情境LCDTV认知和拆装

1、情境LCDTV认知和拆装一、液晶基础知识1.液晶及其分子结松构2.液晶种类3.液晶基本性质4.液晶显示原理2情境LCDTV认知和拆装1-1 什么是液晶? 在物理学上把物质分为三态，即固态、液态和气态。在自然界中，大部分材料随温度的变化只呈现固态、液态和气态三种状态。液晶(Liquid Crystal)是不同于通常的固态、液态和气态的一种新的物质状态，它是能在某个温度范围内兼有液体和晶体两者特性的物质状态，也叫做液晶相或中介相，故又称为物质的第四态。 3情境LCDTV认知和拆装1-2 液晶的历史 1888年，奥地利植物学家Reinitzer发现胆甾醇苯甲酸酯在145.5熔化时，形成了雾浊的液体，

2、并出现蓝紫色的双折射现象，直至178.5时才形成各向同性的液体。其后在Reinitzer和德国物理学家Lehmann的共同努力下，认为胆甾醇苯甲酸酯在固态和液态之间呈现出的是一种新的物质相态，将其命名为液晶，这标志着液晶科学的诞生。 液晶之父莱尼茨尔(Reinitzer)和莱曼(Lehmann)14情境LCDTV认知和拆装1-3 液晶分子结构 液晶是一种介于固体与液体之间、具有规则性分子排列的有机化合物，一般最常用的液晶为向列相(nematic)液晶，分子形状为细长棒形，长约为1nm，宽约为10 nm。在不同电流电场作用下，液晶分子会做规则旋转90o排列。 (a)晶体 （b）液晶 （c）液体

3、5情境LCDTV认知和拆装1-4 液晶有哪些种类 液晶种类很多，主要有近晶型、胆甾型和向列型。目前用在显示技术上最重要的原材料就是向列型液晶。 6情境LCDTV认知和拆装1近晶相液近晶相液晶分子排列 smectic由希腊语而来，是肥皂状的意思，因这种类型的液晶在浓肥皂中，都显示特有的偏光显微镜像，因而命名为皂相。近晶相液晶分子分层排列，有同一的方向，比较接近晶体，故译为近晶相。此类液晶的粘滞系数很大，分子可以左右、前后滑动，但不能在上下层间移动，应答速度慢，多用于光记忆材料的发展上。7情境LCDTV认知和拆装向列相液晶分子排列2向列相液晶 nematic也是由希腊语而来，是丝状之意，因这种液晶

4、的薄层在偏光显微镜下观察时，呈现丝状结构，故称之为丝相。向列相液晶分子位置杂乱，没有层状结构，但方向大致一致，故译为向列相。此类液晶的粘度小，分子容易顺着长轴方向自由移动。向列相液晶是光电子技术和显示上最为广泛应用的液晶.8情境LCDTV认知和拆装 由于此种液晶最早是从胆甾醇类物质中发现的，故称之为胆甾相。胆甾相液晶由多层向列型液晶堆积而成，其分子排列特点是：在某一平面内分子长轴的指向是一致的，与这一平面平行的另一平面内分子长轴的指向却一致地朝着另一个方向，两相邻平面分子的指向稍有不同，分子的指向矢（液晶分子的平均指向）在空间成一螺旋。 胆甾相液晶分子排列3胆甾相液晶9情境LCDTV认知和拆装

5、 向列相、胆甾相和近晶相液晶分子结构差异10情境LCDTV认知和拆装（1）液晶的边界取向性质当无外场存在时，液晶分子在边界上的取向很复杂，在最简单的自由边界上，液晶分子的取向会随液晶材料的不同而不同，可以垂直、平行可倾斜于边界，如图中的上方所示。 1-5 液晶的性质11情境LCDTV认知和拆装 （2）液晶的电气性质 液晶的电气性质如图所示。在上下电极板之间加一电场时，电极板之间的液晶分子长轴就会沿着电场方向排列。这一电气性质是实现液晶显示的基础。 12情境LCDTV认知和拆装（3）液晶的旋光性质 液晶的旋光性质如图所示。若上、下玻璃基板取向膜沟槽相差某一角度，则在玻璃基板中同一平面上的液晶分子

