In dieser Anleitung möchten wir euch anhand des iPhone 5 zeigen, wie ihr den Ausfall der Hintergrundbeleuchtung (Backlight) feststellen und gegebenenfalls beheben könnt. Wir gehen auf Irrglauben bzw. Falschinformationen ein, “beleuchten” die Funktionsweise der Hintergrundbeleuchtung, zeigen die Ursachen auf und bieten Lösungen an.

Für die, die es besonders eilig haben, geht es hier direkt zur Lösung.

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Anmerkung

Diese Problembeschreibung lässt sich auch auf andere Gräte adaptieren und ist nicht allein für das iPhone 5 gültig. Die Hintergrundbeleuchtung von Smartphone- und Tabletdisplays werden auf die gleiche Weise mit Spannung versorgt.

Die Diagnose

Beherzt drückt ihr den Standby-Button eures Phones, doch auf dem Bildschirm erscheint kein Bild? Im ersten Moment kommt der Gedanke auf: “Mist, das Display ist defekt.” Doch gelegentlich habt ihr Glück im Unglück, und nicht das komplette Display ist ausgefallen, sondern nur dessen Hintergrundbeleuchtung (Backlight). Wie könnt ihr das erkennen?

Das Teaserbild dieses Beitrags ist ein gutes Beispiel für den Fehler. Ihr seht dort zwei Geräte. Das Eine zeigt den Apfel hell erleuchtet, das Andere zeigt selbigen nur schemenhaft. Bevor ihr losrennt und euch ein neues Display besorgt oder einbauen lasst, führt folgende Schritte aus.

1. Schaltet das Gerät aus (Falls das Gerät eingeschaltet ist, benutzt ihr folgenden Griff: Standby-Button und Homebutton gleichzeitig gedrückt halten)
2. Geht zu einem gut beleuchteten Platz
3. Haltet das Gerät so in der Hand, dass ihr mit den Augen sehr nah am Display seid.
4. Winkelt das Gerät an.
5. Schaltet es ein und falls ihr nicht sofort etwas erkennen könnt, verändert den Winkel.
6. Wenn das nicht ausreicht, dann versucht das Licht zu verändern. Manchmal braucht man mehr Licht, gelegentlich etwas weniger.
7. Wenn ihr schemenhaft einen Apfel oder etwas anderes erkennen könnt, dann ist eure Hintergrundbeleuchtung beschädigt.

Der Mythos

Manche Gerüchte halten sich so gut im Netz, dass man sie schon für wahr halten könnte. Der Mythos um die Reparatur der fehlenden Hintergrundbeleuchtung eines Displays ist so stark im Netz verankert, dass man in jedem Reparaturforum darüber lesen kann.

Wenn ihr das gezeigte Bild auf eurem Display nur noch schemenhaft erkennen könnt, dann liegt das in der Regel daran, dass die Hintergrundbeleuchtung ausgefallen ist. Sie sorgt dafür, dass die farbigen Pixel des LCD (liquid crystal display = Flüssigkristallanzeige) beleuchtet werden, sodass man die dargestellten Inhalte auch klar und deutlich lesen kann.

Falls euch dies passiert und ihr auf die Idee kommt, Google um Hilfe zu fragen, dann kommt ihr nicht an dem Hinweis vorbei, die Spule (engl. coil) zu tauschen. Jedoch ist dies ein Irrglaube. In den meisten Fällen ist nicht die Spule der Grund für den Defekt.

Gelegentlich wird auch davon gesprochen, dass das Backlight-IC (IC =  integrated circuit, integrierte Schaltung) getauscht werden muss. Um welches Bauteil es sich dabei wirklich handelt, erwähne ich später.

Abb. 1: Ansicht des iPhone 5 Logicboards

Die Funktionsweise

Alle Smartphones benötigen eine Energiequelle in Form eines Akkus. Die heutigen Energiespeicher der Wahl stellen Lithium-Ionen-Akkumulatoren (kurz: Li-Ion) dar. Der Spannungsbereich in dem diese Akkus arbeiten beträgt 3,4-4,2V (je nach Ladezustand). Die Hintergrundbeleuchtung des Displays benötigt baubedingt jedoch eine wesentlich höhere Betriebsspannung von 15-20V.

