IGZO顯示優(yōu)勢只剩兩年 液晶之父夏普窮途末路？

關于IGZO

IGZO的新聞其實一開始都默默無聞的，被媒體大肆宣傳的時候是iPhone5上市之前的一段時間，各種的媒體爆料，曝光都說什么iPhone5即將采用夏普IGZO屏幕，蘋果放棄三星轉投夏普IGZO等等，接著就各種夏普IGZO面板怎么怎么牛怎么厲害的報道一個接著一個。其實大家有真正了解IGZO么？IGZO是不是像“傳說中”一樣那么神奇？下面就來解釋一下。

IGZO就是Indium Gallium Zinc Oxide的縮寫，翻譯過來就是銦鎵鋅氧化物就是一種半導體材料，做液晶屏上的晶體管的。在性能上，我們經(jīng)常提到的多晶硅LTPS的性能是要比IGZO強大的。只是因為LTPS的工藝比較復雜，所以如果將LTPS推廣在大屏幕上應用，成本會非常高，所以，IGZO就成為了一個折中的解決方案了，至于更加先進的連續(xù)粒狀結晶CGSi就更加不用說了。

關于現(xiàn)在的夏普

5月14日夏普發(fā)布的2012財年財報顯示，公司凈虧損額為5453億日元。由于液晶面板事業(yè)虧損擴大，加上在歐洲的事業(yè)正在進行裁員等，公司2012年4月至2013年3月實現(xiàn)凈虧損額變大，在連續(xù)兩年出現(xiàn)巨額虧損后，創(chuàng)下了過去最大的虧損額。

憑借搭載“IGZO”技術，SH-02E獲得消費者認可，銷量驚人

了解了IGZO和夏普現(xiàn)狀之后，我們轉入正題，就是因為IGZO制作大尺寸面板比較簡單，而且性能也比非晶硅性能好上10倍，功耗也大概能降低一半左右，而且IGZO對生產(chǎn)線的改造難度更低，面板廠商只需要在原本制造大面板的生產(chǎn)線上略做改動就可以生產(chǎn)中小尺寸面板，可以帶來更大的產(chǎn)量，同時成本也可以更加低，所以就比較受廠商推崇，加上夏普在IGZO方面研究的時間是最長的，而且是業(yè)界第一個實現(xiàn)量產(chǎn)的，所以該技術就自然而然的成為了夏普的救命稻草，復活液晶業(yè)務的王牌。而市場的反應也非常給力，NTT DoCoMo銷售的配備IGZO液晶屏的智能手機“AQUOS PHONE ZETA SH-02E”打出的“待機兩天，放心”的宣傳語打動了消費者，上市僅兩2個月銷量就達到了約44萬部，成為在日本市場上為數(shù)不多的可以和iPhone抗衡的手機之一。

但是俗話說“屋漏便逢連夜雨”，因為IGZO的基本技術是由東京工業(yè)大學的細野秀雄教授開發(fā)的，在2011年韓國多家企業(yè)就獲得了使用氧化物半導體的技術專利授權。經(jīng)過兩年的研究開發(fā)相關公司的負責人都已經(jīng)公開表示現(xiàn)在量產(chǎn)的難度不大，甚至使用了氧化物半導體非晶IGZO作為驅動元件的55寸OLED面板的電視產(chǎn)品已經(jīng)被LG發(fā)布了，今年就會陸續(xù)上市銷售。

所以，很多業(yè)內(nèi)人士認為，夏普在IGZO上的技術領先優(yōu)勢最多剩下兩年時間，而且在這兩年內(nèi)由于要應對數(shù)目龐大的債務避免破產(chǎn)，夏普在IGZO方面的研發(fā)投入必然就會減少，那韓國企業(yè)還在飛速的發(fā)展，此消彼長，很快，夏普就會完全喪失在該項技術領域的優(yōu)勢。當技術沒有優(yōu)勢，營銷也沒有像韓國企業(yè)那樣舍得花錢的時候，這就意味著離失敗不遠了。

