LCD液晶显示器（共10篇）
LCD液晶显示器 篇1
液晶显示器经历了较长的发展阶段, 目前已成为平板显示的主流技术, 液晶显示器以其轻薄、功耗低、便于携带、寿命长和无有害射线等优点, 广泛应用于液晶电视、监视器、笔记本电脑及手机等各种尺寸的显示器件。为了进一步降低液晶显示功耗, 做到节能环保, 许多研究围绕提高光线利用效率展开, 本文将就液晶背光模组部分、液晶面板部分的光线利用效率, 以及如何提升光效率展开分析[1~4]。
一、液晶背光模组部分的光效率分析
液晶器件是被动发光器件, 液晶本身不发光, 需要背光模组为其提供分布均匀、亮度充足以及颜色正确的光源。背光模组一般是由光源 (冷阴极荧光管或者发光二极管) 、反射板、导光板、扩散板、棱镜片及外框等组件组成。光线从光源发出后, 要经过上述组件后从背光模组出射, 然后进入液晶面板。下面以CCFL (冷阴极荧光管) 侧光式背光模组为例分析背光模组部分的光利用效率, 如图1所示, 光线从CCFL (冷阴极荧光管) 发出, 经灯罩反射约有80%左右进入导光板, 经导光板和反射板作用改变光线行进方向, 大约有60%左右的光线从导光板出射, 光线会依次进入下扩散板、下棱镜片、上棱镜片和上扩散板, 扩散板用于提高光线均匀性, 其光线透过率约为91%, 棱镜片用于提高正面辉度, 起到集光的作用, 其光线透过率约为88%, 经过上述光学组件, 只有38%左右的光线会从背光模组出射, 进入下面的液晶器件组件。
二、液晶面板部分的光效率分析
(一) 部件穿透率的影响。
当光线从背光模组发射出来进入液晶面板, 如图2所示, 会依序穿过下偏光片、TFT玻璃基板、液晶层、取向层、彩色滤光膜玻璃基板以及上偏光片等部分。液晶面板各层的穿透率如图2所示:下偏光板会将非偏振光转化为偏振光, 50%的光线被吸收, 上下偏光板因材质吸光导致其透光比例约为95%;薄膜晶体管以及彩色滤光膜基板玻璃本身透光比例约为95%, 液晶的透光比例也约为95%;彩色滤光膜层一般涂有红、绿、蓝三基色中的一种色彩, 只能容许该色彩的光波通过彩色滤光膜层, 以红、绿、蓝三基色来说, 只能容许三种的其中一种通过, 所以只有三分之一的光线可以穿透, 彩色滤光膜层因本身的材质对光线的吸收, 单色光只有约85%的透过率, 因此彩色滤光膜层光线通过比例约为28%。综合以上各种因素的影响, 从背光模组过来的光线, 只有大概11%光线可以穿透。 (计算方法:50%×95%×95%×95%×95%×95%×28%=11%, 尚未考虑开口率对光线穿透率的影响。)
(二) 开口率的影响。
彩色滤光膜基板上最重要的结构就是彩色滤光膜, 彩色滤光膜主要是由黑色矩阵、彩色层以及保护层组成, 如图3所示。
来自液晶层的光线, 进入彩色滤光膜基板, 一部光线会被黑色矩阵吸收, 无法穿透。黑色矩阵主要遮挡不受控制区域的光线, 主要是液晶显示器 (LCD) 薄膜晶体管信号电极和扫描电极的走线, 以及薄膜晶体管自身结构, 还有储存电压用的储存电容等区域。这些区域无法形成需要的电场, 液晶分子不受电压的控制, 无法显示正确的灰阶, 如不加以遮挡, 会影响液晶器件的透光区域的正确亮度和对比度等, 因此利用黑色矩阵加以遮挡, 但会造成光线的损失。如图4所示, 液晶的子像素有效的透光区域与全部面积的比例称为开口率, 一般液晶显示器开口率约为50%左右, 因此由于开口率的影响, 约有一半的光线会损失掉。
(三) 面板部分光效率。
从以上液晶部件对光线穿透率的影响以及开口率对光线的影响分析, 可以计算出从背光模组过来的光线, 经过液晶面板部分后只会剩下6%左右, 大部分的光线会被液晶面板中的各层结构所吸收, 光利用效率较低, 其中影响较大的主要是偏光片、彩色滤光膜彩色层以及开口率大小。
三、光效率提升分析
从上述光线的穿透率分析来看, 从背光模组光源发出的光线只会有很少部分从液晶面板射出, 有效利用率很低。因此, 如能有效提高光线的穿透率, 可有效降低器件功耗, 做到节能环保, 延长器件寿命。根据前面的分析, 光线的利用效率的提升可以通过提高面板的开口率, 增加背光模组的光学组件, 或者用新的彩色实现方案取代目前的彩色滤光膜来实现。开口率的提升可以通过使用低温多晶硅薄膜晶体管取代非晶硅薄膜晶体管、优化阵列结构设计来实现, 由于低温多晶硅的电子迁移率较非晶硅高1~2个数量级, 器件所占面积可以变小;通过阵列设计使阵列和存储电容微型化、汇线微细化, 都可提高有效透光区域的面积。从而减小黑色矩阵的面积, 提高器件的开口率[5]。在液晶面板部分, 下偏光片具有起偏作用, 会损失50%的光线, 对光线利用效率有较大影响。如在背光模组部分增加DBEF (双倍增光膜) 光学膜层, DBEF会利用极化和反射作用使背光模组的出射光具有与下偏光片偏光轴相同的极化方向, 避免下偏光片的光线吸收损失, DBEF单独使用时, 可提高液晶模组60%左右的正面亮度, 对于显示视角要求较大的情况, 亮度的提高一般会低于60%。
四、结语
光线从背光模组光源发出后, 经过背光模组导光板、扩散板及棱镜片等光学元件后, 大部分光线会损失, 只有38%左右的光线能从背光模组出射, 进入液晶面板部分。液晶面板各层部件材质的透光比例以及部件本身特性对光线的影响, 出射光线只有入射液晶面板光线的11%左右, 同时由于面板子像素开口率的影响会损失50%左右的光线。针对光线损失原因, 通过提高开口率, 增加DBEF光学膜层, 或者利用场序技术取代彩色滤光膜, 可有效提升光线利用效率。
参考文献
[1] .田民波, 叶锋.TFT-LCD面板设计与构装技术[M].北京:科学出版社, 2010:1~16
[2] .赵红平, 雷威, 张晓兵等.液晶显示器新技术[J].真空电子技术, 2004, 5:1~6
[3] .范志新.液晶器件工艺基础[M].北京:北京邮电大学出版社, 2000:74~75
[4] .马群刚.TFT-LCD原理与设计[M].北京:电子工业出版社, 2011:1~7
[5] .郑康, 铁斌, 唐宗良等.TFT-LCD技术的研究进展与发展趋势[J].固体电子学研究与进展, 1999, 19 (3) :285~286、291
LCD液晶显示器 篇2
姓 名：本网 户 口： 洛阳市
居 住 地： 广州市 国 籍： 中国
出生日期： 1985-03-02 民 族： 汉族
婚姻状况： 未婚 职 称： 无职称
工作年限： 两年以下 身 材： 167cm 60kg
求职意向
应聘职位： 通信/电子/电器/半导体/仪器仪表类 其他
希望月薪： 1000- 求职类型： 全职
希望地点： 广州市 到岗时间： 随时
工作经历
2月-- 年12月 洛拖工程机械公司 绿化 工作
(1)负责厂内环保与清洁，从而塑造一个良好的工作环境 。
(2)对工作比较认真负责，帮助车间工人安装一些机器设备，或拆除旧了不用的设备，同时也要把周边的环境搞好。
7月-- 年5月 江门亿都半导体公司 在线生产管理
(1)进入亿都公司这个港资企业，使我学到了之前所没学到过的东西。对工作的认可，学习公司企业文化，公司核心价值观，六大元素及金科玉律，着实地改变了我对工作的看法：实事求是，将公司利益放第一位，具有在计划时间内如期完成任务的决心和使命感。
(2)由于在工作中的表现良好及上司的认可，任组长。
(3)遇到问题要积极的`寻找解决方案，并制定可行的时间表，坚持不懈，直至带过终点。作为基层管理应该具备的。员工之间发生矛盾或发生冲头首先要和他们进行沟通，沟通是和员工建立友好的平台，建立良好的团队精神。维护站组利益，提高产量，质量，交货期。获得主管认可，任班长。
教育背景
毕业院校： 河南省伊川县鸦岭二中
最高学历： 初中 毕业日期： 7月
专 业 一： 仪器仪表类 LCD液晶显示器
207月--2009 年5月 江门亿都半导体公司 在线生产管理
语言能力
外 语： 不掌握 外语水平： 一般
