ما الفرق بين شاشة LCD وشاشة LED؟ وما نوع الإضاءة الخلفية المستخدمة في شاشة LED؟

أسباب ارتباك المستهلكين بين شاشات LCD وLED

لا يزال الناس يشعرون بالارتباك حول ما يُميز شاشات LCD عن شاشات LED، ويرجع ذلك في الغالب إلى أن الشركات استخدمت مصطلحات تسويقية مربكة على مدى سنوات. فحوالي عام 2008، بدأت شركات تصنيع التلفزيونات بوصف منتجاتها بأنها شاشات LED لتوضيح التحسينات مقارنة بشاشات LCD ذات الإضاءة الخلفية CCFL القديمة. ولكن إليك المفارقة: كلا النوعين يستخدم في جوهره لوحات بلورات سائلة. وقد أدى تغيير الاسم هذا إلى إيهام الكثير من الأشخاص بأن تقنية LED تمثل تكنولوجيا منفصلة تمامًا، في حين أنها في الحقيقة مجرد ترقية لتقنية LCD مع إضاءة أفضل من الأسفل. ووفقًا لبحث نُشر العام الماضي، فإن نحو ثلثي الأشخاص الذين شملهم الاستطلاع اعتقدوا أن هناك اختلافًا أساسيًا في طريقة عمل هاتين التقنيتين العارضتين.

كيف تعمل تقنيات عرض LCD وLED بالفعل

تحتاج شاشات الكريستال السائل (LCD) إلى نوع من مصدر الضوء لجعل البلورات السائلة تعمل بسحرها وتُظهر لنا الصور على الشاشة فعليًا. في الماضي، اعتمدت معظم شاشات الكريستال السائل على مصابيح الفلورسنت ذات المهبط البارد، التي تُعرف عادةً باسم CCFLs، لتوفير الإضاءة الخلفية الضرورية. ولكن في الوقت الحاضر، انتقلنا بشكل كبير إلى تقنية LED بدلاً من ذلك. هذه الثنائيات الباعثة للضوء أكثر كفاءة في استهلاك الطاقة مقارنةً بالأنواع الأقدم. هناك طريقتان أساسيتان يستخدمهما المصنعون حاليًا في تطبيق الإضاءة الخلفية LED. الأولى هي الإضاءة الحافة، حيث يتم ترتيب المصادر الضوئية الصغيرة حول حواف اللوحة، والطريقة الثانية تضعها عبر الجزء الخلفي من اللوحة في ما يُعرف بتكوين المصفوفة الكاملة. كان لهذا التحول من CCFLs إلى LEDs نتائج مذهلة إلى حدٍ ما. أصبحت الشاشات أرق بنسبة 40 بالمئة تقريبًا بشكل عام، ولاحظ الناس تحسنًا في تجانس سطوع الأجزاء المختلفة من الشاشة. وفقًا لبحث نُشر من قبل الجمعية البصرية في عام 2022، فإن هذا التحسن في توحيد السطوع يُحدث فرقًا حقيقيًا في تجربة المشاهدة.

الحقيقة: جميع شاشات العرض LED هي في الواقع شاشات LCD مع إضاءة خلفية LED

قد تطلق التسويق عليها اسم شاشات LED، لكنها في الأساس لا تزال شاشات LCD من حيث الهيكل. ما يُميزها هو طريقة إضاءتها. بدلاً من أنابيب CCFL القديمة التي كنا نراها سابقاً، يضع المصنعون الآن مصابيح LED خلف الشاشة. أما الجزء الخاص بالبلورات السائلة فلا يزال كما هو دون تغيير كبير. وفقاً لمقالة على موقع GeeksforGeeks، فإن الانتقال إلى الإضاءة الخلفية LED يوفر نسب تباين أفضل تصل إلى حوالي 5000 إلى 1، مقارنة بنسبة 1000 إلى 1 التي كانت تقدمها الإضاءة الخلفية CCFL. بالإضافة إلى ذلك، يتيح ذلك تحكماً أكثر دقة في التعتيم في مناطق محددة، ما يعني أن ألوان الأسود تبدو أعمق بكثير على هذه الشاشات. ولهذا السبب يستمر العاملون في المجال بوصفها شاشات LCD بإضاءة خلفية LED، ولا يعتبرونها فئة تقنية جديدة تماماً.

