In-depth werking van een TFT-paneel

[mux]

Tsja, er is nog steeds geen centraal TFT-reparatietopic dus ik bouw maar weer een nieuw topic voor deze vraag.

Hoe werkt de aansturing van een TFT elektrisch? Ik kom op deze vraag omdat ik onlangs een 19" heb gekocht van een medetweaker waarvan het paneel donkere kleuren niet kan weergeven. Het beeld wordt dus heel licht, omdat de donkerste kleur veel lichter dan TN-zwart is (wat al behoorlijk grijs is, granted).

vziw heeft een TFT stroom nodig om een pixel zwart te kunnen maken, immers, als je de fuse op een paneel eraf soldeert (of deze doorgefikt is) heb je de typische white screen of death - alle licht wordt doorgelaten. Er moet dus actief worden geschakeld om een pixel zwart te kunnen maken. Ik kan me voorstellen dat als ergens een contact of FET brak is geworden, de stroom wordt afgeknepen en pixels niet sterk/lang genoeg kunnen worden dichtgetrokken op elke refresh.

Dus mijn vraag: 1) (onbelangrijk) iemand een idee hoe het bovenstaande defect komt [hoewel ik al een sterk vermoeden heb] en 2) (belangrijk) wat doet die elektronica op het paneel zelf (dus niet bij de schermcontroller, maar al voorbij de LVDS/TMDS-kabel)?

[SA007]

Dat white screen of death is niet bij alle typen tft wit, het hangt van de tft af, er zijn tft typen welke naar zwart gaan, en ook typen waarbij niet alle pixels naar dezelfde positie gaan (dan krijg je een soort lavalamp effect, geeft wel een heel fancy hardwarematige screensaver ).

Maar in principe is een pixel van een tft een paar glasplaatjes met vloeibaar kristal ertussen wat draait onder spanning. Hierdoor laat deze of alleen horizontaal of alleen vertikaal gepolariseerd licht door (of een mengsel van beide)
Door daarachter een lamp te zetten met polarisator en daarna een kleurfilter kan je dus een kleurtje maken, doe dat 3x voor elke kleur en in groepjes van 4 bij 3 in een heel grote hoeveelheid en hoppa een tft.

Door stuurstroompjes worden dus de pixels naar licht of donker geduwd, die stroompjes van alle horizontale rijen worden samengenomen in een matrix en daar zitten row en column drivers aan welke aangestuurd worden door een lvds (oid) controller, die controller zit meestal op het tft zelf.

De techniek zelf is dus bestwel simpel, het is alleen moeilijk door het verschikkelijk hoge aantal subpixels dat aangestuurd moet worden (bijna 4 miljoen op een standaard 17" tft) en de hoge snelheid, het scherm werkt zelf niet op 50/60/70hz, maar op een veel hogere interne frequentie van een paar kilohertz (niet 100% zeker) omdat het scherm anders geen stabiel beeld geeft (dit is ook waarom tft op 60hz niet knipperen en ze nooit de moeite gedaan hebben om 100+ Hz tft's te maken)

[mux]

Een deel van dat verhaal wist ik al wel, maar dat verschillende paneeltypes anders reageren wist ik niet. Helaas heb ik vrijwel alleen TN staan hier, de enige IPS die hier staat ga ik niet meer openen

[naftebakje]

TN en IPS zijn beiden te maken in standaard wit of standaard zwart, dat zit em in de polarizer (als je kristallen standaard horizontaal gepolariseerd licht doorlaten, hangt men er meestal een horizontale polarizer achter, zodat ie ongevoed wit beeld geeft).

TFT schermen repareren is mijn beroep, maar we werken uiteraard met ingekochte panels, en de leveranciers zijn héél gierig met informatie over hoe de controllers intern werken (door defecten en experimenteren kunnen we echter toch een hoop te weten komen). Als er iets mis is met de controller gaan we hierdoor vaak niet kunnen repareren (maar kunnen we de fout wel toewijzen).

Door de lange ondersteuningsperiode maken we nu nog schermen die analoog beeld op de controller willen krijgen. Een volgende generatie krijgt LVDS signalen op een eerste controller-printje, en stuurt de "taps" (IC's in de flexen tussen de TFT panel en de driverprint) aan met de binaire beeldwaarden (als dan een draadje defect is, zal een bepaalde helderheid van een bepaalde kleur niet weergegeven worden). Tegenwoordig is wat op de driver-print zit erg minimaal geworden, en zit alle intelligentie in de taps zelf, deze krijgen allemaal de LVDS informatie binnen, icm hun positie rondom het scherm sturen die zo de TFT panel aan.

