تُهيمن شاشات LED على عالم الأعمال الحديث اليوم، بدءًا من شاشات الهواتف البسيطة ووصولًا إلى الجدران الضخمة ثلاثية الأبعاد ذات الزوايا. إنها متنوعة للغاية، وستُثير تساؤلات حول كيفية عمل شاشات LED، خاصةً مع اختلاف وظائفها وتشابه عملياتها. 

قد يجد البعض أن الأمر تقني ومعقد للغاية لمعرفة العملية الفعلية، ولكن إذا كنت أحد الأشخاص الفضوليين الذين يحبون استكشاف "الكيفية"، فأنت في المكان المناسب. 

المصطلحات التقنية المستخدمة في شاشات LED

شاشة LED هي نوع من الأجهزة التي تستخدم مصابيح LED لإنتاج الضوء والصور على الشاشة. تتميز شاشات LED هذه بكونها شاشات موفرة للطاقة، وتتوفر بأحجام وأشكال مختلفة. الأنواع الأكثر شيوعًا هي القياسية والمنحنية. شاشات LED مرنةوعلى الرغم من الاختلافات بين هذه الشاشات، إلا أنها تعمل جميعها بنفس الطريقة. إذًا، كيف يعمل... عمل شاشة LED?

يبدأ تعلم كيفية عمل شاشات LED بفهم المصطلحات والمكونات المستخدمة في العملية. تستخدم تقنية LED الرائعة عناصر قد تسمع بها لأول مرة، لذا من المهم فهمها أولًا. إليك بعض المكونات والتعريفات التي تعمل مع مراعاة هذه المكونات. 

• LED (أو ما يُسمى بـ "الثنائيات الباعثة للضوء" أو "الضوء البارد")، وهي المسؤولة عن توليد الضوء على شكل توهج كهربائي، يُستخدم لنقل الألوان ومعالجة الصور. يُعد هذا عنصرًا مهمًا في فهم آلية عمل شاشات LED.   
• RGB – تعني الأحمر والأخضر والأزرق، والتي يمكن مزجها مع بعضها البعض لإنتاج ألوان جديدة تجعل من الممكن إنشاء صور ومقاطع فيديو نابضة بالحياة. 
• مسافة البكسل - تشير إلى المسافة بين لوحة LED بكسل. وهذا يؤثر على جودة الصورة ودقتها وحتى مسافة رؤية LED العرض. كلما كانت درجة البكسل أقل، كان ذلك أفضل في جودة الصورة، ودقة أعلى، ومسافة مشاهدة أطول. 
• كثافة البكسل - (تُقاس بالبكسل في البوصة أو ppi) تشير إلى عدد البكسلات المستخدمة في لوحة LED. كلما زادت الكثافة، كانت جودة الصور أفضل. 
• SMD (أو جهاز التركيب السطحي) هو المكون المُثبّت على لوحة الدائرة، والذي يُستخدم لإيواء ثنائيات RGB المُغلّفة. يُعدّ هذا جزءًا مهمًا عند تعلّم كيفية عمل شاشات LED، خاصةً مع وظيفة RGB في هذه العملية.
• عرض LED الزاوية - تشير إلى الزاوية المركزية للشاشة، والتي تقترح أفضل وضع للمشاهد للحصول على أفضل تجربة بصرية. 
• معدل مسح LED - يشير إلى نسبة مصابيح LED المضاءة حاليًا إلى إجمالي عدد مصابيح LED في اللوحة. لا تُضاء جميع مصابيح LED في نفس الوقت نظرًا لاستهلاكها الكبير للطاقة. عندئذٍ، يتم تشغيل عدد من مصابيح LED في نفس الوقت، ثم استبدالها بمجموعة أخرى من مصابيح LED. 

كيف تعمل شاشة LED - مبدأ العمل الأساسي

عند استكشاف آلية عمل شاشات LED، تجدر الإشارة إلى أنها تُطوّر بأحجام وأشكال مختلفة، وتُدمج بميزات متنوعة. ولكن هناك عملية أساسية تتبعها جميع شاشات LED بشكل أو بآخر. لنبدأ بالمكونات الأساسية لشاشات LED. 

تتكون شاشة LED من ثلاثة مكونات، بما في ذلك شاشة LED الرئيسية، وحدة التحكمومصدر المحتوى. تشير شاشة LED الرئيسية إلى الألواح التي يمكن توصيلها معًا لتكوين شاشة كاملة. قد يختلف مصدر التحكم والمحتوى بشكل كبير حسب الصمام الثنائي الباعث للضوء العرض. بمعرفة المعلومات الأساسية حول كيفية عمل شاشة LED، فإن الألواح تعمل بنفس الطريقة تقريبًا. 

يبدأ مبدأ عمل شاشات LED بلوحة مسطحة ومصابيح LED مثبتة فيها. تتكون هذه الألواح من أجزاء صلبة ثابتة مصبوبة داخل اللوحة، وتُصب فيها هذه الثنائيات الباعثة للضوء. 

