Reparatur von LCD Displays

Flüssigkristallanzeigen (LCD: Liquid Crystal Display) sind aus einer Vielzahl von Geräten nicht wegzudenken. Im folgenden Artikel werden Hinweise gegeben, mit welchen Mitteln sich ein ausgefallenes Display unter Umständen reaktivieren lässt.

Längere Zeit ärgerte ich mich über ausgefallenen Segmente bei der Datums- und Frequenzanzeige im Armaturenbrett meines PKW. Bevor ich eine neue Anzeige erwerben wollte, startete ich einen Reparaturversuch. Da dieser Fehler öfters aufzutreten scheint, hier einige Hinweise zum wiederbeleben von Anzeigen. Ob dies aber immer gelingt, kann allerdings nicht garantierte werden.

Funktion von LCD
Ohne auf die Funktion von LCD im Detail näher einzugehen, sollte zur Reparatur folgende Arbeitsweise bekannt sein:
Das Display bestehen diese aus zwei mit Elektroden bedampften Glasplatten, der dazwischenliegenden Flüssigkristallschicht, einem Polarisationsfilter und gegebenenfalls einem Reflektor. Die Flüssigkristallschicht ändert bei Anlegen einer Spannung die Polarisationsebenen des Lichtes, wodurch die Anzeige erzielt wird. Ohne Polarisationsfilter ist die Anzeige wirkungslos. Ein gedrehter Filter ändert die Anzeige von dunkler Schrift auf hellen Hintergrund (=Reflektorfarbe) in helle Schrift auf dunklen Grund.
Bedingt durch den Aufbau fließt, bis auf wenige Elektronen zum Ladungsaufbau, durch die Anzeige und damit durch die Zuleitung kein nennenswerter Strom. Zur Vermeidung einer elektrolytische Zersetzung des organischen Materials wechselt die Polarität an den Anschlüssen der Anzeige.

Fehler
Kommt keine (vernünftige) Anzeige zustande, kann dies folgende Ursachen haben:
- Glasbruch
- Zuleitung beschädigt
- Ansteuerschaltkreis beschädigt

Glasbruch ist leicht zu erkennen und irreparabel. Defekte in der Ansteuerelektronik sind ebenfalls nicht behebbar. Häufigste Ausfallursache bei ordnungsgemäßen Betrieb ist meist ein Defekt an den Zuleitungen. Diese "Zuleitung" von der Leiterplatte zu der auf der Displayglasplatte aufgedampften hauchdünnen Elektroden besteht häufig aus
- einer Gummiplatte mit eingearbeiteten Leitgummistegen oder
- einer aufgeklebten Folie mit leitfähigen (dunkelfarbigen) Bahnen.

Fehlerbeseitigung
Wie bei der Funktionsdarstellung schon erwähnt, wird für die Ansteuerung nur ein Strom im nA-Bereich benötigt. Durch Verschmutzung oder eindringende Feuchtigkeit können hochohmige Schlüsse auftreten. Dies "Kurzschlüsse" rufen zwar keine irreparablen Schäden in der Ansteuerung hervor, beeinträchtigen aber erheblich die Anzeige.

Bei Gummiplatten mit Leitstegen hilft ein reinigen der Kontaktflächen. Auch wenn sehr feine Leiterzüge den Eindruck erwecken, dass eine Montage nur mit erheblichen Justage aufwand realisierbar ist, war bei allen bisher demontierten Anzeigen ein Zusammenbau mit etwas Geschick und einfachem Ausrichten problemlos möglich.

lcd1 Selbst ein mit der Hand aufgesetztes Display lässt sich mühelos justieren

Hartnäckige Rückstände können mit Spiritus vorsichtig gelöst werden. Unnötiger Druck sollte aber vermieden werden, damit die Beschichtung nicht geschädigt wird.

Schwieriger gestaltet sich das Beseitigen von Fehlern auf der Anschlussfolie. Zum überbrücken von Haarrissen oder kleben von (teil)abgelösten Folien auf die Glasplatte wird eine Graphitleitkleber hergestellt. Nach mehreren Versuche stellte sich heraus, dass Sanitärsilikon, Alleskleber (UHU) oder Epoxidharz als Trägermaterial für das Graphitmehl ungeeignet ist. Entweder war die Leitfähigkeit zu gering oder das Trägermaterial wurde zu stark verändert. Mit Leiterplatten-Abdecklack auf Spiritusbasis konnten die gewünschten Parameter (Widerstand, Klebefähigkeit) erreicht werden.
Bevor man Hand an der Anzeige legt, sollte die Mischung mit dem Ohmmeter geprüft werden. Befriedigenden Werte liegen vor, wenn bei einem Prüfspitzenabstand von 5 mm der Widerstand der Mischung kleiner 5 kOhm beträgt. Graphitmehl gewinnt man aus Bleistiftminen oder kauft es auf dem Baumarkt als Schmiermittel für Zylinderschlösser.

Mit einer Nadelspitze wird der Leitkleber auf die dunklen defekten Leiterbahnen aufgebracht. Hier ist sehr viel Fingerspitzengefühl erforderlich, da der kleinste Kurzschluss die Anzeige nachhaltig schädigt. Auch verstreutes Graphitpulver und andere Verschmutzungen kann zu hochohmigen Nebenschlüssen in der Anzeige führen, die zu unerwarteten Ergebnissen der Anzeige, z.B. nachleuchten einzelner Segmente, führt.

lcd2 Leitfolie zur Verbindung von Display und Leiterplatte

Zum Schluss bleibt die Überraschung, ob nach trocknen des Leitklebers und der Montage des Displays sich die Anzeige wie gewünscht verhält.

Anmerkung:

- Zwischenzeitlich ist Silberleitlack gut erhältlich. Wer damit Erfolg hat, kann gern hierzu berichten.
- Ein Motorradfan teilte mir mit, dass er ein mit Wasser vollgelaufenes Display (Regenbogenfarben im Display) bei ca 40ºC im Backofen trocknen konnte.
- Ich übernehme keine Reparaturversuche für andere!