در مقاله قبل یک بررسی اجمالی در مورد نمایشگرهای LCD داشتیم. در ادامه مقاله پیشین، امروز به بیان مزایا و معایب نمایشگرهای LCD و همچنین مقایسه تکنولوژی ساخت LCD با دیگر تکنولوژیهای ایجاد و نمایش تصویر خواهیم پرداخت.
در ابتدا مروری بر انواع تکنولوژی های یاد شده در بالا خواهیم داشت.
تکنولوژی CRT
اولین نسل نمایشگر‌هایی که به صورت تجاری مورد استفاده قرار گرفتند، نمایشگرهای CRT نام داشتند. CRT مخفف: Cathode Ray Tube بود که از لوله پرتو کاتدی برای آشکارسازی تصاویر استفاده می‌کرد؛ مانند تلویزیون‌ها و مانیتورهای قدیمی که امروزه تقریباً منسوخ شده اند.
یک مانیتور CRT قدیمی از یک لوله به شکل WH استفاده می کند که شبیه یک بطری شیشه ای بزرگ است.
سه تفنگ الکترونی در سمت باریک آن قرار دارند که الکترون ها را به سمت صفحه بزرگ مسطحی که در برابر تماشاگر قرار دارد شلیک می کنند. (شکل زیر)
داخل صفحه ای که ما به آن نگاه می کنیم بوسیله لایه نازکی از فسفر به صورت نقطه ای پوشانده شده است؛ آنها در گروههای 3 تایی مرتب شده اند: یک قرمز ،یک سبز و یک نقطه فسفری آبی. (به این گروه سه تایی یک پیکسل می گویند)
این نقاط زمانی روشن می شوند که بوسیله الکترونها از طرف تفنگ الکترونی به آنها ضربه وارد می شود. هر کدام از این تک نقطه ها بوسیله یک پرتو الکترون ضربه می خورند؛ و هر چه پرتو الکترون قویتر باشد نقاط نورانی تر می شوند.
آنها شروع به سیاه شدن می کنند اما زمانی که اشعه به تمام قدرت خود رسید نقاط به رنگ قرمز سبز و آبی در می آیند. اشعه الکترونی بوسیله یک میدان مغناطیسی هدایت می شود، که به اشعه انحنا می دهد؛ بنابراین آنها دقیقاً به نقطه مطلوب اصابت می کنند. میدان مغناطیسی مورد نظر توسط یک مجموعه سیم پیچ به نام یوک (Yoke) تولید می شود.
نحوه ایجاد تصویر در نمایشگرهای CRT
اشعه های الکترون به سرعت صفحه نمایش را جاروب می کنند. هر کدام از سه تفنگ الکترونی باید بدون وقفه تک نقطه های (هر یک از نقطه های رنگی به تنهایی) مقصد را از چپ به راست و خط به خط از بالا به پایین اسکن کنند و این کار را معمولاً 70 تا 85 بار در ثانیه انجام می دهند.
شدت اشعه هر تفنگ الکترونی برای هر تک نقطه می تواند تنظیم شود تا رنگ نهایی را ایجاد کند. یک صفحه معمولی یک مانیتور CRT می تواند 480000 پیکسل که به آن تصویر 600*800 می گویند را تولید کند.
در هر خط افقی 800 نقطه وجود دارد و 600 خط از بالا تا پایین صفحه مانیتور CRT وجود دارند که مجموعاً 480000 پیکسل می شود.
تکنولوژی LED
LED مخفف Light Emitting Diods است که برای نوردهی از چراغ های LED استفاده می‌کنند.
شیوه تولید نور در LED به این صورت است که الکترون ها فضا های خالی انرژی را پر می‌کنند و حین جابه‌جایی بین تراز‌های انرژی، انرژی را به صورت فوتون آزاد می‌کنند. رنگ نور تولید شده از هر یک از چراغ‌های LED به میزان انرژی فوتون آزاد شده بستگی دارد.
صفحات LED به جای لامپ های فلورسنت کاتدی سرد که در صفحات LCD از آن ها استفاده می شود، از نور پس زمینه دیود ساطع کننده نوری استفاده می کنند.
پس از به کار بردن لایه TFT در LCD ها، تقریباً در همه‌ی انواع نمایشگرها از این لایه استفاده شد؛ و LED هم از این قاعده مستثنا نیستند.
از ویژگی‌های نمایشگرهای LED می‌توان به کیفیت تصویر بهتر نسبت به LCD، کنتراست دینامیک، باریک بودن، طیف رنگی گسترده به دلیل استفاده از چراغ های LED، آلودگی زیست محیطی کمتر و طول عمر بیشتر نسبت به LCD اشاره کرد. البته LED ها گرانتر از LCD هستند.
تکنولوژی OLED
یکی از انواع LED، نمایشگر OLED مخفف Organic compounds LED است. البته تفاوت‌هایی دارند، اما اساس کار آن ها یکسان است.