国语水平： 精通 粤语水平： 较差
自我评价
(1)自信、乐观、诚恳、稳重。
高性价比LCD显示器一览 篇3
长城V24z
参考价格：2999元
推荐指数：★★★★★
凭借超大尺寸和采用16.7M色的广视角SPVA面板，长城V247近来赚足了眼球，成为市场上性价比最高的24英寸宽屏显示器。在规格方面，V247亮度达到800cd/m2，动态对比度为300:1，响应时间较以往PVA面板有所提高，为6ms，垂直／水平可视角度达到了178/178，并且采用DVI+D-Sub双接口，内置音箱，2999元的价格绝对物超所值。
明基FP222w
参考价格：1999元
推荐指数：★★★★★
近日明基FP222W價格下调的幅度高达300元，使得这款堪称经典的显示器显得性价比非常突出，成为近期显示器市场的焦点之一。FP222W在规格方面符合主流，5ms响应时间，亮度为800cd／m2，对比度为700:1，支持DVI接口，并且支持明基的Senseye显彩技术，显示效果出色。
AOC 2116S
参考价格：1799元
推荐指数：★★★★☆
近来市场上开始出现21.6英寸的宽屏液晶，尺寸相比22英寸宽屏略小，但是价格更加便宜。AOC 2116S近日的价格再次大降200元，1799元的价格甚至比某些20英寸宽屏显示器还低，性价比再度提升。AOC 2116s采用16.7M色TN面板，动态对比度高达3000:1，亮度为300cd/m2，5ms响应时间，16801050分辨率，遗憾的是没有提供DVI接口。
三星205BW
参考价格1799元
推荐指数：★★★★☆
三星的品牌影响力加上205BW所支持的支架可升降、底座可旋转功能，对于消费者都有很大的吸引力，也让这款产品成为20英寸宽屏中的经典产品，而1799元的售价让这款显示器的性价比突出。205Bw采用16.7M色面板，亮度为300cd／m2，对比度为700:1，响应时间6ms，支持DVI和D-Sub接口，在规格方面比较主流。
LG L204WT
参考价格：1860元
推荐指数：★★★★
20英寸宽屏逐渐成为市场的主流，一线大厂的产品价格也跌破2000元，和二线厂商的价格差距逐渐缩小，性价比逐渐显现出来。LGL204WT采用16.7M色TN面板，支持锐比技术，其动态对比度达2000:1，亮度为300cd/m2，响应时间5ms，支持DVI+D-Sub双接口，并且支持HDCP。一线品质和主流的规格，加上时尚的外观，让LG L204WT的性价比颇高。
飞利浦190CW7
参考价格：1560元
推荐指数：★★★★
19英寸宽屏的竞争已经白热化，降价空间不大。飞利浦的190CW7宽屏液晶显示器采用16.7M色的TN面板，亮度为300cd/m2，对比度为1000:1，响应时间为5ms，支持DVI接口，支持SRGB色彩校正技术。在价格跌破1600元之后，和其他低价19英寸宽屏价格相差不大，用户可以用较低的价格享受一线品牌的品质和服务。
LCD液晶显示器 篇4
据美国市场调研公司DisplaySearch统计, 2007年全球平面显示器用面板出货金额突破千亿大关, 其中液晶显示器 (LCD) 占比近85%, 到2015年, 将达到近90%的市场份额。巨大的市场需求带动了TFT-LCD产业的蓬勃发展, 世界各大平面显示器厂商纷纷至中国设厂, 本土企业在国家政策的大力扶持下, 发展势头强劲。本研究拟通过对TFT-LCD产业中国专利进行分析, 从专利角度探索该产业的技术发展趋势及国内外企业在中国的战略布局情况。
2 分析方法
专利分析的实施流程包括分析目标的确定、数据收集、数据清洗、数据分析、报告撰写。
采用北京中献智泉信息技术有限公司专利战略分析系统CFPAS 1.0进行专利分析, 利用分析系统软件检索国家知识产权局来源数据。
2.1 检索过程
专利战略分析系统CFPAS 1.0是通过主题对数据进行管理、分析的。第一步是建立主题。通过国家知识产权局网站下载数据生成主题, 在检索页面摘要框输入“TFT and LCD”, 点击“检索”出现提示框“共检索623条记录, 是否直接进行下载数据” (图1) 。选择确定后, 出现设置对话框。在该对话框的“主题分类”里面输入或者选择分类, 在“主题列表”里输入或选择主题名称。这里选择“TFT and LCD”分类, 输入“中-摘要”。一个“中-摘要”主题就建立成功了。按照同样的方法建立“中-题名”、“中-题名1”、“中-摘要1”主题。第二步是合并主题, 选择主题下拉菜单的“合并主题”选项, 将以上四个主题, 分两步合并 (一次只能合并两个主题) , 生成系统自动去重后的新主题。本项目将“中-题名”、“中-题名1”、“中-摘要”、“中-摘要1”四个主题合并成“中-TFT and LCD” (图2) , 这样就得到我们需要用来分析的主题数据库。接下来将用这个主题的数据进行清洗、分析。专利检索策略及检索结果合并统计见表1:间接投资在大陆建设的生产基地, 主要从事新型平板显示器件、新型电子元器件、半导体和元器件专用材料等产品的制造销售业务。
2.2 数据清洗
注:[群康科技]是台湾群创光电股份有限公司
数据清洗从名字上也看就是把“脏”的数据“洗掉”。这里的数据清洗主要是对专利人进行管理, 对专利数量排名前十的专利权人进行管理, 将同一公司在专利申请时候使用的不同名字进行合并, 同时注意各单位之间的收购、兼并、重组等信息。对本主题中专利申请数量最多的前十位申请人进行管理, 详见表2。
3 主题分析
3.1 总体趋势
下图显示了薄膜晶体管型液晶显示器 (TFT-LCD) 技术领域内总体申请量变化趋势。上世纪九十年代初, 该领域开始起步发展;到二十一世纪初期, 年专利申请量大幅度提升, 是该领域的快速成长阶段;从2006年至今, 该领域专利申请保持较大的量, 并随时间在一定区间波动。
3.2 主要竞争者分析 (前10位)
下图可以看出, 薄膜晶体管型液晶显示器 (TFT-LCD) 产业专利申请量前十位的企业, 只有京东方和深圳华星为国内企业, 日本、韩国、及台湾地区企业对我国该领域进行了大量的专利的布局。
3.3 主要竞争者专利申请趋势分析 (前10 位)
从下图可以看出, 最早在该领域申报专利的是韩国企业三星, 三星在1995年申请了第一件相关专利;大部分外国企业如LG飞利浦液晶显示器有限公司、群创光电、三星、友达光电的专利申请高峰集中在2003-2007年之间, 2007年之后专利申请量明显下降。与之反差明显的是, 国内该领域巨头京东方自2003年在该领域申请专利以来, 专利申请量逐年大幅递增 (除了2010年明显下落) ;国内该领域新进者深圳华星光电, 自2010以来, 专利申请量增长迅猛。
4 结语
1) 日本、韩国、台湾地区企业对我国薄膜晶体管型液晶显示器 (TFT-LCD) 领域进行了大量的专利的布局;进入专利申请量前十位的国内企业仅有京东方和深圳华星。
2) 2007年至今, 国外企业在专利申请数量上的明显下降和国内企业的专利申请量趋势的逐年大幅度上升对比明显, 外国企业在该领域的发展热情减小, 但本土企业发展趋势迅猛, 可能与该产业在国内的快速发展和政府对本土企业的大力支持有关, 应同时警惕该产业的发展风险。
3) 从专利申请总体趋势和主要竞争者专利申请趋势, 可以考虑现阶段该产业已经处于技术成熟期;可以通过寻求新的工作原理的系统、从对系统进行简化、和其他系统或技术相结合等方法来寻求发展。对技术成熟度的准确预测, 还有待进一步的分析佐证。
摘要：利用专利分析软件对薄膜晶体管型液晶显示器 (TFT-LCD) 产业中国专利进行分析。专利分析得出国外企业在该领域已经大量布局。近年来, 国外企业在华专利申请量呈减少趋势, 而本土企业专利申请量上升趋势明显。目前, 该产业可能已经处于技术成熟期。
关键词：薄膜晶体管型液晶显示器,TFT-LCD,专利分析
参考文献
[1]肖沪卫.专利地图方法与应用[M].上海:上海交通大学出版社, 2010.
