تبلیغات
موزیك - همه چیز درباره ی تلویزیون LED
چهارشنبه 9 دی 1388  09:55 ق.ظ
توسط: مهاجر

    

انواع نورهای پس زمینه در صفحه نمایش های LCD

صفحات کریستال مایع به خودی خود نوری تولید نمی کنند و برای روشن کردن آنها باید از نورهای خارجی استفاده کرد . البته برای دیدن صفحات نمایش LCD بسیار ساده ، می توان از نورهای خارجی به صورت بازتابی استفاده کرد ، LCD های معمولی که در ابزارهایی مانند مانیتورها و تلویزیون ها مورد استفاده قرار می گیرند برای روشن کردن زمینه خود از فناوری های متفاوتی استفاده می کنند که از مهمترین آنها می توان به موارد زیر اشاره کرد :
ـ لامپ هایی التهابی ( مثل لامپ های قدیمی مورد استفاده برای روشنایی محیط )
ـ دیودهای نورانی یا LED ها
ـ پانل های الکترولومینسنت Electro Luminescent ELP
-لامپ های فلورسنت با کاتد سرد(CCFL)
ـ لامپ های فلورسنت با کاتد گرم ( HCFL )

اشاره :

به جزء ELP ها که نور را در تمامی سطوح به صورت یکنواخت پخش می کنند ، سایر منابع نوری به دلیل این که نور تولیدی توسط آنها متمرکز است ، باید از یک پخش کننده برای پخش یکسان نور در تمام صفحه استفاده کنند . ( تصویر یک )
لامپ های التهابی هنگامی مورد استفاده قرار می گیرند که نیاز به نور درخشندگی بسیار بالا در نمایشگر وجود داشته باشد ، اما عمر محدود این لامپ ها و حرارت بسیار زیاد آنها سازندگان را مجبور می کند تا در صورت نیاز این لامپ ها را با فاصله ی زیاد از صفحه LCD قرار دهند .
از این لامپ ها بیشتر در ویدئو پروژکتورها استفاده می شود . LED با نور رنگی بیشتر در پانل های LCD کوچک و ارزان قیمت مورد استفاده قرار می گیرد ، اما LED های سفید رنگ در حال جایگزینی با آنها هستند . ELP ها در نمایشگرهای بزرگتری به کار می روند که باعث ایجاد نوری هموار در تمام سطوح صفحه نمایش می شوند ، اما از آنجا که یک ELPباید توسط یک مدار جریان متناوب با ولتاژ بالا تغذیه شود ، در بسیاری از موارد چندان مورد توجه قرار نمی گیرد . CCFL ها بیشتر در نمایشگرهای بزرگ مانند مانیتورهای کامپیوتر مورد استفاده قرار می گیرند و همیشه دارای رنگ سفید هستند . ( تصویر دو) از پنج فناوری بالا تنها دو تای آنها یعنی LED ها و CCFL ها به صورت گسترده برای روشن کردن صفحات نمایش بزرگ تری مانند مانیتورها و تلویزیون های LCD مورد استفاده قرار می گیرند که در ادامه نگاهی به این دو فناوری خواهیم داشت و مزایا و معایب هر یک را بررسی خواهیم کرد .

