كيف تعمل شاشة LCD؟

قائمة المحتوى

● 1. ما هي شاشة LCD؟

● 2. المكونات الأساسية لشاشة LCD

● 3. كيف تعمل شاشة LCD؟

● 4. فهم تكوين البكسل في شاشات LCD

● 5. مزايا تقنية LCD

● 6. قيود تقنية LCD

● 7. أنواع شاشات LCD

● 8. تطبيقات تقنية LCD

● 9. فهم عملية الإضاءة الخلفية في شاشات

LCD ●

●

>>

>>

>>

>>

>>

● الاستشهادات

أصبحت تقنية شاشة العرض البلورية السائلة (LCD) منتشرة في كل مكان في الأجهزة الإلكترونية الحديثة ، بدءا من أجهزة التلفزيون وشاشات الكمبيوتر إلى الهواتف الذكية والأجهزة اللوحية. يتضمن فهم كيفية عمل شاشة LCD الخوض في التفاعل المعقد للضوء والبلورات السائلة والإشارات الكهربائية. ستستكشف هذه المقالة المكونات الأساسية لتقنية LCD ، وكيف تعمل معا لإنشاء الصور ، ومزايا وقيود تقنية العرض هذه.

1. ما هي شاشة LCD؟

شاشة LCD عبارة عن شاشة مسطحة تستخدم البلورات السائلة لتعديل الضوء. على عكس تقنيات العرض القديمة مثل أنابيب أشعة الكاثود (CRTs) ، التي تنبعث منها الضوء مباشرة ، تعتمد شاشات LCD على مصدر ضوء خارجي (الإضاءة الخلفية) لإضاءة الشاشة. البلورات السائلة نفسها لا تنبعث منها الضوء. بدلا من ذلك ، يتلاعبون بالضوء الذي يمر عبرهم لإنشاء الصور.

2. المكونات الأساسية لشاشة LCD

تتكون شاشة LCD من عدة مكونات رئيسية:

- الإضاءة الخلفية: مصدر الإضاءة للشاشة ، ويتكون عادة من مصابيح LED (الصمام الثنائي الباعث للضوء) أو CCFL (مصباح الفلورسنت الكاثود البارد).

- طبقة الكريستال السائل: طبقة من البلورات السائلة محصورة بين ركيزتين زجاجيتين. يمكن لهذه البلورات تغيير اتجاهها استجابة لمجال كهربائي.

- مرشحات الاستقطاب: يتم وضع مرشحين مستقطبين في الجزء الأمامي والخلفي من طبقة الكريستال السائل. يتحكمون في اتجاه الضوء الذي يمر عبر البلورات السائلة.

- مرشحات الألوان: ينقسم كل بكسل إلى ثلاثة وحدات بكسل فرعية - الأحمر والأخضر والأزرق (RGB) - والتي تتحد لإنتاج مجموعة كاملة من الألوان.

3. كيف تعمل شاشة LCD؟

يمكن فهم تشغيل شاشة LCD في عدة خطوات:

1. الإضاءة الخلفية: تنبعث الإضاءة الخلفية من الضوء الأبيض الذي ينتقل نحو مقدمة الشاشة.

2. الاستقطاب: يسمح مرشح الاستقطاب الأول فقط لموجات الضوء التي تهتز في اتجاه واحد بالمرور من خلاله.

3. التلاعب بالكريستال السائل: عندما لا يتم تطبيق أي جهد على البلورات السائلة ، فإنها تقوم بتحريف الضوء بمقدار 90 درجة ، مما يسمح له بالمرور عبر مرشح الاستقطاب الثاني. عند تطبيق الجهد ، تقوم البلورات السائلة بمحاذاة نفسها بطريقة لا تلوي الضوء ، مما يمنعه من المرور عبر المرشح الثاني.