6、取向虽然一致，但相邻平面液晶分子的取向逐渐旋转扭曲。当可见光波长远小于液晶分子在玻璃基板间的旋转螺距时，则光矢量会同样随着液晶分子的旋转而跟着旋转，在出射时，光矢量转过的角度与液晶分子旋转扭曲角相同。 13情境LCDTV认知和拆装1-6 液晶显示原理在两片玻璃基板上装有取向膜，所以液晶会沿着沟槽取向，由于上下玻璃基板取向膜沟槽偏离90o，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90o扭转，通过下方偏光板，液晶面板显示白色。当在基板上加电场时，液晶分子产生取向变化，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。14情境L

7、CDTV认知和拆装二、液晶显示器件结构与原理2-1 液晶显示器发展概况2-2 液晶显示器件结构2-3 液晶显示器的特点2-4 TN型液晶显示原理2-5 STN型液晶显示原理2-6 TFT型液晶显示原理15情境LCDTV认知和拆装 1968年，美国发明了液晶显示器件，随后LCD液晶显示器件就正式面世了。然而从第一台LCD显示屏的诞生以来的30多年中，液晶显示技术得到了飞速的发展。七十年代初，日本开始生产TN-LCD(Twisted Nematic-LCD，扭曲向列LCD)，并推广应用。八十年代初，TN-LCD产品在计算器得到广泛应用。1984年，欧美国家提出TFT-LCD(Thin Film T

8、ransisto-LCD)和STN-LCD(Super TN-LCD，超扭曲向列LCD)显示技术之后，从八十年代末起，日本掌握了STN-LCD的大规模生产技术，使LCD产业获得飞速发展。2-1 液晶显示器发展概况16情境LCDTV认知和拆装2-1 液晶显示器发展概况 1993年，在日本掌握TFT-LCD的生产技术后，液晶显示器开始朝两个方向发展：一个是朝价格低、成本低的STN-LCD显示器方向发展，随后出现了DSTN-LCD（双层超扭曲阵列）；而另一个却朝高质量的薄膜式电晶体TFT-LCD发展。日本在1997年开发了一批以550679mm为代表的大基板尺寸第三代TFT-LCD生产线，并使199

9、8年大尺寸的LCD显示屏价格下降了一半。1996年以后，韩国和中国台湾都投巨资建第三代的TFT-LCD生产线，准备在1999年以后与日本竞争。17情境LCDTV认知和拆装2-2 液晶显示器结构18情境LCDTV认知和拆装 （1）液晶面板 液晶面板包括偏光片（Polarizer）、玻璃基板（Substrate）、彩色滤色膜（Color Filters）、电极（ITO）、液晶（LC）、定向层（Alignment layer）。 偏光片：分为上偏光片和下偏光片，上下两偏光片相互垂直。其作用就像是栅栏一般，会阻隔掉与栅栏垂直的光波分量，只准许与栅栏平行的光波分量通过。 玻璃基板：分上玻璃基板和下玻璃基

10、板，主要用于夹住液晶。对于TFT-LCD，在下面的那层玻璃长有薄膜晶体管(Thin film transistor，TFT)，而上面的那层玻璃则贴有彩色滤光膜。 彩色滤色膜：产生红、绿、蓝三种基色光，再利用红、绿、蓝三基色光的不同混合，便可以混合出各种不同的颜色。2-2 液晶显示器结构19情境LCDTV认知和拆装 电极：分为公共电极和像素电极。信号电压就加在像素电极与公共电极之间，从而改变液晶分子的转动。 液晶材料：液晶材料从联苯腈、酯类、含氧杂环苯类、嘧啶环类液晶化合物逐渐发展到环已基（联）苯类、二苯乙炔类、乙基桥键类、含氟芳环类、二氟乙烯类液晶化合物。 定向层：又称配向膜，其作用是让液晶分

