新技术让电子屏画面“如临其境”

当今时代，人们无论是生产还是生活，常会用到手机、平板电脑、笔记本(电脑)、台式电脑等，此外大多数家庭也会用到电视等电器，有些会议室、车站、机场、体育场馆以及户外街头广场等场所还会安装各种电子大屏幕。

上述这些产品有一个共同的特征，就是都需要用到电子显示屏。而显示屏的相关技术水平，直接决定着显示画面的品质，影响着用户的体验。

为电子竞技等行业兴起提供科技支撑

随着电子竞技、动漫、高水平体育赛事的直播、转播等行业的爆发式增长，对于电子显示屏画面的稳定性、连续性、画质清晰度、对比度等性能都提出了更高的要求。而市场的需求，也带动了显示屏技术革新的热潮。作为行业中的龙头企业，京东方科技集团股份有限公司(以下简称“京东方”)很早就开始布局相关技术的研发，凭借多年来积累的雄厚技术实力，经过科研团队数年的科技攻关，“基于超维场技术的高刷新率显示技术研发与产业化”项目获得了北京市科技进步一等奖。

项目核心的技术成果主要有高刷新率、快速响应、高画质等，实现了国产显示屏技术的大幅飞跃，将高端显示的视觉效果提升到了全新的境界。目前，以相关技术为支撑的LCD显示屏产品已实现量产，为电子竞技、体育赛事及其他各类节目直播等所需的高质量画面，提供了有力的保障。

解决电子显示屏关键技术难题

刷新率是电子显示屏的一个非常重要的指标。因为显示的图像是由一帧一帧连续翻页刷新的画面构成的，而刷新率以赫兹为单位。如果刷新率是60赫兹，就意味着一秒钟翻动了60帧画面；如果是120赫兹，即一秒钟翻动了120帧。刷新率越高，动态画面的流畅度就越好。

日常办公所用电子显示屏多为静态画面，对于显示屏刷新率要求并不高，但对于已经形成的重要新兴产业，比如电子竞技等来说，保证动态画面的流畅度是至关重要的。之前，市场上普通显示器刷新率在60~75赫兹，仅能满足一般性需要，如果用于电子竞技，画面容易出现卡顿、撕裂，以及拖影的现象，用户体验感较差。但就算电子竞技专用的显示屏，其画面刷新率也只有120赫兹左右，提升幅度有限。

京东方通过项目攻关，所取得的一项重要成果就是将LCD显示屏的刷新率大幅提升到了480赫兹，使得画面的流畅度、清晰度等有了质的飞跃，在呈现体育赛事、电竞游戏等高速移动画面时，高刷新率的全视角超高清至臻画面极大缓解了常规刷新率显示画面卡顿、撕裂、拖影带来的眩晕感，突破了业界“天花板”,为用户带来更加真实、流畅及震撼的使用体验。

在科技攻关的过程中，科研团队充分利用了京东方在超维场方面的技术积累。这个超维场是京东方所用的ADS技术的译称，它属于一种水平电场模式，具有更好的视角特性，即便是人从侧面看电子屏，也不会有明显的色差。另外，这种模式的透光率更高，在手机、平板电脑、笔记本电脑、显示器等小型屏幕方面更有优势。

要提高LCD显示屏的刷新率，至关重要的一点就是要解决充电的问题。如果电子屏的像素充电率达不到要求，就会严重影响画质，导致画面不清晰。以往，大多数液晶显示器背板用的材料是非晶硅，这种材料的一大不足就是电子迁移率较低，从而限制了器件像素的充电率，容易出现暗影重叠、画面不清晰等情况。

为了解决这个问题，科研团队通过研究，研发了一种叫作铟镓锌(IGZO)的氧化物材料，用来取代传统的非晶硅。这种新材料的电子迁移率是非晶硅的10倍以上，能有效支持电子屏高刷新率情况下对于充电的需要。基于IGZO背板技术，LCD显示屏可以实现更低的功耗、更高的PPI。所谓PPI,是英文PixelsPerInch的缩写，中文称作像素密度单位，所表示的是每英寸所拥有的像素数量。因此PPI数值越高，代表显示屏能够以越高的密度显示图像。PPI值越高，画面的细节也会越丰富，拟真度就越高。

IGZO还有一个优势是漏电量小。LCD显示屏用到的晶体管在低频下漏电时间增加，导致漏电量增加，屏幕亮度会有下降。如果用IGZO,漏电量会更小一些，即使在低频刷新的情况下，也能保证屏幕不闪烁。

不过，尽管IGZO的优良性能做支撑，但要保障不同尺寸屏幕器件的像素充电率，还需要解一些技术难题。比如电视、户外广场或会议室、大厅等要用到的大尺寸屏幕，对于像素充电率要求更高，因为同样的时间内，需要充电的面积更大。为了攻克这个技术瓶颈，科研团队研发出了具有自主知识产权的一种EPQ技术。这种EPQ技术，又称作画质增强技术或图像增强技术，它能保障屏幕上每个像素点位的精准充电，从而避免显示串行、画面不清晰等影响画质的现象。

为用户提供更优质的画面体验

通过这个科技计划项目的攻关，京东方科研团队也获得了超高刷新率之外的一些技术突破。在高画质方面，他们引入了MiniLED背光技术，实现了像素级的调光，解决了LCD显示屏暗态不够黑的痛点，从而大幅提高了画面的动态对比度。此外，他们还在LCD显示屏内把低盒厚技术、快速响应液晶技术以及过驱技术进行整合，大幅提高显示屏的响应时间，实现了1毫秒极速响应速度，确保屏幕在500赫兹以上显示状态下画面的流畅、无拖影。

在这些技术成果的基础上，科研团队还计划继续在电子屏刷新率、显示屏对比度等方面开展研究。特别是刷新率，科研团队已在实验室阶段实现了1000赫兹的目标，下阶段除了继续做研究，还将努力推进其市场化落地。而对比度方面的研究则需要更多的时间。所谓对比度，是电子显示屏暗态和量态的一个比例。对比度越高，显示的图像层次感就会越多，画面的质量也会越好。但这方面的研究难度较大。因为超高刷新率要求响应速度快，在这个基础上再要求提升对比度，就会对液晶的透过率提出很大的挑战。研发团队负责人表示，“这是必须要走的路，我们一定会坚持做下去，推出更好的技术和产品，为用户提供更优质的画面体验”。

来源: 北京科技报社

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