Image Sticking – Ursache, Test und Lösungen

LCD (Flüssigkristallanzeige) ist die am weitesten verbreitete Anzeigetechnologie. Sie werden in den Bereichen Automobil, Haushaltsgeräte, Telekommunikation, Haushaltsgeräte, Industrie, Unterhaltungselektronik, Militär usw. verwendet. LCD-Displays haben jedoch einige Nachteile, wie z. B. eine langsame Reaktion, einen engen Betrachtungswinkel, einen geringeren Kontrast usw. Ein lästiges Phänomen, über das sich Benutzer häufig beschweren, ist Bild einkleben.

Wenn ein Standbild über einen längeren Zeitraum auf dem Bildschirm angezeigt wird, bleiben die schwachen Umrisse dieses Bildes noch einige Zeit auf dem Bildschirm bestehen, bevor sie schließlich verschwinden. Normalerweise passiert es bei LCD- und Plasmabildschirmen, aber in unserer Diskussion konzentrieren wir uns auf TFT-LCD-Displays. Image Sticking wird auch als „Image Persistenz“, „Image Retention“, „Ghosting“ oder „Einbrennen des Image“ bezeichnet.

Um das Konzept des Image Sticking besser zu verstehen, ist es notwendig zu verstehen, wie LCDs aufgebaut sind und wie sie funktionieren.

Ein LCD-Bildschirm besteht aus einer dünnen Schicht aus Flüssigkristallmaterial, die zwischen zwei Elektroden auf Glassubstraten angeordnet ist, mit zwei Polarisatoren auf jeder Seite. Ein Polarisator ist ein optischer Filter, der Lichtwellen einer bestimmten Polarisation durchlässt und Lichtwellen anderer Polarisationen blockiert. Die Elektroden müssen transparent sein, daher ist das beliebteste Material ITO (Indiumzinnoxid). Da ein LCD selbst kein Licht aussenden kann, wird normalerweise eine Hintergrundbeleuchtung hinter einem LCD-Bildschirm angebracht, um in einer dunklen Umgebung gesehen zu werden. Als Lichtquellen für eine Hintergrundbeleuchtung können LED (Licht emittierende Diode) oder CCFL (Kaltkathoden-Fluoreszenzlampen) verwendet werden. Am beliebtesten ist die LED-Hintergrundbeleuchtung. Wenn Sie eine Farbanzeige wünschen, kann natürlich eine Schicht eines RGB-Farbfilters in eine LCD-Zelle integriert werden. Vor einem LCD-Display kann auch ein Touchpanel angebracht werden.

Die erste LCD-Panel-Technologie in Massenproduktion heißt TN (Twisted Nematic). Das Prinzip hinter den LCDs besteht darin, dass sich die Moleküle in der LCD-Zelle um 90 Grad drehen, wenn kein elektrisches Feld an die Flüssigkristallmoleküle angelegt wird. Wenn das Licht entweder vom Umgebungslicht oder von der Hintergrundbeleuchtung den ersten Polarisator passiert, wird das Licht polarisiert und mit der Flüssigkristall-Molekülschicht verdreht. Wenn es den zweiten Polarisator erreicht, wird es blockiert. Der Betrachter sieht die Anzeige schwarz.

Wenn an die Flüssigkristallmoleküle ein elektrisches Feld angelegt wird, werden sie entdrillt. Wenn das polarisierte Licht die Schicht aus Flüssigkristallmolekülen erreicht, dringt das Licht direkt hindurch, ohne verdreht zu werden. Wenn es den zweiten Polarisator erreicht, wird es ebenfalls durchgelassen, was bedeutet, dass der Betrachter die Anzeige als hell wahrnimmt. Da die LCD-Technologie elektrische Felder anstelle von elektrischem Strom verwendet (Elektronen fließen durch), hat sie einen geringen Stromverbrauch.