الصمامات الثنائية الباعثة للضوء (LEDs) هي مواد شبه موصلة (عادةً ما تكون مغلفة بالسيليكون) تسمح بتحويل الكهرباء إلى طاقة ضوئية. وهي من أهم مكونات تعلم كيفية عمل شاشات LED. تتوفر هذه الصمامات باللون الأحمر أو الأخضر أو الأزرق، ولكل منها خصائصه الخاصة. سطوع مستويات وكثافة الإضاءة. تتفاوت مستويات شدة وإضاءة مصابيح LED بشكل كبير بتغير درجة البكسل، وكثافته، ومعدل مسحه. كما أنها قادرة على إنتاج ألوان جديدة تُمكّن من إنتاج صور نابضة بالحياة. 

توليد الضوء: كيف تُولّد شاشات LED الضوء

على الرغم من اختلافاتها، هناك مفهوم أساسي لكيفية عمل شاشات LED، يمكن تطبيقه على جميع أنواع الشاشات. لكن أحد العوامل التي تميزها هو الإضاءة الخلفية. وهذا ما يُؤدي إلى اختلاف أنواع شاشات LED بناءً على الإضاءة الخلفية الخاصة بهم. 

لفهم كيفية عمل شاشة LED فيما يتعلق بنوع الإضاءة الخلفية المستخدمة، إليك الاختيارات الأكثر شيوعًا التي يمكنك الاطلاع عليها. 

شاشة LED ذات الإضاءة المباشرة

تُعتبر شاشات LED ذات الإضاءة المباشرة الخيار الأرخص، ويمكن تصنيفها ضمن شاشات LED متوسطة أو منخفضة الجودة. عادةً ما تكون ذات هيكل أكبر وصور أقل تعقيدًا.

تتمثل طريقة عمل شاشة LED في هذا النوع من الشاشات في أنها تحتوي على كثافة بكسل أقل نظرًا لأنها تحتوي على أقل عدد من البكسلات بين جميع أنواع شاشات LED الأخرى. الثنائيات مُثبَّت فيها، ولا يحتوي على خاصية تعتيم موضعي. يشبه شاشة LED كاملة المصفوفة، حيث تُركَّب الثنائيات خلف الشاشة مباشرةً.

شاشة LED مضاءة بالحافة

تُعرف شاشات LED المُضاءة بالحافة بأنها أكثر أنواع شاشات LED شيوعًا، وقد سُميت بهذا الاسم لأن الثنائيات تُركّب على حوافها. يعتمد عمل شاشات LED في هذه الحالة على كيفية ترتيب الثنائيات على طول الحواف. يمكن وضعها حول الشاشة، في الأعلى والأسفل، أو على اليمين واليسار. 

شاشة LED كاملة المصفوفة

رغم أن الشاشات تبدو أنحف، إلا أنها تحتوي على عدد أقل من الثنائيات، ما قد يُسبب مشاكل في الإضاءة الديناميكية. قد تظهر بقع ساطعة على الحواف مقارنةً بمركز الشاشة، مما يؤدي إلى تعتيمها. 

عند تعلم كيفية عمل شاشات LED، من الضروري التعرّف على شاشات LED ذات المصفوفة الكاملة. تتميز هذه الشاشات بإضاءة خلفية هي الأكثر فعالية مقارنةً بإضاءة الحواف والإضاءة المباشرة. وبما أن ثنائيات LED موزعة بالتساوي في جميع أنحاء الشاشة (في الخلف وحتى على طول الحواف)، فإنها تُنتج إضاءة متناسقة بألوان ديناميكية. 

شاشات LED كاملة المصفوفة مزودة بمصابيح LED ملونة، مما يُمكّن الجهاز من توليد نطاق أوسع من الألوان. ولأن ثنائيات LED موزعة بالتساوي، يمكن للشاشة تعتيم وإطفاء مناطق محددة منها.

الجوانب البصرية لشاشة LED

إن استكشاف آلية عمل شاشات LED يعني أيضًا التعرّف على الجوانب البصرية لهذه الشاشات. فبالإضافة إلى الإضاءة، تؤثر مواد أشباه الموصلات أيضًا على الألوان المُولّدة من الشاشة. وتعتمد شدة الألوان وعمقها بشكل كبير على هذه المركبات. وفيما يلي بعض المركبات الأكثر شيوعًا المستخدمة في هذه الثنائيات.

• زرنيخيد الغاليوم
• نتريد الغاليوم والإنديوم
• فوسفيد الغاليوم
• فوسفيد الزرنيخيد

خاتمة

عند استكشاف آلية عمل شاشات LED، من المهم الالتزام بالأساسيات. قد تتضمن العملية بعض المصطلحات التقنية، لكن آلية عمل شاشات LED قياسية إلى حد كبير. تُركّب الثنائيات الباعثة للضوء في الشاشة، وعند تعرضها للكهرباء، تُنتج ضوءًا مسؤولًا عن إنتاج مجموعة واسعة من الألوان. تُستخدم هذه الألوان بعد ذلك لإنتاج صور ومقاطع فيديو نابضة بالحياة على الشاشة. 

بعض شاشات LED أكثر سطوعًا، وبعضها أكثر تنوعًا في الألوان من غيرها، ويعود ذلك إلى عاملين: استخدام مواد أشباه موصلات مختلفة، وأنواع إضاءة خلفية مختلفة. لذا، إذا كنت تبحث عن شاشة مثالية لك، فتأكد من مراعاة هذه الجوانب أيضًا.