Belajar LCD.3 - Layar LCD dan Kontrol matrix

Teve CRT gambar dibentuk oleh tiga berkas sinar elektron. Agar menjadi gambar ketiga sinar elektron ini dikendalikan oleh kumparan def yoke untuk melakukan “scanning” secara horisontal dan vertikal. Sebenarnya raster CRT bukanlah menyala secara berbarengan, tetapi merupakan titik yang menyala dan bergerak dengan kecepatan tinggi, tetapi karena mata kita tidak mampu merespon kecepatan tersebut, sehingga kita melihatnya sebagai bidang gambar yang utuh. Disini sinyal gambar RGB diumpankan ke CRT dari main-pcb melalui pcb-CRT soket.

LCD yang digunakan pada penerima teve maupun layar monitor komputer biasa dinamakan TFT LCD (Thin Film Transistor Liquid Crystal display). Layar LCD terdiri dari ribuan elemen LCD atau pixel. Setiap pixel LCD memiliki sebuah transistor untuk mengendalikan hidup-mati atau gelap-terangnya penyalaan. Banyaknya jumlah transistor pengendali ini sama dengan banyaknya pixel-pixel dan disusun serta disambung-sambung pada lembaran transparan yang tembus cahaya yang dinamakan TFT film
Pixel-pixel ini saat menampilkan gambar seperti halnya CRT tidak menyala berbarengan, tetapi bergantian satu persatu dengan kecepatan tinggi. Untuk penyalaan pixel-pixel disusun dan disambung secara “ deret (row)” dan “kolom (kolumn)”. Penyalaan pixel ini dilakukan secara bergantian dengan kecepatan tinggi dikendalikan oleh sirkit pcb yang dinamakan “aktive matrix driver”atau “TCON” atau “FRC board”. TCON lah yang mengatur dan menentukan pixel mana yang akan menyala dan seberapa terang nyalanya.

Dari pabrikan TCON merupakan satu kesatuan dengan LCD panel dan mempunyai sebuah konektor yang dinamakan “konektor LVDS” untuk dihubungkan ke pcb bagian digital dari main-board. Biasanya pabrikan hanya menyediakan sebagai part  sebagai satu modul bersama juga dengan lampu backlight dan modul inverter.

Lewat konektor LVDS ini dihubungkan macam-macam sinyal dan tegangan, seperti

• Tergangan suply Vcc
• Pulsa-pulsa digital sinyal gambar
• Pulsa-pulsa pengendali aktive matrik drive.
• Berbeda dengan CRT - jika makin tinggi resolusi layar LCD (makin banyak jumlah pixel), maka makin banyak membutuhkan sambungan jalur kontrol (makin banyak jumlah pin-konektor LVDS)

• ·Gambar diatas adalah merupakan contoh diagram sebuah pcb TCON LCD panel Philips 42 inch yang mempunyai resolusi 1366 x 768 pixel
• CN1 adalah konektor LVDS 30-pin untuk dihubungkan dengan main-board
• S1 sampai S1366 adalah merupakan sambungan-sambungan “kolom”
• G1 sampai G768 adalah merupakan sambungan-sambungan “row”
• Tabel dibawah menunjukkan fungsi masing-masing pin.

 

Konektor atau kabel LVDS ada beberapa macam (lihar gambar dibawah), demikian pula banyaknya jumlah pin-nya. Semuanya tergantung dari resolusi dan ukuran layar.

Gambar diatas menunjukkan sample hubungan antara main-pcb dengan pcb-TCON menggunakan kabel LVDS (warna putih).
 