فناوری CCFL

CCFL در حقیقت همان فناوری به کار رفته در لامپ های مهتابی و لامپ های کم مصرف جدید است . این فناوری سال ها است که به صورت گسترده مورد استفاده قرار می گیرد و مصرف توان پایین ، طول عمر بالا و انعطاف پذیری آن باعث شده تا بتواند به عنوان یکی از مهم ترین فناوری های تولید نور در صنعت و مصارف خانگی مطرح شود . ساختمان این لامپ ها چندان پیچیده نیست . هر نوع لامپی که از تخلیه ی الکتریکی در داخل گاز برای تولید نور استفاده می کند ، نیاز به دو الکترود خواهد داشت که یکی به عنوان قطب مثبت ( آند) و دیگری به عنوان قطب منفی ( کاتد ) شناخته می شود .
البته به دلیل اینکه معمولاً این لامپ ها در جریان متناوب قرار می گیرند ، هر دو الکترود در یک لحظه و به صورت متناوب می توانند هم به صورت قطب مثبت و هم به صورت قطب منفی عمل کنند . سطح داخلی کاتدهای سرد می تواند الکترون های ثانویه را در نسبتی بالاتر از واحد ( به صورت تقویت شده ) از الکترون ها و یون های آزاد ایجاد کند . برای شتاب دهی یون ها و رساندن آنها به سرعتی کافی و تولید الکترون های آزاد ، کاتدهای مورد استفاده در لامپ های CCFL نیاز به ولتاژهای بالاتری نسبت HCFL دارند .
پس از اینکه یک الکترون آزاد تولید شد و به سرعت کافی رسید ، با یک اتم در گازی که درون لامپ وجود دارد ، برخورد خواهد کرد . اگر الکترون آزاد انرژی جنبشی کافی داشته باشد ، می تواند به لایه ی الکترونی بیرونی اتم اضافه شود . این مسئله باعث می شود که آن الکترون خاص به صورت موقت به سطح بالاتری از انرژی برود . وضعیت اتم در سطح بالاتر انرژی ، ایستا و با ثبات نیست و برای رسیدن به ثبات مجدد ، اتم مجبور است انرژی از دست بدهد . برای کشیدن الکترون ورودی به لایه های پایین تر ، این انرژی به صورت یک فوتون رها خواهد شد . پس از انتشار این فوتون، اتم دوباره به سطح پایین تر و با ثبات تری از انرژی می رود . بیشتر فوتون های رها شده از اتم های جیوه ( که به صورت بخار در لامپ های فلورسنت استفاده می شود ) دارای طول موجی برابر با نور ماوراء بنفش هستند .
نور ماوراء بنفش برای چشم انسان قابل مشاهده نیست و در این مرحله باید این نور را تبدیل به نور مرئی کرد . این کار با استفاده از مواد فلوسنت صورت می گیرد که می توانند در صورت دریافت فوتون های ماوراء بنفش ، فوتون های نور مرئی تولید کنند . ( تصویر سه ) یکی از دلایلی که از این لامپ ها به صورت گسترده در نمایشگرهای LCD استفاده می شود ، طول عمر بالا ، نور یکنواخت تولیدی و البته قیمت بسیار ارزان آنها است .
البته این لامپ ها در زمان کار ممکن است گرم شوند و نور را به صورت یکنواخت روی نمایشگر پخش نکنند . طول عمر آنها نیز بستگی مستقیم به میزان نوسان ولتاژی دارد که متحمل می شوند .
لامپ های CCFL به طور معمول نیاز به مدارهای ولتاژ بالای پیچیده به همراه مکانیزم های محدود کننده جریان دارند . اگر چه برای راه اندازی ممکن است به ولتاژهای بالا نیاز باشد ، اما بلافاصله بعد از راه اندازی و هنگامی که تیوپ شروع به گرم شدن می کند ، مقاومت الکتریکی افت کرده و جریان عبوری از درون لامپ افزایش پیدا خواهد کرد . برای جبران این اثر و داشتن عملکردی ثابت ، ولتاژ تغذیه بسیار کمتر از میزان حداکثر ( Peak ) انتخاب می شود . در تیوپ هایی که از گازهای یونیزه استفاده می کنند ، گاز می تواند آنقدر گرم شود که به صورت پلاسما درآید ، در این حالت مقاومت الکتریکی تا حد زیادی افت خواهد داشت . در صورتی که از مدار تغذیه ای بدون محدود کننده های جریان استفاده شود ، کاهش مقاومت می تواند به دلیل بروز جریان بالا و تولید گرمای بیش از حد ، باعث وارد آمدن صدمات جدی به منبع تغذیه یا الکترودهای داخل تیوپ شود .
لامپ های CCFL می توانند در هنگام کار بسیار داغ شوند . در سیستم هایی که از جریان های متناوب استفاده می کنند ، اما از ساختار جدا کننده آند بهره نمی برند ، کاتد همزمان به صورت آند نیزانجام وظیفه کرده و برخورد الکترون ها در این حالت با هم می تواند ایجاد گرما کند . برخی از لامپ های این خانواده می توانند از این گرمای تولیدی به نحو مناسبی برای ایجاد الکترون های بیشتر استفاده کنند . به عنوان مثال ، برخی از لامپ ها به عنوان لامپ های با کاتد سرد شروع به کار می کند ، اما پس از مدتی با داغ شدن سیم های تنگستنی که به عنوان کاتد عمل می کنند ، به شکل لامپ هایی با کاتد گرم در می آیند . ( تصویر چهار )

