Kamis, 20 November 2014

BELAJAR TV LCD -- Belajar Panel LCD

Assalamualaikum..

haloo sobat jagad..gimana kabarnya?..baik bukan

kali ini ane mau belajar mengenai seluk beluk TV LCD..hal ini dikarenakan ane punya servisan TV LCD sharp yang rusak tetapi udah 2 bulan belum ada solusi..mau beli satu blok mahal dan yang punya belum mampu bayar..mau diakalin bingung..

semoga setelah belajar teorinya ane bisa ngotak-atik biar biayane jadi murah..

ane belajar dari bloknya master TV yaitu marsonotv...

langsung aja yuk...

TEVE LCD & LED

  1.  PANEL LCD. prinsip kerja elemen lcd (pixel), panel lcd, panel driver atau timing control ( t.con), contoh gambar kerusakan panel, trobelshuting kerusakan, contoh-2 panel yang dapat diperbaiki
  2. POWER SUPLY LCD. fungsi masing-masing bagian, PFC, kerusakan dan trobelshuting
  3. BACKLIGHT INVERTER. memahami cara kerja, memahami macam2 bentuk konfigurasi sirkit  inverter, gejala kerusakan inverter, penyebab inverter mati protek, traouble shuting kerusakan inverter
  4. LVDS.Kabel LVDS
yuk kita bahas satu-satu..

PANEL LCD


Dasar-dasar Panel LCD


Elemen dasar LCD
 
image
Konsep dasar cara kerja “elemen dasar kristal cair” atau “sub-pixel”: 
  • Elemen kristal cair atau LCD (liquid crystal display) merupakan bahan yang berbentuk antara cair dan padat, yang terdiri dari molekul-molekul kristal. Kristal cair ini kemudian dimasukkan dalam wadah yang memiliki permukaan alur-alur  seperti gambar diatas.
  • Kristal cair memiliki sifat “dimana susunan moleku-molekulnya otomatis akan sejajar mengikuti bentuk alur wadahnya”
  • Wadah bagian atas alurnya berbeda dengan alur wadah bagianbawah, sehingga susunan molekul-molekul kristal cair akan seperti dipelintir.
  • Bagian atas dan bawah wadah dipasang “polarizer” yang disusun dengan beda arah 90 derajad
  • Jika wadah kristal cair “tidak mendapat tegangan” - maka susunan kristal akan terpelintir seperti gambar (kiri) dibawah. Dan sinar  “bisa menembus” melewati wadah
  • Jika kristal “mendapat  tegangan” - maka molekul-molekul kristal tersebut tersusun rapi sejajar secara vertikal dan sinar “tidak dapat menembus”
image
  • Atau secara sederhana kristal cair dikatakan “dapat diatur buka-tutup seperti jendela” dengan cara memberikan tegangan pada wadahnya.

  
  
Struktur Panel LCD
 
  • Panel LCD tersusun dari ratusan ribu sub-pixel seperti contoh gambar dibawah. 
  • Untuk mengatur buka-tutup masing-masing sub pixel disini ada ribuan kabel transparan dan sangat lembut yang diatur secara vertikal (dari atas ke bawah) dan horisontal (dari kiri kekanan.
  • Susunan kabel penghubung demikian sering dinamakan matrix
  • Sebagai contoh untuk panel kaca dengan resolusi 1280 x 800. Maka akan terdapat hubungan kabel vertikal sebanyak 1280 x 3 dan kabel hoisontal 800.
image
  • Masing-masing sub-pixel diberi filter warna yang tersusun seperti gambar dibawah
clip_image008




SUSUNAN PANEL LCD LENGKAP.

Gambar dibawah menunjukkan isi atau susunan Panel LCD secara lengkap.
  
