La persistencia de la imagen es un defecto observado comúnmente en los módulos de cristal líquido LCD. Sin embargo, muchas personas no tienen del todo claro el fenómeno, las condiciones de prueba y los mecanismos subyacentes de la "persistencia de la imagen LCD". Cuando se encuentra este problema, a menudo se supone erróneamente que se trata de un problema inherente al propio panel de la pantalla LCD, o se considera inevitable y difícil de resolver debido a la falta de comprensión de los métodos adecuados de solución de problemas. De hecho, existen numerosas causas de la persistencia de la imagen, que involucran varios factores como la selección de materiales y el control del proceso en la fabricación inicial del panel LCD, el control del proceso durante el ensamblaje del módulo posterior y la manipulación u operación inadecuada del módulo LCD que no cumple con los requisitos especificados. La siguiente discusión se centrará en explicar el fenómeno de la persistencia de la imagen LCD, las condiciones de prueba para detectarlo y los mecanismos subyacentes que lo causan.

1. Fenómeno de persistencia de la imagen LCD:  

La persistencia de la imagen LCD, también conocida como imagen residual o retención de imagen (Image Sticking), se refiere al fenómeno en el que un módulo de cristal líquido LCD muestra la misma imagen estática durante un período prolongado y, después de cambiar a una nueva imagen, los restos de la imagen anterior permanecen visibles en la pantalla. En la industria, el patrón de prueba estándar para evaluar la persistencia de la imagen LCD generalmente implica cambiar de un patrón de tablero de ajedrez en blanco y negro a una pantalla en escala de grises completa.

Los defectos de persistencia de la imagen LCD se pueden clasificar de manera diferente según su duración y apariencia. Según la duración de la persistencia se clasifican en: persistencia de imágenes a largo plazo y persistencia de imágenes a corto plazo. Según la forma de la persistencia, se clasifican en: persistencia de imágenes de tipo área (o "superficie") y persistencia de imágenes de tipo línea.

① Persistencia de imagen a largo plazo: esto se refiere a un defecto de persistencia que se forma cuando un módulo de pantalla LCD permanece en la misma imagen estática durante un período prolongado. En tales casos, la imagen residual normalmente tarda mucho en desvanecerse o puede que no desaparezca en absoluto.

② Persistencia de imagen a corto plazo: esto se refiere a un defecto de persistencia causado por el módulo de pantalla LCD que muestra la misma imagen estática durante un período relativamente corto. En estos casos, la imagen residual suele desaparecer rápidamente.

③ Persistencia de imagen de tipo de área: se refiere a la persistencia de la imagen que aparece en un patrón amplio similar a una superficie, que cubre un área relativamente grande de la pantalla.

④ Persistencia de imagen de tipo lineal: se refiere a la persistencia de la imagen que aparece en un patrón estrecho en forma de línea, que afecta una región relativamente pequeña de la pantalla.

En la práctica, el defecto de persistencia de la imagen LCD que se encuentra con más frecuencia es la persistencia de la imagen de tipo área a largo plazo. Esto se debe a que el área afectada es relativamente grande y la imagen residual tarda mucho en desaparecer o no se desvanece en absoluto. Por lo tanto, en este artículo, cuando nos referimos a los defectos de persistencia de la imagen LCD, la atención se centra principalmente en la persistencia de la imagen de tipo área a largo plazo.

2. Condiciones de prueba de persistencia de la imagen LCD

El patrón de prueba estándar para la persistencia de la imagen LCD implica cambiar de un patrón de tablero de ajedrez en blanco y negro a una pantalla en escala de grises completa. El procedimiento específico es el siguiente: transición de un patrón de tablero de ajedrez alterno a una imagen uniforme en escala de grises, donde las áreas negras corresponden al nivel de gris L0, las áreas blancas a L255 y la pantalla gris uniforme corresponde a niveles intermedios como L32, L64 o L127.

Se deben controlar cuidadosamente varios factores críticos en las condiciones de prueba para la persistencia de la imagen LCD, ya que influyen directamente en el proceso de prueba y, en última instancia, afectan los resultados de la prueba. Estos factores incluyen:

● El número de cuadrados en el patrón de tablero de ajedrez en blanco y negro.  

●El tiempo durante el cual el módulo LCD permanece mostrado en el patrón de tablero de ajedrez.  

●El entorno operativo durante la prueba (temperatura ambiente o temperatura alta)  

●El nivel de gris específico utilizado en la pantalla gris uniforme posterior al cambio (por ejemplo, L32, L64, L127)  

● El tiempo necesario para que desaparezca cualquier persistencia de la imagen observada.  

