ما هي شاشات IPS LCD؟

ما هي شاشات IPS LCD؟
منذ سنة

مقدمة عن تقنية IPS LCD

شاشات IPS LCD هي اختصار لعبارة In-Plane Switching Liquid Crystal Display، وتعني شاشات الكريستال السائل بتقنية التحويل داخل المستوى. تعتبر شاشات IPS LCD من أفضل أنواع الشاشات المستخدمة حاليًا في الهواتف الذكية، والأجهزة اللوحية، وشاشات الحواسيب، والتلفزيونات، لما تقدمه من جودة ألوان عالية وزوايا رؤية واسعة مقارنةً بأنواع أخرى مثل TN (Twisted Nematic) و VA (Vertical Alignment).

كيف نشأت تقنية IPS LCD؟

بداية ظهور شاشات LCD

ظهرت شاشات LCD لأول مرة كبديل للشاشات القديمة (CRT) الثقيلة والضخمة، وكانت تعتمد على تقنية TN في البداية والتي كانت توفر سرعة استجابة عالية وتكلفة تصنيع منخفضة، لكنها عانت من مشكلات كبيرة في زوايا الرؤية وتشبع الألوان.

تطوير تقنية IPS

قامت شركتا Hitachi و NEC في التسعينات بتطوير تقنية IPS LCD كحل لتلك المشاكل، حيث حسنت من زوايا الرؤية بشكل كبير وأعطت ألوانًا أكثر دقة ووضوحًا، مما ساعدها في دخول مجالات التصميم الجرافيكي والتصوير الاحترافي لاحقًا.

كيف تعمل شاشات IPS LCD؟

مبدأ عمل شاشات IPS LCD

مصدر الإضاءة الخلفية (Backlight)

تعتمد شاشات IPS LCD على وجود إضاءة خلفية دائمة تُسمى Backlight، وهي المسؤولة عن إنتاج الإضاءة العامة للشاشة، ثم تقوم الكريستالات السائلة بتحديد كمية الضوء المسموح بمروره لكل بكسل حسب الصورة المعروضة.

تركيب البكسل

يتكون كل بكسل في شاشة IPS LCD من:

  • كريستالات سائلة تتحكم في مرور الضوء.

  • مرشحات استقطاب أفقية ورأسية لتحديد اتجاه الضوء.

  • مرشح لوني يمنح البكسل لونه الأساسي (أحمر أو أخضر أو أزرق).

آلية التحكم في البكسلات

عند تطبيق مجال كهربائي على الكريستالات السائلة داخل شاشة IPS LCD، تدور الكريستالات بزاوية 90 درجة تقريبًا مما يسمح بمرور الضوء من خلال المرشح اللوني ويظهر اللون النهائي على الشاشة. إذا لم يتم تطبيق المجال الكهربائي، تبقى الكريستالات في وضعها الأصلي وتمنع مرور الضوء، فيظهر اللون الأسود.

مميزات وعيوب شاشات IPS LCD

مميزات شاشات IPS LCD

1- دقة الألوان العالية

تُعرف شاشات IPS LCD بدقتها في إظهار الألوان بدرجات واقعية، مما يجعلها مثالية للمصممين والمصورين ومحرري الفيديو الذين يحتاجون إلى ألوان حقيقية ومتوازنة.

2- زوايا رؤية واسعة

تصل زوايا الرؤية في شاشات IPS LCD إلى 178 درجة تقريبًا، أي أنك تستطيع مشاهدة نفس جودة الصورة من زوايا مختلفة دون تغيير في الألوان أو سطوع الشاشة.

3- تباين جيد وسطوع موحد

تعطي شاشات IPS LCD تباينًا جيدًا وسطوعًا موحدًا على كامل مساحة الشاشة، مما يعزز تجربة المشاهدة خاصة عند استخدام الشاشة لوقت طويل.

4- سرعة استجابة عالية للمس

تتميز شاشات IPS LCD بسرعة استجابتها للمس والإدخال، ولذلك فهي مناسبة للألعاب والتطبيقات التفاعلية رغم أن شاشات AMOLED تتفوق عليها قليلًا في هذه النقطة.

عيوب شاشات IPS LCD

1- استهلاك طاقة أعلى

تستهلك شاشات IPS LCD طاقة أكبر مقارنة بشاشات AMOLED، لأن الإضاءة الخلفية تعمل دائمًا حتى عند عرض الألوان الداكنة أو السوداء.

2- تسرب الإضاءة الخلفية

تعاني بعض شاشات IPS LCD من مشكلة Backlight Bleeding، وهي ظهور بقع إضاءة على حواف الشاشة أو في أماكن معينة خاصة عند عرض صور سوداء بالكامل، مما يؤثر على جودة الصورة.

3- ضعف الأداء في ضوء الشمس المباشر

نظرًا لاعتمادها على الإضاءة الخلفية، فإن شاشات IPS LCD تبدو باهتة تحت ضوء الشمس المباشر مقارنة بشاشات AMOLED التي تظهر ألوانًا أكثر حيوية في نفس الظروف.

4- السماكة والوزن

تحتاج شاشات IPS LCD إلى طبقة إضافية للإضاءة الخلفية، مما يجعلها أكثر سماكة ووزنًا من شاشات AMOLED و Super AMOLED.

كيفية اختيار شاشة IPS LCD مناسبة لك؟

أولًا: حجم الشاشة

تحديد الاستخدام والمساحة

عند اختيار حجم الشاشة، حدد أولًا:

  • نوع استخدامك (ألعاب – تصميم – مشاهدة أفلام – استخدام يومي).

