نظرة عامة على تقنية LCD

يمثل 'شاشة الكريستال السائل. ' في أجهزة التلفزيون وشاشات الكمبيوتر ، LCD هي تقنية عرض للوحة مسطحة تستخدم على نطاق واسع. بالإضافة إلى ذلك ، يتم استخدامه في شاشات الأدوات المحمولة مثل أجهزة الكمبيوتر المحمولة والأجهزة اللوحية والهواتف الذكية.

بالإضافة إلى المظهر مختلفًا عن شاشات CRT (أنبوب شعاع الكاثود) ، تعمل شاشات LCD أيضًا بشكل مختلف تمامًا. يحتوي LCD على إضاءة خلفية تعمل كمصدر للضوء لكل بكسل مرتبة في شبكة مستطيلة بدلاً من إطلاق الإلكترونات على شاشة زجاجية. توجد بكسلات فرعية حمراء وخضراء وأزرق (RGB) في كل بكسل ويمكن تشغيلها أو إيقاف تشغيلها. يبدو أسود عندما يتم إيقاف تشغيل جميع وحدات البكسل الفرعية للبكسل. يبدو أبيض عندما يتم إضاءة جميع البكسلات الفرعية بالكامل. يمكن إنشاء ملايين من مجموعات الألوان المختلفة عن طريق تغيير المستويات الفردية من الضوء الأحمر والأخضر والأزرق. انقر هنا ل عرض TFT LCD.

كيف يتم صنع شاشات LCD؟

تحتوي شاشة LCD على قطبين على ركائز زجاجية ، واثنين من المستقطبين على كل جانب ، وطبقة رقيقة من المواد البلورية السائلة محصورة بينهما. يسمح المرشح البصري المعروف باسم المستقطب فقط استقطاب بعض الضوء للمرور أثناء حظر جميع الاستقطاب الأخرى. نظرًا لأن الأقطاب الكهربائية يجب أن تكون شفافة ، فإن ITO (أكسيد القصدير الإنديوم) هو المادة الأكثر استخدامًا على نطاق واسع.

نظرًا لأن شاشات LCD لا يمكنها إنتاج الضوء بمفردها ، يتم وضع الإضاءة الخلفية عادة خلفها لجعلها مرئية في الضوء المنخفض. يمكن أن تكون مصادر ضوء الإضاءة الخلفية إما CCFLs أو مصابيح LED (مصابيح الفلورسنت الكاثود البارد). الإضاءة الخلفية الأكثر استخدامًا على نطاق واسع. بالطبع ، يمكن صنع خلية LCD من طبقة من مرشح اللون إذا كنت تفضل شاشة اللون. لون RGB يشكل مرشح اللون. أمام شاشة LCD ، يمكن أيضًا إضافة لوحة تعمل باللمس.

كيف تعمل شاشات LCD؟

Twisted Nematic ، أو TN ، هو اسم أول تقنية لوحة LCD المنتجة. جزيئات البلورة السائلة في خلايا LCD تويست 90 درجة عندما لا يتم تطبيق الحقل الكهربائي عليها ، وهو كيفية عمل LCDs. الضوء مستقطب وملف مع الطبقة الجزيئية البلورية السائلة عندما يمر عبر المستقطب الأول ، سواء كان الضوء المحيط أو الإضاءة الخلفية. يتم إيقافه عندما يصل إلى المستقطب الثاني. الشاشة مظلمة تمامًا للمشاهد.

لا يتم توطين جزيئات البلورة السائلة بواسطة حقل كهربائي عند تطبيقه. عندما يصل الضوء المستقطب إلى طبقة الجزيئات البلورية السائلة ، فإنه لا يخضع لأي ملتوية وبدلاً من ذلك يمر عبر دون تغيير. سوف يلاحظ المشاهد أن الشاشة مشرقة عندما تمر عبر المستقطب الثاني. تتمتع تقنية LCD بمتطلبات منخفضة الطاقة لأنها تستخدم الحقول الكهربائية بدلاً من التيار الكهربائي (والتي تمر الإلكترونات بها).

تعرض أساسيات شاشة LCD

عادةً ما يتم استخدام LCDs المصفوفة السلبية ، وهي شاشات LCD الأساسية الموصوفة أعلاه ، في التطبيقات المنخفضة أو المباشرة مثل الحاسبة ، عدادات المنفعة ، الساعات الرقمية المبكرة ، المنبهات ، إلخ.

أنشأ العلماء والمهندسون تقنية مصفوفة نشطة LCD لمعالجة أوجه القصور. تقنية TFT (ترانزستور رقيقة) LCD هي الأكثر شعبية. يتم إنشاء المزيد من تقنيات LCD المتطورة بناءً على TFT LCD. يعد LCD IPS (التبديل في الطائرة) هو النوع الأكثر شعبية. إنه يتميز بمجال عرض واسع للغاية ، وجودة صورة ممتازة ، واستجابة سريعة ، وتباين ممتاز ، وعيوب أقل في الحرق ، وما إلى ذلك.

تم العثور على شاشات غير متجانسة في IPS بشكل متكرر في أجهزة مثل أجهزة تلفزيون LCD وأجهزة iPhone و Pads وشاشات LCD. قامت Samsung حتى بإعادة اختراع الإضاءة الخلفية LED مع تقنية Qled (Quantum DOT) ، والتي تطفئ LEDs عندما لا يلزم وجود ضوء لإنشاء أسود أعمق.

