1. 1 - Nguyên lý của công nghệ LCD
1 . Nguyên lý của màn hình LCD
LCD ( Liquid Crystal Display ) Màn tinh thể lỏng
Trong chương này, chúng ta sẽ tìm hiểu về nguyên lý của màn hình tinh thể lỏng , tìm
hiểu cấu tạo và nguyên lý hoạt động của màn hình LCD nói chung và màn hình LCD cho
điện thoại nói riêng , thực chất màn hình LCD của Điện thoại và của Máy tính là một,
chúng chỉ khác nhau về kích thước .
Các phần tử tinh thể lỏng sắp xếp dọc theo khe rãnh .
- Ở trạng thái tự nhiên, các phần tử tinh thể lỏng sắp xếp không theo trật tự nào cả .
- Khi được tiếp cận với bề mặt có khe rãnh, các phần tử tinh thể lỏng sắp xếp song song
dọc theo khe rãnh .
Trạng thái tự nhiên Khi tiếp cận với bề mặt có khe rãnh
Khi các tinh thể lỏng đan xen vào giữa các phiến trên và phiến dưới chúng sắp xếp
thẳng hàng với khe rãnh lần lượt theo hướng "a" và "b"
2. Các phần tử phía trên dọc theo chiều "a" còn phía dưới dọc theo chiều khác là "b" đẩy tinh
thể lỏng sắp xếp theo một cấu trúc xoay 90o .
Ánh sáng xuyên qua vùng không gian ( khoảng trống ) của phần tử sắp xếp
{ Ánh sáng cũng xoay khi
xuyên suốt, hệt như các tinh
thể lỏng xoay
{ Ánh sáng xuyên qua các tinh
thể lỏng, tiếp đó hướng vào
các phần tử đã sắp xếp xoay
90o như hình vẽ => ánh sáng
cũng xoay 90o xuyên qua các
tinh thể lỏng .
{ Ánh sáng bẻ uốn cong 90o
như các phân tử khi xoay .
Các phần tử sắp xếp khi có điện trường đặt vào
Khi có điện trường đặt vào, tinh thể lỏng cấu trúc lại làm xoayánh sáng khi xuyên qua .
{ Cấu trúc phân tử trong
các tinh thể lỏng sắp xếp
một cách dễ dàng khi có
điện trường đặt vào hoặc
điện cực Anot ngoài tác
dụng. Khi có điện áp đặt,
các phân tử tự sắp xếp
theo chiều dọc ( dọc theo
điện trường ) và ánh sáng
cũng xuyên suốt dọc theo
chiều sắp xếp của phân
tử .
3. Chắn sáng với 2 bộ lọc phân cực ( Polarizing filters - bộ lọc phân cực )
- Khi có điện áp đặt vào, kết hợp cả 2 bộ lọc phân cực làm xoay tinh thể lỏng trở thành 1
hiển thị LCD .
- Ánh sáng sẽ xuyên qua khi hai bộ lọc phân cực sắp xếp với trục phân cực như hình vẽ
trái
- Ánh sáng sẽ bị chặn khi 2 bộ lọc phân cực sắp xếp với trục phân cựn như hình vẽ phải .
Màn hình LCD
Kết hợp cả hai bộ lọc phân cực và sự xoay của tinh thể lỏng tạo lên một màn hình tinh thể
lỏng .
{ Polarizing
Filters : Bộ lọc
phân cực
{ Alighnment
layers : Sắp xếp
lớp
{ Voltage : Điện
áp
{ Light : Ánh sáng
{ Khi hai bộ lọc phân cực sắp xếp dọc suốt theo hướng vuông góc với trục điện cực, ánh
sáng đi vào từ phía trên , đổi hướng 90o dọc theo hướng đường hình soắn ốc của các phân
tử tinh thể lỏng, vì vậy ánh sáng xuyên qua bộ lọc dưới
{ Khi có điện áp đặt vào, các phân tử tinh thể lỏng nắn thẳng trên đường ra từ hình đường
soắn ốc và dừng, đổi hướng rẽ của ánh sáng, do vậy đã ngăn cản ánh sáng xuyên qua bộ
lọc dưới ( bộ lọc thấp )
{ Hình vẽ miêu tả nguyên lý điển hình xoay màn hình tinh thể lỏng trong LCD, các tinh
thể lỏng nơi mà các phân tử xoay hình đường soắn ốc là đan xen giữa hai bộ lọc điện cực
( phân cực) . Khi có điện áp đặt vào ánh sáng bị chắn và màn hình xuất hiện đen .
