A persistência de imagem é um defeito comumente observado em módulos de cristal líquido LCD. No entanto, muitas pessoas não estão totalmente claras sobre o fenômeno, as condições de teste e os mecanismos subjacentes à "persistência da imagem LCD". Ao encontrar esse problema, muitas vezes é erroneamente assumido como um problema inerente ao próprio painel LCD ou considerado inevitável e difícil de resolver devido à falta de compreensão dos métodos adequados de solução de problemas. Na verdade, existem inúmeras causas de persistência de imagem, envolvendo vários fatores, como seleção de materiais e controle de processo na fabricação inicial do painel LCD, controle de processo durante a montagem do módulo final e manuseio ou operação inadequada do módulo LCD que não atende aos requisitos especificados. A discussão a seguir se concentrará na explicação do fenômeno da persistência da imagem LCD, nas condições de teste para detectá-la e nos mecanismos subjacentes que a causam.

1. Fenômeno de persistência de imagem LCD:  

A persistência da imagem LCD, também conhecida como pós-imagem ou retenção de imagem (Image Sticking), refere-se ao fenômeno em que um módulo de cristal líquido LCD exibe a mesma imagem estática por um longo período e, após mudar para uma nova imagem, os restos da imagem anterior permanecem visíveis na tela. Na indústria, o padrão de teste padrão para avaliar a persistência da imagem LCD normalmente envolve a mudança de um padrão xadrez em preto e branco para uma tela completa em escala de cinza.

Os defeitos de persistência da imagem LCD podem ser categorizados de forma diferente com base na duração e na aparência. De acordo com a duração da persistência, são classificados em: persistência de imagem de longo prazo e persistência de imagem de curto prazo. Com base no formato da persistência, elas são classificadas em: persistência de imagem tipo área (ou "superfície") e persistência de imagem tipo linha.

① Persistência de imagem de longo prazo: Refere-se a um defeito de persistência formado quando um módulo de display LCD permanece na mesma imagem estática por um longo período. Nesses casos, a imagem residual normalmente leva muito tempo para desaparecer ou pode nem desaparecer.

② Persistência de imagem de curto prazo: Refere-se a um defeito de persistência causado pelo módulo de exibição LCD mostrando a mesma imagem estática por um período relativamente curto. Nestes casos, a imagem residual geralmente desaparece rapidamente.

③ Persistência de imagem do tipo área: Refere-se à persistência de imagem que aparece em um padrão amplo, semelhante a uma superfície, cobrindo uma área relativamente grande da tela.

④ Persistência de imagem do tipo linha: Refere-se à persistência de imagem que aparece em um padrão estreito em forma de linha, afetando uma região relativamente pequena da tela.

Na prática, o defeito de persistência de imagem LCD mais comumente encontrado é a persistência de imagem do tipo área de longo prazo. Isso ocorre porque a área afetada é relativamente grande e a imagem residual leva muito tempo para desaparecer ou nem desaparece. Portanto, neste artigo, ao se referir a defeitos de persistência de imagem LCD, o foco está principalmente na persistência de imagem do tipo área de longo prazo.

2. Condições de teste de persistência de imagem LCD

O padrão de teste padrão para persistência de imagem LCD envolve a mudança de um padrão xadrez em preto e branco para uma tela em escala de cinza completa. O procedimento específico é o seguinte: transição de um padrão xadrez alternado para uma imagem uniforme em escala de cinza, onde as áreas pretas correspondem ao nível de cinza L0, as áreas brancas ao L255 e a tela cinza uniforme corresponde aos níveis intermediários como L32, L64 ou L127.

Vários fatores críticos nas condições de teste para a persistência da imagem LCD devem ser cuidadosamente controlados, pois influenciam diretamente o processo de teste e, em última análise, afetam os resultados do teste. Esses fatores incluem:

● O número de quadrados no padrão xadrez preto e branco  

●A duração durante a qual o módulo LCD permanece exibido no padrão xadrez  

●O ambiente operacional durante o teste (temperatura ambiente ou alta temperatura)  

●O nível de cinza específico usado na tela cinza uniforme pós-troca (por exemplo, L32, L64, L127)  

● O tempo necessário para que qualquer persistência de imagem observada desapareça  

● O limite ou nível de tolerância aceitável para a visibilidade da persistência da imagem  

Variações nesses parâmetros-chave levam a diferentes condições de teste e critérios de aceitação. Os seguintes exemplos são fornecidos para referência:

① O padrão xadrez preto e branco 6 × 8 é exibido em temperatura ambiente por 1 hora e depois alternado para telas uniformes de nível de cinza de L127, L64 e L32, respectivamente. Após cada troca, a presença de persistência de imagem é inspecionada e o tempo necessário para que a pós-imagem desapareça é registrado.

