Müşterilerim bana sık sık LCD ekran ve LED ekranın birbirine benzeyip benzemediğini, aynı şey olup olmadığını soruyor. Uzun süredir LED ekranların araştırma ve geliştirmesiyle uğraşan kıdemli bir mühendis olarak, bildiğim bilgilere dayanarak LED ve LCD arasındaki farkı basitten derinlemesine analiz edeceğim.
Öncelikle ikisinin tanımına bir bakalım:
LED VS LCD Tanımı
LED'in tanımı
LED'in tam hali ışık yayan diyottur, bu yüzden ışık yayan diyot LED'in kısaltmasıdır. LED, akım ileri aktığında ışık yayan bir PN bağlantı diyotudur. LED'ler p tipi ve n tipi malzemelerin dopinglenmesiyle oluşturulur. LED'e güç uygulandığında, P tipi ve N tipi malzeme yükleri kimyasal olarak reaksiyona girecek, yükler yeniden birleşecek ve ısı ve ışık şeklinde enerji sağlayacaktır.
Yarı iletkenlerin malzemesi yarı saydamdır (ışığın geçmesine izin verir) ve bağlantı noktalarından ışık yayar. Yarı iletken malzeme, kırmızı veya sarı ışık üretebilen çinko arsenik bileşikleri kullanır. Ayrıca yeşil, kırmızı ve kehribar renklerinde de mevcuttur.
Birden fazla LED ekran birleştirildiğinde, ışıklardan birinin diğerine olan mesafesi ölçülür. Bu mesafe genellikle büyük "P" harfiyle gösterilir. Örneğin, P2 LED ekran LED ışık diğer LED ışığa. Mesafe 2 mm'dir.
LCD'nin tanımı
LCD'ler, metin ve görüntüleri nokta veya çizgi parçaları biçiminde görüntülemek için kullanılır. LCD'ler, şeffaf elektrotlar arasında doldurulmuş sıvı kristal filamentlere sahiptir. Elektrotlar arasında akım geçirildiğinde, filament enerjilenir ve görünür ışık yayar.
Ekranlarda kullanılan sıvı kristaller hem katı hem de sıvı özelliklere sahiptir. Sıvı kristale hiçbir potansiyel uygulanmadığında şeffaf hale gelir, ancak aktive edildiğinde kristal ışığı her yöne dağıtır ve parlak görünür.
LCD güç tüketimi çok düşüktür ve ayrıca yedi segmentli bir ekrana sahiptir. Ancak daha yavaş bir cihaz olan ve geçişi daha uzun süren bir LED'e eşdeğerdir. DC ömürlerini kısaltır, bu nedenle çoğunlukla 500 Hz'nin altındaki frekanslarda AC ile kullanılırlar.
Kısa Özet
LED'in bir ışık kaynağı, LCD'nin ise bir görüntüleme aygıtı olduğunu fark ettiniz mi bilmiyorum. İkisi açıkça farklıdır.
LED'ler ve LCD'ler arasındaki temel farklardan biri, LED'lerin içlerinden akım geçtiğinde ışık yayan PN bağlantı diyotları kullanması, LCD'lerin ise görünür ışık yaymak için sıvı kristaller veya plazma kullanmasıdır. Cam elektrotlar arasına bir sıvı kristal doldurulur ve ona güç uygulandığında sıvı kristal enerjilenir ve ışık yayar.
LCD ekran ve LED ekran: Teknoloji Karşılaştırması
pn düğümü
Bir p tipi yarı iletken bir n tipi yarı iletkene bağlandığında, oluşan temas pn bağlantısı olarak adlandırılır. Tüm yarı iletken aygıtlar bir veya daha fazla PN bağlantısı içerir. pn bağlantısı aslında yarı iletken aygıtın kontrol elemanıdır.
pn ekleminin oluşumu
Pratik uygulamalarda, bir PN bağlantısı yalnızca bir p tipi yarı iletken bloğun bir n tipi yarı iletken bloğa yakın yerleştirilmesiyle oluşturulmaz. Aslında, pn bağlantıları özel tekniklerle, yani büyüme, alaşımlama ve difüzyon yöntemleriyle üretilir.