2. Các hệ thống hiển thị .
Các nguyên lý hiển thị
4. Các ký tự , chữ số và đồ hoạ được hiển thị cơ bản dựa theo 3 phương pháp hiển thị .
1 . Hệ thống thanh đoạnHiển thị độ dài sắp xếp theo dạng hình số "8" để hiển thị số .
2. Hệ thống ma trận điểm ( hiển thị ký tự )
Hiển thị sắp xếp thao các hàng và các cột để hiển thị ký tự .
3. Hệ thống ma trận điểm ( hiển thị đồ hoạ )
Hiển thị sắp xếp theo các hàng và các cột để hiển thị đồ hoạ
Nguyên lý hiển thị mầu
Mầu được hiển thị nhờ các bộ lọc mầu dành cho mỗi thành phần hiển thị, trong hệ thống
ma trận điểm, các điểm mầu đỏ (R) , xanh lá (G), xanh dương (B) nhận được do sử dụng
các bộ lọc mầu, ba mầu cơ bản trên kết hợp lại cho ta một điểm ảnh, mỗi điểm mầu sẽ cho
một mầu có cường độ sáng khác nhau, một điểm ảnh có thể cho vô số mầu và là mầu tổng
hợp được từ ba mầu cơ bản trên .
3. Cấu trúc LCD và nguyên tắc hoạt động
Tiếp theo là miêu tả tóm tắt cấu trúc vật liệu tinh thể lỏng và quá trình chế tạo LCD
Cấu trúc LCD
5. 1. Polarizing filter ( Bộ lọc phân cực ) Điều khiển ánh sáng đi vào và thoát ra
2. Glass substrate ( Hợp chất thuỷ tinh đặc biệt ) Lọc chặn điện
từ các điện cực
3. Transparent electrodes ( Điện cực trong suốt )
Là các thanh dẫn điện trong suốt cho phép ánh sáng xuyên qua
4. Alignment layer ( Sắp xếp lớp )
Là hai bề mặt có rãnh, ở giữa là các phân tử tinh thể lỏng, các phân tử được sắp xếp theo
hình soắn ốc 90o
5. Liquid crystals ( Các tinh thể lỏng )
6. Spacer ( Khoảng trống )
Duy trì khoảng cách đều giữa các tấm kính
7. Color filter ( Bộ lọc mầu )
Mầu được lọc và thể hiện khi dùng các bộ lọc R, G và B
8. Backlighting ( Ánh sáng phía sau )
Ánh sáng được chiếu từ phía sau màn hình xuyên qua các lớp trên, ở màn
hình điện thoại, người ta sử dụng ánh sáng chiếu từ xung quanh sau đó dùng
lớp phản xạ để hướng ánh sáng chiếu thẳng góc với màn hình từ sau về phía
trước .
Nguyên tắc hoạt động .
- Active element ( Transistor ) - Phần tử tích cực ( Transistor )
- X Electronic - Điện cực X
- Y Electronic - Điện cực Y
- Light - Ánh sáng
Cấu tạo :
- Các điện cực X và Y sắp xếp thành hàng và dãy, mỗi điểm giao nhau có một Transistor
trường, chân S đấu vào điện cực Y, chân G đấu vào điện cực X , khi Transistor dẫn thì
chân D sẽ có điện áp bằng điện cực Y tạo ra một điện áp chênh lệch với đế trên của LCD
- Mỗi Transistor sẽ điều khiển một điểm mầu , các tín hiệu ngắt mở được đưa đến điện cực
X, tín hiệu Video được đưa đến điện cực Y, điện áp chênh lệch giữa điện cực X và Y sẽ
làm
Transistor dẫn tạo ra một điểm mầu có cường độ sáng nhấ tđịnh .
