На что влияет разрешение матрицы в ноутбуке. Типы дисплеев, используемых в ноутбуках. Какой экран выбрать - матовый или глянцевый

Сегодня уже практически невозможно найти человека, который бы до сих пор пользовался ЭЛТ-монитором или старым кинескопным телевизором. Эту технику быстро и успешно вытеснили ЖК-модели, в основе которых лежат жидкие кристаллы. Но не менее важны матрицы. Что такое жидкие кристаллы и матрицы? Все это вы узнаете из нашей статьи.

Предыстория

Впервые о жидких кристаллах мир узнал в 1888 году, когда известный ботаник Фридрих Райнитцер обнаружил существование странных веществ в растениях. Его изумило, что некоторые вещества, изначально обладающие кристаллическим строением, при нагревании полностью изменяют свои свойства.

Так, при температуре в 178 градусов Цельсия вещество это сначала мутнело, а затем и вовсе превращалось в жидкость. Но открытия на этом не закончились. Выяснилось, что странная жидкость в электромагнитном отношении проявляет себя как кристалл. Именно тогда появился термин «жидкий кристалл».

Принцип работы ЖК-матриц

На этом и основана работа матрицы. Что такое матрица? Это многозначный термин. Одно из его значений - дисплей ноутбука, ЖК-монитор или экран современного телевизора. Сейчас мы узнаем, на чем основан принцип их работы.

А зиждется он на обычной Если вы помните школьный курс физики, то там как раз рассказывается о том, что некоторые вещества способны пропускать свет только одного спектра. Именно поэтому два поляризатора под углом 90 градусов вообще могут не пропускать свет. В случае, когда между ними расположено какое-то устройство, которое может свет поворачивать, мы получим возможность регулировать яркость свечения и прочие параметры. В общем-то, это и есть простейшая матрица.

Упрощенное устройство матриц

Обычный ЖК-дисплей всегда будет состоять из нескольких постоянных частей:

• Лампы подсветки.
• Отражатели, которые обеспечивают равномерность упомянутой выше подсветки.
• Поляризаторы.
• Подложка из стекла, на которую нанесены проводящие контакты.
• Некоторое количество пресловутых жидких кристаллов.
• Еще один поляризатор и подложка.

Каждый пиксель такой матрицы формируется из красной, зелёной и синей точек, комбинация которых позволяет получать любой из имеющихся цветов. Если включить все одновременно, в результате получается белый. Кстати, а что такое разрешение матрицы? Это количество пикселей на ней (1280х1024, к примеру).

Какие бывают матрицы?

Если упрощенно, то они бывают пассивные (простые) и активные. Пассивные - самые простые, в них пиксели срабатывают последовательно, от строки к строке. Соответственно, при попытках наладить производство дисплеев с большой диагональю выяснилось, что приходится несоразмерно увеличивать длину проводников. В результате не только значительно повышалась стоимость, но и увеличивалось напряжение, что приводило к резкому росту числа помех. А потому пассивные матрицы могут быть использованы только лишь при производстве недорогих мониторов с небольшой диагональю.

Активные разновидности мониторов, TFT, позволяют управлять каждым (!) из миллионов пикселей по отдельности. Дело в том, что каждым пикселем управляет отдельный транзистор. Чтобы ячейка преждевременно не теряла заряд, к ней добавляют отдельный конденсатор. Разумеется, за счет подобной схемы удалось многократно уменьшить время отклика каждого пикселя.

Математическое обоснование

В математике матрицей называется объект, записанный в виде таблицы, элементы которой находятся на пересечении ее строк и столбцов. Нужно отметить, что матрицы вообще широко используются в компьютерах. Тот же дисплей можно трактовать как матрицу. Поскольку каждый пиксель обладает определенными координатами. Таким образом, любое изображение, которое образуется на дисплее ноутбука, есть матрица, в ячейках которой содержатся цвета каждого пикселя.

Каждое значение занимает ровно 1 байт памяти. Немного? Увы, но даже в этом случае один только кадр FullHD (1920×1080) будет занимать пару Мб. А сколько места потребуется для фильма на 90 минут? Именно поэтому изображение сжимают. Огромное значение при этом имеет определитель.