Um diesen Spannungswert zu erreichen, bedient man sich einer Schaltung, die auch “Ladungspumpe” genannt wird. Ladungspumpen bestehen in der Regel aus einem IC, dem Schaltregler, einer Induktivität (Spule), einer Diode und einer Kapazität (Kondensator). Die Bauteile sind alle in der vorher genannten Reihenfolge miteinander verbunden. In diesem Fall kommt jedoch noch ein weiteres Bauteil vor, das die Hauptursache für den Defekt ist. Doch dazu später mehr.

Genau diese Art von Schaltung findet sich auch in den Smartphones wieder, um die Hintergrundbeleuchtung mit Spannung zu versorgen. Das wichtigste Bauteil in solch einer Schaltung ist die Spule.

Die Ladungspumpe

Spulen bauen ein elektrisches Feld auf, sobald sie ein Strom durchfließt. Dieses Feld möchte eine Spule um jeden Preis aufrecht erhalten. Sogar dann, wenn kein weiterer Strom die Spule durchfließt. Um dies tun zu können, muss die Spule einen Strom fließen lassen. Mit diesem Effekt kann man also so lange eine Spannung aufrecht erhalten, bis jegliche Energie von der Spule abgegeben wurde.

Durch gezieltes Bestromen der Spule (Strom EIN -> Strom AUS), baut der Schaltregler immer wieder ein elektrische Feld in der Spule auf und lässt sie dieses an die restliche Schaltung wieder abgeben. Hier kommen die Diode und und der Kondensator ins Spiel.

Die Diode lässt Ströme nur in eine Richtung durch. Sie hat somit eine Richtung bzw. Polung. In etwa so, wie die Eingänge im Supermarkt. Man kann hinein gehen, jedoch nicht heraus. Die Diode soll verhindern, dass die von der Spule abgegebene Energie, wieder zu der Spule zurückkehren kann.

Der Kondensator nimmt die abgegebene Energie der Spule auf und speichert diese. Zusammen mit der Sperrfunktion der Diode, dem Ein- und Ausschalten des Schaltreglers und der Speicherfunktion des Kondensators, kann sich die abgegebene Spannung vervielfachen. So erhält man die höhere, benötigte Spannung für die Hintergrundbeleuchtung. Jetzt zu den Ursachen für den Defekt.

Abb. 2: Mögliche Ursachen eines defekten Backlights beim iPhone 5

Die Ursachen

Wie schon in der Einleitung beschrieben, weist das Internet bei defektem Backlight immer wieder auf die Spule hin. Die Spule ist jedoch ein sehr robustes Bauteil. Sie besteht aus einem um einen Hohlkern gewickelten, lackierten Kupferdraht, der meist von ferromagnetischem Material umgeben ist. Dem Bauteil passiert in einer solchen Schaltung sehr wenig. Es kann vorkommen, dass die Anschlüsse durch Flüssigkeit angegriffen oder gar zerstört werden, das passiert jedoch sehr selten.

Nr. 1 – Der Filter

Die wirkliche Ursache stellt das in der Einleitung erwähnte, besondere Bauteil dar. Es ist ein Filter. Er dient dazu hohe Frequenzen aus dem Signal zu filtern und stellt die sogenannte elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) sicher. Ohne ihn könnte man sonst ein Flackern auf dem Bildschirm feststellen (muss aber nicht). Der Filter ist das letzte Bindeglied zwischen der Ladepumpe und dem Connector. Wenn die Verbindung fehlt, dann geht dem Display kein Licht mehr auf.

Aber warum geht der Filter überhaupt kaputt?

Der Filter ist ein sehr empfindliches Bauteil. Er mag kein Wasser und genauso ungern mag er Stromspitzen. Entweder habt ihr also euer Gerät nicht trocken gehalten oder ihr habt bei dem Versuch, das Display zu tauschen, den Akku nicht von der Platine getrennt. Durch lösen oder schließen der Steckverbindung des Displays kann die Spannung einbrechen und somit Stromspitzen entstehen. Die Folge ist oft ein defekter Filter. Er reagiert dann in etwa wie eine Sicherung.

Nr. 2 – Das Backlight IC (Diode)

Was ist damit gemeint? Im Netz wird gleich nach der Spule, das Backlight IC als Schwachstelle genannt. Doch was soll das sein? Das Power Management IC? NEIN! Die Rede ist hier von der Diode. Weil es sich besser verkauft, sagt man jedoch gerne IC. Ist aber Blödsinn.