LCD显示器最长工作时间 篇5
LCD显示器最长工作时间
，
这是因为LCD屏幕的象素点是有液晶体构成，长时间工作，很容易使某些像素点（Pixel Dot）过热，一旦超过极限会导致永久性损坏。这就形成了常说的“坏点”（某些媒体称为“黑点”）。所以，如果用户不得不长时间工作时，也一定要让屏幕得到间歇性的休息，不能长时间地显示同一内容。而当屏幕处于等待工作状态时，就要降低亮度。使用屏幕保护程序是很好的习惯，这举手之劳不仅可以延缓液晶屏老化，延长其使用寿命，而且可以避免发生硬件损坏。
LCD液晶显示器 篇6
1 显示器原理
1.1 CRT显示器
CRT显示器,即阴极射线管显示器,其成像的原理是利用显像管内部的电子枪阴极发出的电子束,经控制、聚焦和加速后变成细小的电子流,再经过偏转线圈的作用向正确目标飞去,穿过荫罩的金属板或金属栅栏,轰击到显示器内层玻璃涂满了无数红、绿、蓝三原色荧光粉的屏幕上,在电子束的轰击下,这些荧光粉会发光,而这些荧光就形成我们所看到的图像画面了。这些红、绿、蓝三原色以不同的比例加以混合,就会产生各种色彩。
1.2 LCD显示器
LCD(Liquid Crystal Display,液晶显示器)使用了目前最新的全彩显示技术,成像原理简单易懂。整个液晶显示技术的核心是让液晶如闸门般地阻隔或让光线穿透。就技术方面而言,液晶面板包含了两片相当精致的无钠玻璃素材,称为“Substrates”,中间夹着一层液晶。当光束通过这层液晶时,液晶本身会排排站立或扭转呈不规则状,因而阻隔或使光束顺利通过。液晶显示器具有图像清晰精确、平面显示、体积小、重量轻、能耗低、工作电压低等优点。随着医院数字化的发展,医疗成像显示器将急剧增长,LCD显示器将被广泛使用。
2 CRT显示器与LCD显示器性能对比
2.1 亮度和对比度
亮度的测量单位为cd/m2(每平方米烛光),也叫NIT流明。亮度就是显示器上显示图像有多么明亮,显示越明亮图像中的能够产生的动态范围就越大,使人们在图像中分辨更多的色调,这种动态范围必须提供全8 bit灰阶图像(即256不同色调)。显示器亮度与肉眼敏感度的关系,当亮度在500cd/m2时,肉眼敏感度为700,当亮度在800 cd/m2时,肉眼敏感度为777(最大),理想亮度在400~500 cd/m2,所以选择亮度≥700cd/m2就可以了。
一般的CRT显像管显示器的亮度在100~300cd/m2,LCD液晶显示器的亮度在600~1500 cd/m2。在DR、CR等只需黑白两色显示器上,LCD液晶显示器比CRT显像管显示器有着较大的优势。然而,彩色显示器的亮度比黑白显示器要低的多,一般在120~250 cd/m2,这时两种显示器就相差无几了。
对比度也叫动态范围,对比度率是描述显示器能显示黑与白之间的差别,表达显示器最亮值和最暗值之比。彩色显示器不做过多要求,黑白显示器要求来表达灰阶影像的黑白之间的程度。临床使用显示器的对比度范围在600:1~1000:1。高性能显示器对比度率高达1000:1,能够显示所有色调需要大的对比度率,一般选择对比度≥600较好。
目前CRT显示器的对比度都能达到1000:1,液晶显示器的对比度也能达到1000:1以上,可能在更高的对比度上不及CRT,但这个数值已足够满足临床使用要求。
2.2 分辨率
用低分辨率显示器显示高分辨率影像时,影像会严重失真。显示器的分辨率与图像本身的分辨率有很密切的关系,一般影像的分辨率如下:DSA、数字胃肠:1024×1024;MRI:512×512;CT:1024×1024或512×512;CR/DR:500万像素以上。
用于临床医疗的显示器目前主要有1MP、2MP、3MP、5MP四种:
1MP:1024×1280(竖屏)/1280/1024(横屏),称为100万像素,常用横屏显示,多适用于CT、MRI、数字胃肠机。
2MP:1200×1600(竖屏)/1600×1200(横屏),称为200万像素,简称1K,常用竖屏显示,多适用于CR、DSA、数字胃肠机,PACS阅片工作站。
3MP:1536×2048(竖屏)/2048×1536(横屏),称为300万像素,简称1.5 K,常用竖屏显示,多适用于CCD-DR、PACS诊断工作站。
5MP:2048×2560(竖屏)/2560×2048(横屏),称为500万像素,简称2 K,常用竖屏显示,多适用于平板DR、乳腺机、PACS诊断工作站。
目前,有不少彩色液晶显示器达到了2MP和3MP的标准。某些单色液晶显示器达到了5MP的标准。他们完全有能力代替CRT显像管显示器。但LCD的最大分辨率就是它的真实分辨率,也就是最佳分辨率。一旦所设定的分辨率小于真实分辨率,图像很容易发生扭曲,所以会对显示效果造成一定影响。
这一特性与LCD的成像原理有关:液晶本身是不发光的,它是利用电场控制液晶转动,来改变光的行进方向,如此一来,不同的电场大小,就会形成不同灰阶亮度。再把RGB三种颜色,分成独立的三个点,各自拥有不同的灰阶变化,然后把邻近的三个RGB显示的点,当作一个显示的基本单位,也就是像素。那这一个像素,就可以拥有不同的色彩变化了。然后对于一个需要分辨率为1024×768的显示画面,我们只要让这个平面显示器的组成有1024×768个像素,便可以正确的显示这一个画面。
这也造成LCD的真实分辨率就是最佳分辨率,如果用于显示小于最佳分辨率的图像(如:800×600)时,将有两种显示方式。一种是居中显示,只在LCD中间的800×600个点显示图像,而其他点不显示,给我们的感觉是画面大大缩小了;另一种是扩展显示,用1024×768来显示800×600的分辨率,这样图像很容易发生扭曲,所以会对显示效果造成一定影响。
所以相比CRT显示器分辨率的可调性,LCD显示器使用时只能根据需要配套使用。
2.3 响应时间
响应时间指的是显示器对于输入信号的反应速度,也就是由暗转亮或由亮转暗的反应时间,通常是以毫秒(ms)为单位。要说清这一点我们还要从人眼对动态图像的感知谈起。人眼存在“视觉残留”的现象,高速运动的画面在人脑中会形成短暂的印象。动画片、电影等一直到现在最新的游戏正是应用了视觉残留的原理,让一系列渐变的图像在人眼前快速连续显示,便形成动态的影像。人能够接受的画面显示速度一般为每秒24张,这也是电影每秒24帧(大约42ms)播放速度的由来,如果显示速度低于这一标准,人就会明显感到画面的停顿和不适。
显示器的响应时间主要影响动态影像,对于静止的CR/DR影像并无多大影响。由于人眼的“视觉暂留”现象,响应时间过长会导致动态影像的拖尾现象,不适合动态影像的实时播放。所以,在选购DSA和数字胃肠等显示器时,就要首选响应时间20ms以下的显示器。
LCD液晶显示器在响应时间上远远不如CRT显像管显示器,而且不同品牌不同型号的差别也不小,从50ms~5ms都有。但一般作为手术用(微创手术,内窥镜手术,介入治疗等)显示器,它的响应时间在8ms-5ms。而CRT显示器的响应时间在1ms以内,可以说几乎没有响应时间。虽然LCD在响应时间上与CRT有一定的差距,但5ms的响应时间已经能够满足临床的使用需求。
2.4 视角和闪烁(刷屏率)
一般而言,LCD显示器的可视角度都是左右对称的,但上下就不一定了,而且常常是上下角度小于左右角度。现在市面上的液晶显示器可视偏转角度一般在170˚左右,对于个人使用来说是够了,但如果几个人同时观看,失真的问题就显现出来了。而CRT显示器的可视角度从各个方向上来说都几乎是180˚,不会出现失真问题。
CRT显示器是靠电子束重复撞击到荧光粉来达到发光的,这样会导致亮度周期性闪烁。即使通过最新的标准的显示器工作在或者更高的刷新率下,也不过是只能让眼睛在短期使用不觉得闪烁而已。实际上仍然是闪烁的,长时间使用后照样让人感到不适,这个现象的根源是由于的工作原理导致的,就是说显示器的闪烁现象是很难避免的。
液晶显示器的液晶本身不发光,它属于背光型显示器件。液晶显示器是靠屏幕上均匀排列的细小的液晶颗粒通过“阻断”或“通过”光线来达到还原画面的目的,也就是说,液晶显示器是“永远”在发光的。通电后,背光灯点亮,如果屏幕上的液晶像素全部“打开”,则背光毫无遮拦地进入人眼,此时屏幕一片全白。显示图像时,通过对显示信号的转换,计算出各像素的通断状态后,直接把信号驱动具体像素,控制该液晶像素对光线的“通”“断”,就可以在屏幕上生成图像。此时,屏幕上的图像就象是广告灯箱那样,灯箱里的灯管发出的光透过有图案的薄膜进入人眼,使人眼看到图像是非常稳定而不会闪烁的!液晶显示独特的显示原理决定了其屏幕上各个像素发光均匀,因此不会出现传统的CRT显示器固有的会聚以及聚焦不良的弊病,所以在刷屏率上液晶显示器有着先天的优势。
2.5 几何失真