دور الإضاءة الخلفية LED في أداء شاشات العرض الحديثة

ما نوع الإضاءة الخلفية المستخدمة في شاشة العرض LED؟

تعتمد شاشات LED الحديثة على مصفوفات من تلك الثنائيات الباعثة للضوء الصغيرة التي نعرفها جميعًا باسم LED، بدلاً من مصابيح الفلورسنت ذات الكاثود البارد القديمة التي كانت تُستخدم سابقًا. يستخدم معظم الشاشات حاليًا مصابيح LED بيضاء لأن ذلك يحقق جدوى مالية أكبر للمصنّعين. وفقًا لتقارير DisplayTech Insights من العام الماضي، فإن حوالي 9 من كل 10 لوحات LCD بإضاءة خلفية LED تعتمد إما على إضاءة الحافة أو أنظمة الإضاءة الخلفية المصفوفة بالكامل. ما يميّز هذه المصابيح عن المصابيح التقليدية هو طريقة عملها على مستوى أشباه الموصلات، مما يتيح تحكمًا أفضل بكثير في مستويات السطوع، خاصة في أجهزة التلفاز عالية الجودة حيث يمكن لبعض الطرازات ضبط الإضاءة في مناطق محددة من الشاشة بشكل منفصل، ما يُنتج ألوانًا سوداء أعمق وبيضاء أكثر إشراقًا عند الحاجة.

من CCFL إلى LED: تطور تقنية الإضاءة الخلفية

بدأ التحول إلى الإضاءة الخلفية LED في أواخر عام 2000، مدفوعًا بانخفاض استهلاك الطاقة بنسبة 60٪ مقارنة بأنظمة CCFL (تقرير Energy Star لعام 2023). قامت الشركات المصنعة بإيقاف استخدام أنابيب CCFL التي تعتمد على الزئبق بحلول عام 2015، وتجاوزت معدلات اعتماد LED نسبة 98٪ في الشاشات التجارية بحلول عام 2021. وقد فتح هذا الانتقال ثلاث ميزات حاسمة:

1. ملامح أرق (لوحات مضيئة من الحافة بسماكة أقل من 0.3 بوصة)
2. نسب تباين ديناميكية تتجاوز 10,000:1
3. توسيع نطاق الألوان حتى 95٪ من DCI-P3 في النماذج عالية الجودة

كيف تحسّن الإضاءة الخلفية LED السطوع ووضوح الصورة

يمكن للشاشات الاحترافية التي تستخدم إضاءة خلفية من نوع LED أن تصل إلى مستويات سطوع مذهلة تبلغ حوالي 1200 نيت، وهي قيمة تفوق بكثير ما كانت تحققه تقنية CCFL القديمة بحد أقصى يبلغ حوالي 400 نيت. السر الحقيقي يكمن في تقنية التعتيم المحلي التي تقوم بإطفاء مصابيح LED محددة عند المناطق المظلمة في الصورة، مما يجعل الألوان السوداء تبدو أعمق بكثير. وأظهرت اختبارات مختبر الجودة البصرية أن هذه التقنية تقلل من ظاهرة الهالات المزعجة بنسبة تقارب ثلاثة أرباع بالمقارنة مع طرق التعتيم العالمي التقليدية. أما بالنسبة لدقة الألوان، فإن أنظمة LED الحديثة المكونة من الألوان الثلاثة الأساسية (RGB) والمدعمة بتحسينات النقاط الكمية تحقق قياسات أقل من ΔE 2، وهو ما يستوفي المتطلبات الصارمة المطلوبة في استوديوهات تحرير الفيديو. كما أن هذه الشاشات تتمتع بعمر افتراضي طويل بشكل ملحوظ، حيث تصل إلى حوالي 100,000 ساعة قبل الحاجة إلى الاستبدال، حتى مع استخدامها اليومي في البيئات المكتبية.

