本帖最后由 goodanytime 于 2020-12-6 20:59 编辑
由于制造质量缺陷及使用环境恶劣(主要是高热潮湿)的问题,一些液晶显示器会出现偏光片失效引起的屏幕故障。下面是一台2009年生产的某46寸液晶电视机,平时开机时间不多,长时间停用。最近开机发现偏光片失效(前期故障现象轻微,逐步恶化)。故障现象很特别,呈现一片北国“雾凇”景象。使用手机及手机夹显微镜对故障部位进行拍摄,分析产生原因。
先欣赏一张大自然的雾凇图片:
拍摄工具及拍摄参数: 华为荣耀5X手机(1300万像素); 60X手机夹显微镜; 手机自动对焦、手动亮度及电子倍率调节; 显微镜手动对焦,总最大倍率约10X60; 室内自然光线,电视机开机状态。
一、故障现象 1、故障图片(手机拍摄,未接入显微镜) 未开机,察看电视机屏幕,有一些不规则暗纹:
开机时的情况,屏幕上部出现大片白色不规则底纹:
有电视节目时的情况:
在电视机待机时,用手机微距拍摄的屏幕情况:
2、接入手机夹显微镜进行放大观察 下图是电视机屏幕正常区域内的LCD显微图片(白色屏幕状态),LCD的红、绿、蓝三色滤镜正常,三色混合后显示为白色:
下面是电视机屏幕故障处的显微图片(显微聚焦点在屏幕表面),可以清楚地看到“雾凇”形成在液晶滤镜的上面。是表面的偏光膜出现了问题:
下面再上几张高倍效果图片,五彩晶花虽然好看,却是故障的罪魁祸首:
二、偏光片失效原因分析 1、偏光片的基本结构 偏光片基本结构是由几层厚度仅为数十μm的薄膜材料结合而成,有Protective film(保护膜)、TAC(三醋酸纤维素)两层及其之间的PVA(聚乙烯醇)、PSA film(压敏胶)、Release film(离型膜),见下图:
2、偏光片各层膜的作用 偏光片结构中起到偏振作用的是PVA(聚乙烯醇)层。PVA膜经染色后吸附具有二向吸收功能的碘分子,通过拉伸等制程,使碘分子在PVA膜上有序排列,形成具有均匀二向吸收性能的偏光膜,光线透过轴与拉伸方向垂直。PVA的化学分子为(C2H4O)n,PVA极易水解。为了避免受潮,在PVA的两侧各复合一层具有高光透过率、耐水性好、又有一定机械强度的(TAC)薄膜进行保护。见下表: 3、偏光片失效机理 在PVA内,4个PVA分子包围住碘,靠氢键与其它交联剂(例如硼酸)相互形成键结。当放置于高湿环境接触水气,因胶变质及TAC具有亲水性及透湿性,水分子会透过交界扩散进PVA,使PVA长链结构变为松散,其中所含有的碘被水分子置换出来,结果导致碘分子流失;在高温下,分子运动速度增快,会加速碘的流失。 当碘分子流失后,偏光片光学性能就会发生变化,严重时会导致偏光片边缘褪色、发黄、显示模糊等失效现象出现。本例这种美丽的“雾凇”现象,是偏光片失效过程中的一种暂态。如果继续恶化,就会发展成为下图这样很严重的失效故障:
结束语:液晶显示器偏光片失效,常见于早期产品。现在的产品由于工艺、管理的完善,故障率较低。作为使用者,还是要注意使用环境,不要在高热潮湿的地方存放和使用。若停机时间太长,每过一段时间,应通电开机,可以减少故障的发生。当发生此故障后,只有送修(当然价格不菲)。具有电器维修知识的人,可以网购偏光片(注意型号要选正确),自己更换,费用会很低。 (此文系本人原创,曾经在他处发表,现修改后发本坛。后续将发更换此电视机偏光膜的帖子,敬请等待。)
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