كيف تبدو شاشة LCD؟

قائمة

المحتوى ●

●

LCD >>

>>

>>

>>

>>>

>>>

الزجاجية >>>

المحاذاة >>>

الحاجز البصري ●

>>

المستقطب >>

> >

البكسل ●

LCD >>

>>

فك تشفير اللغز

●

: ●

●

>>

>>

>>

>>

>>

● مقدمة الاستشهادات

في العصر الرقمي ، أصبحت شاشات العرض الكريستالية السائلة (LCD) منتشرة في كل مكان ، وجزءا لا يتجزأ من حياتنا اليومية من خلال الهواتف الذكية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة وأجهزة التلفزيون واللافتات الرقمية [1] [3]. تقدم هذه الشاشات صورا واضحة وألوانا نابضة بالحياة ، لكن القليل منها يفهم التكنولوجيا المعقدة التي تتيح وظائفها [1]. تستكشف هذه المقالة الأعمال الداخلية لشاشات LCD، من مكوناتها الأساسية إلى العلم وراء تكوين البكسل وتصفية الألوان[1]. سنغطي أيضا الأنواع المختلفة من شاشات LCD المتوفرة اليوم وميزاتها الفريدة[1].

المكونات الأساسية لشاشة LCD

في قلب كل شاشة LCD، تعمل ثلاثة مكونات أساسية في وئام لإنشاء الصور التي نراها[1].

الإضاءة

الخلفية

توفر الإضاءة الخلفية مصدر الضوء اللازم للشاشة. بدونها ، لن تتمكن طبقة البلورة السائلة من معالجة الضوء لإنشاء صور [1]. عادة ما تكون الإضاءة الخلفية بيضاء ويمكن إنتاجها باستخدام مصابيح الفلورسنت الكاثود البارد (CCFLs) أو الثنائيات الباعثة للضوء (LEDs)[9]. يتم تفضيل مصابيح LED بشكل متزايد بسبب كفاءتها في استخدام الطاقة وفوائدها البيئية [9]. يمر الضوء المنبعث من الإضاءة الخلفية عبر عدة طبقات ، بما في ذلك الناشرات والعاكسات ، لضمان التوزيع المتساوي عبر الشاشة [9]. تنشر الناشرات الضوء، بينما تعيد العاكسات توجيه الضوء الضائع مرة أخرى نحو لوحة LCD، مما يعزز كفاءة الشاشة[9].

طبقة البلورة السائلة

تتكون الطبقة البلورية السائلة من خلايا صغيرة مملوءة بالبلورات السائلة ، محصورة بين مرشحين مستقطبين [1]. تغير هذه البلورات اتجاهها عند تطبيق تيار كهربائي ، وتعالج الضوء من الإضاءة الخلفية لإنشاء صور [1][3]. تستجيب البلورات السائلة للإشارات الكهربائية ، وتغير محاذاة وتحكم في كمية الضوء التي تمر من خلالها [3].

مرشحات الألوان

تضيف مرشحات الألوان لونا إلى الصور التي تم إنشاؤها بواسطة طبقة البلورة السائلة [1]. يتكون كل بكسل على شاشة LCD من ثلاثة وحدات بكسل فرعية: واحدة بمرشح أحمر ، وواحدة بمرشح أخضر ، وواحدة بمرشح أزرق [1]. من خلال التحكم في شدة الضوء الذي يمر عبر كل بكسل فرعي ، يمكن للشاشة إنتاج مجموعة واسعة من الألوان [9].

المكونات الإضافية

تتكون لوحات LCD المستقطب

من مستقطب ، ركيزة زجاجية ، مرشح ألوان ، فيلم محاذاة ، مادة بلورية سائلة ، وغشاء بصري [4]. يعد المستقطب أمرا بالغ الأهمية لقدرة اللوحة على تعتيم وحدات البكسل[9].

الركيزة الزجاجية

تحتوي الألواح على مزامير توجه البلورات ، مما يمنحها اتجاها مميزا [5].