فناوری LED

LED ها دیودهای منتشر کننده نور هستند . فناوری LED حتی ساده تر از فناوری به کار رفته در CCFL ها است . مانند دیودهای معمولی، LED ها نیزاز مواد نیمه رسانایی تولید شده اند که با ناخالصی ترکیب شده اند .
نیمه رساناهای نوع P و نوع N برای ساخت دیودها مورد استفاده قرار می گیرند . با ترکیب این دو نوع نیمه رسانا ، عنصری الکترونیکی تولید می شود که جریان را از یک سو هدایت می کند . تشریح دقیق ساختمان دیود خود به مقاله ای جداگانه نیاز دارد . به همین دلیل اینجا تنها به نکات کلی درباره ی دیودهای نورانی اشاره خواهد شد . ( تصویر پنج )
در LED ها از نیمه رساناهایی استفاده می شود که توانایی انتشار نور را دارند . در دیودهای معمولی ، جریان می تواند به سادگی از سمت P ( آند ) به سمت N (کاتد ) حرکت کند ، اما این انتقال در جهت عکس ممکن نیست . حامل های انرژی ، الکترون ها و چاله ها ( چاله ها در حقیقت نشان دهنده نبود الکترون و دارای بار مثبت هستند ) از دو سو درون محل پیوند الکترودها که دارای سطوح ولتاژی متفاوت هستند ، سقوط می کنند .
هنگامی که یک الکترون با یک چاله برخورد می کند ، به سطح پایین تری از انرژی سقوط کرده و انرژی اضافی را به صورت یک فوتون آزاد می کند . طول موج فوتون نور آزاد شده و همچنین رنگ آن بستگی به اختلاف باند انرژی آمده از پیوند P-N دارد .
در دیودهای سیلیکون یا ژرمانیومی هنگامی که الکترون ها و چاله ها با یکدیگر ترکیب می شوند ، هیچ نوری تولید نمی شود . این مسئله به این دلیل است که انتقال های غیر تشعشعی هیچ نوری ندارند . مواد به کار رفته در LED ها دارای یک رخنه با باند مستقیم هستند که انرژی نوری را با طول موج هایی نزدیک به نور مادون قرمز یا طول موج های نزدیک به نور ماوراء بنفش منتشر می کند . LED های اولیه که از نیمه رساناهایی چون گالیوم ارسناید تولید شده بودند ، نورهایی با طول موج مادون قرمز یا نورهای مرئی قرمز رنگ تولید کردند . با پیشرفت درمهندسی مواد ، امکان ساخت LED هایی با طول موج های کوتاه تر نیز فراهم شده است .
LED ها اکنون می توانند نورهای مرئی را در رنگ های مختلف تولید کنند . LED ها همیشه از زیر لایه ای از رساناهای نوع N با الکترودی که به لایه ی نیمه رسانای نوع P متصل شده است ، تشکیل می شوند . بسیاری از LED های تولید شده به صورت انبوه که از ترکیب GaN/InGaN استفاده می کنند ، دارای زیر لایه ای از جنس سیلیکات آلومینیوم و منیزیم هستند .
بیشتر مواد به کار رفته در تولید LED ها دارای توان بازتابی بسیار زیادی هستند ، این مسئله باعث می شود که بیشتر نور تولید شده به سمت بیرون بازتاب پیدا کند . میزان نور خارج شده از LED همیشه یکی از مهم ترین مشخصاتی است که هنگام تحقیق و توسعه و نیزتولید این ابزارها در نظر گرفته می شود . ( تصویر شش )
