W tym tygodniu w serii „Display 101” porozmawiamy o rodzajach uszkodzeń, które mogą pojawić się na wyświetlaczach TFT, oraz o tym, jak im zapobiegać.
Budowa wyświetlaczy TFT
Żeby lepiej poznać wyświetlacze LCD, musimy dobrze zrozumieć ich budowę.
Składa się z czterech podstawowych elementów (rys. 1):
- źródło światła (podświetlenie),
- folia polaryzacyjna,
- elektrody,
- komórki z ciekłym kryształem o strukturze nematycznej.
Podstawową cechą ciekłego kryształu jest zdolność do skręcania się o 45 lub 90 stopni względem osi cząsteczek ułożonych równolegle między powierzchniami obu elektrod.
Rysunek 1. Budowa wyświetlaczy LCD
W wyświetlaczu LCD światło przechodzi przez dwa polaryzatory ustawione prostopadle do siebie, a następnie przez warstwę ciekłego kryształu. Warstwa ta może blokować przepływ światła lub zmieniać jego polaryzację. Na koniec światło pada na filtry koloru, które nadają mu określony kolor tworzenie obrazu.
Ekrany LCD TFT są zbudowane z tranzystorów cienkowarstwowych. Tranzystor ten wytwarza się metodą chemicznego osadzania z fazy gazowej (CVD), polegającą na użyciu mieszaniny ciekłego wodoru i krzemu w rozpuszczalniku organicznym oraz z wykorzystaniem metody nakładania cienkiej warstwy półprzewodnika metodą rotacyjną.
W matrycy TFT każdy piksel jest sterowany przez cztery tranzystory, z których jeden z nich odpowiada za jasność, a pozostałe trzy za podstawowe kolory (czerwony, niebieski, zielony). Dzięki temu to rozwiązanie zapewnia wyższą rozdzielczość, lepsze odwzorowanie kolorów i ogólnie lepsze parametry wyświetlanych obrazów – w porównaniu ze zwykłą matrycą LCD.
Ze względu na materiał, z którego wykonano wyświetlacz TFT, a mianowicie szkło, wyświetlacze TFT charakteryzują się niską wytrzymałość mechaniczną, więc łatwo je uszkodzić. Najpopularniejsze rodzaje obrażeń w TFT to:
- naruszenie struktury ciekłego kryształu – „rozlanie ciekłego kryształu”,
- uszkodzenie warstwy tranzystorów – „przerwanie linii ITO”.
Obie powyższe wady wynikają z pęknięcia podstawy szklanej, ale charakteryzują się zupełnie innymi objawami.
Jak to sprawdzić?
Uszkodzenie struktury ciekłego kryształu
Zaburzenie w strukturze ciekłego kryształu objawia się białym ekranem z czarnymi obszarami o nieregularnych kształtach i ostrych krawędziach – rys. 2. Czarny obszar to miejsce, w którym ciekły kryształ nie przepuszcza światła. 
Rysunek 2. Wada w wyświetlaczu – uszkodzenie struktury ciekłego kryształu
Uszkodzenie warstwy tranzystorów
Poziome linie na ekranie (rys. 3) mogą wskazywać na przerwę w liniach ITO, które sterują tranzystorami. W większości przypadków przerwa dotyczy całej linii tranzystorów, dlatego wady są widoczne jako linia.
Rysunek 3. Linie na ekranie spowodowane przerwaniem linii ITO przez pęknięcie panelu TFT
Jak zapobiegać uszkodzeniom wyświetlaczy TFT?
Większość uszkodzeń powstaje podczas montażu urządzeń przeznaczonych dla użytkowników końcowych. Zbyt duży nacisk na delikatną konstrukcję TFT może uszkodzić strukturę ciekłego kryształu lub obwody elektryczne.
Duży nacisk wywierany na obudowę wyświetlacza może spowodować zgniecenie narożników (rys. 4). W rezultacie dochodzi do przerwania linii ITO.
Rysunek 4. Zgnieciony róg wyświetlacza – przerwanie przewodów elektrycznych
Zalecamy, żebyś zawsze zachowywał ostrożność podczas montażu modułu. Takie szczególne postępowanie jest konieczne, aby chronić matrycę wyświetlacza przed uderzeniami lub zbyt dużym naciskiem.
Moduł można trzymać wyłącznie za obudowę i należy unikać wywierania na wyświetlacz niepotrzebnego nacisku. Nie zaleca się rozbierania obudowy wyświetlacza, bo to bardzo ryzykowna czynność i w większości przypadków skończy się uszkodzeniem panelu TFT.
Innym rodzajem uszkodzeń, które mogą wystąpić w wyświetlaczach, są te spowodowane wyładowaniami ESD.
Z tego wpisu na Blogu dowiesz się, jak zabezpieczyć się przed uszkodzeniami spowodowanymi ESD.
ODKRYJ NASZĄ
Whitepaper
Osiągnij idealną interakcję użytkownika z wyświetlaczem dzięki odpowiedniemu czujnikowi Touch Sensor IC. Czy kiedykolwiek zmagałeś się z problemami związanymi z fantomowymi dotknięciami lub certyfikacją? Rozwiń swoje prace B+R jak profesjonalista dzięki naszemu Whitepaperowi!
Przejdź do naszego katalogu produktów i zobacz, jak możesz oszczędzać dzięki jakości, nie na jakości.
