LED显示器维修技术.doc

LED显示器维修技术趋势已经市场份额：LED背光技术很早就应用到显示器领域，由于最先上市的产品显示色彩和均匀性上还有所欠缺，再加上价格过高，在市场上并没有取得像样的成绩。随着LED光源技术的不断进步，将LED导入显示器中对产品价值的提升愈加明显，越来越多的厂商也都加入了开发LED背光显示器的行列，不断推陈出新，推出自己的LED背光产品。 继戴尔和AOC两大品牌之后，三星、LG、明基、飞利浦等重量级大厂纷纷推出了LED背光型液晶显示器。一线厂商大动作导入LED于显示器也使其它厂商蠢蠢欲动。据了解，华硕公司年底前将推出20寸以上尺寸的LED背光液晶显示器产品，而奇美也准备于明年第一季度度推出自有品牌的LED背光液晶显示器。 虽然许多显示器厂商都开始布局LED背光产品，但是并没有将重心转到LED背光产品上来，主要原因还是价格。以目前市场上22寸CCFL的高端机型来说，价格在275美元左右，而LED背光机型则要达到335美元上下，LED背光液晶显示器的价格比顶级CCFL背光机型高20%左右，消费者是否愿意为这20%的差价买单？因此，LEDinside认为短期内LED背光产品的渗透率并不会很高。 面板积极，成本渐走低 面板厂商开发LED背光显示器面板较为积极，业内人士普遍预计今年是LED背光导入液晶显示器起始“元年”，明年实现大发展。友达已表示2010年友达显示器面板出货将有10%到15%搭载LED背光；群创董事长段行建也表示群创2010年显示器面板采用LED背光模组的目标是50%；而瀚宇彩晶的力度更大，总经理周定辉表示彩晶计划2010年显示器面板出货将全线采用LED背光模组。 显示器的成本大部分来自液晶面板，一台液晶显示器需要几十颗LED作为背光，成本约在3060美元，而采用CCFL的成本约在十几美元。几十美元 的成本提升对显示器影响很大。面板厂商大幅度生产LED面板可望带动LED生产规模，降低LED成本。还有厂商在积极开发成本更低的LED背光模组，更有业者预计LED背光模组的价格三年内会降到和普通CCFL背光模组接近的水准。LEDinside表示量产成本必然下降，至于LED背光模组何时与CCFL成本持平还不能那么肯定。 2012年产品渗透率可望达35% 显示器导入LED作为背光源，这也是近期笔记本电脑与电视品牌厂商积极推出采用LED背光产品的结果。对于众面板厂商量产LED背光，LEDinside表示主要是因为目前市场上采用LED背光模组的显示器大多都在19寸以上，面板厂商积极开发LED背光面板，除了可以应用于显示器 外，同时还可用于小尺寸的液晶电视。短期内，由于LED供给吃紧以及成本考量，LED显示器还不会大量普及，但预估至2010年下半年以后，LED上游芯 片厂的大量产能开出后，LED价格下降有助于LED背光的显示器普及。而当成本下降后，各家显示器的品牌厂商将加速导入LED背光，因此LED显示器有机 会比照LED NB的模式，LEDinside预计到2012年将会有35的显示器面板采用LED背光模组。LED的感念以及领域究竟是LED显示器还是LED背光显示器？在LED开始与显示设备相联系的时候，不少终端消费者对这个概念既熟悉也陌生。熟悉LED的名字，知道它能为显示设备带来某些方面的提升，陌生LED的形状、功能以及其在显示设备中的作用。 LED广告灯箱 通常所说LED显示器，是指LED晶粒作为显示图像的单元，拥有发光和显示两种性质，如常见公交车、火车、大型广告显示屏等等，很多都采用LED显示器。其点距极大，适合远观，不适于近看。采用CCFL作为背光源的液晶背光板 而LED背光显示器，通常是指液晶显示器的背光系统采用LED作为发光体，由于液晶本身不具备发光性质，因此成品的液晶面板需要完整的背光系统，包括背光源、导光组件等等。CCFL冷阴极背光灯管，是液晶显示器最常用的背光源，不过相比LED背光源，CCFL在发光效率、环保、薄型化方面都较弱。