در نمایشگرهای OLED از یک لایه ترکیبات آلی (ترکیبات هیدروکربن دار) استفاده می‌شود و بر خلاف LCD و LED که به نور پس زمینه احتیاج دارند، OLED به این نور نیاز ندارد؛! چرا که هر پیکسل خودش به طور مستقل نور تولید می‌کند. یکی از مزیت‌های OLED این است که رنگ مشکی حقیقی را نشان می‌دهد.
در نمایشگرهای LCD و LED ، یک نور پس زمینه کلی از پشت به همه‌ی پیکسل‌ها تابیده می‌شود و پیکس‌ها رنگ تولیدی خود را روی آن رنگ پس زمینه قرار می‌دهند. وقتی قرار است رنگ مشکی در این نمایشگرها نشان داده شود، علاوه بر نور پس زمینه، پیکسل ها رنگ مشکی را هم تولید می‌کنند و وقتی این دو نور با هم ترکیب می‌شوند، رنگی نزدیک به مشکی تولید می‌شود؛ به همین دلیل است که در LCD و LED هیچ وقت رنگ مشکی، خالص نیست؛ اما در OLED به هنگام نمایش رنگ مشکی، پیکسل‌ها به طور هوشمند خاموش می‌شوند تا اینگونه علاوه بر نمایش رنگ مشکی حقیقی و خالص، مصرف انرژی هم تا حد زیادی کاهش پیدا کند.
برآورد شده که در آینده ساخت نمایشگرهای OLED کم هزینه تر خواهد بود و جایگزین LCD و LED خواهند شد.
وزن کم، انعطاف پذیری، باریک بودن، زاویه دید بالا، روشنایی زیاد، مصرف انرژی کم و سرعت پاسخگویی سریع از ویژگی‌های OLED ها است.
مزایا و معایب نمایشگرهای LCD
در ادامه بررسی مزایا و معایب نمایشگرهای LCD ابتدا به بیان مزایا می پردازیم:
مزایای استفاده از LCD
- بسیار فشرده و سبک
- مصرف انرژی کمتر
- عدم اعوجاج هندسی
- امکان داشتن پرش کمتر یا نداشتن پرش بدلیل وجود تکنولوژی backlight
- تصاویر واضح بدون لکه در رزلوشن اصلی
- ساطع کردن تابش الکترومغناطیسی کمتر در مقایسه با CRT
- بدون مشکل سوختن تصویر
- امکان ساخت در هر اندازه و شکل
- نبود محدودیت رزلوشن از نظر تئوری
- اثر ماسکینگ
- امکان نمایش از اطلاعات از طریق DVI و HDMI بدون نیاز به تبدیل به آنالوگ
- امکان ساختن در ابعاد بزرگ، سبک و هزینه کمتر
- بسیار نازک تر در مقایسه با CRT
- معمولا هیچ پرشی در Refresh-Rate وجود ندارد.
- بسیاری از مانیتورهای LCD از طریق یک منبع خارجی 12 ولت تغذیه می شوند که باعث می شود این نمایشگر ها را با کابل مناسب بتوان به خروجی کامپیوترها متصل کرد.
و اما معایب استفاده از نمایشگرهای LCD به شرح ذیل می باشد:
معایب استفاده از LCD
- زاویه دید محدود، باعث می شود که رنگ، اشباع و روشنایی و کنتراست در زوایای دید مختلف، متفاوت باشند.
- روشنایی پس زمینه ناهموار که باعث اعوجاج روشنایی می شود به خصوص در گوشه ها.
- بدلیل زمان پاسخ زیاد، دچار لکه و اثر روح بر روی صفحه نمایش در هنگام نمایش اجسام متحرک می شوند. (زمان پاسخ بزرگتر از 8 میلی ثانیه)
- در سال 2012، بیشتر نورهای پس زمینه استفاده شده در LCD ها از PWM برای تیره کردن نمایشگر استفاده می کنند که باعث پرش واقعی بیشتری از CRT در نرخ رفرش 85 هرتز می شود. متاسفانه بیشتر مردم نمی دانند که درد چشم هایشان در نتیجه اثر نامرئی PWM می باشد.
- فقط یک رزلوشن اصلی را می توانند دارا باشند. نمایش رزلوشن های دیگر باعث مشکلات تاری و عدم وضوح می شود.
- عمق تصویر ثابت
- تاخیر ورودی
- وجود پیکسل مرده یا گیر کرده
- عدم طراحی برای تعویض راحت منبع نور پس زمینه
- افت کنتراست در محیط با دمای بالا
- نمایش ضعیف در زیر نور مستقیم خورشید
در این مقاله مزایا و معایب نمایشگرهای LCD را بیان نمودیم؛ در بخش آخر مقاله، عیوب احتمالی LCD ها و نحوه عیب یابی آنها را مد نظر قرار خواهیم داد.
موفق و پیروز باشید…
منبع: گوگل