image

  1. Backlight : Lokasi ada dibagian paling belakang. Umumnya menggunakan semacam lampu neon yang dinamakan CCFL yang digunakan untuk menghasilkan sinar putih yang merata pada seluruh bidang layar. Biasanya terdiri dari beberapa buah lampu CCFL yang dipasang berjajar secara horisontal dan untuk model-model baru sudah diganti menggunakan lampu LED.
  2. Difuser : Merupakan semacam filter yang digunakan agar sinar dari backlight 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 backlight terpolarisasi tunggal secara vertikal.
  4. PANEL kaca  LCD : Bagian inilah yang sesungguhnya membentuk gambar. Panel kaca terdiri dari susunan ratusan ribu elemen-elemen LCD yang dinamakan Sub pixel (picture elemen). Jumlah sub pixel tergantung dari besarnya resolusi dan ukuran layar. Masing-masing sub-pixel LCD dikendalikan oleh suatu tegangan sehingga dapat menghalangi sinar dari back light atau meneruskan sinar dari back light. Jadi LCD berlaku mirip semacam ratusan ribu jendela-jendela kecil yang masing-masing dapat dibuka-tutup oleh tegangan matrix pengendali yang dapat mengatur sedikit-banyaknya sinar backlight yang akan tembus melewatinya kearah depan layar. Setiap sub-pixel dikendalikan oleh sebuah transistor (TFT) yang berfungsi mengatur banyaknya sinar dari backlight yang akan tembus melalui masing-masing sub-pixel.
  5. Fiter RGB : Filter RGB disusun pada pixel-pixel LCD sehingga hampir mirip membentuk semacam lapisan phospor seperti yang dijumpai pada teve CRT. Tujuannya agar dapat menghasilkan gambar berwarna.
  6. Front polariser: Merupakan sejenis filter seperti Back Polariser, tetapi mempunyai polarisasi horisontal.

Timing -control dan panel driver.


Pada teknologi teve tabung, maka agar CRT dapat menampilkan gambar diperlukan : 
  • Def yoke : Memerlukan suply pulsa Defleksi horisontal dan pulsa Defleksi vertikal
  • CRT : Memerlukan tegangan Heater, tegangan tinggi Anode, tegangan Screen, dan tegangan Fokus
  • Modul CRT soket : Memerlukan sinyal gambar RGB, tegangan RGB Driver 180v, dan tegangan 9v
 
Ini sangat berbeda dengan teknologi LCD, dimana : 
  • Agar panel dapat menampilkan gambar dibutuhkan macam-macam kontrol dan tegangan yang lebih rumit.
  • Membicarakan Panel LCD tentu tidak dapat dipisahkan dengan T.con (timing control) sebagai driver panel kaca LCD yang isinya terdiri dari ratusan ribu buah pixel.
  • T.con adalah kunci utama bagaimana gambar bisa terbentuk dari susunan pixel-pixel pada panel kaca tersebut
  • Pada LCD model-model lama - Panel kaca dan T.con masih terpisah, tetapi berkat kemajuan teknologi pembuatan pada model-model baru keduanya sudah dibuat menjadi satu kesatuan.
  • T.con dibutuhkan untuk mengatur timing “pembukaan-penutupan” atau "nyala gelap" masing-masing pixel-pixel yang terdapat pada Panel kaca sehingga dapat membentuk sebuah gambar.
  • T.con merupakan pasangan tetap dengan Panel kaca, sehingga panel kaca tidak dapat dipasang atau diganti dengan sembarang T.con
  • Setiap tipe jenis Panel kaca tipe yang bebeda membutuhkan sirkit driver yang berbeda pula, demikian juga karakteristik masing-masing driver yang berbeda, sehingga mempelajari driver panel LCD menjadi lebih agak rumit.
 
Perlu dipahami bahwa panel kaca atau pixel-pixel tidak dapat mengeluarkan “cahaya”sendiri. Tiap-tiap pixel dari panel kaca hanya bisa “membuka atau menutup” sehingga cahaya dari backlight “bisa menembus keluar atau terhalang tidak dapat menembus keluar”.
clip_image002
clip_image004
  • Gambar diatas adalah contoh bagaimana sebuah pixel di-drive agar dapat hidup-mati.
  • Setiap Pixel masing-masing di-drive oleh sebuah FET yang yang dinamakan TFT (Thin Film Transistor), yang semauanya tertanam didalam kaca panel.
  • TFT di-drive oleh pulsa-pulsa yang dinamakan GATE driver (atau Coloumn driver atau Data driver) dan SOURCE driver (atau Row driver).
  • GATE driver berfungsi sebagai switch on-off yang mempunyai tegangan dengan variasi antara kurang lebih sekitar 0 hingga 10v
  • SOURCE driver merupakan data gambar dan mempunyai range tegangan antara sekitar -5v hingga +20v (antara Vof hingga Von)
  • Output bagian bawah pixel-pixel tidak disambung langsung keground, teapi dihubungkan dengan tegangan Vcom yang besarnya ada ditengah-tengah antara Voff dan Von.
 
Secara garis besar blok panel driver terdiri dari bagian-bagian yang dinamakan : 
  • Timing kontrol.
  • Pembangkit Grayscale (gamma).
  • Pembangkit tegangan-drive.
  • Pembangkit macam-macam tegangan suply.


