صفر تا صد نمایشگرها – بخش اول

پردازنده باتری و همه و همه‌ی اجزای یک وسیله دیجیتال کار می‌کنند و کار می‌کنند تا بتوانند کارهای ما را انجام دهند و از آنها بانامی خوب یاد کنیم. اما این دستگاه‌ها برای ارائه خروجی خود به محل یا وسیله‌ای نیاز دارند تا حاصل کار خویش به نمایش درآورند. اینجاست که بخش دیگر از وسایل دیجیتالی زمانه ما روی کار می‌آیند، تابلوهای دیجیتال و صفحه‌های نمایش. این پایشگرهای دیجیتال، پل ارتباطی بین چشمان ما و سخت‌افزار داخلی هستند و می‌توانند حاصل پروسه‌های طولانی را برای ما به شکلی قابل‌فهم و رؤیت تبدیل کنند تا بتوانیم تعاملی هر چه نزدیک‌تر با ابزارهایمان داشته باشیم.

در ادامه با ترنجی همراه باشید تاکمی بیشتر در مورد نمایشگرها بدانیم!

صفحه‌نمایش‌ها از بدو تولدشان مانند تمام اجزای دیگر وارد ماراتن پیشرفت شده‌اند. ماراتنی که همیشه به نفع مصرف‌کننده بوده و هست. این قسمت از زندگی دیجیتال ما هرچه بیشتر و بیشتر پیشرفت کند و کم مصرف‌تر و درعین‌حال با کیفیت‌تر شود بسیار خوب است؛ چون دقیقاً محل طلاقی چشم‌های ما با وسیله‌ی هوشمندمان است. این وسیله‌های دیجیتالی باید چند فاکتور کیفیت و وضوح و قدرت تفکیک را به‌حداعلا پاسخگو باشند و کوتاهی در هر یک از موارد نتیجه دل چسبی رقم نمی‌زند. به همین دلیل است که صنعت ساخت صفحه‌نمایش از سخت‌ترین کارها در صنعت دیجیتال است. چون باید در عین جمع‌وجور بودن و مصرف کم انرژی، کیفیت تصویر خوبی نیز داشته باشند.

در اوایل به وجود آمدن صنعت کامپیوتری بشدت کمبود یک فاکتور حس می‌شد. مکانی برای ارائه پردازش‌های کامپیوتر! مهندسان آن زمان یک صفحه متشکل از چند چراغ را درست کردند و خاموش و روشن بودن هر چراغ را برای کامپیوتر تعریف کردند. بدین ترتیب می‌توانستیم خروجی‌هایی بسیار ساده و ابتدایی از یک سیستم بگیریم. آنجا بود که بشر به‌مانند همیشه دست روی دست نگذاشت و شروع به بسط تابلوهای دیجیتالی کرد. این گسترش تا جایی جلو رفته که اکنون نمایشگر هایی با قطر یک کاغذ داریم و یا همچنین نمایشگرهایی باکیفیت 8K!!!

نمایشگرهای پرتو کاتدی(CRT):

همان‌طور که گفتیم اولین نسل از پایشگرهای دیجیتال در حد بسیار ابتدایی خروجی به کاربر منتقل می‌کردند اما چندی بعد لوله‌های کاتدی از صنعت شیمی پا به صفحه نمایشگرها گذاشت و توانست خیلی سریع جای لامپ‌های نوری را بگیرد. زیرا هم اطمینان بیشتری نسبت به آنها می‌رفت و جای پیشرفت زیادی داشتند.

این نمایشگرها با استفاده از یک لوله کاتدی و البته مقداری زیادی مساحت اشغال‌شده اقدام به تولید تصویر می‌کردند. در اولین نمونه‌های تولیدشده از سی آر تی‌ها تنها مدل تک‌رنگ در دسترس بود و آن مدل هم مشکلات بس فراوان داشت ازجمله رزولوشن پایین و نامناسب بودن برای خواندن متون.

