Матриці для ноутбуків. Діагностика несправностей.

Одна з найчастіших проблем з ноутбуком – некоректна робота дисплея. Спотворення зображення відбувається з багатьох причин: проблеми з платою дешифрування, графічним процесором або відеопам'яттю, вихід з ладу підсвічування або інвертора або злам шлейфу.
Перед початком ремонту важливо правильно розпізнати симптоми і виявити проблему. Якщо ви раніше не були пов'язані з ремонтом електроніки – рекомендуємо звернутися в наш сервісний центр, бо існує ймовірність зламати робочі компоненти при спробі самостійного ремонту.
В цій статті.описані основні компоненти, що впливають на працездатність матриці, симптоми несправностей і методи їх усунення.

Рисунок 1 – Матриці для ноутбука на vortex.dp.ua

Екран ноутбука (матриця) є одним з найбільш дорогих компонентів. Конструктивно він складається з таких елементів:

• рідкокристалічний дисплей
• лампове або світлодіодне підсвічування
• івнвертор підсвічування (для високовольтних газорозрядних CCFL-ламп)
• плата дешифрування

Більш детально компоненти дисплея зображені на рисунку 2.

Рисунок 2 – Компоненти дисплея

Будова та принцип роботи матриці.

У влаштуванні типової матриці для ноутбука можна виділити три основних блоки:

• блок EDID
• блок виводу зображення (LCDVDD інтерфейс)
• блок підсвічування

Давайте розглянемо, з чого ж складаються ці блоки, яку функцію виконують і які умови мають бути виконані, щоб підсвічування функціонувало.

Блок EDID.
На кожній платі дешифрування (плата на матриці) знаходиться енергонезалежна флеш-пам'ять (EEPROM), в якій записана інформація про саму матрицю (назва, дозвіл, кількість каналів, бітність, підтримувані функції та інша службова інформація). В початковий момент часу, при увімкненні, на цю шину подається живлення. По шині I2C (Inter-Integrated Circuit) ноутбук зчитує цю flash-пам'ять – для розуміння, в якому режимі далі працювати з матрицею, і чи можна взагалі з нею працювати (перевірка сумісності).

Після успішного зчитування блоку EDID вмикаються два основних живлення:

1. Живлення основної матриці логіки (3,3 V).
2. Живлення драйвера підсвічування(19 V від блоку живлення або 12V від акумулятора).

Далі формується ШІМ-сигнал регулювання яскравості (inverter power mode, напруга 2,5 – 3,3 V) і через LCDVDD-інтерфейсу починається трансляція зображення. Потім подається сигнал увімкнення підсвічування (inverter on/off) – і користувач бачить зображення на дисплеї.

Датчик Холла.

Датчик Холла – прилад, що вимірює напруженість магнітного поля. У ноутбуках використовується як датчик відкриття кришки. У частині ноутбука, що відповідає датчику, встановлений невеликий магніт. При закритті кришки магніт підноситься до чутливого елементу – і датчик повертає на мультиконтроллер сигнал про те, що кришка закрита. Мультиконтроллер в свою чергу при отриманні сигналу вимикає підсвітку матриці. Бувають випадки, коли датчик виходить з ладу, при цьому підсвічування не включається. В такому випадку датчик необхідно замінити на аналогічний.

Рисунок 3 – Датчик Холла на одній з мікросхем ноутбука

Інвертор і підсвічування матриці.

Інвертор – пристрій, що відповідає за розпалювання високовольтних газорозрядних CCFL (Cold cathode fluorescent lamps) ламп підсвічування дисплея ноутбука. Проблеми з цим пристроєм, в більшості випадків, виникають при потраплянні вологи.
Після роботи такого ноутбука на холоді, при потраплянні в тепле приміщення (різкий перепад температур), на інверторі виникає конденсат, який виводить вузол з ладу. Якщо пам'ятати про цей нюанс, не вмикаючи ноутбук відразу, а тільки після вирівнювання температур – проблеми з підсвічуванням виключені.

Рисунок 4 – Склад інверторів на vortex.dp.ua

Не варто забувати, що лампове люмінесцентне підсвічування – досить застаріла технологія з рядом недоліків. Головні – велика крихкість і потьмяніння з часом. Але основна перевага – це приваблива ціна ноутбука з такою підсвіткою, яка може стати вирішальним фактором при виборі моделі. Якщо при увімкненні ноутбука підсвічування виходить на задану яскравість тільки через 5-10 секунд, або ж підсвічування не рівномірне по всьому екрану – лампа виробила свій ресурс і незабаром вийде з ладу. Якщо ж підсвічування немає зовсім – велика ймовірність механічного пошкодження ламп в результаті удару або тиску на кришку ноутбука.