Pn eklemleri yapmanın en yaygın yöntemi alaşımlama olarak adlandırılır. Alaşım eklemleri, her iki tarafa yerleştirilen üç değerlikli indiyum parçacıklarının eritilmesiyle germanyum veya silikondan yapılmış n tipi yarı iletkenlerden yapılır. Tüm düzenleme veya sistem yaklaşık 500 santigrat dereceye kadar ısıtılır. İndiyum, bir p-bölgesi oluşturmak için germanyum veya silikona emilir, böylece bir pn eklemi oluşur.
Pn eklemi oluşturmanın bir diğer yöntemine difüzyon denir. Bu işlemde, tek iletkenliğe sahip p tipi veya n tipi bir yarı iletken yonga, eklenecek safsızlık oksit içeren bir kaba yerleştirilir. Karışım, eklem türüne bağlı olarak 800⁰C ila 1200⁰C arasında bir sıcaklıkta kontrol edilen bir fırından yavaşça geçirilir.
Bu kadar yüksek sıcaklıklarda, safsızlık atomlarından oluşan bir gaz yarı iletken malzemeye yayılarak zıt iletkenliğe sahip ince bir tabaka oluşturur ve böylece bir pn bağlantısı oluşur.
Görüntü ve metin görüntülemek için LED veya LCD kullanılabilir. Ancak kimya aynı değildir. LED'ler, ısıtıldığında görünür ışık yayan iki bileşik olan galyum arsenit ve galyum fosfit kullanır.
Tek renkli ışık gösterildiğinde, genellikle sayılar ve harfler veya bazı belirli semboller gibi temel öğeleri görüntülemek için kullanılır. Sadece tek renkli ışık olduğunda, resmi veya daha karmaşık desenleri ve diğer öğeleri normal şekilde görüntülemek yine de mümkün olmaz.
Öte yandan LCD, cam elektrotlar arasında ince bir sıvı kristal filaman tabakasıdır. Elektrotlara güç uygulandığında, fotonlar şeklinde ışık enerjisi yaymaya başlarlar. Bu nedenle LCD, nokta matrisi ve çizgi segmentleri şeklinde doğrudan metin veya görüntü görüntüleyebilir.
Kullanılan malzemeler
LED, çeşitli bileşiklerden (alüminyum galyum arsenit, indiyum galyum nitrür vb.) oluşan ve enerji verildiğinde farklı renklerde ışık yayabilen bir filamenttir.
LCD'de kullanılan sıvı kristal malzemelere gelince, bu daha önce incelediğimiz üst düzey konulara bağlıdır. Dünyadaki düzgün hareket eden tüm maddeler faz durumuna aittir. Bilinen katı hal ve sıvı halin yanı sıra, bilinmeyen sıvı kristal halleri ve plazma halleri de vardır.
LCD, aşina olmadığımız bir sıvı kristal durumu kullanır. Bu malzeme özel optik özelliklere sahiptir ve elektromanyetik alanlara karşı hassastır, bu da onu araştırma için çok değerli hale getirir.
İkisinin şekillerini karşılaştırdığımızda, her ikisi de faz durumuna ait olsa da LED katı bileşikler kullanırken, LCD sıvı kristal bileşikleri kullanır ve ikisi birbirinden farklıdır.
Aydınlık prensibi
LED'ler otonom olarak ışık yayar ve içlerinden akım geçtiğinde, bu yarı iletkenlerin malzemeleri eşit şekilde hareket ederek bir ışık kaynağı oluşturur. Bu yarı iletken malzemeler aynı anda yalnızca bir renk ışık yayabilir.
Tam renkli renkleri gösterebilmek için üç farklı bileşiğin birleştirilip birlikte enerjilendirilmesi ve tam renkli renkler elde edilmesi gerekir.
LCD'nin kendisi ışık yayamaz ve ışık yaymak için bir arka aydınlatmaya ihtiyaç duyar, dolayısıyla tüm süreç oldukça zahmetlidir.
