Entendiendo el image sticking en LCDs: Causas, pruebas y soluciones

LCD (pantalla de cristal líquido) es la tecnología de visualización más utilizada. Se usan para automoción, electrodomésticos, telecomunicaciones, electrodomésticos, industrial, electrónica de consumo, militar, etc. Pero las pantallas LCD tienen algunos inconvenientes, como respuesta lenta, ángulo de visión estrecho, menor contraste, etc. Un fenómeno molesto que a menudo se quejan los usuarios es el image sticking (retención de imagen).

Qué es el Image Sticking

Si una imagen fija permanece en una pantalla durante un largo período de tiempo, el contorno tenue de esa imagen persistirá en la pantalla durante un tiempo antes de desaparecer finalmente. Normalmente, ocurre en pantallas LCD y de plasma, pero para nuestra discusión nos centraremos en pantallas TFT LCD. El image sticking también se conoce como «persistencia de imagen», «retención de imagen», «ghosting» o «imagen quemada».

Cómo se construyen los LCDs

Para entender mejor el concepto de image sticking, es necesario entender cómo se construyen los LCDs y cómo funcionan.

Una pantalla LCD incluye una capa delgada de material de cristal líquido entre dos electrodos en sustratos de vidrio, con dos polarizadores a cada lado. Un polarizador es un filtro óptico que deja pasar ondas de luz de una polarización específica mientras bloquea ondas de luz de otras polarizaciones. Los electrodos deben ser transparentes, por lo que el material más popular es ITO (óxido de indio y estaño). Como un LCD no puede emitir luz por sí mismo, normalmente se coloca una retroiluminación detrás de una pantalla LCD para ser vista en un entorno oscuro. Las fuentes de luz usadas para retroiluminación pueden ser LED (diodo emisor de luz) o CCFL (lámparas fluorescentes de cátodo frío). La retroiluminación LED es la más popular. Por supuesto, si quieres una pantalla a color, una capa de filtro de color RGB puede hacerse en una celda LCD. Un panel táctil también puede añadirse frente a una pantalla LCD.

Cómo funcionan los LCDs

La primera tecnología de panel LCD en producción masiva se llama TN (nemático torcido). El principio detrás de los LCDs es que cuando no se aplica un campo eléctrico a las moléculas de cristal líquido, las moléculas se tuercen 90 grados en la celda LCD. Cuando la luz, ya sea de luz ambiental o de la retroiluminación, pasa a través del primer polarizador, la luz se polariza y se tuerce con la capa molecular de cristal líquido. Cuando llega al segundo polarizador, se bloquea. El espectador ve la pantalla como negra.

Cuando se aplica un campo eléctrico a las moléculas de cristal líquido, se desenrollan. Cuando la luz polarizada llega a la capa de moléculas de cristal líquido, la luz pasa directamente sin torcerse. Cuando llega al segundo polarizador, también pasará, lo que significa que el espectador ve la pantalla como brillante. Debido a que la tecnología LCD usa campos eléctricos en lugar de corriente eléctrica (electrones que pasan), tiene bajo consumo de energía.

Qué causa el Image Sticking?

La causa del image sticking en LCD es la acumulación de impurezas iónicas dentro de los materiales de cristal líquido. Cuando ocurre un ligero voltaje DC, las impurezas cargadas moverán los electrodos y construirán un campo de voltaje inverso. Cuando se quita la energía, el voltaje inverso entrará en acción para hacer que las moléculas de LCD se tuerzan de manera diferente a la otra parte del LCD, lo que se muestra como image sticking. Cuanto más tiempo, más impurezas migrarán, mayor será el voltaje inverso y el image sticking aparecerá peor.

Cómo probar la calidad del Image Sticking

Usando la imagen de tablero de ajedrez blanco/negro mostrada arriba:

1. Imagen estática durante 2 horas, luego cambiar a gris 50% durante 1 min. Usar un filtro de densidad neutra del 8% para verificar si está OK.
2. Imagen estática durante 8 horas, apagar durante 30 minutos, luego cambiar a gris 50% con filtro de densidad neutra del 8%.

Cómo evitar el Image Sticking

• Intente no usar una imagen «fija» en la pantalla TFT LCD por más de 2 horas.

• Use un salvapantallas cuando la pantalla LCD no se use por más de 15 minutos, o apague la pantalla si no la usa por más de una hora.

• Si se debe mostrar una imagen estática, intente usar patrones de bloques en lugar de líneas de borde distintas. Intente usar tonos grises medios y use colores que sean simétricos al nivel gris medio en el límite de dos colores diferentes. Desplace gradualmente las líneas de borde de vez en cuando.

• Para fabricantes de LCD, intente proteger los materiales de cristal líquido expuestos al aire usando gas nitrógeno o aire seco para evitar la absorción de humedad que puede crear una gran cantidad de impurezas en el material de cristal líquido, ya que el agua es un excelente solvente. Controlar la humedad de la fábrica también es muy importante, al igual que seleccionar los materiales de cristal líquido adecuados y sus fabricantes. Diferentes materiales de cristal líquido tienen diferentes capacidades de absorción de humedad. Diferentes fábricas de materiales de cristal líquido tienen diferentes capacidades en términos de control de impurezas. A pesar de que alta pureza puede significar alto coste, usar materiales de cristal líquido de mayor pureza y diseñar la circuitería para eliminar DC en los drivers de pantalla LCD puede evitar un problema de image sticking.

Cómo solucionar un problema de Image Sticking

A diferencia del problema de «quemado» común en CRTs, un problema de image sticking no es permanente. Eventualmente se recuperará después de un tiempo. Una forma de acelerar el borrado de una imagen retenida es tener una pantalla encendida en un patrón totalmente negro durante 4-6 horas. Si quiere hacerlo aún más rápido, la pantalla puede ponerse en un entorno con una temperatura de alrededor de 35 a 50 °C durante 1-2 horas. Como esta temperatura elevada está dentro del rango de temperatura de trabajo, no dañará los paneles LCD.

Este artículo fue escrito por Bill Cheung, Ingeniero Principal y Gerente de Marketing, Orient Display (Bellevue, WA). Para más información, visite aquí .