On me demande souvent si les écrans LCD et LED se ressemblent. S'agit-il de la même chose ? En tant qu'ingénieur senior, impliqué depuis longtemps dans la recherche et le développement d'écrans LED, j'analyserai la différence entre LED et LCD, du plus simple au plus approfondi, en me basant sur les informations dont je dispose.
Commençons par examiner les définitions des deux :
Définition LED VS LCD
Définition de LED
La forme complète de la LED est une diode électroluminescente, donc la diode électroluminescente est l'abréviation de LED. Une LED est une diode à jonction PN qui émet de la lumière lorsque le courant circule vers l'avant. Les LED sont construites en dopant des matériaux de type p et de type n. Lorsque l'alimentation est appliquée à la LED, les charges des matériaux de type P et de type N réagissent chimiquement, les charges se recombinent et fournissent de l'énergie sous forme de chaleur et de lumière.
Le matériau des semi-conducteurs est translucide (laissant passer la lumière) et émet de la lumière à travers leurs jonctions. Le matériau semi-conducteur utilise des composés de zinc-arsenic, qui peuvent produire une lumière rouge ou jaune. Il est également disponible en vert, rouge et ambre.
Lorsque plusieurs écrans LED sont combinés, la distance entre l'un des voyants et l'autre est mesurée. Cette distance est généralement représentée par la lettre majuscule « P ». Par exemple, le Affichage LED P2 est la lumière LED par rapport à l'autre lumière LED. La distance est de 2 mm.
Définition de LCD
Les écrans LCD sont utilisés pour afficher du texte et des images sous forme de points ou de segments de ligne. Les écrans LCD sont dotés de filaments à cristaux liquides qui sont placés entre des électrodes transparentes. Lorsque le courant passe entre les électrodes, le filament est alimenté et émet une lumière visible.
Les cristaux liquides utilisés dans les écrans ont des propriétés à la fois solides et liquides. Lorsqu'aucun potentiel n'est appliqué au cristal liquide, il devient transparent, mais une fois activé, le cristal diffuse la lumière dans toutes les directions et apparaît brillant.
La consommation d'énergie de l'écran LCD est très faible et il dispose également d'un affichage à sept segments. Mais il est équivalent à une LED, qui est un appareil plus lent et prend plus de temps à commuter. Le courant continu réduit leur durée de vie, c'est pourquoi ils sont principalement utilisés avec du courant alternatif à des fréquences inférieures à 500 Hz.
Bref résumé
Je ne sais pas si vous avez remarqué que la LED est une source de lumière, tandis que l'écran LCD est un dispositif d'affichage. Les deux sont évidemment différents.
L'une des principales différences entre les LED et les LCD est que les LED utilisent des diodes à jonction PN qui émettent de la lumière lorsque le courant les traverse, tandis que les LCD utilisent des cristaux liquides ou du plasma pour émettre de la lumière visible. Un cristal liquide est placé entre les électrodes en verre et, lorsqu'une alimentation lui est appliquée, le cristal liquide devient sous tension et émet de la lumière.
Écran LCD vs écran LED : comparaison des technologies
nœud pn
Lorsqu'un semi-conducteur de type p est connecté à un semi-conducteur de type n, le contact ainsi formé est appelé jonction pn. Tous les dispositifs semi-conducteurs contiennent une ou plusieurs jonctions pn. La jonction pn est en fait l'élément de contrôle du dispositif semi-conducteur.
Formation de la jonction pn
Dans les applications pratiques, une jonction PN n'est pas formée simplement en plaçant un bloc semi-conducteur de type p à proximité d'un bloc semi-conducteur de type n. En fait, les jonctions PN sont fabriquées par des techniques spéciales, à savoir des méthodes de croissance, d'alliage et de diffusion.
La méthode la plus courante pour fabriquer des jonctions pn est appelée alliage. Les jonctions en alliage sont constituées de semi-conducteurs de type n en germanium ou en silicium par fusion de particules d'indium trivalent placées de chaque côté. L'ensemble du dispositif ou du système est chauffé à environ 500 degrés Celsius. L'indium est absorbé dans le germanium ou le silicium pour créer une région p, formant ainsi une jonction pn.
Une autre méthode de formation d'une jonction p-n est la diffusion. Dans ce procédé, une plaquette semi-conductrice de type p ou n présentant une conductivité donnée est placée dans un récipient contenant l'oxyde d'impureté à ajouter. Le mélange est lentement passé dans un four régulé à une température comprise entre 800 °C et 1200 °C, selon le type de jonction.
