تقديم التصنيف ومبدأ العمل لشاشات TFT الملونة

في العصر الرقمي الحالي، زاد الطلب على شاشات العرض النابضة بالحياة وعالية الدقة بشكل كبير. واحدة من أكثر أنواع لوحات العرض شيوعًا المستخدمة في الأجهزة الإلكترونية المختلفة هي لوحات الشاشة الملونة ذات ترانزستور الأغشية الرقيقة (TFT). توفر هذه اللوحات صورًا مذهلة مع تمثيل دقيق للألوان، مما يجعلها الخيار المفضل للهواتف الذكية والأجهزة اللوحية وأجهزة التلفزيون والعديد من التطبيقات الأخرى. في هذه المقالة، سنتعمق في التصنيف ومبدأ عمل لوحات شاشات TFT الملونة لتوفير فهم شامل لوظائفها.

يمكن تصنيف لوحات شاشات TFT الملونة إلى نوعين رئيسيين استنادًا إلى التقنية المستخدمة: لوحات التبديل داخل الطائرة (IPS) ولوحات Twisted Nematic (TN). يمتلك كلا النوعين خصائص فريدة ويخدمان أغراضًا مختلفة، مما يساهم في التنوع الشامل في صناعة العرض.

بدءًا من لوحات IPS، فهي معروفة بإعادة إنتاج الألوان الفائق وزوايا المشاهدة الواسعة. تستخدم هذه التقنية ترتيبًا كريستاليًا سائلًا يسمح للضوء بالمرور دون تشويه، مما يؤدي إلى الحصول على ألوان دقيقة وحيوية. توفر لوحات IPS دقة ألوان ثابتة بغض النظر عن زاوية المشاهدة، مما يجعلها خيارًا مثاليًا للمصورين المحترفين ومصممي الجرافيك والأفراد الذين يبحثون عن تجارب بصرية عالية الجودة.

ومن ناحية أخرى، تشتهر لوحات TN بأوقات استجابتها السريعة وأسعارها المعقولة. تستخدم هذه التقنية بلورات سائلة ملتوية عند عدم تطبيق أي جهد كهربائي، مما يحجب الضوء. عند تطبيق جهد كهربائي، تنفك البلورات السائلة، مما يسمح للضوء بالمرور وإنتاج اللون المطلوب. تُستخدم لوحات TN بشكل شائع في الأجهزة ذات المستوى المبدئي لأنها فعالة من حيث التكلفة وتوفر إعادة إنتاج ألوان مقبولة للتطبيقات اليومية.

الآن، دعونا نتعمق في مبدأ عمل لوحات الشاشة الملونة TFT، مع التركيز على تقنية IPS التي اكتسبت شعبية هائلة في السنوات الأخيرة. يوجد داخل لوحة IPS عدة طبقات مسؤولة عن عرض الصور بدقة وحيوية.

تنبعث طبقة الإضاءة الخلفية، الموجودة في الجزء الخلفي من اللوحة، من الضوء الأبيض الذي يمر عبر المستقطب. يسمح المستقطب للضوء فقط بالمرور في اتجاه معين، مما يؤدي إلى ضوء مستقطب خطيًا. يصل هذا الضوء المستقطب بعد ذلك إلى الركيزة الزجاجية الأولى، والمعروفة أيضًا باسم ركيزة مرشح الألوان، والتي تحتوي على مرشحات ألوان صغيرة باللون الأحمر والأخضر والأزرق (RGB). يتوافق كل بكسل فرعي مع أحد هذه الألوان الأساسية ويسمح فقط للون الخاص به بالمرور.

تتبع ركيزة مرشح اللون طبقة الكريستال السائل، التي تقع بين ركيزتين زجاجيتين. تتم محاذاة البلورات السائلة الموجودة في لوحات IPS أفقيًا في حالتها الطبيعية. تحتوي الركيزة الزجاجية الثانية، المعروفة باسم لوحة الكترونية معززة TFT، على ترانزستورات ذات أغشية رقيقة تعمل كمفاتيح لوحدات البكسل الفردية. يتكون كل بكسل من وحدات بكسل فرعية يمكن تشغيلها أو إيقاف تشغيلها حسب اللون المطلوب.

للتحكم في محاذاة البلورات السائلة، يتم تطبيق مجال كهربائي على الترانزستورات ذات الأغشية الرقيقة. عند تطبيق جهد كهربائي، تعمل الترانزستورات ذات الأغشية الرقيقة كمفاتيح تسمح للتيار بالتدفق من خلالها، مما يؤدي إلى محاذاة البلورات السائلة عموديًا. في هذه الحالة، يلتوي الضوء المستقطب المنقول عبر مرشحات الألوان بمقدار 90 درجة، مما يسمح له بالمرور عبر الركيزة الزجاجية الثانية. يصل هذا الضوء الملتوي بعد ذلك إلى المستقطب العلوي، محاذيًا بشكل عمودي على المستقطب السفلي، مما يؤدي إلى دوران الضوء المستقطب مرة أخرى إلى موضعه الأصلي. يتيح هذا التحول مرور الضوء وتشكيل اللون المطلوب.

إحدى المزايا الرئيسية لألواح IPS هي قدرتها على توفير إعادة إنتاج ألوان متسقة وزوايا مشاهدة واسعة. نظرًا لمحاذاة البلورات السائلة، تسمح لوحات IPS للضوء بالانتقال بالتساوي، مما ينتج عنه ألوان موحدة عبر الشاشة بأكملها. بالإضافة إلى ذلك، تضمن زوايا المشاهدة الأوسع بقاء الصور مطابقة لألوانها الأصلية، حتى عند مشاهدتها من وجهات نظر مختلفة.

وفي الختام، أحدثت لوحات الشاشات الملونة TFT، وخاصة تقنيات IPS وTN، ثورة في صناعة شاشات العرض من خلال صورها المذهلة وتطبيقاتها المتنوعة. تتميز لوحات IPS بدقة الألوان وزوايا المشاهدة الواسعة، مما يجعلها مثالية للتطبيقات الاحترافية. ومن ناحية أخرى، توفر لوحات TN أوقات استجابة أسرع وفعالية من حيث التكلفة، مما يلبي احتياجات المستخدمين العاديين. ومن خلال فهم التصنيف ومبدأ عمل لوحات شاشات TFT الملونة، يمكننا تقدير التعقيدات الكامنة وراء الأجهزة التي أصبحت جزءًا لا يتجزأ من حياتنا في هذا العصر الرقمي.