一文揭秘夏普可显示10亿种色彩的IGZO屏是什么鬼 ？

8月16日消息，夏普在中国台湾推出年度旗舰AQUOS R3，夏普AQUOS R3售价22990新台币（约合人民币5200元），8月21日上市发售。 夏普AQUOS R3采用6.2英寸Pro IGZO LCD显示面板，刷新率达到了120Hz，分辨率为3120×1440。

夏普对外宣称这块屏幕可以显示10亿种色彩，行业唯一。那今天OLEDindustry就来彻底来揭秘下IGZO屏幕。

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IGZO是什么？

IGZO面板结构

IGZO实例图

GZO(Indium Gallium Zinc Oxide)为氧化铟镓锌的缩写，是一种薄膜晶体管技术，在TFT-LCD主动层之上，打上一层金属氧化物。

常见的TFT驱动分类主要有a-Si TFT（非晶硅）、LTPS TFT（低温多晶硅），IGZO TFT也属于这一范畴。所以说到底，夏普所提出的IGZO面板，仍然是一种TFT液晶屏幕，当然，它也可以用于OLED。

夏普于2012年开始生产IGZO-TFT液晶面板，自那时起就开始在智能手机，平板电脑和电视机上进行设计。该公司还展示了基于IGZO 的非矩形显示器的示例，但夏普并不是这个领域唯一的玩家。

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为什么用IGZO？

IGZO的优点

• 低温可启用灵活或低成本苏打石灰衬底的使用PVD制作工艺；

• 可以以相对较低的成本在常规A-Si TFT线路上的装配式以及在更大代数的液晶面板生产线切割 (夏普可以用十代线切割IGZO面板)；

• IGZO的光滑表面能提供更干净的界面，以提供更高的分项数字领域大门绝缘子；

• 高透光率，可以让透过更多的光线，减少光通量的损失；

• 良好的均匀性和稳定性；

• 可控制TFT材料的金属成分和沉积参数；

• 提供更低的功耗和更快的响应时间(功耗与OLED接近，但厚度比OLED高25%左右)；

• 可生产高像素密度(更大的分辨率)驱动更高刷新率(240Hz或更高)的液晶面板；

• 同样可用于生产OLED面板

IGZO电气特性

IGZO材料TFT有多低流动性，比传统的非晶硅(pSi TFT)形成的埃拉(准分子激光退火)，在约10平方厘米/V-秒，流动性是大于10的非晶硅，IGZO使用铟、镓、锌、氧气，取代了传统的非晶硅基于现用图层。

上图为在一组 a-Si TFT 的相同面积下可容纳四组 IGZO TFT 晶体管，( 左 ) 机则设有不同功能按键 ( 右 ) 机背设有 DisplayPort 1.2 及 Audio 输入输出

此外，IGZO有电子迁移率超过传统材料的40倍，这样其也可以大大降低液晶屏幕的响应时间。

改用IGZO后TFT内的元件可以造得更细更小，在同一的面积下，原先只能够容纳一组a-Si非晶硅的TFT，但因为IGZO技术令TFT部份更精细，因此能够容纳4组IGZOTFT ，显示不同的色彩及像素点。

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IGZO结构

IGZO-TFT的结构主要分为刻蚀阻挡型（ESL,EtchStop Type）、背沟道刻蚀型（BCE,BackChannel Etch Type）以及共面型（CoplanarType）三中类型，按照工艺可以分为5Mask/6Mask/7Mask。

下图所示的是非晶硅5Mask背沟道刻蚀型（BCE,BackChannel Etch Type）TFT，其器件结构与工艺简单，成本低廉，但是载流子迁移率偏低。

非晶硅5Mask背沟道刻蚀型TFT

图a所示的是IGZO6Msak刻蚀阻挡型TFT，其在IGZO沟道层上方增加了一层ESL，用来在源漏电极层刻蚀时保护前沟道不被损坏，使TFT特性明显改善。图b所示的是IGZO5Mask背沟道刻蚀型TFT。其设计上可共用非晶硅5Mask，并在支撑上只需要改变PVD及CVD原材料，但是在源漏电极层刻蚀时易导致前沟道恶化。图c所示的是IGZO7Mask刻蚀阻挡型TFT，通过增加一道n+Mask制程，降低了改TFT的源漏电极和沟道间的欧姆接触电阻，使TFT的开态特性得到了明显的改善。

图a IGZO 6Mask刻蚀阻挡型TFT

图b IGZO 5Mask背沟道刻蚀型TFT

图c IGZO 7Mask刻蚀组阻挡型TFT

图d IGZO 5Mask共面型TFT

图d所示的是IGZO5Mask共面型TFT。其仍为5Mask，在源漏电极层刻蚀时沟道不会被恶化，但是IGZO层易受到外观的影响。

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产业链现状

IGZO可以利用现有的非晶硅生产线生产，只需稍加改动，因此在成本方面比低温多晶硅更有竞争力。

从2012年开始，友达光电和奇美电子都将生产线改造为了氧化物TFT，并投入IGZO金属氧化物的研发，其中友达表现得更加积极。友达已经发布65英寸4k×2kIGZO超高解析液晶电视屏，意图与夏普的超高分辨率面板一较高下。

在今年3月份，中电熊猫“高世代高性能小尺寸TFT-LCD面板研发及产业化项目”验收，高世代高性能小尺寸液晶面板采用IGZO金属氧化物、铜互连、光配向和有机绝缘膜等新技术，研制完成了具有自主知识产权的5英寸、5.5英寸和6英寸高分辨率IGZOTFT-LCD面板。

群创则认为，OLED面板需要使用低温多晶矽（LTPS）或IGZO作为背板来驱动，由于未来五到十年，IGZO因为省电与成本等优势下，将在OLED在背板上取得绝对优势。

京东方的IGZO产品已经取得了苹果MacBookAir的认证，现在京东方同样使用相同8.5代产线试做苹果iPadIGZO产品。

在今年四月份，华星光电在国内展会上展出了一款BCEIGZO LCD，即55"UDBCE IGZO，据现场工作人员介绍，其融合IGZO+Cu+COA等高端技术，超大开口率，相同背光条件下，穿透率更高，画面更亮。

只要拥有专利技术，改造氧化物TFT生产线并不难，只是投资金额要更大一些。IGZO要想形成量产规模，必须提升良品率才能发挥成本效益，短期内氧化物TFT不会取代低温多晶硅制程。

WitsView表示，IGZO面板需求虽持续增温，然而在供给方面恐将随着韩系面板厂的小世代产线收敛，导致市场上出现供给不足的现象。以往IGZO面板供给商主要为三星显示器、LG显示器以及夏普。然而，随着三星显示器预计于今年第三季底关闭具有IGZO量产能力的5代线厂（L6），2017下半年IGZO面板将仅由乐金显示器与夏普供给。

今年的IGZO资源受限，苹果将占据绝大部分出货。自2015年起，iPadPro 系列机种皆采用IGZO面板，预计2017年市场瞩目的10.5吋新品也将加入IGZO面板需求行列。WitsView预估，在2017年3款iPad产品的需求下，苹果占全球IGZO平板面板出货比重将由2016年的83%，向上攀升至超过90%。

此外，微软继2015年在SurfacePro 4 导入IGZO面板后，今年推出的新品SurfacePro 5 系列也计划大举采用，然而受到IGZO面板资源不足的影响，WitsView预估，2017年微软占全球IGZO平板面板出货比重恐将由2016年的17%，下修至10%以内。

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