هل الجزء الخلفي من شاشة LCD؟

قائمة المحتوى

● مقدمة

● ما هو الإضاءة الخلفية LCD؟

>> الوظيفة الأساسية

>> مكونات الإضاءة الخلفية

>> تقنيات LCD

● أنواع الإضاءة الخلفية LCD

>> مصابيح الفلورسنت الباردة (CCFL)

>> الثنائيات المنبعثة للضوء (LED)

>> الألياف البصرية البصرية

>> الإضاءة الخلفية المنكلية (EL)

● كيف تؤثر الإضاءة الخلفية على أداء العرض

>> السطوع والتباين

>> دقة اللون

>> كفاءة الطاقة

● التقدم في تكنولوجيا الإضاءة الخلفية

>> الإضاءة الخلفية التي تقودها المصغرة

>> الإضاءة الخلفية التي يقودها الصغرى

>> فيلم تعزيز النقطة الكمومية (QDEF)

>> مناطق التعتيم المحلية

● مستقبل الإضاءة الخلفية LCD

● خاتمة

● الأسئلة ذات الصلة

>> 1. ما هو الفرق الأساسي بين الإضاءة الخلفية LED و CCFL؟

>> 2. كيف يحسن التعتيم المحلي من جودة شاشات شاشات LCD؟

>> 3. ما هو الدور الذي تلعبه لوحة دليل الضوء (LGP) في الإضاءة الخلفية LCD؟

>> 4. ما هي مزايا استخدام فيلم تعزيز النقطة الكمومية (QDEF) في الإضاءة الخلفية LCD؟

>> 5. كيف تختلف الإضاءة الخلفية التي تقودها المصغرة والميكرو عن الإضاءة الخلفية التقليدية؟

● الاستشهادات

مقدمة

في عالم اليوم الذي يحركه رقميًا ، أصبحت شاشات العرض الكريستالي السائل (LCD) في كل مكان ، حيث تعمل كواجهة مرئية أساسية لمجموعة واسعة من الأجهزة ، بدءًا من الهواتف الذكية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة إلى التلفزيونات واللافتات الرقمية [6] [4]. تدين هذه الشاشات وضوحها ومرئياتها النابضة بالحياة لتفاعل معقد من المكونات المختلفة ، مع كون الإضاءة الخلفية عنصرًا مهمًا [3]. يعد الإضاءة الخلفية ضرورية لإلقاء الضوء على البكسل على الشاشة ، مما يتيح للمستخدمين رؤية الصور بوضوح [6] [3]. بدون إضاءة خلفية ، ستبقى شاشة LCD مظلمة وغير صالحة للاستخدام بشكل أساسي [3] [5]. هذه المقالة تتدفق إلى الدور الحاسم لـ الإضاءة الخلفية في شاشات LCD ، واستكشاف وظائفها ، وأنواعها ، والتأثير على أداء العرض ، والتطورات التكنولوجية.

ما هو الإضاءة الخلفية LCD؟

الإضاءة الخلفية LCD هي جهاز مصدر إضاءة يستخدم لضمان السطوع خلف شاشة LCD [2] [5]. نظرًا لأن LCD لا تنبعث منها الضوء بمفردها ، فإنها تتطلب مصدر إضاءة خارجي لجعل الصور مرئية [3] [5]. وحدة الإضاءة الخلفية (Blu) هي مكون أساسي لوحدة LCD ، مما يوفر الإضاءة اللازمة لشاشة LCD لعرض الصور [3].

الوظيفة الأساسية

تتمثل الوظيفة الأساسية لإضاءة LCD الخلفية في توفير مصدر ضوء ثابت وموحد يضيء عبر الجزء الخلفي من لوحة LCD [7]. يمر هذا الضوء عبر المرشحات الاستقطابية والطبقة البلورية السائلة ، حيث يتم معالجتها لإنشاء الصور التي نراها [6] [7]. يعزز الإضاءة الخلفية تأثير العرض ، وزيادة السطوع وجعل الصور أكثر حيوية ، وخاصة في بيئات الإضاءة المنخفضة [3].

