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1、LCD概述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，具有液体与晶体的特性，故称之为“液晶”。液晶显示器（Liquid Crystal Display）简称LCD。液晶显示器根据它的成像原理不同分为TN-LCD（Twist Nematic，扭曲向列）液晶显示器、STN-LCD（Super Twist Nematic，超扭曲向列）液晶显示器、DSTN-LCD（Double Super Twist Nematic，双层超扭曲向列）液晶显示器和TFT-LCD（Thin Film Transistor，薄膜晶体管）液晶显示器。目前计算机所使用的液晶显示器多使用TFT-LCD液
2、晶显示器。第1页/共14页10.1 TFT-LCD液晶显示器10.1.1 TFT-LCD显像原理TFT-LCD显示器的核心是液晶屏，其结构是在两块玻璃基板中间充斥着运动的液晶分子。信号电压直接控制薄膜晶体管的开关状态，再利用晶体管控制液晶分子，来实现图像的显示。液晶的物理特性如图10-1所示。显像原理：给液晶通电时，在电场的作用下液晶分子的排列变得有秩序，使光线容易通过；不通电时液晶分子排列无秩序，阻止光线通过。另外，通过对液晶分子施加控制电压产生光电效应，再通过液晶分子的折射特性，以及对光线的旋转能力来获得图像的亮暗情况，达到显像目的。第2页/共14页如果加上彩色滤光片，则可显示彩色图像。在
3、彩色液晶显示器面板中，每一个像素都是由三个液晶单元格构成，每一个单元格前面都过滤片。光线经过R、G、B彩色滤光片处理后照射到每个像素中不同色彩的液晶单元格上，利用三基色原理组合出不同的色彩。因为液晶本身不发光，必须要靠调制外界光才能达到显示目的，所以在LCD显示屏模块中就有了发光的装置冷阴极荧光灯CCFL（Cold Cathode Fluorescent Lamps，冷阴极荧光灯），其内部结构如图10-2所示。这是一种依靠冷阴极气体放电激发荧光粉发光的光源。掺有少量水银的稀薄气体在高电压下会产生电离，被电离的气体产生二次电子发射，轰击水银蒸气，使水银蒸气被激发而发射出紫外线，紫外线激发涂布于管
4、壁的荧光粉层使其发光。冷阴极荧光灯大都做成管型，所以是管型线光源，用作液晶显示背光源时，必须将其变为面光源。要实现线光源到面光源的转变，需要在液晶显示模块后加背光板，这样可以使光源均匀的通过滤色膜产生R、G、B三基色，通过液晶材料的光调制就可以实现彩色显示效果。第3页/共14页10.1.2液晶屏液晶屏是液晶显示器最重要的部件。主要由冷阴极荧光灯、导光板、偏光板、滤光板、玻璃底板、配向膜、液晶材料、薄模式晶体管等部分组成。液晶屏的结构如同三明治在两片玻璃基板内夹着彩色滤光片、偏光板、配向膜等材料，灌入液晶材料，最后封装成一个液晶盒。液晶屏的结构如图10-3所示。第4页/共14页10.2液晶显示器
5、的电路组成及工作原理10.2.1液晶显示器电路组成 液晶显示器电路由主板、液晶屏（Panel）、冷阴极荧光管、高压逆变器、电源板、按键板等组成，其电路板实物图如图10-所示。左边面积大的电路板叫电源板，主要由开关电源、高压逆变器等电路组成；右边面积相对较小但集成度较高的一般称为主板，主要由微处理器MCU（Micro Control Unit，微处理器）、图像数字处理器、存储器等电路组成。另外还有按键板、液晶屏等电路。第5页/共14页10.2液晶显示器的电路组成及工作原理第6页/共14页1.Panel及冷阴极荧光管Panel（液晶屏）及冷阴极荧光管组成液晶显示板组件。该部分为液晶显示用模块，是液
6、晶显示器的核心部件，主要由液晶板和驱动电路组成。Panel部分是整个液晶显示器的核心部分，它是一种将液晶显示器件、连接件、集成电路、PCB板、背光源、结构件装配在一起的一体化组件。2.电源电路液晶彩色显示器中的电源采用的是开关电源。目前，液晶彩显的开关电源主要有两种安装方式：一种是采用外部电源适配器（Adapter，适配器），这样输入显示器的电压就是电源适配器输出的直流电压；另一种是内置方式，在该方式下，显示器输入交流220V电压。3.高压逆变电路高压逆变电路又称高压板或升压板，用于将主板或电源适配器输出的直流电压转变为液晶显示屏需要的高频、高压交流电，点亮液晶显示屏的背光灯。第7页/共14页