几何失真会引起原始图像几何部分的偏差,实际后果是使得图像特征的相对尺寸和形状受到了一定的影响。CRT显示器通常的失真有:线性改变(其形式为针垫,桶形和倾斜失真);形成角度和不合适的屏幕宽高比;非线性。有些几何失真也可能是显示控制器(显卡)的不恰当设置,或是显示器与显卡之间的相比不匹配造成的。另外,磁场也能造成CRT显示器的几何失真,且还能降低黑白CRT显示器的分辨力及彩色CRT显示器的色彩纯度。
相比而言,LCD显示器由于其纯平面设计,使其避免了线性失真;显卡与显示器配合问题有人为因素在其中,所以LCD也会产生这个问题;LCD显示器采用的是直接数码寻址的显示方式,它能够将显卡输出的视频信号经过AD转换之后,根据信号电平中的“地址”信号,直接将视频信号一一对应的在屏幕上的液晶像素上显示出来,所以磁场也不会对LCD显示器造成影响。
2.6 其他方面
(1)LCD在色彩方面比不上CRT。CRT可显示的色彩跟电视机一样,都是无限的,而LCD可显示1600万~10.7亿种颜色。显示颜色越多则颜色过度越顺畅,但由于一般人的眼睛只能分辨120多种颜色,如果在不同颜色的相互补充、相互衬托之下,有经验的人可分辨13000多种颜色。所以LCD与CRT的差距人眼是不易区分的,对诊断的影响也不大。
(2)当CRT的显像管寿命完结时,更换新显像管的成本差不多等同整台显示器,而LCD在亮度下降到不满足诊断需要时只需更换光源,除零件成本较低外,更换过程亦很简单。
(3)有些医院空间是十分有限,LCD的厚度很薄,可以比CRT节省许多空间,可放在桌上、工作站上或挂在墙上;另外LCD远较CRT轻便,用户可根据需要移动位置。
(4)LCD显示屏为完全平面,比CRT的弧面显示屏更符合传统读片的习惯。
(5)LCD的用电量和散热量远低于CRT,LCD没有像CRT发出的电磁波辐射,避免对人体造成不良影响,符合环保原则。
3 总结
综上所述:
(1)LCD显示器与CRT显示器相比,在以下方面的优势和特点明显,如表1。
LCD的亮度大大高于CRT,有利于灰阶的显示;LCD具有稳定的亮度控制功能,平均使用寿命比CRT长;LCD纯平面设计,使图像无几何失真;LCD通过“通”“断”光线来达到还原图像的目的,使图像稳定不会闪烁。
(2)LCD显示器与CRT显示器相比,在色彩、响应时间和对比度方面的参数还有一定的差距。但由于新技术新产品的不断问世,使得这些差距相对于人眼的敏感度来论,可以忽略不计。
(3)由于LCD是通过液晶像素实现显示的,而液晶像素的数量和位置都是固定不变的。所以液晶显示器只有在标准分辨率下,才能达到最佳效果。而在非标准分辨率下则是由LCD内的IC通过插值算法计算而成,因此画面会变得模糊不清。所以,我们在使用和购买LCD显示器时应考虑图像分辨率与显示器分辨率相匹配。
(4)随着科学技术的发展,LCD显示器将逐渐扩大在各个领域的使用,并最终取代CRT显示器的趋势不可阻挡。
参考文献
[1]马建涛肖英刘永伟.CRT与LCD显示器的性能分析.信息科技2007年第19期
[2]冯黎建.浅谈医用显示器与普通显示器的区别.医疗装备2007年第7期
[3]崔现成陈为军张林医郝永付孝根张宝华.探讨数字化放射科医用显示器的选择、使用和维护.医疗装备2006年第8期
LCD液晶显示器 篇7
1 SG6841的电路结构和工作原理
1.1 SG6841的电路结构
SG6841其内部主要由高压启动电流源、振荡器、基准电压发生器、功率输出、保护及欠压锁定等电路组成,结构框图如图1所示。
SG6841各引脚功能:
(1)脚GND:接地端。
(2)脚FB:稳压反馈控制信号输入端,外接光耦用于控制PWM占空比实现稳压。
(3)脚Vin:启动电压输入端,SG6841开始工作必须在该端要提供一个启动电压。
(4)脚Ri:振荡频率设定端,外接时间常数元件R来并提供一个恒定的电流,改变电阻阻值将改变PWM的频率。
(5)脚RT:保护电路输入端,用于高压保护。
(6)脚Sense:开关管电流检测信号输入端,当电压达到阈值时芯片会停止输出,实现过流保护。
(7)脚VDD:电源电压端。
(8)脚GATE:开关管激励脉冲输出端,采用图腾柱式输出电路可直接驱动MOSEFT晶体管。
1.2 SG6841的工作原理
1.2.1 启动振荡电路
将300V直流电压VCC经启动电阻R1降压后加到SG6841的引脚(3)Vin启动电压输入端,并通过内部电阻对引脚(7)电源端外接电容充电,当VDD>16V时,启动电源工作,启动过程完成后反馈绕组感应电压经二极管D1整流和电容C1滤波后为SG6841提供维持正常工作的VDD电压。内部振荡器振荡产生锯齿波脉冲电压去触发控制SG6841内部PWM电路,并产生矩形开关激励脉冲,该脉冲经驱动放大后经引脚(8)输出,去控制MOS管使其工作在开关状态。其PWM频率范围为50KHz～100KHz。通过引脚(4)R端外接时间常数元件R2来并提供一个恒定的电流,改变电阻阻值将改变PWM的频率。
1.2.2 稳压控制电路
当输出电压升高时,通过电压取样和反馈回路去调节,该电路主要通过电阻、光电耦合器IC102和电压调节器IC103。当采样电压在与基准电压比较后,经误差放大器放大,去控制光电耦合器,其输出端接至SG6841的(2)脚FB端,经内部电路处理,去控制使SG6841的(8)脚输出驱动脉冲的占空比变小,输出电压下降,电压稳定。同样,当输出电压降低时,使脚(8)脚出脉冲的占空比变大,输出电压上升,最终使输出电压稳定在设定值。可见,FB端电压越高,Gate端输出脉宽也越宽占空比增大;FB端电压越低,Gate端输出脉宽也越窄占空比变小,从而实现PWM控制,使输出电压稳定。
1.2.3 保护电路
该电路具有欠压锁定保护、过压保护和开关管过流保护功能。
1)欠压锁定保护
SG6841采用了欠压锁定电路,它的开启电压为16V,关闭电压为10,当VDD﹤16V时,比较器输出为低电平,SG6841无法工作。当VDD升到16V时,欠压锁定器输出为高电平,SG6841正常工作,同时MOS管导通,使比较器反向输入端为10V。当VDD下降至10V时,欠压锁定器的输出回到低电平,整个电路停止工作。SG6841的7脚端设置了一个32V的齐纳二极管,保证内部电路绝对工作在32V以下,以防电压过高损坏芯片。
2)过压保护
SG6841的(5)脚RT为保护电路输入端,URT<0.65V时启动保护功能。当RT端电压略低于0.65V,PWM脉冲的占空比会减少,从而降低电源输出电压;当RT端电压大大低于0.65V时,PWM脉冲的占空比会减少至零,从而使电源完全停止输出。利用SG6841的该功能可实现电源的高压保护。
3)过流保护
电流通过输出开关MOS管的源极串联的取样电阻Rs转换成电压。此电压由电流取样输入端(6)脚Sense开关管最大电流检测信号输入端监视,并与来自(2)脚的反馈控制信号FB端电平相比较。通常取样电阻Rs为一小电阻。当负载短路或其它原因引起功率管电流增加,并使取样电阻Rs上的电压升高。当Sense端的电压达到0.85V时,RS触发器的R端输入为低电平,从而Q非输出低电平,SG6841即停止脉冲输出,可以有效的保护功率管不受损坏,从而实现过流保护。
2 SG6841的电路关键点测试
2.1 启动电路
300V直流电压经启动电阻降压送至SG6841的引脚(3)启动端,因为SG6841内部设有欠压锁定电路,其开启和关闭阈值分别为16V和10V,即该脚启动时电压必须高于16V,当此脚电压低于10V的时候停止工作,只有当电压再次高于16V的时候才会再次工作。在电路中,引脚(3)启动电路端通过两个1MΩ的电阻接至300V DC输出端,可在AC输入90V～264V的范围内实现SG6841的有效启动。在SG6841正常工作后,其引脚(7)VDD电源电压端必须提供10V～30V电压为芯片供电。
该点为故障多发点,当启动电压不正常时,一般为启动电阻阻值变大或烧坏;或外部相关的元器件损坏,如滤波电容漏电等,如果经查均正常,则为SG6841损坏。
2.2 Sense电流检测信号输入端
引脚(6)Sense;为开关管最大电流检测信号输入端,当Sense端的电压达到0.85V时,RS触发器的R端输入为低电平,从而Q非输出低电平,SG6841即停止脉冲输出,是电路停止工作。该检测点为电流检测控制点,当该点电压升高时,应检查相关检测电路,判别是由于取样电阻Rs阻值变化引起还是电流过大所造成的保护。改变Rs值即可改变其最大的输出功率。该点电压的变化可以有效的保护功率管不受损坏,从而实现过流保护。
2.3 RT保护电路输入端
引脚(5)RT为保护电路输入端,这时当URT<0.65V时启动保护功能。当URT端电压略低于0.65V,PWM脉冲的占空比会减少,从而降低电源输出电压;当URT端电压大大低于0.65V时,PWM脉冲的占空比会减少至零,从而使电源完全停止输出。该点在检测时,首先要先排除是否因为过压保护,该点出现问题一般会出现输出电压高,当输出电压高到一定值时,才会出现过压保护,若出现输出电压偏离正常电压,可考虑其稳压反馈回路的元器件出现问题,如相关控制电路和稳压二极管电阻值变大等,一般SG6841很少损坏。
