1 液晶显示技术简介

下扩散板
导光板
灯管 灯管 灯管
反射膜
背光灯的亮度是很高的，但通过了一系列的光学膜和偏光片、滤光片后，衰 减的就只剩3～5％左右了。
背光灯 下偏光板 TFT阵列 液晶 彩色滤光片 上偏光板 屏幕穿透率
项目 屏幕 透光率
偏光板透光率 A
开口率 B
彩色滤光片 透光率 C
液晶 效率 D
屏幕 透光率 A*B*C*D
5. 液晶分子是如何控制光线的？
•入射偏光板 •出射偏光板 • 左图显示入射光被液晶调整的过程 • 液晶的作用 : 使光线沿着液晶长轴的方向传播
- 图1 : 长轴扭转90度，光也会扭转90度
- 图2 : 施加电压的时候液晶扭转成电压的方 向，光会完全通过
•液晶
White
• 电压的作用 : 使液晶沿着电压的方向扭转 液晶长轴方向 • 偏光板作用 : 只允许一个方向振动的光通过
Ag
TFT-阵列 基板
3
16 检查 13清洗
TFT 面板 完成
12 液晶注入
11 切割
7 组装 8 切割缺口形成
14 外观检查 15 研磨
9 激光标识 10
玻璃蚀刻
2.模组段的生产
模组工程
TFT面板投入 清洗 粘贴偏光膜 TAB 粘贴 去除气泡
TFT面板完成品
污染物质去除
偏光板粘贴在 Panel上,下
粘贴驱动芯片
去除玻璃面板和偏光板 间的气泡
包装
最终检查
老化
组装
PCB 粘贴
标签粘贴及包装
性能及外观检查
液晶稳定化及 早期不良筛选
背光灯及外壳组装 PCB粘贴在Panel
* TAB：Tape Auto Bonding，即绑定有驱动芯片的柔性电路板
五、液晶显示模组常见问题的分析
与液晶屏相关的部分典型故障的检查
用 户 接 口 LVDS接收器 时序控制电路
Vcom 电压 生成 电路
输 出 接 口
DC/DC转换器
供电 数据
TCON板转换输出的信号一般为RSDS信号或miniLVDS信号，这些信号 再被送到液晶屏面板上的Gate Driver和Source Driver芯片中进行“翻 译”，“翻译”后的便是可以驱动液晶面板上TFT工作的信号了。 Gate Driver： 依序将每一行的TFT 打开，好让整排的source driver同时将一整行 的显示点充电到各自所需的电压，显示不同的灰阶。 Source Driver： 在每一条Gate driver打开时 将相对应的显示电极充电到所需 的电压。
1.液晶屏模组的结构构成
液晶屏模组
驱动 IC(Drive IC) 门极PCB(Gate)
分
解
(外部面框) (液晶面板)
扩散板和棱镜片 源极PCB(Source) 导光板 反射板 (Lamp) 灯管槽
(支撑架) (底部后盖)
2.液晶屏模组的电路构成
DCR：Dynamic Contrast Ratio ODC：OverDrive Control LUT： LookUp Table 动态对比度 过驱动控制 查找表
TCON
3. 液晶屏模组各部分的作用wk.baidu.com
（1）TFT基板 TFT基板位于液晶屏模组的最外部，用户就是通过它看到的图象， 它是液晶显示器件中对光线的透过量进行控制的关键部分。偏光膜、 彩色滤光片、液晶、TFT晶体管等均在其中。
Gate 线 子象素 Data 线 TFT 黑矩阵
（2）Timing Control Board (简称TCON板，或称为驱动板)
