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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(chéng)的(de)，而(ér)刷(shuā)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(shuā)新(xīn)率(lǜ)越(yuè)高(gāo)，动(dòng)态(tài)画(huà)面(miàn)的(de)流(liú)畅(chàng)度(dù)就(jiù)越(yuè)好(hǎo)。

日(rì)常(cháng)办(bàn)公(gōng)所(suǒ)用(yòng)电(diàn)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(chàng)度(dù)是(shì)至(zhì)关重(zhòng)要(yào)的(de)。之(zhī)前(qián)，市(shì)场(chǎng)上(shàng)普(pǔ)通(tōng)显(xiǎn)示(shì)器(qì)刷(shuā)新(xīn)率(lǜ)在(zài)60~75赫(hè)兹(zī)，仅(jǐn)能(néng)满(mǎn)足(zú)一(yī)般(bān)性(xìng)需(xū)要(yào)，如(rú)果(guǒ)用(yòng)于(yú)电(diàn)子(zi)竞(jìng)技(jì)，画(huà)面(miàn)容(róng)易(yì)出(chū)现(xiàn)卡(kǎ)顿(dùn)、撕(sī)裂(liè)，以(yǐ)及(jí)拖(tuō)影(yǐng)的(de)现(xiàn)象(xiàng)，用(yòng)户(hù)体(tǐ)验(yàn)感(gǎn)较(jiào)差(chà)。但(dàn)就(jiù)算(suàn)电(diàn)子(zi)竞(jìng)技(jì)专(zhuān)用(yòng)的(de)显(xiǎn)示屏，其画面刷新率也只有120赫兹(zī)左(zuǒ)右(yòu)，提(tí)升(shēng)幅(fú)度(dù)有(yǒu)限(xiàn)。

京(jīng)东(dōng)方(fāng)通(tōng)过(guò)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(hè)兹(zī)，使(shǐ)得(de)画(huà)面(miàn)的(de)流(liú)畅(chàng)度(dù)、清(qīng)晰(xī)度(dù)等(děng)有(yǒu)了(le)质的飞跃，在呈现体育(yù)赛(sài)事(shì)、电(diàn)竞(jìng)游(yóu)戏(xì)等(děng)高(gāo)速(sù)移(yí)动(dòng)画(huà)面(miàn)时(shí)，高(gāo)刷(shuā)新(xīn)率(lǜ)的(de)全视(shì)角(jiǎo)超(chāo)高(gāo)清(qīng)至(zhì)臻(zhēn)画(huà)面(miàn)极(jí)大(dà)缓(huǎn)解(jiě)了(le)常(cháng)规(guī)刷(shuā)新(xīn)率(lǜ)显(xiǎn)示(shì)画(huà)面(miàn)卡(kǎ)顿(dùn)、撕(sī)裂(liè)、拖(tuō)影(yǐng)带(dài)来(lái)的(de)眩(xuàn)晕(yūn)感(gǎn)，突(tū)破(pò)了(le)业(yè)界(jiè)“天(tiān)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(mó)式(shì)，具(jù)有(yǒu)更(gèng)好(hǎo)的(de)视(shì)角(jiǎo)特(tè)性(xìng)，即(jí)便(biàn)是(shì)人(rén)从(cóng)侧(cè)面(miàn)看(kàn)电(diàn)子(zi)屏(píng)，也(yě)不(bù)会(huì)有(yǒu)明(míng)显(xiǎn)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(zi)屏(píng)高(gāo)刷(shuā)新(xīn)率(lǜ)情(qíng)况(kuàng)下(xià)对(duì)于(yú)充(chōng)电(diàn)的(de)需(xū)要(yào)。基(jī)于(yú)IGZO背(bèi)板(bǎn)技(jì)术(shù)，LCD显(xiǎn)示(shì)屏(píng)可(kě)以(yǐ)实(shí)现(xiàn)更(gèng)低(dī)的(de)功(gōng)耗(hào)、更(gèng)高(gāo)的(de)PPI。所(suǒ)谓(wèi)PPI,是(shì)英(yīng)文PixelsPerInch的(de)缩(suō)写(xiě)，中(zhōng)文称(chēng)作(zuò)像(xiàng)素(sù)密(mì)度(dù)单(dān)位(wèi)，所(suǒ)表(biǎo)示(shì)的(de)是(shì)每(měi)英(yīng)寸(cùn)所(suǒ)拥(yōng)有(yǒu)的(de)像(xiàng)素(sù)数(shù)量(liàng)。因(yīn)此(cǐ)PPI数(shù)值(zhí)越(yuè)高(gāo)，代(dài)表(biǎo)显(xiǎn)示(shì)屏(píng)能(néng)够(gòu)以(yǐ)越(yuè)高(gāo)的(de)密(mì)度(dù)显(xiǎn)示(shì)图(tú)像(xiàng)。PPI值(zhí)越(yuè)高(gāo)，画(huà)面(miàn)的(de)细(xì)节(jié)也(yě)会(huì)越(yuè)丰(fēng)富(fù)，拟(nǐ)真(zhēn)度(dù)就(jiù)越(yuè)高(gāo)。

IGZO还(hái)有(yǒu)一(yī)个(gè)优(yōu)势(shì)是(shì)漏(lòu)电(diàn)量(liàng)小(xiǎo)。LCD显(xiǎn)示(shì)屏(píng)用(yòng)到(dào)的(de)晶(jīng)体(tǐ)管(guǎn)在(zài)低(dī)频(pín)下(xià)漏(lòu)电(diàn)时(shí)间(jiān)增(zēng)加(jiā)，导(dǎo)致(zhì)漏(lòu)电(diàn)量(liàng)增(zēng)加(jiā)，屏(píng)幕(mù)亮(liàng)度(dù)会(huì)有(yǒu)下(xià)降(jiàng)。如(rú)果(guǒ)用(yòng)IGZO,漏(lòu)电(diàn)量(liàng)会(huì)更(gèng)小(xiǎo)一(yī)些(xiē)，即(jí)使(shǐ)在(zài)低(dī)频(pín)刷(shuā)新(xīn)的(de)情(qíng)况(kuàng)下(xià)，也(yě)能(néng)保(bǎo)证(zhèng)屏(píng)幕(mù)不(bù)闪(shǎn)烁(shuò)。

不(bù)过(guò)，尽(jǐn)管(guǎn)IGZO的(de)优(yōu)良(liáng)性(xìng)能(néng)做(zuò)支(zhī)撑(chēng)，但(dàn)要(yào)保(bǎo)障(zhàng)不(bù)同(tóng)尺(chǐ)寸(cùn)屏(píng)幕(mù)器(qì)件(jiàn)的(de)像(xiàng)素(sù)充(chōng)电(diàn)率(lǜ)，还(hái)需(xū)要(yào)解(jiě)一(yī)些(xiē)技(jì)术(shù)难(nán)题(tí)。比(bǐ)如(rú)电(diàn)视(shì)、户(hù)外(wài)广(guǎng)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(miàn)的(de)研(yán)究(jiū)难(nán)度(dù)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”。