This material will explain the LCD display technology used in Samsung televisions and large format display (LFD) monitors.  The training includes circuit explanations, troubleshooting procedures, new features and design changes as well as alignment procedures. The material is not written for a specific model, it is an overview of LCD technology used in TVs and large format displays. Certification for this course is available by accessing the 2009 LCD Certification Exam online.

1

The material is broken into modules to allow direct access to specific topics.  

2

Depending on the model design changes and features have been added to enhance the customers viewing experience. This includes a new panel designs, an innovative mounting system, and additional multimedia content options.

3

Traditional LCD TV’s use a series of Fluorescent tubes for backlights. These tubes use high voltage and a phosphor coating to generate light . The FL tubes and circuitry behind the panel increases the depth of the rear cabinet

4

The LEDs are arranged on the perimeter of the panel assembly. The individual LEDs are connected in series with two sets of LEDS, one for each side of the screen. The back of the panel uses three reflective layers and unique lens assembly that distribute the light across the entire panel. Three benefits are smaller size, a simplified power supply and less power consumption.

5

Certain Samsung LCD units improve the refresh rate to 240Hz. The 240 Hz refresh rate helps make motion sequences smoother with less motion blur and jitter. The faster refresh rate specifically targets “judder” which occurs when films shot at 24 frames per second are converted to TV which normally uses 30 frames per second. The 240Hz refresh rate also can smooth artifacts that can be created by fast image motion.

6

When films shot at 24 Frames per seconds are displayed at 30 frames per second on a TV the missing 6 frames causes images to jump or “judder”. The 240 Hz refresh rate smoothes the picture removing “judder” from 24 frame per second film transfers. The 240 Hz refresh rate doubles the number of frames inserted compared to the previous 120Hz designs. The interpolated frames reduces the time between frames from 6.5 mS to 3.8 mS.

7

The Ultra Clear panel improves picture quality by reducing ambient light that is reflected back to the viewer. An anti‐reflective coating inverts the phase of the incoming light when it is reflected. The In phase and out of phase waves cancel so only the light from the panel is sent to the viewer.  

8

A feature on certain LCD TV in 2008 was internet connectivity for RSS news feeds. This feature has been expanded to include expanded content. The Internet Widget System offers a compelling and powerful information and entertainment experience to consumers. Taking advantage of the capabilities of Internet-enabled TVs, TV Widgets are connected to applications that consumers can personalize and enjoy while simultaneously watching live video or other media on their DTVsother media on their DTVs.

9

The widgets can be configured along the bottom of the screen or as a side bar showing information along with the live video in the main picture window

10

Widgets are available for entertainment programming like CBS, Showtime and Netflix. Information sites like the New York Times or Yahoo News and social networking sites like MySpace and Twitter.  New widgets are being developed constantly. 

11

Samsung will be offering an accessory wall mount. The slim design reduces the depth from 6.8” to 1.8” .  The Photo frame wall mount uses a design similar to the method used to hang paintings.

12

The Photo Frame wall mount uses a pair of mounting blocks along with a aircraft grade Kevlar cable that can support over 400 lbs. This new mount offers a simple method of installation and reduces the depth of the installation compared to traditional wall mounts.  

13

The installation procedure involves wall mounting two base units and attaching a Kevlar wire in the upper mounting holes. Two tilt up legs allow the customer to connect various sources without having to pull the TV from the wall.

14

Wall anchors and toggle bolts are provided to secure the mount base to the wall.  Bolts are provided to secure the Kevlar wire to the TV. 

15

Certain Samsung TV are shipped with preloaded movies or image contents. The library includes games short movies and information  pieces such as recipes or fitness. On certain models additional content can be downloaded from Samsung.com 

16

Wiselink offers a USB 2.0 connection to view Jpeg images or listen to MP3 audio files. Wiselink Pro adds the capability to view MPEG video files that have been stored on a USB storage device.  Wiselink Pro supports MP4, MPG, AVI , VRO and VOB file formats. Series 5 through Series 9 models support this feature.