6. { Mỗi điểm mầu do một
Transistor điều khiển, mỗi
điểm mầu sẽ phát ra một mầu có cường
độ sáng khác
nhau, cường độ sáng phụ
thuộc vào tín hiệu Video đặt vào điện
cực Y
{ Ba điểm mầu mang ba mầu khác nhau
R(đỏ), G (Xanh
lá) và B (Xanh lơ) tạo lên một điểm
ảnh, khi thay đổi
cường độ sáng của các điểm mầu sẽ tạo
ra cho điểm ảnh
có vô số mầu sắc khác nhau
( Nguyên lý trộn mầu trong tự nhiên )
{ Màn hình điện thoại có độ
phân giải là 96 x 128 nghĩa là sẽ có 96
x 128 = 12338
điểm ảnh <=>
hoặc có 12338x3 = 37014
điểm mầu .
2 - Hư hỏng của màn hình LCD
2 . Những hư hỏng liên quan đến màn hình LCD ?
z Một màn hình LCD bình thường sẽ cho
hình ảnh sáng rõ, mầu sắc rực rỡ .
z Độ sáng của màn hình LCD
là do mạch chiếu sáng từ phía sau màn
hình, còn gọi là
mạch Backlight , mạch này
đồng thời chiếu sáng cả bàn phím thông
qua các đèn
LED .
z Hình ảnh trên màn hình là do
Vi xử lý điều khiển, CPU
điều khiển điện áp trên các
điểm ảnh khiến cho các phần tử tinh thể
lỏng xoay một góc
nhất định tạo ra hình ảnh trên màn hình .
7. z Hiện tượng màn hình sáng
trắng không có hình điều này chứng tỏ là
đèn Backlight
chiếu sáng phía sau màn hình
vẫn tốt nhưng mất tín hiệu
điều khiển từ CPU sang màn hình .
z Với hiện tượng này bạn cần kiểm tra kỹ
dây cáp tín hiệu
từ CPU đi tới màn hình, chỉ
cần một đường dây bị đứt là dẫn đến hiện
tượng trên .
z Hiện tượng màn ảnh có hình nhưng tối
om .
z => Có hình là chứng tỏ mạch
điều khiển từ CPU sang màn hình LCD
vẫn tốt
z => Tối om là chứng tỏ màn
hình mất ánh sáng Backlight do các đi ốt
phát quang chiếu
từ phía sau màn hình .
z => Với hiện tượng này thông thường đi
với hiện tượng mất
ánh sáng bàn phím, bạn cần
kiểm tra mạch Backlight cấp nguồn cho
Led chiếu sáng
bàn phím và màn hình .
8. z Hiện tượng mất hình và màn
hình tối đen .
z Nếu máy không lên nguồn,
không hoạt động thì đây là do
hỏng khối điều khiển
z Nếu máy của bạn vẫn nghe
được người khác gọi hoặc
vẫn có tín hiệu dung chuông
thì hiện tượng này có hai
nguyên nhân .
- Đứt cáp tín hiệu từ vỉ máy
lên màn hình
- Đứt cáp tín hiệu từ CPU tới
màn hình LCD đồng thời
hỏng mạch cấp nguồn
Backlight chiếu sáng màn
hình .
z Đây là hiện tượng màn hình
bị va đập mạnh, vỡ các tinh
thể trên màn hình, trường hợp
này bạn cần phải thay màn
hình mới .
z Hiện tượng màn hình bị ố,
thông thường do máy bị nước
vào, nước ngấm vào phía sau
màn hình .
z Trường hợp này bạn có thể
khắc phục được bằng cách
=> Tháo màn hình ra
=> Tháo tấm phản quang phía
sau màn hình, lau sạch nước
và hơi ẩm .
