Analyse und allgemeine Lösungen für LCD-Image-Sticking-Probleme
1. Was ist das Einbrennen von Bildern auf dem LCD-Display?
Unter Image Sticking versteht man das Fortbestehen eines statischen Bildes auf einem Bildschirm, selbst nachdem sich der Inhalt geändert hat. Image Sticking, Image Retention, Residual Image und manchmal auch als Bildschirmalterungsphänomen (Burn-In) bezeichnet, sind Begriffe, die den Effekt statischer Bilder auf nachfolgende Bildanzeigen beschreiben. Dies kann das schnelle Verschwinden vorheriger statischer Inhalte oder das vorübergehende Verbleiben veralteter Bilder bedeuten.
2. Die Definitionen und Ursachen von Image Sticking Display
In TFT-Displays (Thin Film Transistor) ist Flüssigkristall (LC) ein Material mit polaren Eigenschaften. Durch ein elektrisches Feld kann es sich entsprechend verdrehen.
In TFT-Displays (Thin Film Transistor) muss der Flüssigkristall (LC) mit Wechselstrom (AC) betrieben werden. Bei Verwendung von Gleichstrom (DC) würde die Polarität der Kristalle gestört. In Wirklichkeit gibt es keinen perfekt symmetrischen Wechselstrom. Bei der kontinuierlichen Ansteuerung der Pixel eines TFTs ziehen winzige inhärente Ungleichgewichte freie Ionen zu den internen Elektroden. Diese an den Innenelektroden adsorbierten Ionen erzeugen einen Antriebseffekt ähnlich einer Kombination aus Gleich- und Wechselstrom.
Bei der Herstellung von Displays gibt es drei Hauptgründe, die zum Einbrennen von Bildern führen können.
(1) Unzureichende Ausrichtungsfähigkeit
PI-Material (Polyimid) ist für die Ausrichtung des Flüssigkristalls verantwortlich. Die Flüssigkristalle im weißen Gitterbereich rotieren, die im schwarzen Gitterbereich hingegen nicht. Die Rotation von Flüssigkristallen wird sowohl durch das äußere elektrische Feld als auch durch intermolekulare Kräfte beeinflusst. Die Wechselwirkungskraft zwischen den PI-Molekülen (Polyimid) auf der Oberfläche des Flüssigkristalls ist größer als die äußere elektrische Feldkraft, sodass sich die Flüssigkristallmoleküle auf der Oberfläche nicht drehen. Je näher an der Mittelschicht, desto größer ist die Wirkung des externen elektrischen Feldes auf die Flüssigkristalle und der Drehwinkel nähert sich dem theoretischen Wert. Bei kontinuierlicher Signalausgabe wirken die Flüssigkristalle im weißen Gitterbereich durch intermolekulare Kräfte (elektrostatische Kraft und Dispersionskraft) auf die Oberflächenflüssigkristalle ein. Wenn die Ausrichtungsfähigkeit des PI-Films schlecht ist, ändert sich der Vorneigungswinkel der Oberflächenflüssigkristalle, wenn sich die Flüssigkristalle drehen. In Abb Wenn eine Winkelabweichung aufgetreten ist, ist es wahrscheinlicher, dass sie sich auf den theoretischen Winkel dreht, was zu einer Erhöhung der Durchlässigkeit und somit zu einem Einbrennen des Bildes führt.
(2) Verunreinigung des Flüssigkristallmaterials
Im Pixelbereich erfolgt eine asymmetrische Wechselstromansteuerung (AC), und der Teil der Spannung, der von der Mitte abweicht, ist die Gleichstromvorspannung (DC). Die Gleichstromvorspannung zieht Verunreinigungsionen innerhalb des Schirms an, was zu einer Ionenakkumulation führt und zu einer verbleibenden Gleichstromvorspannung führt. Beim Umschalten von Anzeigebildschirmen gelingt es den von Ionen beeinflussten Flüssigkristallmolekülen aufgrund des Effekts der verbleibenden Gleichstromvorspannung nicht, den vom Design geforderten Zustand beizubehalten, was zu Helligkeitsunterschieden zwischen Bereichen mit Ionenansammlung und anderen Bereichen führt, was zu unerwünschtem Bildeinbrennen führt.