À des températures aussi élevées, un gaz d'atomes d'impuretés diffuse dans le matériau semi-conducteur, formant une fine couche de conductivité opposée. Une jonction p-n se forme alors.
Les LED et les LCD peuvent être utilisés pour afficher des images et du texte. Mais la composition chimique n'est pas la même. Les LED utilisent de l'arséniure de gallium et du phosphure de gallium, deux composés qui émettent de la lumière visible lorsqu'ils sont chauffés.
Lorsqu'une lumière monochromatique est utilisée, elle est généralement utilisée pour afficher des éléments de base tels que des chiffres et des lettres ou certains symboles spécifiques. Lorsqu'il n'y a que de la lumière monochromatique, elle ne peut toujours pas afficher normalement l'image ou des motifs plus complexes et d'autres éléments.
En revanche, l'écran LCD est constitué d'une fine couche de filaments de cristaux liquides entre des électrodes en verre. Lorsqu'elles sont alimentées, les électrodes émettent de l'énergie lumineuse sous forme de photons. L'écran LCD peut ainsi afficher directement du texte ou des images sous forme de matrice de points et de segments de lignes.
Matériaux utilisés
La LED est un filament composé de divers composés (tels que l'arséniure d'aluminium et de gallium, le nitrure d'indium et de gallium, etc.), qui peut émettre une lumière de différentes couleurs lorsqu'il est sous tension.
Quant aux matériaux à cristaux liquides utilisés dans les LCD, cela dépend des sujets de haut niveau que nous avons étudiés auparavant. Toute matière en mouvement uniforme dans le monde appartient à un état de phase. En plus de l'état solide et de l'état liquide bien connus, il existe également des états de cristaux liquides et des états de plasma inconnus.
L'écran LCD utilise un état de cristal liquide que nous ne connaissons pas. Ce matériau possède des propriétés optiques particulières et est sensible aux champs électromagnétiques, ce qui le rend très précieux pour la recherche.
En comparant les formes des deux, bien qu'ils appartiennent tous deux à l'état de phase, la LED utilise des composés solides, tandis que l'écran LCD utilise des composés à cristaux liquides, et les deux sont également différents.
Principe lumineux
Les LED émettent de la lumière de manière autonome et, lorsque le courant les traverse, les matériaux de ces semi-conducteurs se déplacent de manière uniforme, créant ainsi une source lumineuse. Ces matériaux semi-conducteurs ne peuvent émettre qu'une seule couleur de lumière à la fois.
Afin d'afficher des couleurs en couleur, trois composés différents doivent être combinés et dynamisés ensemble pour produire des couleurs en couleur.
L'écran LCD lui-même ne peut pas émettre de lumière et doit s'appuyer sur un rétroéclairage pour émettre de la lumière, donc l'ensemble du processus est assez tortueux.
Selon le matériau à cristaux liquides, il existe des cristaux liquides nématiques et des cristaux liquides smectiques. La plus grande différence entre les deux est que les cristaux liquides nématiques ont une viscosité plus faible et une fluidité plus forte. Par conséquent, ils sont plus largement utilisés.
Grâce aux caractéristiques du cristal liquide nématique, seule une très petite force est nécessaire pour modifier le mouvement des molécules du cristal liquide afin que l'axe optique du cristal liquide soit cohérent avec son axe moléculaire, produisant ainsi des effets optiques.
Une fois le champ électrique du cristal liquide supprimé, les molécules de cristal liquide utilisent leur élasticité et leur viscosité pour revenir à leur état antérieur, c'est-à-dire celui dans lequel elles étaient avant d'émettre de la lumière.
L'écran LCD dispose actuellement de trois sources de rétroéclairage : EL (électroluminescence), CCFL (lampe fluorescente à cathode froide) et LED (diode électroluminescente).
Étant donné que les deux premiers types présentent certains défauts, ils ont été progressivement remplacés par Rétroéclairage LED. Une question intéressante se pose même : un écran LCD avec rétroéclairage LED est-il un écran LCD ou une LED ? Ceux qui sont intéressés peuvent y réfléchir.
Structure
Les LED sont actuellement disponibles sous deux formes courantes, l'une enfichable et l'autre montée en surface. Bien que leur forme soit différente, leur structure et leur principe sont les mêmes. Toutes sont obtenues en scellant le matériau luminescent dans un récipient. Une fois l'alimentation mise sous tension, une source lumineuse sera générée.
L'écran LCD est un peu plus compliqué. Il faut placer des cristaux liquides dans le verre feuilleté, puis, pour le faire briller, un réflecteur avec une source lumineuse doit être placé à l'arrière pour fournir un rétroéclairage aux cristaux liquides.