LED های مورد استفاده برای روشن کردن LCD ها تنها در دو نوع خاص مورد استفاده قرار می گیرند : LED های سفید رنگ و LED های رنگی LED.RGB های سفید بیشتر در ساختمان مانیتورهای نوت بوک و دسکتاپ به کار می روند . البته تقریباً تمامی نمایشگرهای موبایل هم از LED های سفید استفاده می کنند . یک LED سفید در حقیقت دارای نوری زرد رنگ است که با استفاده از یک لایه ی فسفری به نور سفید تبدیل می شود ، اما LED های RGB شامل سه نوع رنگ سبز ، آبی و قرمز هستند و می توانند میزان حرارت رنگی سفید را تنظیم کنند .
RGB LED ها تنها در نمایشگرهای گران قیمت مورد استفاده قرار می گیرند . البته این فناوری در حال ارزان تر شدن است و در حال حاضر برخی از مدل های میان قیمت را نیز می توان یافت که از RGB LED ها در ساختمان خود استفاده می کنند . نمایشگرهایی که از RGB LED استفاده می کنند ، دارای محدوده رنگی بسیار وسیعی هستند . هنگامی که از RGB LED ها استفاده می شود می توان نور تولید شده از آنها را با نور تولیدی توسط پیکسل های متناظر روی LCD هماهنگ کرد و نوری را تولید کرد که با رنگ نمایش داده شده روی نمایشگر یکسان باشد .
باور کنید یا نه LCD ها حتی هنگامی که تماماً به رنگ سفید هستند ، حداقل 95 درصد از نور پس زمینه را سد می کنند . LCD های مورد استفاده در نمایشگرهای بزرگ تاپیش از این تماماً از CCFL استفاده می کردند و استفاده از LED به عنوان روشن کننده های پس زمینه در آنها کاملاً جدید است .
البته از LED ها پیش از این برای روشن کردن صفحات نمایش کوچک تر مانند آنچه در تلفن های موبایل وجود دارد ، استفاده می شد ، اما اولین نمایشگرهای بزرگ با استفاده از نور پس زمینه LED ، تنها مدت کمی است که وارد بازار شده اند .
به همین دلیل در حال حاضر نمایشگرهایی که از نور پس زمینه LED استفاده می کنند ، بسیار گران قیمت تر از انواع CCFL هستند . در بسیاری از موارد قیمت آنها بین دو تا چندین برابر گران تر است ، اما به جزء این عیب بزرگ ، نمایشگرهای با LED دارای مزایای بی شماری نیز هستند . یکی از مهم ترین مزایا ، باریکی آنها است . با استفاده از LED ها می توان نمایشگرهای LCD بسیار باریک تولید کرد و علاوه بر این ، آنها سبک وزن تر هم هستند . این مسئله می تواند به خصوص در نمایشگرهای مورد استفاده در نوت بوک ها به صورت یک مزیت عمده درآید و حتی هزینه های اضافه را نیز توجیه کند ، اما برای خرید تلویزیون های با نور پس زمینه LED ، کاربران به محرک های بیشتری نیاز دارند . محرک هایی مانند کیفیت بالاتر تصویر . ( تصویر هفت )
در زمینه ی مصرف توان ، اوضاع اندکی متفاوت است . بر خلاف آنچه که در ابتدا ممکن است به نظر بیاید ، نمایشگرهایی که از LED استفاده می کنند ، توان بیشتری را نسبت به نمایشگرهای CCFL مصرف می کنند .
علاوه بر این ، حرارت تولیدی توسط آنها نیز بیشتر است . حرارت مسئله بسیار مهمی در ابزارهای الکتریکی است و هنگامی که درباره ی ابزارهای الکترونیکی قابل حمل صحبت می کنیم ، حتی مهم تر هم به نظر می رسد ، زیرا در این گونه ابزارها همه چیز به صورت بسیار فشرده در کنار هم بسته بندی شده اند و در صورتی که بتوانیم تعداد LED های فعال را با توجه به تصاویر به نمایش درآمده تغییر دهیم ، اوضاع تا حد زیادی فرق خواهد کرد .
