Pannello LCD
Il pannello LCD, chiamato anche matrice, e' il trasduttore grazie alla quale riusciamo a trasformare i segnali video digitali in un immagine visualizzabile e comprendibile dall'uomo. Si tratta di una lastra di vetro sottilissima e molto delicata, ad essa possono essere correlati difetti video come linee sullo schermo oppure pixel bruciati, e' il componente piu' costoso che possiamo trovare all'interno di un tv/monitor. I maggiori produttori di LCD sono AUO, ChiMei, Sharp, Samsung, LG. Durante le operazioni che coinvolgono la matrice e' bene ricordare:
La struttura del pannello LCD e' divisa in due parti:
TFT: Ogni cella e' pilotata da un Thin Film Transistor (TFT) e un condensatore. Quando una cella viene accesa il condensatore si carica e rimane carico fino al prossimo ciclo di refresh. Quando una cella non e' accesa non fa passare la luce, quando invece e' accesa, in base al tempo che rimane accesa permette di far passare una quantita' ben precisa di luce.
- Manneggiare con cura il vetro, il pannello non deve venire a contatto con corpi duri e appuntiti
- Non sottoporre il vetro a stress meccanico, non farlo piegare e sostenerlo come possibile
- Per pulire il vetro non applicare troppa pressione sullo stesso ed utilizzare un panno in microfibra asciutto evitando di applicare il detergente direttamente sullo schermo
- Quando si sfilano i flat assicurarsi che la corrente e' staccata
- Non toccare l'area dei COF/TCP, potreste causare una rottura del flat o dell'integrato danneggiando inevitabilmente il pannello, questa e' la parte piu' delicata.
- Il miglior modo per maneggiare un pannello LCD e' tramite le staffe con le ventose.
La struttura del pannello LCD e' divisa in due parti:
- Risoluzione Orizzontale: Su un pannello con una risuluzione pari a 1920x1080 abbiamo 3 colonne da 1920 pixel perche' un pixel e' composto da una cella blu, una rossa e una verde (RGB). Quindi ci sono un totale di 5760 singole celle sullo schermo. Per accendere e spegnere queste celle lo schermo utilizza gli indirizzi verticali o gli elettrodi pilotati da una piccola scheda all'interno del pannello. In questo modo possiamo accendere e spegnere i colori per ricreare la giusta tonalita' richiesta per ricorstruire l'immagine.
- Risoluzione Verticale: Su un pannello con risoluzione 1920x1080 abbiamo 1080 righe sullo schermo. Queste righe sono pilotate da una piccola scheda all'interno del pannello. Indirizzando una particolare cella attraverso le colonne verticali e accendendo la riga delle celle solo le celle indirizzate dalla colonna verticale verranno attivate.
TFT: Ogni cella e' pilotata da un Thin Film Transistor (TFT) e un condensatore. Quando una cella viene accesa il condensatore si carica e rimane carico fino al prossimo ciclo di refresh. Quando una cella non e' accesa non fa passare la luce, quando invece e' accesa, in base al tempo che rimane accesa permette di far passare una quantita' ben precisa di luce.
Struttura e Diagnosi
Intorno al pannello LCD sono presenti svariate schede. Quelle poste orizzontalmente vengono chiamate Gate Tab con i relativi Gate IC mentre quelle poste verticalmente si chiamano Source Tab con i relativi Source IC. Queste schede non sono sempre presenti, in alcuni pannelli sono contenute all'interno, questo rende le cose difficili in caso di riparazione.
Andiamo a vedere come riparare un pannello che presenta difetti grafici. La causa puo' essere:
Nel caso in cui il pannello LCD e' il problema esso si puo' presentare in due modi:
Per capire quale sezione del pannello LCD e' difettosa possiamo cercare di isolare il problema disconnettendo i cavi FPC che vanno dalla T-CON al pannello stesso. Questi cavi flat possono variare da 2 a 4. Disconnettendoli uno per volta ed accendendo il televisore per verificare i cambiamenti possiamo trovare la sezione difettosa. Per esempio avendo 2 cavi flat FPC, disconnettiamo uno dei due, accendiamo il televisore ed osserviamo i cambiamenti, se l'immagine viene visualizzata in modo normale tutto il lato relativo al flat connesso e' funzionante. Se l'immagine viene visualizzata in modo anomalo il lato relativo al flat connesso presenta problemi. Se entrambi i lati presentano problemi non vale la pena riparare il pannello.
Una volta individuato il lato difettoso esaminiamo i TAB Gate e Source e verifichiamo che tutte le tensioni necessarie al pannello siano presenti. A questo punto si presentano due metodi risolutivi:
Andiamo a vedere come riparare un pannello che presenta difetti grafici. La causa puo' essere:
- Pannello LCD: solitamente al pannello LCD vengono attribuiti problemi come linee e doppie immagini.
- T-CON: Quando il problema e' la T-CON si presentano difetti grafici omogenei, per esempio colori negativi, schermo bianco e tutti quei difetti che compaiono in tutto lo schermo o in meta'.
- Scheda Madre: utilizzando un LCD Tester e' possibile bypassare il controllo della scheda madre e testare pannello + T-CON separatamente. Se utilizzando l'LCD Tester il difetto non si presenta la scheda madre va sostituita in quanto la CPU/Scaler presenta difetti e necessita un reballing (che non conviene).
Nel caso in cui il pannello LCD e' il problema esso si puo' presentare in due modi:
- Statico: questo tipo di difetto come dice il nome non varia in alcuna condizione (per esempio linee fisse).
- Dinamico: un difetto dinamico e' un difetto che varia a seconda della posizione del pannello. Questo significa che muovendo fisicamente il pannello il difetto varia (per esempio linee che compaiono e scompaiono.