Gambar panel LCD komplit dengan pcb-TCON dan kabel LVDS

 

Samsung LCD layar kecil. Kabel LVDS menggunakan jenis flat-wire

Beberapa istilah mengenai layar LCD yang perlu dipahami

Bad pixel.	LCD panel membutuhkan puluhan ribu thin film transistor dan LCD pixel. Karena itu ada kemungkinan terjadi cacat pada salah satu komponen ini pada saat produksi. Tentu saja kerusakan ini tidak bisa direpair lagi, sehingga akan mengakibatkan cacat gambar, terutama akan nampak jika menampilkan gambar diam. Cacat bisa nampak sebagai titk spot putih, merah, hijau, biru atau hitam yang disebabkan pixel nyala terus atau mati terus. Setiap merk LCD panel mempunyai kriteria sendiri-sendiri untuk menentukan banyaknya maksimum cacat pixel. Pada saat produksi LCD saat ini masih banyak diketemukan cacat seperti ini, sehingga menyebabkan harga LCD panel hingga saat ini relatip masih mahal.
Resolution	Resolusi layar LCD dinyatakan dengan banyaknya jumlah pixel, misalnya 1024 x 768. Makin besar angkanya berarti makin bagus resolusinya..      Standard Resolusi LCD Panel VGA = 640 x 480 SVGA = 800 x 600 XVGA = 1024 x 76 WXGA = 1280 x 800 SXGA = 1400 x 1050 UXGA = 1600 x 1200 WUXGA= 1920 x 1200 QXGA = 2048 x 1536
Dotch pitch	Jarak antara center dua buah pixel yang terdekat. Makin kecil jaraknya berarti makin bagus.
Response Time	Waktu yang dibutuhkan setiap pixel untuk berubah dari mati-nyala-mati. Makin kecil angkanya atau makin cepat maka hasilnya gambar bergerak makin bagus. Jika respon time besar, maka LCD saat menampilkan  gambar bergerak dengan kecepatan tinggi akan terlihat seperti ada bayangan yang mengikutinya.
Viewing angle	Lebar sudut kesrsh samping kiri-kanan layar dimana gambar masih dapat dilihat dengan baik. Makin lebar sudut-  makin bagus.
Brightness	Kuatnya intensitas cahaya yang dapat dikeluarkan. Ditentukan oleh kualitas lampu backlight. Makin kuat - makin bagus.
Contras Ratio	Perbedaan antara intensitas cahaya yang paling terang dengan cahaya yang paling gelap. Banyak ditentukan oleh kualitas kontrol data digital sinyal gambar dan kecerahan lampu backlight

Beberapa  contoh macam-macam gejala kerusakan LCD modul/pcb-TCON

Konektor LVDS kurang kontak	Cek backlight normal Dapat menyebabkan Raster blank tidak ada gambar Dapat menyebabkan gangguan gambar – gambar terkotak-kotak
Bad pixel	Ada satu atau beberapa pixel yang rusak sehingga menyala terus atau mati terus. Disebabkan karena transistor drive pada pixel yang bersangkutan rusak.
V-line	Layar ada sebuah garis melintang secara horisontal Disebabkan ada satu “kolom” kontrol drive tidak fungsi
H-line	Layar ada sebuah garis tegak melintang Disebabkan karena satu “row” kontrol drive tidak fungsi
V-tab	Ada “blok” bagian dari gambar yang hilang secara tegak dari atas ke bawah layar Disebabkan karena sekelompok “kolom” kontrol drive tidak fungsi
H-tab	Ada  “blok” bagian dari gambar” yang hilang secara horisontal dari kiri ke kanan layar Disebabkan karena sekelompok “raw” drive tidak fungsi
Ada spot (bercak) gambar yang kabur	Disebabkan kerusakan sekelompok pixel LCD karena handling yang kurang hati-hati. Misalnya layar terbentur atau kena tekanan
Ada retakan dibagian dalam	Disebabkan bahan dari gelas yang ada didalam panel display retak karena handling (kena benturan).
Kebocoran backlight	Pada saat raster gelap – pada sebagian pinggir-pinggir layar ada cahaya.
Scratch	Lapisan bagian luar luar  panel LCD kena gores
Tidak ada gambar	Karena kerusakan pcb-TCON
LCD bocor	Didalam layar terlihat seperti ada cairan yang tumpah. Disebabkan cairan LCD bocor merembes keluar