Кстати, а что такое определитель матрицы? Это многочлен, комбинирующий элементы квадратной матрицы таким образом, что его значение сохраняется при транспонировании и линейных комбинациях строк или столбцов. Под матрицей в этом случае понимается математическое выражение, описывающее расположение пикселей, в котором закодированы их цвета. Квадратной она называется потому, что число строк и столбцов в ней одинаково.

Почему это так важно? Дело в том, что при кодировании используется преобразование Хаара. По сути, преобразование Хаара — это поворот точек таким образом, чтобы их можно было удобно и компактно закодировать. В результате получается ортогональная матрица, для декодирования которой как раз используется определитель.

Сейчас мы рассмотрим основные (что такое сама матрица, мы уже выяснили).

TN+film

Одна из наиболее дешевых и распространенных сегодня моделей дисплеев. Отличается сравнительно быстрым временем отклика, но довольно плохой цветопередачей. Проблема в том, что кристаллы в этой матрице расположены так, что углы обзора получаются незначительными. Чтобы бороться с этим явлением, была разработана специальная пленка, которая позволяет несколько расширить углы обзора.

Кристаллы в этой матрице выстроены в колонну, тем самым напоминая солдат на параде. Кристаллы скручены в спираль, благодаря чему идеально плотно цепляются друг за друга. Чтобы слои хорошо прилегали к подложкам, на поверхности последних делаются специальные выемки.

К каждому кристаллу подведен электрод, регулирующий напряжение на нем. Если напряжения нет, то кристаллы поворачиваются на 90 градусов, в результате чего свет свободно проходит через них. Получается обычный белый пиксель матрицы. Что такое красный или зеленый цвет? Как он получается?

Как только подается напряжение, спираль сжимается, причем напрямую зависит от силы тока. Если значение максимальное, то кристаллы вообще перестают пропускать свет, в результате чего получается черный фон. Чтобы получить серый цвет и его оттенки, положение кристаллов в спирали регулируется так, чтобы некоторое количество света они пропускали.

Кстати, по умолчанию в этих матрицах всегда активированы все цвета, в результате чего пиксель белый. Именно поэтому так легко определить сгоревший пиксель, который всегда проявляется в виде яркой точки на мониторе. Учитывая, что с цветопередачей у матриц этого типа всегда проблемы, очень сложно добиться также отображения черного цвета.

Чтобы хоть как-то исправить положение, инженеры расположили кристаллы под углом 210°, в результате чего качество цветопередачи и время отклика возросли. Но и в этом случае не обошлось без накладок: в отличие от классических TN-матриц, возникла проблема с оттенками белого, цвета получались размытыми. Так появилась технология DSTN. Суть ее в том, что дисплей делится на две половины, каждая из которых управляется по отдельности. Качество отображения резко улучшилось, но вырос вес и стоимость мониторов.

Вот что такое матрица в ноутбуке TN+film типа.

S-IPS

Компания Hitachi, как следует намучившись с недостатками предыдущей технологии, решила больше не пытаться усовершенствовать ее, а попросту изобретать что-то кардинально новое. Тем более что Гюнтер Баур в 1971 году выяснил, что кристаллы можно располагать не в виде скрученных колонн, а укладывать параллельно друг другу на стеклянную подложку. Разумеется, в этом случае туда же крепятся передающие электроды.

Если на первом нет напряжения, свет свободно проходит через него, но задерживается на второй подложке, плоскость поляризации которой всегда расположена под углом 90 градусов по отношении к первой. За счет этого не только резко увеличивается скорость срабатывания монитора, но и черный цвет - действительно черный, а не вариация темно-серого оттенка. Кроме того, большим достоинством являются обзора.

Недостатки технологии

Увы, но на поворот кристаллов, которые расположены параллельно друг другу, требуется намного больше времени. А потому и время отклика на старых моделях достигало поистине циклопического значения, 35-25 мс! Порой можно было наблюдать даже шлейф от курсора, а уж про динамичные сцены в игрушках и фильмах пользователям лучше было забыть.