LG的55寸OLED電視

編輯總結：

所以，就目前來說，夏普只有兩個方向可走，一是盡快搶先一步將IGZO技術大規(guī)模的推向市場；二是盡快加大除也液晶外其他業(yè)務的推廣發(fā)展，降低液晶業(yè)務在集團占的比重。對于第一點，夏普很早就表示“2014年度將使IGZO配備率達到100％”，對于第二點夏普表示今后五個重點事業(yè)領域均圍繞工業(yè)解決方案，分別為健康醫(yī)療、機器人、智能家居/移動設備(含車載)/辦公室、食品/水/空氣的安全以及教育，液晶不會永久盈利，因此夏普不會單純依賴液晶事業(yè)。這就是聞到了破產(chǎn)的味道的夏普對于解決目前困境的措施，希望這些措施能有效實施，否則，這間百年老店將會因為資不抵債而被迫破產(chǎn)，人們就要和這個閃耀多年的“液晶之王”說再見了。

擴展閱讀：

詳解夏普“救命稻草”——IGZO顯示技術

一、IGZO是什么？

IGZO(indium gallium zinc oxide)為銦鎵鋅氧化物的縮寫，非晶IGZO材料是用于新一代薄膜晶體管技術中的溝道層材料。IGZO材料由日本東京工業(yè)大學細野秀雄最先提出在 TFT行業(yè)中應用，目前該材料及技術專利主要由日本廠商擁有，IGZO-TFT技術最先在日本夏普公司實現(xiàn)量產(chǎn)。

IGZO是一個縮寫。我們來看四個單詞：銦(Indium)、鎵(Gallium)、鋅(Zinc)、氧(Oxygen)，他們的首字母湊在一起就是我們的主角IGZO，我們也可以稱他為銦鎵鋅氧化物?，F(xiàn)在我們知道，IGZO只是一種材料。

大家也都應該知道，TFT一般是由非晶硅薄膜晶體管制成，隨著顯示器尺寸的不斷增大，非晶硅薄膜晶體管電子遷移率不足、均一性差、占用像素面積、導致透光率降低的缺陷逐漸顯現(xiàn)了出來。因此夏普在研究中將焦點投向了氧化物半導體材料上，其解決方案就是用由銦(In)、鎵(Ga)、鋅(Zn)三種金屬元素組成的IGZO，來取代由非晶硅薄膜晶體管制成的傳統(tǒng)TFT。

這種IGZO解決了傳統(tǒng)TFT的缺陷：晶體尺寸更小，可以使設備更輕薄;全透明，對可見光不敏感，能夠大大增加元件的開口率，提高亮度，降低功耗。此外，電子遷移率方面，IGZO大約為10cm2/Vs，臨界電壓飄移幾乎一致，比傳統(tǒng)材料提升了20~50倍，進步非常明顯。因此在面板的主要性能參數(shù)上，IGZO面板比傳統(tǒng)TFT面板有了全面的提升。不過IGZO對液晶面板的NTSC色域、可視角度、顯示色彩數(shù)量沒有太多影響，這是由光源以及液晶分子排列特性決定的。

所以我們所說的IGZO面板只是一種新型薄膜晶體管的TFT-LCD面板。他既不是一種新的顯示技術，也與液晶分子排列1方式?jīng)]有什么關系(與IPS、MVA等不是一個概念范疇)。[!--empirenews.page--]

二、IGZO是如何被發(fā)現(xiàn)的?

全球最早發(fā)現(xiàn)IGZO具有可在均一性極佳的非結晶狀態(tài)下實現(xiàn)不遜于結晶狀態(tài)的電子遷移率特性的是日本東京工業(yè)大學前沿技術研究中心&應用陶瓷研究所教授細野秀雄。

細野秀雄教授在一次專業(yè)研討會上介紹了IGZO發(fā)現(xiàn)的過程："我自1993年起開始研究透明氧化物半導體材料。最初研究的是結晶材料。同時，我對非結晶材料也懷有強烈興趣。當時業(yè)界普遍認為，包括硅在內(nèi)，“非結晶材料的電子遷移率比結晶材料要低3～4個數(shù)量級”。我覺得這種看法不對。我認為以硅為代表的共價鍵合性物雖然有這樣的性質，但像素氧化物那樣的離子結合性物質應該與此不同"。

但問題是，離子結合性的物質很難形成非結晶狀態(tài)。“不過，我發(fā)現(xiàn)如果從氣相材料開始制作的話，就比較容易形成非結晶狀態(tài)。最初，只發(fā)現(xiàn)了1種令人感興趣的材料。通過描繪這種材料的電子軌道，我發(fā)現(xiàn)很可能有大量的非結晶的透明氧化物”。

要想作為TFT(薄膜晶體管)來使用，則必須是可對載體進行控制的物質。遷移率多少犧牲一些不要緊，但可隨意轉換成導電體或者絕緣體這一點至關重要。有一種電子遷移率較高、且作為透明導電氧化物也十分出色的代表性材料，這就是IZO(In-Zn-O)。然而，這種材料很難制成絕緣體，無法直接應用于TFT。“于是我想出了一個方法，即：摻入Ga(鎵)后將其制成IGZO。摻入了Ga之后，電子遷移率會降至IZO的1/3，即便如此，仍可保證 10cm2/Vs的遷移率。遷移率如果達到10cm2/Vs，作為顯示器驅動用已足夠。”

三、IGZO技術是夏普獨有么?

