مع التطور المستمر للتكنولوجيا، أصبحت شاشات TFT تقنية العرض الرئيسية في المنتجات الإلكترونية الحديثة. يوفر نظام الإضاءة الخلفية، وهو مكون أساسي في شاشات TFT، مصدر إضاءة موحدًا وكافٍ للشاشة. ستقدم هذه المقالة شرحًا مفصلاً لمكونات نظام الإضاءة الخلفية لشاشات TFT ووظائفها.
1. مصدر الضوء
المكون الأساسي لنظام الإضاءة الخلفية هو مصدر الضوء، ووظيفته الرئيسية هي إصدار الضوء. من مصادر الضوء الشائعة الاستخدام مصابيح الفلورسنت ذات الكاثود البارد (CCFL) والثنائيات الباعثة للضوء (LED). في السنوات الأخيرة، أصبحت مصابيح LED الخيار السائد تدريجيًا، ويرجع ذلك أساسًا إلى سطوعها العالي وعمرها الافتراضي الطويل واستهلاكها المنخفض للطاقة.
هناك نوعان رئيسيان من إضاءة LED الخلفية: إضاءة مباشرة وإضاءة حافة. في الإضاءة الخلفية المباشرة، توضع رقائق LED خلف الشاشة مباشرةً، مما يحقق سطوعًا وتوحيدًا عاليين ولكن بسماكة أكبر. أما في الإضاءة الخلفية الحافة، فتوضع رقائق LED حول الشاشة وتستخدم لوحة توجيه ضوئي لتوزيع الضوء بالتساوي على الشاشة، مما يحقق سماكة أقل وتكلفة أقل ولكن بتوحيد أقل نسبيًا.
II. لوحة توجيه الضوء
تقع لوحة توجيه الضوء فوق مصدر الضوء، وهي مسؤولة عن توزيع الضوء بالتساوي على كامل مساحة الشاشة. عادةً ما تُصنع لوحة توجيه الضوء من بلاستيك شفاف، وتتميز ببنية نسيجية خاصة من الداخل لضمان توزيع الضوء بشكل متساوٍ. يتكون نسيج لوحة توجيه الضوء بشكل رئيسي من نقط وخطوط. تتميز لوحات توجيه الضوء النقطية بتوحيد سطوع عالٍ، لكنها باهظة الثمن نسبيًا؛ بينما تتميز لوحات توجيه الضوء المخططة بتكلفة منخفضة نسبيًا، لكنها أقل توحيدًا في السطوع.
وظيفة لوحة توجيه الضوء هي تحويل مصادر الضوء النقطية أو الخطية إلى مصادر ضوء منطقة، مما يضمن توزيع الضوء بالتساوي على كامل الشاشة. يتطلب تصميم لوحة توجيه الضوء مراعاة عوامل مثل موضع مصدر الضوء وسطوعه وبنيته الملمسية لتحقيق أفضل تأثير توحيد.
ثالثًا: الأفلام البصرية
تُوضع الأفلام البصرية فوق لوحة توجيه الضوء، وتُستخدم لتحسين سطوع الشاشة وتباينها. تشمل الأفلام البصرية بشكل رئيسي أفلام التفتيح، وأفلام التشتيت، والأفلام العاكسة. تعتمد هذه الأفلام على مبادئ بصرية مختلفة للاستفادة من الضوء والتحكم فيه بفعالية.
- غشاء التفتيح: وظيفته الرئيسية هي زيادة سطوع الشاشة. من خلال زيادة تأثير انعكاس وتشتت الضوء، يمكن لغشاء التفتيح زيادة نطاق سطوع الشاشة، مما يجعلها أكثر سطوعًا.
- غشاء التشتيت: وظيفته الرئيسية هي جعل الضوء أكثر انتظامًا. بتشتيت الضوء، يُقلل غشاء التشتيت اختلافات سطوع الشاشة ويُحسّن تجانسها.
- الغشاء العاكس: وظيفته الرئيسية هي عكس الضوء غير المُستخدم إلى الشاشة لتحسين استغلاله. من خلال عكس الضوء، يُحسّن الغشاء العاكس سطوع الشاشة وتباينها، مما يُحسّن جودة العرض.
رابعًا: مُشغِّل الإضاءة الخلفية
مُشغِّل الإضاءة الخلفية مسؤول عن التحكم في حالة تشغيل مصدر الضوء، بما في ذلك ضبط السطوع وإدارة الألوان. عادةً ما يُنفَّذ مُشغِّل الإضاءة الخلفية بواسطة دائرة متكاملة (IC) مُخصَّصة تُمكِّن من ضبط مُعاملات الإضاءة الخلفية آنيًا بناءً على محتوى شاشة العرض لتحقيق أفضل تأثير عرض. تتضمن استراتيجيات التحكم في مُشغِّل الإضاءة الخلفية بشكل رئيسي تعديل عرض النبضة (PWM) والتيار المستمر (DC). يُضبط تعديل عرض النبضة السطوع عن طريق تنظيم نسبة وقت التشغيل والإيقاف لمصابيح LED، بينما يُضبط تعديل التيار المستمر السطوع عن طريق تنظيم تيار تشغيل مصابيح LED.
وظيفة مُشغِّل الإضاءة الخلفية هي ضبط مُعاملات الإضاءة الخلفية آنيًا بناءً على تغيرات محتوى الشاشة، لضمان أفضل تأثير عرض. يجب أن يُراعي تصميم مُشغِّل الإضاءة الخلفية عوامل مثل دقة الشاشة، ومعدل التحديث، ونطاق الألوان، لتحقيق أفضل تأثير للتحكم في الإضاءة الخلفية.
خامسًا. المكونات الأخرى
بالإضافة إلى المكونات الرئيسية المذكورة أعلاه، يتضمن نظام الإضاءة الخلفية لشاشة TFT مكونات أخرى، مثل الأغشية العاكسة والأغشية المشتتة. تُحسّن هذه المكونات استخدام الضوء وتوحيده، مما يُعزز تأثير العرض بشكل أكبر.
الوظيفة الرئيسية للفيلم العاكس هي عكس الضوء غير المُستخدم إلى الشاشة لتحسين استغلاله. عادةً ما يُصنع الفيلم العاكس من مادة عاكسة بيضاء أو فضية تعكس معظم الضوء.
الوظيفة الرئيسية لفيلم التشتيت هي زيادة تشتيت الضوء لتقليل اختلافات سطوع الشاشة. عادةً ما يكون هذا الفيلم مصنوعًا من بلاستيك شفاف ذي بنية نسيجية خاصة لتحقيق توزيع متساوٍ للضوء.
في الختام إضاءة خلفية لشاشة TFT يتكون النظام من عدة مكونات رئيسية، بما في ذلك مصدر الضوء، ولوحة توجيه الضوء، والأغشية البصرية، ومشغل الإضاءة الخلفية، وغيرها. وظيفة هذه المكونات هي تحقيق توزيع منتظم للضوء واستخدام فعال.