Résumé du premier paragraphe
Nous avons analysé les différences entre LED et LCD sous trois aspects : le matériau, le principe d'émission de lumière et la structure. Finalement, nous avons été surpris de constater que les LCD intègrent désormais des LED, et que les deux sont devenus indissociables.
Écran LCD VS écran LED : Comparaison des avantages
Dans le chapitre précédent, nous avons présenté que le cristal liquide lui-même n'a pas les conditions pour émettre de la lumière, nous avons donc choisi des produits finis pour comparer les avantages de l'écran LCD par rapport à l'écran LED.
Contraste
Le contraste est la luminosité au moment le plus blanc/la luminosité au moment le plus sombre. À en juger par les données de test, les LED sont plus performantes que les LCD. Même si un LCD utilise un rétroéclairage LED, selon la loi de conservation de l'énergie, il y aura toujours plus ou moins de perte lors de la réflexion de la source lumineuse, donc les LED sont meilleures que les LCD.
Résolution
L'écran LCD doit être réglé avant de quitter l'usine et ne peut pas être modifié une fois réglé. Les LED peuvent être raccordées en fonction des besoins réels et il est difficile de faire la distinction entre les deux. Du point de vue de la flexibilité, la LED est meilleure, et du point de vue de la simplicité, l'écran LCD est meilleur.
Largeur de la gamme de couleurs
La technologie de rétroéclairage couleur à large gamme de couleurs (Wide Color Gamut) est une norme internationale. La couverture chromatique atteint la norme NTSC 92%. La plupart des écrans LCD du marché présentent une couverture chromatique comprise entre 92% et 109%, tandis que les écrans LED présentent une couverture chromatique de 110%. La couverture chromatique des LED est légèrement supérieure.
Épaisseur de l'écran
Cet écran LCD surpasse complètement le LED. L'écran LCD, cadre compris, peut encore avoir une épaisseur de 8 à 10 mm, tandis que les modules d'épissure de la plupart des écrans LED ont une épaisseur de 5 cm et nécessitent des boîtiers supplémentaires pour fonctionner correctement. Une fois installés, l'épaisseur moyenne atteint 20 cm.
Bien que quelques types d’écrans LED (tels que affichage LED transparent,Affichage LED COB etc.) n'ont pas l'épaisseur des modules, ils ont quand même l'épaisseur d'une armoire, il y a donc quand même un certain écart par rapport aux LCD.
Économie d'énergie
L'économie d'énergie est la force de la LED, et c'est précisément pour cette raison que seul le rétroéclairage LED reste parmi les trois sources de rétroéclairage LCD couramment utilisées.
Durée de vie
La durée de vie moyenne des LED est d’environ 11 ans, mais les écrans LCD n’ont qu’une durée de vie de 7 à 9 ans.
Coût
C'est l'un des rares atouts de l'écran LCD. Pour le même écran de 100 pouces, si l'écran LED veut atteindre la clarté de l'écran LCD, le coût sera 3 à 5 fois supérieur.
En d’autres termes, si un écran LCD de 100 pouces coûte 1 000 dollars américains, alors l’écran LED coûtera au moins 3 000 à 50 000 dollars américains.
Maturité technologique
À l’heure actuelle, tous deux ont connu plus de 10 ans de développement, et leur maturité technique est très élevée, et ils peuvent réaliser divers effets personnalisés.
Résumé du deuxième paragraphe
Nous avons analysé les avantages de la LED et de l'écran LCD sous plusieurs aspects tels que le contraste, la résolution, la large gamme de couleurs, le prix, etc. Nous pouvons constater que même si la LED bat presque complètement l'écran LCD, il existe toujours un écart insurmontable dans le domaine des petits dispositifs d'affichage.
Écran LCD VS écran LED : domaine d'application
Application intérieure
Salle de surveillance
Étant donné que les écrans LED offrent de meilleurs effets d’affichage, des performances plus flexibles et une forte intégration, de nombreuses salles de surveillance ont remplacé les écrans LCD par des écrans LED.
Salle de réunion
Par rapport à la salle de surveillance, la salle de conférence n'a pas d'exigences élevées en matière d'écrans. Afin de réduire les coûts, la salle de conférence utilise encore principalement des équipements LCD.
TV
Bien que Écrans d'affichage LED peuvent être utilisés comme téléviseurs à rétroprojection, et les matériaux LED peuvent également être utilisés pour personnaliser les téléviseurs, ils sont beaucoup plus chers que les téléviseurs LCD, donc les téléviseurs LCD restent le courant dominant.
