BAB III
PEMBAHASAN DAN PRINSIP KERJA
3.1. Gambaran Umum LCD Panel
LCD Panel secara umum terbentuk dari konfigurasi matriks warna aktif yang didukung oleh sistem backlight yang saat ini masih menggunakan teknologi CCFL (Cold Cathode Fluoresent Lamp). Matriks tersusun dari Si-Thin Film Transistor (TFT) yang merupakan elemen aktif. Pada contoh LCD panel dengan ukuran 19 inchi yang memiliki area display aktif dengan resolusi tipe WXGA yaitu tipe resolusi dengan susunan 768 vertical pixel dan 1366 horizontal pixel. Dimana masing-masing pixel terbagi menjadi 3 sub-pixel yaitu red, green dan blue yang tersusun secara vertical.
Berikut ini blok diagram dari sistem LCD Panel yang terdiri dari beberapa blok rangkaian pendukung, diantaranya adalah Timing Controller, Power Circuit block, Source Driver Circuit dan Backlight assembly.
Sistem kerja dari masing-masing blok tersebut sebagai berikut : 1. Timing Controller
Sistem kerja dari Timing Controller adalah untuk mengatur spesifikasi timing yang dibutuhkan oleh LCD panel, yang meliputi frekuensi clock vertical, clock horizontal dan periode horizontal (H-periode). Contoh spesifikasi dari Timing Controller untuk LCD Panel dengan ukuran 19 inchi seperti tabel berikut.
Tabel 3.1 : Spesifikasi Timing Controller
2. Power Circuit
Power Circuit block berfungsi untuk memberikan daya pada Timing Controller dan Source Driver Circuit.
Berikut ini adalah sin yal keluaran pada Power Circuit.
3. Source Driver Circuit
Sistem control dengan input tegangan rendah yang berfungsi untuk mengatur konfigurasi sub-pixel red, green dan blue (RGB) sesuai dengan sinyal input yang diberikan oleh Timing Controller.
Berikut ini table konfigurasi Source Driver Circuit pada LCD panel 19 inchi.
4. Backlight Assembly
Backlight assembly berfungsi untuk memberikan cahaya pada LCD panel. Berikut ini adalah diagram backlight connector.
Gambar 3. 3 : Backlight CCFL
3.1.1 Metode Pengukuran Karakteristik LCD Panel
Pada dasarnya untuk pengecekan sample LCD Panel yang baru ada 3 item pengecekan yang harus dilakukan untuk mengkonfirmasi spesifikasi LCD Panel yang ada di Specification Note -nya. Ketiga item pengecekan tersebut antara lain :
a. Evaluasi Karakteristik P anel b. Evaluasi Karakteristik Inverter c. Evaluasi Karakteristik T -CON
Untuk setiap pengecekan sample LCD Panel yang baru sedikitnya membutuhkan 2 pcs sample panel. Sehingga membutuhkan 2 kali pengecekan dan sekaligus untuk Comparing Data. Panel yang pertama digunakan untuk pengecekan Panel Karakteristik yang meliputi Luminance, Color Temperature dan White Variation dengan posisi view angle yang berbeda-beda (30°dan 60°) sedangkan untuk panel yang kedua hanya digunakan pengukuran data pada posisi centre saja .
Berikut adalah item-item pengecekan yang harus dilakukan pada setiap sample panel yang baru.
