随着液晶电视维修量的增加,液晶屏组件(包括液晶面板、行列驱动电路)损坏时有发生,这就需更换液晶屏。另外,现有部分液晶屏(尤其是32英寸及其以下小屏幕)的逻辑板与屏面板采用软排线焊接,如图1所示。对于这类屏,若逻辑板损坏,因无专用工具拆下逻辑板,也只有连屏组件一起更换。

          在更换液晶屏时,因市售液晶屏的型号非常有限,在很多时候难以买到同型号液晶屏,那么有没有办法代换呢?为了说明这个问题,下面不妨先介绍一下液晶屏组件(常称液晶屏)的连接关系与信号组成。只有对此有一个较为深刻的认识,才能更好地进行硬件与软件的改动。 
一、连接关系与信号组成

          液晶屏本身配有相对应的逻辑板,并且大部分液晶屏还自带有背光灯驱动板,如图2所示,代换时只需用原机的电源板与信号板,即用原机的电源板为新换液晶屏的背光灯驱动板供电;用原机的主板(又称信号板)为新换液晶屏的逻辑板提供上屏信号(其格式多为IVDS)与上屏电压,并为背光灯驱动板提供背光开/关与亮度控制信号。 

        简单地说,在代换液晶屏时,其硬件连接有两处: -是背光灯驱动板与原机电源板、主板的连接;二是LVDS线的连接。在具体代换时,需对这两处连接电路进行更改,为了能正确改动,在此先介绍相关信号的特点。

1.背光灯驱动板的供电与控制
(1)电源板输出功率与电压值
           液晶电视消耗的功率主要用在背光灯上,背光灯消耗的功率占整机总功率的80%以上。屏的尺寸越大,背光灯的数目越多,消耗的功率也就越大,这就要求原机的电源板功率应满足这一要求。对于采用灯管的普通液晶彩电而言,要求电源板的最小输出功率如下:17英寸,25W;20英寸,40W;26英寸,65W;32英寸,110W;37英寸,145W ;42英寸,160W。

          普通液晶彩电逆变器的供电电压有12V和24V之分,通常22英寸及其以下的供电是12V;26英寸及其以.上的供电是24V。由于该供电电压的工作电流较大,背光灯驱动板上插座均设计为多插针并联连接的方式,如图3所示,其①~⑤脚为+24V供电输人端,⑥~①脚接地。改装时,若仅用单根用较细导线连接,则会出现连接线压降较大且发热,这样不仅易导致背光驱动板因供电不足而工作异常,还易出现机器燃烧的安全事故。

          值得一提的是,部分液晶彩电给背光驱动板的供电连接线并不是直接与电源板相连,而是经主板“中转”,如图4所示,主板上的插座XS001与电源板相连,XS002与背光灯驱动板相连。

(2)背光控制信号
        一是控制逆变器控制芯片工作的使能信号,即屏规格书中常说的Backlight on 7off Control Voltage,也就是常说的背光开/关信号,常用标注为ON/OFF .ENA、sw、BLON等。该信号由电视主板输出,通常是一个高电平信号。虽然不同屏的高电平规定不一定相同,有的规定是3.3V,有的规定是5V,因其最小值要求在2V左右,这两类背光开/关信号均能超过其最小值,所以换屏时不用考虑这一电平值。

         第二个信号是背光灯亮度调节信号,即屏规格书上常说的PWM Dimming Control Voltage,这个电压值有如下几种调节范围:0V~3V、0V~3.3V 0V~5V。对于启用了背光灯亮度调节的机器,在换屏时须注意此电压调节范围是否一致,若不一致就需进行更改,否则图像亮度的调整范围不够。例如:某液晶彩电主板的背光控制电路如图5所示,当连接背光灯亮度调节电压为0V~5V的屏时,则接人RO1,而R02不接;当连接背光灯亮度调节电压为0V~3.3V的屏时,则接入R02,而R01不接。

