液晶电视维修培训讲义1基本原理.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流液晶电视维修培训讲义1基本原理.精品文档.液晶电视的原理与维修引言从1888年奥地利植物学家F.Reinitge首先观察到液晶现象，到1983年第一台液晶电视问世，经历了约100年时间。液晶电视问世后的近20年间，对普通消费者来说，液晶电视还是一个陌生的名字。实际上，液晶电视的快速发展和普及是在进入新干年后的近十年间。近十年来，随着液晶显示屏关键制造技术的突破和成熟，液晶电视性能的提高和价格的大幅度下降，液晶电视不再是高收入阶层独享的奢侈品而进入了普通消费者家。由于液晶电视与CRT彩电相比，具有轻、薄、节能和信号适应范围宽等许多优点，所以，液

2、晶电视的价格一下降到普通消费者经济上所能接受的程度，便成了消费者选购电视的首选。可以说，目前电视消费取向也正在发生一场变革，CRT彩电正面临着严峻的挑战。既可作为电脑显示器，也可作为电视使用的液晶电视越来越受到消费者的青睐，购买热潮一浪高过一浪。在不久的将来，液晶电视将成为新世纪家电消费的主流已成为共识。伴随着液晶电视消费热潮的兴起，液晶电视使用过程中出现故障后的维修服务，必然成为消费者关注的重点。近几年来，在大中城市的家电商场或专卖场的电视展台上，CRT彩电的身影愈来愈少，取而代之的是液晶和等离子电视，特别是液晶电视更成了城市消费者购买电视的首选，并逐渐向农村漫延。估计在未来1015年间，C

3、RT彩电退出市场已是大势所趋。彩电维修是我们耐以生存的职业，不进则退，如果我们仍然停留在CRT彩电维修水平上，对新型液晶电视的维修一无所知，或不能进行有效维修，那我们势必被市场所淘汰，未来生存也就成了问题。时不我待，我们只有尽快掌握液晶电视的维修技术，才能有我们这些彩电维修同行的未来。所以，了解和掌握液晶电视基本常识、整体电路结构及维修技巧，已成为从事CRT类彩电维修技术人员当务之急。 作为家电维修专业杂志和广大维修人员的朋友，我们看到了自液晶电视上市以来，广大社会维修人员和产品制造商（彩电生产厂家）的特约维修人员能否对其故障（特别是屏组件电路故障）进行维修一直是大家议论的热门话题。据调查，9

4、0%从事彩电维修的人员不仅认为自己现在不能对其进行维修，就是在可预见的几年内也没有机会或无法从事液晶电视的维修。实际上，这是一种误解。是对液晶电视不了解造成的。就目前所了解的情况来看，广大维修人员认为自己无法对液晶电视故障进行维修是基于以下两个原因：一是认为无维修备件；二是对液晶电视的电路结构和原理了解和掌握较少，不敢进行维修。广大社会维修人员真的无法对液晶电视进行维修吗？答案是否定的。实事求是地说，就目前来讲，广大社会维修人员虽然不能百分之百对液晶电视故障进行维修，但对液晶电视的大多数故障是能够排除的。关键是大家要对液晶电视的电路结构和基本工作原理要有所了解，当电视机出现故障时，能根据电视机

5、的结构和电路工作原理较准确判断出故障部位，找出存在故障的器件。大家知道，不论是CRT彩电，还是液晶电视，均是由若干个分离电子元件（晶体管、电阻、电容等）和集成电路组成的。只不过早期彩电所用的集成电路均为通用集成电路，通用集成电路不存在软件和程序等问题，这样的集成电路只要型号相同，在任何厂家生产的彩电中都可使用。在I2C总线控制技术在彩色电视机中应用之后，彩电中的集成电路就被分成了两类，一类为没有软件的通用集成电路，一类为具有软件和工作程序的专用集成电路。专用集成电路在不同厂家生产的电视机中是不能相互交叉使用的。所以，就广大社会维修人员而言，虽然有时买不到专用集成电路，但通用集成电路还是能够购买

6、到的。更何况出现故障的电视机中还有很多属于三极管、电阻、电容、晶体振荡器等元件损坏造成。所以说广大社会维修人员是能对采用混合型集成电路的液晶、CRT数字高清彩电中的大部分故障进行维修的。在目前生产的液晶、CRT彩电中，那些集成电路属于通用集成电路呢？我们认为液晶电视机中的部分信号处理集成电路和开关电源所使用的集成电路均属于通用集成电路。通用集成电路在广州、深圳较大的电子市场基本上都可通过邮购的方式买到。从上面的分析可以看出，液晶电视维修离我们是很近的，希望广大维修同行能及时搜集液晶电视方面的技术资料，做好从事液晶电视维修方面的准备或在了解和掌握电路原理的基础上大胆进行维修，以达到既适应产品换代