مكونات الإضاءة الخلفية

تتألف وحدة الإضاءة الخلفية LCD النموذجية من عدة مكونات رئيسية [5]:

- مصدر الضوء: يمكن أن يكون هذا مصابيح LED (الثنائيات المنبعثة للضوء) ، CCFLS (مصابيح الفلورسنت الكاثود البارد) ، أو عناصر أخرى تبرز الضوء [1] [8].

- لوحة دليل الضوء (LGP): يقوم هذا المكون بنشر الضوء بالتساوي عبر الشاشة [2] [5].

- العاكس: يقع عاكس خلف مصدر الضوء ، يعيد عاكس الضوء نحو LGP لزيادة الكفاءة [2] [5].

- أفلام الناشر: هذه الأفلام مزيد من مبعثر الضوء لضمان إضاءة موحدة [2].

- أفلام تعزيز السطوع (BEF): تعزز هذه الأفلام الضوء المنبعث نحو المشاهد ، مما يزيد من سطوع الشاشة [2] [5].

تقنيات LCD

LCD (شاشة الكريستال السائل) هي تقنية عرض تعتمد على خصائص البلورات السائلة لتعديل الضوء وإنشاء صور [6]. فيما يلي نظرة عامة موجزة على كيفية عمل LCDs بشكل عام:

1. الإضاءة الخلفية: تتطلب LCDs عادةً إضاءة خلفية لإنتاج صور مرئية لأن البلورات السائلة نفسها لا تنبعث منها الضوء [2] [3]. يضيء الإضاءة الخلفية الضوء من خلال لوحة LCD [3] [5].

2. مرشحات الاستقطاب: يمر الضوء من الإضاءة الخلفية من خلال مرشح الاستقطاب ، والذي يتوافق مع موجات الضوء في اتجاه معين [6] [7].

3. البلورات السائلة: البلورات السائلة هي مواد يمكن أن تتوافق مع الحقل الكهربائي [6]. يتم ترتيبها في الخلايا بين قطبين شفافين [6].

4. مرشحات الألوان: يتم تقسيم كل بكسل إلى بكسل فرعي ، مع كل بكسل فرعي له مرشح لون أحمر أو أخضر أو أزرق [6]. هذا يسمح لشاشة LCD بإنتاج مجموعة واسعة من الألوان [6] [4].

5. أقطاب شفافة: تتحكم هذه الأقطاب الكهربائية في المجال الكهربائي المطبقة على الخلايا البلورية السائلة [6]. من خلال تغيير الجهد المطبقة على هذه الأقطاب ، يمكن التحكم في اتجاه البلورات السائلة بدقة [7].

6. تكوين الصورة: من خلال التحكم في كمية الضوء التي تمر عبر كل بكسل فرعي ، يمكن لشاشة LCD إنشاء مجموعة واسعة من الألوان والظلال ، وتشكيل الصورة التي يتم عرضها على الشاشة [3] [4].

أنواع الإضاءة الخلفية LCD

تطورت الإضاءة الخلفية LCD بشكل كبير على مر السنين ، مع تقنيات مختلفة تقدم مزايا وعيوب متفاوتة [4]. تشمل الأنواع الأساسية:

مصابيح الفلورسنت الباردة (CCFL)

- الوصف: تم استخدام الإضاءة الخلفية CCFL على نطاق واسع في LCDs الأقدم. وهي تتكون من مصابيح الفلورسنت الموضوعة خلف لوحة LCD لتوفير الضوء الأبيض [7] [8].

- المزايا: CCFLs فعالة من حيث التكلفة وتوفر الضوء الساطع مع استهلاك الطاقة المنخفض [8].

- العيوب: إنها تستهلك المزيد من الطاقة مقارنةً بمصابيح LED ، ولديها عمر أقصر ، ويحتويون على الزئبق ، مما يطرح المخاوف البيئية [1] [8]. بالإضافة إلى ذلك ، تكون CCFLs أقل فعالية في البيئات الباردة ، مع انخفاض إخراج الضوء مع انخفاض درجة الحرارة [8].