فيلم المحاذاة

طبقات القطب الكهربائي مطلية بطبقة محاذاة رقيقة من البوليمر تتسبب في محاذاة جزيئات البلورات السائلة الملامسة لها بالتوازي تقريبا مع السطح [2].

الحجاب

الحاجز البصريتعمل جميع المكونات معا لإنشاء الصور التي تظهر على شاشة LCD[4].

كيف تعمل شاشات LCD: من السائل إلى الضوء

تستخدم شاشات LCD بلورات سائلة بين قطبين شفافين لعرض الصور [3]. عند تطبيق تيار كهربائي، تتحرك البلورات السائلة للتحكم في كمية الضوء التي تمر عبرها، مما يؤدي إلى إنشاء الصور على الشاشة[3].

تعتمد شاشات LCD

ذات الضوء المستقطب

على استقطاب الضوء[6]. ينتقل الضوء في اتجاه معين ويمكن تدويره، وهي ظاهرة تعرف باسم الاستقطاب[9]. تستخدم شاشات LCD مرشحات مستقطبة تسمح بمرور الضوء فقط إذا كان بزاوية أو مستقطبة بزاوية معينة[9].

دور البلورات السائلة

البلورات السائلة لها خاصية ثني الضوء[9]. في شاشة LCD ، يصطدم الضوء المنبعث من الإضاءة الخلفية بمرشح الاستقطاب الأول ، ويمر عبر البلورات السائلة حيث ينحني الضوء ، ثم يمر عبر مرشح الاستقطاب الثاني [9]. يتحكم مقدار الجهد المطبق على البلورات السائلة في مقدار الضوء المنحني ، وبالتالي ، مقدار الضوء الذي يتم حظره بواسطة مرشح الاستقطاب الثاني [9].

تكوين البكسل

يتكون كل بكسل على شاشة LCD من ثلاثة وحدات بكسل فرعية: الأحمر والأخضر والأزرق[1]. يتم التحكم في وحدات البكسل الفرعية هذه بواسطة مصفوفة من ترانزستورات الأغشية الرقيقة (TFTs)[1]. تضمن وحدات TFT LCD أن كل بكسل بلوري سائل يتم تشغيله بواسطة ترانزستور غشاء رقيق ، مما يسمح بسرعة عالية وسطوع وتباين [7]. تجعل الكثافة العالية لهذه وحدات البكسل الفرعية من المستحيل على العين المجردة تمييزها بشكل فردي ، مما يسمح لألوانها بالمزج وإنشاء ملايين الألوان المختلفة [9].

أنواع شاشات LCD

تشتهر شاشات LCD

الملتوية Nematic (TN

) TN

بأوقات استجابتها السريعة وتستخدم بشكل شائع في شاشات الألعاب. ومع ذلك ، غالبا ما يكون لديهم زوايا عرض أضيق ودقة ألوان أقل مقارنة بالأنواع الأخرى [3].

توفر

شاشات LCD IPS ذات التبديل داخل الطائرة (IPS)

زوايا عرض أوسع ودقة ألوان أفضل ، مما يجعلها مناسبة للتصميم الجرافيكي والتطبيقات الاحترافية. عادة ما يكون لديهم أوقات استجابة أبطأ من لوحات TN ولكنها توفر تجربة بصرية فائقة [3].

المحاذاة الرأسية (VA) وحدات LCD

VA LCD توفر نسب تباين عالية وزوايا عرض جيدة ، وتقع بين لوحات TN و IPS من حيث الأداء. غالبا ما يتم استخدامها في أجهزة التلفزيون والشاشات حيث يكون التوازن بين جودة الصورة ووقت الاستجابة مطلوبا [3].

السحر وراء الشاشة: فك تشفير

تقنية شاشات الكريستال السائل الغامضة تطورت بشكل كبير، حيث تعرض شاشات LCD الآن صورا واضحة وألوانا زاهية وتفاصيل زاهية[3]. يرجع هذا التحول إلى البلورات السائلة التي تستجيب للإشارات الكهربائية وتغير المحاذاة عند تطبيق تيار كهربائي [3]. يؤثر هذا التغيير على كمية الضوء التي تمر عبرها، مما يؤدي إلى إنشاء الصور التي نراها[3].