Application extérieure
La plupart des publicité extérieure Le marché est couvert par des écrans LED, seuls quelques plates-formes et magasins utilisent des écrans LCD. D'une part, ces scènes n'ont pas d'exigences élevées en matière d'affichage et, d'autre part, la zone de la scène n'est pas grande. L'utilisation d'écrans LED est excessive.
Avantages de l'affichage LED dans les applications extérieures
- Épissure flexible : Les écrans LED sont très flexibles en termes d'épissure et, en théorie, tant que vous avez suffisamment d'argent, vous pouvez même avoir un nombre illimité d'épissures. Ce type d'épissure flexible peut bien s'adapter à différentes zones extérieures.
- Faible coût d’entretien : En cas de problème avec l'écran LCD, il est souvent nécessaire de remplacer l'écran complet, mais la LED présente généralement un seul module défectueux. Dans ce cas, il suffit de la remplacer par un Module d'affichage LED du même modèle pour afficher normalement. Le coût de maintenance sera bien inférieur à celui du LCD.
- Haute luminosité : En raison de la forte lumière du soleil à l'extérieur, la luminosité des appareils d'affichage ordinaires n'est pas suffisamment élevée, ce qui rend l'écran flou. Cependant, l'écran LED peut atteindre une luminosité de 7000 ou même 8000, ce qui n'affecte pas l'expérience de visionnage sous le soleil.
- Étanche: Si l'écran LCD est destiné à une utilisation en extérieur, il doit être entièrement recouvert de plaques de verre ou d'acrylique, sinon il risque d'être facilement endommagé par l'infiltration d'eau. L'écran LED est spécialement conçu pour une utilisation en extérieur. Du module LED à la Armoire à LED, il est conçu pour être imperméable et hydrophobe, ce qui peut empêcher efficacement l'eau de pluie de pénétrer et d'endommager l'écran.
Résumer : La principale différence entre LED et LCD
- Une LED est une diode à jonction PN qui émet de la lumière visible lorsqu'une polarisation directe lui est appliquée. Les écrans LCD utilisent des filaments liquides qui sont remplis entre des électrodes en verre pour émettre de la lumière.
- LED signifie diode électroluminescente tandis que LCD signifie affichage à cristaux liquides
- Les écrans LCD utilisent des lampes fluorescentes à cathode froide pour assurer le rétroéclairage de l'écran, tandis que les LED utilisent des diodes à jonction PN pour afficher la lumière. Le rétroéclairage consiste à allumer et éteindre l'écran pour une meilleure visualisation.
- L'évolutivité de la LED est très forte, donc la résolution est bien meilleure que celle du LCD, et elle est facile à mettre en œuvre, donc beaucoup 4K Les écrans 8K sont en cours de conversion du LCD au LED. La résolution correspond au nombre de pixels affichés à l'écran.
- En raison du plasma, les LED consomment plus d'énergie que les écrans LCD. Les filaments utilisés dans les écrans LCD sont constitués de plasma, qui nécessite moins d'énergie pour s'activer.
- Les LED ont une surface d'affichage plus petite que les LCD car les LED utilisent des diodes à jonction PN qui affichent la lumière dans une seule direction, tandis que les LCD s'allument dans toutes les directions. Cependant, une fois la LED transformée en écran LED, elle peut être épissée dans une zone infinie, tandis que l'écran LCD ne peut être fabriqué que selon la taille spécifiée et ne peut pas être épissé dans une zone infinie.
- Par rapport à l'écran LCD, pour obtenir le même effet d'image, le coût de la LED est plus élevé.
- Les LED utilisent de l'arséniure de gallium, qui émet de la lumière lorsqu'il est chauffé, tandis que les écrans LCD utilisent des cristaux liquides qui dynamisent et fournissent de la lumière.
- Les LED ont des temps de commutation plus courts que les LCD. Les temps de commutation correspondent aux temps d'activation et de désactivation affichés.
- Le courant continu réduira la durée de vie des écrans LCD, tandis que les LED n'ont aucun effet.
- Par rapport à l'écran LCD, l'écran LED présente un rapport de contraste inférieur. Le rapport de contraste correspond au rapport entre la luminosité de la lumière visible et la lumière plus sombre de l'écran.
- Les écrans LCD utilisent du mercure, qui pollue l’environnement, alors que les LED n’en utilisent pas.
Les LED et les LCD sont des technologies modernes. Aucune des deux n'est la plus puissante, seule la plus adaptée est possible.
Ce qui précède est une introduction détaillée sur la comparaison entre les LED et les LCD. Nous avons mené une analyse détaillée sous de nombreux angles différents. Je pense que l'article ci-dessus peut vous aider à distinguer la différence entre les deux.
