液晶显示(LCD)是应用最广泛的显示技术。适用于汽车、家电、电信、家用电器、工业、消费电子、军工等行业。但液晶显示器有响应慢、视角窄、对比度低等缺点。一个经常被用户抱怨的恼人现象就是贴图。

什么是图像粘贴

如果一个固定的图像在显示器上停留很长一段时间,图像的模糊轮廓将在屏幕上持续一段时间,直到它最终消失。通常情况下,它发生在液晶和等离子屏幕,但为了我们的讨论目的,我们将集中在TFT液晶显示器。图像粘滞也被称为“图像持久性”、“图像保留”、“重影”或“老化图像”。

液晶显示器是如何构造的?

图2。液晶显示结构(图像来源:寻找程序员)

为了更好地理解粘像的概念,有必要了解液晶的构造和工作原理。

一种液晶屏包括一薄层液晶材料,夹在玻璃基板上的两个电极之间,每一边有两个偏振器。偏振器是一种光学滤光片,它可以让特定偏振的光波通过,同时阻挡其他偏振的光波。电极必须是透明的,所以最常用的材料是ITO(氧化铟锡)。由于液晶显示器本身不能发光,通常情况下,背光被放置在液晶屏幕后面,以便在黑暗环境中被看到。用于背光的光源可以是LED(发光二极管)或CCFL(冷阴极荧光灯)。LED背光是最受欢迎的。当然,如果你想要一个彩色显示器,可以把一层RGB滤色片做成LCD单元。触摸面板也可以添加在液晶显示器前。

液晶显示器的工作原理

图3。液晶显示器的工作原理(图片来源:日本显示器公司)

第一个大规模生产的液晶面板技术被称为TN(扭曲向列)。液晶显示器的原理是,当没有电场作用时,液晶分子会在液晶电池中扭曲90度。当环境光或背光通过第一偏振器时,光被液晶分子层偏振光和扭曲。当它到达第二个偏振镜时,它被阻挡了。观众看到的显示是黑色的。

图4。图像粘贴测试:棋盘

当电场作用于液晶分子时,它们就不扭曲了。当偏振光到达液晶分子层时,光直接穿过而不被扭曲。当它到达第二个偏振器时,它也将通过,这意味着观众看到的显示是明亮的。因为LCD技术使用电场而不是电流(电子通过),所以功耗低。

什么导致图像粘滞?

液晶图像粘滞的原因是由于液晶材料内部离子杂质的积累。当出现轻微的直流电压时,带电杂质将移动电极并建立一个反向电压场。当电源被移除,反向电压将踢进来,使液晶分子扭曲不同于液晶的另一部分,显示为图像粘贴。时间越长,杂质迁移越多,反电压越大,成像粘滞现象越严重。

如何测试图像粘贴质量

使用上面的黑/白棋盘图:

  1. 静态图像2小时,然后改变为50%的灰度1分钟。使用8%中性密度滤镜检查是否OK。
  2. 静态成像8小时,断电30分钟,然后用8%中性密度滤镜将其改为50%灰度。

如何避免图像粘滞

  • 尽量不要在TFT液晶显示器上使用“固定”图像超过2小时。

  • 超过15分钟不使用显示屏时,请使用屏保;超过1小时不使用显示屏时,请关闭显示屏电源。

  • 如果必须显示静态图像,请尝试使用块模式而不是明显的边框线。尝试使用中等灰色色调,并在两种不同颜色的边界上使用与中等灰色水平对称的颜色。每隔一段时间就会逐渐改变边界。

  • 对于液晶制造商来说,尽量使用氮气或干燥的空气来保护暴露在空气中的液晶材料,避免吸收水分,因为水分会在液晶材料中产生大量的杂质,因为水是一种很好的溶剂。控制晶圆厂的湿度也非常重要,选择合适的液晶材料及其制造商也是如此。不同的液晶材料具有不同的吸湿能力。不同的液晶材料工厂在控制杂质方面有不同的能力。尽管高纯度意味着高成本,但使用更高纯度的液晶材料和设计电路以消除液晶显示驱动器中的直流,可以避免图像粘滞问题。

如何修复图像粘贴问题

与crt常见的“老化”问题不同,图像粘滞问题不是永久性的。它最终会在一段时间后恢复。一种快速擦除保留图像的方法是让屏幕在4-6小时内呈现全黑模式。如果你想让它变得更快,可以把显示器放在温度在35 - 50°C左右的环境中1-2小时。由于这个升高的温度是在工作温度范围内,不会损坏LCD面板。

本文由Bill张撰写,他是Orient Display (Bellevue, WA)的工程主管和市场经理。欲了解更多信息,请访问在这里


光子与成像技术杂志

本文首次发表于2021年9月号光子学与成像技术杂志。

阅读更多的档案文章在这里