采用LED晶粒的手电 随着LED照明市场的飞速发展，其成本出现了大幅的下滑，手电、车灯、路灯都开始采用LED。另外，上游一些液晶面板厂积极投资LED产业，加速了液晶背光系统的改善，LED背光将会在未来几年，逐渐取代CCFL背光，成为液晶面板的主流背光源。实际结构详解：机型三星”P2370极致超薄的三星XL2370采用LED背光液晶面板拆解要从背部开始，机体的前框与后盖整合没有螺丝，但却是严丝合缝 笔者第一天用平口螺丝刀、瑞士军刀从结合的缝隙处，撬得机身伤痕累累，1个小时过去了，仍然无果，暂时放弃。随后得到三星方面人士默许：“放心拆”，心里少了几分压力，操起平口螺丝刀，这次没花一会功夫就把后盖打开，惊喜！就是这个后盖，把机体封得严严实实，各位网友可不要拿自己的爱机开这种玩笑后盖下方的支架转轴处有金属固定，做工用料很舍得三星XL2370采用型号为LTM230HT04的三星原装LED背光液晶面板，规格为23吋16:9非常轻薄的LED背光液晶面板比很多超薄手机还要薄一些三星XL2370所用液晶面板与1元硬币对比做工精细！屏蔽设置随处可见三星XL2370由于机身超薄，内部各组件的结构与位置需要精心设计，同时还要缩小因内部空间小，短路以及辐射造成故障的几率信号接收处理单元采用金属屏蔽罩，有效的防止辐射，同时也避免与其他介质接触，造成短路信号接收处理单元，负责信号的接收，并且处理接收到的数据，转化为视频信号驱动液晶面板分子转动，显示图像此部分负责背光的电力供应以及背光的驱动调节，与信号接收处理单元连接简洁、整齐的内部线路设计两块主控电路全部都固定在这个框架里，将各区域功能都划分好，最大程度缩小体积的同时，提高稳定性背光控制部分的设计，背光分流单元上有金属屏蔽罩，还有胶纸粘在传输数据带的上方，防止与其他介质接触背光信号与电力分流单元全貌，上面没有任何芯片，只有简单的印刷电路从这张图可以清晰的看到其传输带的走向，面板的金属后盖上已经做好了埋线设计拆解液晶面板！LED背光系统现身XL2370液晶面板的液晶板与背光系统没有用螺丝固定，用工具撬开即可，上图为背光系统，包括LED背光以及导光板将导光板打开，可以看到背光板，LED晶粒侧置在上下两侧，亮度更高、发光更均匀，一些LED背光液晶的LED晶粒只有一侧液晶面板与扩散片连在一块，靠胶框固定，扩散片，扩散片的作用是将胶框与液晶板、扩散片合在一块为了让大家看到LED背光发光时的性状，我们做了简易的连接，将各电路板都连接起来，插上电源，接上OSD按键开关，就可以点亮了光照刺眼！LED晶粒发光实拍拥有导光板时，LED背光源发光实拍，能感觉到光线被均匀的分摊到一个面上将导光板稍微侧移出来一些，导光板的那一面瞬间变暗拥有导光板时，直拍LED晶粒发光，用肉眼看不会感觉刺眼让光照更均匀！导光板不可替代但是将导光板挪开，用肉眼直观LED晶粒发光，会觉得格外刺眼，在严重留下白色残影LED晶粒未发光时的状态无导光板时，背光板通电后的发光状态，整个平面的光线被削弱，除了上下两侧有较强的光源，整个平面都很暗淡 至此，拆解已经全部完成，最后来张零件合照，开始往回安装。装好之后，接上电源、信号线，打开开关，可以用，一点问题没有，但是发现屏幕上多了两个暗点，仔细看，不是暗点，是拆面板后，落在液晶板上灰尘，这让笔者想到了N年前的一块夹着苍蝇的液晶面板。 液晶面板是在无尘的高封闭的环境下生产出来的，大家可不要拿自己的液晶显示器做尝试，除非自己想在液晶板上留下个性标记。CCFL（冷阴极灯管）背光上图所示，冷阴极灯管在一玻璃管内封入隋性气体Ne+Ar混合气体，其中含有微量水银蒸气（数mg），并于玻璃内壁涂布萤光体，于二电极间加上一高压高频电场，则水银蒸气在此电场内被激发即产生释能发光效应，放出波长253.7nm的紫外线光，而内壁的萤光体原子则因紫外线激发而提升其能阶，当原子反回原低能阶时放射出可见光（此可见光波长由萤光体物质特性决定）。而CCFL对交流电压要求相对较高，启动时达到15001600 Vac（交流电压），然后稳定至700或800Vac。