17

Under the setup menu select the Network selection” then set the value to “Cable Network Setup” then press enter.Next select “Internet Protocol Setup”, since an IP address, subnet mask, gateway, and DNS are automatically allocated when DHCP is selected, you do not have to enter them manually. 

Select “Network Test” to check the network connectivity. The current network settings will appearappear.

If the test fails on the MAC Address, the MAC Address may not be written; the normally indicates a TV main board failure. 

If the test fails on Domain Ping, check the internet cable connection to your wireless router or your firewall settings.

18

You can test the LAN circuitry in the TV using the Loopback connection shown here. Basically this device emulates the commands from the network by applying the transmit to the receive circuits and vice versa.

19

20

21

Also available is a USB wireless LAN adapter which allows you to access the internet. A properly configured wireless 802.11b/g  network is required. You will need to know the network name and any security codes to configure the system. 

22

Step 1 ‐ Insert USB Wireless Network Device into the Wiselink (USB) port on the side of the television. The TV should display the message shown in figure 2  highlight and select ‘YES’ to choose Wireless for Network Selection. Step 2 – Verify that ‘Wireless’ is selected for Network Selection in SETUP MENU on the TV.  Step 3 – Access the Wireless Network Setup submenu under the Setup Menu

23

Step 4 – If you are using an unsecured wireless network (Open) continue with the following steps otherwise jump to step 5.  Highlight and Select “Auto Setup” for Internet Protocol Setup if Wi‐Fi is opened to the public (Not Encrypted). If you are using an open wireless network you must use the “Auto Setup” Feature, Manual setup cannot be used. Go to the ‘Access Point Select’ submenu option to search for an available Access Point. Find and select the wireless router to make the connection an example is shown in figure 6.

24

Once the autosetup process is complete the Access point connecting screen will be displayed. Once the connection has been negotiated the name of the network will be shown. If the negotiation fails it is best to use the manual setup procedure.

25

Manual setup is used for secured networks requiring a password. Choose Manual setup then select the network from the search screen.

26

The password for the network can be entered using the remote control joystick buttons . Note; the network password must be 0‐9 or A‐F other alpha characters cannot be input. You might have to change the network password.

27

The network test can verify connectivity as well as check the hardware in the TV. A MAC address failure usually indicates a problem with the TV which would require replacement of the main PCB.

28

29

2009 LCD TVs use a different board layout moving the TCON board to the bottom center and the Main Board is now on the left instead of the right.  This design change reduces the depth of the cabinet without affecting picture quality.

30

The power supply board will vary depending on screen size and how the panel is being illuminated. Smaller CCFL Backlight models may use a power supply board where the inverter and power supply board are combined in an IP Board. Larger Screen sizes separate the Power supply board from the inverter board.

31

All LCD power supplies will be similar with the exception of the backlight power supply. LED based units use a 320V supply to drive the LED strips while FL backlights use a 20V supply to drive the inverters. 

32

The LED Backlight is driven by approximately 170 volts from the power supply board. One side of the panel is driven by voltage at connector CN 9401 and the other side by the signal at CN9402.  If one of the connectors is unplugged you may not notice a large brightness change depending on the scene being viewed. You can isolate the left or right side of the panel by swapping the connectors.  If the one of the LED strips fails this means the panel must be replaced.

33

LCD TV’s using Fluorescent backlights use an inverter circuit to power the tubes. The inverter circuit uses a switch mode type power supply to up convert a low voltage to a high voltage . In most cases 20Volts DC is applied to the primary of the transformer. Using step up transformer the voltage is raised to approximately 1000 Volts at startup. The control circuit regulates the run time voltage to approximately 500V. The switch mode supply is designed to oscillate at a frequency around 90KHz.   