CONTOH sirkit T-con dan sambungannya dengan panel LCD






CONTOH MODUL T-Con board model lama

  • Gambar diatas adalah merupakan T-con board pada teve LCD model lama yang masih terpisah dengan panel kaca.
  • T-con board biasanya lokasinya ada dibagian tengah-atas dari belakang panel lcd, yang ditutup dengan casing logam sehingga tidak nampak dari luar.
  • Konektor bawah dihubungkan dengan modul digital board atau biasa juga dinamakan Mother-board dengan menggunakan kabel spesial yang dinamakan kabel LVDS
  • Konektor bagian atas disambungkan menggunakan "flat wire" ke Panel kaca lewat panel driver RSDS dan RA

Memahami panel LCD seri.2


Timing kontrol untuk mengasilkan gambar pada panel LCD
Sangat berbeda dengan cara kerja tabung CRT dimana gambar diperoleh dengan bantuan scaning horisontal dan vertikal. Maka agar dapat membentuk sebuah gambar pada panel LCD , “penyalaan” masing-masing sub pixel dikontrol oleh sirkit yang dinamakan “timing kontrol” seperti gambar blok dibawah ini.
image
  • Source Driver dan Gater driver merupakan satu kesatuan dengan panel kaca LCD – dan disambung menempel langsung dengan kaca panel menggunakan beberapa flat wire atau biasa dinamakan COF.
  • Modul “Timing control” atau “T-con” layar besar umumnya berdiri terpisah sendiri dan disambungkan ke driver menggunakan flat wire.
  • Tetapi pada layar ukuran kecil “modul timing kontrol & driver” sudah merupakan satu kesatuan.

Perkembangan perubahan bentuk phisik panel LCD

Bagi pemula yang baru mengikuti teknologi LCD tentu akan bertanya-tanya mengapa ada panel yang mempunyai Gate driver (……istilah tuser ada “kupingan”-nya, tetapi ada pula yang tidak mempunyai gate driver).
clip_image004
  • Pada awalnya memang semua panel LCD mempunyai pc-board Source driver dan Gate driver.
  • Kemudian dikembangkan tanpa pc-board Gate driver. Ini bukan berarti gate driver dihilangkan. Tetapi gate driver telah ditanam pada kaca panel dengan teknologi COG, tapi masih nampak mempunyai flat wire untuk sambungan-sambungannya.
  • Dan sekarang hampir semua panel LCD tidak ada kupingan-nya, sebab semua sudah tertanam pada kaca panel LCD.

clip_image006



Istilah-istilah teknis yang berhubungan dengan panel LCD.

  • COF = Chip on Film (gambar bawah-atas), yaitu teknologi dimana chip ic ditanam pada FPC (flexible printed circuit). Istilah lain yang kadang digunakan untuk menamakan COF adalah TPC (tape carrier package)
  • COG = Chip on Glass (gambar bawah-bawah), yaitu teknologi dimana chip ic ditanam pada papan kaca LCD (TFT array)
  • ACF = Anisotropic Conductive Film, yaitu merupakan semacam timah solder yang bersifat sebagai penghantar listrik yang digunakan untuk menyambung driver (COF) dengan pc-board atau dengan kaca panel LCD
image
image
  • TAB = Tape Automation Bonding, yaitu proses atau piranti untuk menyambung COF dengan pc-board atau dengan panel kaca LCD. Proses TAB menggunakan press- toll yang dipanaskan (temperatur sekitar 60 hingga 900C, tekanan sebesar 250-600 kg/cm, waktu 3-20 detik) seperti terlihat pada gambar dibawah. Agar tidak merusak COF, maka dipakai “silicon rubber” atau “teflon” yang merupakan bahan penghantar & tahan panas yang dipasang antara press-toll dengan TCP

image

clip_image014Contoh gambar mesin TAB

Kerusakan panel LCD.

Dengan telah memahami bentuk dan konstruksi panel, maka kerusakan panel dapat disebabkan oleh berbagai macam, seperti :
  • Chip ic pada pc-board rusak, dapat diperbaiki kalau ada partnya.
  • Chip ic pada COF rusak, dapat diganti komplit kalau ada spare-part dan mesin TAB bondingnya.
  • Chip ic dalam kaca panel rusak.
  • Sambungan antara chip ic dengan FPC pada COF. Ada kemungkinan diperbaiki.
  • Sambungan antara COF dengan kaca panel ataupun dengan pc-board kurang kontak. Ini adalah jenis kerusakan yang paling sering dijumpai dan ada kemungkinan untuk direpair.
  • Ada jalur atau sambungan yang putus pada pc-board, COF, ataupun dalam kaca panel. Untuk sambungan atau jalur putus diluar kaca panel masih ada kemungkinan untuk diperbaiki.
  • Ada transistor yang digunakan untuk menghidupkan sub pixel dalam kaca LCD rusak.
  • Wadah sub pixel cairan LCD retak atau bocor. Biasanya karena benturan.
  • Kerusakan polariser disebabkan karena over heat. Bisa diganti baru – Cuma masalahnya di Indonesia belum ada yang jual.

