اختلافات العمل والإضاءة الخلفية بين شاشات الكريستال السائل وLED

ما هو بالضبط شاشات الكريستال السائل؟

شاشة LCD ، التي تعني "شاشة الكريستال السائل" ، هي تقنية عرض مسطحة تستخدم بشكل شائع في شاشات الكمبيوتر ولوحات العدادات والهواتف الخلوية وكاميرات الفيديو وأجهزة التلفزيون وأجهزة الكمبيوتر المحمولة والأجهزة اللوحية والآلات الحاسبة. يمكن لأجهزة العرض هذه إنتاج صور عالية الدقة. حلت شاشات الكريستال السائل محل تقنية عرض أنبوب أشعة الكاثود السابقة (CRT). ومع ذلك ، في السنوات الأخيرة ، بدأت تقنيات العرض الأخرى ، مثل الثنائيات الباعثة للضوء (LEDs) ، في استبدال شاشات LCD. انقر هنا للحصول على شاشة TFT LCD.

توجد شاشات LCD بشكل شائع على أجهزة الكمبيوتر المحمولة وهي متوفرة في كل من تكوينات المصفوفة النشطة والمصفوفة السلبية. تم اختراع شاشة LCD في عام 1964 من قبل مختبرات RCA في برينستون ، نيو جيرسي. تم اكتشاف طريقة التشغيل الملتوية (TN) في عام 1970 ، مما أدى إلى دخول شاشات الكريستال السائل إلى التطبيقات السائدة. قدم مصنعو شاشات الكريستال السائل في البداية شاشات صغيرة للعناصر المحمولة مثل الساعات والآلات الحاسبة.

قدمت شركة Sharp Corporation شاشة كاملة الحركة بألوان كاملة مقاس 14 بوصة في عام 1988 ، باستخدام مصفوفة ترانزستور رقيقة (TFT). نتيجة لذلك ، أنشأ المصنعون اليابانيون مثل هيتاشي شركة LCD شرعية - ومزدهرة في نهاية المطاف. كانت أجهزة الكمبيوتر الشخصية أول من استخدم شاشات LCD الكبيرة ، والتي سرعان ما تبعتها أجهزة استقبال التلفزيون.

بالنسبة لشبكة العرض الخاصة بهم ، تستخدم شاشات LCD مصفوفة نشطة أو سلبية. شاشات ترانزستور الأغشية الرقيقة (TFT) هي اسم آخر لشاشات LCD ذات المصفوفة النشطة. تتكون شاشة LCD المصفوفة السلبية من مصفوفة من الموصلات ذات وحدات البكسل عند كل تقاطع. لتنظيم الضوء لكل بكسل ، يتم توصيل تيار من خلال موصلين في المصفوفة.

يوجد الترانزستور عند كل تقاطع بكسل في مصفوفة نشطة ، ويستخدم تيارا أقل لضبط سطوع البكسل. نتيجة لذلك ، يمكن تشغيل الطاقة في شاشة المصفوفة النشطة وإيقاف تشغيلها بشكل متكرر ، مما يزيد من معدل تحديث اللوحة.

ما هو LED؟

شاشة LED هي شاشة فيديو مسطحة تستخدم الثنائيات الباعثة للضوء كوحدات بكسل. نظرا لتألقها ، يمكن استخدام هذه الأجهزة في الخارج ، حيث يكون أي إخراج مرئي مرئيا حتى في ضوء الشمس المباشر - لافتات المتاجر واللوحات الإعلانية. تستخدم شاشات الكمبيوتر الحديثة مزيجا من شاشات LCD ومصابيح LED لإضاءة الشاشة بغض النظر عن ظروف الإضاءة المحيطة.

يرمز LED إلى الصمام الثنائي الباعث للضوء ؛ عندما يتدفق التيار عبر هذه الثنائيات ، يتم إنتاج الضوء. تتحد الإلكترونات مع ثقوب الإلكترون في مادة أشباه الموصلات لمصباح LED ، مما ينبعث منها طاقة على شكل فوتونات. هذا هو المبدأ الأساسي لمصابيح LED وشاشات LED.

تتمتع مصابيح LED بالعديد من المزايا مقارنة بأنظمة الإضاءة المتوهجة ، بما في ذلك استهلاك أقل للطاقة ، وعمر أطول ، ومتانة مادية محسنة ، وحجم أصغر ، وتبديل أسرع. مصابيح LED في شاشة LED متقاربة جدا. تنتج الثنائيات بشكل جماعي صورة معروضة عن طريق ضبط لمعان كل LED.

لإنشاء صورة ملونة نابضة بالحياة ، يتم استخدام مفاهيم خلط الألوان المضافة ، حيث يتم إنشاء ألوان جديدة من خلال الجمع بين ألوان فاتحة مختلفة. تتكون شاشة LED من مصابيح LED حمراء وخضراء وزرقاء مرتبة بنمط معين. تتحد هذه الألوان الثلاثة لتشكيل بكسل. من خلال تغيير شدة الصمام الثنائي ، يمكن لجهاز LED إنتاج مليارات الألوان. يظهر ترتيب وحدات البكسل الملونة على شاشة LED كصورة عند عرضها من مسافة ثابتة.

اخترع أوليغ لوسيف ، المخترع الروسي ، أول مصباح LED في عام 1927. لسنوات عديدة ، يمكن استخدام مصابيح LED بالأشعة تحت الحمراء والحمراء والصفراء فقط. تم استخدام هذه الثنائيات في مجموعة متنوعة من الأجهزة ، بدءا من أجهزة التحكم عن بعد إلى المنبهات.

