درس ۳۵: اجزای تشکیل‌دهنده صفحات نمایشگرهای LCD و LED

صفحات نمایشگر LCD و LED از اجزای مختلفی تشکیل شده‌اند که به‌صورت هماهنگ برای نمایش تصاویر با کیفیت بالا کار می‌کنند. این اجزا در کنار هم باعث تولید تصاویر شفاف، رنگ‌های زنده و مصرف بهینه انرژی می‌شوند. در این درس، به بررسی دقیق اجزای تشکیل‌دهنده این نمایشگرها و نحوه عملکرد آن‌ها می‌پردازیم.

---

1. اجزای اصلی صفحات نمایشگر LCD

1.1. لایه کریستال مایع (Liquid Crystal Layer)

• نقش: کنترل میزان عبور نور با تغییر میدان الکتریکی.
• ویژگی‌ها: ماده‌ای که ترکیبی از ویژگی‌های جامد و مایع است و می‌تواند نور را با دقت بالایی کنترل کند.

1.2. بک‌لایت (Backlight Unit)

• نقش: تأمین نور پس‌زمینه برای عبور از لایه‌های مختلف نمایشگر.
• انواع: در LCD معمولاً از لامپ‌های فلورسنت استفاده می‌شود.

1.3. فیلترهای رنگی (Color Filters)

• نقش: تبدیل نور سفید به رنگ‌های قرمز، سبز و آبی (RGB) برای ایجاد تصاویر رنگی.
• ویژگی‌ها: هر پیکسل از سه زیرپیکسل تشکیل شده است که هر یک از آن‌ها یکی از رنگ‌های اصلی را نشان می‌دهند.

1.4. پلاریزه‌کننده‌ها (Polarizers)

• نقش: تنظیم جهت نور و کنترل شدت آن.
• ویژگی‌ها: دو لایه پلاریزه‌کننده (یکی در ورودی و دیگری در خروجی) نور را با زاویه‌های خاص عبور می‌دهند.

1.5. ترانزیستورهای TFT (Thin Film Transistor)

• نقش: کنترل روشنایی هر پیکسل به‌صورت مجزا.
• ویژگی‌ها: نوعی مدار مجتمع است که برای افزایش دقت تصاویر به کار می‌رود.

---

2. اجزای اصلی صفحات نمایشگر LED

نمایشگرهای LED از همان ساختار پایه LCD استفاده می‌کنند، اما تفاوت اصلی آن‌ها در نحوه تأمین نور پس‌زمینه است.

2.1. دیودهای نورافشان (LEDs)

• نقش: تولید نور پس‌زمینه با بازدهی بالا.
• ویژگی‌ها: در LED به جای لامپ‌های فلورسنت، دیودهای نوری استفاده می‌شود که مصرف انرژی کمتری دارند و کنتراست بالاتری ارائه می‌دهند.

2.2. لایه هدایت نور (Light Guide Plate)

• نقش: هدایت نور تولیدشده توسط LEDها به‌طور یکنواخت به سطح نمایشگر.

2.3. لایه دیفیوزر (Diffuser Layer)

• نقش: پراکندگی نور برای یکنواخت‌سازی روشنایی در تمام نقاط نمایشگر.

2.4. رفلکتور (Reflector)

• نقش: بازتاب نور به سمت لایه دیفیوزر برای جلوگیری از هدررفت انرژی نوری.

---

3. نحوه عملکرد اجزا در تولید تصویر

1. تولید نور پس‌زمینه: نور از بک‌لایت (در LCD) یا دیودهای LED (در LED) تولید می‌شود.
2. عبور نور از لایه کریستال مایع: کریستال مایع با تغییر میدان الکتریکی، میزان عبور نور را کنترل می‌کند.
3. تغییر رنگ توسط فیلترهای رنگی: نور عبوری به رنگ‌های قرمز، سبز و آبی تقسیم می‌شود.
4. ایجاد تصویر نهایی: ترکیب سه زیرپیکسل در هر پیکسل، تصویر کامل را نمایش می‌دهد.

---

4. مقایسه اجزای LCD و LED و تلویزیون

ویژگی	LCD	LED
منبع نور پس‌زمینه	لامپ فلورسنت	دیودهای نوری
کیفیت روشنایی	یکنواخت اما کمتر	روشنایی بیشتر و دقیق‌تر
کنتراست	محدود	بالا
مصرف انرژی	بیشتر	کمتر
قیمت	ارزان‌تر	گران‌تر

---

5. مزایا و معایب هر فناوری

مزایای LCD

• قیمت مناسب.
• مصرف انرژی کمتر نسبت به CRT.
• مناسب برای کاربردهای خانگی و اداری.

معایب LCD

• کنتراست پایین‌تر.
• محدودیت در زاویه دید.

مزایای LED

• کیفیت تصویر بهتر با کنتراست بالا.
• مصرف انرژی کمتر.
• عمر طولانی‌تر.

معایب LED

• هزینه اولیه بالاتر.