Постоянство изображения — часто наблюдаемый дефект жидкокристаллических модулей ЖК-дисплеев. Однако многие люди не до конца понимают это явление, условия испытаний и основные механизмы «постоянства ЖК-изображения». При возникновении этой проблемы часто ошибочно полагают, что она является неотъемлемой проблемой самой панели ЖК-дисплея или считается неизбежной и трудно решаемой из-за отсутствия понимания правильных методов устранения неполадок. Фактически, существует множество причин сохранения изображения, включающих различные факторы, такие как выбор материала и контроль процесса на этапе изготовления ЖК-панели, контроль процесса во время сборки модуля, а также неправильное обращение или эксплуатация модуля ЖК-дисплея, который не соответствует заданным требованиям. Следующее обсуждение будет сосредоточено на объяснении явления постоянства изображения на ЖК-дисплее, условий тестирования для его обнаружения и основных механизмов, которые его вызывают.

1. Феномен стойкости изображения на ЖК-дисплее:  

Сохранение изображения на ЖК-дисплее, также известное как остаточное изображение или остаточное изображение (залипание изображения), относится к явлению, когда жидкокристаллический модуль ЖК-дисплея отображает одно и то же статическое изображение в течение длительного периода, а после переключения на новое изображение остатки предыдущего изображения остаются видимыми на экране. В отрасли стандартная тестовая таблица для оценки устойчивости изображения на ЖК-дисплее обычно включает переключение с черно-белого шахматного рисунка на полноцветный экран.

Дефекты сохранения изображения на ЖК-дисплее можно классифицировать по-разному в зависимости от их продолжительности и внешнего вида. По продолжительности сохранения изображения подразделяются на: долговременное сохранение изображения и кратковременное сохранение изображения. В зависимости от формы послесвечения они классифицируются как: постоянство изображения площадного типа (или «поверхности») и постоянство изображения линейного типа.

① Долговременное сохранение изображения: это относится к дефекту послесвечения, возникающему, когда модуль ЖК-дисплея остается на одном и том же статическом изображении в течение длительного периода времени. В таких случаях остаточное изображение обычно исчезает через долгое время или может не исчезнуть вообще.

② Кратковременное остаточное изображение: это относится к дефекту остаточного изображения, вызванному тем, что модуль ЖК-дисплея показывает одно и то же статическое изображение в течение относительно короткого времени. В этих случаях остаточное изображение обычно быстро исчезает.

③ Сохранение изображения по типу области: это относится к послесвечению изображения, которое появляется в виде широкого поверхностного узора, покрывающего относительно большую область дисплея.

④ Постоянство изображения в виде линии: это относится к постоянству изображения, которое появляется в виде узкой линии в форме узора, затрагивающего относительно небольшую область дисплея.

На практике наиболее часто встречающимся дефектом сохранения изображения ЖК-дисплея является долговременное сохранение изображения по типу области. Это связано с тем, что пораженная область относительно велика, и остаточное изображение либо исчезает очень долго, либо не исчезает вообще. Поэтому в этой статье, когда речь идет о дефектах сохранения изображения ЖК-дисплея, основное внимание уделяется долговременному сохранению изображения по типу области.

2. Условия испытаний на стойкость изображения на ЖК-дисплее

Стандартная тестовая таблица для проверки устойчивости изображения на ЖК-дисплее включает переключение с черно-белого шахматного рисунка на полноцветный экран. Конкретная процедура такова: переход от чередующегося шахматного рисунка к однородному полутоновому изображению, где черные области соответствуют уровню серого L0, белые области - L255, а однородный серый экран соответствует промежуточным уровням, таким как L32, L64 или L127.

Необходимо тщательно контролировать несколько критических факторов в условиях испытаний на устойчивость изображения на ЖК-дисплее, поскольку они напрямую влияют на процесс тестирования и в конечном итоге влияют на результаты испытаний. Эти факторы включают в себя:

● Количество квадратов в черно-белой шахматной доске.  

●Продолжительность, в течение которой ЖК-модуль остается отображенным в виде шахматной доски.  

● Условия эксплуатации во время тестирования (комнатная температура или высокая температура).  

●Конкретный уровень серого, используемый на однородном сером экране после переключения (например, L32, L64, L127).  