4. تصفية الألوان: تحدد مرشحات الألوان الأطوال الموجية للضوء التي يمكن أن تمر عبر كل بكسل فرعي (أحمر أو أخضر أو أزرق). من خلال ضبط شدة ضوء كل بكسل فرعي ، يمكن إنتاج مجموعة واسعة من الألوان.

5. تكوين الصورة: من خلال التحكم في الجهد المطبق على طبقة البلورة السائلة لكل بكسل ، يتم تحقيق مستويات مختلفة من السطوع واللون ، مما يؤدي إلى إنشاء صورة كاملة على الشاشة.

4. فهم تكوين البكسل في شاشات LCD

يتكون كل بكسل على شاشة LCD من ثلاثة وحدات بكسل فرعية - الأحمر والأخضر والأزرق (RGB). يتم التحكم في وحدات البكسل الفرعية هذه بواسطة مصفوفة من ترانزستورات الأغشية الرقيقة (TFTs) التي يتم تشغيلها وإيقاف تشغيلها للسماح بمرور كميات متفاوتة من الضوء.

عندما يتم تطبيق تيار كهربائي على طبقة البلورات السائلة ، تتماشى البلورات بطريقة تحجب الضوء أو تسمح بالمرور عبره. يتم تحديد درجة التواء البلورات من خلال الجهد المطبق ، والذي بدوره يحدد مقدار الضوء الذي يصل إلى كل بكسل فرعي. من خلال التحكم في الضوء الذي يصل إلى كل بكسل فرعي RGB ، يمكن لشاشة LCD إنتاج مجموعة كاملة من الألوان.

5. تتمتع مزايا شاشات LCD بتقنية LCD

بالعديد من المزايا مقارنة بتقنيات العرض الأخرى:

- كفاءة الطاقة: تستهلك شاشات LCD طاقة أقل مقارنة بأجهزة CRT والتقنيات القديمة الأخرى.

- المظهر الجانبي الرقيق: يسمح تصميم اللوحة المسطحة بشاشات أرق وأخف وزنا.

- لا يوجد احتراق للشاشة: على عكس بعض التقنيات القديمة ، لا تعاني شاشات LCD من تأثيرات الاحتراق.

- توافر واسع: تستخدم تقنية LCD على نطاق واسع في العديد من الأجهزة نظرا لتعدد استخداماتها وفعاليتها من حيث التكلفة.

- دقة عالية: يمكن أن تدعم شاشات LCD الحديثة دقة عالية للغاية للحصول على صور مفصلة.

6. قيود تقنية LCD

على الرغم من مزاياها ، إلا أن شاشات LCD لها أيضا بعض القيود:

- زوايا المشاهدة: يمكن أن تعاني شاشات LCD التقليدية من زوايا عرض محدودة ، حيث قد تتغير الألوان أو تبدو باهتة عند عرضها من زاوية.

- وقت الاستجابة: قد يكون لبعض أنواع شاشات LCD أوقات استجابة أبطأ مقارنة بالتقنيات الأحدث مثل OLED.

- تسرب الإضاءة الخلفية: في بعض الحالات ، يمكن أن تؤدي الإضاءة الخلفية غير المتكافئة إلى مشكلات في التباين ودقة الألوان.

- استنساخ الألوان: أثناء التحسن بمرور الوقت ، قد تواجه بعض الطرز منخفضة الجودة إعادة إنتاج الألوان بدقة مقارنة بشاشات OLED.

7. أنواع شاشات LCD

هناك عدة أنواع من تقنيات LCD بناء على بنائها وتطبيقها:

- Twisted Nematic (TN): يشيع استخدامها في شاشات الميزانية ؛ توفر أوقات استجابة سريعة ولكن زوايا مشاهدة محدودة.

- التبديل داخل الطائرة (IPS): يوفر استنساخا أفضل للألوان وزوايا عرض أوسع مقارنة بلوحات TN ولكنه قد يكون أكثر تكلفة.

