Что такое матрица ноутбука и ее замена

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

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. 1920x1080.

Формат HD подразумевает размер 1366x768. 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 1366x768).

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 (1024x768 ), SXGA (1280x1024), SXGA+ (1400x1050), UXGA (1600x1200), QXGA (2048x1536)

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

WXGA (1280x768 или 1280x800), WXGA+ (1440x900), WSXGA+ (1680x1050 или 1680x945), WUXGA (1920x1200)

Матрицы высокой четкости (HD - High Definition):

HD (1366x768), HD+ (1600x900), FullHD (1920x1080)

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».