  • المساحة المتاحة لديك.

  • ميزانيتك الحالية.

كلما زاد حجم الشاشة زادت وضوح التفاصيل لكنها تستهلك طاقة أكبر وتكون أغلى سعرًا.

ثانيًا: دقة الشاشة

تأثير الدقة على جودة الصورة

تعبر دقة الشاشة عن عدد البكسلات الموجودة بها، مما يؤثر بشكل مباشر على وضوح النصوص والأيقونات والصور والفيديوهات. من أشهر درجات الدقة:

  • Full HD (1080p): مناسب لمعظم الاستخدامات اليومية والألعاب.

  • QHD (1440p): مثالي لمحبي مشاهدة الأفلام والتصميم الجرافيكي.

  • 4K (2160p): الأفضل لمحرري الفيديو والمصورين المحترفين، لكنه يستهلك طاقة ومعالجة أعلى.

ثالثًا: معدل التحديث

أهمية معدل التحديث في الألعاب والفيديو

يقاس معدل التحديث بالهرتز (Hz)، وهو عدد المرات التي تتغير فيها الصورة على الشاشة في الثانية الواحدة. كلما زاد معدل التحديث:

  • زادت سلاسة الصورة.

  • قلت ضبابية الحركة.

  • تحسنت تجربة اللعب بشكل كبير.

من أشهر معدلات التحديث:

  • 60Hz: مناسب للاستخدامات اليومية ومشاهدة الفيديو.

  • 90Hz أو 120Hz: ممتاز للألعاب وتجربة استخدام سلسة.

  • 144Hz أو أكثر: لمحترفي الألعاب الإلكترونية والألعاب التنافسية.

مقارنة شاشات IPS LCD بأنواع TN و VA و AMOLED

أولًا: مقارنة IPS LCD مع TN LCD

مقدمة عن شاشات TN LCD

شاشات TN أو Twisted Nematic هي أقدم تقنيات LCD وأكثرها انتشارًا في بدايات شاشات الكمبيوتر المحمولة والمكتبية بسبب:

  • تكلفتها المنخفضة جدًا.

  • سرعة استجابتها العالية.

  • توافرها بكثرة في جميع الأسواق.

عيوب شاشات TN مقارنة بـ IPS

  • زوايا رؤية ضيقة جدًا، حيث يتغير اللون والتباين بشدة عند النظر من زاوية جانبية.

  • جودة ألوان أقل بكثير مقارنة بشاشات IPS.

  • غير مناسبة للتصميم أو مشاهدة الأفلام بجودة عالية.

مزايا TN على IPS

  • سرعة استجابة أفضل (غالبًا 1ms).

  • أسعار أقل بكثير، مما يجعلها مناسبة للشاشات الاقتصادية أو شاشات الألعاب ذات الميزانية المحدودة.

ثانيًا: مقارنة IPS LCD مع VA LCD

مقدمة عن شاشات VA LCD

تقنية VA أو Vertical Alignment ظهرت كحل وسط بين TN و IPS، وتتميز بأنها:

  • توفر تباينًا عاليًا جدًا (عادةً 3000:1 أو أكثر).

  • تعرض اللون الأسود بشكل أعمق من IPS.

عيوب VA مقارنة بـ IPS

  • زوايا رؤية أقل اتساعًا من IPS لكن أفضل من TN.

  • استجابة أبطأ قليلاً من IPS مما قد يسبب ضبابية في الألعاب السريعة.

مجالات استخدام VA

تستخدم عادةً في:

  • شاشات التلفزيون، لأنها توفر تباينًا ممتازًا للغرف المظلمة.

  • الشاشات المكتبية للمستخدمين الذين يهتمون بالتباين أكثر من زوايا الرؤية.

ثالثًا: مقارنة IPS LCD مع AMOLED

مقدمة عن شاشات AMOLED

شاشات AMOLED هي الجيل الأحدث من شاشات العرض، وتتميز بأنها:

  • تعتمد على إضاءة ذاتية لكل بكسل، بدون إضاءة خلفية.

  • تعرض اللون الأسود الحقيقي تمامًا، لأن البكسل ينطفئ كليًا.

  • ألوانها مشبعة جدًا ودرجة التباين فيها عالية للغاية.

مزايا AMOLED على IPS

  • نحافة الشاشة بسبب عدم الحاجة لإضاءة خلفية.

  • توفير طاقة عند عرض ألوان داكنة.

  • لون أسود حقيقي وتباين لانهائي تقريبًا.

  • مرونة تصنيعها مما يجعلها مناسبة للشاشات القابلة للطي والانحناء.

عيوب AMOLED مقارنة بـ IPS

  • تكلفة أعلى في التصنيع.

  • إمكانية تعرضها لمشكلة الاحتراق Burn-In بعد فترة من الاستخدام المكثف، خاصة عند عرض عناصر ثابتة لفترات طويلة.

  • ألوانها المشبعة أحيانًا تكون غير طبيعية لمحترفي التصميم الذين يحتاجون دقة ألوان حقيقية وليست مشبعة.

تطور تقنيات IPS LCD عبر الزمن

مراحل تطوير شاشات IPS LCD

1- IPS التقليدية

كانت النسخة الأولى من IPS تحل مشكلة زوايا الرؤية ولكنها كانت:

  • أبطأ في الاستجابة.