● Время, необходимое для исчезновения любого наблюдаемого изображения.  

● Допустимый порог или уровень допуска для видимости постоянного изображения.  

Вариации этих ключевых параметров приводят к различным условиям испытаний и критериям приемки. Для справки приведены следующие примеры:

① Черно-белый шахматный узор 6×8 отображается при комнатной температуре в течение 1 часа, затем переключается на равномерные экраны с уровнем серого L127, L64 и L32 соответственно. После каждого переключения проверяют наличие послесвечения изображения и записывают время, необходимое для исчезновения остаточного изображения.

② Черно-белый шахматный узор 8×8 отображается при комнатной температуре в течение 1 часа, затем переключается на экран с уровнем серого L127. Фиксируется наличие инерционности изображения; если остаточное изображение исчезает в течение 3 минут, модуль считается приемлемым (пройденным).

③ Черно-белый шахматный узор  6×8 отображается при комнатной температуре в течение 2 часов, затем переключается на экран с уровнем серого L64. Фиксируется наличие инерционности изображения; если остаточное изображение исчезает в течение 5 секунд, модуль считается приемлемым (пройденным).

④  Черно-белый шахматный узор 20×20 отображается при высокой температуре (70°C) в течение 3 минут, затем переключается на экран с уровнем серого L127. Фиксируется наличие инерционности изображения; если остаточное изображение исчезает в течение 5 минут, модуль считается приемлемым (пройденным).

Поскольку у разных заказчиков разные методы испытаний и критерии приемки дефектов постоянства изображения на ЖК-дисплее, конкретные проекты необходимо тестировать в соответствии с требованиями соответствующих заказчиков.

3. Механизм сохранения изображения на ЖК-дисплее.

Основные механизмы возникновения стойкости изображения на ЖК-дисплее, признанные в настоящее время, включают два ключевых фактора: наличие примесей ионного типа внутри ЖК-панели и генерацию напряжения смещения постоянного тока.

① Наличие примесей ионного типа внутри ЖК-ячейки:  

В идеале жидкокристаллический материал должен быть идеальным изолятором. Однако на практике в используемых жидкокристаллических материалах неизбежно присутствуют следовые количества примесей ионного типа. Помимо самого жидкого кристалла, другие материалы внутри ЖК-ячейки также могут содержать ионные примеси, такие как выравнивающий слой полиимида (PI), герметизирующие клеи и выравнивающий слой верхнего покрытия (OC). Когда к ЖК-панели прикладывается электрическое поле, положительно заряженные ионы мигрируют к отрицательно заряженному электроду, а отрицательно заряженные ионы движутся к положительно заряженному электроду.

② Механизм напряжения смещения постоянного тока и постоянства изображения:

Прежде чем понять напряжение смещения постоянного тока, необходимо понять формирование паразитной емкостной связи, известной как сквозное напряжение.

В ЖК-панели между электродами затвора и истока имеется паразитная емкость (Cgs). В тот момент, когда сигнал затвора переключается с «включено» на «выключено», эта паразитная емкость Cgs создает эффект связи, который вызывает сдвиг напряжения, известный как проходное напряжение (также называемое ΔVlc).

Из-за наличия паразитного емкостного напряжения связи (проходного) и примесей ионного типа внутри ячейки ЖК-дисплея механизм сохранения изображения ЖК-дисплея происходит следующим образом:

●Когда на ЖК-панель подается переменное напряжение, примеси ионного типа реагируют на электрическое поле, в результате чего положительные и отрицательные ионы накапливаются на противоположных сторонах электродов внутри ячейки ЖК-дисплея.  

● Положительные и отрицательные ионы, адсорбированные на электродах, не рассеиваются сразу. Эти захваченные заряды создают слабое, но стабильное внутреннее напряжение смещения постоянного тока внутри ячейки ЖК-дисплея.  

● Из-за влияния этого внутреннего напряжения смещения постоянного тока напряжения положительного и отрицательного полупериода, приложенные к молекулам жидких кристаллов через истоковый электрод, становятся неравными (асимметричными). Этот дисбаланс приводит к тому, что молекулы жидких кристаллов вращаются иначе, чем в других областях, что в конечном итоге приводит к появлению остаточного изображения на ЖК-дисплее.