شاید این نکته در ذهن شمایی که به عنوان مخاطب در حال خواندن این نوشتار هستید پدیدار شود که آیا افزایش سطح دانسته ها درباره قطعات و تجهیزات سخت افزاری می تواند در انتخاب و خرید محصول و نوع نگهداری کارا باشد؟

پاسخ شما یک آری بزرگ است و شک نداشته باشید که از دانستن نکات اصلی و حواشی آن ضرر نخواهید کرد. البته به خاطر داشته باشید که سطح دانسته ها برای قطعات و تجهیزات مختلف این حوزه متفاوت است. این هفته بدون هیچ دلیلی به توضیح درباره نمایشگرهای LCD می پردازیم.

اصل ماجرا

تمامی نمایشگرهای موجود در عالم هستی بر اساس این سه اصل کار می کنند که اول، نور تولید کنند. دوم، رنگ نور تولید شده را مشخص کنند و آخر اینکه، نور تولید شده را با ویژگی های خاص خود (رنگ، شدت و...) به موقعیت دلخواه هدایت کنند.

سه اصل گفته شده در تمامی نمایشگرهای کامپیوتر، تلویزیون ها و ویدیو پروژکتورهایی که از تکنولوژی های LCD، Plasma، LCoS، CRT، DLP و... استفاده می کنند صادق است و جز این نیست. اساس دسته بندی انواع سیستم های نمایشی نیز براساس این سه اصل شکل می گیرد!

اساس نمایشگرهای LCD

در قسمت عقبی نمایشگرهای LCD یک فقره لامپ نورانی وجود دارد که در اصطلاح لامپ فلورسنت کاتود سرد (CCFL) خطاب می شود و وظیفه دارد نور سفید را تولید و منتشر کند، به گونه ای که تمامی سطح نمایشگر پوشش داده شود. راستش لزومی ندارد که فقط از یک لامپ استفاده شود. کارایی لامپ های CCFL با افزایش ابعاد نمایشگر کاهش خواهد یافت، پس منطقی است که از چند لامپ به شکل هم زمان استفاده شود. البته تغییر در فرکانس نور انتشار یافته توسط لامپ ها، تغییر در رنگ ها و افزایش قیمت محصول موجب شده است تا شرکت های سازنده ترفندهای دیگری را برای جبران رفع مشکلات موجود به کار گیرند و از آوردن هوو برای لامپ اصلی جلوگیری کنند!

تولید رنگ

یادآور می شوم که از دو سیستم رنگی مختلف برای تولید و انتشار رنگ ها استفاده می شود. سیستم های چاپ به طور معمول سیستم CMYK را که ترکیبی از رنگ های فیروزه ای (Cyan)، صورتی (Magenta)، زرد (Yellow) و مشکی (Key/Black) است به کار می گیرند و سیستم های نمایشی (RGB) از رنگ های آبی (Blue)، سبز (Green) و قرمز (Red) برای تولید رنگ های مختلف استفاده می کنند. بنابراین برای ایجاد نقطه رنگی باید از سه سلول رنگی که هر یک به صورت مستقل رنگ های خالص آبی ، سبز و قرمز را ایجاد می کنند استفاده کرد. هر یک از این سلول های خالص رنگی یک زیرپیکسل (Subpixel) خوانده و مجموعه این سلول ها به عنوان یک پیکسل (Pixel) شناخته می شوند. به بیان دیگر آن پیکسلی که ما و شما در مراودات کلامی و نوشتاری معمول استفاده می کنیم از سه پیکسل جزئی تر آبی، سبز و قرمز تشکیل شده است.

با تغییر شدت رنگ هر یک از زیرپیکسل ها، می توان محدوده مشخصی از رنگ ها را تولید کرد. به زبان نادقیق فنی اگر فرض کنیم که هر زیرپیکسل رنگی بتواند به صورت هشت بیتی کنترل شود، یک پیکسل کامل می تواند با ۲۴ بیت کنترل شود و در نتیجه دو به توان ۲۴ حالت مختلف را ایجاد کند. در این حالت است که می گویند این نمایشگر می تواند ۷/۱۶ میلیون رنگ متفاوت را تولید کند. اگر باور نمی کنید عدد ۲ را ۲۴ مرتبه در خود ضرب کنید!

بدانید بد نیست که شرکت hp به کمک DreamWorks موفق به تولید نمایشگری شده است که هر پیکسل آن با ۳۰ بیت کنترل می شود و می تواند بیش از ۴ میلیارد رنگ مختلف تولید کند!

