أصبحت شاشات LCD جزءًا لا يتجزأ من حياتنا اليومية، حيث تعمل تلك الشاشات على تشغيل مجموعة واسعة من الأجهزة بداية من الهواتف الذكية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة إلى أجهزة التلفزيون ولوحات التحكم الصناعية. وتعود شعبيتها إلى تنوعها وكفاءتها وقدرتها على تقديم صور حادة وواضحة. وفي هذه المقالة نقدم لك دليلاً شاملاً للتعرف على شاشات LCD، وتقنيتها وأنواعها وتطبيقاتها.
ما المقصود بشاشة LCD؟
شاشات LCD هي تقنية عرض مسطحة شائعة الاستخدام في العديد من أجهزة التلفاز وشاشات الكمبيوتر والهواتف الذكية والأجهزة اللوحية. وفيما يلي مكونات وتركيب شاشة LCD:
بنية البكسل
تتكون شاشة LCD من ملايين الكتل الصغيرة التي تسمى البكسل (عناصر الصورة). يعمل كل بكسل كضوء أحمر أو أزرق أو أخضر منفصل يمكن تشغيله أو إيقاف تشغيله بسرعة لإنشاء صورة ملونة متحركة.
البلورات السائلة
البلورات السائلة هي حالة فريدة من المادة تقع بين المادة الصلبة والسائلة. وعلى عكس السوائل العادية، تتمتع البلورات السائلة ببنية أكثر انتظامًا تمكنها من تغيير اتجاهها عند تعرضها لحقل كهربائي.
الضوء المستقطب
ينتقل الضوء في موجات، وله اتجاه محدد يسمى الاستقطاب. يمكن اعتبار الضوء المستقطب موجات تهتز في اتجاه معين بحيث تستخدمها شاشات LCD الضوء لإنشاء الصور.
كيف تعمل شاشات LCD؟
تتكون شاشات LCD من طبقتين عبارة عن مادة مستقطبة مع طبقة من البلورات السائلة بينهما.
– عند تطبيق مجال كهربائي، تلتوي البلورات السائلة وتغير استقطاب الضوء الذي يمر من خلالها.
– من خلال التحكم في اتجاه البلورات السائلة لكل بكسل، يمكن للشاشة السماح للضوء أو حجبه بشكل انتقائي، مما يؤدي إلى إنشاء الصورة المطلوبة.
إنشاء وعرض الألوان
لإنتاج اللون، تستخدم شاشات LCD مجموعة من البكسلات الفرعية الحمراء والزرقاء والخضراء بحيث يمكن التحكم في كل بكسل فرعي بشكل مستقل لإنشاء شاشة ملونة بالكامل.
بعض المصطلحات الرئيسية الخاصة بشاشات LCD
معدل التحديث
يشير معدل التحديث لشاشات LCD إلى عدد المرات التي يتم فيها تحديث الصورة على الشاشة في الثانية. على سبيل المثال، يعني معدل التحديث 60 هرتزًا أن الشاشة يتم تحديثها 60 مرة في الثانية. يؤدي معدل التحديث الأعلى إلى صورة أكثر سلاسة، وهو أمر مفيد بشكل خاص للألعاب وتقليل ضبابية الحركة. إذا كنت تستخدم نظام التشغيل Windows، فيمكنك ضبط معدل التحديث في إعدادات العرض. تدعم بعض الشاشات أيضًا معدل التحديث الديناميكي (DRR)، الذي يضبط المعدل تلقائيًا بناءً على نشاطك، ويوازن بين السلاسة وعمر البطارية. وده
الدقة
تشير دقة شاشات LCD إلى عدد وحدات البكسل المميزة التي يمكنها عرضها. وعادةً ما يتم التعبير عنها بالعرض × الارتفاع بالبكسل. على سبيل المثال، تبلغ دقة (Full HD 1920 × 1080، مما يعني أنها تحتوي على 1920 بكسل أفقيًا و1080 بكسل رأسيًا. وضع في اعتبارك أن “دقة” الشاشة تختلف بناءً على حجم الشاشة، حيث تبدو دقة Full HD على شاشة مقاس 15 بوصة مختلفة عن نفس الدقة على شاشة مقاس 27 بوصة.
نسبة العرض إلى الارتفاع
هي نسبة العرض إلى الارتفاع الخاص بشاشات LCD. وتشمل النسب الشائعة ما يلي:
نسبة 4:3: تعتبر هذه النسبة التقليدية لشاشات CRT، والتي نادرًا ما تُستخدم الآن.
نسبة 16:9: تعد النسبة الحديثة المعتمدة في شاشات LCD HD وFull HD و4K.
