Saturday, August 10, 2019

طريقة عمل شاشة عرض الكريستال LCD


من خلال المقال ده هنحاول نساعد الناس إنها تستوعب معانا طريقة عمل الشاشات.
طول الوقت بنسمع عن شاشة LCD أو LED وكمان دلوقتي بنسمع عن أنواع شاشات مختلفة  للتليفونات  زي OLED, AMOLED وممكن كمان تسمع عن SUPER AMOLED.
جميل إنك تشتري حاجة وإنت فاهم إيه مميزاتها وإيه عيوبها وحتى تبقى فاهم طريقة عملها عشان لو احتاجت أي نوع من  الصيانة في المستقبل.

 هنحاول نوضح بدون تفاصيل كيفية عمل الشاشة من نوع LCD وده هيقرب ليك بعد كده معرفة فكرة عمل الشاشات المختلفة.

عشان تعرف الشاشة بتشتغل ازاي لازم نفهم حاجتين مهمين الضوء والالوان الاساسية، خلينا نوضح يعني إيه المفاهيم دي

أولا : الضوء 
الضوء هو عبارة عن موجة كهربية متعامد عليها موجه مغناطيسية الصورة اللي جاية هتوضحلك الفكرة.
لو احنا عندنا شعاع ضوء بيتجه في مسار z هتلاقي على محور x ومحور y موجة كهربية باللون الازرق وموجة مغناطيسية متعامدة باللون الاحمر


ثانيا : الالوان الرئيسية 
جميع الالوان اللي بتسقط على عين الانسان متكونة من ثلاث ألوان رئيسية وهي الاحمر والاخضر والازرق. وأي لون ثاني فهو عبارة عن خليط من الالوان التلاتة، مثلا اللون الابيض هو مزيج من لون أحمر وأزرق وأخضر بشدة لون عالية في حين إن اللون الاسود هو مزيج من نفس الالوان لكن بشدة ألوان ضعيفة جدا 
كل لون تقريبا فيه ٢٥٥ درجه من شدة اللون، فاللون الاسود بياخد صفر شدة لون من كل الالوان الاساسية الثلاثة.


الثلاث ألوان لما بيتجمعوا جنب بعض بيطلق عليهم اسم بكسل، البكسلات بتبقى صغيرة جدا جدا ولاترى بالعين، وكل بكسل زي مابيتكون من ثلاث ألوان بيتكون كمان من ثلاثة ترانسيستور.
لو احنا مثلا عندنا شاشة دقتها ١٠٨٠ × ٧٦٠ بكسل، احنا كده نقدر نقول الشاشة دي تقدر تطلع كام لون وفيها كام ترانسيستور، حاصل ضرب ١٠٨٠ × ٧٦٠ × ٣ وبالتالي عدد الترانسيستورات وكمان عدد الالوان اللي شاشة زي دي تقدر تطلعه هو ٨٢٠ ألف لون و٨٢٠ ألف ترانسيستور.

الشركات دلوقتي بتتنافس على ابتكار أفكار جديدة لتحسين كفاءة شاشات LCD، فمثلا شركة سوني قدرت تخلي كل انش في الشاشة يحتوي على ٨٠٠ بكسل ودي حاجة تعرف ب ppi , شركة ابل وصلت إن الانش الواحد يحتوي على ٤٠٠ ppi بشاشة إسمها retina display إلاا إنها قررت تستغنى عنها وبدأت تستخدم شاشات سامسونج من نوع SUPER AMOLED.


بعد مافهمنا النقطتين الاساسين دول، هنبدء بقى نقول الشاشة LCD بتتكون من إيه. Liquid crystal display
الشاشة بتتكون داخليا من كذا طبقة. 
١.الطبقة الخلفية واللي بتتكون من عدد من لمبات الفلورسنت في حالة انها من نوع LCD، أما بخصوص شاشة من نوع LED الطبقة الخلفية بتتكون من ليد.

٢. طبقة المشتت ودي مهمتها إنها توزع الاضاءة بالتساوي على كل الشاشة.

٣. طبقة استقطاب الضوء ولان الضوء عبارة عن موجات كهربية متعامدة على موجات مغناطيسية ، ولان الضوء كمان  بيتحرك في جميع الاتجاهات، فدور المستقطب إنه ياخد موجة واحدة بس للضوء ويشتغل عليها.


الفلتر اللي في الصورة ده من النوع الافقي وفي الحالة دي الموجة الافقية بس هي اللي هتعدي والموجة الرأسية الفلتر هيمنعها، ولك أن تتخيل إننا إذا وضعنا بعد الفلتر الافقي فلتر رأسي فالموجة الافقية مش هتعدي وبالتالي الضوء لاينفذ  وده اللي بيحصل لما حضرتك تقفل الشاشة، إن اللمبة الفلورسنت اللي في الطبقة الخلفية شغالة لكن الضوء لايخرج بسبب الفلاتر.

٤.طبقة زجاج معاها عدد ترانسيستورات بعدد البكسيلات الموجودة في الفلتر واللي عددها بيصل إلى ملايين، وزي ماشرحنا إن البكسل الواحد فيه الثلاث ألوان الرئيسية الاحمر والاخضر والازرق يعني فيه ثلاثة ترانسيستور، الترانسيستور بيتحكم في الجهد اللي داخل جوا كل بكسل يعني لو احنا عايزين نطلع لون أصفر فتلاقي الترانيستور الخاص بالاحمر طلع جهد معين والترانسيستور الخاص بالاخضر طلع جهد معين والازرق كذلك عشان في الاخر يظهر اللون اللي احنا عايزينه.

٥. طبقة السائل البلورى Liquid crystal ودي اللي جاي منها LCD, السائل البلوري ليه خواص فيزيائية مختلفة عن السوائل، هو بين السائل والصلب في نفس الوقت، كل ما تأثر بجهد على الجزيئات بتتحرك بشكل معين، مهمة السائل البلوري إنه يعمل انحراف للضوء بزواية ٩٠ درجة، افتكر إن الشاشة فيها نوعين من الفلاتر واحد أفقي وواحد رأسي. فاذا الضوء خارج من فلتر الاستقطاب الافقي بيعدي على جزيئات السائل البلوري عشان ينحرف الضوء بزاوية ٩٠ درجة ويقدر يخرج من فلتر الاستقطاب الرأسي.

٦.لوح زجاجي اخر عشان يستخدم لتطبيق فرق الجهد بين فلتر الاستقطاب الافقي والرأسي

٧. طبقة استقطاب ضوء رأسي ودي زي الطبقة المذكورة في نقطة رقم ٣ ورقم ٥ بس بشكل رأسي.


. وبكده حضرتك الصورة بتوصلك.
فكرة عمل LCD هي نفسها LED الاختلاف فقط إن الطبقة الخلفية بتكون مكونة من ليد بدلا من لمبات الفلوروسنت.

شاشات LCD استهلاكها للطاقة قليل لكن عمرها أطول من الشاشات OLED  أو AMOLED أو SUPERAMOLED
إلا إن أهم عيوبها إن درجة نقاء الالوان أقل بكتير، كمان لو تليفونك اتعرض للشمس ماتقدرش تشوف الشاشة بشكل كويس، وحضرتك تقدر تميزه ده لما تصلح شاشة تليفونك وتجيب شاشة من وسط البلد وتلاقي نفسك مش شايف حاجة من الشمس.

فيديو يوضح مكونات الشاشة وطريقة عملها.



0 comments

Post a Comment