3 SG6841的电路故障检测实例
例1优派VE710S液晶显示器故障现象:黑屏。
分析与检修:开机测输出端电压没有输出,判断电源不正常,进一步检查C805两端有300V电压,测IC801各脚的电压,引脚(5)RT保护电路输入端电压异常,正常值应大于1V,这时只有0.5V,保护电路动作,测量Q803基极电压偏高,使Q803导通,初步判断故障是由电源电压过高引起的电路保护,关机后用万用表欧姆档测Q803和D808稳压管,经查正常,怀疑稳压电路有问题,断开D808使Q803截止,IC801引脚(5)保护解除,通电时要在交流电源输入端接入交流调压器并逐渐调高电压,检测电源输出12V电压是否正常,经查12V电压不稳定,说明稳压电路有故障,检测IC803 TL431 REF端电压为2.7V,比正常值略高,断电检测采样电阻R824和R825其阻值也正常,试更换IC802光电耦合器,故障排除。该故障为光耦性能不良所造成电源不稳压的故障,从而使电源保护电路动作,因此在维修时应注意各控制环路的作用,在断开保护时应采用降压供电的形式,查找出故障点,然后在恢复保护电路。
例2优派VE710S液晶显示器故障现象:全无。
分析与检修:开机全无,指示二极管不亮,说明电源未工作。测C805两端无300V电压,发现保险丝F901烧黑断裂。测Q801击穿,R811烧断;检查整个电源,尤其是与电源管Q801相连接的元器件要逐一检查,并将损坏元件全部更换,另需注意的是,只要电源管损坏,一般SG6841都将损坏,所以也要一并更换,元器件更换后,开机后一切正常。
本故障是由于电源开关管Q801击穿,导致R811、保险丝F901烧毁,并导致SG6841烧毁,主要电源开关管击穿,都将更换SG6841,这样可以防止再次引起大面积的元件烧毁。
例3 AOC LM729液晶显示器故障现象:黑屏。
分析与检修:通电开机测量电源无输出,初步判断电源停振不工作造成,经查300V电压正常,断开电源,测量开关MOS管和发射极电阻阻值均正常。在通电测IC901 SG6841关键点电压,引脚(3)启动电路端经测量电压只有4.6V,正常值应为16.5V,该点电压偏低,检查启动电阻R906发现阻值变大,用1MΩ电阻将R906更换后,开机恢复正常。
参考文献
[1]杨恒.开关电源典型设计实例精选[M].北京:中国电力出版社,2007.
[2]周志敏,周纪海.现代开关电源控制电路设计与应用[M].北京:人民邮电出版社,2005.
LCD液晶显示器 篇8
恩智浦半导体照明解决方案事业部营销与业务开发总监Jacques Le Berre表示:“UBA3077专门针对将LED用于背光这一当前和未来市场趋势而设计。LED可节省大量能耗, 具有更低的寿命运行成本。UBA3077有助生成艳丽色彩, 而且不含任何有害物质, 是一种基于Green Chip技术的节能环保芯片。
产品特性/亮点:
恩智浦UBA3077采用CMOS50 PM (电源管理) 工艺, 专为数字环境中的高电压集成而设计, 将出色的电源特性与复杂的数字处理技术完美融合, 并可提供一流的性能。
·UBA3077由三个独立通道构成, 各自分别集成升压转换器和电流源, 使应用设计不受LED灯串电压不匹配导致的额外散热的影响。
·UBA3077为升压转换器和电流源采用集成MOSFET, 可帮助设计人员减小应用尺寸、降低外部元件成本。
·UBA3077拥有高线性和精确的调光功能, 可在低于1%光输出的条件下实现深度调光, 有利于改善画质。
·UBA3077为每个通道搭配了独立的PWM (脉冲宽度调制) 控制, 拥有极高的效率和精确的光控能力。
·14位PWM调光 (由系统生成PWM或内部生成) 最高可达24k Hz (占空比:0.1%至100%) 。
·UBA3077的工作电压范围为10V至42V, 最多可驱动三个20一组的LED灯串, 每个灯串的额定电流最高可达150m A。
·UBA3077可以自控操作或通过400k Hz I2C总线控制。
液晶显示器接地电阻测试技术研究 篇9
1 新旧标准中的接地电阻测试要求差异
新版信息技术设备安全标准GB4943.1—2011已经实施,与GB4943—2001版本相比,二者的接地电阻测试要求存在部分差异,如表1所示。
根据表1的测试要求差异,同样一台被测设备,符合GB4943—2001接地电阻测试要求时,却不一定能通过新版GB4943.1—2011标准中接地电阻试验。例如,某台被测设备为A型可插式设备,其输入电流额定值为3 A,熔断器规格为T5AH 250 V,部分保护连接导体采用横截面积为0.5 mm2的单层绝缘导线。按照GB4943—2001进行接地电阻测试,试验电流为4.5 A(设备额定电流的1.5倍,设备的额定电流最小),试验时间为60 s,测试后接地电阻为0.043Ω。按照GB4943.1—2011进行接地电阻测试,试验电流为32 A(A型可插式设备保护电流额定值16 A的200%),试验时间为120 s,测试后接地电阻为0.044Ω,横截面积为0.5 mm2的单层绝缘导线PVC绝缘层融化脱落,保护连接导体损坏,测试结果不合格。由此可以看出,新版标准对保护连接导体的接地电阻测试要求较旧版标准要更加严格[1,2,3]。
2 接地电阻的测试方法
2.1 接地电阻测试步骤
接地电阻测试的步骤涉及标准第2.6项多个子条款,进行测试时不仅需要注意判断被测设备的接地类型、保护接地的种类、保护导体的类型,还要判断保护连接导体的尺寸,以确定是否需要进行试验。根据电源的供电方式、保护电流额定值确定试验电流、试验时间和试验施加位置,进行试验后判断试验结果是否满足标准要求。完整的测试流程如图1所示。
2.2 试验电流和试验时间的确定
由于现在被测产品种类繁多、结构复杂,所以判断接地电阻测试的试验电流、试验持续时间就变得尤为关键。首先,要确定保护电流额定值,该额定值取决于设备的类型和过流保护装置的位置。应先判断设备属于哪种可插式设备,例如A型可插式设备,B型可插式设备;然后确定过流保护装置的位置,按照表1相关要求或条款2.6.3.3中a)、b)、c)的适用情况取最小值得出保护电流额定值。下一步判断保护电流额定值是小于等于16 A,还是大于16 A。如果小于等于16 A,则按照表1相关要求或标准2.6.3.4适用情况,试验电流为保护电流额定值的200%,试验持续时间为120 s;如果保护电流额定值大于16 A则判断其供电方式,例如交流还是直流。如果是交流,则试验电流为保护电流额定值的200%,试验时间则是根据电流大小选择标准规定的时间。如果是直流,则试验电流和试验持续时间按制造厂商规定进行测试[4]。
如果被测产品是按标准2.6.1b),且由通信网络或电缆分配系统供电的,则根据标准要求,其试验电流应为从此通信网络或电缆分配系统中可得到的最大电流(如果已知)的150%,但不小于2 A,试验持续时间为120 s。确认保护电流额定值对于确定试验电流和试验时间至关重要。
下面举例说明:
例1:某设备为A型可插式设备,交流电网电源供电,金属外壳,金属外壳与保护接地连接,起保护接地作用,即金属外壳为保护连接导体。
判定:此设备的保护额定电流为16 A,则接地电阻测试试验电流为32 A,试验时间为120 s。
例2:某设备采用Ⅰ类结构变压器,初级电路过流保护装置为T4AH 250 V熔断器,那么变压器的接地保护电路部分即为保护连接导体。
判定:此设备变压器部分的保护额定电流为4 A,则接地电阻测试试验电流为8 A,试验时间为120 s。
例3:某永久性连接式设备,设备采用外接的40 A断路器作为过流保护装置,金属外壳与保护接地连接,即金属外壳为保护连接导体。
判定:此设备的保护电流额定值为40 A,则接地电阻测试试验电流为80 A,试验时间为4 min。
3 测试仪器原理分析
标准要求是在试验时间内测量保护连接导体通过试验电流的电压降,测试回路试验电压不超过12 V,试验电流可以是直流或交流。但是在测试电路中,只测试电源保护接地端子和需要接地的零部件之间的电压降。并且应当注意,不能使测量探头的接触头与设备导电零部件之间的接触电阻影响试验结果。
基于以上标准要求,接地电阻测试仪测试原理是恒流电源两极引出的导线为被测导体施加试验电流,用电压表来测量被测导体两端的电位差。接地电阻测试过程中使用的测试方法一般有两种:二端法(见图2)和四端法(见图3)。
采用二端法进行测试时,电压表检测点在电流输出端子两端,测试回路中有接触电阻和引出导线电阻存在,为了符合标准要求使这些电阻不影响测试结果,需要在测试前测量出接触电阻(r1~r4)和引出导线电阻(R1~R2)的电阻值,待整个检测完成后,用测试的电阻值减去接触电阻和引出导线电阻的电阻值以得出最终的测试结果。这种测试原理在检测时方法繁琐,接触电阻和引出导线电阻的阻值变化直接影响试验结果,所以市场上的接地电阻测试仪基本不采用此方法。目前仅有少量品牌的接地电阻测试仪附加有二端法功能,但也都带有补偿功能,用于去除测试时接触电阻和引出导线电阻的影响。