Om dus op je 2) te antwoorden: op de print zit enkel wat grut voor de voeding, syncronisatie en locatiebepaling van de taps onderling (en uiteraard het verdelen van de ingestuurde LVDS signalen over alle taps). Weet ook dat (doorgaans) het beeld zelf verticaal ingestuurd wordt, horizontaal worden de beeldlijnen enkel gescanned.
Als je hier aan wil herstellen, kan je met flink wat ervaring, voorzichtigheid (die dingen zijn allemaal extreem fragiel) en geluk een fout die puur in de panel/driver zit in 5% van de gevallen herstellen.

Op je 1): dit is doorgaans een fout in de driver-print, elders kan het bijna niet zitten in jou geval. Meet eens de voedingsspanning naar de panel na, je kan ook even met wat alcohol passeren over de controllerprint, als dat niets oplever kan je em beter opgeven.
Het lijkt me dat ik op mijn werk 40% kans heb om zo'n panel kan herstellen, maar dat houdt in dat ik IC's ga vervangen op de driverprint, de taps ff clean met alcohol, en de panel een aantal keer los op een testopstelling kan zetten. Als je em dan gerepareerd krijgt moet je dan nog altijd het scherm weer stofvrij gemonteerd krijgen, onhaalbaar thuis...

[mux]

Kijk, dat is nog eens nuttige informatie. Betekent dat ook dat je vervangingscontrollers hebt liggen om problemen als de samsung-17"ers-die-geen-beeld-geven (je hebt ongetwijfeld de samtron 73V in V&A voorbij zien komen) op te lossen of geef je fouten in de controllerchip simpelweg op/hang je er een andere controller aan?

Zodra ik tijd maak ga ik eens naar de voedingsspanningen kijken. Ik achtte het niet heel waarschijnlijk dat daar de fout zat omdat de print echt ubernetjes is (hoogste kwaliteit printplaat die ik tot nu toe in een scherm heb zien zitten, helemaal met 70 micron koper, dubbele resist, alles rohs voorgepaste, verschillende maten vias en blind vias...). En anders blijf ik gewoon tv kijken naar een grijswit beeld

[naftebakje]

We gebruiken maar 2 type's van panels waar de controller te vervangen is, bij die is slechte controller meteen boardswap ja. Aangezien je geen informatie krijgt, is het bij de andere types snel einde verhaal, al gaan we wel ons best doen om toch een oorzaak te vinden (gezien de kostprijs kunnen we dat maken, een consumentenschermpje dat tientallen keer minder kost zou het niet waard zijn).

Kijk maar eens hoe de controller bij jou scherm vastzit aan de panel, die flex is samengelijmd met de panel en de driverprint, die verbinding kan je niet (betaalbaar) repareren, dus de driverprint moet je laten hangen aan de panel.

[mux]

Neuh hoor, tot nu toe zijn alle schermen die ik heb gefikst (~2x zoveel als daadwerkelijk in mijn huis staat, hier staan er 10, dus ruwweg 20) redelijk modulair opgebouwd. Altijd zit er wel een genesis of samsung controller op met een te vinden/achterhalen pinout, en tot nu toe gaat het altijd om 5V panelen. Ik ga dan ook een véél te grote aanstuurprint van een iiyama 19" aan een samsung 17" hangen zodra ik tijd heb.

Anyway, ik heb even snel de voedingspinnen van de 19" uit de TS aan mn multimeter gehangen, er komt netjes 5V op te staan. Ik ga er vanuit dat dit wel klopt (kan natuurlijk zijn dat er eigenlijk 3.3 of 1.8 op hoort te staan, er zitten lowdrop regulatoren voor beide spanningsniveaus op de print). Heeft het zin om hem aan de scope te hangen om te kijken of er troep op de 5V zit? Kan dat het probleem zijn of is dat onwaarschijnlijk?

Wanneer het paneel aanstaat is trouwens duidelijk te zien dat de pixels niet grijs zijn, maar dat de subpixels om en om achter elkaar een beetje aangaan. Dat om en om lijkt heel erg op 60 Hz, als ik het met mn ogen probeer te volgen. Is dit een nuttig symptoom? Wat kan hierachter zitten?

Op het paneel staan een paar testpunten: PVDD, 5VDD en 3VDD. Vdd lijkt me duidelijk, maar P, 5 en 3? Er gaat alleen maar 5V naar het paneel, is het logisch dat er een lowdrop reg op het paneel zelf zit?