- المحاذاة الرأسية (VA): توفر نسب تباين أفضل من TN ولكن عادة ما يكون لها أوقات استجابة أبطأ من لوحات IPS.

8. تطبيقات تقنية LCD

منتشرة في مختلف التطبيقات:

- أجهزة التلفزيون: تستخدم معظم أجهزة التلفزيون الحديثة تقنية LCD بإضاءة خلفية LED لشاشات عالية الدقة.

- شاشات الكمبيوتر: تستخدم على نطاق واسع في كل من أجهزة الكمبيوتر المكتبية والمحمولة لوضوحها وكفاءتها في استخدام الطاقة.

- الأجهزة المحمولة: غالبا ما تتميز الهواتف الذكية والأجهزة اللوحية بشاشات LCD عالية الدقة للحصول على شاشات نابضة بالحياة.

- اللافتات الرقمية: تستخدم في شاشات العرض الإعلانية والأكشاك المعلوماتية نظرا لظهورها ووضوحها في ظروف الإضاءة المختلفة.

- المعدات الطبية: تستخدم في أجهزة التشخيص مثل أجهزة الموجات فوق الصوتية نظرا لجودة صورتها الدقيقة.

- شاشات السيارات: تستخدم في لوحات عدادات السيارة لعرض السرعة ومعلومات الملاحة وعناصر التحكم في المعلومات والترفيه.

9. فهم عملية الإضاءة الخلفية في شاشات LCD أحد

المكونات الحاسمة لشاشة LCD هو عملية الإضاءة الخلفية. تضيء هذه العملية وحدات البكسل على الشاشة ، مما يجعل الصور مرئية للمشاهدين.

تبدأ عملية الإضاءة الخلفية عندما ينتشر الضوء من سلسلة من مصابيح الفلورسنت أو مصابيح LED عبر الشاشة بواسطة لوحة ناشر. ثم يمر هذا الضوء المنتشر عبر مرشحات مستقطبة وطبقة بلورية سائلة تتلاعب بها لإنشاء صور نراها على الشاشة.

تشمل الخطوات الرئيسية ما يلي:

1. توليد الضوء

2. الانتشار

3. التلاعب بالبلورات السائلة

4. الاستقطاب النهائي

تضمن كل خطوة أن تكون الصور المعروضة واضحة ومشرقة وملونة بدقة.

الخاتمة

يكشف فهم كيفية عمل شاشة LCD عن التفاعل الرائع بين الضوء والبلورات السائلة والإشارات الكهربائية التي تخلق صورا حية على أجهزتنا. في حين أن لديهم قيودا معينة مقارنة بالتقنيات الأحدث مثل OLED ، إلا أن كفاءتها في استخدام الطاقة ، ومظهرها النحيف ، وتعدد استخداماتها تضمن أن تظل شاشات LCD قوة مهيمنة في تقنية العرض اليوم. مع استمرار تطور التكنولوجيا ، يمكننا أن نتوقع المزيد من التقدم في جودة العرض وكفاءته من هذه التكنولوجيا الدائمة.

الأسئلة المتكررة

1. ما هو عمر شاشة LCD؟

عادة ما يكون عمر شاشات LCD يتراوح من 30,000 إلى 60,000 ساعة حسب ظروف الاستخدام ونوع الإضاءة الخلفية.

2. كيف أقوم بتنظيف شاشة LCD الخاصة بي بأمان؟

استخدم قطعة قماش من الألياف الدقيقة مبللة بالماء أو منظف شاشة متخصص. تجنب استخدام المناشف الورقية أو المواد الكيميائية القاسية التي يمكن أن تخدش الشاشة أو تتلفها.

3. لماذا تظهر بعض الألوان بشكل مختلف على شاشة LCD؟

يمكن أن تتأثر دقة الألوان بعوامل مثل زاوية الرؤية وظروف الإضاءة المحيطة وإعدادات المعايرة على جهازك.