LED（发光二极管）背光LED（Light Emitting Diode）也就是我们常说的发光二极管，这种产品及其应用由来已久，例如路边的广告牌、家用电器上的各色指示灯。LED背光技术应用到显示屏上，就是采用LED（Light Emitting Diode，发光二极管）为背光模组的液晶面板。LED（Light Emitting Diode），发光二极管，是一种固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。典型的LED背光子系统在1224Vdc（直流电压）或更低电压。上图就是发光二极管的简单结构图。分析完简单的工作原理后，我们先看看下面LED背光的优势所在和现在的不足之处。下面我们说说白色LED背光的三大优势，希望能让消费者更加明白CCFL以及白色LED背光之间理论上的区别。白色LED优势一：白色LED背光设计让显示器更轻薄。从上图的结构图可以看出，由于发光二极管和荧光管物理厚度有所差别，导致两者成品上的厚度有着质的差别。理论上，LED背光液晶显示器厚度只是CCFL背光显示器的一半。当然，部分显示器虽然采用了LED背光设计，但为了控制生产新模具的成本，依然采用CCFL液晶的模具，导致LED背光液晶成品和CCFL背光液晶成品厚度相差不明显。白色LED优势二：白色LED背光寿命长、功耗低、更环保。经过这些年的发年，CCFL在效率和使用寿命上已经取得极大的进步，但今后继续获得大的技术进步的前景非常黯淡。相比之下，作为备选的LED技术发展相当迅速，且这种技术有一条明确的通向未来发展的道路。相信有一些老用户会觉得他的显示器开始泛黄，倘若经过拆解后，不难发现里面有灯管已经烧坏。这是因为普通的CCFL背光源一般的使用寿命在2.5万小时左右，顶级CCFL背光的发光寿命也不过6万小时，在使用寿命末期，LCD的亮度就会明显下降，不得不更换LCD的CCFL背光模组。而现阶段白色LED背光的实际使用寿命为5万至10万小时，与LCD显示屏的使用寿命基本一致，而且还有再次提升的潜力。即使每天连续使用12个小时，也可以连续用上10年以上。功耗方面，上文已经提及到CCFL的交流电压要求相对较高，启动时达到15001600 Vac，然后稳定至700或800Vac。它们还需要电源逆变器，以通过直流电源工作，这样就增加了应用的成本、占位面积和重量。相比之下，典型的LED背光子系统在1224Vdc或更低电压下工作。实际功耗中，从我们以往测试中可以看出，CCFL设计的19英寸宽屏满载功耗大概35W，而LED背光则是14W。相信不少用户在购买IT产品的时候，有看到RoHS这个标志，其实该指令是代表该电子产品没有铅、镉、汞、六价铬、多溴联苯和多溴联苯醚等物质，而汞是CCFL灯管和其它类型荧光照明的主要成份，LED背光则不含汞，所以现在欧美国家已经在大力推举LED背光液晶。白色LED优势三：白色LED背光屏的色彩表现力胜于CCFL。上图可以反映色彩均匀问题首先，设计原理上的区别注定了白色LED背光设计让显示器的色彩更均匀，毕竟CCFL背光设计会让画面出现明暗不一的状况，而且漏光现象比较普遍。CCFL背光由于色纯度等问题，在色阶方面表现不佳。这就导致了LCD在灰度和色彩过渡方面不如CRT。据测试，采用CCFL背光只能实现NTSC色彩区域的70%左右，即使是通过采用改进型的CCFL光源，也只能达到NTSC等比90%左右的色域范围，也就是现在的广色域显示器。白色LED背光NTSC色彩区域大概是，另外一种RGB LED背光是一种高端设计，NTSC色域区域可达100%左右，当然这种设计成本高，暂时在高端液晶电视中出现。总的来说，在色彩表现力和色阶过渡方面，LED背光也有显著的优势。现在白色LED背光的不足之处当然，事物发展是需要一个过程的，白色LED背光作为一个新生的事物，虽然理论上材料造价成本低，但技术成熟度还不够高，产量不够高，所以LED背光整体价格比CCFL高。