LCD拼接屏发黑、黑斑原因分析

李正

（苏州华碧微科检测技术有限公司，江苏苏州，215000）

0 引言

LCD液晶显示屏色彩偏差度小、无闪烁感、稳定度高、辐射小、对眼睛的损害小、更省电，液晶显示屏的耗电量为纯平显示屏的三分之一。LCD液晶显示屏既可以单独作为显示器使用，根据不同使用需求，又可以拼接成超大屏幕使用。近年来，广泛应用在金融、媒体广告、产品展示等信息显示终端，教育培训/多媒体视频会议系统、调度、控制室、广电、大型演播/演出场所、 军事、政府、城市等应急指挥系统、矿业、能源安全监控系统、消防、气象、海事、防汛、交通枢纽指挥系统等终端显示。

1 LCD拼接屏结构

现场的拼接大屏幕，3排7列，共21块46寸LCD屏幕拼接组成，安装在调度室（见图1）。调度室里还有21台电脑显示器，对应21块46寸LCD屏幕。单体46寸LCD屏幕通过4颗螺丝固定在两个挂件上，然后挂件再固定在箱体的框架上。整体大屏幕整体安装牢固，无晃动、上下挤压等现象。点亮大屏幕，发现21块LCD屏幕均发黑，在全白画面时，尤其明显。有19块LCD屏幕出现不同程度的黑斑（见图2）。21台电脑显示器显示正常，未见黑斑和发黑现象。

图1 拼接大屏幕图

图2 拼接大屏幕发黑、黑斑图

具体情况见：上排左起：第1块屏幕右上部有黑斑；第2块、3块屏幕上部有黑斑，整屛有条状黑斑；第4块屏幕左侧有黑斑，右上部有黑斑；第5块屏幕右上部有黑斑；中排左起：第1块屏幕右上部和右下部有黑斑；第2块屏幕下部有黑斑；第3块屏幕中部有黑斑；第4块屏幕左侧和上部下部有黑斑；第5块屏幕左侧和下部有黑斑；第6块屏幕下部有黑斑，整屛有条状黑斑；第7块屏幕右上部有黑斑；下排左起：第1块屏幕左上部有黑斑；第2块屏幕左侧有黑斑；第3、4、5块屏幕右上部有黑斑；第6、7块屏幕上部有条状黑斑。

2 现场拆解

现场取上排左起第二块LCD屏幕进行拆解。拆解过程中发现LCD屏幕铁框与胶框之间的间隙处有灰尘（见图3）。

图3 铁框与胶框之间的间隙处灰尘图

屏幕上部有黑斑，对应的位置为胶框与扩散板卡合处（见图4），此处结构密封性差，目视可见有明显的灰尘。

图4 胶框卡合处灰尘导致屏幕黑斑代表性图片

拆解到屏幕最下层，发现导光板的背面有大量条状目视可见的灰尘（见图5）。反射板上也有灰尘，灰尘在背板与导光板支撑pin（support pin）处尤为明显（见图6）。细小的灰尘经过背光模组灯源和反射片反射后，放大了灰尘的效果，使得屏幕上显示有条状黑斑，以及屏幕发黑。

图5 导光板的背面灰尘导致屏幕黑斑、发黑代表性图片

图6 反射板上有灰尘代表性图片

现场拆开，检查支撑pin为穿孔式膨胀塞（见图7），背板有通孔。膨胀塞没有密封圈，直接卡在屏幕的铁框上。

图7 支撑pin代表性图片

膨胀塞没有密封圈，密封性差，尤其在在膨胀塞内部及与反射片接触位置附近有明显的灰尘，说明灰尘从膨胀塞处进去LCD屏幕的背光源中（见图8）。

图8 支撑pin膨胀塞内灰尘图片

发现灰尘是从背板通孔处进入屏幕内部的，现场擦拭导光板和反射板上灰尘，通电LCD屏幕，发现擦拭后屏幕黑斑和发黑现象均有明显改善，但现场非无尘室环境，擦拭材料有限，无法从根本上解决屏幕黑斑和发黑现象，只有返厂，在无尘室的环境，更换新的反射片，且在膨胀塞处加密封圈，才能根本解决。

3 分析说明

LCD液晶屏幕通常由LCD液晶面板、和背光源等组成。这次出现问题的地方为背光源处，背光源在液晶面板下方和金属背板之间，背光板负责提供背景光源，它由荧光材料组成，可以反射光线。这些反射光线经过滤之后进入由液晶液滴构成的液晶层，液晶层的液滴都在小单元格内，一个单元格形成画面上的一个像素点。玻璃面板与液晶材料中间有电极，这些电极随着电压而改变光线状态，液晶分子随着光线状态而发生扭曲、变化，光线状态的变化就被显示在屏幕上。背光板构造中主要是导光板、扩散板、反射板，发光LED背光源，反射板的作用就是将光线反射回去，减少光线的损失。扩散板的作用就是将光线在它的内部进行反射和折射，均匀的分布在整个屏幕中。本案46寸LCD屏幕四周密封性差，背光源处，胶框与扩散板卡合处进灰尘，导致LCD屏幕有黑斑。背板导光板支撑pin膨胀塞没有没封权，密封性差，灰尘从背面进入LCD屏幕内部，导致LCD屏幕有条状黑斑和发黑现象。21块46寸LCD屏幕拼成大屏幕，导致最终的大屏幕整体发黑，局部黑斑现象。