  • أغلى سعرًا بكثير من TN.

2- Super IPS

ظهرت لاحقًا نسخة Super IPS والتي حسنت:

  • سرعة استجابة البكسلات.

  • جودة الألوان ودقتها.

  • زادت من زوايا الرؤية الأفقية والرأسية.

3- IPS-NEO

طورتها شركة JDI اليابانية لتقليل مشكلة تسرب الإضاءة الخلفية (Backlight Bleeding) ورفع التباين إلى درجات أعلى، لتنافس VA.

4- PLS (Plane to Line Switching)

طورتها شركة Samsung كبديل أرخص قليلًا من IPS وبدون حقوق ملكية لها، وتتميز بأنها:

  • تشبه IPS تمامًا في الأداء.

  • أقل تكلفة إنتاجية.

  • تعطي نفس زوايا الرؤية تقريبًا.

5- Advanced IPS / AH-IPS

طورتها LG وشركات أخرى، وتتميز بـ:

  • توفير طاقة أكبر بنسبة 20-30% مقارنة بالجيل القديم.

  • دقة ألوان أعلى.

  • سطوع أعلى في الاستخدام الخارجي.

استخدامات شاشات IPS LCD في الأجهزة المختلفة

الهواتف الذكية

لماذا تُستخدم شاشات IPS LCD في الهواتف؟

  • سعرها المتوسط يجعلها مثالية للهواتف الاقتصادية والمتوسطة.

  • دقة ألوانها تجعلها مناسبة للمستخدمين العاديين.

  • لا تعاني من الاحتراق مثل AMOLED، مما يطيل عمر الهاتف.

أشهر الهواتف التي استخدمت شاشات IPS LCD

  • سلسلة iPhone حتى iPhone 8 و XR.

  • العديد من هواتف Xiaomi و Redmi و Realme الاقتصادية.

  • بعض هواتف Sony Xperia القديمة.

شاشات الكمبيوتر

مميزات IPS LCD في شاشات الكمبيوتر

  • زوايا الرؤية الواسعة تجعلها ممتازة للاستخدام المكتبي.

  • دقة الألوان العالية مهمة للمصممين ومحرري الفيديو.

  • أسعارها انخفضت كثيرًا خلال آخر 5 سنوات، مما جعلها الخيار الأول للمستخدم العادي.

شاشات التلفزيون

هل IPS أفضل من VA في التلفزيونات؟

  • IPS: أفضل لغرف المعيشة والإضاءة العالية بسبب سطوعها وزوايا رؤيتها.

  • VA: أفضل لغرف السينما المنزلية والإضاءة الخافتة بسبب تباينها العالي.

العيوب التقنية الخفية لشاشات IPS LCD

أولًا: مشكلة Glow IPS

ما هو IPS Glow؟

هي ظاهرة تظهر عند عرض شاشة سوداء في غرفة مظلمة، حيث تظهر مناطق إضاءة رمادية مزعجة خاصة من زوايا معينة، وهي مختلفة عن Backlight Bleeding لأنها:

  • مرتبطة بتقنية IPS نفسها.

  • تظهر عند زوايا الرؤية المنخفضة جدًا.

ثانيًا: استهلاك الطاقة العالي

لماذا تستهلك IPS طاقة أعلى من AMOLED؟

لأنها تعتمد على إضاءة خلفية تعمل بكامل طاقتها طوال الوقت حتى لو كان المحتوى أسود، عكس AMOLED التي تنطفئ البكسلات السوداء فيها تمامًا.

ثالثًا: سمك الشاشة

رغم التطور الكبير لشاشات IPS في السنوات الأخيرة، إلا أن وجود طبقة الإضاءة الخلفية يجعلها دائمًا:

  • أكثر سمكًا بنسبة 10-20% مقارنة بشاشات OLED.

  • أقل مرونة في التصميمات النحيفة جدًا أو القابلة للطي.

التركيب الكيميائي والفيزيائي لطبقات شاشات IPS LCD

أولًا: مكونات شاشة IPS LCD

الطبقات الأساسية لشاشة IPS LCD

تتكون شاشة IPS LCD من عدة طبقات متتالية لكل منها وظيفة محددة:

  1. الإطار الخارجي (Bezel)
    مصنوع من البلاستيك أو المعدن لحماية الشاشة من الصدمات.

  2. طبقة الزجاج الخارجي (Cover Glass)
    غالبًا ما تكون من زجاج مقاوم للخدش مثل Gorilla Glass أو Dragontrail Glass.

  3. طبقة اللمس (Touch Digitizer)
    تحتوي على مستشعرات كهربائية دقيقة تلتقط مكان اللمس بإصبع المستخدم أو القلم.

  4. طبقة الاستقطاب العليا (Top Polarizer)
    تعمل على تصفية الضوء وفق محور معين للسماح بمروره إلى الكريستالات السائلة.

  5. طبقة الكريستال السائل (Liquid Crystal Layer)
    قلب الشاشة، تحتوي على الكريستالات السائلة التي تتحكم في كمية الضوء المسموح بمروره.

  6. طبقة الترشيح اللوني (Color Filter)
    تحتوي على فلاتر أحمر وأخضر وأزرق لإنتاج الألوان النهائية.

  7. طبقة TFT (Thin-Film Transistor)
    مسؤولة عن تشغيل وإيقاف كل بكسل عن طريق تنظيم الجهد الكهربائي.

