قائمة المحتوى
● مقدمة
>>> المستقطب
>>> الركيزة الزجاجية
>>> فيلم محاذاة
● كيف تعمل شاشات LCD: من السائل إلى الضوء
>> تشكيل بكسل
>> LCDs التبديل في الطائرة (IPS)
● السحر وراء الشاشة: فك تشفير الغموض
● إمدادات الطاقة والإلكترونات الدقيقة
● خاتمة
>> 2. كيف أقوم بتنظيف شاشة LCD بأمان؟
>> 3. ما هي مزايا الإضاءة الخلفية LED على CCFL؟
>> 4. هل يمكن إعادة تدوير شاشات LCD؟
>> 5. ما هو الفرق بين شاشات LCD و OLED؟
في العصر الرقمي ، أصبحت شاشات العرض الكريستالي السائل (LCD) في كل مكان ، وتكامل لحياتنا اليومية من خلال الهواتف الذكية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة وأجهزة التلفزيون واللافتات الرقمية [1] [3]. تقدم هذه الشاشات صورًا واضحة وألوانًا نابضة بالحياة ، لكن القليل منهم يفهمون التكنولوجيا المعقدة التي تتيح وظائفها [1]. يستكشف هذا المقال الأعمال الداخلية لـ شاشات LCD ، من مكوناتها الأساسية إلى العلم وراء تكوين البكسل وتصفية الألوان [1]. سنغطي أيضًا الأنواع المختلفة من شاشات LCD المتوفرة اليوم وميزاتها الفريدة [1].
في قلب كل شاشة LCD ، تعمل ثلاثة مكونات أساسية في وئام لإنشاء الصور التي نراها [1].
يوفر الإضاءة الخلفية مصدر الضوء اللازم للعرض. بدونها ، لن تتمكن الطبقة البلورية السائلة من معالجة الضوء لإنشاء صور [1]. عادة ما تكون الإضاءة الخلفية بيضاء ويمكن إنتاجها باستخدام مصابيح الفلورسنت الكاثود الباردة (CCFLs) أو الثنائيات الباعثة للضوء (LEDs) [9]. يتم تفضيل LEDs بشكل متزايد بسبب كفاءة الطاقة والفوائد البيئية [9]. يمر الضوء من الإضاءة الخلفية عبر عدة طبقات ، بما في ذلك الناشرون والعاكسات ، لضمان التوزيع حتى عبر الشاشة [9]. ينشر الناشرون الضوء ، بينما تقوم العاكسات بإعادة توجيه الضوء إلى الخلف نحو لوحة LCD ، مما يعزز كفاءة العرض [9].
تتكون الطبقة البلورية السائلة من خلايا صغيرة مملوءة بلورات سائلة ، محصورة بين مرشحين مستقطبين [1]. تغير هذه البلورات اتجاهها عند تطبيق تيار كهربائي ، معالجة الضوء من الإضاءة الخلفية لإنشاء صور [1] [3]. تستجيب البلورات السائلة للإشارات الكهربائية ، وتغيير محاذاةها والتحكم في كمية الضوء التي تمر عبر [3].
تضيف مرشحات الألوان لونًا إلى الصور التي أنشأتها الطبقة البلورية السائلة [1]. يشتمل كل بكسل على شاشة LCD على ثلاث بكسلات فرعية: واحدة مع مرشح أحمر ، وواحد مع مرشح أخضر ، وواحد مع مرشح أزرق [1]. من خلال التحكم في شدة الضوء الذي يمر عبر كل بكسل فرعي ، يمكن للشاشة إنتاج مجموعة واسعة من الألوان [9].
تتكون لوحات LCD من مستقطب ، الركيزة الزجاجية ، مرشح الألوان ، فيلم محاذاة ، مادة بلورية سائلة ، وحجاب الحاجز البصري [4]. يعتبر المستقطب أمرًا بالغ الأهمية لقدرة اللوحة على قفلة البيكسلات [9].
تحتوي اللوحات على مزامير توجه البلورات ، مما يمنحهم اتجاهًا مميزًا [5].
طبقات القطب مغلفة بطبقة محاذاة رقيقة من البوليمر التي تسبب جزيئات البلورة السائلة في ملامسةها لمحاذاة موازية تقريبًا للسطح [2].
معا ، تعمل جميع المكونات لإنشاء الصور التي شوهدت على شاشة LCD [4].
تستخدم LCD بلورات سائلة بين قطبين شفافين لعرض الصور [3]. عند تطبيق تيار كهربائي ، تنتقل البلورات السائلة للتحكم في كمية الضوء التي تمر عبر ، وإنشاء الصور على الشاشة [3].
تعتمد شاشات LCD على استقطاب الضوء [6]. يسافر الضوء في اتجاه معين ويمكن تدويره ، وهي ظاهرة تعرف باسم الاستقطاب [9]. تستخدم LCD المرشحات الاستقطابية التي تسمح فقط بالضوء إذا كان زاوية أو مستقطبة بزاوية معينة [9].
البلورات السائلة لها خاصية ضوء الانحناء [9]. في شاشة LCD ، يضرب الضوء من الإضاءة الخلفية مرشح الاستقطاب الأول ، ويمر عبر البلورات السائلة حيث ينحني الضوء ، ثم يمر عبر مرشح الاستقطاب الثاني [9]. تتحكم كمية الجهد المطبقة على البلورات السائلة في مقدار الضوء المنحني ، وبالتالي ، يتم حظر مقدار الضوء بواسطة مرشح الاستقطاب الثاني [9].
