第7章_液晶显示器液晶面板的故障分析与维修

第7章液晶显示器液晶面板的故障分析与维修7.1液晶面板的结构及工作原理7.1.1液晶面板的结构液晶面板的结构7.1.2液晶面板的工作原理液晶面板由上下两块玻璃基板组成，中间由液晶材料均匀间隔隔开。因为液晶材料本身并不发光，所以必须依靠两边的背光灯管发光作为光源，而在液晶显示屏背面上的导光板让光线往液晶方向前进，并通过反光膜和散射板将光线均匀的分布到各个区域去，给液晶材料一个均匀明亮的光源。在玻璃基板与液晶材料之间安装行、列电极，并在行与列的交叉点上，通过控制电压来达到液晶的旋光状态。LCD是由两个互相垂直的极化滤光器构成，中间充满了扭曲的液晶材料，在光线穿出的第一个滤光器后会使液晶扭转900，最后从第二个过滤器中穿出。另外，在液晶材料的周围设置控制电路和驱动电路，在电路的控制使行、列电极产生电场，并在不同的电流电场作用下，液晶分子会作规则的900旋转排列，这样在电源接通与断开的转换过程中产生明暗的差别，依此原理控制每个像素的明暗变化，便可构成所需显示的图像。7.1.3液晶面板的种类1TN液晶面板2、VA类液晶面板①MVA型液晶面板②PVA型液晶面板(a)S-PVA型液晶屏(b)P-MVA型液晶屏MVA型液晶屏3、IPS型液晶面板4、CPA液晶面板7.2背光技术7.2.1CCFL背光技术通过冷阴极灯管排列发光冷阴极灯管液晶显示器的背光灯管7.2.2LED背光技术通过四周的LED光源发光通过四周的LED光源发光液晶显示器的LED背光源7.3液晶面板驱动电路解析7.3.1液晶面板驱动电路的结构液晶面板驱动电路组成框图1时序转换电路WFP4620D转换芯片的内部方框图WFP4620D芯片组成的时序转换电路2行、列驱动电路由红、绿、兰三个子像素组成的一个像素像素矩阵行×列行、列矩阵像素图①行驱动电路行驱动电路是在行位移控制信号（DIO1/DIO2）和行位移时钟信号（CLK）等信号控制下，使行驱动电路产生从上逐步扫描的驱动信号把行驱动脉冲逐个加到行电极上，并顺时针旋转，由上到下逐行驱动行电极。时序脉冲加到哪个电极，这个电极所在的行就会同时显示该行所有的像素信息，并把列驱动电路传送过来的像素信号逐行排列，这样行驱动器电路从上往下扫描工作一个周期就可以显示一场图像，其工作原理和CRT显示器的场扫描相似。②列驱动电路列驱动电路的作用是对时序转换电路传送过来的位移起始控制信号STHR/STHL、位移时钟信号CLK、极性控制信号POL1/POL2和数据信号DATA进行处理、存储、极性变换、D/A转换、灰度形成处理。最后形成一行一行的模拟像素信号去驱动液晶屏，并在同步脉冲信号的控制下一行一行地加到液晶屏列电极线上。3驱动电源电路（DC-DC电路）驱动电源电路（DC-DC电路）的作用是直流电压的模数转换，将逻辑电源转换成液晶面板所需的各种直流电压。驱动电源电路作用产生9～15V的列驱动器的工作电压、20～32V和-5～-15V的行驱动器的工作电压以及时序转换芯片所需的3.3V、2.5V、和1.2V电压等。下图所示是驱动电源电路（DC-DC）电路的电路原理图。7.3.2驱动电路的工作原理典型液晶驱动电路的原理图计算机主机通过显卡输出的数据经VGA或DIV接口传送到液晶显示器内部的驱动板电路，主控电路中的微处理器向图像处理芯片发出指令，图像处理器中的时序转换电路接收行、场同步信号，与14.38MHZ的时钟信号共同产生列同步信号VSYNC和行同步信号HSYNC及移位脉冲CP。同时，主机显卡输出的视频R、G、B图像信号通过输入引脚送入图像处理芯片处理。时序转换电路产生的列同步信号VSYNC使内部的行计数器和像素计数器清零，并将列同步信号传送给列驱动电路，通知列驱动电路新的一场图像信号到来了，同时从第0行开始对像素矩阵刷新；这时地址发生器给储存器提供第1行数据的地址，控制外部存储器将第1行的显示信号经数据缓冲器送到数据输出引脚。行同步信号HSYNC对像素计数器清零，并从0开始计数，像素计数器在移位脉冲的控制下，按位依次将数据缓冲器中的显示器信号移到驱动器中。在液晶面板显示图像的过程中，像素计数器不断进行累加计数，自动和列数寄存器内的数值进行比较，像素计数器达到最大列数后，再发出一个行同步信号HSYNC使行计数器自动加1，像素计数器清零后发出锁存信号LP，锁存信号LP可以锁存驱动电路的第1行数据并通知驱动电路把液晶面板的第1行显示出来，还原成图像。当第2个行同步信号HSYNC到来时从存储器中取出第2行的显示信息，并传送第2行数据显示图像，依次进行，逐行显示，当行计数器中的值和参数寄存器中的值相等时，行计数器清零发出场扫描信号，开始显示新的一场图像。周而复始，完成连续画面的显示。