7、的需要，又提高我们维修人员经济效益的目的。本书将在简要介绍液晶电视基本原理的同时，以对比的方式介绍不同液晶电视在电路结构上的异同点和故障维修技巧，以达到只会CRT彩电维修的人员了解液晶电视、认识液晶电视和掌握液晶电视工作原理和维修技巧的目的。并希望本书能给广大CRT彩电维修人员的职业转型提供一点帮助。第一章液晶的基本原理一、 液晶的基本概念一般来说，绝大多数物质通常随温度变化呈晶体、液体和气体三种状态。但也有一些有机物质在一定温度区间处于一种介于晶体和液体之间的状态，物质的这种状态就是我们所说的液晶。液晶是相对晶体和液体而言的，一方面它具有象液体一样的流动性和连续性，另一方面又具有晶体的各向异

8、性。从成分和出现中介相的物理条件来看，液晶大体可以分为溶致液晶和热致液晶两大类。溶致液晶具有双亲性，只有在被适当浓度的液体包裹时才呈液晶态。溶致液晶通常用于生物学中。热致液晶具有晶体一样的光学性质，热致液晶的基元之间的位置有序性通常会随着温度升高消失，而保持取向有序性。目前，在显示领域获得广泛应用的是热致液晶。热致液晶因分子排列有序状态不同，可分为近晶相液晶、胆甾相液晶和向列相液晶三大类。近晶相液晶的分子结构如图1（a）所示，特点是分子的长轴相互平行，分子的重心位于同一平面内，不同分子层以一定间距堆垛，同一分子层中的分子间距没有规则，并且其液晶分子间的结合松散，层面呈弯曲状。胆甾相液晶的分子结

9、构如图1（b）所示，特点是分子的长轴在同一个平面内相互平行，但从一个平面到另一个平面的指向矢量是扭曲的。胆甾相液晶的指向矢量使其对光的折射率呈周期性变化，对可见光形成散射而呈现不同颜色。在三种热致液晶中，只有向列相液晶的分子排列成层，能上下、左右、前后滑动，具有明显的电学、光学各向异性，加上其粘度较小，使向列相液晶成为目前显示器件中应用最为广泛的的一类液晶。向列相液晶的分子结构如图1（c）所示。二、 液晶的物理性质液晶具有以下物理性质：一是液晶分子整体取向有序，但温度升高时，取向有序性能会变差；二是液晶光学折射率具有各向异性；三是液晶具有弹性连续体的性质，加上外电场，液晶分子的取向会发生变化，

10、液晶的光学性质也相应发生变化；撤去外电场，分子的指向恢复原状。液晶不仅在温度作用下会发生相变，在外电场或磁场的作用下，也会发生相变。发生相变后的液晶的光的折射率和透光率也会相应改变。液晶电视中的液晶屏就是利用液晶分子的相变实现液晶显示的。在液晶的三种物理性质中，温度升高时取向有序性能变差的特性会影响图像对比度。目前液晶电视图像随着开机时间增长变差的原因就是由液晶分子整体取向有序性能随温度升高变差引起的。三、 液晶器件的基本结构图2（a）为扭曲向列型液晶器件的基本结构。从图中可以看出，扭曲向列型液晶器件主要由起偏器、玻璃基片、液晶层、透明电极、检偏器组成。液晶放置在两块玻璃基板之间。在非激发态，

11、液晶分子的取向与玻璃基板表面平行。玻璃基板与液晶层之间是透明电极，玻璃基板外部入射光一侧为起偏器，出射光一侧为检偏器。图2（b）为受电场激发后的液晶器件，图（b）现象表面，液晶层中的液晶分子在外加电场作用下，液晶分子发生了相变，此时，液晶层不再使入射光的偏振面产生扭曲，光线毫无阻碍地穿过了检偏器。起偏器和检偏器：把自然光转化为线偏振光的过程叫起偏，用于这种转化的光学器件称为起偏器，用于检验偏振光的偏振性的器件称为检偏器。一般情况下，起偏器和检偏器可以互换使用，对起偏器来说，由于它几乎吸收了一个方向上的光振动，因此背光的能量损失非常大，在50以上，这也是液晶显示器件光效率低、亮度不高的主要原因。

