I clienti mi chiedono spesso se i display LCD e i display a LED si assomigliano o se sono la stessa cosa. Come ingegnere senior impegnato da tempo nella ricerca e sviluppo di display a LED, analizzerò LED e LCD, partendo dalle basi e arrivando ad approfondire le differenze, in base alle informazioni in mio possesso.
Per prima cosa, diamo un'occhiata alle definizioni dei due:
Definizione LED VS LCD
Definizione di LED
La forma completa di LED è un diodo a emissione di luce, quindi diodo a emissione di luce è l'abbreviazione di LED. Un LED è un diodo a giunzione PN che emette luce quando la corrente scorre in avanti. I LED sono costruiti drogando materiali di tipo p e di tipo n. Quando viene applicata potenza al LED, le cariche dei materiali di tipo P e di tipo N reagiranno chimicamente, le cariche si ricombineranno e forniranno energia sotto forma di calore e luce.
Il materiale dei semiconduttori è traslucido (permette il passaggio della luce) ed emette luce attraverso le sue giunzioni. Il materiale semiconduttore utilizza composti di zinco e arsenico, che possono produrre luce rossa o gialla. È disponibile anche nei colori verde, rosso e ambra.
Quando vengono combinati più display LED, viene misurata la distanza tra una delle luci e l'altra. Questa distanza è generalmente rappresentata dalla lettera maiuscola "P". Ad esempio, Schermo LED P2 è la luce LED all'altra luce LED. La distanza è di 2 mm.
Definizione di LCD
Gli LCD sono usati per visualizzare testo e immagini sotto forma di punti o segmenti di linea. Gli LCD hanno filamenti di cristalli liquidi che sono riempiti tra elettrodi trasparenti. Quando la corrente passa tra gli elettrodi, il filamento si energizza ed emette luce visibile.
I cristalli liquidi utilizzati nei display hanno proprietà sia solide che liquide. Quando non viene applicato alcun potenziale al cristallo liquido, diventa trasparente, ma all'attivazione, il cristallo diffonde la luce in tutte le direzioni e appare luminoso.
Il consumo di energia dell'LCD è molto basso e ha anche un display a sette segmenti. Ma è equivalente a un LED, che è un dispositivo più lento e impiega più tempo per commutare. La corrente continua ne accorcia la durata, quindi vengono usati principalmente con la corrente alternata a frequenze inferiori a 500 Hz.
Breve riassunto
Non so se hai notato che il LED è una fonte di luce, mentre l'LCD è un dispositivo di visualizzazione. I due sono ovviamente diversi.
Una delle principali differenze tra LED e LCD è che i LED utilizzano diodi a giunzione PN che emettono luce quando la corrente li attraversa, mentre gli LCD utilizzano cristalli liquidi o plasma per emettere luce visibile. Un cristallo liquido è riempito tra gli elettrodi di vetro e quando viene applicata energia, il cristallo liquido si energizza ed emette luce.
Display LCD VS display LED: confronto tecnologico
nodo pn
Quando un semiconduttore di tipo p è collegato a un semiconduttore di tipo n, il contatto così formato è chiamato giunzione pn. Tutti i dispositivi a semiconduttore contengono una o più giunzioni PN. La giunzione pn è in realtà l'elemento di controllo del dispositivo a semiconduttore.
Formazione della giunzione pn
Nelle applicazioni pratiche, una giunzione PN non si forma semplicemente posizionando un blocco semiconduttore di tipo p vicino a un blocco semiconduttore di tipo n. Infatti, le giunzioni pn sono fabbricate con tecniche speciali, vale a dire metodi di crescita, lega e diffusione.
Il metodo più comune per realizzare giunzioni pn è chiamato lega. Le giunzioni in lega sono realizzate con semiconduttori di tipo n in germanio o silicio fondendo particelle di indio trivalente poste su entrambi i lati. L'intera disposizione o sistema viene riscaldato a circa 500 gradi Celsius. L'indio viene assorbito nel germanio o nel silicio per creare una regione p, formando così una giunzione pn.
Un altro metodo per formare una giunzione pn è la diffusione. In questo processo, un wafer di semiconduttore di tipo p o di tipo n con una conduttività viene inserito in un contenitore contenente l'ossido di impurità da aggiungere. La combinazione viene fatta passare lentamente attraverso un forno a una temperatura controllata da 800 °C a 1200 °C, a seconda del tipo di giunzione.