2.液晶显示器件的基本结构－（玻璃面板）
上偏光片 玻璃基板 彩色滤光片 透明电极 液晶
线路
<2mm
薄膜晶体管
薄膜(TFT)基板 透明电极 下偏光片
3.液晶显示器件的基本结构－（玻璃面板＋背光源）
4. TFT LCD是如何显示彩色的?
如何实现彩色
每个子像素的左上角(灰色矩形)为不透光的薄膜晶体管， 彩色滤光片能产生RGB三原色。
•图 1 •black
- 入射偏光板 : 偏转外部光入射到液晶 - 出射偏光板 :让被液晶调整后的光通过 偏转的光和出射偏光板的角度决定 通过的光通量 • 在偏光板之间的液晶加电压，可以调整通过两 个偏光板的光量，从而得到如左图的电压-通过 率的曲线
电压－透过率曲线
•图 2
三、液晶屏模组的构成及作用
TFT液晶显示技术简介
四川长虹电器股份有限公司 杨伟茂 Weimao.yang@gmail.com
一、显示器件的分类及概述
1.显示器件分类
电子束显示器件：CRT…
平板显示器件：LCD、PDP、OLED、EL、FED…
光学投影显示器件：CRT投影、LCD投影、DLP投影… 数码显示器件：LED、VFD、EPID(电泳显示)、辉光放电、 电致变色…
Gate Driver
Data Driver
*Gate Driver和Source Driver一般 都是与TFT玻璃基板连接在一起或直 接贴装在TFT玻璃基板上的。
部分厂家的TCON板
LG.Philips LCD
SAMSUNG
原台湾广辉
CHIMEI
（3）INVERTER (逆变器，或称为高压板)
度，使图象对比度提高；
7.IP-Board Inverter&Power-Board，电源和逆变器合一的产品。这种方式 提高了电源的效率；
1
无图象、背光灯不亮
2
无图象、背光灯亮
1. 2.
机芯板和 TCON 板之间的信号线是否连接可靠； 提供给 TCON 板的电压是否正常（波动<10％） 。
3
图象亮度低
1. 2. 1. 2.
菜单中是否调低了亮度； 检查其他图象是否正常。 菜单中设置是否正确； 其他信号源或其他图象是否正常。
4 5 6 7
项目 液晶屏模组 亮度
背光灯 亮度 E
屏幕 透光率 F (=A*B*C*D)
液晶屏模组亮度 E*F
CCFL背光灯的亮度一般在5000～7000nit，偏光板透光率40%，开口率
35%，彩色滤光片透光率 30%，液晶透光效率 90%。
四、液晶屏模组的制程
1.TFT面板的生产
彩色滤光 片基板
1 早期清洗 2 排向膜印刷 3 4封口胶印刷 5 支撑球分配 6
主要用于将外部机芯板提供的LVDS信号或TTL信号转换为Source Driver(数据驱动)和Gate Driver(门选通驱动)所需的信号。 数据驱动电路主要用来控制液晶基板上的TFT器件源极（Source）产 生灰阶电压。 门选通驱动电路主要用来产生选通脉冲，类似与电视信号中行同步 脉冲的作用。 以下是TCON板的 稳压源 图象存储器 伽 结构框图： 马、
如果在其他图象下同样存在且表现一致，可判断为液晶屏屏幕 自身问题。
六、液晶显示新技术介绍
1.OverDrive 过驱动技术，主要为了解决液晶产品中存在的响应时间过长问 题； 2.120Hz 目前各厂家都在积极推动的技术。现有的液晶屏一般都是60Hz的刷 新频率，提高为120Hz后，将在改善图象拖尾和图象抖动方面发挥作用； 3.THM、FMB 一种新的液晶屏模组安装方式，主要通过在液晶屏模组上增加 螺钉孔位减小液晶产品的外框尺寸。不同厂家的取名不同，但含义一样； 4.LED背光源 现有的主流液晶屏产品均为荧光灯管背光源，主要缺点为色域 覆盖率低、亮度均匀性不好、对比度不高。改为LED背光源后，以上各方面 都将有很大改善和提高； 5.FRC Frame Rate Control，帧率控制技术。FRC技术能够适当地控制帧速 率和相邻帧之间的颜色，这样液晶面板在播放动态画面的时候，我们就“看 到”了液晶面板本身不能显示的颜色。主要用于改善6bit屏的色彩显示； 6.DCR Dynamic Contrast Ratio，动态对比度。随图象内容的调整背光灯的亮
* 电路部分
TFT基板、Timing Control Board（简称TCON，时序控制板或驱动 板）、Source Driver（数据驱动）、Gate Driver（门选通驱动）、 Inverter（逆变器）
* 光学部分
光学膜（反射膜、扩散板、棱镜片）、偏光片、彩色滤光片、背光灯
* 结构部分
