2013年以來，有關IGZO TFT技術被引入AMOLED顯示器設備之中的話題引起了業(yè)內的廣泛關注。說到IGZO TFT大家可能是一頭霧水，容易和IPS、AMOLED等面板種類產生混淆。實際上，IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide)為氧化銦鎵鋅的縮寫，它是一種薄膜電晶體技術，是指在TFT-LCD主動層之上，打上一層金屬氧化物。因而和液晶分子排列這方式沒有什么關系(與IPS、PVA等不是一個概念范疇)，而是一項基于TFT驅動的改進技術，夏普使用它來提高自己在中小尺寸液晶面板上的競爭力。換而言之，即使是IPS液晶面板也可以同時采用IGZO TFT技術，兩者之間并不矛盾。
其實，IGZO面板仍然是一種TFT液晶屏幕，其實IGZO TFT技術也可以使用在OLED面板上，利用IGZO技術可以使顯示屏功耗接近OLED，但成本更低，厚度也只比OLED只高出25%，且分辨率可以達到全高清(full HD)乃至超高清(Ultra Definition，分辨率4K*2K)級別程度。
大型化、柔性顯示是發(fā)展方向
大型化、高分辨和柔性顯示一直是AMOLED發(fā)展的重要方向，IGZO TFT技術的引入使AMOLED顯示器在大型化與柔性等發(fā)展方向上又多了一個探討的熱點。其實，中國企業(yè)對AMOLED技術一直不乏熱情，由于AMOLED仍處于產業(yè)化初期，在制備技術和良品率上還需進行大量摸索，在此之際，業(yè)者既需密切關注不斷涌現(xiàn)的新的技術路線，也應具有決心和信心，在看清方向后快速搶占產業(yè)技術的先機。
從市場反饋來看，AMOLED的領域應用不斷增多，市場熱度不斷提升。根據DIGITIMES Research預計，2015年全球AMOLED面板產能將達1147萬平方米，較2012年增加327%，普及率擴展非?？?，這使得AMOLED顯示器制造商前程似錦。
盡管目前AMOLED產業(yè)仍然處于產業(yè)發(fā)展的初期，無論制造技術還是市場需求都有很大的發(fā)展空間，但在總體方向上已較為明確?！白鳛榇蟊娀@示產品，AMOLED顯示屏將向四個方面突破：一是向理想顯示性能逼近，目前AMOLED顯示屏的亮度、功耗、壽命和陽光下的可視性等還有很大的改善空間。二是向大尺寸產品拓展，理論上AMOLED產品沒有尺寸限制，甚至比LCD更容易制作大尺寸顯示屏。三是向高分辨產品發(fā)展，以滿足智能手機等對小尺寸、高分辨顯示屏的需求。雖然韓國三星已成功推出了440ppi的AMOLED顯示屏，但一般而言，量產300ppi以上的AMOLED產品目前還很困難。四是努力降低AMOLED產品的成本，在理論上AMOLED可比LCD制造工序更少，所用材料也更少，但主要由于良率的影響，加之量產規(guī)模不大，目前成本還較高?！彼拇ê缫曪@示技術有限公司研發(fā)部部長田朝勇表示。
維信諾公司副總裁吳延德則認為，基于OLED本身的技術特點，未來大尺寸、柔性都是OLED產業(yè)的發(fā)展方向，尤其AMOLED是全固態(tài)的薄膜器件，基于塑料等柔性基板，容易實現(xiàn)柔性顯示，這是AMOLED的主要優(yōu)勢之一。柔性顯示是AMOLED技術未來的技術方向之一，也是整個顯示技術的發(fā)展方向之一。目前柔性顯示受到壽命和產品制造成本等問題的制約，尚未實現(xiàn)產業(yè)化。未來如何提升器件壽命、降低產品綜合成本成為柔性顯示屏投入大規(guī)模應用的關鍵。
IGZO與AMOLED顯示技術對比
關于未來液晶顯示設備技術發(fā)展的問題，業(yè)界已經有了很多爭論，但隨著產品更新?lián)Q代的加快，越來越多的人傾向于LCD將被OLED所取代，為何在這里說是LCD而不是LED電視呢?因為LED并不是獨立的電視顯示技術，而是采用LED背光源的LCD電視，其核心還是LCD。由于液晶面板切割技術的原因，小屏幕顯示設備總是更容易采用更新的顯示面板技術，所以從小尺寸顯示設備上能夠看到未來液晶顯示設備總體的發(fā)展方向。
