Что такое матрица ноутбука и ее замена

Элемент под названием матрица ноутбука – что это такое разберёмся подробнее. Какими они бывают и зачем предназначены?

Что такое матрица?

Элемент матрица является составляющей частью экрана. Вместе с рамкой и подсветкой. Изображение на экран выводится с помощью матрицы и подсветки. Но последняя только отвечает за яркость. А вот на самой матрице формируется изображение и его изменения.

Зачем нужен компонент

Несложно понять из описания, что матрица – элемент отвечающий за изображение на экране. Разбирать физическую составляющую этого процесса не имеет смысла: данный вопрос довольно сложный и отличается в зависимости от типа матрица.

Вместо этого будем рассматривать лишь общие положения и различия в зависимости от того, как они влияют на восприятие картинки пользователем.

Считать, что матрица формирует изображение (с точки зрения работы компонента) неверно. Изображение формируется видеокартой, а экран лишь показывает его, со всеми цветами и деталями. Поэтому одна и та же матрица будет одинаково работать с разными ноутбуками (если подходит к ним).

Разновидности

Эти различия изменяют не столько параметры самого изображения, сколько параметры его вида. Например, на TN матрицах можно без проблем видеть картинку под углом до 140 градусов.

А вот на LED угол колеблется в пределах 70 градусов. Такие особенности и создают различия. А вызваны они изменением технологий.

Ведь технологический процесс позволяет применять новые технологии при изготовлении элементов. Как раз замена этих самых элементов и позволяет менять внешний вид устройств, делая их тоньше, компактнее и практичнее. Также, это улучшает технические характеристики самих элементов.

TN матрица

Самыми распространёнными (из-за широкого использования бюджетных запчастей) являются матрицы на основе TN технологии. Они крайне дешёвые в изготовлении, что позволяет держать цену на ноутбуки в которых они используются ниже, по сравнению с остальными. К тому же эта технология куда как проще и ей больше лет.

Достоинства TN:

• быстрый отклик (менее 25 мс);
• низкая стоимость.

Именно низкая стоимость и быстрый отклик, которые являются единственными плюсами такой технологии, позволяют использовать TN по сей день. Не смотря на то, что создана она в 70-х годах XX века. Впрочем, недостатков у неё много:

• низкая контрастность. Границы цветов на таких экранах выглядят смазанными;
• плохая цветопередача. Лучше всего это ощущается на чёрном цвете, который в TN технологии больше похож на насыщенный серый;
• малые углы обзора. Данный параметр получше, чем у большинства старых телевизоров, но воспринимается очень посредственно. С другой стороны, этот недостаток может быть и достоинством: находясь под углом увидеть содержимое экрана нельзя, а значит и подсмотреть тоже невозможно;
• засвет битых пикселей. Они превращаются в светящиеся точки.

MVA матрица

Представляет собой переходной вариант между старой и новейшей технологией. Со своей стороны, она является балансом между качеством и ценой. На данный момент такие матрицы распространены больше всего, поскольку они лучше всего отвечают действующим требованиям к качеству.

Достоинства следующие:

• высокие яркость и контрастность. Значения контраста достигают 500:1, что делает границы между цветами очень выраженными;
• улучшенное отображение цветов. В этом плане проблемы TN технологии решены, но цветопередача далека от идеальной. Впрочем, следующий вариант тоже далёк от идеала;
• обзор до 160 градусов. На экран удобнее смотреть со стороны, что бывает полезным при просмотре фильмов компанией;
• цвет битого пикселя. Такие точки становятся чёрными, что зачастую сливается с общим изображением на дисплее.

MVA захватила средний ценовой диапазон и для него обладает высоким уровнем качества. Впрочем, добившись некоторых улучшений пришлось жертвовать другими параметрами. Недостатками технологии являются:

• искажение цветопередачи. Присутствуют незначительные колебания в цветности на экране. Особенно, когда это касается работы с цветами в режиме 32 или 64 бита;
• повышение отклика. Время перестройки изображения в соответствии с командами видеокарты имеет интервал от 25 до 50 мс. Что довольно ощутимо и порой выражается в незначительных морганиях экрана.

