Замена LCD матрицы — экрана ноутбука

Бесплатная доставка в сервис — от 30 минут. Всегда приезжаем точно в срок. При приеме фиксируем все внешние недостатки. Ноутбуки перевозятся в специальной упаковке, исключающих царапины и удары.

Если не сильно спешите, сделаем срочную диагностику и починим ноутбук при вас. Оборудование минует все подготовительные работы и сразу попадает к сервисному инженеру.

Если переживаете за конфиденциальность данных, достанем и передадим жесткий диск вам. При выдаче подключим обратно и покажем, что все работает как надо.

Что такое матрица ноутбука и ее замена

Андреевич Александров Андрей 2 апреля 2017

В этой статье кратко описаны понятия и термины которые касаются матрицы ноутбука. Рассказано о том, что такое разрешение матрицы, соотношение сторон, а также ее составные части и т.д.

Замена и ремонт матрицы ноутбука

Что такое матрица ноутбука? Как она выглядит? Из чего состоит?

Можно смело утверждать, что матрица = экран = дисплей = ЖК (LCD) панель. Все четыре слова практически равнозначны.

Жидкокристаллическая (LCD) матрица ноутбука — основная составляющая часть экрана. Она служит для отображения информации, обрабатываемой ноутбуком, в графическом виде, в диапазоне цветов и с параметрами свечения, воспринимаемых глазом человека.

Матрица крепится при помощи нескольких болтов внутри крышки ноутбука и закрывается рамкой. Выглядит матрица ноутбука так:

Конечно же, крепеж и внешний вид матрицы зависят о её модели. [В начало]

Пиксели.

Само понятие «Матрица» для экрана ноутбука употребляется в математическом контексте. Как и в математике, где в строках и столбцах матриц находятся числа, в LCD матрицах таким же образом расположены пиксели.

Пиксель – это точка на поверхности матрицы, которая может светиться любым из оттенков в формате RGB (из Red , Green и Blue цветов можно получить любой оттенок). У каждой такой точки есть свой адрес (номер в строке и столбце) по которому к ней можно обратиться и передать сигнал о том, какой цвет испускать. [В начало]

Разрешение матрицы.

Разрешение матрицы (экрана) — есть не что иное, как количество точек (пикселей) в ней по вертикали и горизонтали.

Наверняка вы слышали такие названия как HD и FullHD? Это маркетинговые названия стандартов разрешения телевидения высокой четкости (HDTV). Эти стандарты подразумевают, что изображение или экран (к которому применяется данное понятие) состоит из определенного числа точек, т.е. пикселей.

Например, говоря о фильме в формате Full HD, мы подразумеваем, что кадры в видеофайле имеют размер 1920 точек по горизонтали и 1080 точек по вертикали т.е. 1920×1080.

Формат HD подразумевает размер 1366×768. Для матриц ноутбуков, кстати, самое распространенное разрешение (рисунок ниже).

Такие разрешения не случайны, они подобраны таким образом, чтобы соблюсти соотношение сторон (отношение ширины кадра к высоте) принятых в кинематографе. В случае с HD и Full HD соотношение сторон составляет 16 к 9 (16:9). Если вспомнить школьный курс математики, то несложно определить что 1920 относится к 1080 также как и 16 относится к 9 (тоже и с 1366×768).

Отсюда и сопутствующая маркировка форматов матриц — 16:9, 16:10 и т.д.

Еще несколько вариантов исполнения матриц с различными разрешениями, соотношениями сторон и названиями стандартов:

Прямые или квадратные матрицы, соотношения сторон у которых (4:3 или 5:3):

XGA (1024×768 ), SXGA (1280×1024), SXGA+ (1400×1050), UXGA (1600×1200), QXGA (2048×1536)

Широкоформатные матрицы (W — wide), соотношения сторон у которых (16:10):

WXGA (1280×768 или 1280×800), WXGA+ (1440×900), WSXGA+ (1680×1050 или 1680×945), WUXGA (1920×1200)

Матрицы высокой четкости (HD — High Definition):

HD (1366×768), HD+ (1600×900), FullHD (1920×1080)

В отличие от матриц обычных мониторов, матрицы ноутбуков, как правило, имеют одно фиксированное (рабочее) разрешение и парочку совместимых, в то время как в дисплеях мониторов ПК различные наборы разрешений достигаются за счет цифровой интерполяции, поэтому их гораздо больше.