11、子能够整齐排列。若液晶分子的排列不整齐，就会造成光线的散射，形成漏光的现象。2-2 液晶显示器结构20情境LCDTV认知和拆装 （2）背光模组 背光模组由冷阴极荧光灯（CCFL）、导光板（Wave guide）、 扩散板（Diffuser）、棱镜片（Lens）等组成。背光模组的作用是将光源均匀地传送到液晶面板。背光模组各部分作用说明如下： 冷阴极荧光灯：英文名Cold Cathode Fluorescent Lamps，简称CCFL。它是一种管状发光体，是一种线光源。冷阴极荧光灯能够提供能耗低，光亮强的白光。 导光板：它是背光模块的心脏，其主要功能在于导引光线方向，提高面板光辉度及控制亮度均匀

12、。2-2 液晶显示器结构21情境LCDTV认知和拆装 扩散板：主要功能就是要让光线透过扩散涂层产生漫射，让光的分布均匀化。 棱镜片：负责把光线聚拢，使其垂直进入液晶模块以提高辉度，所以又称增亮膜。 扩散板：主要功能就是要让光线透过扩散涂层产生漫射，让光的分布均匀化。 2-2 液晶显示器结构22情境LCDTV认知和拆装冷阴极荧光灯结构23情境LCDTV认知和拆装CCFL电压与电流关系24情境LCDTV认知和拆装CCFL驱动电路 25情境LCDTV认知和拆装（1）低压、微功耗 极低的工作电压，只要2V-3V即可工作，而工作电流仅几个微安，这是其他任何显示器件无法比拟的。在工作电压和功耗上，液晶显示

13、正好与大规模集成电路的发展相适应。从而使液晶与大规模集成电路结成了孪生兄弟，使电子手表、计算器、便携仪表、以至手提电脑等成为可能。 （2）平板型结构 液晶显示器件的基本结构是由两片玻璃基板制成的薄形盒。这种结构最利于用作显示窗口，而且它可以在有限的面积上容纳最大量的显示内容，显示内容的利用率最高。此外，这种结构不仅可作得很小，如照像机上所用的显示窗，而且可以作的很大，如大屏幕液晶电视及大型液晶广告牌。 2-3 液晶显示器特点26情境LCDTV认知和拆装 （3）被动型显示 液晶显示器件本身不能发光，它调制外界光达到显示目的，它是一种被动显示。即它不像主动型显示器件那样，发光刺激人眼实现显示。人类

14、所感知的视觉信息中，90以上是外部物体的反射光，而并非物体本身的发光。所以，被动显示更适合于人眼视觉，更不易引起疲劳。 （4）显示信息量大 与CRT相比，液晶显示器件没有荫罩限制，因此像素点可以作得更小、更精细；与等离子显示相比，液晶显示器件像素点处不需要像等离子显示那样，像素点间要留有一定的隔离区。因此，液晶显示在同样大小的显示窗面积内，可以容纳更多的像素，显示更多的信息。这对于制作高清晰度电视、笔记本式电脑都非常有利。 2-3 液晶显示器特点27情境LCDTV认知和拆装 （5）易于彩色化 液晶本身虽然一般是没有颜色的，但它实现彩色化的确很容易，方法很多。一般使用较多的是滤色法和干涉法。由于

15、滤色法技术的成熟，使液晶的彩色化具有更精确、更鲜艳、更没有彩色失真的彩色化效果。 （6）长寿命 液晶材料是有机高分子合成材料。具有极高的纯度，而且其他材料也都是高纯物质，在极净化的条件下制造而成。液晶的驱动电压又很低，驱动电流更是微乎其微，因此，这种器件的劣化几乎没有，寿命很长，可在5万小时以上。 2-3 液晶显示器特点28情境LCDTV认知和拆装 （7）无辐射，无污染 液晶显示器件在使用时不会像CRT使用中产生的软X射线及电磁波辐射。这种辐射不仅污染环境还会产生信息泄露，而液晶显示不会产生这类问题，它对于人身安全和信息保密都是十分理想的。 （8）结构简单，易于驱动 液晶显示器件没有复杂的机械

