整理液晶屏及其附属电路维修.docx

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整理液晶屏及其附属电路维修

任务2.3液晶屏及其附属电路的维修

Ø

知识能力

随着平板电视机的大量上市，液晶电视机在平板彩电中占有重要角色。

液晶屏是液晶电视机内部最为关键的部件，对液晶电视机的性能和价格具有关键性的作用。

2.3.1液晶显示器件

1．液晶显示器优缺点

（1）优点

1）与传统的显像管相比，液晶电视机信号不失真，视觉不疲劳，没有射线造成的健康损害；节约能源，耗电量是同样大小尺寸显像管电视机耗电量的62%；寿命长，采用新开发的长寿命液晶背灯，大约可以使用10年（按照每天使用16小时计算）而不用更换；清晰度高，基本不反光。

2）轻薄便携。

传统显示器由于使用阴极射线管，必须通过电子枪发射电子束到屏幕，因而显像管的管颈不能做得很短，当屏幕增加时也必然增大整个显示器的体积。

液晶则通过显示屏上的电极控制液晶分子状态来达到显示目的，即使屏幕加大，它的体积也不会成正比的增加，而且在重量上比相同显示面积的传统显示器要轻得多，液晶电视机的重量大约是传统电视的1/3。

3）色彩丰富。

液晶电视机拥有16.7百万的色彩，画面层次分明，颜色绚丽真实。

4）分辨率大，清晰度高。

液晶显示器一开始就使用纯平面的玻璃板，其平面直角的显示效果比传统显示器看起来好得多。

不过在分辨率上，液晶显示器理论上可提供更高的分辨率，但实际显示效果却差得多（存在一个最佳分辨率的问题），虽然液晶电视机可以克服扫描线的抖动和闪烁，但由于液晶本身的缝隙较粗，会造成图像如网格般的收看效果。

所以液晶屏幕的最佳分辨率一般可达1024×768（已经足够收视）。

而传统显示器在较好显示卡的支持下达到完美的显示效果。

5）绿色环保。

液晶显示器根本没有幅射可言，而且只有来自驱动电路的少量电磁波，只要将外壳严格密封即可排除电磁波外泄。

所以液晶显示器有称为冷显示器或环保显示器。

液晶电视机不存在屏幕闪烁现象，不易造成视觉疲劳。

6）耗电量低，使用寿命长。

按照行业标准、使用时间为每天4.5小时的年耗电量换算，用30英寸液晶电视机替代32英寸显像管电视，每年每台可节约电能71千瓦。

液晶电视机的使用寿命一般为5万个小时，比普通电视机的寿命长得多。

（2）缺点

1）在显示反应速度上，传统显示器由于技术上的优势，反应速度非常好。

TFT液晶显示器由于显示特性，就不怎么乐观了（低温无法正常工作，且存在反应时间）。

LCD的响应时间比较长，因此在动态图像方面的表现的不理想。

2）对显示品质而言，传统显示器的显示屏幕采用荧光粉，通过电子束打击荧光粉而显示，因而显示的明亮度比液晶的透光式显示（以日光灯为光源）更为明亮。

LCD理论上只能显示18位色（约262144色），但阴极射线管的色深几乎是无穷大。

3）LCD的可视角度相对阴极射线管显示器来说是比较小的。

4）LCD显示屏比较脆弱，容易受到损伤。

这就提高了液晶电视机的使用和维护难度。

5）由于液晶是一种介于固体与液体之间，具有规则性分子排列的有机化合物。

在不同电流电场作用下，液晶分子会做规则旋转９０度排列，产生透光度的差别，如此在电源ＯＮ/ＯＦＦ下产生明暗的区别，依此原理控制每个像素，便可构成所需图像。

液晶电视机就是利用这种原理制成的。

但是正是由于这个原理，所有液晶电视机在工艺上很难做大，而且价格昂贵。

6）目前的制造工艺决定了LCD存在点缺陷问题，其制造的良品率相对较低，这也在一定程度上增加了LCD的制造成本，所以价格是困扰LCD推广的最大障碍。

7）LCD产品在画面切换时，可能会产生影像残留现象，尤其是在长时间显示静止画面后。

正常条件下使用是不会产生影像残留的。

正常条件的定义是在规定的环境中显示连续变化的画面，如果静止的画面显示时间太长的话，可能造成像素电极的充电差异。

这样的差异就会导致某些区域的电极上积累电荷，并影响到液晶分子的排列。

这样，前一个画面就会残留在新画面上。

2．液晶显示器基本原理

（1）LCD知识LCD即Liguidcrystaldisplay，是利用液晶（液晶是一种介于固态和液态之间的物质，是具有规则性分子排列的有机化合物。

如果把它加热会呈现透明状的液体状态，把它冷却则会出现结晶颗粒的混浊固体状态，具有液体与晶体的特性，故称之为“液晶”）的旋光性，与偏振片的偏光性共同作用实现一种光开关的功能。