Но давайте вернемся к устройству матрицы ноутбука. [В начало]

Диагональ экрана (матрицы).

Диагональ любого экрана измеряется дюймами. Матрицы ноутбуков не являются исключением. Самые распространенные значения диагоналей — 15.6′; 17.3′; 10.1′; 11.1′; 13.3′; 14′ и др.

Диагональ экрана напрямую зависит от соотношения сторон матрицы, её разрешения (количества пикселей) и размера пикселя. Как вы уже знаете, матрицы ноутбуков, в зависимости от стандарта, имеют определённое разрешение и соотношение сторон. Этими же параметрами определяется и диагональ.

Например, размеры сторон (ширина и высота) матрицы (рабочая область, а не весь корпус) )равны 382.08 мм и 214.92 мм соответственно.

Размер стороны определяется размером пикселя. И если размер пикселя равен 0.2388 мм, то, имея разрешение матрицы 1600х900 мы получаем 1600 * 0.2388 мм = 382,08 мм, а также 900 * 0.2388=214.92 мм.

И, разумеется, 1600*900 и 382.08*214.92 относятся друг к другу также как и 16 относятся к 9. Т.е. матрица, о которой мы говорим сконструирована по стандарту 16 : 9.

А если построить прямоугольник (или взять матрицу) с размерами 382.08*214.92 мм и измерить диагональ мы получим 17.3 дюйма (17.3′).

В данном конкретном случае в расчетах были использованы характеристики матрицы модели N173FGE-L21 (1600*900) LED

Теперь мы видим каким образом матрицы классифицируются по размеру диагонали. Размер пикселя может быть другим (чем меньше — тем лучше), как может быть другим и разрешение, тогда и диагональ матрицы будет меньше или больше и всегда в рамках пропорций 16 : 9 (или другой стандарт).

Вот еще один наглядный рисунок о размерах, соотношении сторон и диагонали матриц ноутбуков.

Для справки: 1 дюйм = 2,54 см [В начало]

Структура матрицы.

Пиксель — не такая уж простая структура, он состоит из 3х субпикселей, каждый из которых отвечает за свой цвет: Red , Green и Blue соответственно.

Вот так выглядит поверхность матрицы ноутбука под микроскопом, на ней хорошо видно 3х цветные области.

Цвета от 3х областей сливаются в одну точку, которая получает оттенок в зависимости от долей RGB каждого субпикселя.

Как всё это работает?

Технологии меняются, а вместе с ними и схемы построения матриц для ноутбуков, однако общий принцип остается неизменным:

Кристаллы находятся между 2х стекол (очень прозрачных из-за отсутствия в своем составе натрия). На стекле находится 3 светофильтра, каждый из которых пропускает один из цветов RGB.

Под действием электрического тока жидкие кристаллы выстраиваются определенным образом (упорядочиваются) и начинают пропускать свет за счет поляризации. Свет поступает от лампы или светодиодов (тип матрицы CCFL и LED соответственно). Источник света находится ЗА стёклами и светофильтрами.

На светофильтрах находятся транзисторы, по одному на каждый субпиксель (т.е. по 3 на каждый цвет и пиксель), на них поддерживается напряжение для сохранения свечения и цвета пикселя.

Транзисторы очень малы. Все 3 шт. на пиксель умещаются, в среднем, в 0.2 — 0.3 мм. по высоте и ширине. Это достигается за счет применения TFT.

