新(xīn)技(jì)术(shù)让(ràng)电(diàn)子(zi)屏(píng)画(huà)面(miàn)“如(rú)临(lín)其(qí)境(jìng)”
当(dāng)今(jīn)时(shí)代(dài),人(rén)们(men)无(wú)论(lùn)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(tuán)队(duì)数(shù)年(nián)的(de)科(kē)技(jì)攻(gōng)关,“基(jī)于(yú)超(chāo)维(wéi)场(chǎng)技(jì)术(shù)的(de)高(gāo)刷(shuā)新(xīn)率(lǜ)显(xiǎn)示(shì)技(jì)术(shù)研(yán)发(fā)与(yǔ)产(chǎn)业(yè)化(huà)”项(xiàng)目(mù)获(huò)得(de)了(le)北(běi)京(jīng)市(shì)科(kē)技(jì)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(de)刷(shuā)新(xīn)率(lǜ)大(dà)幅(fú)提(tí)升(shēng)到(dào)了(le)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(zhì)的(de)飞(fēi)跃(yuè),在(zài)呈(chéng)现(xiàn)体(tǐ)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(le)解(jiě)决(jué)这(zhè)个(gè)问(wèn)题(tí),科(kē)研(yán)团(tuán)队(duì)通(tōng)过(guò)研(yán)究(jiū),研(yán)发(fā)了(le)一(yī)种(zhǒng)叫(jiào)作(zuò)铟(yīn)镓(jiā)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(xiǎn)示(shì)屏(píng)可(kě)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(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(wú)拖影。
在这些技术(shù)成(chéng)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(qí)市(shì)场(chǎng)化(huà)落(luò)地(de)。而(ér)对(duì)比(bǐ)度(dù)方(fāng)面(miàn)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”。