اما شرکت IBM که از بزرگان صنعت سخت‌افزار در آن دوره (و حتی اکنون) بود دست به پیشرفته این نمایشگرهای دوست‌داشتنی زد و در سال ۱۹۸۱ آداپتور گرافیک رنگی را معرفی کرد که می‌توانست 4 رنگ با یک رزولوشن 320 در 200 تولید کند، و یا می‌توانست ۶۴۰ در ۲۰۰ پیکسل با دو رنگ تولید کند. این پیشرفتی بزرگ برای سی آر تی‌ها بود. اکنون ما سی آر تی هارا تا حدودی با کامپیوترهای قدیمی عریض و طویل می‌شناسیم. این نمایشگرها اکنون هم تولید می‌شوند ولی اکنون بیشتر جنبه تحقیقاتی دارند و در صنایع نظامی از آن استفاده می‌شود. اما در آنها تغییراتی بسیاری به وجود آمده است ازجمله بالا رفتن قابلیت خوانایی و کیفیت آنها. این نوع از نمایشگرها نسبت به نوع دیگر از نمایشگر که آنها را بانام LCD می‌شناسیم برتری‌هایی داشتند که یکی از مهم‌ترین آنها نداشتن تأخیر پیکسلی است ولی در مقابل آل سی دی‌ها نیز مزایای زیادی داشتند ازجمله زیبایی و مصرف کمتر و جا برای پیشرفت‌های بیشتر و بیشتر!

حدودا 33 سال پیش بود که این نوع از تلویزیون ها در کشور ما به وفور موجود شد و هم میهنی هایمان میتوانستند تلویزیون‌هایی با کیفیت خریداری کنند. این نوع تلویزیون‌ها قیمتی در حدود هزار و پانصد تومان داشتتند.

LCD :( Liquid Crystal Display)

Liquid Crystal Display به معنای صفحه‌نمایش کریستالی مایع است. شاید شما نیز با خود بگویید آنچه ما از کریستال در ذهن داریم ماده‌ای جامد است پس کلمه مایع به چه معناست؟

بگذارید این‌گونه به پاسخ بپردازیم: مولکول‌ها و اتم‌های سازنده یک ماده جامد یک قراردادی به نسبت همدیگر دارند، بیشتر به مکانی خاص متعلق هستند، یک آرایش خاص دارند، معمولاً جامدات سخت هستند (جیوه در اینجا استثناء است)؛ اما مایعات وضعیتی تقریباً خلاف جامدات را دارند و ریز ذره‌های تشکیل‌دهنده یک مایع می‌تواند در تمام حجم یک ماده جابجای گردد.

حال یک دسته‌بندی دیگر به جامد و مایع و گاز اضافه می‌کنیم و آن حالت خاصی است که مواد در آن حالت بسیار شبیه مایعات هستند ولی مواد تشکیل‌دهنده آنها آرایش خاصی به نسبت یکدیگر دارند درست شبیه به کریستال مایع.

کریستال مایع نیز چنین وضعیتی را دارد. مواد کریستالی مایع علاوه بر مشخصات فوق، به تغییرات ولتاژ الکتریسیته حساس هستند و با تغییر ولتاژ مولکول های آنها نیز تغییر جهت می‌دهند. این مواد نیز هادی الکتریسیته هستند و می‌تواند با اعمال ولتاژ بر آن نور را از آنها انتقال داد و با این اختلاف‌پتانسیل می‌توان مولکول های سازنده آن را در جهت دلخواه مرتب کرد. این مواد نیز در برابر تغییر دما بسیار حساس هستند و پیشنهاد می‌شود در دماهای بسیار گرم یا سرد از آنها استفاده نکنید چون رفتارهای غیر منتظره‌ای از آنها سر میزند!

حال چگونه ال سی دی ها رو میسازند؟

برای این کار از دو شیشه قطبشگر یا پلاروید استفاده می‌کنند. برای ساخت LCD دو شیشه قطبشگر را با اختلاف درجه 90 درجه از هم قرار می‌دهند و بین آنها کریستال مایع جایگذاری می‌کنند. وقتی کریستال به جریان برق وصل نباشد؛ نور از قطبشگر اول می‌گذرد و وارد کریستال مایع می‌شود، جهت نور 90 درجه تغییر می‌کند پس از قطبشگر دوم هم عبور می‌کند و می‌تواند به چشم ما برسد. اما وقتی‌که جریان به کریستال وصل باشد، نور دیگر چرخشی نخواهد داشت و نمی‌تواند از کریستال دوم عبور کند: این اتفاق به این دلیل روی می‌دهد که هر شیشه‌ی قطبشگر نور را در جهت محور خویش تغییر می‌دهد. اگر دو شیشه محورشان با یکدیگر همخوانی داشته باشد نور به‌راحتی عبور می‌کند اما اگر محورها باهم زاویه ۹۰ درجه داشته باشند نور رد نخواهد شد. در این میان نیز وظیفه تحریک دادن و ایجاد اختلاف‌پتانسیل در کریستال مایع نیز بر عهده یک الکترود بسیار ریز است که به منبع برق متصل است.