Т.о., современные матрицы ноутбуков состоят из:

• Подсветки в виде лампы (CCFL) или светодиодов (LED)
• Вертикального и горизонтального поляризационных фильтров
• Жидких кристаллов (обычно, это вещество — цианофенил)
• Цветового фильтра
• Транзисторов, для сохранения состояния пикселя (TFT-пленка)

А вот так, схематически выглядит пиксель LED-матрицы в разрезе:

Жидкокристаллическая матрица, как вы видите, весьма сложная конструкция, поэтому её ремонт чрезвычайно сложен и в большинстве случаев нецелесообразен, исключением являются матрицы с ламповой подсветкой (CCFL), где можно произвести замену таких деталей как инвертор напряжения и источник свечения (лампу). [В начало]

Замена и ремонт матрицы ноутбука

«Что же ремонтировать в матрице»? — спросите вы. Ну, например:

— Для матриц с подсветкой на лампах CCFL частным случаем ремонта является замена ламп подсветки или инвертора напряжения.

Причиной неисправности ламп CCFL, обычно, служит износ. Со временем свечение лампы угасает, а вместе с ним сходят на нет и цвета на экране ноутбука.

Также, в зависимости от времени, подсветка становится менее равномерной или пропадает вовсе.

Инвертор часто ломается из-за переходных процессов, происходящих в нем. Дело в том, что рабочее напряжение для CCFL составляет 600-900 Вольт, пусковое напряжение — 900-1600 Вольт (в среднем, в зависимости от модели матрицы), а функцией инвертора как раз и является выдача такого напряжение для лампы подсветки. При таких напряжениях нередко происходят замыкания в цепях инвертора, что и приводит к выходу из строя всего модуля.

—Для матриц с LED подсветкой (обычно это WLED) характерна поломка драйвера управления светодиодами. Вследствие этого подсветка перестает излучать свет и матрица попросту не загорается, т.е. изображения на дисплее нет – только черный экран.

Если вам нужен ремонт ноутбуков — обращайтесь.

Для обоих типов матриц характерна поломка от физического воздействия. 90% наших клиентов с неработающими экранами разбили их по неосторожности.

Матрица – самая хрупка часть ноутбука, может лопнуть даже от прикосновения руки ребенка. На весь процесс замены матрицы уходит от 15 до 60 минут, в зависимости от модели ноутбука.

Замена матрицы – ремонт модульного типа, по принципу: «Подключил и работает». Матрица устанавливается в корпус экрана и подключается к видео-шлейфу.

Иногда приходится разбирать корпус ноутбука полностью, это увеличивает время ремонта, однако принцип замены тот же – «plug and play».

Если поломка произошла

Если в силу непредвиденных или любых других обстоятельств матрица ноутбука вышла из строя, не стоит пытаться ее отремонтировать. Нужно сразу заменить испорченный экран. Но просто это только на первый взгляд. Самое важное – это правильно подобрать матрицу для ноутбука.

Что же необходимо знать, чтобы выполнить замену без ущерба для устройства? В первую очередь нужно понимать, что купить подходящий дисплей можно только в том случае, если точно знать все наиболее важные характеристики. Дело в том, что некоторые модели матриц имеют разные типы подсветки и разрешения, но иногда отличаются даже диагонали. Для того чтобы понять как подобрать матрицу для ноутбука по модели важно точно знать все характеристики оригинала и выбирать новое устройство так, чтобы его размеры полностью соответствовал прежним.

Виды матриц

Сейчас мы расскажем про популярные типы матриц дисплеев (не только ноутбуков, но и мониторов) и наглядно покажем их отличия друг от друга.

TN (Twisted Nematic)

Самая старая и самая дешевая технология, которая при этом обладает наиболее быстрым временем отклика из всех матриц: этот показатель может доходить вплоть до 1 мс. Благодаря этому параметру TN-матрицы отлично подходят для геймеров, так как быстрее остальных «реагируют» на действия пользователя.

При этом недостатков у TN-матриц тоже много. Главные — небольшие углы обзора (от 90 до 150°), сильное искажение цветов при изменение угла обзора, а также недостаточная глубина черного цвета (он выглядит как темно-серый). Существует модификация TN+film с дополнительным пленочным покрытием, которое слегка увеличивает углы обзора, однако общее качество по сравнению с обычными TN остается примерно на одном уровне.