7、4.Scaler和时钟发生器Scaler和时钟发生器安装在主板上。Scaler一般称为图像缩放处理器，通常由一块大规模集成电路组成，它是液晶显示器的核心电路，功能包括A/D转换电路（用于将VGA接口输出的模拟R、G、B信号转换为数字R、G、B信号）、缩放过滤器、面板数据消抖、灰度调整、R、G、B偏置等。5.MCU电路MCU电路主要包括MCU（Micro control unit，微控制器）、存储器等，是整机的控制中心，都安装在主板上。其中，MCU用来接收显示器的按键信息（如亮度调节、位置调节等）和显示器本身的状态控制信息（有无输入信号、上电自检、节能模式转换等），然后再对相关的电路进行控制，以
8、完成指定的操作功能。6.按键电路板按键电路的作用相当控制开关，当按下开关时，微处理器可识别不同的按键信号，然后去控制相关电路工作。第8页/共14页10.3液晶显示器典型电路分析液晶显示器的电源电路和高压逆变电路约占整机故障的60。由于液晶显示器电源电路和逆变电路集成度低，故障率较高，查找及更换故障元件相对容易。下面以比较典型的LG L1750型显示器为例，对其电源电路和逆变电路进行分析。分析可参照教材第10章第9页/共14页10.4高压逆变电路维修技术高压逆变电路类似于CRT显示器的行输出电路。它把输入的低压直流电压（12V、14V或18V等）转换成15001800V的高频高压电，供给背光灯管
9、使用。10.4.1Royer架构的高压逆变电路第10页/共14页10.4.2逻辑笔感应测量高压检修高压逆变电路主要工具是万用表、示波器或逻辑笔。因为高压逆变电路的工作频率高（5080KHz），所以可采用示波器进行测量；万用表应选用高内阻的数字或机械指针式万用表，因为高内阻万用表在测量时不会影响电路的工作。需要注意的是，不要用万用表去测量高压输出端，原因是高压输出端的电压是高频高压电，万用表测量不准，且电压较高，容易损坏测量仪表。笔者在高压电路维修实践中，用逻辑笔判断高压电路是否工作，如图10-14所示。将逻辑笔的红测试夹接5V，黑测试夹接地，给显示器接信号并通电，将逻辑笔的前端测试棒接触高压变
10、压器，如高压正常，则高电平灯亮，同时脉冲指示灯闪烁，否则说明高压电路异常。第11页/共14页10.5 液晶显示器显示器典型故障分析与维修【例10-1】LG1750液晶显示器屏幕亮度调节框不消失分析与维修：屏幕显示图像正常，但屏幕上有一亮度框始终存在，且为亮度最大状态（达到100满刻度），面板所有按键失灵。检修中发现亮度增大按钮SW8603漏电，电阻值只有1 k，正常电阻应为无穷大，换新品后故障排除。亮度增大按钮漏电显示画面如图10-15所示。图10-15亮度增大按钮漏电显示画面【例10-2】LG1780Q液晶彩显通病：屏幕闪烁，不能正常显示分析与维修：笔者维修一网吧液晶显示器，型号为LG178
11、0Q，故障有典型性。连机发现无论是否连接主机数据线，屏幕上都出现无信号的提示，而且立即变为黑屏，之后又立即出现无信号的提示，如此反复，10多台故障类似。黑屏时橙色指示灯亮，屏幕出现无信号的提示时，显示器绿色指示灯亮。故障原因可能有三种：一是MCU有故障或存储数据紊乱，导致显示器在开机和待机状态之间转换；二是信号识别电路有故障，使MCU接收到的行、场同步信号失常，造成信号识别错误，使MCU发出错误指令；三是电源供电电路有故障，或保护电路动作。第12页/共14页10.5 液晶显示器显示器典型故障分析与维修首先测量 U601（W78165）的3个工作条要素：一是44脚5V供电电路，二是20、21脚的
12、11.0592MHz的时钟振荡器，三是10脚的复位电路，均正常，机内3.3V供电也正常。由于没有查到该MCU的详细资料和其它相关数据，暂且搁置MCU本身的问题，改用示波器对VGA输入端数据线的行场同步信号进行检查，也没有发现异常，检修陷入困境。无意中用万用表测量主电源12V电压不稳定，在9V12V之间变化，再次测量5V和3.3V电压，一直很稳定，由此判断主电源有故障。12V电压不稳定，应先查其输出负载，负载电阻值无异常，如图10-16所示。再检查开关变压器T1的次级输出绕组、D4均正常，电感L4无虚焊现象。L4、C21、C22组成型滤波电路，滤波电解电容C21和C22参数都为1000F/16V，用数字万用表测量C22，容量基本正常，但稍有下降，但C22容量下降非常严重，已经不足100F。同时更换他们，通电试机，故障排除。图10-16 12V电源电路故障原因总结：该机型的主电源安装在显示器的底座内，空间狭小，长期散热效果差，而C21，C22均靠近12V整流二极管（特别是C21离得更近），经常受热以后容量下降，使12V输出端的带负载能力变差，使输出电压不稳定，从而造成这种故障。虽然5V和3.3V源于12V，但12V的不稳定并未下降到5V和12V的极限工作电压以下，所以这两个电压一直正常，掩盖了故障的本质。第13页/共14页感谢您的观看！第14页/共14页