اخترع شوجي ناكامورا ، الفيزيائي الياباني ، مصباح LED أزرق وظيفي في عام 1994. ظهرت مصابيح LED باللونين الأخضر والأبيض بعد فترة وجيزة ، مما وضع الأساس لانفجار تطبيقات LED في تقنيات الإضاءة والشاشة.

الاختلافات

للتلخيص ، يتم استخدام مصطلحي الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) وشاشة الكريستال السائل (LCD) لوصف أنواع مختلفة من تقنيات العرض. يستخدم LED ، بدلا من أنبوب الفلورسنت ، تقنية الإضاءة الخلفية. تدوم شاشات LED لفترة أطول وتنتج صورا أكثر وضوحا وجودة أعلى من شاشات LCD. فيما يلي تفسيرات مفصلة للاختلافات الرئيسية الاثني عشر بين LED و LCD:

1.

شاشة LCD

للتوظيف

أ. كما يوحي الاسم ، تستخدم لوحات شاشة الكريستال السائل (LCD) بلورات سائلة لتبديل وحدات البكسل وإيقاف تشغيلها لكشف لون معين.

ب. البلورات السائلة مماثلة لخليط سائل صلب يمكن فيه استخدام تيار كهربائي لتغيير شكله لتحفيز استجابة محددة. هذه البلورات السائلة مماثلة لستائر النوافذ.

ج. عندما تكون ستائر النوافذ مفتوحة ، يدخل الضوء إلى الغرفة بحرية. عندما يتم وضع البلورات في شاشة LCD بطريقة معينة ، لم يعد هذا الضوء يمر. الجزء الخلفي من لوحة LCD مسؤول عن نقل الضوء عبر الشاشة.

د. يتم وضع شاشة من وحدات البكسل ذات اللون الأحمر أو الأخضر أو الأزرق (RGB) أمام الضوء. البلورات السائلة مطلوبة لتنشيط المرشح كهربائيا أو إلغاء تنشيطه من أجل الكشف عن لون معين أو إخفائه في البكسل.

ه. على عكس شاشات CRT ، التي تولد ضوءها ، تعمل لوحات LCD عن طريق حجب الضوء الصادر من الجزء الخلفي من الشاشة. يسمح ذلك لشاشات LCD وأجهزة التلفزيون باستخدام طاقة أقل بكثير من نماذج أنبوب أشعة الكاثود (CRT). تجاوزت أجهزة تلفزيون LCD أجهزة تلفزيون CRT في الإيرادات العالمية لأول مرة في عام 2007.

LED

A. مصابيح LED هي أجهزة أشباه الموصلات التي تستخدم قوانين فيزياء الكم لتحويل الكهرباء إلى طاقة ضوئية. يتم إنتاج الفوتونات ذات الطاقة عندما تهاجر الإلكترونات من الحالات الأعلى إلى الحالات الأدنى. تعرف هذه الظاهرة باسم التلألؤ الكهربائي.

ب. شاشات LED مصنوعة من طبقة رقيقة من مادة أشباه الموصلات المشوهة للغاية (أي مع إدخال الشوائب لتنظيم العمليات). تشمل أشباه الموصلات LED زرنيخيد الغاليوم ، وفوسفيد الغاليوم ، وفوسفيد زرنيخيد الغاليوم ، ونتريد الغاليوم إنديوم.

ج. يتم توجيه الثنائيات في LED للأمام ، مما يسمح للتيار بالتدفق إلى الأمام. يسمح ذلك للإلكترونات الموجودة في نطاق التوصيل لأشباه الموصلات بإعادة الاندماج مع الثقوب الموجودة في نطاق التكافؤ (أو أبعد مدار إلكتروني داخل الذرة).

د. نتيجة لذلك ، عندما ينتج عن إعادة تركيب الثقوب والإلكترونات كمية كبيرة من الطاقة في شكل حرارة وضوء ، يتم استخدام هذه الطاقة لتوليد الفوتونات. تنتج الفوتونات ضوءا أحادي اللون أو أحادي اللون نتيجة لذلك.

ه. بسبب طبقة أشباه الموصلات الرقيقة على شاشة LED ، يمكن للفوتونات الهروب بسهولة من الوصلة والإشعاع للخارج ، مما ينتج عنه شاشة نابضة بالحياة متعددة الألوان.

2. الإضاءة

الخلفية

شاشة LCD

أ. تعرض شاشات الكريستال السائل الصور على الشاشة عن طريق إضاءة المحلول البلوري ، والذي إما يحجب أو يسمح بمرور الضوء لإنشاء الصور.

ب

. إنها تتطلب مصدر ضوء لأنها لا تنتج الضوء. توفر مصابيح الفلورسنت الكاثودية الباردة (CCFLs) تقليديا مصدرا للضوء في شاشات LCD ، ولكن تم استبدالها بمصادر أخرى مثل مصابيح LED أو الألواح الكهربائية (ELPs).

LED

A. الإضاءة الخلفية هي نوع من الإضاءة المستخدمة في مصابيح LED وشاشات LCD لإضاءة الشاشة على الشاشة. بدون إضاءة خلفية ، ستنتج أجهزة العرض مثل الشاشات أو أجهزة التلفزيون صورا منخفضة الجودة أو باهتة.

ب. شاشات LED ، على عكس شاشات LCD ، تولد ضوءها. تستخدم الثنائيات الباعثة للضوء كمصدر للضوء لإضاءة المحلول البلوري من الخلف لإنشاء صور على الشاشة.