在功耗方面，基于前面提到的IGZO面板具有的性能優(yōu)勢加上一些實際測試數(shù)據能夠看到采用IGZO技術的LCD耗電量大幅降低，已經能夠和 AMOLED不相上下。其二就是更輕薄的問題，使用IGZO材料采用柵源極布線的細線化技術，TFT元件就可以做的更小了，LCD也有機會做到更薄。然而遺憾的是OLED呈現(xiàn)的色域廣的特點并不在IGZO技術提升的范圍之內。
從IGZO和AMOLED兩種面板的制造性和成本上看，現(xiàn)在全球最主要的顯示器生產線還是LCD工廠，IGZO只是制作工藝上的改變，投入新機的成本較少。但AMOLED等蒸鍍設備需要另外購入生產線。且未來能否對應7代線以上大型玻璃基板還是未知數(shù)，這么一來，整體的生產成本還是IGZO較有優(yōu)勢。
另外，IGZO面板的TFT元件和線路都在縮小，在相同面積下，原本只能裝入一顆sub pixel的區(qū)域，現(xiàn)在可以裝入四個，而被遮光的面積卻沒有跟著變大，實現(xiàn)了“同等透過率2倍高精細化”，即可在很小的單位面積上實現(xiàn)很高的物理分辨率， 而不需要增加背光的強度，這對于即將進入的4K時代更具意義，IGZO面板能夠達到 500 ppi，而AMOLED現(xiàn)階段無法做到 300 ppi，因此IGZO技術幾乎彌補了LCD相比OLED的幾個缺陷。
可以說兩種液晶面板就是兩種不同的技術，功耗和成本方面具有一定LCD積累的IGZO顯示技術更有優(yōu)勢，而在色彩方面，OLED確實存在許多TFT-LCD無法比擬的優(yōu)勢。
友達中小尺寸已達量產階段
友達總經理彭雙浪表示，友達用IGZO基板開發(fā)的中小尺寸AMOLED面板已達可量產階段，正準備投產;至于基于IGZO基板開發(fā)的大尺寸AMOLED面板，目前友達已與上中下游供應鏈業(yè)者緊密合作，并持續(xù)提升生產技術能力，然而，正式量產時間則須先評估產品可獲利的進場時機。
不僅是友達，鴻海集團的天億顯示和群創(chuàng)亦緊鑼密鼓地投入IGZO基板產線布局。不同于友達只鎖定量產中小尺寸AMOLED，天億顯示及群創(chuàng)的IGZO基板產線則計畫應用于大尺寸UHD液晶與AMOLED面板，以及中小尺寸液晶面板和AMOLED面板生產。群創(chuàng)執(zhí)行長專案推進室技術經理傅健忠指出，現(xiàn)階段該公司的IGZO TFT基板制程主要係用于量產中小尺寸液晶面板，但未來亦不排除菜用IGZO基板產線生產大尺寸UHD液晶面板，以及中小尺寸和大尺寸的AMOLED面板。
目前，中國大陸面板大廠京東方斥資人民幣285億元興建8.5代線，預定于2015年第二季投產。該產線除用于制造TFT LCD面板之外，更計畫導入IGZO基板制程，為日后量產AMOLED面板鋪路。事實上，京東方位于中國大陸合肥的六代IGZO基板產線已于2012年下半年啟動量產。另于北京8.5代a-Si基板線試量產的110寸UHD液晶面板(目前全球最大尺寸)，已供應三星并在2013年國際消費性電子展(CES)中展出。
IGZO TFT技術路線值得探索
IGZO為代表的氧化物半導體TFT逐漸接近實用化水平，AMOLED又掀起大型化熱潮。
AMOLED需要解決TFT背板和OLED等關鍵技術。在OLED技術方面，目前我國已經成功解決了關鍵技術難題，早在2008年就建成了中國大陸第一條PMOLED大規(guī)模生產線，實現(xiàn)了OLED技術的產業(yè)化。然而在AMOLED領域，實現(xiàn)大型化、高分辨和柔性顯示等方面一直存在制備工藝上的問題，甚至有人在比較了IGZO TFT LCD與AMOLED后，指出LCD在功耗、輕薄和高分辨等方面比AMOLED更有優(yōu)勢。但是去年中期夏普和日本半導體能源研究所宣布，IGZO TFT技術亦可被引入OLED顯示器制備，使得AMOLED在解決大型化、高分辨等方面的工藝問題上又有了新的思路。
復旦大學平板顯示中心谷至華教授表示：“AMOLED顯示器之所以很難實現(xiàn)大型化，存在多項技術課題，其中重要原因是，此前小型顯示器的主流技術——低溫多晶硅(LTPS)TFT技術存在尺寸增大時良品率會急劇下滑的問題。但隨著以InGaZnO(IGZO)為代表的氧化物半導體TFT技術逐漸接近實用化水平，AMOLED顯示器重又開始掀起大型化熱潮。此外，IGZO TFT還有一大優(yōu)點，那就是制造工藝所需溫度較低，可制造出柔性顯示器?！痹?012年夏普和日本半導體能源研究所就聯(lián)合展示了3.4英寸IGZO AMOLED面板就實現(xiàn)了柔性化。