• Kerusakan pada LCD maupun kerusakan pada modul TCON tidak dapat direpair karena pabrikan umumnya tidak menyediakan part secara terpisah. Jadi harus ganti satu unit modul LCD panel.
• Melihat dari gejala kerusakan cacat gambar kalau kita belum banyak berpengalam kadang sulit menentukan penyebabnya – apakah kerusakan disebabkan LCD panel atau kerusakan terjadi pada bagian main-board (bagian digital proses). Sehingga kadang kita baru tahu bagian mana yang rusak setelah coba-coba ganti modul.

=========================================

Posted by Sumarsono

Read More

Belajar LCD.2 - Backlight

1.Karakteristik cahaya backlight yang dibutuhkan.

• Berwarna putih
• Cukup terang dan
• Merata (uniform) pada seluruh layar
• Tujuannya agar dapat memberikan white balance, britnes dan kontras gambar yang baik.

 
2.Jenis lampu apa yang digunakan untuk backlight ?

• Pertama kali LCD diperkenalkan, maka lampu backlight yang digunakan dinamakan CCFL (Cold Cathode Flourence Lamp), yang merupakan sejenis lampu seperti dengan lampu neon, tetapi mempunyai diameter yang lebih kecil, dan hanya mempunyai 2 elektrode serta tidak membutuhkan heater. Ada beberapa macam ukuran lampu backlight sesuai ukuran layar dan makin besar ukuran layar LCD maka makin banyak jumlah lampu CCFL yang dipasang.
• EEFL (External Electrode Flourence Lamp), masih saudaranya CCFL dimana elektrodenya berada diluar tabung.
• Dalam perkembangan saat ini mulai diperkenanlkan penggunaan LED (Light Emiting Diode) sebagai backlight. Pemakain LED dirasakan lebih menguntungkan karena dapat, memperbaiki kontras ratio, umur pemakaian lebih lama, tahan getaran, tidak banyak menghasilkan panas, lebih sedikit membutuhkan daya listrik. Untuk masa yang akan datang rasanya LED akan mengganti CCFL.

3.Umur backlight

• Umur pemakaian LCD flat panel display lebih banyak ditentukan oleh umur lampu backlight ini. Lama kelamaan britnes dan kontras LCD flat panel display akan mengalami penurunan disebabkan karena lampu backlight mulai meredup.
• Pemakaian setelah 20 ribu hingga 30 ribu jam kecerahan lampu backlight akan menurun sekitar 50%, tetapi kadang ada yamg lebih cepat.

 
3.a.Hal-hal yang dapat mempercepat umur lampu backlight :

• Tegangan yang diberikan over
• Kualitas part
• Suhu ruangan dan kelembaban yang tinggi.

 
3.b.Memperpanjang umur lampu backliht.

• Untuk memperpanjang umur lampu backlight beberapa model LCD Teve diperlengkapi dengan fasilitas “power saving” dimana dalam hal ini kecerahan lampu backlight dapat diturunkan. Berbeda dengan CRT, mengurangi level kontras dan britnes tidak berpengaruh pada umur pemakaian LCD, sebab dalam hal ini nyala lampu backlight tetap sama saja.
• Backlight inverter yang digunakan untuk men-drive lampu backlight diperlengkapi dengan sirkit protektor. Sirkit protektor akan bekerja mematikan kerja backlight inverter jika tegangan tinggi untuk lampu backlight over.