Tabel 3.3: Evaluasi Karakteristik Panel Evaluasi Karakteristik Panel
1. Konfirmasi Spesifikasi
2. Karakteristik Aging
3. Karakteristik Luminance, Color Temperature-gradient
4. Karakteristik Dimming Control
5. White Variation / Cross Talk
6. Konfirmasi MURA/Dot Clock seperti defect dll.
7. Karakteristik Animation overdrive
8. Karakteristik Color temperature
9. Pengukuran Suhu Permukaan
Tabel 3.4 : Evaluasi Karakteristik Inverter Evaluasi Karakteristik Inverter
1. Konfirmasi Spesifikasi
2. Konfirmasi area kerja tegangan Vcc input
3. Pengukuran Impedansi Input Terminal
4. Pengukuran Power Consumption
5. Perubahan Dimming Light Voltage Check Inverter Noise
6. Low/High Temperature, Konfirmasi defect (Flicker, BL shutdown)
7. Realibility Inverter
Tabel 3.5 : Evaluasi Karakteristik T-CON Evaluasi Karakteristik T-CON
1. Konfirmasi Spesifikasi
2. Konfirmasi range area (Dot Clock/H-period)
3. Pengukuran Power Cons (Pattern berdasar pada spec)/Rush current
4. Low/High Temp, Konfirmasi defect (Flicker / BL shutdown)
5. Konfirmasi Power ON/OFF Sequence
6. Konfirmasi T-CON allophone (Variasi pattern input)
7. Substrate confirmation Pattern/Presence of constant change)
3.1.2 Instrumentasi Pengecekan Karakteristik Panel
Instrumentasi yang digunakan untuk pengecekan New Sample Panel harus dipersiapkan terlebih dahulu. Disamping equipment untuk pengambilan data, pengecekan New Sample Panel dilakukan diruangan yang khusus.
Adapun equipment yang dibutuhkan antara lain :
a. DC power supply untuk memberikan suplai tegangan pada inverter motor drive (VCC/BLON/Dimming).
b. DC power supply untuk motor drive.
c. Kabel Inverter Input sebagai conector dari power suplí menuju inverter. d. Signal source (DVI output). Untuk semua pengukuran dan pengambilan
data karakteristik menggunakan VG-828 : ASTRO. Signal source digunakan untuk memberikan beberapa sinyal pilihan untuk proses pengambilan data LCD panel.
e. Panel stand. Panel Stand berfungsi sebagai penyangga panel, agar panel bisa ditegakkan secra lupus vertical.
f. Kabel LVDS dan kabel DVI g. IF Interface Board
h. DVI Output distributor
i. BM-7 : Luminance Colorimeter
j. RION Soud Level Meter Type : NA-42S. Untuk pengecekan Inverter Noise.
Konstruksi instrumentasi pada pengecekan LCD panel bisa dilakukan seperti pada gambar berikut.
Gambar 3.4 : Konstruksi BM-7 terhadap Panel Stand
Sedangkan koneksi dari instrumentasi antara Signal Source, IF Board dan DC Power Supply bisa dilihat pada gambar berikut ini.
Panel Stand
BM-7 50 cm
Gambar 3.5 : Koneksi Instrumentasi
Untuk modul IF Board bisa dilihat pada gambar berikut ini.
Gambar 3.6 : Modul IF Board
LVDS Cable Inverter Input IF Board DVI Cable Signal Source ASTRO VG-828 DC Power DC Power Panel LVDS Output (Panel : T-Con) DVI Input (Signal Source and Connect) I/F Board
Berikut adalah gambar dari DVI Distributor.
Gambar 3.7 : DVI Distributor
Berikut Gambar RION Sound Level Meter :
3.2 Pengukuran Karakteristik Panel LCD
Seperti yang dijelaskan pada keterangan diatas, bahwa metode pengukuran karakteristik LCD panel meliputi 3 (tiga) evaluasi pokok. Yaitu, evaluasi panel, evaluasi inverter dan evaluasi T-CON. Berikut adalah penjelasan dari masing-masing evaluasi tersebut.
3.2.1 Evaluasi Karakteristik Panel
Berikut adalah item-item pengecekan yang harus dilakukan pa da Evaluasi Karakteristik Panel LCD, ketika panel LCD akan dikombinasikan dengan rangkaian televisi. Parameter karakteristik tersebut antara lain :
• Konfirmasi Spesifikasi
Pengecekan terhadap data sheet yang dikeluarkan oleh pembuat panel.