Так как электроды расположены на одной подложке, требуется намного больше электроэнергии для разворота кристаллов в требуемом направлении. А потому все мониторы на основе IPS-матриц редко получают звезду Energy Star за экономичность. Разумеется, для подсветки подложки также требуется применять более мощные лампы, а это никак не улучшает ситуацию с повышенным потреблением электроэнергии.

Технологичность изготовления таких матриц высока, а потому до недавнего времени они были очень и очень недешевыми. Словом, со всеми достоинствами и недостатками, такие мониторы прекрасно подходят для дизайнеров: качество цветопередачи у них превосходное, а временем отклика в некоторых случаях можно пожертвовать.

Вот что такое IPS-матрица.

MVA/PVA

Так как у обоих вышеописанных типов матриц есть недостатки, которые устранить фактически невозможно, в Fujitsu была разработана новая технология. Фактически MVA/PVA является доработанной версией IPS. Главное отличие - электроды. Они располагаются на второй подложке в виде своеобразных треугольников. Такое решение позволяет быстрее реагировать кристаллам на изменение напряжения, а цветопередача становится намного качественнее.

Фотоаппараты

А что такое матрица в фотоаппарате? В этом случае так называется кристалл проводника, который также известен под названием прибора с зарядовой связью (ПЗС). Чем в матрице фотоаппарата больше ячеек, тем она лучше. Когда затвор камеры открывается, через матрицу проходит поток электронов: чем их больше, тем возникающий ток сильнее. Соответственно, в темных частях тока не образуется. Участки матрицы, чувствительные к определенным цветам, в результате и формируют полноценное изображение.

Кстати, а что такое если говорить о компьютерах или ноутбуках? Все просто - так называется диагональ экрана.

Отвечая на самый простой вопрос: что такое матрица в ноутбуке, можно просто сказать что это экран (монитор) который показывает картинки. В реальности это плоская панель с жидкими кристаллами внутри, которые меняют цвет под воздействием электрического тока. Мы видим изображение, сформированное этими кристаллами, через которые проходит свет от специальной лампы подсветки или светодиодной ленты, находящейся по краю матрицы.

Теоретические основы работы ЖК-дисплеев можно изучить .

TFT-матрицы в ноутбуках используется примерно те же, что и в обычных ЖК-мониторах и потому имеют те же самые особенности и характеристики за следующими исключениями:

• если в "обычных" TFT-мониторах наиболее распространены модели с двумя или четырьмя лампами подсветки (иногда и больше), то в ноутбуках жёсткие требования по ограничению энергопотребления привели к использованию в большинстве случаев всего одной лампы подсветки, расположенной чаще всего снизу. Поэтому у ЖК-матриц для портативных ПК качество изображения обычно заметно хуже , чем у моделей для настольных мониторов сопоставимого класса.
• шина, соединяющая выход видеокарты со входом матрицы различна в ноутбуках и ЖК-мониторах. В ноутбуках используется LDVS -шина, конкретней - одна из её разновидностей Flat Panel Display Link (FPD-Link). Опуская технические детали, на практике это приводит к некоторым ограничениям (см. ).
• у "ноутбучных" TFT-экранов больше разнообразия в доступных разрешениях матриц, в то же время они более консервативны в использовании новейших разработок.

Типы экранов ноутбуков

Классифицировать типы матриц ноутбуков можно по их размерам (принято измерять диагональ в дюймах), разрешению (в пикселях по горизонтали и вертикали, наиболее распространённое значение 1024x768), по соотношению сторон (aspect ratio - "обычное" 4:3 и "широкоформатное" 16:10), по технологии их изготовления. Большинство производителей различных типов экранов для ноутбуков придерживаются спецификаций, разрабатываемых Standart Panels Working Group . Согласно текущей спецификации производятся следующие (по размерам, соотношению сторон и разрешению) матрицы:

Данные в этой таблице отсортированы по значению "расстояние между пикселями", который в определённой степени характеризует "мелковатость буковок" в обычной офисной работе. Жирными цифрами выделены наиболее распространённые типы матриц, мелким шрифтом - малораспространённые. Следует заметить, что в таблице перечислены только ныне выпускаемые типы матриц; ранее производились и другие, например, с разрешением 800x600 (SVGA); также возможен выпуск и несоответствующих этой спецификации матриц - например, 1152x768 (XGA+, 15:10) или 1280x854 (WSXGA, 15:10).

