تتطلب شاشات LCD إضاءة خلفية لعرض الصور، وتشمل تقنيات الإضاءة الخلفية السائدة حاليًا CCFL (مصباح الفلورسنت الكاثود البارد) وLED. CCFL هي تقنية الإضاءة الخلفية التقليدية. إذًا، ما هي الإضاءة الخلفية CCFL؟ وما هي مزاياها وعيوبها وقيودها؟ وسيتم شرح ذلك بالتفصيل أدناه.
أكبر فرق بين شاشات LCD وشاشات البلازما هو أن شاشات LCD يجب أن تعتمد على مصدر ضوء سلبي، في حين أن أجهزة تلفزيون البلازما هي أجهزة عرض ينبعث منها ضوء نشط. حاليًا، تشمل تقنيات الإضاءة الخلفية لشاشات الكريستال السائل السائدة في السوق LED (الصمام الثنائي الباعث للضوء) وCCFL (مصباح الفلورسنت الكاثود البارد).
1. مصابيح الفلورسنت ذات الكاثود البارد (CCFL) تستخدم جميع شاشات LCD التقليدية الإضاءة الخلفية لمصابيح الفلورسنت ذات الكاثود البارد (CCFL). تأتي تصميمات الإضاءة الخلفية CCFL بشكل أساسي في نوعين: إضاءة الحافة-والإضاءة المباشرة-. ومع ذلك، تعاني الإضاءة الخلفية ذات الحافة - من انكسار الضوء العالي بسبب تصميم دليل الضوء الخاص بها، مما يحد من سطوع الإضاءة الخلفية. ينخفض السطوع مع زيادة أحجام اللوحات، مما يجعلها مناسبة فقط للوحات TFT LCD مقاس 8-بوصة إلى 15-بوصة، وهي مثالية للعرض الشخصي في أجهزة الكمبيوتر المحمولة وأجهزة الكمبيوتر المكتبية. بالنسبة لأجهزة-تلفزيونات LCD ذات الشاشات الكبيرة المستخدمة في المشاهدة المنزلية، تكون الإضاءة الخلفية ذات الإضاءة الجانبية غير كافية، مما يستلزم استخدام الإضاءة الخلفية ذات الإضاءة المباشرة.
ومع ذلك، كلما زاد حجم شاشة LCD، زادت تكلفة وحدة الإضاءة الخلفية. يشير هذا تحديدًا إلى وحدات الإضاءة الخلفية CCFL-المضاءة بشكل مباشر. تشير الإحصائيات إلى أنه بالنسبة لشاشات LCD مقاس 15-بوصة التي تستخدم وحدات الإضاءة الخلفية CCFL-المباشرة، تمثل وحدة الإضاءة الخلفية 23% فقط من التكلفة الإجمالية، ولكن هذا يزيد إلى 37% للطرز مقاس 30-بوصة، ويقدر أن يصل إلى 50% للطرز مقاس 57-بوصة. ولذلك، فإن الإضاءة الخلفية CCFL ذات الإضاءة المباشرة مناسبة فقط لأجهزة تلفزيون LCD متوسطة الحجم التي يبلغ حجمها حوالي 30 بوصة وليس للتصميمات الأكبر حجمًا. وفي الوقت نفسه، تستخدم CCFLs تفريغ غاز الزئبق لتوليد الضوء. على الرغم من أن لوائح الاتحاد الأوروبي الحالية بشأن تقييد المواد الخطرة (RoHS) مقبولة طالما أن جرعة الزئبق أقل من المعيار، فليس هناك ما يضمن إمكانية رفع المعيار إلى محتوى صفر (يحظر استخدامه تمامًا) في المستقبل. وفي ذلك الوقت، ستكون CCFLs غير قابلة للاستخدام، أو سيتعين اعتماد CCFLs خالية من الزئبق.
حتى لو كانت مصابيح CCFL الخالية من الزئبق- ممكنة من الناحية الفنية، فإن مصابيح CCFL لا تزال عبارة عن أنبوب مغلق من نوع -الإضاءة الإلكترونية لتفريغ الغاز. يتمتع الأنبوب بمقاومة محدودة للقوى الخارجية؛ سيؤدي التأثير الكبير إلى كسر الأنبوب، مما يؤدي إلى فشل الإضاءة. الإضاءة الإلكترونية ذات الحالة الصلبة - الأخرى (مثل مصابيح LED) لا تواجه هذا القلق. علاوة على ذلك، نظرًا لأن إضاءة السقوط المباشر-لا تتطلب لوحة توجيه للضوء ولها انكسار أقل للضوء، فإنها تلغي أيضًا الحاجة إلى فيلم لتحسين السطوع. وعلى وجه الخصوص، فإن أفلام تحسين السطوع هي تقنيات حاصلة على براءة اختراع لعدد قليل من الشركات المصنعة وهي باهظة الثمن. تعمل الإضاءة المباشرة- على إلغاء الحاجة إلى لوحة توجيه الضوء وفيلم تحسين السطوع، مما يساعد على تقليل التكاليف.
ومع ذلك، فإن CCFLs ذات التدفق المباشر- لها عيوبها أيضًا. لتحسين سطوع الشاشة، يجب زيادة عدد مصابيح LED. ومع ذلك، فإن الترتيب الكثيف للغاية لمصابيح LED يعيق تبديد الحرارة. نظرًا لتقليل المسافة بين مصابيح LED، فإن الحل الوحيد هو زيادة السُمك لتحسين تبديد الحرارة. ومع ذلك، فإن هذا السُمك المتزايد ينفي جزئيًا ميزة أجهزة تلفزيون LCD: نحافتها.
وبالمناسبة، عند استخدام مصابيح CCFL LED في أجهزة تلفزيون LCD ذات الشاشات الكبيرة-، يجب أيضًا زيادة طول مصابيح LED وفقًا لذلك. ومع ذلك، فإن مصابيح CCFL LED الأطول عرضة لمشاكل السطوع وتقلب الألوان في المنتصف وفي كلا الطرفين، مما يؤثر على تجانس الإضاءة الخلفية. للحفاظ على التجانس، يجب استخدام فيلم ناشر، ولكن هذا يقلل أيضًا من نفاذية الضوء، مما يقلل من السطوع. يتم تعويض هذا الانخفاض في السطوع عن طريق زيادة عدد مصابيح LED. ومع ذلك، كما ذكرنا سابقًا، فإن زيادة عدد مصابيح LED يجعل تصميم تبديد الحرارة أكثر صعوبة، ويزيد من سمك وحدة الإضاءة الخلفية، بل ويزيد من استهلاك الطاقة. من المعلوم أن وحدات الإضاءة الخلفية CCFL تمثل ما يصل إلى 90% من إجمالي استهلاك الطاقة لتلفزيون LCD. لذلك، يعد تغيير تقنية الإضاءة الخلفية أحد الاتجاهات الحالية لتحسين جودة صورة LCD.
