新技術(shù)讓電子屏畫面“如臨其境”

新技術(shù)讓電子屏畫面“如臨其境”

當(dāng)今時代，人們無論是生產(chǎn)還是生活，常會用到手機、平板電腦、筆記本(電腦)、臺式電腦等，此外大多數(shù)家庭也會用到電視等電器，有些會議室、車站、機場、體育場館以及戶外街頭廣場等場所還會安裝各種電子大屏幕。

上述這些產(chǎn)品有一個共同的特征，就是都需要用到電子顯示屏。而顯示屏的相關(guān)技術(shù)水平，直接決定著顯示畫面的品質(zhì)，影響著用戶的體驗。

為電子競技等行業(yè)興起提供科技支撐

隨著電子競技、動漫、高水平體育賽事的直播、轉(zhuǎn)播等行業(yè)的爆發(fā)式增長，對于電子顯示屏畫面的穩(wěn)定性、連續(xù)性、畫質(zhì)清晰度、對比度等性能都提出了更高的要求。而市場的需求，也帶動了顯示屏技術(shù)革新的熱潮。作為行業(yè)中的龍頭企業(yè)，京東方科技集團股份有限公司(以下簡稱“京東方”)很早就開始布局相關(guān)技術(shù)的研發(fā)，憑借多年來積累的雄厚技術(shù)實力，經(jīng)過科研團隊數(shù)年的科技攻關(guān)，“基于超維場技術(shù)的高刷新率顯示技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化”項目獲得了北京市科技進步一等獎。

項目核心的技術(shù)成果主要有高刷新率、快速響應(yīng)、高畫質(zhì)等，實現(xiàn)了國產(chǎn)顯示屏技術(shù)的大幅飛躍，將高端顯示的視覺效果提升到了全新的境界。目前，以相關(guān)技術(shù)為支撐的LCD顯示屏產(chǎn)品已實現(xiàn)量產(chǎn)，為電子競技、體育賽事及其他各類節(jié)目直播等所需的高質(zhì)量畫面，提供了有力的保障。

解決電子顯示屏關(guān)鍵技術(shù)難題

刷新率是電子顯示屏的一個非常重要的指標(biāo)。因為顯示的圖像是由一幀一幀連續(xù)翻頁刷新的畫面構(gòu)成的，而刷新率以赫茲為單位。如果刷新率是60赫茲，就意味著一秒鐘翻動了60幀畫面；如果是120赫茲，即一秒鐘翻動了120幀。刷新率越高，動態(tài)畫面的流暢度就越好。

日常辦公所用電子顯示屏多為靜態(tài)畫面，對于顯示屏刷新率要求并不高，但對于已經(jīng)形成的重要新興產(chǎn)業(yè)，比如電子競技等來說，保證動態(tài)畫面的流暢度是至關(guān)重要的。之前，市場上普通顯示器刷新率在60~75赫茲，僅能滿足一般性需要，如果用于電子競技，畫面容易出現(xiàn)卡頓、撕裂，以及拖影的現(xiàn)象，用戶體驗感較差。但就算電子競技專用的顯示屏，其畫面刷新率也只有120赫茲左右，提升幅度有限。

京東方通過項目攻關(guān)，所取得的一項重要成果就是將LCD顯示屏的刷新率大幅提升到了480赫茲，使得畫面的流暢度、清晰度等有了質(zhì)的飛躍，在呈現(xiàn)體育賽事、電競游戲等高速移動畫面時，高刷新率的全視角超高清至臻畫面極大緩解了常規(guī)刷新率顯示畫面卡頓、撕裂、拖影帶來的眩暈感，突破了業(yè)界“天花板”,為用戶帶來更加真實、流暢及震撼的使用體驗。

在科技攻關(guān)的過程中，科研團隊充分利用了京東方在超維場方面的技術(shù)積累。這個超維場是京東方所用的ADS技術(shù)的譯稱，它屬于一種水平電場模式，具有更好的視角特性，即便是人從側(cè)面看電子屏，也不會有明顯的色差。另外，這種模式的透光率更高，在手機、平板電腦、筆記本電腦、顯示器等小型屏幕方面更有優(yōu)勢。