四端法是国际上通用的低电阻值测试方法,目前的接地电阻测试仪大都采用这种检测原理。这种测试方法在进行试验时,试验电流施加回路与电压检测回路分开,电压检测端置于被测导体两端,将接触电阻r3和r4排除掉,利用电压表输入阻抗高的特点,电压检测回路中的接触电阻(r5~r8)和引出导线电阻(R3~R4)可忽略不计,有效地避免了接触电阻和引出导线电阻对被测电阻导体测试值的影响。
4 接地电阻测试注意事项
1)接地电阻测试线应有承载高电流的能力,当测试电流较高时,测试线横截面积较小会产生高温,严重的会破坏测试线的绝缘,所以应采用横截面积足够大并且其绝缘耐高温的测试线。
2)测试线与接地电阻测试仪测试端子的连接,一般采用U型插片和手拧螺纹端子连接,因为测试线经常因测试移动对短接处产生机械应力,多次使用后端子会出现松动,松动后的端子处接触电阻会变大,在经过较高电流时会产生高温,都会影响测量结果和仪器本身的寿命。
3)在进行接地电阻测试时还应注意仪器引出的两个试验夹子在夹紧被测样品时应尽可能地扩大接触面积,降低接触电阻。因试验电流较大,接触电阻过大会产生高温,造成被测导体的绝缘变形甚至绝缘失效,从而影响实验结果。
4)如果接地电阻测试仪采用校准物为100 mΩ的电阻进行功能性模拟校准,在进行校准时,接地电阻测试仪的测量结果处显示为100 mΩ,同时会报警提示测试不通过。标准中的要求是“电阻不超过0.1Ω”,即实际进行测试时结果为0.1Ω也是合格的。在实际检测中如果测试值正好是100 mΩ时测试仪报警,不应判断被测设备接地电阻测试不合格。应当仔细排除在进行试验过程中影响测试结果的因素,如错误的试验施加位置、接触电阻的影响等。排除这些因素后,还应考虑接地电阻测试仪本身的测量误差和设备计量后给出的测量不确定度,经过分析这些参考数据来判断试验结果是否满足标准要求。如果是进行型式试验测试结果为临界值,还应考虑实际批量生产时的生产工艺是否能保证每台设备均满足标准要求。
5 结论
通过对新旧两版信息技术设备安全标准中接地电阻测试要求的对比,指出了新版标准测试要求的严格性,介绍和分析了测试方法与仪器原理,总结检测经验提出注意事项,对减少影响测试结果的因素,提高I类液晶显示器安全检测中接地电阻测试的准确性具有重要意义。
摘要：通过介绍液晶显示器适用的新版信息技术设备安全标准GB4943.1—2011与旧版信息技术设备安全标准GB4943—2001中接地电阻测试要求的差异,阐述了信息技术设备接地电阻测试的详细步骤,重点说明如何确定试验电流和试验时间,同时分析了试验仪器的测试原理,总结给出了测试时的注意事项。
关键词：接地电阻,保护连接导体,保护电流额定值,过流保护装置的额定值
参考文献
[1]GB4943.1—2011《信息技术设备安全第1部分:通用要求》应用指南[S].北京:中国标准出版社,2012.
[2]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.GB4943.1—2011信息技术设备安全第1部分:通用要求[S].北京:中国标准出版社,2012.
[3]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.GB4943—2001《信息技术设备的安全》[S].北京:中国标准出版社,2002.
液晶显示器的结构分析与故障维修 篇10
关键词：液晶,结构,原理,故障维修
随着技术的发展和人们要求的不断提高, 人们对传统的阴极射线管 (CRT) 显示器体积大、重量大和功耗大的缺点越来越不满意。特别是在便携式、小型化和低功耗的应用中, 人们期望着体积小、重量轻和功耗小的平板显示器的出现。在这种需求的推动下, 液晶平板显示器 (LCD) 首先应运而生。由于LCD具有轻薄短小、低耗电、无辐射, 平面直角显示以及影像稳定不闪烁等多方面的优势, 在近年来价格不断下跌的吸引下, 占领了相当大的市场, 逐渐取代了CRT的主流地位。
1 液晶显示器的构成
LCD是在液晶板加上相应的驱动板 (也称主板, 注意不是液晶面板内的行列驱动电路) 、电源板、高压板、按键控制板等, 构成的一台完整的LCD。图1所示是LCD的组成框图。
1.1 电源部分
LCD的电源电路分为开关电源和DC/DC变换器两部分。其中, 开关电源是一种AC/DC变换器, 其作用是将市电交流220V或110V转换成12V直流电源 (有些机型为14V、18V、24V或28V) , 供给DC/DC变换器和高压板电路;DC/DC直流变换器用以将开关电源产生的直流电压 (如12V) 转换成5V、3.3V、2.5V等电压, 供给驱动板和液晶面板等使用。
1.2 驱动板 (主板) 部分
驱动板也称主板, 是LCD的核心电路, 主要由以下几个部分构成:
(1) 输入接口电路。LCD一般设有传输模拟信号的VGA接口 (D-Sub接口) 和传输数字信号的DVI接口。其中, VGA接口用来接收主机显卡输出的模拟R、G、B和行场同步信号;DVI接口用于接收主机显卡TMDS (最小化传输差分信号) 发送器输出的TMDS数据和时钟信号, 接收到的TMDS信号需要经过LCD内部的TMDS接收器解码才能加到Scaler电路中, 不过, 现在很多TMDS接收器都被集成在Scaler芯片中。
(2) A/D转换电路。A/D转换电路用以将VGA接口输出的模拟R、G、B信号转换为数字信号, 然后送到Scaler电路进行处理。早期的LCD, 一般单独设立一块A/D转换芯片 (如AD9883、AD9884等) , 现在生产的LCD, 大多已将A/D转换电路集成在Scaler芯片中。
(3) 时钟发生器 (PLL锁相环电路) 。时钟产生电路接收行同步、场同步和外部晶振时钟信号, 经时钟发生器产生时钟信号, 一方面送到A/D转换电路, 作为取样时钟信号;另一方面送到Sealer电路进行处理, 产生驱动LCD屏的像素时钟。另外, LCD内部各个模块的协调工作也需要在时钟信号的配合下才能完成。显示器的时钟发生器一般均由锁相环电路进行控制, 以提高时钟的稳定度。
(4) Scaler电路。Scaler电路的名称较多, 如图像缩放电路、主控电路、图像控制器等。Scaler电路的核心是一块大规模集成电路, 称为Scaler芯片, 其作用是对A/D转换得到的数字信号或TMDS接收器输出的数据和时钟信号, 进行缩放、画质增强等处理, 再经输出接口电路送至液晶面板, 最后, 由液晶面板的时序控制IC (TC0N) 将信号传输至面板上的行列驱动IC。
(5) 微控制器电路。主要包括MCU (微控制器) 、存储器等, 其中, MCU用来对显示器按键信息 (如亮度调节、位置调节等) 和显示器本身的状态控制信息 (如无输人信号识别、上电自检、各种省电节能模式转换等) 进行控制和处理, 以完成指定的功能操作。存储器 (这里指串行EEPROM存储器) 用于存储LCD的设备数据和运行中所需的数据。
(6) 输出接口电路。驱动板与液晶面板的接口电路有多种, 常用的主要有以下三种:1) 是并行总线TTL接口, 用来驱动TTL液晶屏。根据不同的面板分辨率, TTL接口又分为48位或24位并行数字显示信号。2) 是现在十分流行的低压差分LVDS接口, 用来驱动LVDS液晶屏。与TTL接口相比, 串行接口有更高的传输率, 更低的电磁辐射和电磁干扰, 并且, 需要的数据传输线也比并行接口少很多, 所以, 从技术和成本的角度, LVDS接口都比TTL好。需要说明的是, 凡是具有LVDS接口的LCD, 在主板上一般需要一块LVDS发送芯片 (有些可能集成在Scaler芯片中) , 同时, 在液晶面板中应有一块LVDS接收器。
3) 是RSDS (低振幅信号) 接口, 用来驱动RSDS液晶屏, 采用RSDS接口, 可大大减少辐射强度, 产晶更加健康环保, 并可增强EMI抗干扰能力, 使画质更加清晰稳定。
1.3 按键板部分
按键电路安装在按键控制板上, 另外, 指示灯一般也安装在按键控制板上。
按键电路的作用就是使电路通与断, 当按下开关时, 按键电子开关接通;手松开后, 按键电子开关断开。按键开关输出的开关信号送到驱动板上的MCU中, 由MCU识别后, 输出控制信号, 去控制相关电路完成相应的操作和动作。
1.4 高压板部分
高压板俗称高压条 (因为电路板一般较长, 为条状) , 有时也称为逆变电路或逆变器, 其作用是将电源输出的低压直流电压转变为液晶板 (Panel) 所需的高频的600V以上高压交流电, 点亮液晶面板上的背光灯。高压板主要有两种安装形式:1) 专设一块电路板;2) 和开关电源电路安装在一起 (开关电源采用机内型) 。
1.5 液晶面板 (Panel) 部分