12、普通光源发出的光称自然光，自然光可以看成是在任何方位上振动的光波的总和，平均来看，光的振动对于光的传播方向成对称均匀分布，没有任何一个方位较其它方位更占优势。所以，自然光是不能直接作为液晶器件的背光源的。当光波的振动在一个固定平面内仅沿一个固定的方向，且光振动的端点轨迹是一直线时，这种光称为线偏振光。在自然光中，任何取向的光振动都可分解为两个相互垂直方向上的分量，如果采用某种方法把两个相互垂直的振动之一去掉，就获得了线偏振光。液晶具有改变入射光偏振方向的特性，特别是当直线偏振光的振动方向与液晶分子取向的夹角=0、90O时，入射的线偏振光方向不发生变化；在LCD屏中起偏器和检偏器是成对出现的，并

13、且作正交排列，当背光源的光通过起偏器后变成线偏振光，当入射偏振光的振动方向与检偏器的透光轴平行时，可以透光；反之当入射偏振光的振动方向与检偏器的透光轴垂直时，可以遮光，这就是偏振片在液晶屏中所起的主要作用。液晶盒为什么要加偏振片呢？这是因为液晶盒施加电压后会引起液晶分子的重新排列，为了使这种重新排列被检测到，变为可见的为人眼所感知或实现最大对比度，所以必须用偏振片，当然加上偏振片后会导致光的能量减少，使液晶屏的亮度降低。今天，这种因加偏振片导致的液晶屏亮度降低以通过技术的采用得到了解决。四、常见液晶显示器件的特点液晶器件中较为常见的有：扭曲向列液晶器件（TN-LCD，超扭曲向列液晶器件（STN

14、-LCD），扫描超扭曲向列型液晶显示器件（DSTNLCD），DSTN液晶显示器件（HPA-LCD），薄膜场效应管显示器件（TFT-LCD）。1.扭曲向列液晶器件（TN-LCD）扭曲向列液晶器件液晶层中的液晶分子呈扭曲90O方式排列，起偏器和检偏器正交排列（透光轴垂直）。图3中的图a为不加电状态，图b为加电状态。不加电时，当线偏振光通过液晶盒时，由于液晶分子的扭曲排列使得液晶具有90o旋光性，从而使得入射偏振光的偏振方向（透光方向）旋转90o，而起偏器和检偏器正好作正交设置，因此偏振折射光能透过检偏器出射，从而可以透光。加电时，液晶盒内的液晶分子都变成沿电场方向再排列，这时TN液晶盒的旋光性能消

15、失，线偏振光通过液晶盒时，偏振方向不变，由于起偏器和检偏器透光轴正交，因而偏振光被检偏器所阻隔，无出射光线射出，从而可以遮光。由于扭曲向列液晶器件LCD屏设计方式为不加电时透光显示，加电时遮光，所以屏在工作的过程中大部分是亮的。因此，对于扭曲向列液晶器件LCD屏来说，不能将屏保设置为黑屏。扭曲向列液晶器件广泛应用于液晶中的低档产品（小屏幕黑白显示），如液晶手表、液晶数字仪表、电子钟、计算器以及手机黑白显示屏等，我国是扭曲向列液晶器件液晶显示器件的生产大国。2.超扭曲向列液晶器件（STN-LCD）：STN-LCD液晶的自然状态具有90度的扭曲，适当外加电场可使液晶旋转。该液晶的折射系数随液晶的方

16、向改变而改变，影响的结果是光经过STN型液晶后偏振极性发生变化。当选择STN-LCD液晶的厚度到适当值，使光的偏振极性旋转到180到270度时，就可利用两个平行偏光片使得光完全不能通过。而足够大的电压又可以使得液晶方向与电场方向平行，这样光的偏振极性就不会改变，光就可以通过第二个偏光片,于是就可以控制光的明暗了。STN-LCD液晶之所以可以显示彩色，是因为它在STN液晶显示器上加了一个彩色滤光片，并将单色显示距阵中的每一个像素分成三个子像素，分别通过彩色滤光片显示红、绿、蓝三基色，通过空间混色对色彩进行还原。STN型液晶属于反射式LCD器件，它的好处是功耗小，但在比较暗的环境中清晰度很差，所以