 
4.Backlight Inverter modul

• Lampu backlight dinyalakan (di-drive) oleh modul yang dinamakan  inverter
• Backlight Inverter berfungsi untuk merubah tegangan dc rendah (12 – 24v) menjadi ac frekwensi tinggi (sekitar 50-100 khz) dengan tegangan tinggi (1000 – 4000v).
• Backlight inverter kerjanya hampir mirip dengan kerja flyback pada TV CRT.
• Tranfo tegangan tinggi - ada yang menggunakan multi-tranfo dan ada pula yang hanya menggunakan tranfo-tunggal.
• Modul backlight inverter umumnya diberi tutup screen untuk mencegah agar gangguan frekwensi tinggi memancar keluar.

 
4.a.Kerusakan lampu backlight dan modul backlight inverter dapat menyebabkan beberapa macam gejala,seperti :

• Raster gelap tidak ada gambar, walaupun indikator “POWER ON” telah menyala dengan normal atau suara normal.
• Raster menyala sebentar kemudian terus mati
• Raster hidup-mati
• Raster mulai redup (tergantung dari umur pemakaian)
• Sebagian layar gelap
• Britnes gambar tidak merata pada seluruh layar

 
4.b.Bagaimana cara mengetahui backlight hidup atau mati?

• Backlight dapat diperiksa dengan cara membuka tutup back-cover dahulu.
• Amati bagian belakang dari flat panel display.
• Biasanya dapat diketemukan adanya lubang screw atau sedikit celah, dimana kita dapat mengintip cahaya yang berasal dari backlight yang sedang menyala terang seperti lampu neon.

 
4.c.Sirkit “protektor” pada baklight akan aktip bekerja karena :

• Tegangan tinggi yang dihasilkan over.
• Salah satu lampu backlight ada yang rusak atau gagal menyala karena konektor kendor isalnya
• Salah satu FET driver ada yang rusak
• Salah satu tranfo tegangan tinggi ada yang rusak.

 
4.d.Backlight tidak menyala, maka dapat disebabkan karena :

• Konektor-konektor pada pcb backlight kurang kontak
• Tidak ada suply tegangan Vcc ke pcb inverter dari bagian power suply
• Karena “chip-fuse” yang terdapat pada pcb inverter putus
• Tidak ada tegangan 4v pada pin-kontrol “BL-ON” ke pcb inverter dari bagian mikrokontrol
• Kerusakan pada sirkit inverter
• Lampu CCFL rusak

gambar inverter 14 lampu CCFL dari LGPhilips yang menggunakan multi tranfo.

Disamping kiri gambar diatas adalah inverter yang dipasang pada LCD Samsung yang ditutp screen. Pada LCD yang berukuran layar besar kadang menggunakan 2 buah inverter pada samping kiri-kanan (dinamakan Master dan Slave dimana keduanya mempunyai sirkit yang sedikit berbeda)
 
4.e..Apakah inverter dapat direpair.

• Selama ini pabrikan tidak pernah menyediakan skema ataupun menyediakan part untuk modul backlight. Jadi kalau ada kerusakan disarankan untuk mengganti modul. Di lokal apakah saat ini dapat diperoleh modul inverter kami masih kurang tahu?
• Bahkan ada pabrikan yang tidak menyediakan modul inverter atau lampu backlight. Jadi kalau ada kerusakan maka harus ganti satu unit Front Panel Display komplit. Yang tentunya harganya sangat aduhaiiii......
• Tetapi kita sebagai teknisi yang mempunyai kemampuan seperti Mac Gaver kadang masih banyak akal. Kerusakan-kerusakan seperti chip fuse, konektor, elko yang mengglembung, transisistor FET driver, IC Osilator drive tentunya masih dapat direpair. Dibutuhkan ketelatenan karena skema pcb modul inverter kecil sekali kemungkinan untuk mendapatkannya  dan serta biasanya menggunakan pcb “multi-layer” dimana kita tidak mudah men-“trace” jalur sambungan-sambungan printed.
• Kalau mengetahui spesifikasinya, modul inverter maupun lampu backlight mungkin masih dapat dimodifikasi dengan tipe lain

