflösung
Das LCD muss vor Verlassen des Werks eingestellt werden und kann nach der Einstellung nicht mehr geändert werden. LEDs können je nach tatsächlichem Bedarf gespleißt werden, und es ist schwierig, zwischen den beiden zu unterscheiden. Aus Sicht der Flexibilität ist LED besser und aus Sicht der Einfachheit ist LCD besser.
Farbraumbreite
Wide Color Gamut ist eine Technologie zur Farbhintergrundbeleuchtung. Der internationale Standard sieht eine Farbabdeckung bis NTSC 92% vor. Die Farbabdeckung der meisten LCD-Bildschirme auf dem Markt liegt zwischen 92% und 109%, während die Farbabdeckung von LED-Displays 110% beträgt. Die Farbabdeckung von LEDs ist etwas höher.
Bildschirmdicke
Dieses LCD ist dem LED-Display um Längen überlegen. Das LCD kann inklusive Rahmen immer noch 8-10 mm dick sein, während die Spleißmodule in den meisten LED-Displays 5 cm dick sind und zusätzliche Gehäuse benötigen, um richtig zu funktionieren. Installiert erreicht die durchschnittliche Dicke 20 cm.
Obwohl einige Arten von LED-Anzeigen (wie transparente LED-Anzeige,COB-LED-Anzeige usw.) haben zwar nicht die Dicke von Modulen, aber immer noch die Dicke eines Gehäuses, sodass im Vergleich zu LCDs noch ein gewisser Abstand besteht.
Energieeinsparung
Energieeinsparung ist die Stärke der LED, und genau aus diesem Grund ist unter den drei üblicherweise verwendeten LCD-Hintergrundbeleuchtungsquellen nur die LED-Hintergrundbeleuchtung übrig geblieben.
Lebensdauer
Die durchschnittliche Lebensdauer von LEDs beträgt ca. 11 Jahre, LCDs haben jedoch nur eine Lebensdauer von 7–9 Jahren.
Kosten
Dies ist eine der wenigen Stärken von LCD. Wenn der LED-Bildschirm bei demselben 100-Zoll-Bildschirm die Klarheit eines LCD erreichen soll, betragen die Kosten das Drei- bis Fünffache.
Mit anderen Worten: Wenn ein 100-Zoll-LCD-Bildschirm 1.000 US-Dollar kostet, kostet der LED-Bildschirm mindestens 3.000 bis 50.000 US-Dollar.
Technologiereife
Derzeit verfügen beide über eine Entwicklungserfahrung von mehr als 10 Jahren, sind technisch sehr ausgereift und können verschiedene individuelle Effekte erzielen.
Zusammenfassung des zweiten Absatzes
Wir haben die Vorteile von LED und LCD unter verschiedenen Gesichtspunkten wie Kontrast, Auflösung, großem Farbumfang, Preis usw. analysiert. Dabei stellten wir fest, dass LED zwar LCD fast vollständig schlägt, im Bereich der kleinen Anzeigegeräte jedoch immer noch eine unüberwindbare Lücke besteht.
LCD-Display VS LED-Display: Anwendungsbereich
Innenanwendung
Überwachungsraum
Da LED-Displays bessere Anzeigeeffekte, eine flexiblere Leistung und eine starke Integration bieten, wurden in vielen Überwachungsräumen LCDs durch LED-Displays ersetzt.
Tagungsräume
Im Vergleich zum Überwachungsraum ist der Konferenzraum stellt keine hohen Anforderungen an Bildschirme. Um Kosten zu sparen, werden im Konferenzraum immer noch hauptsächlich LCD-Geräte verwendet.
Fernseher
Obwohl LED-Anzeigen können als Rückprojektionsfernseher verwendet werden, und LED-Materialien können auch zum Anpassen von Fernsehgeräten verwendet werden. Sie sind viel teurer als LCD-Fernseher, daher sind LCD-Fernseher immer noch der Mainstream.
Anwendung im Außenbereich
Die meisten Außenwerbung Der Markt ist mit LED-Displays abgedeckt, sodass nur einige Plattformen und Geschäfte LCDs verwenden. Einerseits werden für diese Szenen keine hohen Anforderungen an die Anzeige gestellt und andererseits ist die Szenenfläche nicht groß. Der Einsatz von LED-Displays ist also übertrieben.
Vorteile der LED-Anzeige bei Außenanwendungen
- Flexibles Spleißen: LED-Anzeigen sind beim Spleißen sehr flexibel und theoretisch können Sie, solange Sie genug Geld haben, sogar unbegrenzt spleißen. Diese Art des flexiblen Spleißens eignet sich gut für verschiedene Außenbereiche.