Die Ursache für das Einbrennen von LCD-Bildern liegt in der Ansammlung ionischer Verunreinigungen im Inneren der Flüssigkristallmaterialien. Wenn eine leichte Gleichspannung auftritt, bewegen die geladenen Verunreinigungen die Elektroden und bauen ein umgekehrtes Spannungsfeld auf. Wenn die Stromversorgung unterbrochen wird, tritt die umgekehrte Spannung ein, wodurch sich die LCD-Moleküle anders verdrehen als der andere Teil des LCD, was als Bildkleben sichtbar wird. Je länger die Zeit, desto mehr Verunreinigungen migrieren, desto größer wird die Sperrspannung und desto schlimmer wird das Bildkleben.

Verwenden Sie das oben gezeigte schwarz-weiße Schachbrettbild:

Versuchen Sie, nicht länger als 2 Stunden ein „festes“ Bild auf dem TFT-LCD-Display zu verwenden.

Verwenden Sie einen Bildschirmschoner, wenn der LCD-Bildschirm länger als 15 Minuten nicht verwendet wird, oder schalten Sie den Bildschirm aus, wenn Sie ihn länger als eine Stunde nicht verwenden.

Wenn ein statisches Bild angezeigt werden muss, versuchen Sie, Blockmuster anstelle klarer Grenzlinien zu verwenden. Versuchen Sie, mittlere Grautöne zu verwenden und Farben zu verwenden, die symmetrisch zur mittleren Graustufe an der Grenze zweier verschiedener Farben sind. Verschieben Sie die Grenzlinien von Zeit zu Zeit schrittweise.

LCD-Hersteller sollten versuchen, Flüssigkristallmaterialien, die der Luft ausgesetzt sind, mit Stickstoffgas oder getrockneter Luft zu schützen, um die Aufnahme von Feuchtigkeit zu vermeiden, die zu großen Mengen an Verunreinigungen im Flüssigkristallmaterial führen kann, da Wasser ein ausgezeichnetes Lösungsmittel ist. Die Kontrolle der Luftfeuchtigkeit in der Fabrik ist ebenso wichtig wie die Auswahl der richtigen Flüssigkristallmaterialien und ihrer Hersteller. Verschiedene Flüssigkristallmaterialien haben unterschiedliche Feuchtigkeitsaufnahmefähigkeiten. Verschiedene Fabriken für Flüssigkristallmaterialien verfügen über unterschiedliche Fähigkeiten hinsichtlich der Kontrolle von Verunreinigungen. Trotz der Tatsache, dass eine hohe Reinheit mit hohen Kosten verbunden sein kann, kann durch die Verwendung von Flüssigkristallmaterialien mit höherer Reinheit und die Gestaltung der Schaltung zur Eliminierung von Gleichstrom in LCD-Displaytreibern das Problem des Bildeinbrennens vermieden werden.

Im Gegensatz zum „Einbrennen“-Problem, das bei CRTs häufig auftritt, ist das Problem des Einbrennens von Bildern nicht dauerhaft. Nach einiger Zeit wird es sich irgendwann erholen. Eine Möglichkeit, das Löschen eines gespeicherten Bildes zu beschleunigen, besteht darin, den Bildschirm vier bis sechs Stunden lang in einem komplett schwarzen Muster eingeschaltet zu lassen. Wer es noch schneller machen möchte, kann das Display für 1-2 Stunden in eine Umgebung mit einer Temperatur von etwa 35 bis 50°C legen. Da diese erhöhte Temperatur innerhalb des Arbeitstemperaturbereichs liegt, werden die LCD-Panels nicht beschädigt.

Dieser Artikel wurde von Bill Cheung, technischer Leiter und Marketingmanager, Orient Display (Bellevue, WA) verfasst. Weitere Informationen finden Sie hier.

Dieser Artikel erschien erstmals in der Septemberausgabe 2021 des Photonics & Imaging Technology Magazine.

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