  8. طبقة الاستقطاب السفلية (Bottom Polarizer)
    تتحكم في زاوية استقطاب الضوء الخارج من الشاشة لتعزيز وضوح الصورة.

  9. الإضاءة الخلفية (Backlight)
    تتكون من وحدات LED صغيرة جدًا توزع الإضاءة بشكل متساوٍ على كامل مساحة الشاشة.

ثانيًا: التركيب الكيميائي للكريستالات السائلة

ما هي الكريستالات السائلة؟

الكريستالات السائلة هي مواد بين الصلبة والسائلة، حيث تحتفظ بخصائص الجزيئات الصلبة مثل الاصطفاف المنتظم لكنها في نفس الوقت تتدفق مثل السوائل، وهي أساس عمل شاشات LCD عمومًا.

أنواع الكريستالات السائلة المستخدمة

  1. Nematic Liquid Crystals (NLC)
    الأكثر استخدامًا في شاشات IPS بسبب مرونتها وسهولة دورانها عند تطبيق مجال كهربائي.

  2. Smectic Liquid Crystals
    تُستخدم في تقنيات متقدمة لكنها أقل انتشارًا في الشاشات التجارية حاليًا.

  3. Cholesteric Liquid Crystals
    لها تطبيقات محددة في الشاشات العاكسة (Reflective LCD) مثل الساعات الإلكترونية وشاشات E-Paper.

آلية تصنيع شاشات IPS LCD بالتسلسل

مراحل التصنيع في المصانع العالمية

1- تحضير الألواح الزجاجية

  • يتم قص ألواح زجاجية رفيعة جدًا بسمك أقل من 0.5 ملم.

  • تنظيفها تمامًا من أي غبار أو شوائب باستخدام أجهزة Ultrasonic Cleaning.

2- ترسيب طبقة TFT

  • باستخدام تقنية Photolithography تتم إضافة الترانزستورات الرقيقة جدًا لكل بكسل على اللوح الزجاجي.

3- إضافة طبقة الكريستال السائل

  • يتم حقن الكريستالات السائلة بدقة فائقة بين طبقتين من الزجاج تحت ضغط وفراغ محددين.

4- إضافة الفلاتر اللونية والاستقطاب

  • تركيب مرشحات الألوان (RGB) بالتساوي.

  • تركيب طبقات الاستقطاب العليا والسفلى لضبط اتجاه مرور الضوء.

5- إضافة وحدة الإضاءة الخلفية

  • تركيب مصابيح LED فائقة الصغر مع موزعات ضوء (Light Guide Plate) لتوزيع الإضاءة بشكل متجانس.

6- التجميع النهائي

  • يتم اختبار الشاشة كهربائيًا وبصريًا للتأكد من خلوها من البكسلات الميتة (Dead Pixels) أو العيوب البصرية الأخرى.

  • ثم تركيب طبقة اللمس والزجاج الخارجي في خطوط إنتاج خاصة مع التعقيم التام.

أشهر الشركات المصنعة لشاشات IPS LCD عالميًا

أولًا: LG Display

ريادة LG في تقنية IPS

  • تعتبر LG Display أكبر مطور ومصنع لتقنية IPS عالميًا.

  • تمتلك حقوق براءات اختراع أساسية في IPS منذ التسعينات.

  • تزود كبرى الشركات مثل Apple و Dell و HP بشاشات IPS عالية الجودة.

ثانيًا: Japan Display Inc (JDI)

مساهمة JDI في تطوير IPS

  • طورت تقنية IPS-NEO التي ترفع التباين وتقلل Backlight Bleeding.

  • تستخدم شاشاتها في هواتف Sony Xperia وعدة هواتف يابانية وكاميرات احترافية.

ثالثًا: Samsung

تقنية PLS كبديل لـ IPS

  • طورت Samsung تقنية PLS (Plane to Line Switching) لمنافسة IPS التقليدية دون دفع حقوق ملكية.

  • تستخدم حاليًا PLS في بعض شاشاتها الاقتصادية والمتوسطة رغم تركيزها الأكبر على AMOLED.

رابعًا: BOE Technology

توسع BOE في شاشات IPS LCD

  • أكبر مصنع شاشات في الصين، تنتج شاشات IPS بكميات هائلة لمختلف الهواتف والشركات الصينية.

  • تسعى لمنافسة LG و JDI عالميًا خاصة بعد توسعها في شاشات الهواتف الذكية.

مستقبل تقنية IPS LCD

إلى أين تتجه تقنية IPS LCD خلال السنوات القادمة؟

التطوير نحو Mini LED و Quantum Dot

  • بدأت بعض الشركات بدمج شاشات IPS مع إضاءة خلفية Mini LED لزيادة التباين بشكل كبير وتقليل استهلاك الطاقة.

  • كما يجري تطوير شاشات IPS بدعم Quantum Dot Technology لرفع دقة الألوان وتقريبها من OLED دون زيادة التكلفة كثيرًا.

هل ستختفي IPS LCD أمام OLED و Micro LED؟

رغم التطورات الكبيرة في شاشات OLED و Micro LED، إلا أن IPS LCD ستظل مستخدمة في:

  • الأجهزة الاقتصادية والمتوسطة.

  • الشاشات المكتبية ذات الدقة العالية واحتراف التصميم.

  • شاشات التلفزيون ذات الزوايا الواسعة للاستخدام العائلي.

ملخص موسوعي كامل عن شاشات IPS LCD

تعريف سريع

تقنية IPS LCD هي نوع من شاشات LCD يعتمد على تحريك الكريستالات السائلة بشكل متوازي مع سطح الشاشة، مما يمنحها:

  • دقة ألوان عالية جدًا.