• Karakteristik Aging
Pengecekan pada karakteristik aging ini adalah bertujuan untuk mengetahui tingkat stabilitas LCD panel ketika mencapai titik kestabilan dan pada saat itu tingkat contrast menjadi stabil dan LCD panel bisa diukur untuk pengambilan data karakteristik berikutnya. Pada pengecekan karakteristik aging ini memiliki Standard pengecekan, yaitu meliputi :
- Input pattern : Warna putih penuh level maksimum (Level 255) - Posisi BM-7 : Tengah dan tegak lupus terhadap panel
- Lama waktu aging :
Dari 1 – 5 menit : Pengambilan data per 1 menit Dari 5 – 60 menit : Pengambilan data per 5 menit
Untuk pengambilan data karakteristik aging, setiap data harus ditulis pada tabel yang sudah ditentukan. Adapun data yang dicatat pada tabel, meliputi waktu aging, koordinat warna, luminance, color temperatur, delta UV, dan ratio luminance. Tabel tersebut bisa dilihat pada gambar tabel dibawah ini.
Tabel 3.6 : Karakteristik Aging
AGING CHARACTERISTIC Aging Time x y Luminance Color Temp. ?U
V Luminance ratio 0.16 0.5 1 2 3 4 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 100
• Karakteristik Luminance, Color Temperature-gradient
Pada tahap pengecekan ini dilakukan 2 kali dengan panel yang berbeda. Panel yang pertama untuk pengukuran pada posisi centre, view angle 30° dan 60°, sedangkan panel yang lain diukur hanya pada posisi centre saja. Pengecekan ini dilakukan untuk mengetahui tingkat kestabilan warna putih. Untuk tabel pengukuran karakteristik lum inance bisa dilihat pada tabel 3.7 dibawah ini.
Tabel 3.7 : Karakteristik Luminance, Color Temperature
WHITE Pattern R /G /B Asian Skin (R: 213 / B:139 / G:112)
x y Luminance Color Temp ?u v Luminance Ratio x y Color Temp Luminance Ratio x y Luminance Color Temp ?uv Luminance Ratio 255 ? 100 100 100 240 224 208 192 176 160 144 128 112 96 80 64 48 32 16 0 ? Front C R
• Karakteristik Dimming Control
Ukur perubahan Color temperature, Luminance Level dan Input Current saat Dimming Voltage diubah-ubah. Perubahan Dimming Voltage disesuaikan pada spesifikasi masing-masing panel. Pengambilan data dilakukan setelah 5-10 detik dari setiap perubahan Dimming Voltage.
Tabel Pengukuran Karakteristik Dimming Control bisa dilihat pada tabel 3.8 berikut ini.
Tabel 3. 8 : Karakteristik Dimming
Adjustment Characteristic of Dimming Light
Dim. Vltg x y Luminance Color Temp ?U V Luminance Ratio
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.2 2.4 2.6 2.8 3 3.1 3.3
• White Variation / Cross Talk
Pengukuran ini dilakukan untuk mengetahui variasi sinyal gambar warna putih pada setiap titik poin yang sudah ditentukan. Diharapakan dari pengukuran ini didapatkan data tentang variasi sinyal gambar warna putih yang merata dengan level yang sama.
Pengukuran karakteristik White Variation menggunakan pattern seperti pada gambar dibawah ini.
Gambar 3.9 : Pengukuran Karakteristik White Variation
Tabel 3.9 : Tabel Karakteristik White Variation
Full White Full
Black x y Y T Y ’ C TR 3J BR 6J BL 9J TL 12J SPEC (?Y ) = YAVE = #DIV/0! Y’AVE = #DIV/0! SPEC (?Y’) = ?Y = #DIV/0! ?Y ’= #DIV/0!
• Konfirmasi MURA/Dot Clock
Pengeceka n MURA dan DOT Clock dilakukan secara Visual Judgement. Dengan menggunakan pattern White dan level yang diubah-ubah maka bisa diamati Dot Defect, scratch atau MURA dan problem-problem yang terjadi.