Wann streicht die Diode die Segel? Genau dann, wenn man an der falschen Stelle mit einem Schraubenzieher einen Kontakt herstellt, der dort nicht sein soll. Kurzschluss – auf der Platine und mit der Diode ist dann auch in kurz Schluss. Sie kann aber auch zusammen mit dem Filter zerstört werden.

Abb. 3: iPhone 5 Logicboard Detailansicht der Vorderseite mit Connector, Filter und Messpunkten

Nr. 3 – Der Connector

Wenn es nicht der Filter oder die Diode sind, dann solltet ihr euch die Steckverbindung zwischen Display und Logicboard ansehen. Durch Wasser oder einen Kurzschluss sind Ablagerungen auf einzelnen Pins möglich. Besonders die Pins, die mit dem Filter verbunden sind, weisen dieses Fehlerbild auf. Durch die hohe Spannung, die die Hintergrundbeleuchtung benötigt, verkohlen die Kontakte. Ohne Verbindung zur Hintergrundbeleuchtung, bleibt es dunkel.

Nr. 4 – Die Spule

Wenn die vorher beschriebenen Ursachen nicht zutreffend sind, dann kann man sich die Spule doch einmal ansehen. Aber wie gesagt, der Fall tritt so gut wie nie ein.

Abb. 4: Detailansicht – Displaykontakte

Der Lösungsweg

1. Seht euch zuerst den Connector an. Er ist am einfachsten zu begutachten und der Fehler kann mit bloßem Auge identifiziert werden. Sind Schwarze statt goldene Kontakte zu sehen, dann reinigt diese mit einem Pinsel und Alkohol. Sollte es dann noch nicht klappen, sollten die Kontakte nachgelötet werden.
2. Prüft am Display, ob drei Kontakte am Kameraflex mit einem Klebepad abgedeckt sind. (Abb. 4) Falls nicht bilden sie im eingebauten Zustand zusammen mit der metallenen Rückplatte des Displays einen Kurzschluss. Klebt die Kontakte ab und das Problem ist behoben.
3. Ist es das noch nicht gewesen, dann begutachtet den Filter: Ohne Mikroskop werdet ihr es von hier an jedoch schwer haben. Ist der Filter defekt, kann man ihn durch eine Drahtbrücke ersetzen und muss nicht zwangsweise das Bauteil bestellen. Unter dem Mikroskop sollte ein Riss im Bauteil sichtbar sein. In dem Riss kann man manchmal einen hellen Punkt von ausgetretenem Lötzinn sehen. Es kann jedoch genau so gut vorkommen, dass das Bauteil beim Ein-/Ausbau abgerissen wurde. Eventuell besitzt ihr ein Multimeter mit feinen Messspitzen. Dann könnt ihr die Filter auch damit durchmessen. Stellt dazu das Multimeter auf Durchgangsprüfung. Die Abbildung 3 zeigt euch drei Messpunkte die jeweils mit einem Filter verbunden sind (M1->Filter1, M2->Filter2, M3->Filter3). Um die mechanische Belastung der Filter gering zu halten, setzt eine Messspitze auf einen Messpunkt und die andere Messspitze an den Anschluss des Filters, der nicht mit dem Messpunkt verbunden ist. Wenn euer Messgerät piept, dann ist eine Verbindung vorhanden. Wenn er nicht piept, dann setzt die Spitzen noch einmal neu auf, um auszuschließen, dass ihr keinen Messfehler gemacht habt.
4. Hat auch das nicht geholfen, kann man bei der Diode weiter machen. Ihr werdet sehen, dass ihr Gehäuse aufgeplatzt und oder verformt ist. In diesem Fall muss sie getauscht werden. Erinnert euch jedoch daran, dass die Diode eine Richtung besitzt. Wird sie falsch herum aufgelötet, blockiert sie den gesamten Weg.
5. Wenn jetzt noch immer kein Licht eurer Display erhellt, dann könnt ihr euch doch einmal die Spule ansehen.

Abb. 5: iPhone 5 Logicboard Detailansicht der Rückseite mit Diode, Spule und Backlight IC

Backlight reparieren

Wenn ihr euer Display selbst austauschen wollt, solltet ihr dies mithilfe unserer Anleitungen tun. Diese weisen explizit auf die Positionen der jeweiligen Schrauben hin. Solltet ihr einmal unsicher sein, könnt ihr zu jedem Schritt Fragen stellen. Wenn euch dieser Artikel gefallen oder  geholfen hat, dann hinterlasst auf Google eine Bewertung.