Данная статья посвящена проблеме, известной как «феномен водяной ряби», возникающей на дисплеях с TN-матрицей. В ней мы рассмотрим причины этого явления и предложим эффективные способы его устранения.

«Феномен водяной ряби» или «муар», также известный как «Water Ripple Phenomenon», - это распространенный дефект, который может возникнуть по различным причинам. Среди них - помехи в питании, проблемы с заземлением, недостаточная изоляция печатной платы, неправильная компоновка схемы, электромагнитное излучение, а также принудительное изменение ориентации жидких кристаллов. В данной статье мы сосредоточимся на последней причине - принудительном изменении ориентации жидких кристаллов - и поделимся нашим практическим опытом решения этой проблемы.

LCD матрицы классифицируются на три типа в зависимости от их выравнивания: TN, VA и IPS LCD. Различные режимы выравнивания LCD приводят к различным визуальным отображениям и уровням контрастности. TFT-LCD дисплеи в режиме TN, которые предпочитают пользователи за их зрелую технологию, доступность и быстрый отклик в градациях серого, подвержены проблемам, таким как деформация между подложками и образование водяной ряби (как показано на рис. 1 и 2).

 

Водяная рябь возникает из-за изменений угла вертикального выравнивания жидких кристаллов, что приводит к изменениям яркости дисплея при приложении определенной силы. Решая проблему водяной ряби в TFT-LCD дисплеях с емкостной сенсорной панелью (TN матрица), компания Winstar предлагает практические решения на основе многолетнего опыта:

На иллюстрации (рис. 3) в левой части изображения показано, что дисплеи с IPS матрицей изменяют ориентацию жидких кристаллов горизонтально для регулировки яркости дисплея. При вертикальном давлении определенной величины, влияние на угол наклона жидких кристаллов минимально. Более того, эта конфигурация обладает более быстрым темпом восстановления жидких кристаллов по сравнению с TN матрицей, что приводит к уменьшению склонности к проявлению водяной ряби. Выбор TFT-LCD дисплеев с IPS матрицей представляет собой эффективное решение.

В случае, когда техническое задание клиента уже заранее согласовано и внесение изменений в проект не допустимо, компания Winstar может предложить следующие практические решения без изменения спецификаций дисплея, чтобы избежать дополнительных издержек при разработке проекта.

Рис. 3: Диаграмма, показывающая свойства жидких кристаллов и генерацию водяной ряби при приложении сенсорного давления на дисплеи с IPS и TN матрицей

 

Практические примеры:

Исследование случая: При нажатии на верхнюю рамку вокруг краев 7-дюймового TFT-LCD дисплея с TN матрицей происходит образование эффекта водяной ряби, как показано на рис.4.

Рис. 4

 

[Анализ]

Стандартный 7-дюймовый TFT-LCD дисплей с TN матрицей

1. Материал рамки: оцинкованная алюминиевая пластина (SGLC), толщина 0,3 мм.
2. Нет зазора между верхней рамкой и пластиковой рамкой; нет зазора между верхней рамкой и TN-ячейкой с жидкими кристаллами.
3. Плотное соединение между верхней рамкой и TN-ячейкой вызывает сжатие жидких кристаллов в TN матрице, что приводит к образованию эффекта водяной ряби (см. рис. 5 слева).

Рис. 5 Слева: Дизайн модуля дисплея, вызывающего эффект водяной ряби.
Рис. 5 Справа: Улучшенный дизайн модуля дисплея для предотвращения эффекта водяной ряби.

 

[Решение]

A. Решение по улучшению дизайна 7-дюймового модуля TFT-LCD дисплея с TN матрицей, как показано на правом изображении (рис. 5)

1. Применение верхней рамки из нержавеющей стали (SUS-304) с выбором подходящей толщины и расширение рамки для обеспечения дополнительной поддержки краев, что предотвращает чрезмерную деформацию.
2. Увеличение зазора между верхней и пластиковой рамкой, а также увеличение зазора между верхней рамкой и TN-ячейкой с жидкими кристаллами. Благодаря этому решению, когда давление прикладывается вокруг модуля дисплея, усиленная жесткость и поддержка верхней рамки с использованием нержавеющей стали предотвращают чрезмерное давление на TN матрицу, что помогает избежать проблем с появлением водяной ряби.

 

Б. Решение по улучшению дизайна модуля 7'' дюймового TFT-LCD дисплеях с емкостной сенсорной тач панелью (TN матрица)

1. Применение верхней рамки из нержавеющей стали (SUS-304) с выбором подходящей толщины и расширение рамки для обеспечения дополнительной поддержки краев, что предотвращает чрезмерную деформацию.
2. Распределение давления: Рекомендуемая толщина емкостной сенсорной панели с оптическим склеиванием должна быть больше или равна 3 мм. Эта толщина обеспечит дополнительную жесткость конструкции дисплея в сочетании с тач-панелью и при нажатии позволит достичь распределения давления на поверхность. Нисходящее давление в одной точке рассеивается по всей поверхности, предотвращая деформацию сенсорной панели.

Решения (1) и (2), предложенные выше, помогут предотвратить деформацию верхней рамки и сенсорной панели при нажатии на матрицу.

В. Применение полиуретановой пены: В дополнение к усилению конструкции, рекомендуется использовать полиуретановую пену или ленту вокруг рамки для эффективного поглощения давления, что также поможет дополнительно предотвратить появление водяной ряби (см. рис. 6 и 7).

Благодаря этим комплексным решениям Winstar эффективно решает проблемы клиентов, обеспечивая оптимальную производительность дисплея и удовлетворение заказчиков.