液晶面板是LCD的核心部件, 主要包含液晶屏、LVDS接收器 (可选, LVDS液晶屏有该电路) 、驱动IC电路 (包含源极驱动IC与栅极驱动IC) 、时序控制IC (TC0N) 和背光源。
2 TFT液晶面板的组成
2.1 液晶显示板的常见分类
常见的LCD按物理结构分为4种:1) 扭曲向列型 (TN, Twisted Nematic) ;2) 超扭曲向列型 (STN, Super Twisted Nematic) ;3) 双层超扭曲向列型 (DSTN, Dual Scan Tortuosity Nomograph) ;4) 薄膜晶体管型 (TFT, Thin Film Transistor) 。其中TN型即将被淘汰, STN和TFT型已经成熟普及。
2.2 TFT液晶显示板的结构分析
液晶显示板主要由玻璃基板、配向膜、液晶体、TFT、存储电容、框胶、spacer[3]、black matrix[4]、彩色滤光片等组成。TFT液晶显示板的切面结构图如下图所示。
(1) 玻璃基板与配向膜。上下两层玻璃主要是夹住液晶用的。如图1中, 在下面的那层玻璃装有TFT, 而上面的那层玻璃则贴有彩色滤光片 (Color filter) 。如图2中所示这两片玻璃在接触液晶的那一面, 并不是光滑的, 而是有锯齿状的沟槽。这个沟槽的主要目的是希望长棒状的液晶分子, 会沿着沟槽排列。这样液晶分子的排列才会整齐。如果是光滑的平面, 液晶分子的排列便会不整齐, 造成光线的散射, 形成漏光的现象。图1中配向膜 (也叫定向膜) 的功用就像下图中玻璃的凹槽一样, 提供液晶分子呈均匀排列的接口条件, 让液晶依照预定的顺序排列。
(2) 液晶体。液态晶体具有光学性质。它在某一特定温度范围内, 同时具有液体及固体的特性。液晶体在不同的温度条件下, 有四种状态, 即固态 (结晶态) 、液晶、液态和气态。液晶用于制作显示器主要是因为它的分子排列受电场的控制, 而液晶的透光性与分子的排列有关。液晶在自然状态时, 其分子的排列是无规律的, 当受到外电场的作用时, 其中分子的排列也随之变化。液晶特性中最重要的就是液晶的介电系数与折射系数。介电系数是液晶受电场的影响决定液晶分子转向的特性, 而折射系数则是光线穿透液晶时影响光线行进路线的重要参数。而LCD就是利用液晶本身的这些特性, 适当地利用电压, 来控制液晶分子的转动, 进而影响光线的行进方向, 来形成不同的灰阶, 作为显示影像的工具。
液晶体本身是不发光的, 在图像信号电压的作用下, 液晶板上不同部位的透光性不同。每一瞬间 (一帧) 的图像相当于一幅电影胶片, 在光照的条件下才能看到图像。因此在液晶板的背部要设有一个矩形平面光源, 有时又称它为背光板。背光板为显示器提供一个高亮度, 而且亮度分布均匀的光源。
(3) TFT。图1中的TFT实际上是一个电子开关。如下图3, 每个像素单元薄膜晶体管栅极的控制信号是由横向设置的X轴提供, X轴提供的是扫描信号, Y轴为薄膜晶体管提供数据信号, 数据信号是视频信号经处理后形成的。当图像数据信号 (Y轴提供) 加到TFT的源极, 扫描信号 (X轴提供) 加到栅极时, 该TFT就导通, 源极的图像数据信号电压通过TFT加到与漏极相连的像素电极 (Display electrode) 上, 于是像素电极与公共电极之间的液晶体便受到Y轴图像信号电压的控制, 把图像信号显示出来。
(4) 存储电容。图1中的存储电容主要目的是让充好的电压能保持到下一次更新画面的时候, 以保证所显示的灰阶正确。因为, 虽然在上下两层玻璃间夹着液晶, 会形成平行板电容器, 它的大小约为0.1p F, 但这个电容并无法将电压保持到下一次再更新画面数据的时候。这样一来, 电压有了变化, 所显示的灰阶就会不正确。
(5) 框胶与spacer。框胶的用途就是要让液晶面板中的上下两层玻璃能够紧密黏住, 并且使面板中的液晶分子与外界隔绝, 所以框胶是围绕于面板四周, 将液晶分子框限于面板之内的。而spacer主要是提供上下两层玻璃的支撑, 它必须均匀地分布在玻璃基板上, 不然一但分布不均造成部分spacer聚集在一起, 反而会阻碍光线通过, 也无法维持上下两片玻璃的适当间隙, 会成电场分布不均的现象, 进而影响液晶的灰阶表现。
(6) black matrix。图1中black matrix (黑色基质) 的作用是遮蔽光线, 以免干扰到其它透光区域的正确亮度。当光线经由背光板发射出来时, 并不是所有的光线都能穿过面板, 比如给LCD的数据驱动芯片及扫描驱动芯片用的信号走线、TFT和储存电容等等。这些地方除了不完全透光外, 还因为经过这些地方的光线并不受到电压的控制, 而无法显示正确的灰阶, 所以都需利用black matrix加以遮蔽, 以免干扰到其它透光区域的正确亮度。
(7) 彩色滤光片。彩色滤光片是由R (红) 、G (绿) 、B (蓝) 栅条组成的滤波器。把R、G、B三种颜色, 分成独立的三个点, 各自拥有不同的灰阶变化, 然后把邻近的三个R、G、B显示的点, 当作一个显示的基本单位, 也就是像素。这一个像素就可以拥有不同的色彩变化了。这样当光穿过滤光片, 就可以看到彩色光。
(8) 偏光板。偏光板的作用就像是栅栏一般, 会阻隔掉与栅栏垂直的分量, 只准许与栅栏平行的分量通过。如果我们拿起一片偏光板对着光源看, 会感觉像是戴了太阳眼镜一般, 光线变得较暗。如果把两片偏光板迭在一起, 当旋转两片的偏光板的相对角度, 会发现随着相对角度的不同, 光线的亮度会越来越暗。当两片偏光板的栅栏角度互相垂直时, 光线就完全无法通过了。 (如下图4) LCD就是利用这个特性来完成的。利用上下两片栅栏互相垂直的偏光板之间, 充满液晶, 再利用电场控制液晶转动, 来改变光的行进方向, 如此一来, 不同的电场大小, 就会形成不同灰阶亮度了。
3 液晶显示原理
在两片玻璃基板上装有配向膜, 所以液晶会沿着沟槽配向, 由于玻璃基板配向膜沟槽偏离90°, 所以液晶分子成为扭转型, 当玻璃基板没有加入电场时, 光线透过偏光板跟着液晶做90°扭转, 通过下方偏光板, 液晶面板显示白色;当玻璃基板加入电场时, 液晶分子产生配列变化, 光线通过液晶分子空隙维持原方向, 被下方偏光板遮蔽, 光线被吸收无法透出, 液晶面板显示黑色。LCD便是根据此电压有无, 使面板达到显示效果。
4 故障现象的分析和维修
4.1 升压板损坏出现的故障
升压板的作用就是点亮灯管, 以产生背景照亮灯。灯管如同日光管一样, 其内部充满了氖气, 要想让它发光, 必须在其未点亮前产生1500V的高压来击发内部的气体, 一旦气体导通后, 则必须要有600~800V电压、9m A左右的电流供其发光。升压板主要功能就是将主板上的低压直流电 (一般是十几V, 或是5V) 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) 。当机器通电后, 电源供电, 开关信号S启动开关振荡电路, 开关管工作, 变压器提升电压, 点亮灯管。
升压板主要由脉宽产生IC (包含振荡/控制/反馈等外围电路) 、供电控制电路、自激振荡产生器、反馈取样电路等组成。
脉宽产生IC主要是负责产生矩形脉冲信号, 并随着亮度的调制而改变, 用以调节12V至自激振荡器的供电大小, 以产生随供电不同而不同的高压, 供灯管发光。
供电控制电路, 一般由几个三极管组成, 随着主板的控制电压的有无, 开通或切断脉宽IC的供电与否, 达到控制整块升压板的目的。
自激振荡产生器主要产生灯管所需要的高压, 当给它加入电压后, 即可自激振荡, 并产生逆变高压 (即逆变器) , 其加入的电压是12V经脉宽IC调制的。
反馈取样电路主要是收集自激输出及灯管低压线的电压与电流的大小, 并反馈至脉宽IC, 用以稳定或切断其脉宽输出。平时见到的LCD亮一下灭掉, 就是反馈电路起作用导致脉宽无输出而引起的。如:反馈偏高、IC输出偏高、灯管线脱等均会导致这种问题。下面分析升压板引起的几种常见故障:
(1) 瞬间亮后马上黑屏。这种故障主要因为升压板反馈电路起作用而导致, 如:高压过高使保护、反馈电路出现问题导致无反馈电压、反馈电流过大、灯管脚松脱、IC输出过高等等都会导致出现这种问题, 原则上只要IC有输出、自激振荡正常, 其它任何零件的不良均会导致该问题, 这是LCD升压板不良引起的最常见的现象。维修时最主要的方法是:1) 短接法:一般情况下, 脉宽调制IC中有一脚是控制或强制输出的, 对地短路该脚, 则IC将不受反馈电路的影响, 强制输出脉冲波, 此时升压板一般均能点亮, 再进行电路测试。但要注意:因为此时具体故障点位还未找到, 如果短路过久可能会导致一些异常的现象, 比如:高压线路接触不良时, 强制输出可能会导致线路打火而烧板!2) 对比测试法:因LCD灯管采用均为2个以上, 多数厂家在设计时左右灯管均采用双路输出, 即两个灯管对应相同的两个电路, 此时, 两个电路就可以采用对比测试法, 以判定故障点位!