- Geringe Wartungskosten: Sobald ein Problem mit dem LCD auftritt, muss oft der gesamte Bildschirm ausgetauscht werden, aber die LED weist normalerweise nur einen bestimmten LED-Modulfehler auf. Zu diesem Zeitpunkt müssen Sie es nur durch ein LED-Anzeigemodul des gleichen Modells, um eine normale Anzeige zu erzielen. Die Wartungskosten sind viel niedriger als bei LCD.
- Hohe Helligkeit: Aufgrund der starken Sonneneinstrahlung im Freien ist die Helligkeit gewöhnlicher Anzeigegeräte nicht hoch genug, was dazu führt, dass der Bildschirm unscharf wird. Das LED-Display kann jedoch eine Helligkeit von 7000 oder sogar 8000 erreichen, sodass das Seherlebnis unter der Sonne nicht beeinträchtigt wird.
- Wasserdicht: Wenn das LCD im Freien eingesetzt wird, muss der gesamte Bildschirm vollständig mit Glas- oder Acrylplatten umschlossen sein, da er sonst durch eindringendes Wasser leicht beschädigt werden kann. Der LED-Bildschirm ist speziell für den Außenbereich konzipiert. Vom LED-Modul bis zum LED-SchrankEs ist wasserdicht und hydrophob, wodurch das Eindringen von Regenwasser und die daraus resultierende Beschädigung des Bildschirms wirksam verhindert werden kann.
Zusammenfassend: Der Hauptunterschied zwischen LED und LCD
- Eine LED ist eine PN-Übergangsdiode, die sichtbares Licht aussendet, wenn eine Vorwärtsspannung angelegt wird. LCDs verwenden flüssige Filamente, die zwischen Glaselektroden gefüllt sind, um Licht auszusenden.
- LED steht für Light Emitting Diode (Leuchtdiode), während LCD für Liquid Crystal Display (Flüssigkristallanzeige) steht.
- LCDs verwenden Kaltkathoden-Leuchtstofflampen zur Hintergrundbeleuchtung des Bildschirms, und LEDs verwenden PN-Übergangsdioden zur Anzeige von Licht. Hintergrundbeleuchtung bedeutet das Ein- und Ausschalten des Displays zur besseren Anzeige.
- Die Skalierbarkeit von LED ist sehr stark, daher ist die Auflösung viel besser als bei LCD und es ist einfach zu implementieren, so viele 4K und 8K-Displays werden von LCD auf LED umgestellt. Die Auflösung ist die Anzahl der Pixel auf der Bildschirmanzeige.
- Aufgrund des Plasmas verbrauchen LEDs im Vergleich zu LCDs mehr Strom. Die in LCDs verwendeten Glühfäden bestehen aus Plasma, das zur Aktivierung weniger Strom benötigt.
- LEDs haben im Vergleich zu LCDs eine kleinere Anzeigefläche, da LEDs PN-Übergangsdioden verwenden, die Licht nur in eine Richtung anzeigen, während LCDs in alle Richtungen leuchten. Nachdem die LED jedoch zu einer LED-Anzeige verarbeitet wurde, kann sie in einem unendlichen Bereich gespleißt werden, während das LCD nur entsprechend der angegebenen Größe hergestellt werden kann und nicht in einem unendlichen Bereich gespleißt werden kann.
- Um den gleichen Bildeffekt zu erzielen, sind die Kosten für LED im Vergleich zu LCD höher.
- LEDs verwenden Galliumarsenid, das bei Erhitzung Licht abgibt, während LCDs Flüssigkristalle verwenden, die Energie erzeugen und Licht abgeben.
- Im Vergleich zu LCDs haben LEDs kürzere Schaltzeiten. Als Umschaltzeiten werden die angezeigten Aktivierungs- und Deaktivierungszeiten bezeichnet.
- Gleichstrom verkürzt die Lebensdauer von LCDs, während LEDs keinen Effekt haben.
- Im Vergleich zu LCD weist LED ein geringeres Kontrastverhältnis auf. Das Kontrastverhältnis ist das Verhältnis der Helligkeit des sichtbaren Lichts zum dunkleren Licht auf dem Bildschirm.
- LCDs verwenden Quecksilber, das die Umwelt belastet, bei LEDs hingegen nicht.
Sowohl LED als auch LCD sind moderne Technologien. Keine ist die stärkste, es geht nur darum, welche besser geeignet ist.
Oben finden Sie eine ausführliche Einführung in die Unterschiede zwischen LED und LCD. Wir haben eine detaillierte Analyse aus vielen verschiedenen Blickwinkeln durchgeführt. Ich glaube, dass der obige Artikel Ihnen helfen kann, die Unterschiede zwischen den beiden zu erkennen.