أنواع الإضاءة الخلفية LED: المصفوفة الكاملة مقابل الإضاءة الحافة

كيف تعزز الإضاءة الخلفية LED ذات المصفوفة الكاملة التباين والاتساق

تعمل إضاءة الخلفية LED ذات المصفوفة الكاملة من خلال وضع مئات من مصابيح LED الصغيرة في نمط شبكي خلف لوحة LCD. يسمح هذا الترتيب بالتحكم الموضعي في أجزاء مختلفة من الشاشة، بحيث يمكن جعل المناطق المضيئة أكثر سطوعًا بينما تظل البقع الداكنة سوداء فعلاً. وفقًا لبيانات HP لعام 2023، تصل هذه الأنظمة إلى نسب تباين مثيرة للإعجاب تبلغ حوالي مليون إلى 1. السر بسيط جدًا: فهي فقط تُطفئ الإضاءة في المناطق التي يجب أن تكون مظلمة وتزيد من الإضاءة حيثما يلزم. غالبًا ما تعاني الشاشات المضاءة من الحافة من بقع ضبابية مزعجة أثناء التباين العالي، وهي مشكلة لا تواجهها تشكيلات المصفوفة الكاملة إطلاقًا. ولهذا السبب يعتمد المحترفون في مجالات مثل قراءة الأشعة السينية في الأشعة أو استوديوهات التلفزيون عند مراجعة اللقطات على هذه التقنية. وبالنسبة لأي شخص يحتاج إلى إعادة إنتاج ألوان ثابتة وموثوقة عبر كامل الشاشة دون وجود بقع ساخنة أو باهتة، تظل تقنية المصفوفة الكاملة هي المعيار الذهبي، رغم أنها أكثر ضخامة قليلاً مقارنة بالبدائل المضاءة من الحافة.

الإضاءة المحيطية LED: المزايا التصميمية وقيود الإضاءة

تُوضع أنظمة الإضاءة المحيطية لمصابيح LED على طول محيط الشاشة، وتستخدم أدلة ضوئية لتوزيع الإضاءة عبر اللوحة. وبينما تتيح هذه التقنية ملامس رفيعة جدًا (بسمك 4 مم فقط) وتقلل استهلاك الطاقة بنسبة تصل إلى 30% مقارنة بالإضاءة الكاملة المصفوفة (WhatHiFi 2023)، فإنها تفقد التحكم حسب المناطق. وتشمل أبرز النقاط:

• كفاءة المساحة : مثالية للإشارات الرقمية المثبتة على الجدران في المتاجر
• وفورات في التكاليف : أرخص بـ 20-40% في التصنيع مقارنة بالإضاءة الكاملة المصفوفة (Wired 2023)
• القيود : سطوع قصوى محدود (≤500 نيت) وتوزيع غير متساوٍ للإضاءة الخلفية في الشاشات الكبيرة

اختيار النوع المناسب: اعتبارات بيئة المشاهدة وحالة الاستخدام

يعتمد الاختيار على ثلاثة عوامل رئيسية:

على سبيل المثال، وجدت دراسة أجرتها DisplayMate عام 2023 أن نظام الإضاءة الخلفية المصفوفة الكاملة يحسن جودة الصورة المدركة بنسبة 47%في الغرف المعرضة لأشعة الشمس مقارنة بالإضاءة الحافة. ومع ذلك، تظل الإضاءة الحافة الخيار المفضل في اللوبيهات المؤسسية التي تراعي الميزانية، حيث يفوق التصميم الرفيع احتياجات الأداء البحت.

تفنيد بعض المفاهيم الخاطئة الشائعة حول شاشات LED وLCD

المفهوم الخاطئ: تُصدر شاشات LED ضوءًا مثل ألواح OLED

يخلط الكثير من الناس بين شاشات LCD المدعمة بإضاءة خلفية LED وتكنولوجيا OLED، ويعتقدون أنها تعمل بشكل متشابه بينما في الحقيقة ليست كذلك. ففي الشاشات التي تعتمد تكنولوجيا OLED، يُنتج كل بكسل ضوءه الخاص بشكل مستقل. أما شاشات الـLED فتحتاج إلى شيء مختلف تمامًا - فهي تعتمد على إضاءة خلفية منفصلة مكونة من مصابيح LED بيضاء أو ملونة تقع خلف طبقات البلورات السائلة. ونتيجةً لهذا التكوين، لا يمكن لشاشات LCD المدعمة بإضاءة خلفية LED الوصول إلى مستويات السواد العميقة التي تحققها شاشات OLED بكفاءة عالية. حتى عند عرض محتوى داكن، يجب أن تظل الإضاءة الخلفية مشغلة جزئيًا، ما يعني أن تحقيق اللون الأسود التام أمرٌ مستحيل تقريبًا مع هذا النوع من الشاشات.