前面框、后面框、支撑架
图象色彩异常 图 象 水 平 和垂 直 方 向 显 示不完整 图 象 的 水 平方 向 和 垂 直 方向有较宽黑边 屏幕重复出现全白场、全 红（绿、蓝）场的测试图 象 部 分 信 号 源下 面 图 象 有 干扰 PC 信 号 源 下 图 象 不 清 晰，字符边缘模糊 白 场 图 象 下屏 幕 部 分 区 域亮度偏暗 屏 幕 有 亮 线或 亮 点 （ 暗 点）
检查其他信号源或图象是否正常； 1. 观察已显示出的图象是否完整的图象。 1. 2. 能否切换到其他信号源或图象； 是否电视台的测试信号。
8 9 10 11
1. 检查是否信号源自身问题；
1. 检查当前分辨率是否所推荐的分辨率； 1. 2. 屏幕表面是否有污染； 在不同的信号源下均输入白场检查。
1. 请修理人员判断是否云纹（Mura） 。 /
轻
优秀 较差 小 较差 一般 较高
一般
优秀 一般 大 较差 一般 较高
二、TFT液晶显示器件的工作原理
1.需要了解的基础知识
（1）光的偏振性： 自然光是一种电磁波，其传播的方向上没有 任何一个方位会比其他方位更占优势。自然光可 以沿着与光传播方向垂直的任意方向上分解成两 束振动方向相互垂直、振幅相等、无固定相位差 的非相干光。 在液晶显示器件中，主要就是通过使用 偏振片对偏振光的控制来实现光线透过量 的多少，实现屏幕上灰度的控制。 （2）液晶分子的各向异性： 表现为改变入射光的偏振状态或偏振方向，使入射光相应进行左旋或 右旋，从而光线被反射或透射，以此达到控制光线变化的目的。
SAMSUNG
中华映管
上广电-NEC
LG.Philips LCD
（4）背光源
由背光灯、导光板、反射膜、扩散片、棱镜片组成。主要是将多根灯管 发射出来的分散的光通过光学材料的作用变为面光源。
棱镜片、扩散片 扩散板 边缘支撑条 灯管组 反射层 背盖板
一种常见的背光源结构
上扩散板（保护膜）
上棱镜片
下棱镜片
序号 现象 初步检查
1. 未开机时检查电源线和电源开关； 2. 开机后检查电源线、信号线是否连接可靠。 1. 2. 3. 4. 5. 1. 2. 3. 1. 2. 3. 1. 2. 3. 1. 2. 1. 2. 1. 2. 3. 1. 2. 3. 1. 2.
进一步分析
测量逆变器的供电电压（+24V） 、Von/off 电压； 电源模块上的待机电压； 机芯板上各电源模块输出电压； 按键板和遥控接收板是否正常工作； 开机时逆变器的时序是否正常。 测量机芯板工作是否正常； 测量差分信号是否已经输出； 测量差分信号中直流电平幅度、 差分信号幅度 （100mV 左右） 。 测量逆变器中的 Vdim（或 Vbr）电压； 检查逆变器功耗是否远低于典型值； 检查机芯板软件状态是否正确。 机芯板和 TCON 板之间的信号线； 检查机芯板软件状态是否正确； 查询厂家白平衡及 Gamma 调整数据。 检查机芯与配用的液晶屏是否正确； 检查软件版本状态。 检查机芯与配用的液晶屏是否正确； 检查软件版本状态。 检查机芯与配用的液晶屏是否正确； 检查软件版本状态； 检查机芯板和 TCON 板之间的信号线连接是否正确。 检查是否逆变器干扰信号线； 测量相应输入信号的波形质量； 更换机芯板进行比对实验。 检查软件版本状态； 检查软件中相应设置项。
2. 各类显示器件的对比
参数 CRT LCD PDP LED EL
纯平 CRT 好
很好 很好 很好 很好 一般
VFD
FED
对比度
显 示 特 性 厚度 彩色 亮度 灰度 视角
很好
很好 很好 很好 很好 较厚
好
一般 一般 很好 一般 薄
好
很好 一般 一般 很好 一般
很好
不好 很好 不好 很好 一般
好
较差 较差 较差 很好 薄
好
较差 一般 较差 很好 薄
好
很好 很好 很好 很好 薄
重量
响应时间 分辨率(PPI) 功耗 大尺寸应用 寿命 成本
较重
优秀 一般 大 一般 一般 低
轻
较差 优秀 小 一般 很长 较高
较重
优秀 一般 较小 优秀 一般 较低
一般
优秀 较差 小 优秀 很长 低
轻
优秀 优秀 小 优秀 一般 较低
较重
优秀 一般 大 较差 一般 较低
主要将直流电源转换为背光灯管工作所需要的55～65kHz的高压交 流电。 常见的背光源有CCFL(冷阴极荧光灯)和EEFL(外阴极荧光灯)。对于 CCFL，每一根灯管需要有一个变压器来驱动；而对于EEFL，所有灯管是 并联的，因此INVERTER上一般只需要两个变压器足够。
部分厂家的INVERTER板