IGZO显示技术优势与挑战是什么？-睿诚科技协会

IGZO 是什么？

IGZO 是 Indium Gallium Zinc Oxide（铟镓锌氧化物）的缩写，它是一种由铟、镓、锌和氧四种元素组成的金属氧化物半导体材料。

（图片来源网络，侵删）

IGZO 不是用来直接发光的（那是 OLED 的任务），而是用作 TFT（薄膜晶体管） 的半导体层，TFT 就像是每个像素点背后的“微型开关”，负责精确控制电流的通断，从而决定该像素点是否发光以及亮度的强弱。

IGZO 技术的全称是 IGZO-TFT（铟镓锌氧化物薄膜晶体管）技术，由日本夏普公司率先研发并商业化。

IGZO 技术之所以备受推崇，是因为它相比传统显示技术（主要是 a-Si，非晶硅）和 LTPS（低温多晶硅）技术，具有革命性的优势。

这是 IGZO 最核心、最根本的优势。

（图片来源网络，侵删）

电子迁移率：衡量电荷（电子）在半导体材料中移动速度的物理量，数值越高，电子跑得越快。
对比数据：
- a-Si (非晶硅)：~0.5 cm²/V·s
- LTPS (低温多晶硅)：~100 cm²/V·s
- IGZO：~10-50 cm²/V·s

优势体现：

更高的开关速度：TFT 的开关速度更快，意味着屏幕的刷新率可以轻松做到更高（如 120Hz, 144Hz, 240Hz），响应时间更短，画面拖影更少，非常适合游戏和高速视频。
更高的分辨率：在同样大小的屏幕上，可以容纳更多的像素点，因为每个像素的 TFT 可以做得更小，这使得 IGZO 成为实现高分辨率（如 4K, 8K）大屏幕的理想选择。

当 TFT 开关“关闭”时，理论上应该没有电流通过，但在实际中，a-Si 技术存在一定的“漏电流”，导致像素点在应该关闭时仍会微弱发光，造成“残影”或“拖影”问题。

IGZO 的漏电流极低，几乎可以忽略不计，这带来了：

“开口率”指的是一个像素点中，用于透光显示的区域占总面积的比例。

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原因：由于电子迁移率高，IGZO-TFT 所需要的沟道长度可以做得比 a-Si 短得多，这意味着 TFT 本身占用的面积可以更小。
优势：
- 更高的亮度：更多的面积用于透光，背光能更有效地利用，在同等功耗下屏幕更亮。
- 更低的功耗：在同等亮度下，所需的背光功率更低，从而节省电量。

这是 IGZO 相对于 LTPS 的巨大优势。

工艺温度更低：LTPS 需要较高的加工温度（约 450°C），这限制了它只能用在玻璃基板上，并且工艺复杂，成本高昂，而 IGZO 的加工温度可以低至 150°C-300°C。
工艺兼容性更强：低温工艺意味着 IGZO 可以使用成本更低的玻璃基板，甚至未来可以应用于柔性塑料基板，为柔性显示铺平道路，它也更容易与现有的 a-Si 生产线兼容，升级改造成本较低。

为了更直观地理解,我们可以用一个表格来对比这三种主流的 TFT 技术：

特性	a-Si (非晶硅)	LTPS (低温多晶硅)	IGZO (铟镓锌氧化物)
电子迁移率	低 (~0.5)	非常高 (~100)	高 (~10-50)
开关速度	慢	极快	快
分辨率潜力	低	非常高	高
功耗	较高	较低	非常低
漏电流	较高	低	极低
生产成本	最低	最高	中等
工艺温度	低	高	中等
工艺兼容性	好	差，需要新产线	好，易于升级
主要应用	低端显示器、电视	高端手机、小尺寸屏幕	高端大屏、平板、笔电、高端电视

凭借其独特的优势,IGZO 技术被广泛应用于对性能要求较高的产品中：

高端笔记本电脑和二合一平板：例如苹果的 MacBook Pro/Air（部分型号）、微软的 Surface 系列、戴尔的 XPS 系列，它们需要高分辨率、高亮度、低功耗的屏幕，IGZO 是完美选择。
大尺寸高端电视：夏普（现为鸿海旗下）的 AQUOS 4K/8K 电视大量采用 IGZO 技术，以实现超高分辨率和出色的画质。
高端平板电脑：如三星的 Galaxy Tab S 系列，用于提供细腻的显示效果和较低的功耗。
专业显示器：对色彩准确度和分辨率要求极高的设计、影视制作领域。
车载显示：未来在柔性屏、透明屏等新型车载显示领域有巨大潜力。

尽管优势明显,IGZO 也有一些局限性：

IGZO (Sharp) 显示技术是一种革命性的 TFT 技术，它通过使用 铟镓锌氧化物 作为半导体材料，在电子迁移率、功耗、分辨率和开口率等方面实现了对传统 a-Si 技术的超越，同时克服了 LTPS 技术在成本和工艺上的瓶颈。

可以说,IGZO 是推动 高分辨率、高刷新率、低功耗 显示屏普及的关键技术之一，尤其在大尺寸屏幕和高端移动设备领域，它扮演着不可或缺的重要角色。