حالا نوری که از آن سخن میرود از کجا تولید شده است؟

در کل منبع نوری در ال سی دی ها از دو حالت خارج نیست اولین نوع، نوعی مرسوم در کمی قبل تر بوده است که به لامپ فلور سنت یا Cold Cathode Fluorescence Lamp معروف است و بیشتر در پنل های قدیمی تر استفاده می‌شد. نوع دیگر استفاده شده برای ایجاد منبع نوری ، دیود متساعد کننده نور است: (Light emitting diode: LED)

حال نور تولیدشده است و همه چیز آماده است تا نور از فیلترها عبور کند. اولین فیلتر منعکس‌کننده است که نور تولیدشده توسط منبع را یکسان‌سازی می‌کند تا همه نقاط نوری یک درجه از شدت نور را داشته باشد. فیلتر بعدی، فیلتر رنگ‌های آبی، سبز و قرمز است. نور با عبور از این فیلترها بر اساس دستور داده‌شده و جهت‌گیری مولکول ها در کریستال رنگ موردنظر را می‌گیرد و به یک بخش کوچک از تصویر بدل می‌گردد. و اگر این نور همسو با شیشه پولارید دوم بود از آن عبور کرده، به چشمان ما می‌رسد.

(  LED :( Light emitting diode

این خانواده از دیوید ها در صنعت نیمه‌هادی قرار می‌گیرد چون مقدار جریان ورودی را دریافت می‌کنند و آن را به نور تبدیل می‌کنند. این نوع از دیودهای نوری بسیار کوچک‌تر و پرنورتر از لامپ‌های فلورسنت هستند؛ اما هنوز به حدی نرسیده‌اند که بتوانند به‌تنهایی به‌عنوان پیکسل بکار بروند و از آنها برای تأمین نور پس‌زمینه استفاده می‌شود. همان طور که گفتیم اکنون ال سی دی‌هایی با منبع نوری ال ای دی در بازار به‌وفور یافت می‌شوند این نوع از دیودهای نوری بسیار برای ما ارزشمند هستند. ولی چرا؟

این دیود های نوری در مقایسه با بقیه منابع نوری بسیار بهتر هستند چون:

1: مصرف انرژی بسیار پایین دارند.(74 _120 LUM/WATT)

2: حرارت تولید نمیکند.

3: اندازه هایی کوچک دارند.

4: عمر بسیار بالا در مقایسه با دیگر منابع نوری دارند و عمر مفید آنها تابع از دفعات خاموش و روشن شدن نیست و به مقدار زمان استفاده بستگی دارد.

5: کیفیت نمایش رنگ بسیار عالی.

6: به محض رسیدن اختلاف پتانسیل به آنها روشن میشوند ( در حدود 20 نانو ثانیه).

7: روشن شدن فوری و سریع در آماده بکار شدن دستگاه.

8:امکان تعدیل و تغییر در زاویه نور تولید شده با استفاده از عدسی‌ها و یا کریستال‌ها.

9: دیود های ال ای دی توانایی کار با جریان مستقیم و غیر مستقیم را دارند و میتوانند با هردو جریان به راحتی کارکنند.(AC & DC).

10: این نوع از منابع نوری را می‌توان در پالس های الکتریکی متفاوت تنظیم کرد تا بتوان مقدار شدت خروجی نور را کنترل کرد. این عمر معمولا به وسیله‌ی میکرو کنترل‌هایی(Micro Controller) که در مدار تعبیه میشود امکان‌پذیر است.