要提高LCD顯示屏的刷新率，至關(guān)重要的一點就是要解決充電的問題。如果電子屏的像素充電率達(dá)不到要求，就會嚴(yán)重影響畫質(zhì)，導(dǎo)致畫面不清晰。以往，大多數(shù)液晶顯示器背板用的材料是非晶硅，這種材料的一大不足就是電子遷移率較低，從而限制了器件像素的充電率，容易出現(xiàn)暗影重疊、畫面不清晰等情況。

為了解決這個問題，科研團隊通過研究，研發(fā)了一種叫作銦鎵鋅(IGZO)的氧化物材料，用來取代傳統(tǒng)的非晶硅。這種新材料的電子遷移率是非晶硅的10倍以上，能有效支持電子屏高刷新率情況下對于充電的需要?；贗GZO背板技術(shù)，LCD顯示屏可以實現(xiàn)更低的功耗、更高的PPI。所謂PPI,是英文PixelsPerInch的縮寫，中文稱作像素密度單位，所表示的是每英寸所擁有的像素數(shù)量。因此PPI數(shù)值越高，代表顯示屏能夠以越高的密度顯示圖像。PPI值越高，畫面的細(xì)節(jié)也會越豐富，擬真度就越高。

IGZO還有一個優(yōu)勢是漏電量小。LCD顯示屏用到的晶體管在低頻下漏電時間增加，導(dǎo)致漏電量增加，屏幕亮度會有下降。如果用IGZO,漏電量會更小一些，即使在低頻刷新的情況下，也能保證屏幕不閃爍。

不過，盡管IGZO的優(yōu)良性能做支撐，但要保障不同尺寸屏幕器件的像素充電率，還需要解一些技術(shù)難題。比如電視、戶外廣場或會議室、大廳等要用到的大尺寸屏幕，對于像素充電率要求更高，因為同樣的時間內(nèi)，需要充電的面積更大。為了攻克這個技術(shù)瓶頸，科研團隊研發(fā)出了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的一種EPQ技術(shù)。這種EPQ技術(shù)，又稱作畫質(zhì)增強技術(shù)或圖像增強技術(shù)，它能保障屏幕上每個像素點位的精準(zhǔn)充電，從而避免顯示串行、畫面不清晰等影響畫質(zhì)的現(xiàn)象。

為用戶提供更優(yōu)質(zhì)的畫面體驗

通過這個科技計劃項目的攻關(guān)，京東方科研團隊也獲得了超高刷新率之外的一些技術(shù)突破。在高畫質(zhì)方面，他們引入了MiniLED背光技術(shù)，實現(xiàn)了像素級的調(diào)光，解決了LCD顯示屏暗態(tài)不夠黑的痛點，從而大幅提高了畫面的動態(tài)對比度。此外，他們還在LCD顯示屏內(nèi)把低盒厚技術(shù)、快速響應(yīng)液晶技術(shù)以及過驅(qū)技術(shù)進行整合，大幅提高顯示屏的響應(yīng)時間，實現(xiàn)了1毫秒極速響應(yīng)速度，確保屏幕在500赫茲以上顯示狀態(tài)下畫面的流暢、無拖影。

在這些技術(shù)成果的基礎(chǔ)上，科研團隊還計劃繼續(xù)在電子屏刷新率、顯示屏對比度等方面開展研究。特別是刷新率，科研團隊已在實驗室階段實現(xiàn)了1000赫茲的目標(biāo)，下階段除了繼續(xù)做研究，還將努力推進其市場化落地。而對比度方面的研究則需要更多的時間。所謂對比度，是電子顯示屏暗態(tài)和量態(tài)的一個比例。對比度越高，顯示的圖像層次感就會越多，畫面的質(zhì)量也會越好。但這方面的研究難度較大。因為超高刷新率要求響應(yīng)速度快，在這個基礎(chǔ)上再要求提升對比度，就會對液晶的透過率提出很大的挑戰(zhàn)。研發(fā)團隊負(fù)責(zé)人表示，“這是必須要走的路，我們一定會堅持做下去，推出更好的技術(shù)和產(chǎn)品，為用戶提供更優(yōu)質(zhì)的畫面體驗”。