  • زوايا رؤية واسعة حتى 178 درجة.

  • استجابة جيدة للمس.

مميزاتها باختصار

  • ألوان دقيقة وواقعية.

  • زوايا رؤية ممتازة.

  • سرعة استجابة مناسبة للألعاب.

  • أسعار متوسطة ومعقولة.

عيوبها باختصار

  • استهلاك طاقة أعلى من AMOLED.

  • سمك أكبر نسبيًا بسبب الإضاءة الخلفية.

  • مشكلة IPS Glow و Backlight Bleeding.

  • أداء أقل في ضوء الشمس المباشر.

مستقبلها

لن تختفي قريبًا، بل ستظل خيارًا رئيسيًا خاصة مع تطوير Mini LED IPS و Quantum Dot IPS التي تنافس OLED في التباين والألوان بسعر أقل.

التفاصيل الفيزيائية والعلمية العميقة لشاشات IPS LCD

أولًا: المبادئ الفيزيائية العامة

طبيعة الضوء المستقطب

الضوء المستخدم في شاشات IPS LCD هو ضوء مستقطب، أي يتم توجيه موجاته الكهرومغناطيسية وفق اتجاه محدد، مما يسمح بالتحكم فيه عبر الكريستالات السائلة لإنتاج الصور النهائية.

أهمية الاستقطاب

بدون مرشحات الاستقطاب:

  • لا يمكن للكريستالات التحكم في مرور الضوء.

  • لن تظهر أي صورة على الشاشة.

ثانيًا: تركيب الكريستالات السائلة في IPS

الوضع الطبيعي للكريستالات

في شاشات IPS تكون الكريستالات السائلة مرتبة بشكل أفقي ومتوازي لسطح الشاشة في الوضع الطبيعي (عدم تطبيق جهد كهربائي).

عند تطبيق المجال الكهربائي

عندما يمر جهد كهربائي عبر الكريستالات:

  • تدور بزاوية 90 درجة تقريبًا ضمن نفس المستوى.

  • تسمح بمرور الضوء المستقطب من خلالها ليعبر إلى مرشح الألوان ثم إلى عين المشاهد.

ثالثًا: كيف تنتج الشاشة الألوان المختلفة؟

مبدأ RGB

كل بكسل في شاشة IPS LCD مكون من ثلاث خلايا فرعية:

  1. خلية فرعية حمراء (Red Sub-Pixel)

  2. خلية فرعية خضراء (Green Sub-Pixel)

  3. خلية فرعية زرقاء (Blue Sub-Pixel)

التحكم بالألوان

عبر تغيير شدة الإضاءة المارة في كل خلية فرعية، تنتج ملايين الألوان المختلفة وفق معادلات مزج الألوان الضوئية.

تطبيقات شاشات IPS LCD في المجالات المختلفة

أولًا: المجال الطبي

استخدام شاشات IPS في الأجهزة الطبية

تستخدم شاشات IPS LCD بكثرة في:

  • أجهزة الموجات فوق الصوتية (Ultrasound Machines).

  • شاشات أجهزة التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI).

  • شاشات أجهزة قياس الإشعاع والتحاليل المعملية.

أسباب اختيار IPS في الأجهزة الطبية

  • دقة ألوان عالية تعرض تفاصيل التصوير الطبي بوضوح.

  • زوايا رؤية واسعة تتيح للأطباء والفنيين مشاهدة الشاشة من أي زاوية أثناء العمليات أو الفحص.

ثانيًا: قطاع السيارات

دور IPS LCD في صناعة السيارات الحديثة

  • شاشات العدادات الرقمية (Digital Instrument Cluster).

  • شاشات نظام المعلومات والترفيه (Infotainment System).

  • شاشات الكاميرات المحيطية (360° View Cameras).

مميزاتها للسيارات

  • تتحمل درجات الحرارة المختلفة نسبيًا.

  • وضوح الرؤية حتى من زاوية السائق أو الراكب.

  • انخفاض سعرها مقارنة بشاشات OLED في نفس المقاس.

ثالثًا: مجال الطيران

استخدام شاشات IPS في الطائرات

  • شاشات عرض بيانات الطيران للطيار والمساعد.

  • شاشات الترفيه للمسافرين (In-flight Entertainment Screens).

لماذا يفضلون IPS؟

  • موثوقة ولا تعاني من مشاكل Burn-In مثل OLED.

  • سهلة الصيانة والاستبدال.

  • توفر دقة ألوان وزوايا رؤية ممتازة في مختلف ظروف الإضاءة داخل الطائرة.

الجداول التفصيلية لمقارنة أنواع الشاشات

جدول مقارنة IPS و TN و VA و AMOLED

الخاصية IPS LCD TN LCD VA LCD AMOLED
دقة الألوان ممتازة ضعيفة جيدة ممتازة جدًا
زوايا الرؤية واسعة جدًا (178°) ضيقة جدًا متوسطة – جيدة واسعة جدًا
التباين جيد ضعيف ممتاز جدًا لانهائي
الأسود الحقيقي لا لا قريب جدًا نعم
السطوع عالي متوسط متوسط عالي جدًا
سرعة الاستجابة جيدة ممتازة جدًا متوسطة ممتازة جدًا
السُمك متوسط متوسط متوسط نحيف جدًا
استهلاك الطاقة أعلى متوسط متوسط أقل
تكلفة التصنيع متوسطة منخفضة متوسطة مرتفعة
عمر الشاشة طويل طويل طويل أقل نسبيًا بسبب Burn-In

دليل شراء شاشة IPS LCD لكل استخدام

أولًا: للاستخدام المكتبي

إذا كنت موظفًا أو طالبًا

  • اختر شاشة IPS LCD بحجم 22-27 بوصة.