Чем выше разрешение матрицы, тем меньше расстояние между соседними пикселями, тем меньше визуальные размеры элементарных элементов внешнего оформления операционной системы компьютера - иконок, названий файлов и элементов меню в графических ОС и символов в текстовых, но и тем больше информации помещается на всей площади экрана и тем более чёткими будут элементы изображения, имеющие те же линейные размеры. Однозначно утверждать, что высокое разрешение матрицы это хорошо, а более низкое плохо - нельзя, равно как и наоборот. Каждый должен подобрать оптимальный для своих глаз и привычек размер и разрешение матрицы, попробовав в работе несколько разных ноутбуков; вышеприведённая таблица позволит составить предварительное впечатление о ещё неопробованных типах матриц.

Осталось поговорить про различные технологии производства жидкокристаллических матриц. Про т.н. "пассивные" (так же известные как Dual Scan) матрицы можно только упомянуть. Они характеризовались высокой инерционностью (смазываемостью), плохой цветопередачей (а часто - и просто были чёрно-белыми) и крайне удручающими углами обзора, но встретить их сейчас можно только в очень старых портативных компьютерах эпохи "пентиума первого" и более древних. "Активные" матрицы по технологии изготовления бывают на настоящий момент четырёх основных типов :

• TN+Film (Twisted Nematic плюс плёнка, наложенная на экран для увеличения углов обзора) - старейшая из используемых технологий; характеризуется в первую очередь небольшими реальными углами обзора и неважной цветопередачей. Самая дешёвая в производстве плюс позволяет делать "быстрые" матрицы с минимальными заявленными характеристиками переключения "белое-чёрное", что обусловливает её наибольшее распространение. В недорогих ноутбуках вероятность встретить этот тип матрицы практически равна 100%. Битые пиксели на экране выглядят как яркие точки.
• MVA (Multidomain Vertical Alignment) разработки Fujitsu. Относительно "медленные" матрицы, но с неплохой цветопередачей и хорошими углами обзора, изумительной контрастностью. По непонятным причинам в ноутбуках применяются крайне редко, в основном в аппаратах. собственного производства Fujitsu. Битый пиксель выглядит, как черная точка.
• PVA (Patterned Vertical Alignment) - улучшенный "аналог" MVA от Samsung"а. Пока практически не применяется в производстве ноутбучных матриц. Впрочем, есть достаточная большая вероятность появления модернизированного (в плане "ускорения" времени отклика) варианта PVA на этом рынке в самом ближайшем будущем.
• IPS (In-Plane Switching) разработки Hitachi, иногда в модернизированных вариантах S-IPS, Dual Domain IPS, A-IPS. Практически лишены недостатков конкурентов (чуть худшая контрастность по сравнению с MVA-PVA, чуть худшее время отклика по сравнению с TN+Film, небольшой отлив чёрного в фиолетовый при взгляде под углом - практически единственные известные особенности), но, увы, обладают высокими себестоимостью производства и энергопотреблением. На матрицах IPS производятся некоторые старшие модели в линейках некоторых производителей (Asus, Dell, IBM, LG, Sharp, Sony, Toshiba).

Определить тип матрицы в конкретном ноутбуке с большей или меньшей долей вероятности можно визуально .
Следует сказать, что многие производители применяют (чаще всего - исключительно в маркетинговых целях) свои собственные "фирменные" названия технологий. Например, IBM FlexView, ASUS ACEView, LG Wide View Angle - это "законспирированные" синонимы IPS-матрицы (возможно, с какими-то вариантами). Toshiba CASV (Clear Advanced Super View), Acer CrystalBrite, ASUS Color Shine , Dell TrueLife, HP-Compaq BrightView, Fujitsu CrystalView, Sony XBrite /X-Black и др. - популярная в последнее время попытка увеличить контрастность матрицы заменой традиционного матового покрытия ЖК-панели на глянцевое с рядом доработок. Фактическое содержимое таких "фирменных" технологий как правило не афишируется подробно, что не позволяет, к сожалению, использовать их наличие или отсутствие как критерий выбора. Например, два ноутбука Sony с (вроде бы) одной и той же технологией XBrite могут иметь совсем разное качество отображения картинки. Зачастую узнать, какая именно матрица установлена в данном конкретном ноутбуке можно только по