9. Lớp bạc sau màn hình
Tháo lớp bạc sau màn hình, bạn sẽ nhìn thấy một tấm nhựa trong suốt ở ngay sau lớp bạc
10. Bạn tháo lớp nhựa trong suốt và lau sạch nước ở các lớp phản quang
phía dưới lớp nhựa, sau đó lắp lại như cũ
2. Nguyên lý mạch điều khiển màn hình LCD
Hình ảnh trên mô tả hoạt động của màn hình.
+ Trường hợp 1 : Màn hình bị mất tín hiệu từ CPU sang màn LCD, có thể do đứt cáp tín
hiệu hoặc rắc kết nối không tiếp xúc, màn hình vẫn sáng vì có đèn Backlight chiếu sáng từ
phía sau :
+ Trường hợp 2 : Màn hình có hình ảnh bình thường, có tín hiệu từ CPU đưa sang màn
hình, có đèn Backlight chiếu từ phía sau để màn hình phát sáng .
+ Trường hợp 3 : Mất điện áp Backlight cấp cho đi ốt chiếu sáng phía sau màn hình, làm
cho màn hình tối om, tuy nhiên tín hiệu từ CPU sang màn hình LCD vẫn bình thường, vì
vậy vẫn có hình ảnh trên màn hình .
+ Trường hợp 4 : Màn hình bị mất tín hiệu từ CPU vì vậykhông có hình ảnh trên màn hình,
đồng thời mất điện áp Backlight cấp cho đèn chiếu sáng màn hình, vì vậy màn hình tối
om .
11. z Hiện tượng màn hình chập
chờn, nguyên nhân thường do
đứt ngậm cáp tín hiệu, hiện
tựơng này thường gặp ở các
máy màn hình gấp hoặc màn
hình trượt .
3. Nguyên lý mạch Backlight chiếu sáng màn hình, bàn phím
Mạch Backlight điều khiển cấp nguồn cho Led chiếu sáng màn hình
a) Mạch Backlight trong các máy đời thấp .
Mạch Backlight điều khiển các đèn chiếu sáng màn hình, bàn phím trong các máy đời thấp
12. b) Mạch Backlight trong các máy đời cao .
Nguyên lý hoạt động của mạch Backlight tăng áp
Mạch Backlight tăng áp được sử dụng trong hầu hết các loại điện thoại hiện nay , mạch
sử dụng một IC có khoảng 8 chân kết hợp với cuộn dây và đi ốt tạo thành mạch tăng áp .
Khi có lệnh điều khiển từ CPU , IC tăng áp hoạt động nâng điện áp 3,7V của nguồn
V.BAT lên thành 7V cung cấp cho các đèn LED màn hình và bàn phím .
Các đèn được mắc nối tiếp, nguồn 3,7V không đủ làm sáng hai đèn LED mắc nối tiếp,
khi nguồn tăng lên đến 7V, mỗi đèn có điện áp 3,5V và các đèn phát sáng bình thường .
13. Mạch tăng áp Backlight của máy Nokia 6610 gồm một IC 8 chân và một cuộn dây
4. Thay cáp màn hình Samsung E700
Màn hình và cáp màn hình máy Samsung E700
Các loại máy gập như Samsung E700 thường hay bị đứt cáp tín hiệu, khi cáp tín hiệu bị
đứt thường sinh hiện tượng màn ảnh sáng trắng không có hình hoặc màn ảnh chập chờn .
Trước hết bạn hãy mua một cáp tín hiệu
14. Cáp tín hiệu cho màn hình E700
Dùng máy hàn khò để tháo mối hàn của hai màn hình ra khỏi cáp tín hiệu cũ , sau đó thay
cáp tín hiệu mới và hàn lại màn hình bằng mỏ hàn kim .