利用这种光开关功能，来控制背光的通过，以达到每个像素点亮、熄灭的目的。

液晶显示器件有背光灯、光开关、滤色膜组成。

在光开关不加电压时背光灯发出的光可以通过光开关，然后经滤色膜呈现出不同颜色，而在加电压时，光线则不能通过光开关。

光开关是有液晶材料、偏光片、透明电极、定向层等组成的。

在定向层的作用下，使液晶分子按照一定的顺序排列，这时液晶材料便具有了旋光性，当施加电压后液晶分子重新排列，旋光性消失。

利用液晶材料的旋光性，在两侧偏光片的配合下，便实现了上述光开关的功能。

显示屏的每个像素被分成R、G、B三个小室，每个小室含一个光开关和对应颜色（R、G、B）的滤色膜，然后在相应电路的控制下便可每个像素点显示不同的颜色。

然后一个个的像素点组合在一起便得到了各种彩色图象。

由于每个屏都包含了非常多的像素点，所以对制造工艺的要求特别高，而个别像素点的缺陷也是在所难免的。

暗点、亮点及暗线、亮线也是液晶屏常见的故障。

另外液晶屏本身并不能发光，需要借助其它光源提供光线，所以在屏内便制做了背光灯。

如果背光灯出现故障，不能点亮，则液晶电视机处于黑屏状态。

液晶显示的原理简单地说，就是将置于两个电极之间的液晶通电，液晶分子的排列顺序在电极通电时会发生改变，从而改变透射光的光路，实现对影像的控制。

TFT液晶面板，由表及里分别由表层保护玻璃、三元色滤光板、偏光板、沉积在玻璃基板上的FET晶体管（薄膜晶体管）电极、液晶、同样沉积在玻璃质基板上的共通电极、底层偏光板、背光板（导光）以及背光源组成。

光由底层透射进来，经过液晶的和偏光板的共同控制，借助滤光板产生色彩斑斓的图像。

图2-32是液晶显示屏的显示原理图。

图2-32液晶屏显示原理

（2）TFT-LCD简介。

按物理结构常见的液晶显示器可分为无缘矩阵和有源矩阵两种。

TN、STN、DSTN三种液晶都属于无源矩阵LCD，它们的原理基本相同，不同之处只是各个液晶分子的扭曲角度略有差异而已。

其中DSTN（俗称“伪彩”）在早期的笔记本电脑显示器及掌上游戏机上广为应用，但由于其必须借用外界光源来显像所以其有很大的应用局限性，但这些早期的反射型单色或彩色没有背光设计的LCD可以做得更薄、更轻和更省电，如果能在技术上对其进行革新，这种显示屏对于掌上型电脑和游戏机来说还是非常有用的。

而TFT薄膜晶体管型有源矩阵LCD则是我们今天液晶显示器上应用的主流，它具有屏幕反应速度快，对比度好，亮度高，可视角度大，色彩丰富等优点。

TFT-LCD（薄膜晶体管液晶显示器件）有类似三明治的结构，在两层玻璃板中间填充液晶材料。

TFT-LCD显示屏的结构可参看图2-33。

图2-33TFT-LCD结构

薄膜晶体管玻璃板上含有与彩色滤光板上的像素点一样多的晶体管，彩色滤光玻璃和薄膜晶体管之间的液晶在不同大小电压的作用下发生不同程度的偏转，此时由背光板发出的光受到晶体偏转的影响，透过偏振光片的比例不同，因而产生多种色彩。