У многих из вас есть старые или сломанные ноутбуки, которые лежат без дела, но некоторые запчасти в них вполне себе рабочие, поэтому выбрасывать устройство жалко. А если вдруг захотелось сделать второй или третий дополнительный монитор для компьютера, то этот ноутбук окажется как раз кстати. Сегодня я расскажу, как сделать из рабочей матрицы ноутбука монитор, который можно будет повсеместно использовать.

Первое что нам понадобится, это рабочая матрица ноутбука. На этом этапе вы должны быть на 100% уверены, что она действительно работает, иначе выполнение следующих действий бесполезно. Итак, мой пациент — HP Pavilion dv9000 , в котором сломано одно из креплений дисплея и сгорел видеомодуль, но матрица в 17 дюймов и разрешением 1440×900 рабочая.

Аккуратно разбираем ноутбук и извлекаем дисплей, а затем и саму матрицу. Для большинства устройств в сети есть подробные инструкции по разборке. Также я извлёк динамик и веб-камеру. В итоге мы получаем примерно следующую картину.

1) Гнездо для подключения LVDS кабеля.
2) Штекер, который подключается в инвертор подсветки.

Смотрим внимательно на наклейки и находим модель матрицы. Как видим, ноутбук у меня HP , а матрица от SAMSUNG , нас интересует надпись LTN170X2-L02 , это и есть модель матрицы. То, что после знака «-» можно не учитывать при поиске, нам важна только маркировка LTN170X2 .

Если вам не нужны какие-то видеовходы, то можно без проблем найти, например, плату с одним из интересующих вас входов. Тем самым вы также сможете уменьшить стоимость устройства.

1) Вход для подключения питания 12V
2) Вход HDMI
3) Вход DVI
4) Вход VGA
5) Аудио вход
6) Аудио выход

В комплекте идут следующие компоненты (они могут немного отличаться по внешнему виду и способам подключения):

1) LVDS кабель, который подключается непосредственно к матрице монитора.
2) Инвертор, отвечающий за работу подсветки.
3) Основная плата с контроллером.
4) Кнопочный интерфейс для настройки параметров изображения.
5) Кабель для подключения кнопочного интерфейса.
6) Кабель для подключения инвертора подсветки.

Проблем с подключением возникнуть не должно, перепутать провода также не получится. В собранном виде всё выглядит примерно так:

Далее нам стоит проверить, работает ли вообще наше устройство. Подключаем LVDS кабель к гнезду в матрице, также на матрице есть кабель для подсветки, его мы подключаем в свободное гнездо инвертора подсветки. Находим в закромах или покупаем блок питания на 12V, возможно, подойдёт и от вашего сломанного ноутбука. Обязательно смотрим, чтобы штекер легко подключался в гнездо платы управления. Затем соединяем видеовыход компьютера с видеовходом платы управления одним из трех кабелей (HDMI, DVI, VGA). Подаём 12V, включив наш блок питания в розетку. Упсс! Ничего не происходит. Как и на обычном мониторе в устройстве предусмотрена кнопка включения\отключения. Нажимаем кнопку «ON\OFF» на кнопочном интерфейсе. И о чудо! Мы видим изображение. Если у вас и на этом этапе чёрный экран, проверьте, правильно ли вы соединили все провода, хорошо ли они сидят в гнёздах плат, рабочий ли вообще у вас блок питания. У меня всё получилось с первого раза.

