ما هى تقنية شاشات LED

بدأت تقنية شاشات الديود المضيء LED (يستخدم البعض عبارة الدايود الباعث للضوء) وهي اختصار عبارة light-emitting diode ، تنتشر في منتجات كثيرة مثل التلفزيونات وشاشات الكمبيوتر، فما هي هذه التقنية وكيف يمكنك تقييم جودة المنتجات التي تحملها؟ وهل تستحق الزيادة الكبيرة في أسعار هذه المنتجات نظرا لوجود هذه التقنية فيها؟

ما هو الديود diode ؟
يعد الديود أصغر أنواع أشباه الموصلات وبدلا من التحكم بتدفق الإلكترونات كما هو حال الترانزستور، يتولى الديود تمرير الكهرباء باتجاه واحد ويحجب مرورها بالاتجاه الآخر. يصنع الديود من أشباه الموصلات مثل عنصر أرسنايد الغاليوم ونترات غاليوم مع مواد أخرى.


لا تعتبر تقنية LED تقنية جديدة فهي متوفرة بأشكال أخرى منذ سنوات بعيدة، أي ستينيات القرن الماضي تحديدا، وقد عرفناها في تلك المؤشرات الضوئية الصغيرة في مختلف أنواع الأجهزة لتقدم لنا معلومات عن حال عمل أجهزة كثيرة.

لكن هذه التقنية شقت طريقها مؤخرا إلى شاشات التلفزيون والكاميرات والكمبيوترات الدفترية. إذ أن بعضها يعمل مئات الآلاف من الساعات دون أعطال فضلا عن كفاءتها في توفير استهلاك الطاقة.

لابد في البداية من توضيح أمر هام وهو أن عبارات مثل تلفزيونات LED TV وشاشات الكمبيوتر LED هي بالأساس شاشات الكريستال السائل LCD،
ولكن تقنية الديود المضيء تستخدم فيها لتعزيز السطوع وتقديم إضاءة خلفية فيها.

وتضاء شاشات الكريستال السائل الاعتيادية بضوء فلورسانت وينتج عن ذلك ضعف في دقة الشاشة عند عرض اللون الأسود والألوان القاتمة عامة لأن ضوء فلوريسانت يبقى مضاء طوال الوقت ليسطع في مناطق قاتمة.

وينتج عن ذلك صورا أقل حدة مما تقدمها شاشات البلازما، كنا يتقيد طيف البلازما الضيق بالألوان المحدودة التي يمكنه إنارتها.

ويجري تحسين جودة شاشات الكريستال السائل باستخدام مجموعة من مصابيح الديود المضيء لتعزيز الصورة. وهناك طريقتين لإنجاز ذلك في هذه الشاشات، وتسمى الشاشات التي تعتمد على الطريقة الأولى back-lit LCD أي التي تعتمد على وضع الديود في الخلف أي ذات الإضاءة الخلفية back-lit LCD، حيث تتوضع خلف كامل الشاشة وتلك ذات الإضاءة الجانبية edge-lit LCD، وتتوضع فيها الديود حول حواف الشاشة فقط لتكتسب ميزة النحافة الفائقة وتنخفض كلفتها نظرا للعدد القليل من مصابيح الديود فيها.

ومن عيوب شاشات الإضاءة الخلفية أن الكلفة العالية تمنع التحكم بكل ديود على حدة بل يتم التحكم بمجموعات منها معا، وعند إطفاء مجموعة منها قد تصبح منطقة كاملة قاتمة تماما رغم أن أجزاء من الصورة تستدعي تدرجا في الظلال القاتمة، أو عند إنارة مجموعة منها قد تسطع مناطق يفترض أن تبقى عاتمة وفقا للصورة. أما الشاشات التي تسمى كاملة True LED فسعرها يأتي مرتفعا لأنها تستخدم مصباح ديود لكل بكسل على حدة ويالتالي يتم التحكم بكل بكسل بصورة مرنة ويستقل عما يجاوره حسب الحاجة. وتصلح هذه الشاشات للأجواء الخارجية لكنها باهظة الثمن.

أو الديود المضيء بالتقنية الجديدة كليا، فقد بدأت طرح بعض منتجاتها الأولية قبل سنتين باسم الإضاءة الخلفية LED backlight LCD monitors مثل بعض طرز أسوس إي بي سي وأجهزة ماك بوك، وكان أهم دافع لاعتمادها هو توفير الطاقة في الأجهزة المحمولة لزيادة عمر البطارية.

