Analiza i typowe rozwiązania problemów z zacinaniem się obrazu LCD
1. Co to jest przyklejanie się obrazu na wyświetlaczu LCD
Zaklejanie obrazu oznacza utrzymywanie się statycznego obrazu na ekranie wyświetlacza nawet po zmianie zawartości. Zatykanie obrazu, zatrzymywanie obrazu, obraz resztkowy, a czasami określane także jako zjawisko starzenia się ekranu (wypalenie), to terminy używane do opisania wpływu statycznych obrazów na kolejne wyświetlenia obrazu. Może to obejmować szybkie zniknięcie poprzedniej zawartości statycznej lub tymczasowe utrzymywanie się starych obrazów.
2.Definicje i przyczyny przyklejania się obrazu
W wyświetlaczach TFT (tranzystorze cienkowarstwowym) ciekły kryształ (LC) jest materiałem o właściwościach polarnych. Pole elektryczne może spowodować odpowiednie skręcenie.
W wyświetlaczach TFT (tranzystorze cienkowarstwowym) ciekły kryształ (LC) musi być zasilany prądem przemiennym (AC). Gdyby zastosowano prąd stały (DC), zakłóciłoby to polaryzację kryształów. W rzeczywistości nie ma czegoś takiego jak idealnie symetryczny prąd przemienny. Podczas ciągłego sterowania pikselami TFT drobne, nieodłączne braki równowagi przyciągają wolne jony do wewnętrznych elektrod. Jony te zaadsorbowane na elektrodach wewnętrznych tworzą efekt napędowy podobny do kombinacji prądu stałego i przemiennego.
Podczas produkcji wyświetlaczy istnieją 3 główne przyczyny, które mogą powodować przyklejanie się obrazu.
(1) Niewystarczająca zdolność zestrojenia
Za wyrównanie ciekłych kryształów odpowiada materiał PI (poliimid). Ciekłe kryształy w obszarze białej siatki obracają się, podczas gdy te w obszarze czarnej siatki nie. Na rotację ciekłych kryształów wpływa zarówno zewnętrzne pole elektryczne, jak i siły międzycząsteczkowe. Siła oddziaływania pomiędzy cząsteczkami PI (poliimidu) na powierzchni ciekłego kryształu jest większa niż siła zewnętrznego pola elektrycznego, zatem cząsteczki ciekłego kryształu na powierzchni nie obracają się. Im bliżej warstwy środkowej, tym większy wpływ zewnętrznego pola elektrycznego na ciekłe kryształy, a kąt obrotu zbliża się do wartości teoretycznej. Podczas ciągłego wysyłania sygnału, ciekłe kryształy w obszarze białej siatki oddziałują na ciekłe kryształy powierzchniowe poprzez siły międzycząsteczkowe (siłę elektrostatyczną i siłę dyspersji). Jeśli zdolność wyrównywania folii PI jest słaba, kąt wstępnego pochylenia powierzchni ciekłych kryształów będzie się zmieniać w miarę obracania się ciekłych kryształów. Na rysunku C, po przełączeniu na obraz w skali szarości, ponieważ kąt wstępnego pochylenia ciekłych kryształów w obszarze białej siatki odbiega od kąta w obszarze czarnej siatki, przy tym samym napięciu w skali szarości, ciekłe kryształy w obszarze, w którym znajduje się wystąpiło odchylenie kąta, z większym prawdopodobieństwem obrócą się do kąta teoretycznego, co spowoduje wzrost przepuszczalności, a tym samym spowoduje sklejanie się obrazu.