أنواع مختلفة من شاشة LCD

1. الأول هو شاشة TN (nematic tnwisted). في جميع الصناعات ، يعد إنتاج شاشة LCD الأكثر شيوعًا ويستخدم مجموعة متنوعة من العروض. نظرًا لوقت الاستجابة المنخفضة للتكلفة والاستجابة السريعة مقارنة بالعروض الأخرى ، يستخدم اللاعبون هذه العروض بشكل متكرر. العيب الأساسي لهذه العروض هو جودتها الرديئة ، والتي تمتد أيضًا إلى نسب التباين الجزئي ، وزوايا المشاهدة ، وتكاثر الألوان. هذه الأدوات ، ومع ذلك ، كافية للمهام اليومية.

2. يعرض التبديل داخل المستوى (IPS): لأنها توفر جودة صورة جيدة ، وزوايا مشاهدة أكبر ، ودقة ألوان نابضة بالحياة ، والفرق ، تعتبر شاشات IPS أفضل شاشات LCD. غالبية مستخدمي هذه العروض هم مصممي الجرافيك ، وفي بعض السياقات الأخرى ، تتطلب شاشات LCD أعلى المعايير الممكنة لتكاثر الصور واللون.

3. لوحة المحاذاة العمودية: بين تقنية لوحة التبديل الملتوية في الطائرة ، يمكن وضع لوحات المحاذاة الرأسية (VA) في أي مكان في الوسط. عند مقارنتها بعروض TN-Type ، فإن هذه اللوحات لها ميزات عالية الجودة وأفضل زوايا المشاهدة وتكاثر الألوان. وقت استجابة هذه اللوحات سريع. هذه ، ومع ذلك ، هي أكثر عملية ومناسبة للاستخدام اليومي.

4. بالمقارنة مع شاشة Nematic الملتوية ، تنتج بنية هذه اللوحة أسود أعمق وألوان أفضل. يمكن تحقيق زوايا مشاهدة أفضل مع بعض المحاذاة البلورية مقارنة بعروض TN-type. لأنها أغلى من العروض الأخرى ، تأتي هذه العروض بتكلفة. لديهم أيضا معدلات تحديث منخفضة وأوقات استجابة بطيئة.

5. تبديل حقل الهامش المتقدم (AFFS): عند مقارنتها بعروض IPS ، توفر LCDs AFFS أفضل أداء ومجموعة واسعة من تكاثر الألوان. استخدام AFFs متقدم للغاية لأنه يمكن أن يقلل من تشويه اللون دون التضحية بزاوية مشاهدة واسعة. عادةً ما يتم استخدام هذه الشاشة في إعدادات متطورة للغاية ورسمية ، مثل قمرة القيادة للطائرة الوظيفية.

6. يمكن أن تكون شاشات المصفوفة إما سلبية أو نشطة. تستخدم LCDs من نوع المصففة السلبي شبكة مباشرة للسماح بتسليم الشحن إلى بكسل LCD معين. يتم استخدام مادة موصلة واضحة مثل أكسيد الإنديوم-تين لإنشاء أعمدة في طبقة زجاجية واحدة والصفوف في الجانب الآخر. تشمل العيوب الرئيسية في نظام المصفوفة السلبية وقتًا بطيئًا للتحكم البطيء وغير الدقيق في الجهد. يشار إلى قدرة الشاشة على تحديث الصورة المعروضة حاليًا بشكل أساسي من خلال وقت استجابة العرض.

7. TFT (ترانزستورات الأغشية الرقيقة) هي المكون الرئيسي لشاشات LCD لنوع المصفوفة النشطة. هذه هي الترانزستورات والمكثفات التي يتم ترتيبها في مصفوفة أعلى من الركيزة الزجاجية. نظرًا لأنه يتم إيقاف تشغيل كل صف آخر يتقاطع العمود عند تنشيط الصف الأيمن ، يمكن نقل الشحن إلى أسفل العمود الدقيق لمعالجة بكسل معين لأن المكثف بجوار البكسل المستهدف يتلقى رسومًا.

المزايا على أنواع أخرى من العروض

تعد أجهزة تلفزيون الحائط وأجهزة الكمبيوتر المحمولة والهواتف الذكية والوسادات كلها ممكنة بفضل مزايا LCD Technologies الرائعة المتمثلة في الخفة والنحافة والاستهلاك المنخفض للطاقة. لقد ألغت معارضة العديد من تقنيات العرض مع تقدمها. لم تعد شاشات CRT وأجهزة تلفزيون البلازما شائعة في المنازل والمكاتب. في الوقت الحاضر ، تحكم تقنيات LCD صناعة العرض. ومع ذلك ، كل تقنية لها حدودها.

تتطلب تقنيات LCD الإضاءة الخلفية بسبب أوقات الاستجابة البطيئة ، وخاصة في درجات الحرارة المنخفضة ، وزوايا المشاهدة المقيدة. تم إنشاء تقنية OLED (الثنائيات المنبعثة للضوء العضوي) مع التركيز على أوجه القصور في شاشة LCD. يتم استخدام عروض AMOLED (المصفوفة النشطة للضوء العضوي المنبعث) على عدد قليل من أجهزة التلفزيون والهواتف الذكية.

عند مقارنتها بتكنولوجيا LCD ، توفر هذه التقنية المتطورة استنساخًا أفضل للألوان ، وجودة صورة بلورية واضحة ، وجملة ألوان أوسع ، واستخدام أقل للطاقة. يرجى ملاحظة أن PMOLED و AMOLED (المصفوفة السلبية للضوء العضوي المنبعث) هي أنواع من شاشات OLED. بدلاً من PMOLED ، يجب عليك اختيار AMOLED لتلفزيونك وأجهزة المحمول الخاصة بك.