2.LVDS信号
        (1)什么是LVDS信号
        LVDS (Low Voltage DifferentialSigaling)低压差分信号的缩写,它采用摆幅的差分信号技术,使信号能在差分PCB线对或平衡电缆上以几百Mbps的速率传输,其低摆幅和低电流驱动输出实现低噪声和低功耗传输。
        因为LVDS信号直流偏置电平为1.2V,摆幅为土350mV,而且“-线”和“+线”之间的干扰还能相互抵消,所以抗干扰能力非常强,因此现在液晶电视主板与液晶屏之间的连接基本上都是用它来连接。

         LVDS物理接口使用1.2V偏置电压作为基准,提供大约350mV的摆幅,其波形如图6所示。LVDS驱动器由一个驱动差分器与双电流源组成(电流通常为3.5mA),LVDS接收器具有很高的输人阻抗,因此驱动器输出的电流大部分都流过100Ω的匹配电阻,并在接收器的输入端产生大约350mV的电压。

         在传输信号时,虽然从逻辑“0”电平变化到逻辑“1”电平是需要时间的,但是由于LVDS信号物理电平变化在0.85V~1.55V之间,其由逻辑“0"电平到逻辑“1”电平变化的时间比TTL电平变化要快得多,所以LVDS更适合用来传输高速变化信号。同时,其低压特点,也使其功耗很低。
(2)LVDS信号的组数和对数与屏彩色度的关系
          LVDS接口的信号分为6位4组差分(又可分为6位单4组差分与6位双4组差分两类)8位5组差分(又可分为8位单5组差分与8位双5组差分两类)等多种类型,数据线名称为0-、0+,1-、1+,2-、2+,CLK-、CLK+,3-、3+。如果是6位屏就没有3-、3+这一组信号。一般标清屏的分辨率是1366X768,多采用8位5组差分方式,其连线中的一对线是时钟线(CLK+,CLK-),基他四对是数据线(RX0+ ,RX0- ;RX1 + ,RX1 - ;RX2+ ,RX2- ;RX3+ ,RX3- ),相应的三基色RGB是八位,即R0~R7、G0~G7 B0~B7,则屏的彩色度为8bit,色彩等级是128级。
        若是6位4组差分线,其连线中的一对线是时钟线(CLK+,CLK-),其他三对是数据线(RX0+ ,RX0- ;RX1 + ,RX1- ;RX2+ ,RX2-),则相应的三基色RGB是六位,即RO~R5.G0~G5、B0~B5,则屏的彩色度为6bit, 色彩等级是64级。
(3)LVDS信号的像素组成格式

         从上面分析知道,一般标清屏的三基色RGB的每一像素有八位或六位之分,即lVDS的双绞线有五对和四对之分,那么就存在一个分配问题,究竟是那对线传哪一个基色,某基色的每一位像素次序如何排列,只有统一了这些标准,液晶屏才能与主板进行正常的信号传输。换句话说,只有造屏的厂家和生产主板的厂家都遵守同一规定,这样两者才能对接,这一标准就是所谓的LVDS信号格式。

          目前,世界上通用的LVDS信号格式有两种标准,一种是美国的VESA,即美国视频电子协会最早为监视器制定的标准,也称N on-JEIDA标准,或叫正常标准,其结构和定时关系如图7所示;另一种是日本为数码相机等数码产品制定的JeIDA标准,其结构和定时关系如图8所示。

