Collage d'image - Cause, test et solutions

L'écran LCD (affichage à cristaux liquides) est la technologie d'affichage la plus utilisée. Ils sont utilisés pour l'automobile, l'électroménager, les télécommunications, l'électroménager, l'industrie, l'électronique grand public, l'armée, etc. Mais les écrans LCD présentent certains inconvénients, tels qu'une réponse lente, un angle de vision étroit, un contraste plus faible, etc. Un phénomène gênant dont se plaignent souvent les utilisateurs est le collage d'image.

Si une image fixe reste sur un écran pendant une longue période de temps, le faible contour 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 les besoins de notre discussion, nous nous concentrerons sur les écrans LCD TFT. Le collage d'image est également appelé « persistance d'image », « rétention d'image », « fantôme » ou « image rémanente ».

Pour mieux comprendre le concept de collage d'image, il est nécessaire de comprendre comment les écrans 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 des substrats de 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 donc l'ITO (oxyde d'indium et d'étain). Étant donné qu'un écran LCD ne peut pas émettre de lumière lui-même, un rétroéclairage est normalement placé derrière un écran LCD afin d'être vu dans un environnement sombre. Les sources lumineuses utilisées pour un rétroéclairage peuvent être des LED (diodes électroluminescentes) ou des CCFL (lampes fluorescentes à cathode froide). Le rétroéclairage LED est le plus populaire. Bien sûr, si vous voulez un écran couleur, une couche de filtre de couleur RVB peut être intégrée dans une cellule LCD. Un panneau tactile peut également être ajouté devant un écran LCD.

La première technologie d'écran LCD en production de masse s'appelle TN (nématique torsadé). Le principe derrière les LCD est que lorsqu'un champ électrique n'est pas appliqué aux molécules de cristaux liquides, les molécules se tordent de 90 degrés dans la cellule LCD. Lorsque la lumière provenant de la lumière ambiante ou du rétroéclairage passe à travers le premier polariseur, la lumière est polarisée et tordue avec la couche moléculaire de cristaux liquides. Lorsqu'il atteint le deuxième polariseur, il se bloque. Le spectateur voit l'affichage en noir.

Lorsqu'un champ électrique est appliqué aux molécules de cristaux liquides, elles deviennent non tordues. Lorsque la lumière polarisée atteint la couche de molécules de cristaux liquides, la lumière passe directement à travers sans être tordue. Lorsqu'il atteint le deuxième polariseur, il passe également à travers, ce qui signifie que le spectateur voit l'affichage comme brillant. Parce que la technologie LCD utilise des champs électriques au lieu du courant électrique (l'électron passe à travers), elle a une faible consommation d'énergie.

La cause du collage de l'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 déplacent les électrodes et créent un champ de tension inversé. Lorsque l'alimentation est coupée, la tension inversée se déclenche pour rendre les molécules LCD tordues différentes de l'autre partie de l'écran LCD, ce qui apparaît comme l'image collée. Plus le temps est long, plus les impuretés migreront, plus la tension inversée sera grande et l'adhérence de l'image apparaîtra pire.

En utilisant l'image de l'échiquier noir/blanc illustrée ci-dessus :

Essayez de ne pas utiliser une image "fixe" sur l'écran LCD TFT 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'écran s'il n'est pas utilisé pendant plus d'une heure.

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

Pour les fabricants d'écrans LCD, essayez de protéger les matériaux à cristaux liquides exposés à l'air en utilisant de l'azote gazeux ou de l'air séché pour éviter d'absorber l'humidité qui peut créer une énorme quantité d'impuretés dans le matériau à cristaux liquides, car l'eau est un excellent solvant. Le contrôle de l'humidité de la fab est également très important, tout comme la sélection des bons matériaux à cristaux liquides et de leurs fabricants. Différents matériaux à cristaux liquides ont différentes capacités d'absorption d'humidité. Différentes usines de matériaux à cristaux liquides ont des capacités différentes en termes de contrôle des impuretés. Malgré le fait qu'une pureté élevée peut signifier un coût élevé, l'utilisation de matériaux à cristaux liquides de pureté supérieure et la conception de circuits pour se débarrasser du courant continu dans les pilotes d'affichage LCD peuvent éviter un problème de collage d'image.

Contrairement au problème de "gravure" courant avec les CRT, un problème de collage d'image n'est pas permanent. Il finira par récupérer après un certain temps. Une façon d'accélérer l'effacement d'une image retenue est d'avoir un écran allumé dans un motif entièrement noir pendant 4 à 6 heures. Si vous voulez le rendre encore plus rapide, l'écran peut être placé dans un environnement avec une température d'environ 35 à 50°C pendant 1 à 2 heures. Comme cette température élevée se situe dans la plage de température de fonctionnement, elle n'endommagera pas les panneaux LCD.

Cet article a été rédigé par Bill Cheung, responsable de l'ingénierie et responsable marketing, Orient Display (Bellevue, WA). Pour plus d'informations, rendez-vous ici.

Cet article est paru pour la première fois dans le numéro de septembre 2021 du magazine Photonics & Imaging Technology.

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