Что касается технологии и принципа работы, TN-матрицы состоят из двух металлических пластин и слоя жидких кристаллов между ними, а также светофильтра с внешней стороны экрана. При подаче напряжения кристаллы вращаются по спирали, изменяя интенсивность проходящего света.

IPS (In-Plane Switching)

Самый популярный на сегодняшний день вид матриц, который лишен многих недостатков TN: в IPS-матрицах гораздо лучше углы обзора, нет искажений, натуральный черный цвет и отличная цветопередача. Такие дисплеи стоят дороже, но при этом отлично подойдут для работы с графикой, фотографиями и видео. А вот время отклика у IPS-матриц гораздо выше, чем у TN (минимум от 5-6 мс).

IPS работает примерно по тому же принципу, что и TN, но при подаче напряжения жидкие кристаллы вращаются не по отдельности, а массивами (параллельно друг другу в одной плоскости). Как раз это обеспечивает улучшенные углы обзора и отличную цветопередачу, но при этом — увеличивает время отклика экрана. А еще IPS-матрицы не так энергоэффективны, как TN, потому что для поворота массива кристаллов требуется больше энергии.

Также у IPS-матриц существует такой недостаток, как неравномерная подсветка дисплея и возможное возникновение засветов (об этом мы писали в отдельном материале).

Существует немало разновидностей IPS, которые улучшают отдельные характеристики матрицы: S-IPS (увеличенное время отклика), H-IPS (повышенная контрастность), H-IPS A-TW (улучшенный белый цвет), IPS-Pro (увеличенные углы обзора и яркость), P-IPS (улучшенная цветопередача), ADS (улучшенная технология IPS от компании BOE — именно такие матрицы стоят в ноутбуках MAIBENBEN) и другие. Все эти изменения заметны лишь при выполнении различных специфических задач.

VA (Vertical Alignment)

Технология от компании Fujitsu, по стоимости и характеристикам (углам обзора и цветопередаче) занимающая промежуточное положение между TN и IPS. Жидкие кристаллы в такой матрице под воздействием электричества выравниваются по горизонтали.

Главная модификация матрицы — это MVA, в которой увеличены углы обзора. Также различают PVA (с улучшенной контрастностью), A-MVA (с уменьшенным временем отклика) и некоторые другие.

AMOLED (Active Matrix Organic Light Emitting Diode)

Технология, принципиально отличающаяся от предыдущих. Такие матрицы меньше распространены и стоят гораздо дороже конкурентов.

Все предыдущие типы матриц относятся к категории LCD (жидкокристаллические экраны) — для работы им требуется подсветка. AMOLED-матрица работает на основе углеродных органических материалов (диодов), которые под напряжением сами излучают свет (им не нужна отдельная подсветка), а при отсутствии напряжения — полностью неактивны. Для управления ячейками с диодами используется «активная матрица», которая включает/выключает каждый диод по отдельности.

На дисплеях с AMOLED-матрицей отличные углы обзора и цветопередача, а также идеальная глубина черного цвета и полное отсутствие каких либо паразитных засветов. Несмотря на множество достоинств, у AMOLED есть и существенный недостаток: наличие ШИМ (широтно-импульсной модуляции) — это автоматическое регулирование яркости дисплея путем включения / выключения пикселей, из-за чего довольно сильно страдает зрение пользователя (наблюдается только у дешевых матриц).

Также AMOLED-матрицы склонны к «выгоранию» — по крайней мере, так было раньше. Сейчас технологии существенно улучшились, и этот недостаток уже практически исчез.

Альтернативы матрицам IPS

Компанией Samsung бала разработана технология PLS матриц в качестве альтернативы матрицам IPS. Наряду с широкими углами обзора, высокой яркостью эти матрицы имеют низкое потребление. Из недостатков — пониженная контрастность, большое время отклика, неравномерность подсветки. Изображение на этих матрицах на порядок лучше у дешевых матриц TN. До появления этих матриц промежуточным вариантом между TN и IPS были матрицы MVA от той же фирмы Samsung.