② O padrão xadrez preto e branco 8 × 8 é exibido em temperatura ambiente por 1 hora e depois alterna para uma tela de nível de cinza L127. A presença de persistência de imagem é registrada; se a imagem residual desaparecer dentro de 3 minutos, o módulo será considerado aceitável (aprovado).

③  O padrão xadrez em preto e branco 6×8 é exibido em temperatura ambiente por 2 horas e depois alterna para uma tela de nível de cinza L64. A presença de persistência de imagem é registrada; se a imagem residual desaparecer dentro de 5 segundos, o módulo será considerado aceitável (aprovado).

④  O padrão xadrez preto e branco 20×20 é exibido sob alta temperatura (70°C) por 3 minutos e depois alterna para uma tela de nível de cinza L127. A presença de persistência de imagem é registrada; se a imagem residual desaparecer dentro de 5 minutos, o módulo será considerado aceitável (aprovado).

Como diferentes clientes possuem métodos de teste e critérios de aceitação variados para defeitos de persistência de imagem LCD, projetos específicos devem ser testados de acordo com os respectivos requisitos do cliente.

3. Mecanismo de persistência de imagem LCD

Os principais mecanismos atualmente reconhecidos para a ocorrência de persistência de imagem LCD envolvem dois fatores principais: a presença de impurezas do tipo íon dentro do painel LCD e a geração de tensão de deslocamento CC.

① Presença de impurezas do tipo íon dentro da célula LCD:  

Idealmente, o material de cristal líquido deve ser um isolante perfeito. Contudo, na prática, vestígios de impurezas do tipo iónico estão inevitavelmente presentes nos materiais de cristal líquido utilizados. Além do próprio cristal líquido, outros materiais dentro da célula LCD também podem conter impurezas iônicas, como a camada de alinhamento de poliimida (PI), adesivos selantes e a camada de planarização de revestimento (OC). Quando um campo elétrico é aplicado ao painel LCD, os íons carregados positivamente migram em direção ao eletrodo carregado negativamente, enquanto os íons carregados negativamente se movem em direção ao eletrodo carregado positivamente.

② Mecanismo de tensão de deslocamento DC e persistência de imagem:

Antes de entender a tensão de deslocamento CC, é necessário entender a formação do acoplamento de capacitância parasita, conhecido como tensão de alimentação.

Em um painel LCD, existe uma capacitância parasita (Cgs) entre os eletrodos da porta e da fonte. No momento em que o sinal da porta muda de "ligado" para "desligado", esta capacitância parasita Cgs cria um efeito de acoplamento, que induz uma mudança de tensão conhecida como tensão de alimentação (também conhecida como ΔVlc).

Devido à presença de tensão de acoplamento de capacitância parasita (Feed-through) e impurezas do tipo íon dentro da célula LCD, o mecanismo de persistência da imagem LCD procede da seguinte forma:

●Quando uma tensão CA é aplicada ao painel LCD, as impurezas do tipo íon respondem ao campo elétrico, fazendo com que íons positivos e negativos se acumulem em lados opostos dos eletrodos dentro da célula LCD.  

● Os íons positivos e negativos adsorvidos nos eletrodos não se dissipam imediatamente. Essas cargas aprisionadas criam uma tensão de deslocamento CC interna fraca, mas estável, dentro da célula LCD.  

●Devido à influência desta tensão de deslocamento CC interna, as tensões de meio ciclo positivas e negativas aplicadas às moléculas de cristal líquido através do eletrodo fonte tornam-se desiguais (assimétricas). Este desequilíbrio faz com que as moléculas de cristal líquido girem de forma diferente em comparação com aquelas em outras áreas, resultando em última análise no aparecimento de persistência de imagem no display LCD.