色彩方面，现在LED背光设计的色彩表现能力实际效果和CCFL设计相当，不过这段时间LED背光显示器的色彩表现能力已经越来越好。总的来说，上市到普及无论技术和价格都需要一个过程，相信这个过程不需要太长时间。看完理论后，我们进行白色LED背光显示器和CCFL背光显示器的实际效果对比，为了更准确显示差别，我们测试产品是三星旗下的双胞胎P2370G（CCFL）和XL2370（白色LED背光），两款产品除了背光设计不一样外，参数基本一致。参与测试的显示器：左：三星XL 2370 右：三星 P2370G以下是由PConline评测室通过专业设备测试并计算得出的客观真实数据。 专业色彩分析仪测试结果（XL2370）显示器模式平均亮度色彩饱和度NTSC色域亮度不均匀性标准模式335.63cd/32.17%73.83%94.91%专业色彩分析仪测试结果（P2370G）显示器模式平均亮度色彩饱和度NTSC色域亮度不均匀性标准模式215.57cd/31.58%72.48%90.52%左：三星XL 2370 右：三星 P2370G首先我们在默认标准状态下，然后测试显示器各个典型区域得出结果平均值，三星XL2370的平均亮度是335.63cd/，比标称的250cd/高出太多，从实际观察看来，100%亮度时候，感觉真的很亮，也许是批次问题也许是官方参数出错问题。另外，该显示器的色彩饱和度为32.17左右，把国标换算成NTSC标准的话是73.83%，比CCFL略高，理论上色彩表现更出色。而亮度不均匀测试项目中，三星P2370G的成绩达到94.91%的水平，所以色彩均匀度表现非常出色。三星P2370G的平均亮度是215.57cd/，比标称的250cd/要低一点，这估计是显示器的批次问题。另外，该显示器的色彩饱和度为31.58左右，把国标换算成NTSC标准的话是72.48%，处于CCFL显示器的正常水平。而亮度不均匀测试项目中，三星P2370G的成绩达到90.52%的水平，属于CCFL背光显示器中较好的水平。色彩分析仪测试小结：虽然色域表现测试中，白光LED背光会更出色，但考虑到测试中存在误差，所以色彩表现能力没有质的飞跃。当然，现在LED背光逐渐成熟，对比刚面世的时候，色彩表现能力已经比较出色。当然，RGB LED背光是更专业的发展方便，因为色域能达到100%甚至以上。在亮度和均匀度上，LED完全突出了天生的优势。静态图片主观对比（一）：为了更好地表现LED背光与传统CCFL的区别。我们选用同一台主机为两款产品输入相同的画面进行对比。虽然采用专业相机拍摄，但照片效果始终和现场感受有一定的差距，以下照片仅供读者参考。但笔者会尽量的把自己的主观感受描述给大家。测试前我们先将产品进行色温设置，两款产品的色温均设为正常。亮度方面我们在色度分光仪的校准下将两款产品的中点亮度设置为250cd/m2。左：LED背光液晶 右：CCFL液晶在颜色墙的对比测试中，总的来说右图CCFL传统液晶显示的各种颜色都比LED背光饱和一点，仔细一看白色部分，可以发现LED背光有点偏冷，这也是主流LED的表现，对实际使用影响不大。总的来说这张图的对比测试中，CCFL传统液晶小胜。原图左：LED背光液晶 右：CCFL液晶在玫瑰图的对比中，CCFL液晶显示器还原得更好，玫瑰花的颜色更浓郁，纹理细节更好，红色的表现中，CCFL液晶同样略胜。原图左：LED背光液晶 右：CCFL液晶众所周知，普通液晶显示器在比较真实还原绿色有点困难，在上图的对比中，笔者实际观察LED背光液晶画质和绿色的饱和度更接近原图，这也是常规LED背光液晶的优势所在。在绿色的还原中，LED背光占据上风。静态图片主观对比（二）：原图左：LED背光液晶 右：CCFL液晶在具有强烈黄色的向日葵图片测试中，CCFL液晶某些细节表现得更加浓郁和真实，这是因为LED背光液晶偏冷的缘故。主色调为黄色的图片中，CCFL胜。