Лучшее качество – IPS

Такие матрицы свойственны ноутбукам из дорогого ценового диапазона. Они обладают лучшим качеством среди всех подобных. Устройства с ними обладают следующими преимуществами в изображении:

• углы обзора. Колеблются между 170-180 градусами. Это самый широкий из возможных обзоров для всех технологий;
• контраст 300:1. Уступает MVA, но чёткость границ цветов достигается другим способом. И такой контраст всё ещё лучше, чем у TN;
• уникальная цветопередача. В указанной технологии лучшие цвета среди всех. И такой высокий уровень передачи цветов позволяет сгладить проигрыш в контрастности.

А вот недостатков у IPS несколько больше:

• энергопотребление. Оно превышает другие технологии в несколько раз. Такие мониторы потребляют очень много заряда батареи;
• долгий отклик. Минимум 30-мс, а максимум доходит до 70-мс. Это действительно большой показатель, который ухудшает качество картинки;
• цена. Настолько же большая, как и энергопотребление.

Виды подсветки

Без такой вещи, как подсветка экрана невозможно нормально выводить изображение. Сама по себе матрица покажет лишь очертания цветов и изображений, без света, который через неё проходит, она не формирует изображения.

Поэтому лампы важны для монитора ноутбука, также, как и матрица. Существует 2 основных вида подсветки: ламповая и диодная.

Диодная

Считается более совершенной и распространена лучше. Главным достоинством является плавность передачи изображения и низкий потребляемый уровень энергии, при высоком свечении.

Недостаток в свою очередь заключается в том, что диодная лента выходит из строя целиком и сразу. Не бывает отключения отдельных диодов – лента портится сразу и меняется целиком.

Ламповая

Дешевле и проще в замене, можно менять отдельные лампы. Зато потребляет больше энергии и порой не даёт качественной картинки. Считается устаревшей технологией, но всё ещё используется некоторыми производителями, чтобы удешевить устройства.

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.

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

Пиксели

Разрешение матрицы (экрана)

Диагональ экрана (матрицы)

Структура матрицы

Замена и ремонт матрицы ноутбука

Замена и ремонт матриц с подсветкой CCFL

Замена и ремонт матриц с LED подсветкой

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]

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]

«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 лампCCFL,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 LEDподсветкой (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».

Содержание

Экран ноутбука – один из самых дорогостоящих и уязвимых компонентов компьютера. Разбитый экран из-за неаккуратного пользования может не только испортить настроение, но и здорово «ударить» по финансам. Обращаясь в сервисный центр нужно быть готовым, что цена починки матрицы экрана может достигать до 50 процентов стоимости ремонтируемой детали. Замена матрицы ноутбука своими руками поможет избежать дополнительных трат на услуги мастера и станет занятным развлечением для радиолюбителей.

Починка экрана ноутбука – операция непростая, но будучи внимательным и следуя инструкции в данной статье, Вы сможете в течение часа заменить матрицу экрана.

Основные дефекты матрицы и причины возникновения

Дефекты матрицы прекрасно видно визуально и только в редких случаях они могут произойти из-за программных ошибок. В подавляющем числе случаев экран не функционирует благодаря повреждениям полученным по причине неаккуратности эксплуатации. К ним относят следующие типы дефектов:

• Изображение мелькает, появляется на короткие промежутки времени, функционируют только отдельные секторы экрана. Дефект говорит об отслоившейся матрице, причиной же является пролитая жидкость
• Размытость изображения, множественные переливы цветов, полосы на экране. Причина кроется в потекших жидких кристаллах матрицы, может произойти после поднесения сильного магнита к дисплею
• На экране видно множество мерцающих точек, полосы белого цвета, тянущиеся через весь монитор – это свидетельствуют о битых пикселях. Зачастую от такого дефекта нельзя уберечься, т.к. данные признаки следствие заводского брака. Впрочем, появляются они в первые полгода эксплуатации и ноутбук можно отремонтировать по гарантии
• Треснувшее стекло. Этот дефект вызван механическим повреждением монитора, сопровождается потеками, размытостью изображения в месте удара.

