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《家电维修》杂志社 2004年8月2004年7月家电维修大众版2004年5月

液晶（ＬＣＤ）电视技术浅述

作者： 胡献满

目前正在流行的液晶（ＬＣＤ）电视是未来家庭多媒体终端显示的主流产品。下面就针对其技术特点作一简单介绍。

一、液晶产品的分类

随着科学技术的发展，液晶技术也得到飞速的发展！一方面屏幕越做越大、越来越薄，能显示的颜色也越来越多，一些关键参数如：视角、响应速度、亮度及对比度等也得到了很高的提升。液晶产品常按以下两种方法分类。

１．按照液晶分子的结构和控制分子的排列分类

此分类法可将液晶产品分为如下三大类：

（１）电流控制型

此型又叫动态分散型（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ，英文缩写为ＤＳ）；

（２）电压控制型

该型又可分为５类，分别是扭曲向列型，英文缩写为ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）；超扭曲向列型，英文缩写为ＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）；电控制双折射型，英文缩写为ＥＣＢ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）；客主型，英文缩写为ＧＨ（ＧｕｅＳｔ Ｈｏｓｔ）；相变型，英文缩写为ＰＣ（Ｐｈａｓｅ Ｃｈａｎｇｅ）。

（３）热控制型

该型也可分为下面两类：一是净化型，英文表示为Ｓｍｅｃｔｉｃ；二是胆固醇结构型，英文表示为Ｃｈｏｌｅｓｔｅｒｉｃ。

２．从显示图像的模式分类

此分类法可把液晶产品分为以下三大类：

（１）固定图像显示模式型

该型的产品主要有游戏机及遥控器等设备上的液晶显示屏。

（２）多段组合显示模式型

该型的产品主要有计算器、数字钟等设备的液晶显示屏。

（３）矩阵像素显示模式型

该型产品的品种最多，范围也最广。此型又可分为三大类：一是电脑、电视等设备用的液晶屏；二是无源型液晶显示屏（该型结构主要采用超扭曲向列型）；三是有源型液晶显示屏，该型还可分为：

１）目前应用最广的ＴＦＴ型?该型有晶硅ＴＦＴ屏和多晶硅ＴＦＴ屏之分）；

２）二极管型（广泛应用在一些大型的广告牌路标上）；

３）等离子体显示液晶屏，该屏结构主要采用扭曲向列型。

目前应用的最多的是矩阵像素显示模式中的无源型液晶显示屏和有源型液晶显示屏。也就是ＳＴＮ液晶屏和非晶硅ＴＦＴ液晶屏。它们两者的主要技术参数见附表。

二、目前主流液晶电视的特点

１．体积小：３０英寸的液晶电视整机厚度只有１２ｃｍ左右，可壁挂；
２．省电：１５英寸的液晶电视耗电约２０Ｗ左右；３０英寸的液晶电视耗电约１２０Ｗ左右；
３．亮度高：在屏幕中心垂直方向所测得的亮度值达到了４５０ｃｄ／ｍ２；
４．对比度大：对比度适中时，在屏幕垂直方向所测得的白场时的亮度值与黑场时的亮度值之比为３５０∶１；
５．不闪烁：由于采用冷阴极背光，连续发光，所以无闪烁感，不伤眼睛；
６．无电磁辐射：因为没有偏转线圈和阳极高压，所以无低频辐射和静电；
７．无几何失真：由于采用固定点阵显示，所以光栅无几何失真现象；
８．清晰：由于ＬＣＤ无聚焦和会聚调节，画面非常清晰；
９．显示尺寸大：对角线有效显示尺寸为３０英寸的ＬＣＤ，相当于３２英寸的ＣＲＴ电视的有效显示尺寸；

１０．分辨率：ＬＣＤ的分辨率可达到１６００×１２００；
１１．响应时间：响应时间分上升时间?从黑到白?和下降时间?白到黑?。常说的响应时间是指两者之和。响应时间太长，则快速运动的图像会显得模糊。目前大多数ＬＣＤ屏的响应时间为２５ｍｓ，少数高性能ＬＣＤ屏可达到１１ｍｓ。对液晶电视来说，只要响应时间低于１６ｍｓ图像质量就很理想；
１２．观看视角：目前大多数ＬＣＤ的观看视角达到了１７０°（也有的标为８８°，两者的观看角度是一样的，只是角度的计算和标法不一致）；
１３．显示的颜色：基本达到了１６７７万种甚至更高。