(2) 通电后灯亮但无显示。此问题主要为升压板线路不产生高压导致, 如:12V未加入或电压不正常、控制电压未加入、接地不正常、IC无振荡/无输出、自激振荡电路产生不良等均会出现该现象!
(3) 三无。若因升压板导致该问题, 则多数均为升压板短路导致, 一般很容易测到, 如:12V对地、自激管击穿、IC击穿等均会导致。另外:电源部份或升压板线路做在同一块板的机子, 则电源无输出或不正常等亦会产生, 维修时可以先切断升压部份供电, 确认是哪一方面的问题再进行维修。
(4) 亮度偏暗。升压板上的亮度控制线路不正常、12V偏低、IC输出偏低、高压电路不正常等均会导致该问题, 部份可能伴随着加热几十秒后保护, 产生无显示!
(5) 干扰。主要有水波纹干扰、画面抖动/跳动、星点闪烁 (该现象少数, 多数均为液晶屏问题) 等, 主要是高压线路的问题。
4.2 灯管损坏引起的故障
灯管的老化、断路、开路都会造成暗屏和黑屏现象。灯管的寿命一般有5~7.5万小时, 可以保证一个普通家庭正常使用10年。
4.3 维修实例
检修思路:
例1.型号:联想绍阳V系列。
故障现象:开机屏暗
故障分析:开机屏幕一片黑暗, 在室外强光的照耀下可以看到进入WINDOWS, 由此现象分析电脑主机没故障, 故障可能出现在灯管或升压板。
故障检修与排除:把屏幕的保护框拆卸出来, 找到高压板, 把高压板绝缘胶拆下来。用专用的电压表测得灯管供电为0V, 再用万用表测试主板供到高压板上的12V电压没有。用万用表测试主板供电给高压板的连接口位置, 供电正常, 怀疑是连接线的问题。把连接线拆出来后看到屏蔽线已经裂开, 把屏蔽线都拆开后发现有3根线已经断开了。再细心观察后才发现连接线曾经焊接过, 现在再次断开的原因有可能是因为经常拨动屏幕, 转动而把连接线弄断, 或者是以前焊接的时候没把连接线延长并屏蔽不好, 所以经常拨动屏幕就把连接线弄断了。问题找到后, 找来3根线把断开的部分延长焊接好, 用屏蔽线把线都包好后装回原位开机, 灯管显示终于正常了。
例2.型号:富士通的575笔记本电脑。
故障现象:显示屏很暗且发红
故障分析:重装系统和显卡驱动都不行, 怀疑是升压板或灯管的故障。屏幕发红的原因有可能是升压板损坏导致电压不足, 或者是背光灯灯管漏气引起汞蒸汽泄漏, 就像我们的日光灯管有时也会出现灯管发红的现象一样。
故障检修与排除:首先拆掉电池, 然后拆下硬盘, 接着拆卸笔记本电脑的键盘、上面板、最后是液晶屏。把上面板后面的两个螺丝卸下来后, 用一个小号的平嘴螺丝刀或是钝一点的小刀, 慢慢地伸进上下面板的缝隙里, 慢慢地将上面板撬开 (有锁扣扣住) 。卸下固定显示屏的上下面板上的螺丝后再撬开液晶屏的上面板就可见到液晶屏的内部结构。左面绿色的长方形电路板是升压电路板;中间那一块白色板子是灯管的散光板, 背光灯管隐藏在散光板的上端。用万用表直流电压档测得电压是1.4万伏, 证明升压板没问题。用一个平嘴螺丝刀分开液晶屏的保护边框, 将液晶屏和散光板分开, 就可见到一个直径约2mm、长约20多cm的灯管, 用万用表欧姆档检查灯管引脚焊接情况良好。换上一个同类型的灯管后, 显示器正常工作。故障排除后按刚才拆卸的顺序和螺丝的数量按反顺序将笔记本电脑重再装好, 通电后一切正常, 故障排除。
例3.型号:三凌液晶显示器RDT152A。
故障现象:按下电源开关, 黑屏;关电源开关时, 屏幕瞬间亮了一下, 而后又出现黑屏。
故障分析:这种故障多为LCD高压板没有产生高压而引起。
故障检修与排除:先拆下后盖, 测量灯管无高压, 检测高压板电源引线SN1第6、7脚均为15V;查Q4、Q8的E极是15V, 测Q4、Q8的C极为0V, 其正常电压一般在9~12V之间。拆下Q4、Q8三极管测量无问题, 说明这两个带开关调整作用的三级管受到保护, 导致C极无电压输出。致使升压板无供电而无高压产生, 出现LCD黑屏现象。拆除Q4、Q8, 分别用个5W、50Ω的电阻串到Q4、Q8的E极、C极管脚上, 这时通电试验, 虽说有高压, LCD有光栅, 但光度不理想, 电阻发热厉害;再用两个三端稳压器7812, 输入端接E极, 输出端接C极, 接地端接地, 虽说光度有好转, 但三端稳压用不了两个小时, 很快烧掉, 即使加散热板也无计可施。最后用两个小型单9V变压器经整流后, 其正极接Q4或Q8的C极管脚上, 接地端接地。LCD即正常工作。
注意事项:1) 一定要拆除Q4、Q8;2) 两个小变压器电压要一致, 整流滤波电容2000μF以上;3) 变压器装焊在电源板与高压板之间的夹缝上。
例4:5.IBM T20笔记本。
故障现象:无背光有图像。
故障分析:故障点初步怀疑为高压板、屏线、灯管。
故障检修与排除:拆开显示器, 用专用电压表测量灯管无高压, 测量屏线BL电压为3V正常, 更换高压板后既然无背光。经过仔细检查屏线接口, 发现BL电压时有时无, ADJ电压0V。怀疑屏线损坏, 拆开笔记本键盘, 检查屏线插座接口的BL端和ADJ电压正常, 可以肯定笔记本主板无问题, 可能是屏线断线造成的无背光故障。用免去漆焊线直接飞线到屏线的高压板插座, 通电侧电压恢复正常。接好高压板灯管后背光恢复正常。
4.4 维修心得
(1) 维修时要注意防静电。
(2) 每一步检测都要细心、排除各配件后方可对主板进行修理。
(3) 液晶显示板的玻璃很薄, 注意不要被重压, 要保持板面清洁。
(4) 不要打开液晶显示板, 除非你打算报废它。
(5) 打开LCD时要注意用巧劲, 不能硬来。
参考文献
[1]韩广兴.液晶和等离子体电视机原理与维修[M].北京:电子工业出版社, 2007.
[2]余凤翎, 陈建尹, 等.家用电子产品维修培训教程[M].广州:广东经济出版社, 2007.
【LCD液晶显示器】推荐阅读：
LCD液晶显示05-15
液晶显示器行业07-13
液晶显示器的养生之道07-06
液晶显示终端05-21
液晶显示模组08-31
液晶电视显示模组08-21
智能液晶显示板等07-20
TFT液晶显示屏06-09
液晶显示控制器06-17
基于单片机的液晶显示07-25