16、部分，能用大规模集成电路直接驱动，电路接口简单。2-3 液晶显示器特点29情境LCDTV认知和拆装2-4 扭曲向列型液晶显示器件（TN-LCD） 30情境LCDTV认知和拆装2-5 超扭曲向列型液晶显示器件（STN-LCD） STN模式的产品结构基本和TN模式是一样的，只不过盒中液晶分子排列不是沿着90 O扭曲排列，而是180O270O扭曲排列 31情境LCDTV认知和拆装2-6 薄膜晶体管型液晶显示器件（TFT-LCD） TFT(Thin Film Transistor)-LCD为薄膜晶体管液晶显示器件，又称为三端子有源矩阵液晶显示器件，即在每个液晶像素点的角上设计一个三端子元件场效应开关管

17、，如图3-19所示。TFT的栅极与扫描电极母线相连。当开关导通时位于同一行上的所有像素将与相应的数据电极母线相通，信号开始对上述液晶像素充电。TFT-LCD的液晶显示部分与TN-LCD类似。32情境LCDTV认知和拆装2-6 薄膜晶体管型液晶显示器件（TFT-LCD） 33情境LCDTV认知和拆装TFT-LCD液晶盒结构 34情境LCDTV认知和拆装液晶像素的TFT控制 与TN型液晶的显示原理相同，不同的是，由于场效应晶体管具有电容效应，能够保持电位状态，已经透光的液晶分子会一直保持这种状态，直到场效应晶体管(FET)电极下一次再加电改变其排列方式为止。而TN型液晶就没有这个特性，液晶分子一旦

18、没有加以电场，立刻就返回原来的状态，这是TFT型液晶和TN型液晶显示原理的最大不同。 35情境LCDTV认知和拆装TFT和TN、STN型液晶显示器比较性能TNSTNTFT驱动方式单纯矩阵驱动单纯矩阵驱动主动矩阵驱动视角大小小（视角+30度）中等（视角+40度）大（视角+70度）画面对比最小（画面对比在20:1）中等最大（画面对比在150:1）反应速度最慢(无法显示动画)中等（150ms）最快（40ms）显示品质最差中等最佳颜色单色或黑色单色或彩色彩色价格最便宜中等最贵（约STN的3倍）适合产品电子表、计算器、掌上游戏机等移动电话、掌上电脑、低档笔记本笔记本、PC显示器、电视机 36情境LCDT

19、V认知和拆装导致LCD视角狭窄的因37情境LCDTV认知和拆装MVA（多畴垂直取向）广视角技术38情境LCDTV认知和拆装PVA（垂直取向构型）广视角技术 39情境LCDTV认知和拆装CPA（连续焰火状排列）广视角技术 40情境LCDTV认知和拆装 FFS（边缘场切换）广视角技术 现代电子则采用FFS（Fringe Field Switching）技术，不需要额外的光学补偿膜，FFS（Fringe Field Switching）严格来说应该是IPS模式的一个分支，主要是将IPS的不透明金属电极改为透明的ITO电极，并缩小电极宽度和间距，在制造上比原先的IPS技术复杂，但因为使用了透明的ITO

20、电极让透光率比IPS高出2倍以上。在视角的呈现上达160o，反应时间因受制于采用负型液晶制造，反应时间则略逊于IPS技术。为了增加良率与显示品质的提升，新的UFFS（Ultra FFS）技术，能将原色重现率提升至75%以上。41情境LCDTV认知和拆装OCB（光学补偿弯曲排列/光学补偿双折射）广视角技术 松下开发的OCB（Optically Compensated Bend/Optical Compensated Birefringence）广视角技术，利用其设计巧妙的液晶分子排列来实现自我补偿视角，所以它又叫自补偿模式。虽然视角仅达140o以上，但反应时间却能缩短至10ms以内，而色纯度的改

21、进为传统TFT三倍以上，多半用于娱乐视听型彩色液晶显示器面板.42情境LCDTV认知和拆装三、TFT液晶屏驱动3-1 TFT液晶屏的电路结构3-2 液晶屏的反转驱动方法3-3 各种反转驱动方法比较43情境LCDTV认知和拆装 每一个TFT与Cs电容, 代表一个显示的点. 而一个基本的显示单元，需要三个这样显示的点，分别来代表RGB三基色。以一个1024768分辨率的TFT-LCD来说，共需要10247683个这样的点组合而成。 3-1 TFT液晶屏的电路结构44情境LCDTV认知和拆装1为什么要反转驱动 由于液晶是有机化合物，在固定的电场作用下将发生电化学反应，从而导致液晶材料的老化及失效，所