Per capire quale sezione del pannello LCD e' difettosa possiamo cercare di isolare il problema disconnettendo i cavi FPC che vanno dalla T-CON al pannello stesso. Questi cavi flat possono variare da 2 a 4. Disconnettendoli uno per volta ed accendendo il televisore per verificare i cambiamenti possiamo trovare la sezione difettosa. Per esempio avendo 2 cavi flat FPC, disconnettiamo uno dei due, accendiamo il televisore ed osserviamo i cambiamenti, se l'immagine viene visualizzata in modo normale tutto il lato relativo al flat connesso e' funzionante. Se l'immagine viene visualizzata in modo anomalo il lato relativo al flat connesso presenta problemi. Se entrambi i lati presentano problemi non vale la pena riparare il pannello.
Una volta individuato il lato difettoso esaminiamo i TAB Gate e Source e verifichiamo che tutte le tensioni necessarie al pannello siano presenti. A questo punto si presentano due metodi risolutivi:
- TAB Bonding Bypass: questo metodo puo' essere applicato solo se i Gate Driver IC sono all'esterno del pannello LCD. Se guardate le immagini qui sotto, in particolare l'ultima a destra potete notare i diversi tipi di pannello LCD, il primo dei 3 ha i Gate Driver IC all'interno del vetro (COG, Chip On Glass) e non sono raggiungibili quindi questo metodo non e' applicabile. Nel caso in cui i Gate Driver IC sono esterni li possiamo trovare intorno alla matrice di vetro (COF, Chip On Film) e questo metodo risultera' quindi applicabile. Questo metodo consiste nel bypassare i Tab che provengono dall'LCD PCB per motivi di interruzione delle piste, quando una delle piste viene interrotta (solitamente a causa dell'eccesivo calore) c'e' il rischio che i Gate Driver IC non ricevano le tensioni di cui necessitano e saremo noi a riportarle manualmente direttamente sul COF. Quindi, prima di tutto dobbiamo raggiungere i COF, successivamente dobbiamo individuare i test point (sono dei pallini) che andremo a scavare (per renderli saldabili). Una volta scavati i test point con il tester verifichiamo la presenza di tutte le tensioni facendo riferimento alle scritte stampate sulla T-CON e sull'LCD PCB. A televisore spento possiamo verificare l'integrita' delle piste ohmicamente mettendo un puntale sul punto di partenza della tensione (LCD PCB) e uno su uno dei test point dei COF. Qui sotto possiamo trovare un esempio dei test point di un COF e la risoluzione con il metodo del Tab Bonding Bypass:
- LCD Cut-Off: questo metodo consiste nell'isolare un cortocircuito causato da uno dei Gate Driver IC o da una pista, e' applicabile anche sui pannelli con i Gate Driver IC all'interno del pannello (COG), il punto debole di questo metodo e' un leggero deterioramento della qualita' dell'immagine. Prima di tutto dobbiamo individuare quale lato del pannello LCD e' difettoso, per farlo, come detto prima dobbiamo provare ad accendere il televisore disconnettendo uno dei cavi FPC per volta ed osservare i cambiamenti. Una volta individuata la zona guasta dobbiamo interrompere uno per volta i segnali sull'LCD PCB e verificare i cambiamenti. Il numero dei segnali da interrompere e' proporzionale alla serieta' del danno, per esempio se interrompiamo i segnali CKV1 e CKVB1 e l'immagine torna normale puo' bastare ed il problema e' risolto. Solitamente i segnali da interrompere sono CKV1,2,3 e CKVB1,2,3.
Ecco degli esempi che spiegano in quali casi la sostituzione della T-CON risolve il problema, infatti come detto in precedenza, distinguere se un problema e' causato dalla T-CON o dal pannello e' difficile. Come possiamo notare nella seguente immagine, un difetto puo' essere causato da un cavo LVDS rotto, saldature, problemi nella sezione di alimentazione della T-CON ed infine circuiti integrati della T-CON guasti che necessitano di una sostituzione.
Invece in questo esempio vengono illustrati dei difetti che non sono risolvibili in quanto il pannello e' guasto e non e' possibile effettuare una riparazione. Questi esempi comprendono vetro rotto, pixel bruciati, COF danneggiati e backlight bleed (retroilluminazione non omogenea e concentrata in specifici punti).
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Quindi ricapitolando, se il difetto e' dinamico la colpa e' sicuramente del pannello LCD (una pista interrotta che non tocca bene ed impedisce ad una delle tensioni di arrivare al COF) a questo punto bisogna effettuare il ponticello tra il COF e l'LCD PCB. Solitamente questi problemi comportano linee e barre sullo schermo, sia statiche che dinamiche. Nel caso in cui l'immagine e' al contrario il problema e' di tipo software, accedendo al menu di servizio (in caso di una Samsung) e' possibile selezionare il modello di tv corretto e risolvere il problema. Ci sono anche dei metodi risolutivi hardware per cambiare le impostazioni spostando dei resistori da una pista ad un'altra.
COF
Come precedentemente detto, intorno al pannello LCD troviamo i COF (Chip on Film) che si occupano di pilotare source e gate del pannello LCD TFT in base ai controlli della T-CON. Questi chip tendono a bruciarsi danneggiando irrimediabilmente il pannello (alcune volte e' possibile isolare il COF bruciato interrompendo uno specifico segnale. Alcune volte e' possibile che a causa dell'eccessivo calore le piste si interrompono bloccando il passaggio delle tensioni indispensabili ad alimentare il pannello, in questo caso e' possibile ricostruire la pista ponticellando le tensioni mancanti dalla T-CON ai test point dei COF, che vanno scavati (bisogna rimuovere il film che li ricopre) e saldati.
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