吳延德表示，AMOLED技術包括了OLED技術和TFT背板技術，其中作為AMOLED核心技術的OLED技術我們已經掌握，這奠定了未來發(fā)展AMOLED產業(yè)的基礎。而TFT背板技術目前有幾種發(fā)展路線選擇：低溫多晶硅TFT背板技術已經在中小尺寸AMOLED產業(yè)化方面獲得大規(guī)模應用，氧化物TFT技術也越來越受到業(yè)界的重視。而IGZO技術只是氧化物TFT技術中的一種，就是將非晶硅TFT中的非晶硅半導體替換為氧化物IGZO半導體作為溝道層材料，以獲得更高的遷移率和穩(wěn)定性，適應AMOLED對TFT背板的遷移率等性能要求。通過改變IGZO中各個元素不同的比例以及不同的制備工藝條件，可以獲得不同的TFT特性，但受制于工藝不穩(wěn)定和OLED電流器件需求的獨特性，IGZO TFT背板技術距離成熟地應用于AMOLED，還有不少艱辛的路程。除了IGZO TFT背板技術之外，業(yè)界還在繼續(xù)探索其他氧化物TFT背板技術。
田朝勇認為：LTPS TFT具有載流子遷移率高且閾值電壓穩(wěn)定的優(yōu)點，是目前認為最適合驅動OLED尤其是中小尺寸、高分辨OLED的技術，近年也已成功用于中小尺寸LCD。但由于LTPS TFT均勻性較差，該問題雖對LCD的正常顯示沒有太大影響，但在AMOLED上卻表現(xiàn)為必須解決的圖像亮度不均(MURA)問題。此外，LTPS TFT與非晶硅(a-Si)TFT相比，增加了非常復雜的結晶化工藝，生產成本也有所上升，且難以用于6代以上的高世代線。而IGZO作為LCD行業(yè)最近導入量產的TFT技術，具有與a-Si TFT線體兼容、成本適中、適用于高世代線等優(yōu)點，TFT特性介于a-Si和LTPS之間，是最有潛力用于高世代AMOLED產線的TFT技術。
能否成為AMOLED主要技術路線?
采用IGZO TFT的OLED小批量生產較容易，實現(xiàn)大規(guī)模生產還有很多問題需要解決。
隨著AMOLED技術的突破，大尺寸彩電用OLED顯示采用何種背板技術已經成為行業(yè)爭論的焦點。其中三星采用LTPS技術生產出了55英寸AMOLED電視，而LG也同期推出了采用IGZO技術的AMOLED電視。
對此谷至華表示：“現(xiàn)在AMOLED 的技術路線很明確，中國的大型OLED 電視必須要走IGZO路線，只不過現(xiàn)在還在試制階段，IZGO國內還沒有真正的量產技術。同時，向IGZO轉移要進行資金投入、設備改造，工藝也要進行標準化。從非晶硅向IZGO過渡需要一定的時間?！?/P>
吳延德指出：“IGZO TFT技術是近年來的研究熱點之一。與非晶硅TFT相比，其具有更高的遷移和穩(wěn)定性，能夠滿足OLED的技術要求。而與LTPS TFT相比，IGZO TFT制備工藝簡單，能夠以更低的成本實現(xiàn)生產。但IGZO還面臨穩(wěn)定性差的問題，IGZO的制備工藝及成品率也有待提高，特別是對應OLED的高性能、高穩(wěn)定性、高一致性的要求?？梢哉f，采用IGZO TFT的OLED出樣品和小批量生產較容易，實現(xiàn)大規(guī)模生產還有很多問題需要解決?！?/P>
雖然現(xiàn)在OLED仍處于產業(yè)化初期，既然現(xiàn)在普遍認為OLED是下一代主流顯示技術，那么現(xiàn)在就很有必要進行資金、技術投入。只有這樣才能更加有效地掌握產業(yè)資源，更加有能力提升產品質量，更接近客戶做出快速響應。否則一旦市場大規(guī)模爆發(fā)，再進行投入就來不及了。而在此之際，業(yè)者既需密切關注不斷涌現(xiàn)的新的技術路線，也應具有決心和信心，在看清方向后快速搶占產業(yè)技術的先機
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