Sıvı kristal malzemesine bağlı olarak nematik sıvı kristaller ve smektik sıvı kristaller vardır. İkisi arasındaki en büyük fark, nematik sıvı kristallerin daha düşük viskoziteye ve daha güçlü akışkanlığa sahip olmasıdır. Bu nedenle daha yaygın olarak kullanılır.
Nematik sıvı kristalin özellikleri sayesinde, sıvı kristal moleküllerinin hareketini değiştirmek için çok küçük bir kuvvet yeterli olur, böylece sıvı kristalin optik ekseni moleküler ekseniyle uyumlu hale gelir ve böylece optik etkiler üretilir.
Sıvı kristal elektrik alanı kaldırıldıktan sonra, sıvı kristal molekülleri elastikiyetlerini ve viskozitelerini kullanarak önceki durumlarına, yani ışık yaymadan önceki hallerine geri dönerler.
LCD'de şu anda üç adet arka ışık kaynağı bulunmaktadır: EL (elektrolüminesans), CCFL (soğuk katot floresan lamba) ve LED (ışık yayan diyot).
İlk iki tipin belirli kusurları olduğundan, bunlar yavaş yavaş aşağıdakilerle değiştirilmiştir: LED arka aydınlatmalarİlginç bir soru bile ortaya çıkıyor: LED arka aydınlatma kullanan bir LCD, LCD mi yoksa LED mi? İlgilenenler bunu düşünebilir.
Yapı
LED'ler şu anda iki yaygın biçimde gelir, biri fişli diğeri yüzeye montedir. Biçim olarak farklı görünseler de yapı ve prensip aynıdır. Hepsi, lüminesan malzemenin bir kapta mühürlenmesiyle elde edilir. Güç açıldıktan sonra bir ışık kaynağı üretilecektir.
LCD biraz daha karmaşıktır. Sıvı kristal malzemesini lamine camın içine koyması gerekir ve daha sonra parlamasını sağlamak için, sıvı kristal için arka ışık sağlamak üzere arka tarafa ışık kaynağı olan bir reflektör yerleştirilmesi gerekir.
Birinci paragrafın özeti
LED ile LCD arasındaki farkları üç açıdan analiz ettik: malzeme, ışık yayma prensibi ve yapı. Son olarak, LCD'nin artık bazı LED'leri de içerdiğini ve ikisinin ayrılmaz hale geldiğini görünce şaşırdık.
LCD ekran ve LED ekran: Avantaj Karşılaştırması
Önceki bölümde, sıvı kristalin kendisinin ışık yayma koşullarına sahip olmadığını belirtmiştik, bu nedenle LCD ekran ile LED ekranın avantajlarını karşılaştırmak için bitmiş ürünleri seçtik.
Zıtlık
Kontrast, en beyaz andaki parlaklık/en karanlık andaki parlaklıktır. Test verilerine bakılırsa, LED, LCD'den daha iyi performans gösterir. Bir LCD, LED arka aydınlatma kullansa bile, enerjinin korunumu yasasına göre, ışık kaynağını yansıtırken her zaman daha fazla veya daha az kayıp olacaktır, bu nedenle LED, LCD'den daha iyidir.
Çözünürlük
LCD'nin fabrikadan çıkmadan önce ayarlanması gerekir ve ayarlandıktan sonra değiştirilemez. LED'ler gerçek ihtiyaçlara göre birleştirilebilir ve ikisi arasında ayrım yapmak zordur. Esneklik açısından LED daha iyidir ve basitlik açısından LCD daha iyidir.
Renk gamı genişliği
Geniş renk gamı, renkli arka aydınlatma teknolojisidir. Uluslararası standart, renk kapsamının NTSC 92%'ye ulaştığını belirtir. Piyasadaki çoğu LCD ekranın geniş renk gamı renk kapsamı 92% ile 109% arasındayken, LED ekranların geniş renk gamı renk kapsamı 110%'dir. LED ekranların geniş renk gamı renk kapsamı biraz daha yüksektir.