三、当前主流液晶屏的组成

无源型液晶显示屏即超扭曲向列型液晶屏已经逐步退出液晶电视市场，正逐渐被ＴＦＴ显示方式的液晶屏所取代。下面重点介绍ＴＦＴ液晶屏的组成。

ＴＦＴ显示液晶屏，英文全称为 Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ，可以理解或翻译为薄膜晶体管有源矩阵液晶显示器件，简称ＴＦＴ ＬＣＤ。它的主要结构如图１所示。滤色玻璃板和ＴＦＴ玻璃板板之间充满了液晶。两者之间通过一种支撑物进行连接，这种支撑物叫液晶隔。在一定的范围内，液晶隔有一定的弹性。因此当我们用力去挤ＴＦＴ的液晶屏时，ＴＦＴ液晶屏的图像上会出现黑斑或彩斑，但松开手，ＴＦＴ液晶屏的图像就能恢复如初。这是因为我们用力去挤ＴＦＴ液晶屏时，液晶隔发生了扭曲变形，导致它连接的滤色玻璃板和ＴＦＴ玻璃板发生了位移和变形，从而导致ＴＦＴ液晶屏出现黑斑或彩斑。但液晶隔的弹性是有限度的，当挤压的力量过大时，将导致液晶隔严重变形，并不可互逆。这时的ＴＦＴ液晶屏将在屏面上出现永久的黑斑或彩斑，整个屏就报废了！

实际的ＴＦＴ液晶屏比图１要复杂和精密得多，其内部的元器件及连线较多，如：薄膜晶体管、储存电容、像素电极、偏振器薄膜、以及末端带有焊接盘的数据和控制信号连线（和ＬＤＩ芯片连接）。其主要电路有背光灯驱动电路、ＴＦＴ液晶单分子的驱动电路（ＬＤＩ）等。

ＴＦＴ液晶屏的最小显示单元叫做ＴＦＴ显示子像素，它主要由一个薄膜晶体管（ＴＦＴ）、一个像素电极（ＩＴＯ）、一个储存电容（ＣＳ）组成。每个彩色ＴＦＴ液晶显示屏由三个基本的ＴＦＴ显示子像素组成，它们分别是红、蓝、绿显示子像素。

实际的ＴＦＴ液晶屏都已把上述元器件做成了一个整体组件。实际维修中，除背光灯和背光灯驱动电路可单独更换后，其他组件难以进行维修。若ＴＦＴ液晶屏损坏，只有直接更换整个ＴＦＴ液晶屏组件。

图２是一台是一台厦华ＬＣ－２２Ａ１Ｋ液晶电视机被拆去解码、模拟电路板后，只剩下电视机前面框和后铁板以及遥控接收头、电源指示灯的实物照片图。图中ＬＶＤＳ（Ｌｏｗ Ｖｏｌｔａ ｇｅ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｓｉｇｎｅｄｉｎｇ?信号连接线，它连接着ＴＦＴ液晶屏和解码主板。所有的图像信号就是通过这条线以ＬＶＤＳ格式（ＬＶＤＳ格式是一种低压、低功耗、低噪声、高速率的差分信号传输方式）传给ＴＦＴ液晶屏的。背光灯连接插头一端和背光电路板相连，一端和ＴＦＴ液晶屏里面的背光灯相连。后铁板是位于ＴＦＴ液晶屏后面的一大块保护基板，同时也是液晶电视机生产厂家安装相关电路板的载体。

我们常说的ＴＦＴ液晶屏是指把图２中的背光灯驱动电路、后铁板、电视机的前框及ＬＶＤＳ连接线都拔下后的组件。ＬＧ公司生产的型号为ＬＣ２０１ＶＯＺ的ＴＦＴ液晶屏背面图如图３所示。

目前全球共有ＳＡＭＳＵＮＧ（三星）公司、ＬＧ－Ｐｈｉｌｉｐｓ（ＬＧ－飞利普）公司、ＳＨＡＲＰ（夏普）公司、ＳＡＮＹＯ（三洋）公司、ＡＵ（友达光电）公司、 ＣＭＯ（奇美）等六家公司具备了大规模生产液晶屏的能力。

国内的ＴＦＴ液晶屏大部分是来自韩国的三星或ＬＧ，也有少部分来自台湾的ＣＭＯ（奇美）公司。

ＴＦＴ液晶屏背光灯驱动电路板常简称为背光板（下同），如图５所示。此电路驱动背光灯发光，发光的背光灯照亮液晶屏显示图像。背光板实际上是一个ＤＣ－ＤＣ转换电路，把１２Ｖ或２４Ｖ的直流电升至６７０Ｖ左右的电压。背光板组件由背光灯连接插座、电源供给插座、背光ＯＮ／ＯＦＦ控制信号插座、逆变线圈、控制ＩＣ等组成。