به عنوان مثال ، می توان LED های موجود در قسمت تیره تصویر را کم نورتر یا حتی خاموش کرد . در این حالت می توان هم مصرف توان را کاهش داد و آن را به میزانی کمتر از آنچه نمایشگرهای CCFL مورد استفاده قرار می دهند ، رساند و هم به میزان زیادی از حرارت تولیدی کاست . این حالت می تواند حتی مزایای دیگری چون عمر باتری بیشتر و امکان استفاده از باتری های کوچک تر و سبک تر را نیز به وجود بیاورد .
یکی دیگر از مزایای غیر قابل انکار LED ها ، روشنایی بیشتر آنها است . نمایشگرهای LCD LED دارای تصاویر بسیار درخشان تر هستند .
طبق اطلاعاتی که از سوی سازندگان مختلف منتشر شده است ، این نمایشگرها می توانند تا 36 درصد روشن تر از نمایشگرهای LCD CCFL باشند .
میزان روشنایی متوسط نمایشگرهای LCD LED حدود 300 cd / M2 است ، در حالی که حداکثر درخشندگی نمایشگرهای LCD CCFL از 220 cd / M2 بیشتر نمی شود . در زمینه ی رنگ ها به نظر نمی رسد نمایشگرهایی که از LED های سفید رنگ استفاده می کنند ، توان ارائه ی رنگ های بهتری نسبت به نمایشگرهای CCFL داشته باشند ، اما فناوری RGB LED چیز دیگری است .
هر چند در حال حاضر این فناوری تنها در نمایشگرهای بسیار گران قیمت مورد استفاده قرار می گیرد ، اما می توان امیدوار بود که به زودی راه خود را به نمایشگرهای میان قیمت یا حتی ارزان قیمت که قشر وسیع تری از کاربران را در بر می گیرد نیز باز کنند . ( تصویر هشت )
درباره ی طول عمر ، هنوز هیچ نظر قطعی نمی توان داد ، اما بسیاری از شرکت های سازنده ادعا می کنند که LED ها دارای طول عمر بیشتری نسبت به CCFL ها هستند ( البته به نظر می رسد که در واقع نیز چنین چیزی صحت داشته باشد ) .
CCFL ها در طول زمان و به تدریج درخشندگی خود را از دست می دهند و زمان پایان کار آنها هنگامی فرا می رسد که تنها قادر به تولید نیمی از نوری باشند که در لحظه شروع به استفاده از آنها توانایی تولید آن را داشته اند ، اما LED ها با ثبات تر هستند و به هیچ وجه در نور تولیدی آنها تغییری به وجود نخواهد آمد .
LED ها آنقدر کار می کنند تا از کار بیفتند . البته بیشتر مردم از نمایشگرهای خود آنقدر استفاده نمی کنند که شاهد تغییری در میزان نور خروجی انواع CCFL آنها باشند ، زیرا عمر مفید این ابزارها خیلی بیش از پایان عمر مفید CCFL ها به پایان می رسد ! در حال حاضر ، مهم ترین فناوری مورد استفاده برای روشن کردن LCD ها ، لامپ های CCFL هستند ، اما به زودی نمایشگرهای با نور زمینه LED بازار را به تسخیر خود در خواهند آورد . مزایایی چون اندازه کوچک تر ، وزن کمتر ، درخشندگی بیشتر و همچنین طول عمر بالاتر از مزایایی هستند که هر کاربری را برای استفاده از این فناوری جدید وسوسه می کنند ، اما تا زمان کاهش قیمت ها ، به اندازه ای که برای بیشتر کاربران قابل قبول باشد ، باید به استفاده از نمایشگرهای LCD CCFL بسنده کرد .

    http://groups.yahoo.com/group/jms02/join    

 

 

 

 


  • آخرین ویرایش:-
نظرات()   
   
 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر
آخرین پست ها