التسويق مقابل الواقع: لماذا مصطلح 'تلفزيون LED' غير دقيق

لا يزال لدينا استخدام لمصطلح تلفاز LED، على الرغم من أنه لم يعد دقيقًا من الناحية الفنية. وفقًا لتقرير سامسونج من العام الماضي حول تقنيات العرض، فإن ما نسميه تلفزيونات LED هو في الحقيقة شاشات LCD من الداخل. حيث تم استبدال مصابيح الإضاءة الخلفية القديمة (CCFL) بمصابيح LED بدلًا من ذلك. وهذا منطقي إذا فكرت بالأمر. بالنسبة للشركات التي تشتري شاشات لاستخدامها في أمور مثل اللوحات الرقمية الخارجية، فإن هذا الاختلاف بين أنواع الإضاءة الخلفية مهم بالفعل. فدرجة السطوع تبقى أكثر اتساقًا عبر الشاشة، كما تنخفض استهلاك الطاقة بشكل ملحوظ، مما يُحدث فرقًا كبيرًا على المدى الطويل، خصوصًا في البيئات التجارية.

شرح المصطلحات الصناعية للمشترين من الشركات

يجب أن يُعطي المحترفون أولوية للمواصفات مثل الإضاءة الخلفية LED ذات المصفوفة الكاملة مقابل الإضاءة الخلفية الجانبية بالإضافة إلى مصطلحات غامضة مثل "شاشة LED". فإن المصنّعين الذين يستخدمون لغة دقيقة ("شاشة LCD بإضاءة خلفية من نوع LED") يُظهرون التزامهم بمعايير IEC 62512 فيما يتعلق باستقرار السطوع، مما يقلل من أخطاء الشراء في نشر أنظمة الصوت والفيديو المؤسسية.

الأداء والفوائد العملية للشاشات ذات الإضاءة الخلفية من نوع LED

توفر الشاشات ذات الإضاءة الخلفية من نوع LED أداءً متفوقًا مقارنةً بالطرازات الأقدم التي تعتمد على الإضاءة CCFL، لا سيما في ثلاث مجالات رئيسية: الجودة البصرية، والكفاءة في استهلاك الطاقة، وطول العمر التشغيلي.

جودة الصورة: السطوع، ودقة الألوان، ومستويات اللون الأسود

يمكن للشاشات الحالية المزودة بإضاءة خلفية من نوع LED أن تصل إلى أكثر من 1000 نت من السطوع عند ذروتها، أي ما يقارب ضعف ما كانت تحققه النماذج القديمة من نوع CCFL، مع الحفاظ في الوقت نفسه على انحرافات الألوان أقل من 1 دي إي، مما يوفر دقة على مستوى المحترفين وفقًا لتقرير DisplayMate الأخير الصادر في عام 2024. وبفضل إعدادات الإضاءة المحلية المصفوفة بالكامل، فإن هذه اللوحات قادرة على تحقيق مستويات سواد حقيقية لأنها تتحكم في مناطق الـ LED بشكل منفصل، أحيانًا تصل إلى 2500 منطقة مختلفة عبر الشاشة. والنتيجة؟ نسب تباين تتجاوز مليونًا إلى واحد في بعض إصدارات الـ mini LED الأحدث. إن هذا النوع من الدقة مهم جدًا لأنه يمنع مشكلة الضباب الرمادي المزعج الذي نراه في الشاشات المضيئة من الحافة. بالنسبة لأولئك الذين يعملون على الصور الطبية أو يقومون بأعمال تدرج ألوان دقيقة، فإن هذا يُحدث فرقًا كبيرًا في الحصول على نتائج دقيقة يومًا بعد يوم.

الكفاءة الطاقوية والأثر البيئي للإضاءة الخلفية من نوع LED

تُظهر أحدث البيانات من تقرير الطاقة لعام 2023 أن تقنية LED تقلل احتياجات الطاقة بنحو 40٪ مقارنة بتقنيات الإضاءة الخلفية القديمة CCFL التي كنا نعتمد عليها سابقًا. على سبيل المثال، فإن شاشة تجارية قياسية بحجم 65 بوصة تعمل فقط على 98 واط عند استخدام تقنية LED، في حين تستهلك الشاشة ذات الحجم نفسه والمزودة بتقنية CCFL حوالي 163 واط. وهذا يعني أن الشركات التي تعمل بشاشاتها على مدار 24 ساعة يمكنها توفير نحو 570 كيلوواط ساعة سنويًا. وما معنى ذلك بالنسبة للبيئة؟ حسنًا، تشير دراسات دورة الحياة إلى أن هذه الشاشات المزودة بإضاءة خلفية LED تترك أثرًا كربونيًا أقل بنسبة 28٪ تقريبًا مقارنة بنظيراتها العاملة بتقنية CCFL. بالنسبة للشركات التي تسعى لجعل عملياتها أكثر اخضرارًا، فإن الانتقال إلى تقنية LED يُعد خطوة منطقية من الناحيتين البيئية والمالية.