原图左：LED背光液晶 右：CCFL液晶在天空、地面以及近物的画面中，CCFL还原得偏暖，从天空的颜色中可以看到LED背光液晶显得更加真实。上图中，LED背光液晶优胜。原图左：LED背光液晶 右：CCFL液晶在夜景的测试中，由于LED背光偏冷，所以蓝色部分显得偏蓝，对比原图，CCFL液晶无疑还原得更真实。在液晶表现中，CCFL更真实。原图左：LED背光液晶 右：CCFL液晶在人像测试中，肤色和脸部血色的还原中，LED的脸部表现过曝而不够自然，CCFL液晶还原得比较真实。人像测试中，CCFL传统液晶优胜。高清影片测试：变形金刚2高清片源测试左：LED背光液晶 右：CCFL液晶在光暗表现明显的场景中，两者表现相当，但从左边的楼房外墙可以看出，LED背光液晶显得更加真实。左：LED背光液晶 右：CCFL液晶在以上场景中，狗头细节表现相当，背景的暗场景中，CCFL液晶能看到更多的细节。左：LED背光液晶 右：CCFL液晶在电影中人像的表现，两者成绩和图片中相当，CCFL的肤色还原更真实，另外暗部背景（左下角）的表现，CCFL液晶表现得更出色。左：LED背光液晶 右：CCFL液晶在非常暗的场景中，两者的细节表现和上面的情况相当，CCFL依然有一定优势，而在颜色方面，左图是显得偏冷，而CCFL液晶还原得更加真实。左：LED背光液晶 右：CCFL液晶在以上场景中，LED背光中的“柯博文”显得更加有金属质感，另外，图中的烟雾中，CCFL显得比较虚，而LED背光液晶把烟雾的细节都还原得比较真实。左：LED背光液晶 右：CCFL液晶在白天的场景中，和上文战斗机图片测试结果类似，LED背光还原得更加真实。常规主观性能测试灰阶/对比度：由于各位网友显示器不同，所以在灰阶照片的呈现上也有差异，产品的呈现细节以笔者文字描述为准。左：LED背光液晶 右：CCFL液晶在亮度控制方格方面，由于相机和肉眼观看有一定差别，根据笔者观察，两者全部空格都能看清，但CCFL左上角的方格纹理更加清晰，更加容易看清。左：LED背光液晶 右：CCFL液晶在256级灰阶方格中，根据笔者实际观察，左上角的方格表现中，LED背光大概有5个方格看不清，而CCFL大概中有3个不能看清，所以对比度来说，这款CCFL显得更有优势。左：LED背光液晶 右：CCFL液晶左：LED背光液晶 右：CCFL液晶左：LED背光液晶 右：CCFL液晶在三原色还原方面，LED背光在蓝色和绿色的还原中，表现得更真实，红色方面则CCFL液晶表现得更加浓郁。当然，从三者对比中，显示出CCFL液晶色彩均匀度不佳的缺点。总的来说，三原色还原中，LED优势。左：LED背光液晶 右：CCFL液晶由于每款显示器的对比度表现不一样，所以观察上图的时候要特别认真。可以看见，LED显示出漏光极低的优点，由于设计原理问题，这方面的优势是毋庸置疑的。功耗和温度测试上图的第一张图是两者默认最高亮度。显然，两者的亮度不一致，所以为了更准确测试出两者同一亮度下的差别，我们将两款显示器的亮度通过专业色彩分析仪调到一致，下面首先测试出三星 P2370G在100%亮度时实际亮度值。上图是100%亮度时候的P2370G，可以看到白色的亮度是228.8cd/，所以我们必须要将XL2370调整到这个数值才能进行公平测试。上图是54%亮度时候的XL2370，这时候白色的亮度是228cd/，下面我们进行功耗的对比测试。左：LED背光液晶 右：CCFL液晶在同为228cd/亮度时，LED背光设计的LX2370显然比CCFL设计的P2370G更节能。值得一提的是，P2370G采用了节能设计，已经是市面上功耗极低的23英寸CCFL背光显示器。另外，采用228cd/在日常使用中，还是会感觉偏亮，消费者可以根据自己认为的舒适度调节。左：LED背光液晶 右：CCFL液晶上图是针对相同亮度下显示器长时间工作后，面板表面温度的测试，从测试结果得出，LED背光显示器面板表面温度的确会低一点。左：LED背光液晶 右：CCFL液晶上图是针对相同亮度下