22、以液晶像素点不宜施加直流电压。如果液晶屏显示静止画面， 也就是说像素点一直显示同一个灰阶的时候怎么办？这就要采用反转驱动方法。3-2 液晶屏的反转驱动方法45情境LCDTV认知和拆装 反转驱动方法:就是指加在像素点上的电压正负极性是交替变化的。 液晶屏的驱动电压就分为两种极性，一种是正极性，而另一种是负极性。当显示电极的电压高于公共电极电压时，就称之为正极性。而当显示电极的电压低于公共电极的电压时，就称之为负极性。不管是正极性或是负极性，都会有一组相同亮度的灰阶。 当您所看到的液晶屏画面虽然静止不动，其实里面的电压极性正在不停地变换，而其中的液晶分子正不停地一次往这边转，另一次往反方向转。46

23、情境LCDTV认知和拆装2帧反转、行反转、列反转和点反转47情境LCDTV认知和拆装3公共电极电压固定48情境LCDTV认知和拆装3公共电极电压不固定49情境LCDTV认知和拆装 不同公共电极电压驱动方法比较 50情境LCDTV认知和拆装反转驱动方法 可使用的公共电极驱动方式帧反转 固定与变动 行反转 固定与变动 列反转只能使用固定的公共电极电压 点反转 只能使用固定的公共电极电压 反转驱动方法与公共电极电压方式的搭配 51情境LCDTV认知和拆装反转驱动方法 闪烁（Flicker）的现象 交谈（Crosstalk）的现象 帧反转 明显 垂直与水平方向都易发生行反转 不明显 水平方向容易发生

24、列反转 不明显 垂直方向容易发生 点反转 几乎没有 不易发生 3-3 各种反转驱动方法的比较 52情境LCDTV认知和拆装1反转驱动方法对闪烁（Flicker）的影响 所谓闪烁（Flicker）现象，就是当你看液晶显示器的画面上时，你会感觉到画面会有闪烁的感觉。它并不是故意让显示画面一亮一灭来做出闪烁的视觉效果，而是因为显示的画面灰阶在每次更新画面时，会有些微变动，让人眼感受到画面在闪烁。 这种情况最容易发生在使用帧反转方法，因为帧反转的整个画面都是同一极性，当这次画面是正极性时，下次整个画面就都变成了是负极性。假若你是使用公共电极电压固定的方式来驱动，而公共电极电压又有了一点误差，见下图，这

25、时候正负极性的同一灰阶电压便会有差别，当然灰阶的感觉也就不一样。在不停切换画面的情况下，由于正负极性画面交替出现，你就会感觉到闪烁的存在。53情境LCDTV认知和拆装 闪烁产生的原因 54情境LCDTV认知和拆装2反转驱动方法对交谈（crosstalk）的影响 至于交谈（crosstalk）的现象，它指的就是相邻的点之间，要显示的资料会影响到对方，以致于显示的画面会有不正确的状况。虽然crosstalk的现象成因有很多种，只要相邻点的极性不一样，便可以减低此一现象的发生。综合这些特性，我们就可以知道为何大多数人都使用点反转了。55情境LCDTV认知和拆装3反转驱动方法对耗电的影响 反转驱动方法

26、对耗电有不同的影响，不过它在耗电上需要考量其搭配的公共电极电压方式。一般来说公共电极电压若是固定，其驱动公共电极的耗电会比较小，但此时source driver其所需的电压比较高，反而source driver的耗电会比较大。 56情境LCDTV认知和拆装四、GC32液晶电视机机芯概述4-1 功能特点、技术规格4-2 机芯电路组成57情境LCDTV认知和拆装LCD27A71-P整机实物图 58情境LCDTV认知和拆装4-1 功能特点 1、功能：最新数码I2C总线控制芯片亮彩引擎智能音量控制功能内嵌3D Y/C分离技术蓝、黑电平双扩展线路色彩高保真自动跟踪系统WINDOWS全屏中、英文菜单三种可

