고객들이 LCD 디스플레이와 LED 디스플레이가 어떻게 생겼는지, 같은 것인지 자주 묻습니다. 오랫동안 LED 디스플레이 연구 개발에 참여해 온 선임 엔지니어로서, 제가 알고 있는 정보를 바탕으로 LED와 LCD를 간단한 것부터 심층적인 것까지 분석해 드리겠습니다.
먼저, 두 가지의 정의를 살펴보겠습니다.
LED 대 LCD 정의
LED의 정의
LED의 완전한 형태는 발광 다이오드이므로 발광 다이오드는 LED의 약자입니다. LED는 전류가 앞으로 흐를 때 빛을 방출하는 PN 접합 다이오드입니다. LED는 p형 및 n형 재료를 도핑하여 구성됩니다. LED에 전원이 공급되면 P형 및 N형 재료 전하가 화학 반응을 일으키고 전하가 재결합하여 열과 빛의 형태로 에너지를 제공합니다.
반도체의 재료는 반투명(빛이 통과할 수 있음)하고 접합을 통해 빛을 방출합니다. 반도체 재료는 아연 비소 화합물을 사용하여 빨간색 또는 노란색 빛을 생성할 수 있습니다. 또한 녹색, 빨간색 및 호박색으로 제공됩니다.
여러 개의 LED 디스플레이를 결합하면 한 조명에서 다른 조명까지의 거리를 측정합니다. 이 거리는 일반적으로 대문자 "P"로 표시됩니다. 예를 들어, P2 LED 디스플레이 LED 조명에서 다른 LED 조명까지의 거리는 2mm입니다.
LCD의 정의
LCD는 점 또는 선분 형태로 텍스트와 이미지를 표시하는 데 사용됩니다. LCD는 투명 전극 사이에 채워진 액정 필라멘트를 가지고 있습니다. 전극 사이에 전류가 흐르면 필라멘트에 에너지가 공급되어 가시광선이 방출됩니다.
디스플레이에 사용되는 액정은 고체와 액체의 특성을 모두 가지고 있습니다. 액정에 전위를 가하지 않으면 투명해지지만, 활성화되면 액정이 모든 방향으로 빛을 산란시켜 밝게 보입니다.
LCD 전력 소모는 매우 낮고 7세그먼트 디스플레이도 있습니다. 하지만 LED와 동등하며, LED는 더 느린 장치이고 전환하는 데 시간이 더 걸립니다. DC는 수명을 단축시키므로 대부분 500Hz 이하의 주파수에서 AC와 함께 사용됩니다.
간략한 요약
LED가 광원인 반면 LCD는 디스플레이 장치라는 것을 알아차렸는지 모르겠습니다. 둘은 분명히 다릅니다.
LED와 LCD의 주요 차이점 중 하나는 LED가 전류가 흐르면 빛을 방출하는 PN 접합 다이오드를 사용하는 반면 LCD는 액정 또는 플라스마를 사용하여 가시광선을 방출한다는 것입니다. 유리 전극 사이에 액정이 채워지고 전원이 공급되면 액정이 활성화되어 빛을 방출합니다.
LCD 디스플레이 대 LED 디스플레이: 기술 비교
pn 노드
p형 반도체가 n형 반도체에 연결되면, 이렇게 형성된 접촉을 pn 접합이라고 합니다. 모든 반도체 소자에는 하나 이상의 PN 접합이 들어 있습니다. pn 접합은 실제로 반도체 소자의 제어 요소입니다.
pn 접합의 형성
실제 응용 분야에서 PN 접합은 단순히 p형 반도체 블록을 n형 반도체 블록에 가깝게 배치하는 것만으로 형성되지 않습니다. 사실, pn 접합은 성장, 합금화, 확산 방법이라는 특수 기술로 제조됩니다.
pn 접합을 만드는 가장 일반적인 방법은 합금화라고 합니다. 합금 접합은 양쪽에 놓인 3가 인듐 입자를 녹여 게르마늄이나 실리콘으로 만든 n형 반도체로 만들어집니다. 전체 배열 또는 시스템은 약 500도 섭씨로 가열됩니다. 인듐은 게르마늄이나 실리콘에 흡수되어 p 영역을 만들어 pn 접합을 형성합니다.
pn 접합을 형성하는 또 다른 방법은 확산이라고 합니다. 이 공정에서는 한 가지 전도성을 가진 p형 또는 n형 반도체 웨이퍼를 첨가할 불순물 산화물이 담긴 용기에 넣습니다. 이 혼합물을 접합 유형에 따라 800⁰C에서 1200⁰C로 조절되는 용광로에 천천히 통과시킵니다.