A temperature così elevate, un gas di atomi di impurità diffonde nel materiale semiconduttore, formando un sottile strato di conduttività opposta. Si forma quindi una giunzione pn.
Sia LED che LCD possono essere utilizzati per visualizzare immagini e testo. Ma la chimica non è la stessa. I LED utilizzano arseniuro di gallio e fosfuro di gallio, due composti che emettono luce visibile quando riscaldati.
Quando viene visualizzata la luce monocromatica, di solito viene utilizzata per visualizzare elementi di base come numeri e lettere o alcuni simboli specifici. Quando c'è solo luce monocromatica, non è ancora in grado di visualizzare l'immagine o modelli più complessi e altri elementi normalmente.
D'altra parte, un LCD è un sottile strato di filamenti di cristalli liquidi tra elettrodi di vetro. Quando viene applicata energia agli elettrodi, questi iniziano a emettere energia luminosa sotto forma di fotoni. Pertanto, l'LCD può visualizzare direttamente testo o immagini sotto forma di matrice di punti e segmenti di linea.
Materiali utilizzati
Il LED è un filamento costituito da vari composti (come arseniuro di gallio e alluminio, nitruro di gallio e indio, ecc.) che, quando viene attivato, può emettere luce di diversi colori.
Per quanto riguarda i materiali a cristalli liquidi utilizzati negli LCD, questo dipende dagli argomenti di alto livello che abbiamo studiato in precedenza. Tutta la materia con moto uniforme nel mondo appartiene allo stato di fase. Oltre ai familiari stato solido e stato liquido, ci sono anche stati a cristalli liquidi e stati di plasma non familiari.
L'LCD utilizza uno stato di cristalli liquidi che non conosciamo. Questo materiale ha proprietà ottiche speciali ed è sensibile ai campi elettromagnetici, il che lo rende molto prezioso per la ricerca.
Confrontando le due forme, sebbene appartengano entrambe allo stato di fase, il LED utilizza composti solidi, mentre l'LCD utilizza composti a cristalli liquidi, e sono anche diverse.
Principio luminoso
I LED emettono luce autonomamente e, quando la corrente li attraversa, i materiali di questi semiconduttori si muovono uniformemente, creando una sorgente luminosa. Questi materiali semiconduttori possono emettere solo un colore di luce alla volta.
Per ottenere colori pieni, è necessario combinare ed energizzare insieme tre composti diversi per produrre colori pieni.
Di per sé, il display LCD non può emettere luce, ma deve affidarsi alla retroilluminazione per farlo, quindi l'intero processo è piuttosto tortuoso.
A seconda del materiale del cristallo liquido, ci sono cristalli liquidi nematici e cristalli liquidi smettici. La differenza più grande tra i due è che i cristalli liquidi nematici hanno una viscosità inferiore e una fluidità maggiore. Pertanto, sono più ampiamente utilizzati.
Grazie alle caratteristiche dei cristalli liquidi nematici, è necessaria solo una forza molto piccola per modificare il movimento delle molecole dei cristalli liquidi in modo che l'asse ottico del cristallo liquido sia coerente con il suo asse molecolare, producendo così effetti ottici.
Una volta rimosso il campo elettrico dei cristalli liquidi, le molecole dei cristalli liquidi sfruttano la loro elasticità e viscosità per tornare allo stato precedente, cioè a quello in cui si trovavano prima di emettere luce.
Attualmente gli schermi LCD dispongono di tre fonti di retroilluminazione: EL (elettroluminescenza), CCFL (lampada fluorescente a catodo freddo) e LED (diodo a emissione luminosa).
Poiché i primi due tipi presentano alcuni difetti, sono stati gradualmente sostituiti da Retroilluminazione a LED. Sorge persino una domanda interessante: un LCD che utilizza una retroilluminazione a LED è un LCD o un LED? Chi è interessato può rifletterci.
Struttura
I LED sono attualmente disponibili in due forme comuni, una è plug-in e l'altra è montata in superficie. Sebbene sembrino diverse nella forma, la struttura e il principio sono gli stessi. Tutti sono ottenuti sigillando il materiale luminescente in un contenitore. Dopo l'accensione, verrà generata una sorgente luminosa.
L'LCD è un po' più complicato. Deve mettere del materiale a cristalli liquidi nel vetro laminato e poi, per farlo brillare, deve essere posizionato un riflettore con una sorgente luminosa sul retro per fornire retroilluminazione al cristallo liquido.