(2) Zanieczyszczenie materiału ciekłokrystalicznego
Asymetryczne zasilanie prądem przemiennym (AC) odbywa się w obszarze pikseli, a część napięcia odchylająca się od środka to polaryzacja prądu stałego (DC). Odchylenie prądu stałego przyciąga jony zanieczyszczeń na ekranie, powodując akumulację jonów i w rezultacie resztkowe odchylenie prądu stałego. Podczas przełączania ekranów, ze względu na efekt resztkowego polaryzacji prądu stałego, cząsteczki ciekłokrystaliczne pod wpływem jonów nie utrzymują stanu wymaganego w projekcie, powodując różnice w jasności pomiędzy obszarami, w których gromadzą się jony, a innymi obszarami, co prowadzi do niepożądanego sklejania się obrazu.
(3) Zniekształcenie przebiegu sterującego
Stosując różne napięcia, można kontrolować kąt obrotu cząsteczek ciekłych kryształów, aby wyświetlać różne obrazy. W tym miejscu należy wprowadzić pojęcia wartości γ i Vcom.
Mówiąc najprościej, wartość γ dzieli przejście od bieli do czerni na 2 do potęgi N (6 lub 8) równych części. Napięcie γ służy do kontrolowania gradacji wyświetlacza, zwykle podzielone na G0 do G14. Pierwsze napięcie γ i ostatnie napięcie γ reprezentują ten sam poziom szarości, ale odpowiadają odpowiednio napięciom dodatnim i ujemnym.
Aby zapobiec powstawaniu odchylenia bezwładności w cząsteczkach ciekłych kryształów, wymagana jest dynamiczna kontrola napięcia. Napięcie Vcom jest napięciem odniesienia w punkcie środkowym G0 do G14. W szczególności Vcom jest zwykle umieszczony pomiędzy pierwszym i ostatnim napięciem γ. Jednak w praktyce, ze względu na różnice w obwodach peryferyjnych, konieczne jest dostosowanie dopasowania napięć Vcom i γ. Kiedy Vcom jest ustawione na optymalną wartość, dodatnie i ujemne napięcia ramki pikseli są symetryczne, co skutkuje równą jasnością zarówno dla klatek dodatnich, jak i ujemnych. Jednakże, gdy Vcom odbiega od wartości środkowej, różnica napięcia między dodatnimi i ujemnymi klatkami pikseli nie jest już taka sama, co prowadzi do zmiany jasności między dodatnimi i ujemnymi klatkami.
Nieprawidłowe ustawienie napięcia Vcom może spowodować adsorbcję naładowanych jonów wewnątrz ciekłego kryształu na górnym i dolnym końcu szkła, tworząc naturalne pole elektryczne. Po przełączeniu ekranu jony te mogą nie zostać natychmiast uwolnione lub cząsteczki ciekłego kryształu mogą ulec nieuporządkowaniu podczas przejść stanu, uniemożliwiając natychmiastowy obrót cząsteczek ciekłego kryształu pod żądanym kątem.
3.Testowanie przyklejania się obrazu TFT LCD
Poniżej przedstawiono szybką metodę testowania:
Temperatura pokojowa; Wyświetlanie czarno-białego wzoru szachownicy (każdy kwadrat o wymiarach około 60×60 pikseli); Wyświetlanie statyczne przez 30 minut. Wyświetlanie na pełnym ekranie 128 (50%) szarości; po odczekaniu 10 sekund brak widocznych zjaw jest uznawany za kwalifikujący się.
(Uwaga: jest to niszczący test niezawodności, a nie rutynowy test.)
W TFT z normalną bielą białe obszary otrzymują minimalne napięcie sterujące, podczas gdy czarne obszary otrzymują maksymalne napięcie sterujące. Wolne jony w TFT są z większym prawdopodobieństwem przyciągane do czarnych obszarów (tych o wyższym napięciu sterującym). Podczas wyświetlania na pełnym ekranie w odcieniu szarości 128 (50%) cały ekran będzie korzystał z tego samego napięcia sterującego, co spowoduje, że jony szybko opuszczą wcześniej przyciągnięte pozycje. Dodatkowo, w przypadku wyświetlania na pełnym ekranie w odcieniu szarości 128 (50%), anomalie na wyświetlaczu są bardziej zauważalne.