이렇게 높은 온도에서는 불순물 원자 가스가 반도체 물질 속으로 확산되어 반대 전도성의 얇은 층을 형성합니다. 따라서 pn 접합이 형성됩니다.
LED나 LCD를 사용하여 이미지와 텍스트를 표시할 수 있습니다. 하지만 화학은 다릅니다. LED는 비소화 갈륨과 인화 갈륨을 사용하는데, 이 두 화합물은 가열하면 가시광선을 방출합니다.
단색광이 표시될 때는 일반적으로 숫자와 문자 또는 일부 특정 기호와 같은 기본 요소를 표시하는 데 사용됩니다. 단색광만 있는 경우 여전히 그림이나 더 복잡한 패턴 및 기타 요소를 정상적으로 표시할 수 없습니다.
반면, LCD는 유리 전극 사이에 얇은 액정 필라멘트 층이 있습니다. 전극에 전원이 공급되면 광자 형태의 빛 에너지를 방출하기 시작합니다. 따라서 LCD는 도트 매트릭스와 라인 세그먼트 형태로 텍스트나 이미지를 직접 표시할 수 있습니다.
사용된 재료
LED는 다양한 화합물(예: 알루미늄갈륨비소화, 인듐갈륨질화물 등)로 만들어진 필라멘트로, 전원이 공급되면 여러 가지 색상의 빛을 방출할 수 있습니다.
LCD에 사용되는 액정 물질에 관해서는, 이는 우리가 이전에 공부한 고급 주제에 따라 달라집니다. 세계에서 균일한 운동을 하는 모든 물질은 상 상태에 속합니다. 익숙한 고체 상태와 액체 상태 외에도 생소한 액정 상태와 플라스마 상태도 있습니다.
LCD는 우리가 잘 모르는 액정 상태를 사용합니다. 이 물질은 특별한 광학적 특성을 가지고 있으며 전자기장에 민감하여 연구에 매우 가치가 있습니다.
둘의 형태를 비교하면, 둘 다 상(phase) 상태에 속하지만, LED는 고체 화합물을 사용하고 LCD는 액정 화합물을 사용하며, 둘은 또한 다릅니다.
빛의 원리
LED는 자율적으로 빛을 방출하고, 전류가 LED를 통과하면 이러한 반도체의 재료가 고르게 움직여 광원을 생성합니다. 이러한 반도체 재료는 한 번에 한 가지 색상의 빛만 방출할 수 있습니다.
전체 색상을 표현하기 위해서는 세 가지 다른 화합물을 결합하고 함께 에너지를 공급하여 전체 색상을 구현해야 합니다.
LCD 자체는 빛을 방출할 수 없고 백라이트에 의존하여 빛을 방출해야 하므로 전체 과정이 매우 복잡합니다.
액정 재료에 따라 네마틱 액정과 스멕틱 액정이 있습니다. 두 가지의 가장 큰 차이점은 네마틱 액정이 점도가 낮고 유동성이 더 강하다는 것입니다. 따라서 더 널리 사용됩니다.
네마틱 액정의 특성을 이용하면 매우 작은 힘만으로도 액정 분자의 운동을 변화시켜 액정의 광축이 분자축과 일치하게 하여 광학적 효과를 낼 수 있습니다.
액정 전기장이 제거되면 액정 분자는 탄성과 점도를 이용하여 이전 상태, 즉 빛을 방출하기 전 상태로 돌아갑니다.
LCD는 현재 EL(전기 발광), CCFL(냉음극 형광램프), LED(발광 다이오드)의 세 가지 백라이트 광원을 사용합니다.
첫 번째 두 유형은 특정 결함이 있으므로 점차적으로 다음으로 대체되었습니다. LED 백라이트. 흥미로운 질문이 생깁니다. LED 백라이트를 사용하는 LCD는 LCD인가 LED인가? 관심 있는 사람은 생각해 볼 수 있습니다.
구조
LED는 현재 두 가지 일반적인 형태로 제공됩니다. 하나는 플러그인이고 다른 하나는 표면 장착형입니다. 형태는 다르지만 구조와 원리는 동일합니다. 모두 용기에 발광 재료를 밀봉하여 달성됩니다. 전원이 켜지면 광원이 생성됩니다.
LCD는 조금 더 복잡합니다. 적층 유리에 액정 재료를 넣고, 빛나게 하려면 광원이 있는 반사판을 뒷면에 놓아 액정에 백라이트를 제공해야 합니다.
첫 번째 문단의 요약
우리는 LED 대 LCD의 차이점을 재료, 발광 원리, 구조의 세 가지 측면에서 분석했습니다. 마지막으로, LCD가 이제 일부 LED를 통합하고 두 가지가 분리할 수 없게 되었다는 사실에 놀랐습니다.