7.4液晶面板常见故障维修1黑屏故障7.4.1液晶面板常见故障分析造成黑屏的故障主要是主控电路板或高压板电路，所以首先要区分是主控电路板还是高压板的问题。如果指示灯不亮则要检查开关电源电路是否工作正常，如果主控电路板的工作状态正常，则故障发生在高压板电路中，一般是背光灯管老化、内部电路元件损坏、接触不良等故障原因。出现白屏、花的故障现象说明高压板电路和背光灯都正常，故障发生在主控电路板或液晶面板驱动电路中。在维修白屏故障时应先区分故障是主控电路还是在液晶面板驱动电路问题，一般来说，在液晶显示器开机瞬间观察指示灯能否变换颜色，如果指示灯可以变化颜色说明主控电路板工作正常，故障在液晶驱动电路；如果在开机瞬间指示灯不能转换颜色，说明故障发生在主控电路中。白屏、花故障的主要检查屏线是否断裂、屏电压、负电压输出、主控芯片输出是否正常等。2白屏、花屏故障3缺色、偏色画面出现缺色主要是主控电路板和液晶面板驱动电路的连接电路发生故障。主要是主控芯片到连接座之间短路、虚焊，屏到扁平电缆线之间接触不良、主控芯片或液晶屏损坏等。液晶显示器出现偏色的故障主要是主控板信号R、G、B由输入到主芯片部分线路虚焊、短路、电容电阻错位等。4屏幕出现亮线、亮带或暗线屏幕出现亮线、亮带或暗线的故障一般是液晶屏本身出了问题。亮线是连接液晶屏本身的排线出了问题，或者是某行或某列的驱动集成电路损坏。暗线故障是液晶屏的本体有漏电，或者是TAB柔性板连线开路。一般来所出现这些故障液晶显示器没有维修价值，因为屏的价格太高。5屏上字符虚或拖尾屏上出现字符虚或拖尾的故障一般是信号通路或光路出现了问题，可按顺序检查VGA信号线，重点检查R、G、B三基色线的地线是否连接正常，更换驱屏线或转接板，更换驱动板、检查LCD屏背板信号的接口电路等。6液晶屏出现亮点和亮度低液晶屏出现亮点是指一个或两个大的亮点，一般轻轻用指尖压就可把亮点消失，说明此像素的开关管和电极虚焊。当液晶屏出现亮度低时一般是高压板ADJ亮度调节电路出了问题，或背光灯管老化等。7.4.2开机白屏的故障维修1、白屏的故障维修分析液晶显示器出现白屏的实质是背光灯正常，但液晶屏没有正确收到驱动板送过来的图像信号，液晶屏满屏白色光栅出现，而没有任何图像显示的迹象。造成液晶显示器出现白屏的故障电路是驱动板图像处理电路工作不正常、屏线没接好或屏线接口处给屏供电的保险开路，还有一种情况是液晶屏驱动电路供电不正常所致。2、白屏故障维修方法和步骤①先打开液晶显示器的外壳，检查屏线接口电路连接是否完好，发现有松动或有接触不良的现象时应重新连接好。②用万用表直流10V档测量主控电路板上的工作电压是否正常，检查+3.3V稳压器是否损坏。③用万用表直流10V档测量液晶屏线接口的供电电压是否为+5V电压，如果该电压不正常，液晶面板无法工作，一般是液晶驱动板上的供电保险器件烧断，如果损坏需更换损坏的元器件即可排除白屏的故障。④用万用表直流电压档检查液晶面板驱动电路上的驱动电源电路（DC-DC电路）输入输出电压是否正常，如果不正常需检查DC-DC电源电路各元器件是否正常，如保险电阻、PWM控制器芯片、开关管等。⑤用示波器检查由液晶面板驱动电路上从输入到输出的行、场信号和时钟信号是否正常。驱动信号是否正常。如果不正常，分别检查此电路的输出端信号、输入端信号及供电电压，以判断驱动芯片是否损坏等。7.4.3花屏的故障维修1花屏的故障维修分析液晶显示器出现花屏故障现象时的背光正常，只不过液晶显示器产生水平条纹且有彩色的竖条纹；液晶显示器可能会出现显示模糊的现象。出现花屏的故障原因主要涉及到+5V电压输出不正常、驱动板电路工作不正常、信号线的输入和屏线输出接口不良、液晶驱动电路板故障和液晶屏本身损坏等。另外，液晶面板驱动电路中的LVDS-TTL处理芯片损坏、图像处理器、微处理器损坏、存储器损坏都会造成花屏的故障。2花屏故障维修方法和步骤①检查液晶显示器与显卡的连线是否松动，液晶显示器与电脑主机显卡接触不良导致出现“杂波”、“杂点”状的花屏是最常见的现象。②打开液晶显示器外壳检查屏线接口是否连接好。发现有松动或有接触不良的现象时应重新连接好。③用万用表直流电压档图像处理器的+3.3V电压是否正常，如果该电压不正常，则应重点检查+3.3V稳压电路。④用示波器测量主控电路板图像处理器的时钟信号输出是否正常，如果该时钟信号不正常，则可能是图像处理芯片损坏。需更换排除故障。⑤检查主控电路板输出的R、G、B信号由输入到主芯片的线路是否有虚焊、短路、电容电阻是否有错位现象等。⑥检查驱动电路板信号输出到屏的连接座部分线路有无虚焊、短路（如IC脚、排阻及插座、双列插针）等。⑦用示波器检查时序转换电路芯片输出的时序波形是否正常，如果不正常很有可能是时序芯片损坏。如果正常则可能是液晶面板中的行列驱动电路故障或液晶屏本身损坏。