4. هل يمكنني استخدام شاشة LCD في الهواء الطلق؟

على الرغم من وجود بعض شاشات العرض المصنفة في الهواء الطلق ، إلا أن معظم شاشات LCD القياسية ليست مصممة للتعرض المباشر لأشعة الشمس لأنها يمكن أن تؤثر على الرؤية والأداء.

5. ما الذي يسبب الوميض في شاشة LCD؟

يمكن أن يحدث الوميض بسبب مشكلات في معدلات التحديث أو التداخل الكهربائي. تأكد من تحسين إعدادات جهازك لطراز الشاشة المحدد.

لقد وسع هذا الاستكشاف الشامل فهمنا إلى ما هو أبعد من مجرد كيفية عمل شاشة LCD ؛ فهو يشمل أنواعها وتطبيقاتها في مختلف المجالات مثل المعدات الطبية وشاشات السيارات بالإضافة إلى مزاياها على التقنيات الأخرى مع الاعتراف بحدودها أيضا - وكلها عوامل مساهمة تساعد المستخدمين على اتخاذ قرارات مستنيرة فيما يتعلق باستخدامها في الحياة اليومية.

الاستشهادات

[1] https://robocraze.com/blogs/post/how-lcd-displays-work

[2] https://www.orientdisplay.com/knowledge-base/lcd-basics/what-is-lcd-liquid-crystal-display/

[3] https://spie.org/samples/TT100.pdf

[4] https://www.i-techcompany.com/the-pros-and-cons-of-lcd-displays.html

[5] https://www.disenelec.com/news/what-are-the-applications-of-lcd-display/

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

[7] https://www.lenovo.com/us/en/glossary/what-is-lcd/

[8] https://crystal-display.com/the-basics-of-an-lcd-display-and-the-elements-needed/

[9] https://www.opldisplaytec.com/article/34715

[10] https://www.reshine-display.com/application-of-lcd-display-in-different-fields.html

[11] https://www.stoneitech.com/basic-things-you-need-to-know-about-lcd-display/

[12] https://www.dgdz-lcd.com/resources/what-are-the-advantages-and-disadvantages-of-lcds.html

[13] https://www.polytechnichub.com/applications-lcd-liquid-crystal-display/

[14] https://www.orientdisplay.com/knowledge-base/lcd-basics/how-liquid-crystal-displays-work/

[15] https://www.electronicsforu.com/technology-trends/learn-electronics/lcd-liquid-crystal-display-basics

[16] https://en.htdisplay.com/news_1/61.html

[17] https://www.semiconductorforu.com/application-lcd-liquid-crystal-display/

[18] https://en.wikipedia.org/wiki/Liquid-crystal_display

[19] https://www.xhpanel.com/blog-detail/a-comprehensive-guide-to-lcd-display-parts-and-their-functions

[20] https://www.xhpanel.com/info-detail/5-advantages-and-6-disadvantages-of-lcd-tv

[21] https://focuslcds.com/journals/lcd-technology-applications-in-the-manufacturing-industry/

[22] https://www.techtarget.com/whatis/definition/LCD-liquid-crystal-display

[23] https://nauticomp.com/basic-components-of-industrial-lcd-monitors/

[24] https://testbook.com/question-answer/what-is-a-disadvantage-of-lcd-displays--5f872f412aee2f438d33d075

[25] https://www.i-techcompany.com/the-applications-of-lcd-monitors-in-the-medical-industry.html

[26] https://visualled.com/en/blog/how-an-lcd-screen-works/

[27] https://www.xenarc.com/lcd-technology.html

[28]https://www.xenarc.com/images/CKEDIT/Liquid%20Crystal%20Displays%20Manufacturing%20By%20Xenarc%20Technologies%20in%20Irvine%20California.png?sa=X&ved=2ahUKEwj664u2uPOKAxUa4ckDHbguLVUQ_B16BAgKEAI