Riassunto del primo paragrafo
Abbiamo analizzato le differenze tra LED e LCD da tre aspetti: materiale, principio di emissione della luce e struttura. Infine, siamo rimasti sorpresi nello scoprire che ora gli LCD incorporano alcuni LED e i due sono diventati inseparabili.
Display LCD VS display LED: confronto dei vantaggi
Nel capitolo precedente abbiamo spiegato che i cristalli liquidi di per sé non hanno le condizioni per emettere luce, quindi abbiamo scelto prodotti finiti per confrontare i vantaggi dei display LCD rispetto ai display LED.
Contrasto
Il contrasto è la luminosità nel momento più bianco/la luminosità nel momento più scuro. A giudicare dai dati dei test, il LED funziona meglio dell'LCD. Anche se un LCD utilizza una retroilluminazione a LED, secondo la legge di conservazione dell'energia, ci sarà sempre più o meno perdita quando si riflette la sorgente luminosa, quindi il LED è migliore dell'LCD.
Risoluzione
L'LCD deve essere impostato prima di lasciare la fabbrica e non può essere cambiato dopo averlo impostato. I LED possono essere uniti in base alle esigenze effettive ed è difficile distinguere tra i due. Dal punto di vista della flessibilità, il LED è migliore e dal punto di vista della semplicità, l'LCD è migliore.
Larghezza della gamma di colori
L'ampia gamma cromatica è una tecnologia di retroilluminazione a colori. Lo standard internazionale prevede che la copertura cromatica raggiunga lo standard NTSC 92%. La copertura cromatica dell'ampia gamma cromatica della maggior parte degli schermi LCD sul mercato è compresa tra 92% e 109%, mentre quella dei display a LED è di 110%. La copertura cromatica dell'ampia gamma cromatica dei LED è leggermente superiore.
Spessore dello schermo
Questo LCD batte completamente il LED. L'LCD, inclusa la cornice, può essere ancora spesso 8-10 mm, mentre i moduli di giunzione nella maggior parte dei display LED sono spessi 5 cm e richiedono cabinet aggiuntivi per funzionare correttamente. Installato, lo spessore medio ha raggiunto i 20 cm.
Sebbene alcuni tipi di display LED (come display LED trasparente,Display LED COB ecc.) non hanno lo spessore dei moduli, hanno comunque lo spessore di un cabinet, quindi c'è ancora un certo divario rispetto agli LCD.
Risparmio energetico
Il risparmio energetico è il punto di forza dei LED, ed è proprio per questo motivo che tra le tre fonti di retroilluminazione LCD più comunemente utilizzate resta solo la retroilluminazione a LED.
Durata di vita
La durata media dei LED è di circa 11 anni, mentre quella degli LCD è di soli 7-9 anni.
Costo
Questo è uno dei pochi punti di forza degli LCD. Per lo stesso schermo da 100 pollici, se lo schermo LED vuole raggiungere la nitidezza degli LCD, il costo sarà 3-5 volte superiore.
In altre parole, se uno schermo LCD da 100 pollici costa 1.000 dollari USA, uno schermo LED costerà almeno 3.000-50.000 dollari USA.
Maturità tecnologica
Attualmente, entrambi hanno alle spalle più di 10 anni di sviluppo e la loro maturità tecnica è molto elevata, tanto da consentire di ottenere vari effetti personalizzati.
Riassunto del secondo paragrafo
Abbiamo analizzato i vantaggi di LED e LCD sotto molteplici aspetti, quali contrasto, risoluzione, ampia gamma cromatica, prezzo, ecc. Abbiamo scoperto che, sebbene i LED superino quasi completamente gli LCD, esiste ancora un divario incolmabile nel campo dei piccoli dispositivi di visualizzazione.
Display LCD VS display LED: Area di applicazione
Applicazione interna
Sala di monitoraggio
Poiché i display a LED offrono effetti di visualizzazione migliori, prestazioni più flessibili e una forte integrazione, molte sale di monitoraggio hanno sostituito gli LCD con i display a LED.
Sala riunioni
Rispetto alla sala di monitoraggio, la sala conferenze non ha requisiti elevati per gli schermi. Per risparmiare sui costi, la sala conferenze utilizza ancora principalmente apparecchiature LCD.
TV
Sebbene Schermi LED Possono essere utilizzati come TV a retroproiezione e i materiali LED possono essere utilizzati anche per personalizzare i televisori. Sono molto più costosi dei televisori LCD, quindi i televisori LCD sono ancora i più diffusi.