عمر التشغيل والموثوقية طويلة الأمد للوحات المزودة بإضاءة خلفية LED

تشير الاختبارات التي أجريت في ظل ظروف تشغيل مكثفة إلى أن شاشات العرض المزودة بإضاءة خلفية من نوع LED تحتفظ بنحو 90 بالمئة من سطوعها الأصلي، حتى بعد العمل المستمر لمدة تتراوح بين 70 ألف و100 ألف ساعة، وهي فترة تمتد تقريبًا بثلاث مرات أكثر مما نراه في النماذج القديمة من نوع CCFL. إن تدهور أداء الصمامات الثنائية الباعثة للضوء (LED) ليس بنفس درجة الإشكالية مثل ما يحدث مع شاشات OLED، حيث تتحلل المواد العضوية تدريجيًا مع مرور الوقت. بل إن فقدان سطوع الـ LED يتبع أنماطًا منتظمة نسبيًا، تتيح لمديري المرافق التخطيط لمواعيد استبدال الشاشات عند الحاجة. وعادةً ما تحصل الشركات التي تعمل بشاشات رقمية على مدار الساعة دون توقف، على عمر افتراضي يتراوح بين خمس إلى سبع سنوات من استخدام هذه الشاشات قبل أن تظهر أي مشكلات. ووفقًا لتقرير اتحاد اللافتات الرقمية الصادر العام الماضي، فإن هذه الأنظمة الحديثة تتعرض للأعطال بنسبة أقل تصل إلى نحو 38 بالمئة مقارنة بتقنية LCD القديمة التي حلّت محلها.

أسئلة شائعة

هل شاشات LCD وLED متطابقة؟

لا، ليست متماثلة. تعد شاشات LED نوعًا من شاشات LCD تستخدم إضاءة خلفية من الصمامات الثنائية الباعثة للضوء (LED) بدلًا من تقنية CCFL القديمة، مما يوفر كفاءة أفضل في استهلاك الطاقة، وسمكًا أقل، وسطوعًا محسنًا.

ما الفرق بين الإضاءة الخلفية LED المحيطية والإضاءة الخلفية LED ذات المصفوفة الكاملة؟

تضع الإضاءة الخلفية LED المحيطية مصابيح LED حول حواف الشاشة، مما يسمح بتصميم أرفع ولكن مع تحكم أقل في تجانس السطوع. أما الإضاءة الخلفية LED ذات المصفوفة الكاملة فتوزّع مصابيح LED عبر الجزء الخلفي من الشاشة، مما يتيح تباينًا أفضل وتوزيعًا أكثر انتظامًا للسطوع على كامل الشاشة.

لماذا يوجد لبس بين شاشات LED وOLED؟

ينشأ اللبس لأن كلا النوعين يحتويان على عبارة 'LED' في اسمهما، لكنهما يعملان بشكل مختلف. فشاشات OLED تولد الضوء بشكل منفصل في كل بكسل، مما يسمح بدرجات سوداء أعمق وألوانًا أكثر حيوية مقارنة بشاشات LCD المدعمة بإضاءة خلفية LED، والتي تستخدم إضاءة خلفية منفصلة.

هل يمكن للشاشات المدعمة بإضاءة خلفية LED أن تقدم مستويات سوداء مماثلة لتلك الموجودة في شاشات OLED؟

لا، على الرغم من تحسن شاشات العرض المزودة بإضاءة خلفية من نوع LED بشكل كبير، إلا أنها لا تزال غير قادرة على مطابقة مستويات السواد المطلقة التي تحققها شاشات OLED بسبب الحاجة إلى بقاء بعض الإضاءة الخلفية قيد التشغيل.

لماذا يطلق المصنعون غالبًا على شاشات LCD المزودة بإضاءة خلفية من نوع LED اسم 'تلفزيونات LED'؟

يقوم المصنعون بالتسويق لها على أنها 'تلفزيونات LED' للتأكيد على استخدام تقنية الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) في الإضاءة الخلفية، والتي توفر كفاءة طاقة وجودة صورة أفضل مقارنةً بأساليب الإضاءة القديمة. ومع ذلك، فهي لا تزال في جوهرها شاشات LCD.