  • بدقة Full HD أو QHD إن كانت ميزانيتك تسمح.

  • معدل تحديث 60Hz كافٍ إلا إذا كنت ستلعب الألعاب.

ثانيًا: للألعاب الإلكترونية

إذا كنت لاعبًا محترفًا

  • ابحث عن شاشة IPS LCD بمعدل تحديث لا يقل عن 120Hz أو 144Hz.

  • زمن استجابة أقل من 5ms لتقليل ضبابية الحركة.

  • حجم من 24 إلى 27 بوصة حسب مساحة مكتبك.

ثالثًا: للتصميم والجرافيك والمونتاج

إذا كنت مصممًا أو محرر فيديو

  • دقة QHD أو 4K ضرورية لرؤية التفاصيل الدقيقة.

  • تغطية ألوان 100% sRGB أو Adobe RGB ضرورية لضمان دقة الألوان.

  • حجم من 27 بوصة فأعلى يضمن راحة العين والعمل لفترات طويلة.

الأسئلة الشائعة حول شاشات IPS LCD

سؤال 1: هل شاشات IPS LCD جيدة للألعاب؟

نعم، خاصة الشاشات ذات معدل التحديث العالي مثل 120Hz أو 144Hz، حيث تقدم ألوانًا جميلة وسرعة استجابة مقبولة جدًا لمعظم الألعاب.

سؤال 2: هل شاشات IPS تعاني من مشكلة الاحتراق مثل OLED؟

لا، شاشات IPS LCD لا تعاني من Burn-In لأنها لا تعتمد على إضاءة ذاتية لكل بكسل، بل تعتمد على إضاءة خلفية موحدة.

سؤال 3: هل IPS أفضل من AMOLED للهواتف؟

  • IPS أفضل إذا كنت تريد شاشة بسعر أقل وعمر أطول بدون Burn-In.

  • AMOLED أفضل إذا كنت تبحث عن ألوان مشبعة جدًا وأسود حقيقي ونحافة الجهاز.

سؤال 4: ما هو IPS Glow وهل يمكن التخلص منه؟

IPS Glow هو توهج خفيف يظهر عند عرض شاشة سوداء تمامًا في غرفة مظلمة، ولا يمكن التخلص منه تمامًا لأنه مرتبط بتقنية IPS نفسها، لكن يمكن تقليله بخفض سطوع الشاشة أو تعديل زاوية الجلوس.

التاريخ الكامل لتطور شاشات العرض حتى ظهور IPS LCD

أولًا: شاشات CRT

ما هي شاشات CRT؟

شاشات CRT أو Cathode Ray Tube كانت تقنية العرض الرئيسية منذ الأربعينيات حتى أوائل الألفية الثالثة، حيث:

  • تعتمد على إطلاق إلكترونات تصطدم بشاشة فسفورية لإنتاج الصورة.

  • كانت كبيرة الحجم وثقيلة جدًا رغم صغر مقاس شاشتها الفعلي.

ثانياً: ظهور شاشات LCD

بداية شاشات LCD

ظهرت شاشات LCD لأول مرة في السبعينيات للأجهزة الحاسبة والساعات الرقمية، ثم تطورت في التسعينيات لتدخل عالم شاشات الكمبيوتر والهواتف.

أنواعها الأولى

  1. TN (Twisted Nematic)
    أول وأرخص أنواع LCD لكنها عانت من ضعف زوايا الرؤية ودقة الألوان.

  2. STN (Super Twisted Nematic)
    طورت للأجهزة المحمولة لكنها بقيت منخفضة الجودة للألوان والصور.

ثالثًا: تطور شاشات IPS LCD

اختراع IPS

اخترعت شركة Hitachi تقنية IPS في 1996 لحل مشكلات TN، عبر:

  • ترتيب الكريستالات السائلة بشكل أفقي.

  • السماح بمرور الضوء بزوايا واسعة دون تغيير الألوان.

انتشارها

في العقد الأول من الألفية الثانية، بدأت IPS بالانتشار في شاشات الكمبيوتر، ثم لاحقًا في الهواتف الذكية والأجهزة اللوحية.

رابعًا: OLED و AMOLED

ماذا قدمت OLED للعالم؟

ظهرت شاشات OLED في بدايات الألفية الثالثة، وقدمت مزايا مذهلة:

  • نحافة فائقة.

  • أسود حقيقي وتباين لانهائي.

  • مرونة تصنيع جعلتها الأساس للشاشات القابلة للطي.

AMOLED

هي النسخة المحسنة من OLED التي طورتها Samsung، وتستخدم Transistors نشطة لكل بكسل، مما زاد سطوعها وأداءها في الهواتف الذكية.

خامسًا: Micro LED

مستقبل الشاشات Micro LED

ظهرت Micro LED حديثًا كأفضل ما وصلت إليه تكنولوجيا الشاشات، لأنها:

  • تقدم تباين OLED مع سطوع أعلى وعمر أطول.

  • لا تعاني من مشاكل الاحتراق مثل OLED.

