想看得更清楚？一切还看IGZO显示技术！

提到“IGZO屏幕”，你脑海里是不是有种似曾相识的感觉？是的，仔细想想IGZO开始在新闻中频频出现，大约是始于iPhone 4S上市之后一段时间，当时关于iPhone 5将采用IGZO屏幕的新闻都不知道发了多少篇。只可惜iPhone 5终还是没能“如愿以偿”。不过，随着夏普正式推出IGZO屏幕，IGZO技术又开始大红大紫。但是，大伙儿真的了解它吗？

看清楚了，IGZO并不是有多奥秘！

IGZO就是“Indium Gallium ZincOxide”的缩写，翻译过来就是铟镓锌氧化物。简单来说，这东西就是一种导电半导体材料，可以用来制作晶体管。为什么要用IGZO材料来做晶体管，那故事就需要从TFT-LCD谈起了。

TFT面板采用的是“背透式”从下往上的照射方法，背部光源发出的光线从下偏光板向上透出，这时上下夹层的电极会变成FET电极和共通电极，在FET电极导通时，液晶分子的表现也会发生改变，通过遮光和透光来达到显示的目的。而TFT面板画质比TN面板要好上不少的奥秘就在于，屏幕玻璃基板中的像素驱动模块中，有一个薄膜装的半导体元件，对像素进行连续控制，这不仅能够提升屏幕的反应速度，还能精确控制画面的灰度，这个元件就被称之为TFT。它就是作为驱动液晶显示器的三端有源器件，所有高档液晶显示器都用的是它。

我们来看看这个电路图，这里我们不讨论显示器的各种驱动控制方式，什么静态驱动、动态驱动，什么行扫描、列寻址，统统不管。我们只关心三个字母，看到没有，那个有三个端口的元件的就是TFT——TFT为三端器件，分别为源极（S）、栅极（Gate）和漏极（D）。通过控制栅极的高低电平，可以控制源、漏极间的导通与关断。TFT一般是由非晶硅薄膜晶体管制成。什么是非晶？理想晶体原子的排列是长程有序，而非晶态材料原子的排列不具有周期性，但是在短程上是有序的，而多晶则介于两者之间。随着液晶显示器尺寸的不断增大，驱动频率也不断提高，传统非晶硅薄膜晶体管的电子迁移率（迁移率为单位电场下电子的平均漂移速度，可以理解为导电能力）很难满足需求，而且均一性差。于是IGZO显示屏的设计思路就是，既然非晶硅性能这么差，那么用一种其他的材料代替非晶硅就是了。IGZO材料的角色就是代替非晶硅，充当连接源、漏极的导电沟道，受栅极控制。实际上，IGZO屏幕仍基于传统TFT驱动技术，有所改进但工作原理是相同的。那么用IGZO材料代替非晶硅有什么更好的功效？

IGZO的魅力

1、拥有更高的电子迁移率，视网膜屏幕也是浮云！

相对于非晶硅，IGZO材料大的特点是拥有更高的电子迁移率。我们先解释一下什么是电子迁移率：我们可以想象一场越野赛，传统非晶硅就像是土路，电子在上面跑的速度很慢，由于IGZO材料特性的关系，电子就好像跑在柏油路上，可以很轻易的跑动。这样我们的路就不用造的很宽，也可以达到原本电子正常所需的流量。传统的非晶硅晶体管，电学性能比较差，载流子迁移率大约只有1cm2/ Vs。而非晶IGZO的迁移率可以达到3～15cm2/Vs，多晶IGZO大约是50cm2/Vs上下，性能提升的确很明显。这意味着什么呢?其中重要的一点就是可以实现相素高精细化。

所以使用IGZO材料后，面板的TFT组件和线路都在缩小，在相同面积下，原本只能装入一颗sub pixel的区域，现在可以装入四颗，而被遮光的面积却没有跟着变大，实现了“同等透过率2倍高精细化”，即可在很小的单位面积上实现很高的物理分辨率，而不需要增加背光的强度，这对于即将进入的4K时代更具意义。

不过，多晶IGZO屏幕的性能并不是强的，比如液晶投影机里使用的高温多晶硅屏幕（缩写HTPS）的迁移率大约在100～300cm2/Vs水平，比IGZO屏幕高一个性能等级。但是HTPS的导电性很不均匀，很容易像素点之间亮度不一致，因此很难做成大尺寸——1英寸左右没问题，超过就很难了。虽然后来业界推出了可以实现更大尺寸的低温多晶硅（LTPS），但是目前为止依然无法和传统非晶硅相提并论：目前非晶硅面板的生产线已经发展到了10代线，而LTPS面板还停留在6代左右的水平，因此也只适合用来做小尺寸的显示面板，例如播放器、PDA，还有现在的手机。所以很明显，IGZO材料的性能优势只有在和非晶硅比的时候才能体现。虽然手机这类设备已经吃上了LTPS这颗十全大补丸，但是平板、笔记本电脑等大屏幕设备还需要IGZO技术去升华它们。

2、省电

IGZO液晶还具有独特的“怠速静止”技术：当屏幕显示静态的画面的时候，IGZO屏幕只需要极低的屏幕刷新率，而传统液晶则要保持60Hz的刷新率以保证液晶的状态。业界有这么一个很形象的比喻：“液晶怠速与汽车引擎有些相似，汽车在停止的时候会降低发动机转速，从而降低整体的耗能。普通的液晶显示器是以1秒60次(60Hz)的频率刷新画面，而IGZO液晶可以根据情况，把刷新速度降至1秒1次。这样一来，就可以带来更低的电量消耗，得到更出色的整体续航能力。“

