残像は、LCD 液晶モジュールでよく見られる欠陥です。しかし、「LCD 残像」の現象、テスト条件、およびその根底にあるメカニズムについては、多くの人が完全には理解していません。この問題が発生した場合、LCD ディスプレイ パネル自体に固有の問題であると誤って考えられたり、適切なトラブルシューティング方法が理解されていないため、避けられず解決が難しいと考えられたりすることがよくあります。実際、残像の原因は多数あり、LCD パネルのフロントエンド製造における材料の選択とプロセス制御、バックエンドモジュール組み立て時のプロセス制御、指定された要件を満たさない LCD モジュールの不適切な取り扱いや操作など、さまざまな要因が関係しています。以下の説明では、LCD 画像の焼き付き現象、それを検出するためのテスト条件、およびそれを引き起こす根本的なメカニズムの説明に焦点を当てます。

1. LCD の残像現象:  

LCD 画像の持続性は、残像または残像 (残像) とも呼ばれ、LCD 液晶モジュールが長期間同じ静止画像を表示し、新しい画像に切り替えた後も前の画像の残骸が画面上に残る現象を指します。業界では、LCD 画像の持続性を評価するための標準テスト パターンには、通常、白黒のチェッカーボード パターンからフル グレースケール画面への切り替えが含まれます。

LCD の画像の焼き付きに関する欠陥は、その期間と外観に基づいてさまざまに分類できます。残存期間に応じて、長期残像と短期残像に分類されます。残像の形状に基づいて、エリア型 (または「表面」) 残像と線型残像に分類されます。

① 長期残像：LCD ディスプレイモジュールが長期間同じ静止画像上に留まった場合に形成される残像欠陥を指します。このような場合、通常、残像が消えるまでに長い時間がかかるか、まったく消えない場合があります。

② 短期残像：LCD ディスプレイモジュールが比較的短期間同じ静止画像を表示することによって引き起こされる残像欠陥を指します。このような場合、残像は通常すぐに消えます。

③ エリア型焼き付き：ディスプレイの比較的広い領域をカバーする、広い面状のパターンで現れる焼き付きを指します。

④ 線状焼き付き：ディスプレイの比較的狭い領域に影響を及ぼす、細い線状のパターンで現れる焼き付きを指します。

実際に、LCD の焼き付き不良で最も一般的に発生するのは、長期にわたる領域タイプの焼き付きです。これは、影響を受けた範囲が比較的広く、残像が消えるまでに非常に時間がかかるか、まったく消えないためです。したがって、この記事では、LCD 焼き付き不良について言及する場合、主に長期領域タイプの焼き付きに焦点を当てます。

2. LCD画像焼きつき試験条件

LCD イメージ持続性の標準テスト パターンには、白黒のチェッカーボード パターンからフル グレースケール画面への切り替えが含まれます。具体的な手順は次のとおりです。交互のチェッカーボード パターンから均一なグレースケール イメージに移行します。ここで、黒い領域はグレー レベル L0 に対応し、白い領域は L255 に対応し、均一なグレー スクリーンは L32、L64、または L127 などの中間レベルに対応します。

LCD 残像のテスト条件におけるいくつかの重要な要素は、テスト プロセスに直接影響し、最終的にはテスト結果に影響を及ぼすため、慎重に制御する必要があります。これらの要因には次のものが含まれます。

● 白黒市松模様のマス目の数  

●LCDモジュールがチェッカーボードパターンで表示され続ける時間  

●試験時の使用環境（室温または高温）  

●切り替え後の均一グレー画面で使用される特定のグレーレベル（例：L32、L64、L127）  

● 観察された焼き付きが消えるまでに要する時間  

● 残像の可視性に対する許容可能なしきい値または許容レベル。  

これらの重要なパラメータの変動により、テスト条件と合格基準が異なります。参考のために次の例を示します。

① 6×8 の白黒市松模様を室温で 1 時間表示した後、それぞれ L127、L64、L32 の均一階調画面に切り替えます。各スイッチの後に残像の有無を検査し、残像が消えるまでの時間を記録します。

② 8×8 の白黒市松模様を室温で 1 時間表示した後、L127 階調画面に切り替えます。残像の存在が記録されます。 ３分以内に残像が消えれば合格（合格）と判定します。

③ 6×8 の白黒市松模様を室温で 2 時間表示した後、L64 グレーレベル画面に切り替えます。残像の存在が記録されます。 ５秒以内に残像が消えれば合格（合格）と判定します。

④ 20×20の白黒チェッカーボードパターンを高温（70℃）下で3分間表示した後、L127グレーレベル画面に切り替えます。残像の存在が記録されます。 ５分以内に残像が消えれば合格（合格）と判断します。

LCD の残像不良に対するテスト方法や許容基準は顧客ごとに異なるため、特定のプロジェクトはそれぞれの顧客の要件に従ってテストする必要があります。

3. 液晶画面の焼き付きのメカニズム

LCD の残像が発生する主なメカニズムとして現在認識されているのは、LCD パネル内のイオン型不純物の存在と DC オフセット電圧の発生という 2 つの重要な要因です。

① LCD セル内のイオン型不純物の存在:  

理想的には、液晶材料は完全な絶縁体である必要があります。しかし、実際には使用される液晶材料中には微量のイオン型不純物が不可避的に存在する。液晶自体のほかに、ポリイミド (PI) 配向層、シーラント接着剤、オーバーコート (OC) 平坦化層など、LCD セル内の他の材料にもイオン性不純物が含まれる場合があります。 LCD パネルに電界が印加されると、正に帯電したイオンは負に帯電した電極に向かって移動し、負に帯電したイオンは正に帯電した電極に向かって移動します。

②DCオフセット電圧と焼き付きのメカニズム：

DC オフセット電圧を理解する前に、フィードスルー電圧として知られる寄生容量結合の形成を理解する必要があります。

LCD パネルでは、ゲート電極とソース電極の間に寄生容量 (Cgs) が存在します。ゲート信号が「オン」から「オフ」に切り替わる瞬間に、この Cgs 寄生容量が結合効果を生み出し、フィードスルー電圧 (ΔVlc とも呼ばれる) として知られる電圧シフトを引き起こします。

LCD セル内の寄生容量結合電圧 (フィードスルー) とイオン型不純物の存在により、LCD の残像のメカニズムは次のように進行します。

●LCDパネルにAC電圧が印加されると、イオン型不純物が電界に反応し、LCDセル内の電極の反対側に正イオンと負イオンが蓄積します。  

●電極に吸着したプラス・マイナスイオンはすぐには散逸しません。これらのトラップされた電荷は、LCD セル内に弱いながらも安定した内部 DC オフセット電圧を生成します。  

●この内部DCオフセット電圧の影響により、ソース電極を介して液晶分子に印加される正負の半周期電圧が不等（非対称）になります。この不均衡により、液晶分子の回転が他の領域の分子と異なるようになり、最終的に LCD ディスプレイに残像が現れることになります。