  • لكنها حتى الآن باهظة الثمن جدًا للإنتاج التجاري واسع النطاق.

مستقبل تقنيات الشاشات حتى 2030

توقعات الصناعة عالميًا

استمرار IPS في السوق

رغم ظهور OLED و Micro LED، ستستمر شاشات IPS LCD في:

  • الأجهزة الاقتصادية والمتوسطة.

  • شاشات الكمبيوتر المكتبية خاصة للمصممين.

  • السيارات والطائرات والأجهزة الطبية.

اندماج IPS مع تقنيات جديدة

Mini LED Backlight

تعمل بعض الشركات حاليًا على دمج شاشات IPS مع Mini LED Backlight، مما يزيد التباين والسطوع ويجعلها منافسًا قويًا لشاشات OLED في السعر والأداء.

Quantum Dot IPS

تقنية Quantum Dot ستزيد من جودة الألوان ودقتها في شاشات IPS، لتقترب من مستويات HDR العالية جدًا بتكلفة أقل من OLED.

ما الفرق بين IPS و Super IPS؟

Super IPS هي نسخة مطورة من IPS العادية، حيث:

  • زادت سرعة الاستجابة بنسبة 30-40%.

  • حسنت زوايا الرؤية لتصل إلى 178° كاملة.

  • حسنت دقة الألوان وزادت السطوع مقارنة بالنسخة التقليدية.

هل PLS من Samsung أفضل من IPS؟

تقنية PLS طورتها Samsung كمنافس مباشر لـ IPS، وهي:

  • تقدم نفس المزايا من زوايا رؤية وألوان ممتازة.

  • تكلفتها أقل للإنتاج مما يجعلها مفضلة لدى سامسونج.

  • تستخدم حاليًا في العديد من شاشات هواتف Samsung الاقتصادية والمتوسطة.

لماذا لا تظهر شاشات IPS السوداء كليًا؟

لأن شاشات IPS تعتمد على إضاءة خلفية LED دائمة تعمل بكامل طاقتها، وعند عرض اللون الأسود:

  • تحجب الكريستالات السائلة الضوء قدر الإمكان لكنها لا تستطيع منعه بنسبة 100%.

  • لذلك يظهر الأسود رماديًا داكنًا وليس أسودًا حقيقيًا كما في OLED.

أمثلة على أفضل شاشات IPS LCD حاليًا

أولًا: شاشات الكمبيوتر

1- LG UltraFine 5K

  • الحجم: 27 بوصة

  • الدقة: 5K

  • مميزاتها:

    • تغطية ألوان 99% DCI-P3

    • منافذ Thunderbolt 3

    • تصميم متميز للمصممين ومحرري الفيديو

2- Dell UltraSharp U2720Q

  • الحجم: 27 بوصة

  • الدقة: 4K UHD

  • مميزاتها:

    • تغطية ألوان 99% sRGB و 95% DCI-P3

    • تصميم أنيق وراحة للعين

    • مثالية للعمل المكتبي والتصميم الجرافيكي

ثانيًا: شاشات الهواتف الذكية

1- iPhone XR

  • استخدم شاشة IPS LCD بحجم 6.1 بوصة بدقة ممتازة وألوان متوازنة رغم كونها أقل من OLED من حيث التباين.

2- Xiaomi Redmi Note 10

  • شاشة IPS LCD بحجم 6.67 بوصة ودقة FHD+ ومعدل تحديث 120Hz، تعتبر من أفضل شاشات IPS في الفئة الاقتصادية والمتوسطة.

ثالثًا: شاشات الأجهزة اللوحية

Apple iPad 9th Gen

  • شاشة Retina IPS LCD بدقة ممتازة وزوايا رؤية واسعة، مثالية للطلاب والأعمال المكتبية والرسم باستخدام Apple Pencil.

منهجية اختيار شاشات IPS LCD للمحترفين

أولًا: للمصممين ومحرري الصور والفيديو

المتطلبات الأساسية

  1. دقة عالية
    يجب ألا تقل عن QHD (2560×1440) للحصول على تفاصيل دقيقة.

  2. تغطية ألوان واسعة
    – تغطية 100% من sRGB على الأقل.
    – تغطية Adobe RGB أو DCI-P3 إذا كان عملك يتعلق بالتصوير والفيديو الاحترافي.

  3. دقة ألوان مُعايرة مسبقًا

شاشات مثل LG UltraFine و Dell UltraSharp توفر معايرة ألوان دقيقة عند شرائها، مما يقلل من الحاجة لأجهزة المعايرة الخارجية.

ثانيًا: للاعبين المحترفين

أهم الخصائص التي يجب التركيز عليها

  1. معدل التحديث (Refresh Rate)
    – 120Hz على الأقل للألعاب السريعة.
    – 144Hz أو 240Hz للألعاب التنافسية مثل PUBG و Fortnite و Valorant.

  2. زمن الاستجابة (Response Time)
    – أقل من 5ms لتقليل Ghosting وضبابية الحركة.
    – بعض شاشات IPS الجديدة تصل إلى 1ms مثل شاشات Nano IPS من LG.

  3. تقنيات المزامنة

– G-Sync أو FreeSync لتقليل التقطيع (Screen Tearing) خاصة عند انخفاض عدد الإطارات FPS.

ثالثًا: للمستخدم العادي أو الطلاب

ماذا تختار إذا كنت طالبًا أو موظفًا؟

  1. شاشة IPS LCD بحجم 22-24 بوصة كافية لمعظم المهام اليومية.

