Beeld blijft plakken — Oorzaak, test en oplossingen

LCD (liquid crystal display) is de meest gebruikte weergavetechnologie. Ze worden gebruikt voor auto's, apparaten, telecommunicatie, huishoudelijke apparaten, industrie, consumentenelektronica, militaire enz. Maar LCD-schermen hebben enkele nadelen, zoals trage respons, smalle kijkhoek, lager contrast, enz. Een vervelend fenomeen waarover vaak wordt geklaagd door gebruikers is afbeelding blijft plakken.

Wat is afbeelding plakken

Als een vast beeld gedurende lange tijd op een scherm blijft staan, zal de vage omtrek van dat beeld enige tijd op het scherm blijven staan ​​voordat het uiteindelijk verdwijnt. Normaal gesproken gebeurt dit met LCD- en plasmaschermen, maar voor het doel van onze discussie zullen we ons concentreren op TFT LCD-schermen. Image sticking wordt ook wel "beeldpersistentie", "beeldretentie", "ghosting" of "ingebrand beeld" genoemd.

Hoe worden LCD's gemaakt?

Om het concept van het plakken van afbeeldingen beter te begrijpen, is het noodzakelijk om te begrijpen hoe LCD's zijn geconstrueerd en hoe ze werken.

Een LCD-scherm bevat een dunne laag vloeibaar kristalmateriaal tussen twee elektroden op glassubstraten, met aan elke kant twee polarisatoren. Een polarisator is een optisch filter dat lichtgolven van een specifieke polarisatie doorlaat en lichtgolven van andere polarisaties blokkeert. De elektroden moeten transparant zijn, dus het meest populaire materiaal is ITO (indiumtinoxide). Aangezien een LCD zelf geen licht kan uitstralen, wordt normaal gesproken een achtergrondverlichting achter een LCD-scherm geplaatst om gezien te worden in een donkere omgeving. De lichtbronnen die voor achtergrondverlichting worden gebruikt, kunnen LED (light emitting diode) of CCFL (koude kathode fluorescentielampen) zijn. De LED-achtergrondverlichting is het meest populair. Als u een kleurendisplay wilt, kan natuurlijk een laag RGB-kleurenfilter worden omgezet in een LCD-cel. Er kan ook een aanraakscherm worden toegevoegd voor een LCD-scherm.

Hoe LCD's werken

De eerste LCD-paneeltechnologie in massaproductie wordt TN (twisted nematic) genoemd. Het principe achter de LCD's is dat wanneer er geen elektrisch veld wordt aangelegd op de vloeibaar-kristalmoleculen, de moleculen 90 graden draaien in de LCD-cel. Wanneer het licht van het omgevingslicht of van de achtergrondverlichting door de eerste polarisator gaat, wordt het licht gepolariseerd en verdraaid met de moleculaire laag met vloeibare kristallen. Wanneer het de tweede polarisator bereikt, wordt het geblokkeerd. De kijker ziet het scherm als zwart.

Wanneer een elektrisch veld wordt toegepast op de vloeibaar-kristalmoleculen, worden ze losgedraaid. Wanneer het gepolariseerde licht de laag vloeibare kristalmoleculen bereikt, gaat het licht er recht doorheen zonder te worden gedraaid. Wanneer het de tweede polarisator bereikt, zal het er ook doorheen gaan, wat betekent dat de kijker het scherm als helder ziet. Omdat LCD-technologie elektrische velden gebruikt in plaats van elektrische stroom (elektronen passeren), heeft het een laag stroomverbruik.

Waardoor blijft het beeld hangen?

De oorzaak van het vastlopen van LCD-beelden is te wijten aan een opeenhoping van ionische onzuiverheden in de vloeibare kristalmaterialen. Wanneer er een lichte gelijkspanning optreedt, zullen de geladen onzuiverheden de elektroden bewegen en een omgekeerd spanningsveld opbouwen. Wanneer de stroom wordt verwijderd, treedt de omgekeerde spanning in werking om de LCD-moleculen anders te laten draaien dan het andere deel van de LCD, wat zichtbaar is als het beeld blijft plakken. Hoe langer de tijd, hoe meer onzuiverheden zullen migreren, hoe groter de omgekeerde spanning zal zijn, en de beeldvorming zal erger lijken.

Hoe de beeldkwaliteit te testen

Met behulp van de hierboven getoonde zwart/witte schaakbordafbeelding:

1. Statische afbeelding gedurende 2 uur, verander dan gedurende 1 minuut naar 50% grijs. Gebruik een filter met neutrale dichtheid van 8% om te controleren of het in orde is.
2. Statische afbeelding gedurende 8 uur, uitschakelen gedurende 30 minuten en veranderen in 50% grijs met een 8% filter met neutrale dichtheid.

Hoe te voorkomen dat afbeeldingen blijven plakken

• Probeer niet langer dan 2 uur een "vast" beeld op het TFT LCD-scherm te gebruiken.

• Gebruik een schermbeveiliging wanneer het LCD-scherm langer dan 15 minuten niet wordt gebruikt, of schakel het scherm uit als het langer dan een uur niet wordt gebruikt.

• Als een statische afbeelding moet worden weergegeven, probeer dan blokpatronen te gebruiken in plaats van duidelijke grenslijnen. Probeer middelgrijze tinten te gebruiken en gebruik kleuren die symmetrisch zijn met het middelste grijsniveau op de grens van twee verschillende kleuren. Verschuif af en toe de grenslijnen geleidelijk.

• Voor LCD-fabrikanten:probeer vloeibaar-kristalmaterialen die aan de lucht zijn blootgesteld te beschermen door stikstofgas of gedroogde lucht te gebruiken om te voorkomen dat vocht wordt geabsorbeerd dat een enorme hoeveelheid onzuiverheden in het vloeibaar-kristalmateriaal kan veroorzaken, aangezien water een uitstekend oplosmiddel is. Het beheersen van de vochtigheid van de fab is ook erg belangrijk, net als het selecteren van de juiste vloeibaar-kristalmaterialen en hun fabrikanten. Verschillende vloeibare kristalmaterialen hebben verschillende vochtabsorberende eigenschappen. Verschillende fabrieken voor vloeibaar kristalmateriaal hebben verschillende mogelijkheden op het gebied van het beheersen van onzuiverheden. Ondanks het feit dat hoge zuiverheid hoge kosten kan betekenen, kan het gebruik van vloeibaar-kristalmaterialen met een hogere zuiverheid en het ontwerpen van de circuits om DC in LCD-schermstuurprogramma's te verwijderen, een probleem met het vastlopen van afbeeldingen voorkomen.

Een probleem met vastzittende afbeeldingen oplossen

In tegenstelling tot het 'inbranden'-probleem dat vaak voorkomt bij CRT's, is een probleem met het plakken van afbeeldingen niet permanent. Het zal uiteindelijk na enige tijd herstellen. Een manier om het wissen van een vastgehouden afbeelding te versnellen, is door een scherm gedurende 4-6 uur in een volledig zwart patroon te hebben. Als je het nog sneller wilt maken, kan het display 1-2 uur in een omgeving met een temperatuur van ongeveer 35 tot 50°C worden geplaatst. Aangezien deze verhoogde temperatuur binnen het werktemperatuurbereik ligt, zal het de LCD-panelen niet beschadigen.

Dit artikel is geschreven door Bill Cheung, Engineering Lead en Marketing Manager, Orient Display (Bellevue, WA). Voor meer informatie, bezoek hier .