LCD 디스플레이 대 LED 디스플레이: 장점 비교
이전 장에서는 액정 자체가 빛을 낼 수 있는 조건을 갖추고 있지 않다는 것을 소개했고, 따라서 완성된 제품을 선택하여 LCD 디스플레이와 LED 디스플레이의 장점을 비교했습니다.
차이
대비는 가장 흰색일 때의 밝기/가장 어두운 순간의 밝기입니다. 테스트 데이터로 판단하면 LED가 LCD보다 성능이 더 좋습니다. LCD가 LED 백라이트를 사용하더라도 에너지 보존 법칙에 따라 광원을 반사할 때 손실이 더 많거나 적을 것이므로 LED가 LCD보다 좋습니다.
해결
LCD는 공장에서 출고되기 전에 설정해야 하며, 설정된 후에는 변경할 수 없습니다. LED는 실제 필요에 따라 스플라이스할 수 있으며, 두 가지를 구별하기 어렵습니다. 유연성 측면에서 LED가 더 좋고, 단순성 측면에서 LCD가 더 좋습니다.
색상 영역 폭
광색역(WCG)은 컬러 백라이트 기술입니다. 국제 표준은 NTSC 92%에 달하는 색 영역을 지원합니다. 시중에 출시된 대부분의 LCD 화면의 광색역 색상 범위는 92%에서 109% 사이이며, LED 디스플레이의 광색역 색상 범위는 110%입니다. LED 디스플레이의 광색역 색상 범위는 약간 더 높습니다.
화면 두께
이 LCD는 LED를 완전히 능가합니다. 프레임을 포함한 LCD는 여전히 8-10mm 두께일 수 있지만 대부분 LED 디스플레이의 스플라이싱 모듈은 5cm 두께이고 제대로 작동하려면 추가 캐비닛이 필요합니다. 설치 시 평균 두께는 20cm에 도달했습니다.
일부 유형의 LED 디스플레이(예: 투명 LED 디스플레이,COB LED 디스플레이 등)은 모듈의 두께는 없고 캐비닛 정도의 두께를 가지고 있기 때문에 LCD와 비교하면 여전히 어느 정도 격차가 있습니다.
에너지 절약
에너지 절감은 LED의 장점이며, 바로 이러한 이유로 일반적으로 사용되는 세 가지 LCD 백라이트 소스에 LED 백라이트만 남게 됩니다.
서비스 수명
LED의 평균 수명은 약 11년이지만 LCD의 경우 수명이 7~9년에 불과합니다.
비용
이것은 LCD의 몇 가지 장점 중 하나입니다. 같은 100인치 디스플레이 화면의 경우 LED 디스플레이 화면이 LCD의 선명도를 달성하려면 비용이 3~5배가 됩니다.
즉, 100인치 LCD 화면의 가격이 1,000달러라면 LED 디스플레이 화면은 최소 3,000~50,000달러가 든다.
기술 성숙도
현재 두 회사 모두 10년 이상의 개발을 거쳤으며, 기술적 성숙도가 매우 높고, 다양한 맞춤형 효과를 실현할 수 있습니다.
두 번째 문단의 요약
우리는 대비, 해상도, 넓은 색 영역, 가격 등 여러 측면에서 LED와 LCD의 장점을 분석했습니다. LED가 LCD를 거의 완벽하게 이겼지만 소형 디스플레이 장치 분야에서는 여전히 극복할 수 없는 격차가 있다는 것을 알 수 있습니다.
LCD 디스플레이 대 LED 디스플레이: 적용 분야
실내 적용
모니터링 룸
LED 디스플레이는 디스플레이 효과가 더 좋고 성능이 더 유연하며 통합성이 뛰어나 많은 감시실에서 LCD를 LED 디스플레이로 교체하고 있습니다.
회의실
감시실과 비교했을 때, 회의실 스크린에 대한 요구 사항이 높지 않습니다. 비용을 절감하기 위해 회의실은 여전히 주로 LCD 장비를 사용합니다.
TV
하지만 LED 디스플레이 화면 후면 투사형 TV로 사용할 수 있고 LED 소재를 활용해 TV를 맞춤 제작할 수도 있지만, LCD TV보다 가격이 훨씬 비싸서 여전히 LCD TV가 주류를 이루고 있다.
야외용 응용 프로그램
대부분의 옥외 광고 시장은 LED 디스플레이로 덮여 있고, LCD를 사용하는 플랫폼과 매장은 일부에 불과합니다. 한편으로는 이러한 장면은 디스플레이에 대한 요구 사항이 높지 않고, 다른 한편으로는 장면 영역이 크지 않기 때문에 LED 디스플레이를 사용하는 것은 과도합니다.