          从图7、图8可看出,LVDS信号由时钟信号数据信号、行场同步信号、使能信号等四部分组成,在每一个时钟周期要进行七次数据采样,即每一个时钟周期就是一个完整的数据采集过程。数据使能信号(DENA)的作用是确认这个周期内所传输的数据是否有效,若为低电平,则表示这个周期内的数据为无效数据。reserved是预留的意思。
二、代换液晶屏的选择
    在选择液晶屏的代换型号时应注意以下几点:
1.屏幕尺寸与物理分辨率相同
        屏幕尺寸相同,这主要出于安装要求;分辨率相同,这主要是便于与原主板尽可能匹配。若换用尺寸相同但分辨率不同的屏后,显示的图像会异常,甚至无法显示。常用于彩电的液晶屏的分辨率主要有1366 x768.1280 x768、1280X720及1920X 1080,前三种分辨率的屏常称为标清屏,分辨率为1920x 1080的屏常称为高清屏。
2.屏的彩色度相同
         目前,LCD面板的彩色度有6bit、8bit、10bit三种,最常见的是8bit,只有极少数液晶屏采用6bit,而10bit多用于高清液晶屏中。另外,部分液晶屏设置有8bit/10bit的选择端口,通过切换该端口的高低电平,可让该液晶屏工作于这两种彩色度方式下。
3.水平与垂直方向的刷新率相同

         液晶屏的水平、垂直刷新率可查阅其屏规格书得到,如图9所示,该屏的水平刷新频率为47.4kHz ,垂"直刷新率为60Hz。

4. LVDS信号的路数应一致
         在上面介绍中,提到LVDS信号有“6 位单4组差分”、“6位双4组差分”等说法,这里所说的“单”、“双”也就是常说的路数,即“1路”、“2路”, 因此“6位单4组差分”常简称为“单6线”,“6位双4组差分”常简称为‘双6线”。同样,8位单5组差分”常简称为“单8线”,"“8位双5组差分”常简称为“双8线”。

        对于LVDS信号路数的准确判定方法主要有以下两种: -是查阅液晶屏规格书,通过其逻辑板的上屏线接口定义来判断,例如:LC320WXIN型液晶屏,其逻辑板的接口定义如图10所示,从表中不难看出,该屏的LVDS信号只有一路,且这一路下有RA~RD四组数据信号,一组时钟信号RCLK,属于8位单5组差分类IVDS信号。

         第二种方法是查阅该液晶彩电的主板电路图,通过主板上的LVDS信号输出插座(又称上屏线插座)中实际启用的引脚定义来判断。由于不同品牌不同型号的主板,其上屏线插座的形状、引针数与引脚功能不尽相同,为说明这一问题,下面以部分TCL液晶彩电主板的标识为例。

         常见的标清液晶屏及部分高清屏采用1路LVDS传输,该类屏所对应主板的LVDS插座如图11所示,其输出的LVDS信号只有一路,且这一路下有RX0~RX4五组数据信号,一组时钟RXCLK信号,属于10位单6组差分类LVDS信号(常简称为“单10线”)。

         部分高清屏采用2路LVDS传输,该类屏所对应主板的LVDS插座如图12所示,其输出的LVDS信号有RX和ERX两路,且分别对应组时钟信号ERXCLK和ORX-CLK。在这两路IVDS数据信号中,又分别有ERX0~ERX4和ORX0~ORX4共10组数据信号,属于10位双6组差分类LVDS信号(常简称为“双10线”)。

         部分全高清FHD-120Hz屏多采用4路LVDS传输,该类屏所对应主板一般设置有两个LVDS插座,如图13所示,插座J1、J2中共输出RA~RD四路LVDS信号,每一路均对应一组时钟信号,即RACLK~RDCLK,且每一路下又有五组数据信号,即RAO~RA4、RB0~RB4、RC0~RC4、RD0~RD4。另外,在实际换屏操作时,也可通过察看LVDS、上屏线中双绞线的组数来判断LVDS信号的路数。在上屏线中,数据线与时钟线通常双绞线连接,如图14所示,绞在一起的两根线算一组,其组数与LVDS信号的路数、类型对应关系见表1。