  2. دقة Full HD تفي بالغرض للاستخدام المكتبي والدراسة.

  3. معدل تحديث 60Hz مناسب ما لم تكن تمارس الألعاب بشكل دوري.

مقارنات رقمية إضافية بين IPS و OLED و VA

جدول مفصل بالتباين والسطوع ومجال الألوان

الخاصية IPS LCD VA LCD OLED
نسبة التباين 1000:1 – 1500:1 3000:1 – 6000:1 ∞ (لانهائي)
السطوع الأقصى 250 – 500 nits 350 – 600 nits 500 – 1200 nits
تغطية الألوان sRGB 95% – 100% 90% – 100% 100%
Adobe RGB 70% – 80% 70% – 80% 90% – 100%
DCI-P3 70% – 85% 80% – 90% 95% – 100%
معدل التحديث (Gaming Models) 60 – 360Hz 60 – 240Hz 60 – 120Hz غالبًا
زمن الاستجابة 1 – 5ms 4 – 8ms أقل من 1ms
سماكة الشاشة أعلى نسبيًا أعلى نسبيًا أقل سماكة
خطر Burn-In لا يوجد لا يوجد موجود
العمر الافتراضي طويل جدًا طويل جدًا أقصر نسبيًا

تأثير معدل التحديث ووقت الاستجابة على تجربة المستخدم

أولًا: معدل التحديث (Refresh Rate)

ماذا يعني؟

هو عدد المرات التي يتم فيها تحديث صورة الشاشة كل ثانية، ويقاس بالهرتز (Hz).

تأثيره العملي

  • 60Hz: مناسب للاستخدام العادي ومشاهدة الفيديوهات.

  • 90Hz – 120Hz: يعطي سلاسة ملحوظة أثناء التمرير والألعاب الخفيفة.

  • 144Hz – 240Hz: أفضل تجربة للألعاب السريعة والمحترفين، يقلل من تأخير الإدخال (Input Lag).

ثانيًا: زمن الاستجابة (Response Time)

تعريفه

هو الوقت الذي يستغرقه البكسل للانتقال من لون إلى آخر (أو من أسود إلى أبيض إلى أسود مرة أخرى).

تأثيره العملي

  • زمن استجابة بطيء (>8ms) يؤدي إلى Ghosting وضبابية في المشاهد السريعة.

  • زمن استجابة سريع (1-5ms) ضروري للألعاب والرياضات الإلكترونية.

مستقبل شاشات IPS LCD خلال السنوات القادمة

أولًا: IPS Mini LED

ماذا تقدم تقنية Mini LED لشاشات IPS؟

  • توزيع إضاءة أكثر دقة عبر آلاف نقاط الإضاءة الخلفية.

  • تباين أعلى يقارب OLED بسبب التحكم الدقيق في Local Dimming.

  • تقليل استهلاك الطاقة مقارنة بالإضاءة الخلفية التقليدية.

ثانيًا: Nano IPS

تقنية Nano IPS من LG

  • تضيف طبقة جزيئات نانوية (Nano Particles) بين الإضاءة الخلفية والكريستالات.

  • توسع مجال الألوان بشكل كبير لتغطي 98% DCI-P3.

  • تجعل ألوان الشاشة أقرب إلى شاشات OLED مع الحفاظ على مزايا IPS.

ثالثًا: هل ستحل Micro LED مكان IPS؟

مميزات Micro LED

  • دمج مزايا OLED (أسود حقيقي وتباين لانهائي) مع عمر طويل جدًا دون Burn-In.

  • سطوع أعلى يصل إلى 2000 nits أو أكثر.

  • استهلاك طاقة أقل في بعض التطبيقات.

عيوب Micro LED حاليًا

  • تكلفة إنتاج مرتفعة جدًا تجعلها غير متاحة حاليًا للاستخدام الواسع.

  • صعوبة تصنيع أحجام صغيرة بدقة عالية، مما يؤخر انتشارها في الهواتف مثل OLED.

توقعات الصناعة حتى عام 2030

  • ستظل شاشات IPS LCD مستخدمة في الأجهزة الاقتصادية والمتوسطة والشاشات المكتبية والتلفزيونات العائلية.

  • ستزداد نسبة Mini LED IPS و Nano IPS خاصة لشاشات الكمبيوتر الاحترافية والتلفزيونات.

  • ستبدأ Micro LED بالدخول التدريجي في شاشات التلفزيون الفاخرة ثم الحواسيب ثم الهواتف.

رغم صعود OLED و Micro LED، ستظل IPS LCD حاضرة بقوة خاصة مع التطويرات القادمة مثل:

  • Mini LED Backlight لرفع التباين.

  • Nano IPS لزيادة مجال الألوان.

وستظل هذه التقنية هي العمود الفقري لشاشات الكمبيوتر المكتبية والتلفزيونات الاقتصادية والمتوسطة لسنوات عديدة قادمة بإذن الله.

خاتمة

في الختام، تظل شاشات IPS LCD خيارًا مثاليًا للعديد من المستخدمين بفضل دقتها اللونية العالية وزوايا الرؤية الواسعة وأسعارها المناسبة مقارنةً بشاشات OLED وMicro LED. ومع التطورات المستمرة مثل تقنيات Mini LED وNano IPS، فإن هذه الشاشات ستظل حاضرة بقوة في عالم الهواتف وأجهزة الكمبيوتر والتلفزيونات لسنوات قادمة بإذن الله.