نسبة التباين
تشير نسبة التباين في شاشات LCD إلى الفرق بين الحد الأدنى للسطوع والحد الأقصى للسطوع. وعندما يتم التعبير عنها كنسبة (على سبيل المثال، 1000:1)، فهذا يعني أن الصورة البيضاء ستكون أكثر سطوعًا بمقدار 1000 مرة من الصورة السوداء على تلك الشاشة. وعادةً ما تؤدي نسبة التباين الأعلى إلى ظهور ألوان سوداء أعمق ومشاهد أكثر واقعية، مما يتجنب المظهر الباهت. على سبيل المثال، تتميز شاشات OLED بنسبة تباين لا نهائية لأن وحدات البكسل ذاتية الإضاءة الخاصة بها يمكن أن تنطفئ تمامًا، مما يحقق اللون الأسود المثالي.
زمن الاستجابة
يشير مصطلح زمن الاستجابة إلى الوقت الذي تستغرقه شاشات LCD للانتقال من لون إلى آخر. وعادةً ما يتم قياس هذا الوقت بالمللي ثانية (ms) عند الانتقال من الأسود إلى الأبيض والعكس. تتمتع معظم شاشات LCD بوقت استجابة أقل من عشرة مللي ثانية (10 مللي ثانية)، وبعضها أسرع من مللي ثانية.
بالنسبة للمهام اليومية مثل تصفح الويب أو كتابة رسائل البريد الإلكتروني أو تحرير الصور، فإن وقت الاستجابة يكون لا يكون بتلك أهمية عادةً. ولكن، بالنسبة لمحبي الألعاب فالأمر مختلف حيث تتميز الشاشات المخصصة للألعاب بأوقات استجابة تتراوح بين 1 و5 مللي ثانية، مما يضمن حركة أكثر سلاسة وتقليل التشويش أثناء اللعب السريع.
أنواع شاشات LCD
TN (Twisted Nematic)
تتكون هذه التقنية من بلورات سائلة نيماتية محصورة بين لوحين من الزجاج. عند تطبيق الطاقة على الأقطاب الكهربائية، تلتف البلورات السائلة بزاوية 90 درجة. تعد شاشات LCD TN (Twisted Nematic) أكثر أنواع شاشات LCD شيوعًا. فهي توفر صورًا ملونة بالكامل وزوايا مشاهدة معتدلة.
تحافظ شاشات LCD TN على قاعدة مستخدمين مخصصة على الرغم من تزايد شعبية أنواع الشاشات الأخرى بسبب بعض الميزات الرئيسية الفريدة التي توفرها شاشات TN. وفيما يلي خصائص شاشات LCD بتقنية TN
- تعد الأكثر فعالية من حيث التكلفة مقارنة بأنواع شاشات LCD الأخرى.
- تتمتع بأعلى معدلات التحديث وأوقات الاستجابة.
- تمتلك زوايا مشاهدة محدودة تتراوح بين 45 و65 درجة فقط.
- لا تتمتع بالقدر الكافي من السطوع للعرض في الهواء الطلق أو في ضوء الشمس المباشر.
- ذات استهلاك منخفض للطاقة بسبب استخدام المجالات الكهربائية بدلًا من التيار الكهربائي.
VA (Vertical Alignment)
تعد شاشات VA الأفضل للتطبيقات التي تحتاج إلى المشاهدة من زوايا متعددة، مثل اللافتات الرقمية في بيئة تجارية. وفيما يلي خصائص شاشات LCD بتقنية VA
- تعد من أفضل أنواع الشاشات من حيث التباين وعمق الصورة حيث توفر ألوانًا غنية وتفاصيل دقيقة.
- جيدة للعرض في الغرف خافتة الإضاءة والسينمات.
- توفر شاشات زوايا مشاهدة أوسع من شاشات LCD من نوع TN.
- تعد أبطأ أنواع الشاشات من حيث زمن الاستجابة وبالتالي لا تناسب شاشات الألعاب.
- مناسبة للاستخدام العام والتطبيقات المهنية.
IPS (In-Plane Switching)
تعمل تقنية IPS على تحسين جودة الصورة من خلال التأثير على البلورات السائلة داخل شاشة العرض. عند تطبيق الجهد، تدور البلورات بشكل متوازي بدلاً من الدوران بشكل مستقيم للسماح للضوء بالمرور مما يؤدي إلى العديد من التحسينات المهمة في جودة الصورة لهذه الشاشات.
بالمقارنة مع شاشات TN تتفوق شاشات IPS في التباين والسطوع وزوايا المشاهدة وتمثيل الألوان حيث تحتفظ الصور على الشاشة بجودتها دون أن تصبح باهتة أو مشوهة، بغض النظر عن الزاوية التي يتم مشاهدتها منها، وهذا بدوره يؤدي إلى المرونة في عرض المحتوى على الشاشة من أي مكان بدلاً من الاضطرار إلى النظر إلى الشاشة من موضع أمامي مركزي.