Вторым вариантом замены плохой матрицы TN на улучшенную является подбор матрицы с хорошими характеристиками, например, на матрицу TN B156HW01 V4.

Способ с разборкой

Самый точный способ заключается в разборке крышки портативного ПК. После разборки необходимо найти ярлык производителя, на котором нанесена заводская информация об устройстве. OEM номер матрицы указан с обратной стороны (например NV156FHM-N42 или B156HAN01.2). Если маркировка начинается с NV- или NT- значит матрица производства BOE, а если B- то AUO, цифры указывают на размер диагонали, например 156 — это диагональ 15.6.

Это самый верный способ. Однако применять его непрофессионалам не рекомендуется, поскольку самостоятельная разборка может привести к серьезному повреждению устройства.

К примеру: в заводском номере матрицы N156BGE-L31 зашифрован размер диагонали 15.6”, а начальная буква N обозначает производителя — CHIMEI (INNOLUX).

Рассмотрим каждый вид повреждения подробнее

1. Трещины на дисплее появляются в повседневной жизни часто. Бежали с сумкой в которой был ноутбук, подскользнулись или споткнулись, упали — экран разбит. Положили USB-флешку на клавиатуру, забыли об этом, закрыли крышку — экран треснул. Некоторые умудряются разбить монитор даже просто резко и сильно закрыв крышку ноутбука.

В независимости от величины и расположения трещины ремонт данной неисправности невозможен.

Всё просто. Для ремонта нужно заменить саму TFT панель с дешифраторами, а это и есть вся матрица. В очень редких случаях есть донор панели с пятнами, но в этом случае ремонт сводится скорее к перестановке светорассеивателя, чем к замене панели.

Даже если трещина небольшая — она может увеличиваться в размерах из-за прикладывания усилий к дисплею. Кроме этого, даже если трещина не увеличивается, изображение может пропадать из-за перемещения жидких кристаллов в районе трещины.

В общем, если есть трещина — требуется замена матрицы в ноутбуке.

2,3. Искажения цвета встречаются гораздо реже.

Причиной искажения цвета и/или появления полос является вышедшая из строя плата матрицы (дешифраторы, контроллер). Также подобные проблемы могут возникать в результате нарушения контакта шлейфов платы экрана с самой ЖК панелью.

Обращаем Ваше внимание, что подобные искажения цветов могут возникать на экране из-за неисправности чипа видеокарты!

Причём в нашей практике мы убедились, что намного чаще это оказывается именно чип видеокарты (скажем так, на 1 нерабочий дисплей приходится 50-100 неисправных таких чипов).

Такие же искажения может давать неисправный шлейф матрицы, который подвержен многократным изгибам при закрывании/открывании ноутбука.

Поэтому замена матрицы в таких случаях производится ТОЛЬКО после диагностики на 100% подтверждающей именно её неисправность.

В некоторых случаях удаётся найти плохо пропаянный или надорванный контакт и произвести ремонт дисплея ноутбука. Но, к сожалению, чаще проблемы с искажениями цветов или полосами на экране вызваны отрывом или повреждением шлейфов дешифраторов на самой TFT панели, которые очень сложно (я бы сказал даже, что качественно — невозможно) отремонтировать даже в условиях сервисного центра. Поэтому эти дефекты в большинстве случаев тоже приводят к замене матрицы целиком.

4. Исчезновение подсветки в ламповых матрицах было типовым явлением после 5-6 лет использования ноутбука. Вследствие старения лампы в ней увеличивается ток старта и потребления. Со временем лампа начинает светить с розовым, а в конце своей жизни — красным оттенком.

Увеличение тока плохо отражается и на работе инвертора — платы, формирующей высокое напряжение для лампы. Инвертор из-за этого тоже может выходить из строя.

Поэтому, если у Вас старый 6-7 и более лет давности ноутбук и Вы увидели подсветка начала пропадать при этом проявляя розовый оттенок на экране — готовьтесь к замене лампы подсветки.