(3) Verzerrung der Antriebswellenform
Durch Anlegen unterschiedlicher Spannungen kann der Drehwinkel von Flüssigkristallmolekülen gesteuert werden, um unterschiedliche Bilder anzuzeigen. Hier müssen die Konzepte γ-Wert und Vcom eingeführt werden.
Vereinfacht ausgedrückt teilt der γ-Wert den Übergang von Weiß zu Schwarz in 2 hoch N (6 oder 8) gleiche Teile. Die γ-Spannung wird zur Steuerung der Abstufung der Anzeige verwendet und ist normalerweise in G0 bis G14 unterteilt. Die erste γ-Spannung und die letzte γ-Spannung stellen die gleiche Graustufe dar, entsprechen jedoch jeweils einer positiven bzw. negativen Spannung.
Um die Bildung einer Trägheitsabweichung in Flüssigkristallmolekülen zu verhindern, ist eine dynamische Spannungssteuerung erforderlich. Die Vcom-Spannung ist die Referenzspannung in der Mitte von G0 bis G14. Insbesondere liegt Vcom normalerweise zwischen der ersten und der letzten γ-Spannung. In der Praxis ist es jedoch aufgrund der Unterschiede in den Peripherieschaltungen erforderlich, die Anpassung zwischen Vcom und γ-Spannungen anzupassen. Wenn Vcom auf den optimalen Wert eingestellt ist, sind die positiven und negativen Bildspannungen der Pixel symmetrisch, was zu einer gleichen Helligkeit sowohl für positive als auch für negative Bilder führt. Wenn Vcom jedoch vom Mittelwert abweicht, ist die Spannungsdifferenz zwischen positiven und negativen Frames der Pixel nicht mehr gleich, was zu einer Änderung der Helligkeit zwischen positiven und negativen Frames führt.
Wenn die Vcom-Spannung falsch eingestellt ist, kann dies dazu führen, dass geladene Ionen im Flüssigkristall am oberen und unteren Ende des Glases adsorbieren und ein inhärentes elektrisches Feld bilden. Nach dem Umschalten des Bildschirms werden diese Ionen möglicherweise nicht sofort freigesetzt, oder die Flüssigkristallmoleküle können während Zustandsübergängen ungeordnet werden, wodurch verhindert wird, dass sich die Flüssigkristallmoleküle sofort in den gewünschten Winkel drehen.
3.TFT-LCD-Image-Sticking-Test
Im Folgenden finden Sie eine Schnelltestmethode:
Zimmertemperatur; Darstellung eines schwarz-weißen Schachbrettmusters (jedes Quadrat ca. 60×60 Pixel); Statische Anzeige für 30 Minuten. Vollbildanzeige 128 (50 %) Grau; Nach einer Wartezeit von 10 Sekunden gilt, dass keine Geisterbilder sichtbar sind.
(Hinweis: Dies ist ein zerstörender Zuverlässigkeitstest, kein Routinetest.)
Bei einem TFT mit normalem Weiß erhalten die weißen Bereiche die minimale Ansteuerspannung, während die schwarzen Bereiche die maximale Ansteuerspannung erhalten. Freie Ionen im TFT werden mit größerer Wahrscheinlichkeit von den schwarzen Bereichen (denen mit höherer Ansteuerspannung) angezogen. Bei der Anzeige von 128 (50 %) Grautönen im Vollbildmodus verwendet der gesamte Bildschirm die gleiche Antriebsspannung, was dazu führt, dass die Ionen ihre zuvor angezogenen Positionen schnell verlassen. Darüber hinaus ist es bei der Vollbildanzeige mit 128 (50 %) Graustufen wahrscheinlicher, dass Anomalien in der Anzeige auffallen.