IGZO技术的“液晶怠速静止”特性还对触摸屏的性能有很大的改善。我们在进行触控操作时，大部分的时候屏幕显示是处在一种静止画面中。但是此时传统TFT组件仍在对液晶分子进行翻转，电流的通过会造成讯号干扰的问题。而触摸屏大部分是电容型，这样的讯号干扰会对外界输入造成很大影响。当IGZO液晶处于“怠速静止”状态时，面板的电流噪声会变得非常非常小，这样系统就会拥有更高的触控灵敏度。

3、透明、可弯曲不再是有机EL的专利

近年来，业界一直刮有机EL显示屏幕之风。谈到有机EL面板或许大家都会很陌生，但如果提到OLED，相信有不少朋友都有所了解。其实透明有机EL面板就是OLED（Organic LightEmitting Display）技术生产的面板，也被称为有机电激光显示（Organic Electroluminesence Display，OELD）。和传统液晶面板大的不同在于，OLED面板属于自发光面板，它的每一个像素都相当于一个发光体，不需要背光源、导光板等设备，它被称为新一代显示技术的种子选手。而在有机EL显示领域中又以三星的技术实力强劲。如三星在今年初CES上推出的基于OLED技术柔性Youm屏幕。

其实透明显示对IGZO屏幕来说也不是什么难事。传统TF T屏幕采用非晶硅材料，非晶硅不透明，而且禁带宽度较IGZO窄，在可见光下很容易将价带电子激发到导带上，这在TFT控制中是不容许的，必须用黑矩阵遮挡光线。所以在每个像素点中，非晶硅TFT都会占用像素的定面积，使透光面积减少。而IGZO -TFT屏幕则可以实现透明显示，而且对可见光不敏感，所以大大增加了器件开口率。这种液晶屏能够发光其原因是在铟镓锌面板上镀表面配向剂，以使液晶顺着一个特定且平行于玻璃表面之方向排列，然后利用电场可使液晶旋转的原理，在两电极上加上电压则会使得液晶偏振后方向转向与电场方向平行。 因为液态晶的折射率随液晶的方向改变而改变，其结果是光经过液晶以后其偏振性会发生变化，可利用电的开关达到控制光的明暗，这样会形成透光时为白、不透光时为黑，字符就可以显示在屏幕上了。

I G Z O 技术同样可以用来制作柔性屏幕。通常AMO L ED面板使用的方法是在聚合物前后仍采用与TF T屏幕一样的玻璃基板和封装层，这也让AMOLED只能“硬着身板”工作。因此，为了让AMOLED的折腰，厂商们纷纷出招想法，其中的一个比较有效方法就是将聚合物加到可弯曲的合成材料薄膜上来制作柔性屏幕。如在CES上，三星推出的基于OLED技术柔性Youm屏幕，就是将玻璃基板和封装层换成了柔性聚合物薄片，而IGZO技术同样可以通过以上方法实现。

这两种技术见到底有什么区别和优劣势？其实从成像机理比较，AMOLED和采用IGZO技术的TF T-LCD两种面板采用了不同的光源，OLED为自发光，而后者则采用了背光源。由于OLED自发光的特性，它的优势是拥有更好的色彩表现能力和更高的对比度，而功耗和成本方面具有一定LCD技术积累的IGZO显示技术更有优势。耗电量一直是柔性有机EL屏幕跨入PC应用领域的一大障碍，柔性有机EL屏幕在图像偏黑时耗电量只有LCD的40%，但在页面带有白色背景时（如网页、word文档），柔性有机EL屏幕的耗电量却猛增到正常情况下的三倍。这个障碍源自于其RGB色彩的衰减速度并不相同，特别是当大部份显示内容为白色时，它需要三种原色同时发出相同的亮度，这时柔性有机EL屏幕的功耗就会超过普通液晶屏幕。IGZO屏幕并不存在这样的问题，而且只要对TFT生产线进行简单改造就可以满足生产的需要。

IGZO离我们渐近

IGZO屏幕既然那么好，那么为什么IGZO显示技术研发10年才正式量产呢？这是因为IGZO材料在空气中很不稳定，特别是对氧气和水蒸气很敏感，使用寿命很短。必须在IGZO材料表面镀上一层保护层，以隔离空气中的氧气和水蒸气，但是这个保护层用什么材质，用什么工艺以及对工艺进行优化，从而降低成本，这成了IGZO屏幕实现量产的障碍。

就在今年的CES展会上，夏普公司一口气向外界推出了多款新型电子产品，包括：一款32英寸，具备4K×2KPAD平板电脑SHT-21，以及一款AUQOS智能手机SH02E。这几款设备大的共同点就是采用了夏普多年磨一剑的“IGZO”液晶技术。目前夏普展出的IGZO TFT屏幕共有三种：11英寸（1366×800）、32英寸（3840×2160，屏幕精度140ppi）、10英寸（2560×1600，屏幕精度300ppi）、7英寸（1280×800，屏幕精度217ppi），这些屏幕样品都可以实现量产。不过夏普一直着重于大尺寸液晶面板，目前正努力改造生产线向需求量膨胀的智能手机、平板电脑以及笔记本电脑等便携设备供货。

需要说明的是，不只夏普，台湾企业友达、奇美和内资企业京东方等等都在对IGZO进行研究，其中友达已经成功试制出了10.1英寸的IGZO液晶面板，所以IGZO并不是夏普独有，但是夏普是第一个对IGZO技术液晶面板进行量产的企业。

写在后

新一代显示设备正在朝“Smart（人与机互动）、Vivid（栩栩如生）、Flexible（柔性）”三大方向发展，拥有这三方面技术特性的产品将成为推动显示产业发展新的动力。考虑到IGZO屏幕产品已经发布，因此今年是IGZO屏幕能否像AMOLED一样爆发的关键时间点。可以肯定，IGZO也将是AMOLED显示技术的有力挑战者。