34

To troubleshoot this circuit begin by verifying the 20 ‐24 Volt supply is present. After the power on command you should hear the relay click then the inverter supply voltage can be read. Since this uses a switch mode supply you might be able to verify oscillation using an oscilloscope. A common failure symptom of a defective inverter circuit is momentary operation with a panel flash then complete shutdown. Service for this circuit is board replacement. 

35

As with any Samsung product the first check is to verify the standby power supply is present. Next verify the Power On command is being sent to the power supply from the Main board.  The power On command closes the relay turning on the switched supplies.  The power supply will operate unloaded, this means you can unplug certain peripherals to verify they are not shorted. Service for this board is also board replacement.

36

2009 LCD TV uses a pair of Video processors. The Arsenal IC is the ATSC decoder, HDMI decoder and selects the various input sources. The Chelsea IC processes the video and also acts as the main CPU.  The Chelsea IC generates onscreen display and includes an LVDS transmitter.

37

Analog tuner information is decoded by the Half NIM tuner and transmitted to the Arsenal processor. The video is converted to digital and fed to the Chelsea IC. The Chelsea IC mixes in any OSD information or PIP video. The digital video is processed to improve the picture quality then applied to the built‐in LVDS transmitter. The LVDS circuit scrambles the data and sends the information to the TCON or FRC board depending on the model. 

38

Since both these sources are analog the Arsenal processor selects the source and converts the Analog video to digital . The sync information is stripped from video information. The digital video is fed to the Chelsea and is processed exactly the same as the tuner video.

39

PC Video in RGB format is converted to digital . The only variation is the sync signal is transmitted separately so it does not need to be stripped from the video signal. The digital video is fed to the Chelsea and is processed exactly the same as the tuner video. 

40

The Arsenal IC selects one of the 4 HDMI inputs. Since this signal is digital no conversion is required however the Arsenal IC does verify the content conforms to HDCP format. The video signal is stripped from the data stream and fed to the Chelsea IC. From here the process is exactly the same. 

41

Video problems can be isolated by accessing the onscreen display which is generated from the Chelsea IC. If the OSD message is displayed properly the problem is before the Chelsea IC. If the OSD image is distorted the problem can be the TCON or FRC board or the panel itself. 

42

Additional test patterns may be available in the service mode under Control, then select FBE Pattern. The FBE test patterns offer a wider range of colors and luminance levels.

43

All audio is processed by the main PCB. The ATSC tuner strips the audio data and feeds the signal to the Arsenal IC. The Arsenal IC converts the signal to digital then feeds the signal to the WM8593 audio processor. Analog audio sources are converted to digital by the WM85963 processor. This processor applies some equalization then converts the digital signal to analog. The analog signal is amplified by the STA339B IC then fed to the speaker array. Besides the speaker output the ATSC audio is converted to SPDIF format. The SPDIF optical signal can be connected to a home theater unit for Dolby digital playback. The optical jack outputs full Dolby digital mode only when using the ATSC tuner is selected andoptical jack outputs full Dolby digital mode only when using the ATSC tuner is selected and a HD program is being viewed. HDMI audio takes a similar path. Audio from an external device such as the component input is converted to digital by the audio processor. The digital signal is equalized, converted back to analog then takes the same output path that was previously described.  

44

As stated earlier all the audio processing is done by the Main PCB.  There are two ways to test operation of the audio circuit. Set the volume to 30% and verify the speakers have not been set to off, and verify the melody has been set to on. Turn the TV off and on, if you hear either the startup or turn off melodies clearly this indicates the audio circuit is working properly.  Under the setup menu there is an audio test which will also play a melody. Once again if the melody is heard clearly the circuit is working.  If no sound is heard or the audio is distorted verify the speakers and speaker connections. 

45

Once the video information has been converted to the correct resolution it is applied to the TCON Board. The TCON board selects the row and column that is supposed to be lit. The TCON Board also controls the duration that the sub pixel is lit. Information from the main PCB is fed to the TCON board via the LVDS cable. The encoded data is decoded by the LVDS receiver then fed to the row and column drivers. Selecting an individual sub pixel is accomplished by sending a row address pulse at the same time as the column address pulse. The two intersecting pulses cause the sub pixel to light.