اتاق فرمان

تنظیم انرژی سیستم، روشن شدن لامپ CCFL، دریافت اطلاعات از کامپیوتر و ارسال دستورات لازم برای هر پیکسل به صورت جداگانه توسط بخشی از نمایشگر مدیریت می شود که اتاق فرمان نام دارد. اتاق فرمان نمایشگر از یک مادربرد با کلی چیپ، خازن، مقاوت، تنظیم کننده ولتاژ و تعدادی پورت تشکیل شده است.

در نمایشگرهای جدید که برق دستگاه به طور مستقیم تامین می شود، یک منبع تغذیه فرد اعلاء در داخل نمایشگر تعبیه می شود و رفتار آن توسط اتاق فرمان تحت کنترل قرار می گیرد. از آنجایی که ورود به این ماجرا قدری پیچیده می شود از آن پرهیز و نظر شما را به بخش های دیگر جلب می کنیم!

منبع نورانی

درباره منبع تامین نور موردنیاز قدری صحبت کردیم، اما ممکن است این پرسش مطرح شود که رابطه میان پیکسل ها با لامپ روشنایی چیست؟ به طور خلاصه می گویم که پیکسل های سه گانه رنگی به عنوان اجزاء هر پیکسل کامل از یک سلول منفرد تشکیل شده است. این سلول حاوی ماده ای است که تحت عنوان کریستال مایع (Liquid Crystal) شناخته می شود. نام LCD نیز براساس همین کریستال مایع انتخاب شده است. کریستال مایع در واقع نامی متضاد است به این صورت که واژه کریستال به مواد جامد اطلاق می شود. استفاده از اصطلاح کریستال مایع برای این ماده به این دلیل است که حالت فیزیکی آن ژله بین جامد و مایع قرار دارد و با توجه به میزان جریانی که از آن عبور می کند حالت های مختلفی به خود می گیرد و در حالت های مختلف روی نوری که از درون سلول عبور می کند از لحاظ شدت و رنگ نور اثر خواهد داشت. این نور توسط لامپ اصلی نمایشگر (CCFL) از پشت وارد سلول می شود و با شرایط خاص و اعمال تغییرات از سوی دیگر آن خارج و با چشمان کاربر برخورد پیدا می کند.

لامپ های LED

چند وقتی است که در برخی نمایشگرها، لامپ های LED را با لامپ های پرمصرف CCFL جایگزین کرده اند. صفحه نمایش در نمایشگرهایی که از لامپ CCFL استفاده می کنند با دو شکل اصلی مواجه است.

اول اینکه، صفحه به طور یکنواخت روشن نمی شود و دوم اینکه، رنگ مشکی ایجاد شده توسط سلول ها چندان هم مشکی نیست. اگر چراغ اتاق را در هنگام شب خاموش کنید و صفحه LCD رادر حالت Screen Saver قرار دهید خواهید دید که صفحه نمایشگر قدری روشن است. مشکل مذکور به این دلیل ایجاد می شود که سلول های کریستال مایع در هر وضعیتی که قرار بگیرند، قدری از نور تابیده شده را از خود عبور می دهند!

برای حل این دو مشکل، استفاده از تکنولوژی لامپ های LED پیشنهاد شد. لامپ LED برخلاف انواع CCFL در یک نقطه متمرکز نیست و در پشت تمامی سلول های نمایشگر قرار می گیرد. مزیت تکنولوژی یاد شده این است که تمامی سلول ها به یک اندازه نور دریافت می کنند. مزیت مهم دیگر این است که فقط سلول هایی که قرار است نور تابش کنند، نور دریافت می کنند. به بیان دیگر در نمایشگرهای LED می توان یک محدوده خاص از نمایشگر را روشن و بقیه را خاموش نگه داشت. تکنولوژی LED رنگ های واقعی تری را ایجاد می کند، اما عیب آن این است که به دلیل استفاده از تعداد زیادی لامپ در نمایشگر، با تعدد فرکانس ها مواجه می شود.

و اما بعد!

ویژگی های عنوان شده در مشخصات فنی نمایشگرها، به یکی از بخش های ذکر شده مربوط می شود. برای مثال، شدت روشنایی به لامپ مورد استفاده و کنتراست تصاویر به صورت مستقیم به تکنولوژی مورد استفاده در تولید سلول های کریستالی مربوط می شود.