В современных ноутбуках используются матрицы со светодиодной LED подсветкой. Это принципиально другая технология, которая не имеет подобных CCFL недостатков. Если у Вас пропала подсветка экрана в ноутбуке с LED подсветкой, скорее всего, неисправен шлейф подсветки в самой матрице или могут быть проблемы с контроллером питания блока подсветки.

В остальных случаях это проблемы связанные с выходом из строя датчика закрытия крышки («залип» или наоборот не работает) или шлейфа дисплея, что встречается в 60-80% случаев.

Почти во всех случаях ремонт подсветки матрицы не требует её замены и экономически целесообразнее.

5. Тёмные или светлые пятна появляются на экране вследствие давления на материал внутри матрицы (светорассеиватели).

Самая распространённая ситуация — положили ноутбук в сумку, а к ноутбуку положили блок питания со свёрнутым шнуром со стороны монитора.

Зашли с сумкой в толкучку общественного транспорта. Сумку прижали к ноге или поручню. Блок питания надавил на крышку матрицы, продавил её (она обычно пластиковая) и начал давить на матрицу с обратной стороны. Светорассеиватель и отражатель были сдавлены и изменили свою толщину или плоскостность. Изменение геометрии вставки привело к изменению светопропускающей способности и придавленный участок стал или ярким или, наоборот, темным.

К сожалению, в таких случаях эти элементы приходится только менять. Но спасает ситуацию то, что обычно есть разбитые дисплеи доноры, из которых извлекаются целые светорассеиватели и переставляются вместо повреждённых. В нашем сервисе мы успешно проводим такие работы по ремонту матрицы.

Резюмируя, скажу, что точная причина неисправности устанавливается в процессе диагностики.

Если дефект вызван действительно поломкой дисплея, то в большинстве случаев требуется замена.

Ремонт возможен в случае замены лампы подсветки, цепей питания подсветки, ремонта соединительных шлейфов или замены светорассеивателей.

Разрешение и сенсорное управление

Впервые поддержка дисплеев с сенсорным интерфейсом появилась в операционной системе Microsoft Windows 8 и совершила своеобразную революцию в этой отрасли. Разработчики сделали сенсорное управление не только доступным, но и удобным. Благодаря этому производители ноутбуков, нетбуков, ультрабуков и гибридов взялись за выпуск моделей с поддержкой сенсорных ЖК-панелей. Конечно, рыночная стоимость подобных девайсов выросла, однако они предложили пользователям совершенно новый уровень управления. Однако, несмотря на все плюсы и комфорт сенсорных дисплеев, они быстро пачкаются и теряют презентабельный вид, если владелец устройства не проводит постоянную чистку.

Врачи считают, что сенсорное управление менее гигиенично, утверждая, что на поверхности лэптопа или планшета, который управляется нажатиями пальцев, живёт больше микроорганизмов, чем на ручке смыва воды в унитазе.

Плотность пикселей и разрешение

Плотность дисплея зависит от его фактической площади и разрешения. Разрешение определяется количеством пикселей, которые умещаются на поверхности. Так, например, у ноутбука с диагональю экрана 15,6 дюймов и разрешением 1366*768 плотность равняется 100 точкам на дюйм (dpi). Специалисты не советуют приобретать модели с меньшей плотностью, потому что в этом случае изображение будет зернистым. Высокая плотность приносила больше неудобств, чем пользы, до тех пор, пока Microsoft не выпустили операционную систему Windows 8.

Дело в том, что мелкие шрифты плохо читались на небольших дисплеях с большой плотностью. Благодаря продуманной системе адаптации изображения к экранам малого размера Windows 8 стала отображать графику с сохранением удобства чтения и восприятия изображений. Соответствие плотности и размера дисплея потеряла актуальность, и у пользователей появилась возможность выбирать себе портативные компьютеры, не задумываясь об удобстве просмотра. Правда, это не касается поклонников современных компьютерных игр. Из-за очень высокой графической нагрузки их запуск на устройствах без производительной видеокарты практически невозможен.