4. Gängige Methoden zur Lösung von Image Sticking-Problemen
1) Bildschirmschoner: Wenn das System inaktiv ist, zeigen die Pixel des TFT unterschiedliche Inhalte an, entweder durch die Anzeige eines bewegten Bildschirmschoners oder durch periodisches Wechseln des Inhalts, um zu vermeiden, dass statische Bilder länger als 20 Minuten angezeigt werden.
2) Wenn das Image Sticking bereits auftritt, besteht die Möglichkeit zur Wiederherstellung darin, das TFT mehrere Stunden lang ausgeschaltet zu lassen. (Die Wiederherstellung kann in manchen Fällen bis zu 48 Stunden dauern). Oder Sie erstellen ein komplett weißes Bild und bewegen es mehrere Stunden lang über den Bildschirm, ohne die Hintergrundbeleuchtung einzuschalten. Es gibt viele online verfügbare Software zur Reparatur festsitzender Bilder, die ebenfalls hilfreich sein können. Sobald Geisterbilder auftreten, ist es wahrscheinlicher, dass sie erneut auftreten. Daher sind proaktive Maßnahmen erforderlich, um das erneute Auftreten von „Image Sticking“ bei TFT-LCD-Displays zu verhindern.
3) Die Anpassung der Vcom-Spannung an die γ-Spannung trägt dazu bei, Geisterbilder zu verhindern, die durch Restspannung in Flüssigkristallmolekülen verursacht werden.
4) Passen Sie den Entladezeitpunkt an, um eine schnelle Freisetzung der Restspannung in den Flüssigkristallmolekülen sicherzustellen. Beim Schaltungsentwurf werden typischerweise spezielle Spannungen verwendet, um die erste und letzte γ-Spannung zu steuern. Hier stehen VGH und VGL für G0 bzw. G14. Wenn die Entladung von VGH und VGL im Ruhezustand des Systems langsam erfolgt, kann dies auch zu einer übermäßigen Restspannung in den Flüssigkristallmolekülen führen. Wenn das System aufwacht, besteht die Möglichkeit, dass Geisterbilder auftreten.
5) Das Einbrennen von Bildern auf LCD-Bildschirmen fällt typischerweise in die Kategorie der Funktionsfehler bei LCD-Displays und erfordert von den LCD-Panel-Herstellern Anpassungen. Im Allgemeinen verringern namhafte Hersteller von LCD-Anzeigetafeln durch die Verwendung von hochwertigem PI-Material zur Orientierungsausrichtung und hochreinem Flüssigkristallmaterial die Möglichkeit des Bildeinbrennens.
• Zunächst ist es wichtig zu bestätigen, ob die aktuellen Einstellungen von VSPR/VSNR die Glasanforderungen erfüllen.
• Überprüfen Sie den optimalen VCOM-Wert, der durch Messung des Flickerwerts mit CA210 ermittelt werden kann. Ein kleinerer Flickerwert weist auf einen besseren VCOM-Wert hin.
• Scannen Sie den Gammawert erneut und beobachten Sie, ob weiterhin Geisterbilder auftreten.
• Asymmetrisches Gamma: Normalerweise wird symmetrisches Gamma eingestellt, wobei die Absolutwerte der positiven und negativen Spannungen für jede Graustufe gleich sind. Dieser Ansatz beruht darauf, dass die VT-Kurve des LCD-Glases symmetrisch ist. Wenn die VT-Kurve des Glases jedoch asymmetrisch ist, ist eine asymmetrische Gammaanpassung erforderlich.
• VT-Kurve: Eine Kurve, die die Beziehung zwischen Flüssigkristallspannung und Durchlässigkeit darstellt.
• Asymmetrisches Gamma tritt typischerweise in zwei Szenarien auf: 1) Gesamtpolaritätsversatz: In diesem Fall wird eine Polarität insgesamt verschoben. Um diesen Zustand zu beheben, sind Anpassungen an VSPR/VSNR erforderlich. 2) Versatz einzelner oder mehrerer Ordnung: In diesem Szenario benötigen bestimmte Punkte auf der Gammakurve Spannungsanpassungen, um den Versatz zu beheben.