（3）背光系统简介。

液晶是一种介于固态与液态之间的物质，本身是不能发光的，需借助要额外的光源才行。

这个光源就由背光系统产生。

背光系统常见的就是灯管，灯管数目关系着液晶显示器亮度。

灯管越多液晶显示器的亮度就越高，背光更加均匀，当然发热量也必将增大，而液晶对热量极为敏感，过热势必会影响液晶屏的使用寿命。

液晶本身不会发光，其图像的显现和亮度调节都依赖于背光灯亮度的调节。

在液晶显示器工作时，背光灯发出的光线穿过液晶屏，把液晶屏显示的图像内容映入人的眼情，这时我们才能看到液晶显示器显示的文字和图像。

如果背光灯损坏，就没有光线发出，这时我们什么也看不到。

不过如果我们仔细观察液晶屏，会看到液晶屏上有淡淡的图像显示，这时也就说明背光灯相关电路坏了。

如果背光灯电路完好，而显示电路部分有问题，这时我们会看到液晶屏后面有明亮的白光发出。

液晶显示器的故障大多都是背光灯电路问题或电源问题，背光电路故障中最可能的就是升压线圈内部短路或断路。

背光灯损坏后主要有两种故障现象：

①对于早期小尺寸显示器来说，其为单灯管结构，灯管损坏后，开机在日光下斜视屏幕，可以看见暗淡的图文显示。

②新型多灯管显示器损坏某个灯管后表现为图像亮度不均匀，比如上方暗淡一些，那就是上方的灯管损坏了，用手摸显示屏灯管位置，通过温度对比也可以判断灯管是否损坏，正常的显示屏灯管位置温度应该是一致的。

但由于新型显示器大都有高压平衡保护电路，所以一只灯管损坏后表现的往往并不是亮度不均衡，而是显示器不能开机或开机后黑屏，这要根据具体的显示器电路来区别了。

做为维修来讲，液晶显示器有几个灯管，在什么位置呢？

最早的液晶显示器和笔记本电脑只有一个灯管，位于屏幕的上方；后来的为上下两个灯管，现在很多笔记本电脑依然采用这种结构。

发展到现在，四灯已经比较普及，还有高端的六灯甚至更多。

四灯管设计分为三种摆放形式：

一种是四个边各有一个灯管，还有一种由上到下四个灯管平均排列的方式，更多的采用上方两个灯管、下方两个灯管的方式。

注意有一种其实是两个“U”型灯管在屏幕上下各排列一个，看上去是四个灯管，其实仍属于两个灯管的范畴。

六灯管和此类似，采用了三根都弯成“U”型的灯管，然后平行放置，以达到六根灯管的效果。

我们可以通过用手摸的方式判断灯管的位置及是否损坏，灯管位置温度较高，如果已知灯管位置没有温度，肯定是灯管损坏或其供电出了问题。

高压电源板负责给LCD的灯管供电，它将直流低压电源变换为高频高压电源以点亮灯管，属于功率变换器件，易发热，所以比较容易坏。

屏暗往往是高压板坏了。

实际上，高压板就是一个开关电源，只不过相对于普通的开关电源来说，它少了后级的整流滤波部分，而侧重于高频高压的变换。

它将主板上的低压直流电（一般是3～14V）通过开关斩波变为高频交变电流，然后通过高频变压器升压，以达到点亮灯管的电压。

高压板的电源和信号来自于主板，一般有这么几根线与主板相连：

电源V+，电源地G，开关信号S，亮度信号F（有的没有）。

当电视开机后，电源供电，开关信号S启动开关振荡电路，开关管进行工作，变压器进行电压提升，点亮灯管。

高压板上的易坏器件主要是振荡电路元件、开关管、高压包。

CCFL背光系统结构的结构见图2-34。

图2-34CCFL背光系统结构

液晶电视机背光灯的工作条件：

1）从电源板去背光灯升压板的供电（常见的有24V、120V）。

2）整机的逻辑部分，CPU去往背光板电路的ON/OFF信号（机型不同，英文标法不同），点亮控制电压。

3）背光灯亮度调光电压BRT/PWM信号（机型不同，英文标法不同，此电压一般只影响背光的亮暗程度）。

4）背光灯管本身。

2.3.2液晶电视机液晶屏的维修

液晶电视机LCD显示屏，一般是由于自身的电路故障和结构故障引起的。

对于电路故障，维修人员比较熟悉容易解决，而对于结构故障则比较生疏，处理起来较为困难。

要检修不良LCD屏，首先要了解其组成及工作原理和基本的工作条件，再对不良现象进行分析。

1．液晶电视机LCD屏结构组成及工作原理

液晶电视机的LCD屏主要由液晶组件、背光组件、电路板组件三部分组成，这三部分制成一体化组件，给安装、调整和维修带来方便。

（1）CELL组件，即液晶组件，由玻璃基板、彩色滤光片、液晶和偏光板组成，也称为液晶快门。

（2）背光组件由外壳、背光照明灯、反射板、导光板和光扩散板层层叠加而成，能够拆卸和更换。

（3）电路板组成由逆变器电路板（也称Inverter板）、控制电路板和X/Y驱动板组成。

其中，X/Y驱动板在侧面与控制板和Cell组件相连接。

Cell是液晶屏的关键组件，是一体的，无法拆卸。

如不良，只能整体更换，不能维修。

背光组件向液晶提