يتكون كل بكسل على شاشة LCD من ثلاث بكسلات فرعية: الأحمر والأخضر والأزرق [1]. يتم التحكم في هذه البكسلات الفرعية بواسطة مصفوفة من الترانزستورات الرقيقة للفيلم (TFTS) [1]. تضمن وحدات TFT LCD كل بكسل بلوري سائل مدفوعًا بترانزستور رفيع للأفلام ، مما يسمح بالسرعة العالية والسطوع والتباين [7]. الكثافة العالية لهذه البكسلات الفرعية تجعل من المستحيل على العين المجردة التمييز بينها بشكل فردي ، مما يسمح لألوانها بمزج الملايين من الألوان المختلفة [9].
تُعرف LCDs TN بأوقات الاستجابة السريعة ويتم استخدامها بشكل شائع في شاشات الألعاب. ومع ذلك ، غالباً ما يكون لديهم زوايا مشاهدة أضيق ودقة لون أقل مقارنة بالأنواع الأخرى [3].
توفر LCDs IPS زوايا عرض أوسع ودقة أفضل للألوان ، مما يجعلها مناسبة لتصميم الرسوم والتطبيقات المهنية. لديهم عادة أوقات استجابة أبطأ من لوحات TN ولكن توفر تجربة بصرية متفوقة [3].
توفر LCDs VA نسب تباين عالية وزوايا المشاهدة الجيدة ، وتسقط بين لوحات TN و IPS من حيث الأداء. غالبًا ما يتم استخدامها في أجهزة التلفزيون والشاشات حيث يكون توازن جودة الصورة ووقت الاستجابة مطلوبًا [3].
تطورت تقنية LCD بشكل كبير ، مع عرض شاشات LCD الآن صورًا واضحة وألوانًا زاهية وتفاصيل حية [3]. يرجع هذا التحول إلى البلورات السائلة التي تستجيب للإشارات الكهربائية وتغيير المحاذاة عند تطبيق التيار الكهربائي [3]. يؤثر هذا التغيير على كمية الضوء الممر ، وإنشاء الصور التي نراها [3].
تتطلب شاشة LCD فولتية محددة ، وغالبًا ما تستلزم محول الطاقة [9]. يتم تحويل الجهد الرئيسي إلى جهد DC وسيطة ، عادة ما بين 12 و 24 فولت [7] [9]. ثم يتم تقسيم هذه القوة بين الإضاءة الخلفية والإلكترونات الدقيقة [9]. معالجة الإشارة الإلكترونية المعالجة الإلكترونية وتتألف من مستقبل إشارة الفيديو وبرنامج تشغيل لوحة [7] [9].
أحدثت شاشات LCD ثورة في كيفية نظرنا إلى العالم ، وذلك بفضل قدرتها على إنتاج صور نابضة بالحياة واضحة [3]. تعتمد هذه العروض على مزيج من المكونات المنظمة بعناية ، بما في ذلك الإضاءة الخلفية ، والبلورات السائلة ، ومرشحات الألوان ، لإنشاء صور [1]. سواء كانت أوقات الاستجابة السريعة لألواح TN أو زوايا المشاهدة الواسعة لعرض IPS ، تستمر تقنية LCD في التطور ، مما يوفر حلولًا مقبولة مع مجموعة واسعة من التطبيقات [3]. إن فهم المبادئ الأساسية وراء شاشات LCD يثري تقديرنا للتكنولوجيا التي أصبحت الآن جزءًا لا غنى عنه من الحياة الحديثة [1].
يتراوح عمر شاشة LCD عادة ما بين 30،000 إلى 60،000 ساعة [7]. يمكن أن يتأثر ذلك بأنماط الاستخدام ، وإعدادات السطوع ، والظروف البيئية [7].
لتنظيف شاشة LCD ، استخدم قطعة قماش ناعمة خالية من الوبر وتجنب تطبيق الضغط المفرط [4]. إذا لزم الأمر ، استخدم حل تنظيف LCD متخصص [4]. لا ترش السائل مباشرة على الشاشة [4].
يوفر LED الخلفية عدة مزايا على CCFL ، بما في ذلك انخفاض استهلاك الطاقة ، وعمر أطول ، وتكاثر أفضل للألوان [9]. LEDs هي أيضا أكثر صديقة للبيئة ، لأنها لا تحتوي على الزئبق [9].
نعم ، يمكن إعادة تدوير شاشات LCD ، ولكن من المهم القيام بذلك بشكل صحيح [4]. تقبل العديد من مراكز إعادة التدوير شاشات LCD وسوف تفكيكها لاسترداد مواد قيمة [4]. تحقق مع مرافق إعادة التدوير المحلية للحصول على إرشادات محددة [4].
تختلف شاشات LCD (شاشة الكريستال السائل) وشاشات OLED (الصمام الثنائي المنبعث للضوء العضوي) في تقنيتها الأساسية [8]. تستخدم LCD إضاءة خلفية لإلقاء الضوء على بلورات سائلة ، في حين تنبعث OLEDS الضوء مباشرة من كل بكسل [8]. عادة ما توفر OLEDs تباينًا أفضل ، والسود الأعمق ، وزوايا المشاهدة الأوسع من شاشات LCD [8].
[1] https://riverdi.com/blog/undersing-lcd-how-do-lcd-screens-work
[2] https://www.britannica.com/technology/liquid-crystal-display
[3] https://displayman.com/how-does-lcd-work/
[4]
[5] https://www.xenarc.com/lcd-technology.html
[6] https://www.circuitcrush.com/how-lcds-work/
[7] https://www.linkedin.com/pulse/what-basic-components-parts-tft-lcd-screen-proculus-technologies
[8] https://www.techtarget.com/whatis/definition/lcd-liqid-crystal-display
[9]