ولكن من ناحية أخرى، تمتلك شاشات IPS معدل تحديث أقل من شاشات TN. وبما أن الوقت الذي تستغرقه وحدات البكسل للانتقال من حالة الخمول إلى النشاط يقاس بالمللي ثانية، فلن تتم ملاحظة الفارق في معدلات التحديث.
تطبيقات واستخدامات شاشات LCD
تستخدم شاشات (LCD) في مجموعة واسعة من التطبيقات بسبب تقنيتها الدقيقة ومتعددة الاستخدامات. وفيما يلي بعض استخدامات شاشات LCD الشائعة:
الالكترونيات الاستهلاكية
تُستخدم شاشات LCD على نطاق واسع في أجهزة التلفاز وشاشات الحاسوب والحواسيب المحمولة والأجهزة اللوحية والهواتف الذكية وأجهزة الألعاب. حيث توفر شاشات LCD صورًا عالية الجودة، مما يسمح للمستخدمين بالاستمتاع بالأفلام ومقاطع الفيديو والألعاب ومحتوى الوسائط المتعددة بوضوح استثنائي.
الأجهزة المحمولة
تعمل شاشات LCD كشاشات لوحدات التحكم في الألعاب المحمولة باليد.
كما تعمل أيضًا كمحاكيات عرض للكاميرات الرقمية وكاميرات الفيديو، مما يساعد المستخدمين على تأطير لقطاتهم.
أنظمة عرض الفيديو
تستخدم شاشات LCD في أجهزة عرض الفيديو للعروض التقديمية ودور العرض المنزلية وشاشات العرض الكبيرة، حيث تستخدم هذه الأجهزة ثلاث لوحات LCD منفصلة (حمراء وخضراء وزرقاء) لإنشاء صور ملونة بالكامل.
لوحات الإعلانات واللافتات الإلكترونية
تعتمد لوحات الإعلانات الإلكترونية الخارجية والداخلية على شاشات LCD لعرض الإعلانات والرسائل الديناميكية. كما تُستخدم كذلك في اللافتات المتنوعة، من المطارات إلى مراكز التسوق.
شاشات السيارات
تُستخدم شاشات LCD في لوحات العدادات وأنظمة المعلومات الخاصة بالسائق وأنظمة الترفيه في المقاعد الخلفية، حيث إن متانتها وقابليتها للقراءة في ظل ظروف الإضاءة المختلفة تجعلها مثالية للاستخدام في المركبات.
مميزات شاشات LCD
تمتلك شاشات (LCD) العديد من المزايا التي تجعلها شائعة في تطبيقات مختلفة. مثل:
كفاءة الطاقة
تستهلك شاشات LCD طاقة أقل من الأجهزة غير المزودة بشاشات LCD. وبالمقارنة بشاشات أنبوب أشعة الكاثود (CRT)، تستخدم شاشات LCD طاقة أقل بنحو 25%.
عمر افتراضي طويل
تتمتع شاشات LCD بعمر افتراضي أطول من أجهزة العرض الأخرى. فقد تستمر شاشة LCD بالعمل حتى 60000 ساعة بنفس الكفاءة والجودة، وهو ما يعني 20 عامًا أو أكثر من الاستخدام، حسب تكرار الاستخدام.
الإضاءة الخلفية LED
تستخدم شاشات LCD الإضاءة الخلفية LED، وهي فعالة في استخدام الطاقة. تضيء مصابيح LED الموضوعة خلف شاشة LCD وحدات البكسل السائلة، مما يوفر سطوعًا ثابتًا.
لا يوجد احتراق للشاشة
على عكس وحدات البكسل القائمة على الفوسفور في شاشات CRT التقليدية، تستخدم شاشات LCD مادة عضوية لوحدات البكسل الخاصة بها. ونتيجة لذلك، لا تعاني من احتراق الشاشة، مما يسمح بعرض الصور الثابتة دون الخوف من التلف الدائم.
تصميمات صغيرة ومنخفضة الارتفاع
تأتي شاشات LCD بأشكال وأحجام مختلفة مما يجعلها مناسبة للاستخدام مع الهواتف الذكية والأجهزة اللوحية نظرًا لتصميمها النحيف وخفيف الوزن، وهو أمر غير ممكن مع تقنيات العرض القديمة.
وفي الختام، ومع استمرار تطور التكنولوجيا، تظل شاشات LCD خيارًا موثوقًا ومتعدد الاستخدامات وذلك بفضل التطورات التي تخضع لها باستمرار لضمان حصول المستخدمين على أفضل تجربة دائمًا، فقد أصبحت موجودة حولنا في كل شيء إلكتروني تقريبًا. إذن، هل تحتاج إلى شاشات LCD في مشروعك القادم؟ إذا كانت إجابتك نعم، فاطلع على مجموعتنا من شاشات LCD المتميزة في مايكرو.