Applicazione esterna
La maggior parte dei pubblicità esterna mercato è coperto da display LED, lasciando solo alcune piattaforme e negozi che utilizzano LCD. Da un lato, queste scene non hanno requisiti elevati per la visualizzazione e, dall'altro, l'area della scena non è ampia. , l'uso di display LED è eccessivo.
Vantaggi del display a LED nelle applicazioni esterne
- Giunzione flessibile: I display LED sono molto flessibili nello splicing e, in teoria, finché hai abbastanza soldi, puoi persino avere uno splicing illimitato. Questo tipo di splicing flessibile può soddisfare diverse aree esterne.
- Bassi costi di manutenzione: Quando si verifica un problema con l'LCD, spesso è necessario sostituire l'intero schermo, ma di solito il LED presenta solo un guasto specifico del modulo LED. In questo caso, è sufficiente sostituirlo con un Modulo display LED dello stesso modello per visualizzare normalmente. Il costo di manutenzione sarà molto più basso di quello dell'LCD.
- Alta luminosità: A causa della forte luce solare all'esterno, la luminosità dei normali dispositivi di visualizzazione non è sufficientemente elevata, il che renderà lo schermo sfocato. Tuttavia, il display LED può raggiungere una luminosità di 7000 o persino 8000, quindi non influisce sull'esperienza visiva sotto il sole. .
- Impermeabile: Se il display LCD è destinato all'uso esterno, l'intero schermo deve essere completamente rivestito con lastre di vetro o acrilico, altrimenti lo schermo verrà facilmente danneggiato dall'infiltrazione d'acqua. Il display a LED è progettato specificamente per l'uso esterno. Dal modulo LED al Mobile LEDè progettato per essere impermeabile e idrofobo, il che può impedire efficacemente all'acqua piovana di penetrare e danneggiare lo schermo.
Riassumendo: la differenza principale tra LED e LCD
- Un LED è un diodo a giunzione PN che emette luce visibile quando gli viene applicata una polarizzazione diretta. Gli LCD utilizzano filamenti liquidi che sono riempiti tra elettrodi di vetro per emettere luce.
- LED sta per diodo ad emissione luminosa mentre LCD sta per display a cristalli liquidi
- Gli LCD utilizzano lampade fluorescenti a catodo freddo per fornire retroilluminazione allo schermo, mentre i LED utilizzano diodi a giunzione PN per visualizzare la luce. La retroilluminazione si riferisce all'accensione e allo spegnimento del display per una migliore visualizzazione.
- La scalabilità del LED è molto forte, quindi la risoluzione è molto migliore di quella dell'LCD ed è facile da implementare, quindi molti 4K e i display 8K vengono convertiti da LCD a LED. La risoluzione è il numero di pixel sullo schermo.
- Grazie al plasma, i LED consumano più energia rispetto agli LCD. I filamenti utilizzati negli LCD sono costituiti da plasma, che richiede meno energia per attivarsi.
- I LED hanno un'area di visualizzazione più piccola rispetto agli LCD perché i LED utilizzano diodi a giunzione PN che visualizzano la luce in una sola direzione, mentre gli LCD si illuminano in tutte le direzioni. Tuttavia, dopo che il LED è stato trasformato in un display a LED, può essere giuntato in un'area infinita, mentre l'LCD può essere realizzato solo in base alle dimensioni specificate e non può essere giuntato in un'area infinita.
- Rispetto agli LCD, per ottenere lo stesso effetto visivo, i LED hanno un costo più elevato.
- I LED utilizzano l'arseniuro di gallio, che emette luce quando viene riscaldato, mentre gli LCD utilizzano cristalli liquidi che si energizzano e forniscono luce.
- I LED hanno tempi di commutazione più brevi rispetto agli LCD. I tempi di commutazione sono i tempi di attivazione e disattivazione visualizzati.
- La corrente continua riduce la durata degli LCD, mentre i LED non hanno alcun effetto.
- Rispetto agli LCD, i LED hanno un rapporto di contrasto inferiore. Il rapporto di contrasto è il rapporto tra la luminosità della luce visibile e la luce più scura sullo schermo.
- Gli LCD utilizzano mercurio, che inquina l'ambiente, a differenza dei LED.
Sia LED che LCD sono tecnologie moderne. Nessuna delle due è la più forte, solo quale è più adatta.
Quanto sopra è l'introduzione dettagliata di LED vs LCD. Abbiamo condotto un'analisi dettagliata da molte angolazioni diverse. Credo che l'articolo sopra possa aiutarti a distinguere la differenza tra i due.