Примечание:  Чтобы узнать механическая или программная причина отказа экрана, можно поступить следующим образом: с помощью HDMI кабеля подсоединить ноутбук к любому современному телевизору или монитору. Если при включении компьютера он не проецирует изображение на телевизор, значит дефект программный и матрица компьютера не требует замены.

Замена матрицы ноутбука своими руками

Подготовительные работы

Вначале необходимо трезво оценить свои силы, так как комплектующие ноутбуки довольны дорогие, и если вы не разбирали сложную технику – лучше затею с починкой экрана оставить специалистам. Если Вы уверены в своих силах, то изначально необходимо купить рабочий модуль матрицы.

Разбитую матрицу невозможно починить, а следует заменить другой от аналогичной модели ноутбука. Приобрести матрицу возможно на официальном сайте производителей лэптопов, но зачастую стоимость дисплея превышает 150 у.е. Предпочтителен поиск комплектующих в интернет-магазинах. Подойдут БУ-комплектующие, самым выгодным предложением бывает покупка нерабочей модели аналогичного ноутбука с неповрежденной матрицей. Конечно, нельзя быть полностью уверенным в функциональности комплектующих ноутбука, но экономия существенна, а покупая продукцию у проверенных людей можно защитить себя от некачественного товара.

Работу необходимо производить в чистом помещении, при хорошем освещении и с данным комплектом инструментов:

1. Небольшая крестовая отвертка
2. Пластиковая демонтажная лопатка
3. Пинцет

Отсоединение экрана ноутбука

Первым делом отключаем питание ноутбука и высовываем аккумуляторную батарею. Дальнейшая инструкция замены матрицы ноутбука своими руками аналогична практически всем ноутбуком за исключением различных нюансов. Так, в лэптопах Samsung замена матрицы происходит самым простым образом: откручиваем два болта на экране снимая защиту монитора, 4 болтика удерживающие экран и отключая шлейф снимаем матрицу. К сожалению, не во всех ноутбуках поменять экран просто, в лэптопах HP Pavilion придется открутить заднюю панель, клавиатуру и потом приступить к отсоединению элементов экрана.

При разборке ноутбука следует помнить, что болты в разных комплектующих могут различаться размером, поэтому чтобы в дальнейшем не запутаться, открученные болтики следует группировать и складывать порознь. Когда разобрали компьютер, откручиваем болты рамки лэптопа. Помимо болтов, рамка крепится большим количеством защелок. Чтобы их отсоединить возьмите тонкую лопатку, подденьте грань рамки и потяните ее слегка вверх, когда услышите легкий щелчок – пройдитесь по всем защелкам вдоль периметра экрана. Отсоединяя лопаткой защелки, будьте особенно осторожны возле вебкамеры –  здесь большое скопление проводов, которые легко порвать неосторожным движением лопатки.

Извлечение и замена матрицы

Под рамой видим несколько очередных крепящих болтов и наружные шлейфы: откручиваем первые, аккуратно отсоединяем вторые. Теперь матрица свободна и ее следует взять за торцы по сторонам, приподнять и отсоединить внешние крепления.

Под матрицей располагаются шлейф вебкамеры и Wi-Fi антенны, отсоединяем его потянув за шлейф, которым он крепится к матрице. Готово – матрица полностью отсоединена от экрана.

Производим замену матрицу и собираем ноутбук в обратном порядке. Рекомендуется не спешить с полной сборкой лэптопа: вначале необходимо включить компьютер, чтобы протестировать правильность установки матрицы. Если изображение четкое и без артефактов, сборка была произведена верно.

Как видите, замена матрицы не представляет особой сложности при должном уровне внимательности и терпения, обходится бесплатно не требуя никаких особенных инструментов для разборки. В крайнем случае –  в сервис можно всегда обратиться.

21.08.2017Используемые источники:

• https://vacenko.ru/ponyatie-matricy-noutbuka-i-vse-chto-o-nej-nuzhno-znat/
• https://hivetech.ru/blog/matrica-noutbuka-cho-takoe/
• https://lookfornotebook.ru/zamena-matritsyi-noutbuka-svoimi-rukami/