● El umbral aceptable o nivel de tolerancia para la visibilidad de la persistencia de la imagen.  

Las variaciones en estos parámetros clave conducen a diferentes condiciones de prueba y criterios de aceptación. Los siguientes ejemplos se proporcionan como referencia:

① Se muestra un patrón de tablero de ajedrez en blanco y negro de 6×8 a temperatura ambiente durante 1 hora, luego se cambia a pantallas de nivel de gris uniforme de L127, L64 y L32, respectivamente. Después de cada cambio, se inspecciona la presencia de persistencia de la imagen y se registra el tiempo necesario para que desaparezca la imagen residual.

② 8×8 black-and-white checkerboard pattern is displayed at room temperature for 1 hour, then switched to an L127 gray-level screen. Se registra la presencia de persistencia de la imagen; if the afterimage disappears within 3 minutes, the module is judged as acceptable (pass).

③ Se muestra un patrón de tablero de ajedrez en blanco y negro de 6 × 8 a temperatura ambiente durante 2 horas y luego se cambia a una pantalla de nivel de grises L64. Se registra la presencia de persistencia de la imagen; Si la imagen residual desaparece en 5 segundos, el módulo se considera aceptable (aprobado).

④ Se muestra un patrón de tablero de ajedrez en blanco y negro de 20 × 20 a alta temperatura (70 °C) durante 3 minutos y luego se cambia a una pantalla de nivel de grises L127. Se registra la presencia de persistencia de la imagen; Si la imagen residual desaparece en 5 minutos, el módulo se considera aceptable (aprobado).

Dado que los diferentes clientes tienen diferentes métodos de prueba y criterios de aceptación para los defectos de persistencia de la imagen LCD, se deben probar proyectos específicos de acuerdo con los requisitos respectivos del cliente.

3. Mecanismo de persistencia de la imagen LCD

Los principales mecanismos actualmente reconocidos para la persistencia de la imagen LCD involucran dos factores clave: la presencia de impurezas de tipo iónico dentro del panel LCD y la generación de voltaje de compensación de CC.

① Presencia de impurezas de tipo ionico dentro de la celda LCD:  

Idealmente, el material de cristal líquido debería ser un aislante perfecto. Sin embargo, en la práctica, inevitablemente están presentes trazas de impurezas de tipo iónico en los materiales de cristal líquido utilizados. Además del cristal líquido en sí, otros materiales dentro de la celda LCD también pueden contener impurezas iónicas, como la capa de alineación de poliimida (PI), adhesivos selladores y la capa de planarización de recubrimiento (OC). Cuando se aplica un campo eléctrico al panel LCD, los iones cargados positivamente migran hacia el electrodo cargado negativamente, mientras que los iones cargados negativamente se mueven hacia el electrodo cargado positivamente.

② Mecanismo de voltaje de compensación de CC y persistencia de la imagen:

Antes de comprender el voltaje de compensación de CC, es necesario comprender la formación del acoplamiento de capacitancia parásita, conocido como voltaje de alimentación.

En un panel LCD, hay una capacitancia parásita (Cgs) entre la puerta y los electrodos fuente. En el momento en que la señal de la puerta cambia de "encendido" a "apagado", esta capacitancia parásita Cgs crea un efecto de acoplamiento, que induce un cambio de voltaje conocido como voltaje de alimentación (también conocido como ΔVlc).

Debido a la presencia de voltaje de acoplamiento de capacitancia parásita (alimentación) e impurezas de tipo iónico dentro de la celda LCD, el mecanismo de persistencia de la imagen LCD se produce de la siguiente manera:

●Cuando se aplica un voltaje de CA al panel LCD, las impurezas de tipo ion responden al campo eléctrico, provocando que se acumulen iones positivos y negativos en lados opuestos de los electrodos dentro de la celda LCD.  

● Los iones positivos y negativos adsorbidos en los electrodos no se disipan inmediatamente. Estas cargas atrapadas crean un voltaje de compensación de CC interno débil pero estable dentro de la celda LCD.  

●Debido a la influencia de este voltaje de compensación CC interno, los voltajes de medio ciclo positivo y negativo aplicados a las moléculas de cristal líquido a través del electrodo fuente se vuelven desiguales (asimétricos). Este desequilibrio hace que las moléculas de cristal líquido giren de manera diferente en comparación con las de otras áreas, lo que finalmente resulta en la apariencia de persistencia de la imagen en la pantalla LCD.