Рисунок 5 – Загальний вигляд лампової підсвітки ноутбука

Рисунок 6 – Збільшене зображення лампової підсвітки ноутбука

З 2010-го року виробники ноутбуків масово почали переходити на світлодіодне підсвічування, яке значно перевершує попередника як за економією енергоспоживання, так і за надійністю, а також сумарному часу роботи на відмову.

Рисунок 7 – Загальний вигляд світлодіодного підсвічування ноутбука

Рисунок 8 – Збільшене зображення світлодіодного підсвічування ноутбука

Основна причина виходу з ладу світлодіодного підсвічування матриці – обрив шлейфу. Але також зустрічаються моделі ноутбуків, в яких при згорянні одного світлодіода відмовляє вся стрічка.

Дешифратор.

Ще однією неприємною проблемою для власників ноутбуків може стати відшарування дешифратора або гнучкого термостійкого шлейфу.

Рисунок 9 – Дешифратор і гнучкий термостійкий шлейф

Дешифратор – це пристрій, який приймає сигнал від відеокарти, перетворює його в послідовність команд і подає на матрицю для відображення картинки. Пошкодження дешифратора призводить до появи кольорових смуг вздовж екрану, як на певній ділянці, так і на всій поверхні дисплея. Основна несправність мікросхеми дешифратора від шлейфу, або відшарування самого шлейфу від розподільної доріжки в результаті недбалого поводження з ноутбуком (удари, падіння, тиск на кришку ноутбука). Ці компоненти з'єднуються між собою за допомогою термокомпресії. Технології ремонту немає в СНД, і єдиним варіантом залишається заміна всього модуля цілком.

Рисунок 10 – Результат відшарування дешифратора

Також дуже часто зустрічається проблема з роз'ємом підключення. Контакти в роз'ємі можуть з часом окислитися, що призводить до появи на екрані кольорових смуг і різноманітних артефактів.

Рисунок 11 – Смуга на екрані

Зазвичай достатньо витягти шлейф з роз'єму підключення і добре промити контакти спиртом за допомогою м'якої щітки. При промиванні необхідно діяти акуратно і без зайвих зусиль, щоб не погнути сам коннектор.

Рисунок 12 – Причина смуг на екрані – окислення контактів роз'єму

У практиці ремонтів плат дешифрування поширеною несправністю є вигорання елементів ланцюга живлення. Керуюча мікросхема (1) перетворює напругу, яка приходить з роз'єму, і подає його елементам на платі (процесор (6), підсвічування (4), і т. д.). У ланцюзі живлення часто вигорають стабілітрони (2), відбувається коротке замикання на конденсаторах (3) і, як наслідок, перегорає запобіжник (5). Основний симптом – на дисплеї працює підсвічування, але сама матриця не працює (видно тільки біле свічення). Це свідчить про те, що на процесор дешифратора не подається живлення.

Рішення: видзвонити мультиметром низький опір на елементах ланцюга живлення і замінити неробочий елемент. Потім замінити запобіжник (5), якщо він вийшов з ладу.

Рисунок 13 – Елементи плати дешифрування
1 – керуюча мікросхема ланцюга живлення; 2 – блок стабілітронів; 3 – блок конденсаторів; 4 – ланцюг живлення підсвічування; 5 – запобіжник; 6 – процесор

Рідко зустрічається несправність, що представляє собою зліт прошивки з чіпу флеш-пам'яті (EEPROM) на платі. Основний симптом – не вмикається ані матриця, ані підсвічування.

Рішення:

1. Відпаяти проблемний чіп флеш-пам'яті і перепаяти його з плати-донора;
2. Перепрошити чіп флеш-пам'яті. За допомогою перехідника на LVDS роз'єм і програматора перелити прошивку з іншої схожої робочої матриці.

Рисунок 14 – Чіпи флеш-пам'яті (EEPROM)

Битий піксель.

Ще одна проблема, яка може бути виявлена далеко не відразу – биті/завислі пікселі. Битий піксель – окремо взятий піксель, у якому пошкоджений закріплений за ним тонкоплівковий транзистор. В результаті такий піксель не приймає команди з плати дешифрування і проявляється чорною точкою на екрані. Завислий піксель – окремо взятий піксель, який пропускає певний колір, не реагуючи на зміну команд і проявляється кольоровою точкою на екрані. У першому випадку ремонт неможливий. У другому є два способи вирішення проблеми:

1. Вимкніть дисплей і зробіть акуратні обертальні рухи ватною паличкою в зоні проблемного пікселя протягом декількох хвилин;
2. Використовуйте спеціальні програми, які з великою частотою змінюють кольори екрана. Така стимуляція виводить піксель з завислого стану.

Перевірити дисплей можна, зробивши кольорову заливку екрану і змінюючи колір, уважно оглянути екран на наявність проблемних пікселів.

Рисунок 15 – Перевірка дисплея на биті та завислі пікселі за допомогою тестера