对背光板的维修和更换不同的厂家有不同的规定，有的厂家允许在保修期内单独更换有问题的背光驱动电路板；有的厂家却不允许单独更换，一旦背光灯驱动电路损坏，则要求整个ＴＦＴ液晶屏都返回原制造厂更换。在维修中若对不允许维修的背光灯驱动电路进行拆修的话，会导致整个ＴＦＴ液晶屏的免费保修失效！

四、液晶电视的发展趋势

液晶电视的发展是和液晶屏的发展息息相关。液晶电视朝着屏幕尺寸更大、厚度更薄、响应的时间更短、视角更宽的方向发展。韩国三星公司最新的第七代生产线已经能生产４６英寸的１６∶９ ＨＤＴＶ（高清电视）液晶显示屏。液晶电视在接收数字信号方面有很好的表现，除了能接收常见的ＶＧＡ信号外，还能接收ＳＶＧＡ、ＸＧＡ、ＳＸＧＡ、ＷＸＧＡ、ＵＸＧＡ等格式信号。最新的液晶电视机还带有ＤＶＩ数字信号直通端口，在接收数字信号方面更具有优势。有相当一部分液晶数字电视机，还把所有的节目接收单元内置，同时大规模的集成电路设计也使液晶电视的内电路实现了模块化的结构，为以后增加和删除相关的电路提供了非常方便的操作，最明显的优势是一旦国家开播数字信号的电视节目，就可以很容易地加入机顶盒接收系统，实现液晶电视的全数字化。

家用的液晶电视产品在实际的使用中，也分化为了两种类型：一是用于收看标准清晰度电视节目的４∶３显示格式的液晶电视机，其大小主要有１５、１７、２０、２２英寸；二是用于接收ＨＤＴＶ电视节目的１６∶９型显示格式的宽屏液晶电视机，其大小主要有１７、２３、３０、４０、４６英寸等。

值得一提的是液晶电视的尺寸大小，各个厂家的标法有点不一致，目前也没一个统一的国际标准。例如三星公司叫做３２英寸的液晶屏，ＬＧ公司却叫做３０英寸。

液晶电视的市场发展方向近几年也不大一样。市场上的４∶３图像显示格式的液晶电视不断地呈下降的趋势，而像素等级达到ＸＧＡ的１６∶９宽屏幕型的液晶屏，却逐年在ＤＶＤ ／ ＴＶ／ ＰＣ电脑上得到越来越多的应用，呈现出很快的上升态势！

五、未来可能取代液晶屏的显示器件

上面介绍的大多都是采用非晶硅ＴＦＴ技术的液晶屏。由于ＴＦＴ液晶屏的驱动输出端必须和ＴＦＴ板内的相关电极相连，因此在ＴＦＴ液晶屏里有大规模的集成电路，即ＬＳＩ驱动集成电路芯片。由于ＬＳＩ驱动集成电路芯片的引脚目前无法做得很小很细，导致和这些引脚相连的ＴＦＴ管也不能做得很细很小，因此制作小屏幕和高清晰显示屏时，非晶硅ＴＦＴ技术就显得力不从心。

为此多晶硅的ＴＦＴ技术得到了人们的重视。多晶硅ＴＦＴ技术是指用多晶硅替换原来非晶硅ＴＦＴ技术的ＬＳＩ驱动单元，并可直接做在ＴＦＴ板上，很容易做成很高密度的显示点阵。由于多晶硅技术ＴＦＴ屏在制造时需要较高的温度，所以多晶硅技术ＴＦＴ屏的玻璃基板必须采用价格很贵的高温石英基板，导致了多晶硅技术ＴＦＴ屏的发展受到了制约。

近年来发展的有机ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｎｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）板显示技术也很有可能在将来取代液晶技术。有机ＥＬ板显示技术在９９年开始市场化，目前在一些高档的电子产品及汽车上有广泛的应用。采用有机ＥＬ板显示技术的显示屏采用了主动发光技术，以及Ｒ、Ｇ、Ｂ三色荧光排列显示，具有低电能消耗、１ｍｍ左右的超薄厚度、极快响应时间（仅几μｓ）、自身重量很轻等优点。但采用有机ＥＬ技术的显示屏目前存在视角比较窄（仅为液晶ＬＣＤ的４５％），且不能做出大屏幕产品。估计要过几年才能突破上述的两个瓶颈，一旦这两项技术被突破的话，有机ＥＬ板显示技术的显示屏就可能会取代液晶屏，成为新一代的一种显示方式。

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