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? W/4 D/4 W/2 W/6 D/2 D/6
• Konf irmasi Animation Overdrive
Pengecekan Karakteristik Animation dilakukan secara Visual Judgement. Hal ini dilakukan secara visual karena hal tersebut akan lebih mudah terlihat. Gambar pattern untuk pengecekan Animation Overdrive bisa dilihat pada gambar berikut ini.
Gambar 3.10 : Animation Overdrive
Dengan menggunakan pettern seperti diatas dan dibuat scroll dengan merubah level dari 255 ke 0 atau sebaliknya, dari perubahan itu diamati bagaimana bourder line berubah dan diamati efek yang terjadi. Dilakukan scroll dengan arah kekanan dan kekiri serta arah vertical karena gejala defect bisa tergantung dari arah scroll. Pada Animation karakteristik ini, amati setiap defect yang abnormal. Seperti : Pergerakan tidak smooth, gambar berubah menjadi lebar dll. • Pengukuran Color Temperature
Pengukuran Suhu permukaan panel dilakukan pada 9 poin pengukuran. Suhu permukaan yang terukur dikonfirmasikan dengan spesifikasi setiap panel yang diukur.
3.2.2 Evaluasi Karakteristik Inverter
Berikut adalah item-item pengecekan yang harus dilakukan pada Evaluasi Karakteristik Inverter.
• Konfirmasi Spesifikasi
Pengecekan terhadap data sheet yang dikeluarkan oleh pembuat panel. Konfirmasi spesifikasi inverter meliputi : Inverter Pin Spot / Tegangan Input, Range Tegangan Input (Vcc) , Power consumption (input current) / Rush current.
• Konfirmasi area kerja tegangan Vcc input
Tegangan input dari Inverter diubah dan diukur range perubahan tegangan pada inverter. Pengukuran range tegangan diukur saat tegangan input inverter diubah (turun/naik) lalu backlight off dan dikembalikan lagi sampai backlight on. Area kerja tegangan Inverter diukur diantara backlight Off dan On.
Berikut adalah tabel pengukuran range area tegangan inverter.
Tabel 3.10 : Area kerja tegangan Vcc input
Operation of protection of overvoltage of inverter voltage( V DC) Dimming voltage Min Max 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.3 S P E C
• Pengukuran Impedansi Input Terminal
Pengukuran ini dilakukan untuk mengetahui level impedansi input terminal pada saat diberi tegangan tertentu.
Pengukuran Impedansi Input Terminal dilakukan sesuai tabel dibawah ini :
Tabel 3.11 : Pengukuran Impedansi Input Terminal
Dimming voltage Inverter input current( V I N : 24V) Pin Inverter Input ( O) Impedance 0 11 < S P E C > 1 12 ? ? 2 13 Input current R ush 3 14 Power Consumption 3.3 R ush current
• Perubahan Dimming Light Voltage dan Check Inverter Noise
Inverter sound noise diukur dengan perubahan Dimming Voltage. Pengecekan dilakukan di Silent Room sehingga tidak ada sound noise lain yang ikut terukur. Instrumen yang digunakan adalah Noise Level Meter.
Gambar 3.12 : Pengukuran Dimming Voltage dan Inverter Noise
Panel ? 300 ? mm 10 mm Front Back Inverter Sound Noise Meter
• Low/High Temperature, Konfirmasi defect (Flicker, BL shutdown) Sebelum melakukan pengecekan ini, panel dimasukkan ke dalam chamber dengan suhu (-10°C). Panel dimasukkan dalam keadaan Off selama 10 jam atau lebih. Setelah itu bisa dilakukan pengecekan. Pengecekan dilakukan dengan metode :
- Dimming voltage diubah dan konfirmasi defect yang terjadi, seperti : Flicker, BL shutdown dll.
- Jika pada settingan suhu -10? ditemukan problem maka panel dimasukkan lagi ke chamber pada suhu ? -5? dan dikonfirmasi lagi defect yang ditemukan pada suhu -10°C tadi.