27、选色温全功能红外线遥控多制式国际线路200个频道预选（0-199）AV立体声输入、S-VIDEO、HDTV、VGA及数字DVI、HDMI等接口全自动调谐和手动调谐动态影音智能音效丽音功能支持STDV及HDTV模式（480i/p、576i/p、720p、1080i/p）TV状态无信号15分钟自动待机59情境LCDTV认知和拆装 2、特点：液晶显示屏，屏幕绝无闪烁，减轻眼睛的紧张和疲劳。采用高档液晶显示屏，具有高亮度，高对比度、大视角、响应时间快等优点。智能化用户界面，贴近WINDOWS操作方式。用户只需点选菜单，操作简便快捷。强大的画中画功能.灵活组合信源，缩放、移动、互换。具有VGA、DVI接

28、口，可作高性能液晶电脑显示器使用，并可播放电脑音源实现多媒体功能 。逐行图像处理，采用业内领先的运动补偿及DCDiTM专利技术，彻底消除运动画面周围所产生的锯齿及模糊现象。影音快线接口，视频、音频一线传输。60情境LCDTV认知和拆装3. 技术规格伴音输出功率：左+右喇叭：10W+10W工作电压：220V 50HZ额定消耗功率：220W可视图像对角线尺寸：100cm整机尺寸（宽深高）：1270mm310mm772mm净重：毛重：环境：工作温度：535 工作温度：1080 储存温度：-1560 储存湿度：1090接收频道：470MHZ全频道有线电视（DS157CH Z1Z38CH）适合制式：国际

29、制式TV：PAL D/K，I，BGAV：，PAL预调节目记忆量：200个（0199）状态显示方式：屏幕显示调整状态指示：屏幕视窗菜单屏幕显示语种：中文，英文射频天线输入：75不平衡AV视频接口（输入）：75，1.0Vp-p, RCA端子AV音频接口（输入）：10k，61情境LCDTV认知和拆装4-2 机芯电路组成 1、特点: TCL-LCD40A71P液晶电视集电视、画中画、电脑显示等功能，它是公司新推出的一款采用先进的数码芯片配A71系列外观而成，其核心技术芯片运用GENESIS 公司的FLI8532，内部集成强大的平板图像处理器、多路信号输入、OSD控制、内置x86微处理器、PLL时钟控发

30、生器、ADC及智能图像处理等功能模块。 FLI8532和SAA7117解码芯片组合实现画中画功能；显示输出为SAMSUNG TFT-LCD显示屏，型号：LTA400W2-L01。它具有高显示品质及体积小、重量轻等优点，同时具有省电及无辐射等特性。 62情境LCDTV认知和拆装TCL-LCD40A71P液晶电视机电路框图63情境LCDTV认知和拆装五、LCD27A71-P液晶电视机电路分析5-1 高频板电路5-2 主板信号输入电路64情境LCDTV认知和拆装5-1 高频板电路实物图65情境LCDTV认知和拆装（1）高频板信号处理电路高频信号处理电路主要由两个相同型号规格的高频头TMQZ6-429

31、A、一个有源分配器 MDLW3Z800A和一个电压升压芯片MC34063AD(SO-8)组成。66情境LCDTV认知和拆装5-2 主板（数字板）信号处理电路A、信号输入电路共有9路：RF射频信号输入；AV1视频信号输入；AV2视频信号输入；AV3视频信号输入；S-Video端子信号输入；YUV（HDTV）信号输入；VGA信号输入；DVI（Digital Visual Interface ）信号输入；HDMI（High-definition Digital Multimedia Interface ）信号B、信号解码及处理电路C、运动图像及画中画处理电路 D、丽音解码及音效处理电路E、伴音功放及静音控制电路F、信号输出电路G、待机控制电路H、电源处理电路67情境LCDTV认知和拆装射频信号输入视频信号输入视频信号输入视频信号输入；端子信号输入；（HDTV）信号输入；（RGB）信号输入；（Digital Visual Interface ）信号输入；（High-definition Digital Multimedia Interface ）信号。 主板信号输入电路 68情境LCDTV认知和拆装1、RF射频输入电路 69情境LCDTV认知和拆装2、AV信