Далее всю эту кучу проводов и плат нужно красиво закрепить на мониторе. Я прикрутил все платы к задней пластиковой стенке монитора, предварительно просверлив два отверстия для LVDS кабеля и кабеля инвертора подсветки, так как они подключаются непосредственно к матрице. Также к задней стенке я прикрутил два металлических уголка, чтобы без проблем ставить монитор на стол. Вы можете приделать крепления для установки монитора на стену, если это необходимо. Вот что получилось в конечном итоге, мой брутальный монитор =)

Где и как можно применить данный монитор:

Первые два пункта применимы только к видеокартам со множеством видеовыходов.

1) В качестве дополнительного рабочего стола. Например, запускаете фильм на одном экране, а на втором занимаетесь сёрфингом в сети или набираете текст. И нет необходимости открывать\закрывать, сворачивать\разворачивать мешающие окна.

2) В качестве дублирующего монитора. Можно вывести его в другую комнату и смотреть, например, фильм или любимую передачу уже там. В моей плате есть аудиовход и выход, можно без проблем подключить акустику. Также не составит проблем найти длинный видеокабель, я работал с VGA кабелем, у которого длина была более 20 метров.

3) Если вы знакомы с Raspberry Pi , то вы также сможете без проблем подключить к ней этот монитор.

П.С. На все интересующие вопросы отвечу в комментариях.

Матрица – это жидкокристаллический экран портативного компьютера (ноутбука). Именно она одна из самых уязвимых и дорогостоящих компонентов любого ноутбука, с которой необходимо бережно и аккуратно обращаться. Иначе не обойтись без такой процедуры, как ремонт ноутбуков , который следует выполнять только в специализированных сервисных центрах. Как правило, ремонт и замена матрицы ноутбука связаны с различными механическими повреждениями, и связано это с тем, что матрица не переносит удар и давление, легко выходя из строя. Есть случаи, когда матрица может ломаться из-за изношенности. В силу своих конструктивных особенностей, в большинстве случаев, матрица не поддается ремонту, поэтому самым надежным и простым выходом из положения является ее замена. Из чего же состоит матрица (экран) ноутбука? Матрицы бывают нескольких типов, включая LCD, LED и IPS и размера, который измеряется в дюймах. Следующий компонент - лампа подсветки.

Она представляет собой трубку с газом небольшого диаметра, приблизительно 2мм. Данная лампа способна излучать довольно сильный свет, благодаря высокому напряжению (около 1000 В). Инвертор является преобразователем напряжения. Для свечения лампы подсветки в ноутбуке необходимо достаточное напряжение малой силы тока. Именно инвертор занимается тем, чтобы преобразовать 5 В в 1000 В. Еще одним компонентом матрицы является дешифратор, который является неотъемлемой частью любого ЖК – экрана. Он размещается непосредственно внутри матрицы. По шлейфу на дешифратор поступают сигналы от видеокарты. Дешифратор специальным образом их преобразовывает, передавая на матрицу. Фактически, именно дешифратор несет ответственность за то, какие пиксели на экране светятся, а какие нет. Шлейф матрицы - это специальный провод, с помощью которого соединяются выводы на материнской плате вместе с разъемом, расположенном на экране. Шлейф матрицы является одной из проблемных деталей ноутбука, по причине ее несложной конструкции. Это прорезиненный провод, по краям которого вставлены штекеры. К основным признакам поломки матрицы ноутбука следует отнести следующее. Трещины на экране. Если монитор компьютера треснул, разбит или потек, соответственно ноутбук подвергся физическому повреждению. В данном случае потребуется замена матрицы. Если на экране появились «битые» пиксели, которые проявляются яркими точками на экране, значит, выгорел люминофор от «старости». На экране могут появиться горизонтальные или вертикальные полосы. Это свидетельствует о том, что сломана сама матрица, дешифратор или шлейф, из-за чего из строя будет выведен ноутбук. Вернуть ноутбук в нормальное состояние сможет только замена матрицы. Если на ноутбуке не функционирует или не загорается экран, сломались контакты матрицы или же само устройство. Если на мониторе ноутбука отсутствует картинка или он не горит и не показывает - поломка может быть вызвана инвертором матрицы или лампой подсветки. Замену матрицы, которая является достаточно сложной, впрочем, как и ремонт ноутбука в целом, необходимо выполнять только в сервисной мастерской.