17、必须配备外部照明光源。3.扫描超扭曲向列型液晶显示器件（DSTNLCD）：DSTNLCD型液晶显示器件的特点是通过双扫描方式来扫描超扭曲向列型液晶屏达到显示图像的目的，DSTN是由STN发展而来的，由于DSTN采用双扫描技术，因而显示效果较STN有大幅度提高，并且可以实现彩色显示。DSTNLCD型液晶显示器件的缺点是图像的对比度和亮度仍然较低。所以，该液晶一般仅用于文字、表格和静态图像处理。DSTNLCD型液晶显示器件的优点是结构工艺简单，价格相对低廉。因此，小屏幕的液晶电视大多采用DSTN-LCD屏，另外在低档数码相机和低档笔记本电脑中也占有小份额的市场。4.DSTN液晶显示器件（HPA-L

18、CD）DSTN液晶显示器件（HPA-LCD）是DSTNLCD的改良型。该液晶器件能提供比DSTNLCD更快的反应时间、更高的对比度和更宽的视角，由于它具有DSTNLCD液晶显示器件相近的成本，因此在低端笔记本电脑市场具有一定的优势。5.薄膜场效应管显示器件（TFT-LCD）TFT（Thin Film Transistor）是薄膜场效应晶体管的简称。所谓薄膜晶体管，是指液晶显示器上的每一液晶象素点都是由集成在其后的薄膜晶体管来驱动。从而可以做到高速度、高亮度、高对比度显示屏幕信息。图4为TFTLCD液晶显示器件结构示意图。从图中可以看出，TFTLCD液晶显示器件主要由光扩散体、偏振片、玻璃基板、

19、存贮电容、行数据线、列数据线、薄膜晶体管、透明显示电极、透明共用电极、滤色片等组成。TFTLCD液晶显示器件内部TFT矩阵控制的基本电路如图5所示。图中用虚线表示的电容符号代表液晶象素，实线表示的电容符号代表存贮电容。在液晶显示器件内部，每个象素都设有一个由TFT半导体器件组成的开关，列电极（信号电极）和象素电极分别与TFT的源极和漏极相连，TFT的栅极与行电极（扫描电极）相连。当有足够高的电压加到TFT的栅极时，TFT就会导通，此时，信号电极和象素电极就会接通。液晶屏内部每个像素都可以通过点脉冲直接控制。并通过对TFT的控制完成液晶象素的选择而实现图像显示。屏内部行、列驱动电路形成的驱动控制

20、信号通过上屏软线加到屏的TFT上。目前TFT屏都是采用滤色片法来实现彩色显示。液晶屏中的显示器件是由许多液晶盒组成的，每个液晶盒都有红、绿、蓝滤色片。液晶屏中液晶盒数量的多少实际上是液晶屏象素的多少。理论上讲，液晶屏中的液晶盒越多，液晶屏所显示出的图像越清晰。但实际不全是这样，因为液晶电视图像的清晰度还与屏的响应时间有关。TFT液晶显示屏的特点是亮度好、对比度高、层次感强、颜色鲜艳，广泛应用于液晶显示器和液晶电视等领域，是目前最高档的LCD屏，但是也存在比较耗电和成本较高的不足。6.UFB-LCD（Ultra Fine & Bright）2002年3月，三星公司发布了一款手机用的新型液晶显示器

21、件，被称为UFB LCD，它具有超薄、高亮度的特点。UFB-LCD是专为移动电话和PDA设计的显示屏，具有超薄、高亮度的特点，可显示65536种色彩，达到128x160的分辨率。该显示屏还采用了特别的光栅设计，可减小像素间距，以获得更佳的图像质量，UFB液晶显示屏的对比度是STN液晶显示屏的两倍，在65536色时亮度与TFT显示屏不相上下，而耗电量比TFT显示屏少，并且售价与STN显示屏差不多，因此性价比高。UFB-LCD目前仅在中高档彩屏手机上应用。7.TFD-LCD (Thin Film Diode薄膜二极管)TFD-LCD是因为TFT-LCD价格昂贵、功耗过大而产生的一种新型彩屏技术，它是由 “精工爱普生”研发推出的。它是TFT-LCD和STN-LCD的折中，有着比STN更好的亮度和色彩饱和度，相对于TFT来说更节能。TFD彩屏上的每一个象素都由一个单独的二极管控制，这样能够使象素之间不会互相影响，因此TFD屏幕能够显现无残影的动态画面和鲜艳的色彩，“高画质、低功耗、小型化、动态影象的显示能力以及快速的反应时间”是TFD彩屏突出的特点。