Comprendre le rémanence d'image dans les LCD : causes, tests et solutions

Le LCD (affichage à cristaux liquides) est la technologie d'affichage la plus largement utilisée. Ils sont utilisés pour l'automobile, l'électroménager, les télécommunications, l'électroménager, l'industrie, l'électronique grand public, le militaire, etc. Mais les écrans LCD ont quelques inconvénients, tels que réponse lente, angle de vision étroit, contraste inférieur, etc. Un phénomène agaçant souvent signalé par les utilisateurs est la rémanence d'image (image sticking).

Qu'est-ce que la rémanence d'image

Si une image fixe reste sur un affichage pendant une longue période, le contour faible de cette image persistera sur l'écran pendant un certain temps avant de finalement disparaître. Normalement, cela arrive aux écrans LCD et plasma, mais pour notre discussion, nous nous concentrerons sur les affichages TFT LCD. La rémanence d'image est également appelée « persistance d'image », « rétention d'image », « ghosting » ou « burn-in image ».

Comment les LCD sont construits

Pour mieux comprendre le concept de rémanence d'image, il est nécessaire de comprendre comment les LCD sont construits et comment ils fonctionnent.

Un écran LCD comprend une fine couche de matériau à cristaux liquides prise en sandwich entre deux électrodes sur substrats en verre, avec deux polariseurs de chaque côté. Un polariseur est un filtre optique qui laisse passer les ondes lumineuses d'une polarisation spécifique tout en bloquant les ondes lumineuses d'autres polarisations. Les électrodes doivent être transparentes, le matériau le plus populaire est l'ITO (oxyde d'indium-étain). Puisqu'un LCD ne peut pas émettre de lumière lui-même, normalement un rétroéclairage est placé derrière un écran LCD pour être vu dans un environnement sombre. Les sources lumineuses utilisées pour un rétroéclairage peuvent être LED (diode électroluminescente) ou CCFL (lampe fluorescente à cathode froide). Le rétroéclairage LED est le plus populaire. Bien sûr, si vous voulez un affichage couleur, une couche de filtre couleur RVB peut être faite dans une cellule LCD. Un panneau tactile peut aussi être ajouté devant un affichage LCD.

Comment fonctionnent les LCD

La première technologie de panneau LCD en production de masse s'appelle TN (nématique tordu). Le principe derrière les LCD est que lorsqu'un champ électrique n'est pas appliqué aux molécules de cristal liquide, les molécules se tordent de 90 degrés dans la cellule LCD. Lorsque la lumière, soit de la lumière ambiante soit du rétroéclairage, passe à travers le premier polariseur, la lumière est polarisée et tordue avec la couche moléculaire de cristal liquide. Quand elle atteint le second polariseur, elle est bloquée. Le spectateur voit l'affichage comme noir.

Lorsqu'un champ électrique est appliqué aux molécules de cristal liquide, elles se détordent. Lorsque la lumière polarisée atteint la couche de molécules de cristal liquide, la lumière passe droit sans être tordue. Quand elle atteint le second polariseur, elle passera aussi à travers, signifiant que le spectateur voit l'affichage comme lumineux. Parce que la technologie LCD utilise des champs électriques au lieu de courant électrique (électrons passant à travers), elle a une faible consommation d'énergie.

Quelles sont les causes de la rémanence d'image ?

La cause de la rémanence d'image LCD est due à une accumulation d'impuretés ioniques à l'intérieur des matériaux à cristaux liquides. Lorsqu'une légère tension continue se produit, les impuretés chargées se déplacent vers les électrodes et accumulent un champ de tension inversé. Lorsque l'alimentation est coupée, la tension inversée s'active pour faire tordre les molécules LCD différemment de l'autre partie du LCD, ce qui apparaît comme la rémanence d'image. Plus le temps est long, plus les impuretés migreront, plus la tension inversée sera grande, et la rémanence d'image apparaîtra pire.

Comment tester la qualité de rémanence d'image

En utilisant l'image d'échiquier noir/blanc montrée ci-dessus :

1. Image statique pendant 2 heures, puis changer pour 50 % de gris pendant 1 min. Utiliser un filtre neutre à 8 % pour vérifier si c'est OK.
2. Image statique pendant 8 heures, éteindre pendant 30 minutes, puis changer pour 50 % de gris avec un filtre neutre à 8 %.

Comment éviter la rémanence d'image

• Essayez de ne pas utiliser une image « fixe » sur l'affichage TFT LCD pendant plus de 2 heures.

• Utilisez un économiseur d'écran lorsque l'écran LCD n'est pas utilisé pendant plus de 15 minutes, ou éteignez l'affichage si vous ne l'utilisez pas pendant plus d'une heure.

• Si une image statique doit être affichée, essayez d'utiliser des motifs en blocs au lieu de lignes de bordure distinctes. Essayez d'utiliser des teintes de gris moyen et utilisez des couleurs symétriques par rapport au niveau de gris moyen à la frontière de deux couleurs différentes. Déplacez progressivement les lignes de bordure de temps en temps.

• Pour les fabricants de LCD, essayez de protéger les matériaux à cristaux liquides exposés à l'air en utilisant du gaz azote ou de l'air séché pour éviter l'absorption d'humidité qui peut créer une énorme quantité d'impuretés dans le matériau à cristaux liquides, car l'eau est un excellent solvant. Contrôler l'humidité de la fab est aussi très important, tout comme sélectionner les bons matériaux à cristaux liquides et leurs fabricants. Différents matériaux à cristaux liquides ont des capacités d'absorption d'humidité différentes. Différentes usines de matériaux à cristaux liquides ont des capacités différentes en termes de contrôle des impuretés. Malgré le fait que la haute pureté puisse signifier un coût élevé, l'utilisation de matériaux à cristaux liquides de haute pureté et la conception du circuit pour éliminer le courant continu dans les drivers d'affichage LCD peuvent éviter un problème de rémanence d'image.

Comment corriger un problème de rémanence d'image

Contrairement au problème de « burn-in » courant avec les CRT, un problème de rémanence d'image n'est pas permanent. Il finira par récupérer après un certain temps. Un moyen d'accélérer l'effacement d'une image retenue est d'avoir un écran allumé avec un motif tout noir pendant 4 à 6 heures. Si vous voulez le rendre encore plus rapide, l'affichage peut être mis dans un environnement avec une température d'environ 35 à 50 °C pendant 1 à 2 heures. Comme cette température élevée est dans la plage de température de fonctionnement, elle n'endommagera pas les panneaux LCD.

Cet article a été rédigé par Bill Cheung, Engineering Lead et Marketing Manager, Orient Display (Bellevue, WA). Pour plus d'informations, visitez le site web.