الثنائيات المنبعثة للضوء (LED)

- الوصف: الإضاءة الخلفية LED هي النوع الأكثر شيوعًا المستخدمة في شاشات LCD الحديثة [8]. LEDs صغيرة ، أشباه الموصلات الموفرة للطاقة التي تنبعث منها الضوء عندما يمر التيار الكهربائي من خلالها [1].

- المزايا: توفر LEDs العديد من الفوائد على CCFL ، بما في ذلك انخفاض استهلاك الطاقة (عادة ما يكون 20-30 ٪ أقل) ، وعمر أطول ، وموثوقية أكبر ، وجملة ألوان أوسع [1]. كما أنها أخف وزنا وأكثر برودة ، وتساهم في تصميمات شاشة أقل نحافة وأخف وزنا [1].

- التكوينات: تأتي الإضاءة الخلفية LED في تكوين رئيسيين [1] [8]:

- حافة الإضاءة (leed): يتم وضع المصابيح على طول حافة الشاشة ، وتوزيع لوحة دليل الضوء على الضوء عبر الشاشة. يسمح هذا التصميم بشاشات ضئيلة للغاية ، حيث يبلغ سمكها أقل من 0.5 بوصة (13 مم) [1] [3]. قد تدعم تكوينات الإضاءة الحافة تعتيم الإطار (ضبط سطوع الإضاءة الخلفية بأكملها) أو التعتيم المحلي (التحكم في السطوع في المناطق الرأسية أو الأفقية) [1].

-LID-LIT (DLED) أو المباراة الكاملة: يتم ترتيب مصابيح LED في صفيف خلف الشاشة مباشرة على فترات متباعدة بالتساوي. يمكن أن يدعم هذا التكوين أيضًا تعتيم الإطار أو التعتيم المحلي ، وغالبًا ما يشار إليه على أنه تعتيم محلي كامل الصفيف (FALD) ، حيث يتم التحكم في مجموعات LED متعددة بشكل فردي [1].

الألياف البصرية البصرية

- الوصف: تستخدم الإضاءة الخلفية الألياف البصرية ملاءات من الألياف البصرية المنسوجة المغطاة بمصدر مصباح LED أو هالوجين [8].

- المزايا: تعمل في الجهد المنخفض والقوة ، مما يوفر سطوع موحد للغاية [8]. تعتبر الإضاءة الخلفية للألياف البصرية مثالية لأشكال العرض المخصصة والأحجام [8].

- العيوب: هذه التكنولوجيا أغلى مقارنة بالخيارات الأخرى [8].

الإضاءة الخلفية المنكلية (EL)

- الوصف: تتكون الإضاءة الخلفية EL من طبقات مواد متعددة تنبعث منها الضوء عند تطبيق تيار كهربائي (طاقة التيار المتردد) [8].

- المزايا: تستهلك الإضاءة الخلفية EL الطاقة المنخفضة ، ولا تنبعث منها أي حرارة ، ولها تركيبة رقيقة [8].

- العيوب: أنها تتطلب العاكس لإنشاء VAC اللازمة لإبعاد الضوء ، والحد من تطبيقها [8].

كيف تؤثر الإضاءة الخلفية على أداء العرض

تؤثر الإضاءة الخلفية LCD بشكل كبير على عدة جوانب من أداء العرض ، بما في ذلك السطوع والتباين ودقة اللون وكفاءة الطاقة [4].

السطوع والتباين

- السطوع: يحدد الإضاءة الخلفية السطوع العام للشاشة [4] [3]. الإضاءة الخلفية الأكثر إشراقًا تجعل الشاشة أكثر وضوحًا في بيئات مضاءة جيدًا [3].

- التباين: يؤثر نوع الإضاءة الخلفية على نسبة تباين العرض [1]. توفر الإضاءة الخلفية المباشرة ، على سبيل المثال ، تباينًا فائقًا ومستويات سوداء مقارنةً بالأضواء الخلفية ذات الحافة المضاءة لأنها يمكن أن تتحكم في التعتيم بشكل أكثر فعالية ، مما يوفر السود الأعمق والبيض الأكثر إشراقًا [4]. يعزز التعتيم المحلي التباين من خلال التحكم في كثافة الضوء ديناميكيًا في مناطق محددة من الشاشة ، مما يؤدي إلى ارتفاع نسب التباين الديناميكي [1].