Ekran kalınlığı
Bu LCD, LED'i tamamen geride bırakıyor. Çerçeve dahil LCD hala 8-10 mm kalınlığında olabilirken, çoğu LED ekranındaki birleştirme modülleri 5 cm kalınlığındadır ve düzgün çalışması için ek kabinler gerektirir. Kurulduğunda, ortalama kalınlık 20 cm'ye ulaştı.
Birkaç tür LED ekran (örneğin şeffaf LED ekran,COB LED ekran vb.) modül kalınlığına sahip olmasalar da, yine de bir kabin kalınlığındadırlar, dolayısıyla LCD'lere göre aralarında belli bir boşluk vardır.
Enerji tasarrufu
Enerji tasarrufu LED'in güçlü yanıdır ve tam da bu nedenle yaygın olarak kullanılan üç LCD arka aydınlatma kaynağı arasında yalnızca LED arka aydınlatma kalmıştır.
Hizmet ömrü
LED'lerin ortalama kullanım ömrü 11 yıl civarındadır ancak LCD'lerin kullanım ömrü yalnızca 7-9 yıldır.
Maliyet
Bu, LCD'nin birkaç güçlü yanından biridir. Aynı 100 inçlik ekran için, LED ekran LCD'nin netliğini elde etmek isterse, maliyet 3-5 kat artacaktır.
Yani 100 inçlik bir LCD ekranın maliyeti 1.000 dolar ise, LED ekranın maliyeti en az 3.000-50.000 dolar olacaktır.
Teknoloji olgunluğu
Şu anda her ikisi de 10 yıldan fazla bir süredir geliştirilme sürecinden geçmiş olup, teknik olgunlukları çok yüksektir ve çeşitli özelleştirilmiş efektler elde edebilirler.
İkinci paragrafın özeti
Kontrast, çözünürlük, geniş renk gamı, fiyat gibi birçok açıdan LED ve LCD'nin avantajlarını inceledik. LED'in LCD'yi neredeyse tamamen geride bırakmasına rağmen, küçük ekranlı cihazlar alanında hala aşılması zor bir boşluk olduğunu görebiliyoruz.
LCD ekran ve LED ekran: Uygulama Alanı
Kapalı Alan Uygulaması
İzleme odası
LED ekranlar daha iyi görüntüleme efektlerine, daha esnek performansa ve güçlü entegrasyona sahip olduğundan, birçok izleme odası LCD'leri LED ekranlarla değiştirmiştir.
Toplantı odası
İzleme odasıyla karşılaştırıldığında, konferans odası ekranlar için yüksek gereksinimleri yoktur. Maliyet tasarrufu için konferans odası hala çoğunlukla LCD ekipman kullanmaktadır.
TV
Rağmen LED ekranlar arka projeksiyonlu televizyon olarak da kullanılabilir ve LED malzemeler televizyonları kişiselleştirmek için de kullanılabilir, LCD televizyonlara göre çok daha pahalıdırlar, bu nedenle LCD televizyonlar hala ana akımdır.
Açık Hava Uygulaması
Çoğu Açık hava reklamcılığı Pazar LED ekranlarla kaplıdır ve geriye sadece bazı platformlar ve mağazalar LCD'ler kullanmaktadır. Bir yandan, bu sahnelerin görüntüleme için yüksek gereksinimleri yoktur ve diğer yandan sahne alanı büyük değildir. , LED ekranların kullanımı aşırıdır.
LED ekranın dış mekan uygulamalarındaki avantajları
- Esnek ekleme: LED ekranlar birleştirmede çok esnektir ve teoride, yeterli paranız olduğu sürece sınırsız birleştirmeye bile sahip olabilirsiniz. Bu tür esnek birleştirme, farklı dış mekan alanlarını rahatlıkla karşılayabilir.
- Düşük bakım maliyeti: LCD'de bir sorun olduğunda, genellikle tüm ekranın değiştirilmesi gerekir, ancak LED'de genellikle yalnızca belirli bir LED modülü arızası vardır. Bu durumda, yalnızca bir LED modülüyle değiştirmeniz gerekir. LED ekran modülü Aynı modelin normal şekilde görüntülenmesi için. Bakım maliyeti LCD'den çok daha düşük olacaktır.