دلیل‌های بالا همه سبب شده‌اند تا از ال ای دی ها، بیشتر در پنل ال س دی ها استفاده کنند؛ اما همانند همیشه در طبیعت و جهان ما خوب مطلق وجود ندارد و این دیودهای نوری معایبی از قبیل کاهش نور در مدت استقاده زیاد را دارند که آن‌چنان خوشایند نیست.

حال سوال اینجاست که تفاوت تلویزیون های ال سی دی و ال ای دی در چیست؟

پاسخ آن است که هر دو تلویزیون فوق از یک پنل ال سی دی استفاده میکنند؛ ولی در ال ای دی ها برای تغذیه‌ی نوری، از دیود نوری LED استفاده میشود که نام این نوع از تلویزیون ها هم به اسم منبع نورشان است.

OLED:( Organic Light emitting diode)

این نوع از صفحه‌نمایش‌ها همان‌طور که از اسمشان پیداست از مواد ارگانیک در ساختار دیود‌های نوری خود استفاده می‌کنند و اکنون شرکت‌های تولیدکننده‌ی زیادی از این نوع پنل‌ها در موبایل‌ها و تلویزیون‌های خود استفاده می‌کنند؛ اما حال که به واپسین جملات رسیده‌ایم این سؤال پیش می‌آید که LED بهتر است یا OLED؟

هرکدام از تلویزیون‌های فوق معایب و مزایایی دارند. مثلاً OLED ها قطری بسیار باریک دارند و اکنون شرکت آل جی توانسته تلویزیونی با قطر تنها 4 میلی‌متر تولید کند که در مقایسه با آل ای دی‌ها که قطری معمولاً 2 – 1.2 سانتی دارند رقمی بسیار ستودنی است. این آل ای دی‌های ارگانیک نیز متخصص در نمایش کشیدن رنگ مشکی با خلوص هستند زیرا در مواقع نمایش رنگ مشکی اخلاف پتانسیل به دیودها نمی‌رسد و پیکسل خاموش می‌شود و کنتراست رنگ مشکی به بینهایت میل می‌کند. که در برابر LED ها که هنوز هم در برابر مهار رنگ مشکی مشکل‌دارند و به خوبی OLED ها نمی‌توانند رنگ مشکی را به نمایش بکشند.

در مبحث مصرف انرژی نیز OLED ها مصرف کمتری به نسبت ال‌ای‌دی‌ها دارند، زاویه دیدشان بهتر است، وسعت رنگ بیشتری در مقایسه با LED ها دارند و این بدین معناست که می‌توانید وسعت رنگ‌های بیشتری را در OLED ها مشاهده کنید. به‌دلیل وسعت رنگ کم LCD ها، شرکت‌های تولیدکننده مثل سونی با فناوری‌های مثل Triluminos تا حدودی این وسعت نور کم را در آل سی دی‌ها بهبود بخشیده‌اند.

اما OLED ها هم مشکلاتی از قبیل عارضه Bu In را (هرچقدرکم) دارا هستند و این عارضه از آنجا شروع می‌شود که مدت بسیار طولانی یک تصویر ثابت روی صفحه‌نمایش باشد و بعدازآن همیشه می‌توان سایه‌هایی از تصویر قبلی را در پشت‌صحنه به‌صورت تار مشاهده کرد. هرچند که با نرم‌افزارهای Bu Fixer تا حدودی این مشکل را رفع کرد ولی به‌طور کامل حل‌شدنی نیست.

مشکل دیگر OLED ها قیمت بسیار بالای آنها در مقابل ال‌ای‌دی‌ها است و این نوع نمایشگرها برچسب قیمتی گرانی به نسبت LED ها دارند.

جمع‌بندی نتیجه‌گیری:

نمایشگرها هرروزه در حال به‌روز‌شدن هستند و همواره به دنبال بهبود کیفیت تصویر نمایشی هستند که در عین حال مصرف کم و قیمت خوب نیز داشه باشند. به نظر شما آینده تلویزیون ها در دست کدام تکنولوژی‌ها است؟ شما کدام یک از تلویزیون‌ها را انتخاب می‌کنید؟

لینک کوتاه

×Closeبرای امتیاز دهی به این مطلب، لطفا وارد شوید: برای ورود کلیک کنید

- - , .