دقة اللون

- ألوان ألوان: يمكن أن تنتج الإضاءة الخلفية عالية الجودة سلسلة ألوان أوسع ، مما يجعل الألوان على الشاشة أكثر حيوية وصحيحًا للحياة [1] [4]. هذا مهم بشكل خاص للتطبيقات التي تتطلب استنساخًا دقيقًا للألوان ، مثل أعمال الرسومات المهنية وتحرير الفيديو [4].

كفاءة الطاقة

- استهلاك الطاقة: تقنيات الإضاءة الخلفية المختلفة لها مستويات استهلاك الطاقة المختلفة [1]. تكون المصابيح بشكل عام أكثر كفاءة في الطاقة من CCFL ، مما يؤدي إلى انخفاض استهلاك الطاقة وعمر بطارية أطول للأجهزة المحمولة [8].

التقدم في تكنولوجيا الإضاءة الخلفية

تستمر الابتكارات المستمرة في تكنولوجيا الإضاءة الخلفية في تحسين شاشات شاشة LCD [4]. تشمل بعض التطورات الرئيسية:

الإضاءة الخلفية التي تقودها المصغرة

- الوصف: تستخدم الإضاءة الخلفية التي تقودها المصغرات الآلاف من المصابيح الصغيرة لتوفير تحكم أكثر دقة على مناطق التعتيم المحلية [4].

- المزايا: تعزز هذه التكنولوجيا نسب التباين وأداء HDR (النطاق الديناميكي العالي) ، مما يؤدي إلى صور أكثر تفصيلاً ونابضة بالحياة [1].

الإضاءة الخلفية التي يقودها الصغرى

- الوصف: تستخدم الإضاءة الخلفية التي تقودها الدقيقة المصابيح المصابيح المجهرية ، كل قادر على انبعاث الضوء واللون بشكل مستقل [1].

- المزايا: يوفر الصغار الصغرى تباينًا فائقًا ، وسطوعًا ، وكفاءة الطاقة مقارنةً بالإضاءة الخلفية التقليدية LCD. كما أنها تلغي الحاجة إلى وحدة إضاءة خلفية منفصلة ، مما يؤدي إلى عروض رقيقة للغاية [1].

فيلم تعزيز النقطة الكمومية (QDEF)

- الوصف: تستخدم تقنية QDEF النقاط الكمومية لتعزيز نقاء اللون وسطوع الإضاءة الخلفية LED [1].

- المزايا: يمكن أن تقوم النقاط الكمومية بتحويل الضوء الأزرق من المصابيح إلى الضوء الأحمر والأخضر المحظى ، مما يؤدي إلى سلسلة ألوان أوسع واستنساخ ألوان أكثر دقة [1].

مناطق التعتيم المحلية

- الوصف: يتضمن التعتيم المحلي التحكم في سطوع مناطق محددة على الشاشة [1].

- المزايا: عن طريق تعتيم الإضاءة الخلفية في المناطق المظلمة وزيادةها في المناطق المشرقة ، يحسن التعتيم المحلي بشكل كبير نسب التباين ويقلل من تأثير 'Blooming ' أو 'Halo ' حول كائنات مشرقة على الخلفيات المظلمة [1]. تشير الدراسات إلى أن مستويات التحسين البصري المتصورة ذاتيا في حوالي 60 مناطق تعتيم محلية LCD [1].

مستقبل الإضاءة الخلفية LCD

يتم توجيه مستقبل الإضاءة الخلفية LCD نحو أكبر كفاءة الطاقة ، وتحسين دقة اللون ، ونسب التباين المعززة [4]. تعد التقنيات الناشئة مثل الإضاءة الخلفية التي تقودها المصغرة والألواح الصغيرة بتقديم أداء عرض أكثر إثارة للإعجاب [1]. نظرًا لأن هذه التقنيات تنضج وتصبح أكثر فعالية من حيث التكلفة ، فمن المتوقع أن تصبح أكثر انتشارًا في مجموعة واسعة من أجهزة LCD [4].