46

T‐Con board failures can be all over the screen or localized. TCON board failures can cause half the screen to go black or full white. TCON Board defects do not go away with content or connection. If the problem disappears when the input is changed it is not the TCON board. If the problem completely disappears with a darker or brighter scene the problem is not the TCON board.If the screen defect appears after a period of time the TCON board can be suspected.

47

Models that use 120Hz or 240Hz refresh rates use a combination TCON and FRC Board. FRC or frame rate conversion is where the extra frames are created or interpolated. Video in LVDS format is applied to the FRC board. The FRC board creates the additional frames by reading two adjacent original frames then calculating the luminance and chrominance data.

48

Automotion Plus is a feature that attempts to remove drag from fast motion scenes.  the video to reduce blur effect on fast motion. Models that use 240Hz refresh rates add this feature. Movies which are shot at 24 frames per frames must be converted to 30 frames. The 3:2 pulldown circuit is conjunction with the 240 Hz frame interpolation can introduce noise on the screen depending on the picture content. The chart shown here provides some guidelines for AutoMotion Plus customer settings. Be advised that setting the AutoMotion Plus to OFF does NOT disable the 240Hz processing.

49

The FRC board can be tested by accessing the FRC Test pattern under the control submenu of the service mode. Both of the FRC patterns are generated on the FRC board. If the test patterns are displayed without error the problem is before the FRC board, either the Main board or the source.

50

Besides processing the video signal the Chelsea IC is also the Main CPU. It reads the keypad and IR Data  and sends the appropriate commands to the peripherals ICs via the I2C buss line. Operating system information and service mode data is stored in the flash memory. The DDR memory is used for channel map and other customer information.  All of these circuits are on the main PCB, if the main PCB is changed the information must be reloaded.

51

LCD panels are made up of rows and columns of red green and blue sub pixels. The TCON or FRC board selects the specific sub pixel and controls the amount of light produced from that area. The panel resolution determines the number of sub pixels. For example a 720P panel has 1280 horizontal pixels and 768 vertical pixels.  A 1080P panel has 1920 horizontal pixels and 1080 vertical pixels. Obviously the higher resolution requires that many more control lines.

52

Vertical or horizontal lines that are present with all inputs and all types of content are usually defective panels. Backlight errors can usually be identified by an area that is always noticeably darker.  Smaller lines or imperfections in the image that are present in all modes is called de‐lamination which requires replacing the panel.

53

LCD panels use a flexible polarizer on the outside edge of the panel. If the unit is hit by a object the flexible polarizer may not show damage but the inside LCD glass will break. Panels showing a center point and cracks radiating from that point is impact damage. Corner cracks are usually the result of rough handling. Panels do not crack on their own, panel damage has been tied to flying objects or transportation damage.

54

After the main board is replaced it is best to verify the most recent version of software has been installed. Updated software information  can be obtained on our service website GSPN.  On all models you can download the software to a USB drive insert the USB drive into the port on the rear of the TV. Finally upgrade the unit using the Software upgrade feature in the Customer Setup Menu. All serv

55

Another alignment that should at least be checked is the white balance settings. Input a grayscale stair step pattern and verify the correct number of steps is present. Also be sure the picture shows only black white and shades of gray. If the picture looks reddish or bluish the gain or offset values may need to be adjusted. 

56

Option Bytes are also used to control the features in the TV. A single PCB might be used in multiple models with different feature sets. The option bytes setting tells the PCB which features should be enabled. Incorrect option bytes programming can cause a feature to be disabled or the unit to expect to see a circuit that is not actually on the unit.  Additionally the operating system is configured to support LCD panels from different factories or different screen sizes.

57

Incorrect settings in the type value can cause the picture size to be incorrect or the picture to be dark. Incorrect settings in the Model Value can cause features to be disabled or enabled incorrectly.

58

59