بدأت ديل تقدم شاشات تعمل بتقنية LED بقياس 24 بوصة وهناك نفس القياس من شركة أبل باسم LED Cinema Display الذي يضم منفذا من نوع miniDisplayPort لأجهزة ماكنتوش ولا تعمل في الكمبيوتر دون وجود ذلك المنفذ فيه. وفي حال أردت شراء شاشة بقياس 30 إنش من هذا النوع مثل طراز ديل Dell 3007WFP، أو إتش بي HP LP3065، فعليك بضمان توفر بطاقة فيديو متوافقة من المنفذ الرقمي الثنائي dual-link DVI، لأن المنفذ الآحادي العادي يدعم دقة تصل إلى 1920x1440 بكسل فقط بينما تقدم الشاشة بقياس 30 إنش دقة من 2560x1600

ما الذي تقدمه تقنية الإضاءة الخلفية LED-backlit في الشاشات؟

ستحصل على سطوع تام دون انتظار بمجرد تشغيل هذه الشاشات اللامعة وهو ما يميز هذه التقنية، فالشاشات العادية تستغرق وقتا طويلا حتى تصل إلى أقصى درجات السطوع فيها عقب تشغيلها. كما أن هذه التقنية تقلص استهلاك الطاقة بمعدلات جيدة إلى جانب الحجم الصغير والسماكة القليلة التي تشغلها مقارنة مع التقنيات الأخرى.

أما في أجهزة التلفزيون فستجد أن معدل التباين يصل إلى خمس ملايين مقابل واحد باستجابة 1 ميلي ثانية.

وتتواصل التحسينات التي تطورها الشركات على هذه التقنية. ومثلا طورت سوني في بعض شاشاتها ما تسميه ديود المصفوفة الكاملة full-array LED، أو تطلق عليها عبارة Triluminos والتي تستخدم ديودات منفصلة بألوان الأزرق والأخضر والأحمر، لتزيد من طيف الألوان التي تعرضها الشاشة وتتفوق على شاشات تعتمد لون الديود الأبيض فقط.

ومن الغريب أن تطالب بعض شركات تصنيع التلفزيون وشاشات الكمبيوتر سعرا أعلى للأجهزة التي تدمج تقنية الديود المضيء رغم أن ذات التقنية موجودة في أجهزة رخيصة جدا مثل الهواتف الجوالة والكمبيوترات الدفترية الصغيرة. لكن بعض هذه الشركات تشير إلى كلفة الشاشات الكبيرة أعلى بكثير بسبب ندرة الشركات المصنعة لمجموعات الديود المضيء.

وسواء كان الحديث عن شاشة كمبيوتر أو جهاز تلفزيون فإن جودة الصور التي تقدمه مجموعة الديود المضيء للإنارة بالكامل full-array LED/LCD تبرز التفاصيل الدقيقة في الصور بدلا من الخيالات الضبابية في الأجهزة العادية.

تلفزيونات الديود المضيء LED TV

تستبدل هذه الأجهزة لإنارة الكريستال السائل تقنية مصباح فلورسانت بارد cold cathode fluorescent lamps ) CCFL)، لتعتمد على الديود المضيء. وهناك نوعين من أشكال الديود المضيء، فإما أن يكون من النوع الديناميكي Dynamic RGB LED، حيث تتوضع الديودات المضيئة خلف لوح الكريستال السائل، أو يكون من محيط الحافة Edge-LED أي حول إطار شاشة الكريستال السائل مع لوحة لتوزيع الضوء بالتساوي خلف الشاشة. تقدم الطريقة الأولى سطوعا أعلى مع تباين أكبر يقدم مزايا اللون الأسود الأكثر قتامة فضلا عن توفير أقل في استهلاك الكهرباء معدل 40% مقارنة مع تقنية الكريستال السائل الاعتيادية.

زاوية المشاهدة

تعاني تلفزيونات الكريستال السائل من عيب معروف وهو زاوية المشاهدة حيث تتراجع حدة التباين عند النظر إليها من زاوية تزيد عن 30 درجة بعيدا عن الوسط، لكن تقنية الديود المضيء تعيد الأمور إلى نصابها لتصحح هذا الخلل وتصبح تلفزيونات الكريستال السائل مجددا متساوية مع شاشات البلازما في زاوية المشاهدة. وإذا كنت تعيش وحيدا ولديك حامل جداري متحرك للتلفزيون فلن تهمك هذه الناحية كثيرا. لكن عيب تقنية الديود المضيء يكمن في قياس الشاشة الصغير نسبيا بسبب كلفة التصنيع التي تزيد عن شاشات الكريستال السائل العادية. وتزعم معظم شركات التلفزيون أن تقنية الديود المضيء تدوم طويلا ويصل عمرها إلى 100 ألف ساعة تشغيل.