Entendendo Image Sticking em LCDs: Causas, Testes e Soluções

LCD (display de cristal líquido) é a tecnologia de display mais amplamente usada. Eles são usados para automotivo, eletrodomésticos, telecomunicações, eletrodomésticos, industrial, eletrônicos de consumo, militar, etc. Mas displays LCD têm algumas desvantagens, como resposta lenta, ângulo de visão estreito, contraste menor, etc. Um fenômeno irritante frequentemente reclamado por usuários é o image sticking.

O que é Image Sticking

Se uma imagem fixa permanece em um display por um longo período de tempo, o contorno fraco dessa imagem persistirá na tela por algum tempo antes de finalmente desaparecer. Normalmente, acontece em telas LCD e plasma, mas para fins de nossa discussão, focaremos em displays TFT LCD. Image sticking também é referido como "persistência de imagem", "retenção de imagem", "ghosting" ou "imagem queimada".

Como os LCDs são Construídos?

Para entender melhor o conceito de image sticking, é necessário entender como os LCDs são construídos e como funcionam.

Uma tela LCD inclui uma camada fina de material de cristal líquido entre dois eletrodos em substratos de vidro, com dois polarizadores em cada lado. Um polarizador é um filtro óptico que deixa passar ondas de luz de uma polarização específica enquanto bloqueia ondas de luz de outras polarizações. Os eletrodos precisam ser transparentes, então o material mais popular é ITO (óxido de índio e estanho). Como um LCD não emite luz por si só, normalmente uma luz de fundo é colocada atrás de uma tela LCD para ser vista em ambiente escuro. As fontes de luz usadas para luz de fundo podem ser LED (diodo emissor de luz) ou CCFL (lâmpadas fluorescentes de cátodo frio). A luz de fundo LED é a mais popular. Claro, se você quiser um display colorido, uma camada de filtro de cor RGB pode ser feita em uma célula LCD. Um painel de toque também pode ser adicionado na frente de um display LCD.

Como os LCDs Funcionam

A primeira tecnologia de painel LCD em produção em massa é chamada TN (nemático torcido). O princípio por trás dos LCDs é que quando um campo elétrico não é aplicado às moléculas de cristal líquido, as moléculas torcem 90 graus na célula LCD. Quando a luz, seja da luz ambiente ou da luz de fundo, passa pelo primeiro polarizador, a luz é polarizada e torcida com a camada molecular de cristal líquido. Quando atinge o segundo polarizador, ela é bloqueada. O espectador vê o display como preto.

Quando um campo elétrico é aplicado às moléculas de cristal líquido, elas se desenroscam. Quando a luz polarizada atinge a camada de moléculas de cristal líquido, a luz passa direto sem ser torcida. Quando atinge o segundo polarizador, ela também passa, significando que o espectador vê o display como brilhante. Como a tecnologia LCD usa campos elétricos em vez de corrente elétrica (elétrons passam através), ela tem baixo consumo de energia.

O que Causa Image Sticking?

A causa do image sticking em LCD é devido a um acúmulo de impurezas iônicas dentro dos materiais de cristal líquido. Quando ocorre uma leve tensão DC, as impurezas carregadas moverão os eletrodos e construirão um campo de tensão reverso. Quando a energia é removida, a tensão reversa entrará em ação para fazer as moléculas de LCD torcerem de forma diferente da outra parte do LCD, o que aparece como image sticking. Quanto mais tempo, mais impurezas migrarão, maior será a tensão reversa, e o image sticking aparecerá pior.

Como Testar a Qualidade do Image Sticking

Usando a imagem de tabuleiro de xadrez preto/branco mostrada acima:

1. Imagem estática por 2 horas, então mude para 50% de cinza por 1 min. Use um filtro de densidade neutra de 8% para verificar se está OK.
2. Imagem estática por 8 horas, desligue por 30 minutos, então mude para 50% de cinza com filtro de densidade neutra de 8%.

Como Evitar Image Sticking

• Tente não usar uma imagem "fixa" no display TFT LCD por mais de 2 horas.

• Use um protetor de tela quando a tela LCD não for usada por mais de 15 minutos, ou desligue o display se não for usá-lo por mais de uma hora.

• Se uma imagem estática deve ser exibida, tente usar padrões de bloco em vez de linhas de borda distintas. Tente usar tons de cinza médio e use cores que sejam simétricas ao nível de cinza médio na fronteira de duas cores diferentes. Desloque gradualmente as linhas de borda de vez em quando.

• Para fabricantes de LCD, tente proteger materiais de cristal líquido expostos ao ar usando gás nitrogênio ou ar seco para evitar absorção de umidade que pode criar uma enorme quantidade de impurezas no material de cristal líquido, pois a água é um excelente solvente. Controlar a umidade da fábrica também é muito importante, assim como selecionar os materiais de cristal líquido certos e seus fabricantes. Diferentes materiais de cristal líquido têm diferentes capacidades de absorção de umidade. Diferentes fábricas de materiais de cristal líquido têm diferentes capacidades em termos de controle de impurezas. Apesar do fato de que alta pureza pode significar alto custo, usar materiais de cristal líquido de maior pureza e projetar a circuitaria para eliminar DC nos drivers de display LCD pode evitar um problema de image sticking.

Como Corrigir um Problema de Image Sticking

Ao contrário do problema de "burn-in" comum em CRTs, um problema de image sticking não é permanente. Ele eventualmente se recuperará após algum tempo. Uma maneira de acelerar o apagamento de uma imagem retida é ter uma tela ligada em um padrão totalmente preto por 4-6 horas. Se você quiser torná-lo ainda mais rápido, o display pode ser colocado em um ambiente com temperatura em torno de 35 a 50°C por 1-2 horas. Como esta temperatura elevada está dentro da faixa de temperatura de trabalho, não danificará os painéis LCD.

Este artigo foi escrito por Bill Cheung, Engenheiro Chefe e Gerente de Marketing, Orient Display (Bellevue, WA). Para mais informações, visite aqui .