         值得一提的是, 部分上屏线中的供电、接地或特殊功能控制线也采用双绞线,.这在计数时应先减去这些双绞线,避免得到错误的结果。

5. LVDS信号格式一致
        由于LVDS信号有JEDA、VESA两种格式,要求代换的屏与原屏的LVDS信号格式相同。如条件允许,应尽可能选用能工作在JEI-DA、VESA两种格式下的液晶屏。这类屏的逻辑板上屏线接口中有一个选择端口,通过切换该端口的高低电平来选择格式,参见图10,该型液晶屏逻辑板的上屏线接口中的⑨脚就为LVDS信号格式选择端,接低电平时,为VESA格式;接高电平时,为JEIDA格式。
三、上屏电压与上屏线的改动
1.上屏电压的改动
        上屏电压即逻辑板的供电电压,具体值主要有3.3V、5V和12V三种。对于22英寸及其以上的液晶屏,其上屏电压通常为5V或12V。在更换液晶屏时,一定要先确认主板输出的上屏电压与液晶屏的实际上屏电压是否一致。若前者高于后者,通电后就极易导致逻辑板或液晶屏损坏。

        大多数液晶彩电主板为了能配接多种型号的液晶屏,其上屏电压控制电路可输出多种电压。例如在TCL LC32AS20液晶彩电中,淇上屏电压控制电路如图15所示,DC DC变换块N800(MP1410ES)及其外围元件组成5V上屏电压形成电路。当控制信号PANELEN为高电平时,N800的⑦脚( 始能端)为高电平,N800工作,将②脚输人的+12V电压降压后从③脚输出,经L809、C889、C894等元件滤波后得到+5V电压,通过L814及上屏线送往逻辑板。

         P道沟场效应管N802(CEM9435)三极管V801及其外围元件组成12V.上屏电压形成电路,N802的作用等效于只开关。当控制信号PANEL EN为低电平时,三极管V801饱和导通,则N802的④脚(栅极)为低电平,N802导通,从D极输出+12V电压,通过L813及上屏线送往逻辑板。在此过程中,N800因⑦脚为低电平而不工作。
         由于N800是一款输出电流可过2A的电流控制模式开关降压转换器,输人电压范围是4.75V~15V,其输出电压可通过⑤脚(反馈输人端)外接的分压电阻的阻值比例来调节,因此若用该主板配接上屏电压为3.3V的液晶屏,将电阻R801、R808的阻值分别改为15k和2k即可。
2.上屏线的改动
        电视主板上的lVDS信号输出插座各脚功能固定,逻辑板的LVDS信号输人插座的各脚功能也是固定的,上屏线就是将这两者的相同功能引脚连通。如果这两者中任一一个改变了,则上屏线中的连线也需作对应的改变。显然,在换用不同型号的液晶屏时,逻辑板的LVDS信号输人插座的引脚功能极有可能发生了改变,这时就不能直接使用原屏线了,而是需进行改动,其改动过程就是按照新的对应关系重新跳线,下面举例说明。

         一台32英寸液晶彩电,原机所用LG液晶屏已损坏,现准备换上32英寸的奇美液晶屏。该机主板上的LVDS信号输出插座电路如图16所示,从线路连接看,实际只用了一路LVDS信号,即用了RXE0~RXE3数据信号与RXEC时钟信号,而另一路数据信号RXO0~RXO3与RxoC时钟信号未用。接下来查阅资料找到这块32英寸奇美液晶屏的规格书,并列出与主板上LVDS信号输出插座的引脚对应关系,即LVDS上屏线的两端引脚对应关系,见表2。

         跳线时,将上屏线与主板相连接的线头从插孔中抽出(不可改动上屏线与逻辑板相连端的线头),然后对照表2,将线头插入对应的孔位中,如图17所示。

四、软件参数的调整

     若更换液晶屏后,图像上出现色斑、彩色颗粒或彩色条纹等现象,如图18所示,在确认上屏线的跳线与连接均正常的情况下,可进入总线,试着更改屏参数选择(常简称为“屏参”)项的值,如图19所示, "PANELTYPE"一项即为屏参数选择项,现选择的是LG 37英寸屏。若仍无效,则需检查逻辑板上的LVDS信号格式选择端口(常标注为“LVDS Option" "Select"等)的电平值是否正常。