Memahami panel LCD seri.5

  
Memahami Vgh, Vgl adalah merupakan salah satu dari macam-macam suply yang digunakan pada panel driver yang diumpankan pada ic Sorce driver maupun ic Gate driver.

Coba kita ingat dulu tentang sirkit vertikal-out pada teve CRT yang mempunyai supply Vcc simetri +/- 
  • Sirkit ini berfungsi untuk “memperkuat amplitudo” atau “memperkuat level” pulsa-pulsa dari vertikal osilator.
  • Pulsa dari osilator semula hanya mempunyai amplituda sekitar 5v
  • Kemudian diperkuat ole ic vertikal-out agar amplitudonya menjadi sekitar 24v.
  • Maka diperlukan simetri suply Vcc (+) 12v dan Vcc(-) 12v sehingga pulsa vertikal-out dapat berayun antara (+)12v dengan (-)12v atau dapat dikatakan pulsa mempunyai level 24v peak-to-peak.
  • Disini pulsa output dari ic vertical-out disambungkan ke kumparan def yoke kemudian langsung ke tegangan 0v atau ground
clip_image002
++++++++++++++


Untuk men-drive pixel-pixel LCD dibutuhkan beberapa macam pulsa. Pulsa-pulsa drive ini juga perlu diperkuat “amplitudo”nya menggunakan beberapa “Op-amp” (operational amplifier) yang terdapat didalam ic driver. Disini cara kerja Op-amp juga hampir mirip dengan ic vertikal-out. 
  • Untuk Vcc (+) Op-amp digunakan istilah Vgh atau Von.
  • Untuk Vcc (-) Op-amp digunakan istilah Vgl atau Voff.
  • Setiap tipe panel mempunyai tegangan Vgh dan Vgl yang berbeda. Umumnya Vgl berkisar antara +20v hingga +40v, sedangkan Vgl sekitar (-)5v hingga (-)15v. Dan hal ini juga tergantung dari besar-kecil ukuran layar LCD.
  • Oleh karena tegangan tidak simetris – maka disini output Op-amp tidak disambungkan ke ground seperti halnya ic vertikal-out. Agar output tegangannya terhadap Vgh dan Vgl dapat simetri, maka output disambungkan pada tegangan yang ada ditengah-tengah antara tegangan Vgh dan Vgl atau yang dinamakan Vcom.
clip_image004
Lihat contoh gambar blok diagram diatas. 
  • Pulsa-pulsa OE, CPV dan STV di mixer (dicampur) kemudian diperkuat amplitudonya oleh Op-amp L4, L5 dan L6.
  • Pulsa-pulsa yang levelnya sudah besar kemudian dinamakan CKV, CKVB, STVP.

clip_image006

Lihat gambar blok diagram diatas. 
  • Gate/Row driver mengatur “on-off” pixel mana yang akan dinyalakan secara bergantian dengan kecepatan tinggi
  • Colum driver mengatur “terang-gelap”nya pixel yang akan dinyalakan.
  • Contoh pixel RGB disini – terlihat tidak disambung ke ground, tetapi ke tegangan Vcom.
  
++++++++++++



Dari mana diperoleh tegangan Vgh dan Vgl ? 
  • Tegangan input untuk modul T.con umumnya ada yang 3.3v, 5v atau 12v.
  • Untuk mendapatkan tegangan Vgh,Vgl  – biasanya digunakan sirkit IC yang dinamakan LCD driver atau Dc-Dc Converter, yang merupakan sirkit mini yang kerjanya hampir mirip dengan “switching regulator”.
  • LCD driver dapat digunakan untuk menaikkan maupun untuk menurunkan tegangan input.
  • LCD driver umumnya menggunakan sebuah ic yang memang sudah di-design untuk hal seperti ini, misalnya MAX17113, TPS65160.
  • Kecuali untuk menghasilkan tegangan Vgh, Vgl – LCD driver juga digunakan untuk menghasilkan tegangan-tegangan lainnya.

image Gambar diatas adalah contoh sebuah ic LCD driver, yang mendapat input 12v dan digunakan untuk menghasilkan tegangan output :
  • Vs 15v
  • Vgh 23v
  • Vgl (-)5v
  • Vlogic 3.3v

Memahami gamma correction pada sirkit panel driver


  • Apakah arti istilah “gamma” dalam teknik panel LCD teve maupun monitor ?
  • Mengapa gamma penting dalam teknik LCD?
  