• Realibility Inverter
Pengukuran nilai Induktansi (L) pada semua transformer inverter (Side pertama dan kedua). Pengukuran arus input pada inverter Vcc : Min/Typ/Max. Metode pengukuran karakteristik realibility inverter ini meliputi beberapa hal, antara lain :
- Pengukuran nilai Induktansi (L) pada semua transformer inverter (Side pertama dan kedua).
- Pengukuran arus input pada inverter Vcc : Min/Typ/Max - Check inverter board, konfirmasi solder crack dll. - Pengujian Heat Cycle Conducting
( 300 cycle - 30? ? + 80? ) 1 cycle = 1H--> Ada alat khusus - Lakukan pengecekan lagi pada poin 1,2 dan 3 setelah dilakukan
pengujian Heat Cycle Conducting.
3.2.3 Evaluasi Karakteristik T-CON
Berikut adalah item-item pengecekan yang harus dilakukan pada Evaluasi Karakteristik Inverter.
• Konfirmasi spesifikasi
Pengecekan terhadap data sheet yang dikeluarkan oleh preusan pembuat panel. Item yang perlu di konfirmasi secara spesifikasi antar
lain meliputi susunan LVDS P in Input / Input Voltage (Vcc) , Power consumption ( Input current) / R ush current, Input Timing ( Dot Clock/ H-Period/ V-Period) , P ower ON/OFF S equence.
• Konfirmasi range area (Dot Clock/ H-Periode).
Pengukuran ini dilakukan untuk mengetahui range area dari sinyal gambar yang bisa ditampilkan oleh LCD panel tanpa terjadi distorsi gambar dan suara.
Gambar 3.13 : Pattern input SMPTE untuk pengecekan Range Area
Langkah-langkah setting Dot Clock / H-Periode pada ASTRO signal generador.
a. Pilih program seperti gambar disamping (Prog No. 281) b. Tekan tombol FUNC : pilih 02 lalu tekan tombol SET c. Tekan tombol TIMING : pilih 0 lalu tekan tombol SET d. Setting Dot Clock dan H-Periode sesuai spec panel e. H-Periode Min = H Disp + 48
f. H-Syn + H-Backup = 48
Tabel 3.12 : H – periode
Dotclock / Hperiod (H-period diubah dan Dotclock fix)
SPEC H
-Periode Case
MIN
Dotclock
(Min fix) MAX
MIN
Dotclock
(Type fix) MAX
MIN
Dotclock
(Max fix) MAX
Tabel 3.13 : Frequency
(Frequency diubah dan H -period fix)
SPEC H
-Periode Case
MIN
Hperiod
(Min fix) MAX
MIN
Hperiod
(Type fix) MAX
MIN
H period
(Max fix) MAX
Tabel 3.14 : Dot Clock
V-Period ( V-Frequency 60Hz)
H-Period V-Periode
M in
T yp
M ax
• Pengukuran Power Cons (Pattern berdasar pada spec) / Rush current. Pada pengukuran ini, Vin dan Rush mengacu pada spesifikasi untuk input pattern dan Vin input current / Rush Current diukur pada tiap-tiap pattern.
Tabel 3.15 : Pengecekan Power Consumption
T-CON Input current ( V in
:
5.0 V
)
Actual measurement S P E C
Pattern
Steady R ush Power
Con ? ? R u s h Power Con Full White 1.2 2 6 1.48 3 7.4 Full Black 0.8 - 4 0.85 - 4.25 V -stripe ? ? 1 - 5 1.23 - 6.15
• Low/High Temp, Konfirmasi defect (Flicker / BL shutdown)
Pengecekan Low Temperature mengacu pada Evaluasi Karakteristik Inverter dan Pane l.
• Konfirmasi T-CON allophone (Variasi pattern input)
Konfirmasi T-CON allophone dengan variasi pattern input dan dikonfirmasi allophone secara general.