4. Typowe metody rozwiązywania problemów z zaklejaniem obrazu
1) Wygaszacz ekranu: Gdy system jest bezczynny, piksele wyświetlacza TFT wyświetlają inną treść, albo wyświetlając ruchomy wygaszacz ekranu, albo okresowo przełączając zawartość, aby uniknąć wyświetlania statycznych obrazów przez dłużej niż 20 minut.
2) Jeżeli przyklejanie się obrazu już nastąpiło, pozostawienie wyświetlacza TFT wyłączonego na kilka godzin stwarza szansę na przywrócenie działania; (w niektórych przypadkach przywracanie może zająć do 48 godzin). Lub utwórz całkowicie biały obraz i przesuwaj go po ekranie przez kilka godzin bez włączania podświetlenia. W Internecie dostępnych jest wiele programów do naprawy sklejonych obrazów, które również mogą być pomocne. Kiedy pojawia się efekt zjawy, prawdopodobieństwo jego ponownego wystąpienia jest coraz większe, dlatego potrzebne są proaktywne działania, aby zapobiec ponownemu pojawieniu się efektu zatykania obrazu na wyświetlaczach TFT LCD.
3) Dostosowanie napięcia Vcom do napięcia γ pomaga zapobiegać efektom duchowym powodowanym przez napięcie szczątkowe w cząsteczkach ciekłych kryształów.
4) Dostosuj czas rozładowania, aby zapewnić szybkie uwolnienie napięcia resztkowego w cząsteczkach ciekłych kryształów. W projektowaniu obwodów wyspecjalizowane napięcia są zwykle używane do sterowania pierwszym i ostatnim napięciem γ. Tutaj VGH i VGL reprezentują odpowiednio G0 i G14. Jeśli rozładowanie VGH i VGL jest powolne podczas uśpienia systemu, może to również skutkować nadmiernym napięciem szczątkowym w cząsteczkach ciekłego kryształu. Kiedy system się budzi, istnieje ryzyko wystąpienia duchów.
5) Zacinanie się obrazu na ekranach LCD zazwyczaj należy do kategorii wad funkcjonalnych wyświetlaczy LCD i wymaga od producentów paneli LCD przeprowadzenia regulacji. Ogólnie rzecz biorąc, renomowani producenci paneli wyświetlaczy LCD, stosując wysokiej jakości materiał PI do ustawiania orientacji i materiał ciekłokrystaliczny o wysokiej czystości, zmniejszą możliwość sklejania się obrazu.
• Po pierwsze, ważne jest, aby sprawdzić, czy aktualne ustawienia VSPR/VSNR spełniają wymagania dotyczące szkła.
• Sprawdź optymalną wartość VCOM, którą można określić mierząc wartość migotania za pomocą CA210. Mniejsza wartość migotania wskazuje lepszą wartość VCOM.
• Przeskanuj ponownie gamma i sprawdź, czy zjawy nadal się utrzymują.
• Asymetryczna gamma: Zazwyczaj dostrajanie symetrycznej gamma, gdzie wartości bezwzględne napięć dodatnich i ujemnych dla każdego poziomu szarości są równe. Podejście to opiera się na symetryczności krzywej VT szkła LCD. Jeśli jednak krzywa VT szkła jest asymetryczna, konieczna jest asymetryczna regulacja gamma.
• Krzywa VT: Krzywa przedstawiająca zależność pomiędzy napięciem ciekłokrystalicznym i transmitancją.
• Asymetryczna wartość gamma występuje zazwyczaj w dwóch scenariuszach: 1) Ogólne przesunięcie polaryzacji: W tym przypadku następuje całkowite przesunięcie jednej polaryzacji. Aby zaradzić temu stanowi, wymagane są korekty VSPR/VSNR. 2) Przesunięcie pojedynczego lub wielokrotnego rzędu: W tym scenariuszu określone punkty na krzywej gamma wymagają regulacji napięcia, aby uwzględnić przesunięcie.