خاتمة

باختصار ، الإضاءة الخلفية هي مكون لا غنى عنه من شاشة LCD [3] [5]. إنه يوفر الإضاءة اللازمة للصور مرئية ، ويؤثر على أداء العرض من حيث السطوع والتباين ودقة اللون ، ويستمر في التطور مع التطورات التكنولوجية [4] [3]. منذ الأيام الأولى من الإضاءة الخلفية CCFL إلى العصر الحديث للتقنيات LED و Mini و Micro-Radies ، تظل الإضاءة الخلفية مجالًا مهمًا للابتكار في تكنولوجيا العرض [1] [4]. مع تقدم تقنية العرض ، ستستمر الإضاءة الخلفية في لعب دور حاسم في تقديم تجارب بصرية عالية الجودة عبر أجهزة مختلفة [3] [4].

الأسئلة ذات الصلة

1. ما هو الفرق الأساسي بين الإضاءة الخلفية LED و CCFL؟

تستهلك الإضاءة الخلفية (الصمام الثنائي المنبعث للضوء) طاقة أقل ، ولديها عمر أطول ، وأكثر موثوقية مقارنة مع CCFL (مصباح الفلورسنت البارد) الإضاءة الخلفية [1]. توفر الإضاءة الخلفية LED أيضًا سلسلة ألوان أوسع وأكثر ملاءمة للبيئة [1].

2. كيف يحسن التعتيم المحلي من جودة شاشات شاشات LCD؟

يحسن التعتيم المحلي جودة العرض عن طريق التحكم ديناميكيًا في سطوع مناطق محددة على الشاشة [1]. هذا يعزز نسبة التباين ، مما يجعل المناطق المظلمة أغمق ومشرقة أكثر إشراقًا ، ويقلل من تأثير الهالة حول الأشياء المشرقة على الخلفيات المظلمة [1].

3. ما هو الدور الذي تلعبه لوحة دليل الضوء (LGP) في الإضاءة الخلفية LCD؟

يتم استخدام لوحة دليل الضوء (LGP) لتوزيع الضوء بالتساوي عبر الشاشة [2] [5]. ينتشر الضوء المنبعث من مصدر الضوء (LEDs أو CCFLs) لضمان إضاءة موحدة للوحة LCD [2].

4. ما هي مزايا استخدام فيلم تعزيز النقطة الكمومية (QDEF) في الإضاءة الخلفية LCD؟

يعزز فيلم تعزيز النقطة الكمومية (QDEF) نقاء اللون وسطوع الإضاءة الخلفية LED [1]. تقوم النقاط الكمومية بتحويل الضوء الأزرق من المصابيح إلى الضوء الأحمر والأخضر المحظى ، مما يؤدي إلى سلسلة ألوان أوسع واستنساخ ألوان أكثر دقة [1] [4].

5. كيف تختلف الإضاءة الخلفية التي تقودها المصغرة والميكرو عن الإضاءة الخلفية التقليدية؟

تستخدم الإضاءة الخلفية التي تقودها المصغرات الآلاف من المصابيح الصغيرة لتوفير تحكم أكثر دقة على مناطق التعتيم المحلية ، وتعزيز نسب التباين وأداء HDR [4]. تستخدم الإضاءة الخلفية التي يقودها Micro مصابيح LED المجهرية التي تنبعث منها الضوء واللون بشكل مستقل ، مما يوفر تباينًا فائقًا وسطوعًا وكفاءة الطاقة [1]. على عكس الإضاءة الخلفية LED التقليدية ، يلغي الصغرى الحاجة إلى وحدة إضاءة خلفية منفصلة [1].

الاستشهادات

[1] https://en.wikipedia.org/wiki/ledbacklit_lcd_display

[2] http://srcyrl.rinalgp-ara.com/info/introduction-the-functions-of-backlight-67351165.html

[3] https://www.youritech.com/what-is-lcd-display-backlight.html

[4]

[5] https://www.sindadisplay.com/knowledge/whatarethefunctionsofthebacklightpanelofthelcddisplay.html

[6] https://riverdi.com/blog/undersing-lcd-how-do-lcd-screens-work

[7]

[8] https://www.seacomp.com/resources/lcd-display-backlight-options