+++++++++++++++++++++++++++

Posted by Sumarsono

Read More

BELAJAR LCD [1] – BASIC LCD FRONT PANEL DISPLAY

BELAJAR LCD.1 LCD - FRONT PANEL DISPLAY
Kalau pada teve tabung untuk menampilkan gambar digunakan Cathode Ray Tube maka pada teve LCD digunakan LCD  Flat Panel Display yang  umumnya merupakan jenis TFT LCD. 
TFT LCD secara sederhana terdiri dari :
1.Backlight
Lokasi ada dibagian paling belakang FPD. Umumnya menggunakan semacam lampu neon reklame yang digunakan untuk menghasilkan sinar putih yang merata pada seluruh bidang FDP. Biasanya terdiri dari beberapa buah lampu yang dipasang berjajar secara horisontal
2. Difuser
Merupakan semacam filter yang digunakan agar sinar yang dari backligt betul-betul merata pada seluruh bidang permukaan kearah depan
3. Back Polariser
Sinar yang dihasilkan backlight mempunyai polarisasi yang acak. Polariser merupakan sejenis filter yang digunakan agar sinar dari backligt terpolarisasi tunggal vertikal.
4. Susunan TFT
Setiap pixel LCD dikendalikan oleh sebuah TFT yang berfungsi mengatur banyaknya sinar dari backlight yang akan tembus melalui masing-masing LCD
5. Susunan Elemen –elemen  LCD
FPD terdiri dari susunan ratusan ribu hingga jutaan elemen-elemen LCD atau pixel, tergantung dari besarnya resolusi . Masing-masing pixel LCD dikendalikan oleh suatu tegangan sehingga dapat menghalangi sinar dari back light atau meneruskan sinar dari back light. Jadi LCD berlaku mirips semacam jendela-jendela kecil yang dapat dibuka-tutup oleh tegangan pengendali yang dapat mengatur sediki- banyaknya sinar backligt yang akan tembus melewatnya kearah depan FPD.
6. Susunan fiter RGB
Filter RGB disusun pada pixel-pixel LCD sehingga membentuk semacam lapisan phospor yang dijumpai pada teve CRT. Tujuannya agar dapat menghasilkan gambar berwarna.
7. Front polariser
Merupakan sejenis filter seperti Back Polariser, tetapi mempunyai polarisasi horisontal.
 
Pada modul FPD diperlengkapi dengan :
1. Backlight-driver atau Inverter
Yaitu suatu modul yang berfungsi untuk merubah tegangan dc rendah menjadi tegangan ac tegangan tinggi dan frekwensi tinggi untuk menyalakan lampu-lampu backligt.
2. LCD driver modul
Kalau dalam teve CRT penyalaan phospor-phospor RGB dikontrol oleh def yoke untuk mengendalikan scanning, maka penyalaan pixel-pixel agar dapat membentuk suatu gambar maka scanning dikendalikan oleh LCD aktiv-matrix driver modul.

 
 
Konsep dasar bagaimana LCD dapat mengendalikan berkas sinar yang melaluinya.

• LCD merupakan bahan yang berbentuk antara cair dan padat, yang terdiri dari molekul-molekul kristal.
• Jika LCD tidak mendapat  tegangan >>> maka molekul-molekul kristal tersebut tersusun rapi sejajar secara vertikal >>> sinar dari backlight dapat menembus filter back-polariser >>>dan menembus melewati LCD – tetapi tidak dapat menembus filter front-polariser karena polarisasinya berbeda atau tidak sama [display gelap}

<<<<<<<<<<<<

• Jika LCD mendapat tegangan >>> maka molekul-molekul kristal akan seperti dipelintir >>> sehingga molekul-molekul yang ada dibagian depan akan tersusun secara horisontal >>> karena itu sinar dari backlight akan dapat menembus filter front-polariser [dispaly menyala]

<<<<<<<<<<<

Read More