مزود الطاقة والإلكترونيات الدقيقة

تتطلب شاشة LCD جهدا محددا ، وغالبا ما تتطلب محول طاقة [9]. يتم تحويل الجهد الرئيسي إلى جهد تيار مستمر متوسط ، عادة بين 12 و 24 فولت [7][9]. ثم يتم تقسيم هذه القوة بين الإضاءة الخلفية والإلكترونيات الدقيقة [9]. يعالج ال [ميكرو-إلكترونيكس] إشارة يعالج ويتألف من فيديو إشارة استقبال ولوحة سائق[7][9].

في الختام

أحدثت شاشات LCD ثورة في كيفية رؤيتنا للعالم ، وذلك بفضل قدرتها على إنتاج صور نابضة بالحياة وواضحة [3]. تعتمد هذه الشاشات على مجموعة من المكونات المنسقة بعناية، بما في ذلك الإضاءة الخلفية والبلورات السائلة ومرشحات الألوان، لإنشاء الصور[1]. سواء كانت أوقات الاستجابة السريعة للوحات TN أو زوايا المشاهدة الواسعة لشاشات IPS ، تستمر تقنية LCD في التطور ، مما يوفر حلولا تتكيف مع مجموعة كبيرة من التطبيقات [3]. إن فهم المبادئ الأساسية وراء شاشات LCD يثري تقديرنا للتكنولوجيا التي أصبحت الآن جزءا لا غنى عنه من الحياة الحديثة[1].

أسئلة وأجوبة ذات صلة

1. ما هو عمر شاشة LCD؟

يتراوح عمر شاشة LCD عادة من 30,000 إلى 60,000 ساعة[7]. يمكن أن يتأثر هذا بأنماط الاستخدام وإعدادات السطوع والظروف البيئية[7].

2. كيف أقوم بتنظيف شاشة LCD بأمان؟

لتنظيف شاشة LCD، استخدم قطعة قماش ناعمة وخالية من النسالة وتجنب الضغط المفرط[4]. إذا لزم الأمر، استخدم محلول تنظيف LCD متخصص[4]. لا تقم أبدا برش السائل مباشرة على الشاشة[4].

3. ما هي مزايا الإضاءة الخلفية LED على CCFL؟

توفر الإضاءة الخلفية LED العديد من المزايا مقارنة ب CCFL ، بما في ذلك استهلاك أقل للطاقة ، وعمر أطول ، واستنساخ أفضل للألوان[9]. كما أن مصابيح LED أكثر صداقة للبيئة ، لأنها لا تحتوي على الزئبق [9].

4. هل يمكن إعادة تدوير شاشات LCD؟

نعم ، يمكن إعادة تدوير شاشات LCD ، ولكن من المهم القيام بذلك بشكل صحيح [4]. تقبل العديد من مراكز إعادة التدوير شاشات LCD وستقوم بتفكيكها لاستعادة المواد الثمينة[4]. تحقق مع مرافق إعادة التدوير المحلية للحصول على إرشادات محددة[4].

5. ما هو الفرق بين شاشات LCD و OLED؟

تختلف

شاشات LCD (شاشة الكريستال السائل) و OLED (الصمام الثنائي العضوي الباعث للضوء) في تقنيتها الأساسية[8]. تستخدم شاشات LCD إضاءة خلفية لإضاءة البلورات السائلة ، بينما تنبعث شاشات OLED من الضوء مباشرة من كل بكسل [8]. توفر شاشات OLED عادة تباينا أفضل وألوانا سوداء أعمق وزوايا عرض أوسع من شاشات LCD[8].

الاستشهادات

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

[2] https://www.britannica.com/technology/liquid-crystal-display

[3] https://displayman.com/how-does-lcd-work/

[4] https://goldenmargins.com/what-structures-do-lcd-panels-consist-of/

[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-liquid-crystal-display

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