Secara sederhana agar mudah dipahami dapat kami jelaskan sebagai berikut : 
  • Istilah gamma atau lebih lengkapnya adalah “gamma correction” adalah suatu parameter yang hampir mirip dengan kontras dan britnes. Jika kontras dan britnes mempengaruhi level sinyal gambar mulai dari level terendah (gelap) hingga level tertinggi (putih), maka gamma hanya mempengaruhi level abu2 atau level menengah antara gelap dan putih saja.
  • Sinyal” tegangan gambar” jika diubah menjadi sinyal “cahaya” oleh layar LCD akan diterima oleh mata secara tidak linear, sehingga akibatnya gambar akan nampak tidak alami lagi, karena level menengah gambar menjadi cenderung lebih gelap.
  • Gamma correction diperlukan untuk memperbaiki cacat ini, agar gambar kembali nampak alami.
  
image
  • Gamma = 1 adalah grafik jika layar LCD tidak mengalami cacat gamma
  • Jika layar LCD mempunyai gamma 1.8 – maka level bagian menengah akan terlihat lebih gelap.
  • Makin besar nilai gamma, maka level gambar menengah akan kelihatan makin gelap.

imageGambar jika tidak menggunakan gamma correction
imageGambar jika telah mengalami gamma correction


Sirkit gamma correction pada LCD driver : 
  • Sirkit gamma lokasi ada pada bagian “Source driver” atau “data driver”
  • Merupakan sederetan “tegangan-tegangan reference” yang jumlahnya tidak selalu sama antara satu layar LCD dengan layar LCD lainnya.
  • Disini data gambar “digital” dirubah menjadi “tegangan analog” sesuai dengan tegangan reference gamma correction.
  • Gamma correction yang tersedia umumnya mempunyai nilai (1.8), (2.0), (2.2) dan (2.4)
  
image
 image

Contoh IC Gamma eksternal: 
  • AS-15 F/G mempunyai 14 chanel tegangan reference + tegangan Vcom drive
  • BUF 12800 mempunyai 12 chanel tegangan reference
  • BUF20800 mempunyai 20 chanel tegangan reference + tegangan Vcom drive
  • MAX9679 mempunyai 12 chanel tegangan reference, + tegangan Vcom drive


Pada tipe T-con tertentu mungkin tidak dijumapai ic gamma seperti contoh diatas. disini gamma correction internal menjadi satu dengan ic besar timing control.


Kerusakan ic gamma dapat menyebabkan :
  • Gambar tipis kurang kontras.
  • Gambar seperti negatip.
  • Layar putih polos

Sample gambar kerusakan PANEL LCD


RUMUS KERUSAKAN PANEL LCD : Jika pada bagian layar masih ada terlihat “potongan gambar” yang nampak masih normal, maka dipastikan 99% panel rusak, atau ada kemungkinan konektor antara T-con dengan panel kurang kontak.
image


  
clip_image004Bagian kiri layar gambar masih nampak normal. Kerusakan Source driver
clip_image006Kerusakan Gate drive
clip_image008Kerusakan Source drive Timing
clip_image010Kerusakan gate drive timing
clip_image012Kerusakan sebaaian Gate drive Timing
clip_image014Kerusakan Gate drive Timing
clip_image016Kerusakan Filter/LCD
clip_image018Kerusakan Filter/LCD
clip_image020Kerusakan filter/LCD
clip_image022Kerusakan jalur Surce driver
clip_image024Kerusakan jalur Gate driver
clip_image026Kerusakan jalur Gate driver
clip_image028Kerusakan jalur gate driver
clip_image030Kerusakan pixel LCD
clip_image032Kebooran backlight, kerusakan pixel LCD
clip_image034Retak
clip_image036Retak
clip_image038Bisa Panel, T-con, LVDS, Mother-board
clip_image040Kerusakan Gate drive
clip_image042Bisa Panel, konektor T-con dgn panel, mother-board
clip_image044Bisa Panel atau Mother-board
clip_image046Backlight bocor, kerusakan pixel LCD


bersambung..

semoga bermanfaat yach

alhamdulillah

4 komentar:

  1. Alhamdulillahh...
    Sangat bermaf'at....

    BalasHapus
  2. Mas. cara nyambung kupingan yg disconnect atau renggang dengan panel kaca nya gmana ya. mohon bantuannya mas.

    BalasHapus
  3. Alhamdulillah tamabah ilmu, makash gan artikelnya, sangatbermanfaat....

    BalasHapus