- Yüksek parlaklık: Dışarıdaki güçlü güneş ışığı nedeniyle, sıradan ekran aygıtlarının parlaklığı yeterince yüksek değildir ve bu da ekranın bulanıklaşmasına neden olur. Ancak, LED ekran 7000 veya hatta 8000 parlaklığa ulaşabilir, bu nedenle güneş altında görüntüleme deneyimini etkilemez.
- Su geçirmez: LCD ekran dış mekanda kullanılacaksa, tüm ekranın cam veya akrilik plakalarla tamamen kaplanması gerekir; aksi takdirde su sızması nedeniyle ekran kolayca zarar görebilir. LED ekran ise dış mekan kullanımı için özel olarak tasarlanmıştır. LED modülünden LED kabin, su geçirmez ve hidrofobik olacak şekilde tasarlanmıştır, bu da yağmur suyunun içeri sızmasını ve ekrana zarar vermesini etkili bir şekilde önleyebilir.
Özet: LED ve LCD arasındaki temel fark
- LED, üzerine ileri yönde bir önyargı uygulandığında görünür ışık yayan bir PN bağlantı diyotudur. LCD'ler, ışık yaymak için cam elektrotlar arasına doldurulmuş sıvı filamentler kullanır.
- LED, Işık Yayan Diyot anlamına gelirken LCD, Sıvı Kristal Ekran anlamına gelir
- LCD'ler ekrana arka aydınlatma sağlamak için soğuk katot floresan lambalar kullanır ve LED'ler ışığı göstermek için PN bağlantı diyotları kullanır. Arka aydınlatma, daha iyi görüntüleme için ekranın açılıp kapatılması anlamına gelir.
- LED'in ölçeklenebilirliği çok güçlüdür, bu nedenle çözünürlüğü LCD'den çok daha iyidir ve uygulaması kolaydır, bu nedenle birçok 4K ve 8K ekranlar LCD'den LED'e dönüştürülüyor. Çözünürlük, ekran görüntüsündeki piksel sayısıdır.
- Plazma nedeniyle LED'ler LCD'lere göre daha fazla güç tüketirler. LCD'lerde kullanılan filamentler plazmadan oluşur ve aktive olması için daha az güç gerekir.
- LED'ler, LCD'lere kıyasla daha küçük bir görüntüleme alanına sahiptir çünkü LED'ler, ışığı yalnızca bir yönde gösteren PN bağlantı diyotları kullanırken, LCD'ler her yönde ışık verir. Ancak LED, LED ekrana dönüştürüldükten sonra sonsuz bir alanda birleştirilebilirken, LCD yalnızca belirtilen boyuta göre yapılabilir ve sonsuz bir alanda birleştirilemez.
- LCD ile karşılaştırıldığında aynı görüntü efektini elde etmek için LED'in maliyeti daha yüksektir.
- LED'ler ısıtıldığında ışık yayan galyum arsenit kullanırken, LCD'ler enerji veren ve ışık sağlayan sıvı kristaller kullanır.
- LED'ler LCD'lere kıyasla daha kısa anahtarlama sürelerine sahiptir. Toggle süreleri, bunların görüntülenen aktivasyon ve deaktivasyon süreleridir.
- DC, LCD'lerin ömrünü kısaltırken, LED'lerin hiçbir etkisi yoktur.
- LCD ile karşılaştırıldığında LED'in daha düşük bir kontrast oranı vardır. Kontrast oranı, görünür ışığın parlaklığının ekrandaki daha koyu ışığa oranıdır.
- LCD'ler çevreyi kirleten cıva kullanırken, LED'ler çevreyi kirletmez.
Hem LED hem de LCD modern teknolojilerdir. Hiçbiri en güçlüsü değildir, sadece hangisi daha uygundur.
Yukarıda LED ve LCD'nin detaylı tanıtımı yer almaktadır. Birçok farklı açıdan detaylı analizler yürüttük. Yukarıdaki makalenin ikisi arasındaki farkı ayırt etmenize yardımcı olabileceğine inanıyorum.