야외용 LED 디스플레이의 장점
- 유연한 스플라이싱: LED 디스플레이는 스플라이싱에 매우 유연하며, 이론적으로는 돈이 충분하다면 무제한으로 스플라이싱을 할 수 있습니다. 이런 종류의 유연한 스플라이싱은 다양한 야외 공간에 잘 맞습니다.
- 낮은 유지 관리 비용: LCD에 문제가 발생하면 전체 화면을 교체해야 하는 경우가 많지만, 일반적으로 LED는 특정 LED 모듈에만 문제가 있습니다. 이 경우에는 해당 LED 모듈만 교체하면 됩니다. LED 디스플레이 모듈 동일한 모델의 정상적으로 표시됩니다. 유지 관리 비용은 LCD보다 훨씬 낮습니다.
- 높은 밝기: 실외의 강한 햇빛으로 인해 일반 디스플레이 장치의 밝기가 충분하지 않아 화면이 흐릿해집니다. 그러나 LED 디스플레이는 7000 또는 8000의 밝기에 도달할 수 있으므로 햇빛 아래에서 시청 경험에 영향을 미치지 않습니다.
- 방수복: LCD를 실외에 설치하는 경우, 전체 화면을 유리 또는 아크릴판으로 완전히 감싸야 합니다. 그렇지 않으면 물이 침투하여 화면이 쉽게 손상될 수 있습니다. LED 디스플레이 화면은 실외용으로 특별히 설계되었습니다. LED 모듈부터 LED 캐비닛방수 및 소수성으로 설계되어 빗물이 침투하여 화면이 손상되는 것을 효과적으로 방지할 수 있습니다.
요약: LED와 LCD의 주요 차이점
- LED는 순방향 바이어스가 인가되면 가시광선을 방출하는 PN 접합 다이오드입니다. LCD는 유리 전극 사이에 채워진 액체 필라멘트를 사용하여 빛을 방출합니다.
- LED는 Light Emitting Diode의 약자이고 LCD는 Liquid Crystal Display의 약자입니다.
- LCD는 냉음극 형광램프를 사용하여 화면에 백라이트를 제공하고, LED는 PN 접합 다이오드를 사용하여 빛을 표시합니다. 백라이트는 더 나은 시야를 위해 디스플레이를 켜고 끄는 것을 말합니다.
- LED의 확장성은 매우 강력하므로 해상도가 LCD보다 훨씬 뛰어나고 구현이 쉽습니다. 4K 8K 디스플레이는 LCD에서 LED로 전환되고 있습니다. 해상도는 화면 디스플레이의 픽셀 수를 의미합니다.
- 플라스마로 인해 LED는 LCD에 비해 더 많은 전력을 소모합니다. LCD에 사용되는 필라멘트는 플라스마로 구성되어 있어 활성화하는 데 전력이 덜 필요합니다.
- LED는 LCD에 비해 디스플레이 영역이 작은데, LED는 한 방향으로만 빛을 표시하는 PN 접합 다이오드를 사용하는 반면 LCD는 모든 방향으로 빛을 내기 때문이다. 하지만 LED를 LED 디스플레이로 만든 후에는 무한한 영역에 스플라이스할 수 있는 반면 LCD는 지정된 크기에 따라서만 만들 수 있고 무한한 영역에 스플라이스할 수 없다.
- LCD와 비교했을 때 동일한 화면 효과를 얻으려면 LED의 비용이 더 높습니다.
- LED는 가열하면 빛을 방출하는 갈륨비소화물을 사용하는 반면, LCD는 에너지를 공급하고 빛을 제공하는 액정을 사용합니다.
- LED는 LCD에 비해 스위칭 시간이 짧습니다. 토글 시간은 표시된 활성화 및 비활성화 시간입니다.
- DC는 LCD의 수명을 단축시키는 반면, LED는 아무런 효과가 없습니다.
- LCD에 비해 LED는 대비율이 낮습니다. 대비율은 가시광선의 밝기와 화면의 어두운 빛의 비율입니다.
- LCD는 환경을 오염시키는 수은을 사용하지만, LED는 수은을 사용하지 않습니다.
LED와 LCD는 둘 다 현대 기술입니다. 둘 다 가장 강력하지 않고, 어느 것이 더 적합한지만 있습니다.
위의 내용은 LED 대 LCD에 대한 자세한 소개입니다. 우리는 다양한 각도에서 자세한 분석을 수행했습니다. 위의 기사가 두 가지의 차이점을 구별하는 데 도움이 될 것이라고 믿습니다.