細野秀雄教授關于IGZO的主要研究成果早在2002年就已經(jīng)通過論文進行了發(fā)表;2010年12月10日，在北京舉辦的“中國·北京2010年國際平板顯示產(chǎn)業(yè)高峰論壇上細野秀雄教授也對非結晶氧化物半導體發(fā)表主題演講。由于該技術正好符合正在尋找以OLED為代表的“新一代顯示器”驅動用元件的面板廠商的需求，因此許多企業(yè)對此表現(xiàn)出極大關注。

不只夏普，臺灣企業(yè)友達、奇美和內(nèi)資企業(yè)京東方等等都在對IGZO進行研究，其中友達已經(jīng)成功試制出了10.1英寸IGZO及時液晶面板。

所以IGZO并不是夏普獨有，但是夏普是第一個對IGZO技術液晶面板進行量產(chǎn)的企業(yè)，也是最早實際在產(chǎn)品上應用IGZO面板的企業(yè)之一!

四、為什么IGZO的量產(chǎn)進程卻如此緩慢呢?

這是因為IGZO 在空氣中很不穩(wěn)定，特別是對氧氣和水蒸氣很敏感，使用壽命很短。必須在IGZO表面鍍上一層保護層，以隔離空氣中的氧氣和水蒸氣，但是這個保護層用什么材質，用什么工藝以及對工藝進行優(yōu)化，從而降低成本，這就成了IGZO量產(chǎn)的障礙。

無錫夏普電子元器件公司副董事長筒井正治先生說：制造IGZO面板很難，我們克服了很多技術和工藝難關。小編認為，正是夏普在制造技術方面取得了重大的突破，才能第一個對IGZO面板進行量產(chǎn)。

“夏普的金屬氧化物面板(IGZO)制程領先同業(yè)1至2年，IGZO技術的液晶面板須再提升良品率才能發(fā)揮成本效益，因此極短時間內(nèi)仍不易取代低溫多晶硅制程，成為中小尺寸面板主流。”臺灣工業(yè)技術研究院產(chǎn)業(yè)分析師劉美君如是說。

五、IGZO技術的優(yōu)點

剛才我們介紹了IGZO材料的諸多特性，正是因為這些特性讓IGZO面板有了高精細度、高節(jié)能以及高靈敏度的觸屏體驗等諸多優(yōu)點。下面我們來詳細解釋一下：

剛才我們講到了IGZO的電子遷移率是非晶硅的20-50倍。這意味著什么呢?其中最重要的一點就是可以實現(xiàn)相素高精細化。我們先解釋一下什么是電子遷移率：我們可以想象一場越野賽，傳統(tǒng)非晶硅就像是土路，電子在上面跑的速度很慢，但IGZO材料特性的關系，電子就好像跑在柏油路上，可以很輕易的流動。這樣我們的路就不用造的很寬，也可以達到原本電子正常所需的流量。所以，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。

由上圖我們可以看到，不論是線路還是TFT元件，都是會遮擋背光通過的，亦是造成面板亮度下降的元兇。而左邊和右邊圖片比較，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4個。但由于線路和TFT元件都縮小，被遮光的面積卻沒有跟著變大，也就是我們常說的開口率提高了。這也就是這張圖片上所說的“同等透過率2倍高精細化”的原因。

這樣的特性，就實現(xiàn)了IGZO面板的高精度化，即可在很小的單位面積上實現(xiàn)很高的物理分辨率，甚至不需要增加背光的強度。

六、下面我們來說說IGZO是如何節(jié)電的：

IGZO之所以省電，部分是因為TFT元件在Off時的漏電流很小，我們可以看到TFT在off時，IGZO的電流消耗比起非晶硅小了100倍，比起AMOLED使用的LTPS更小了1000倍!

此外，利用IGZO的Off高性能，再配合液晶驅動方式的改變，也可以做到節(jié)電的目的。液晶在一般靜止畫面下，會維持相同的傾角，但如同彈簧一般，久了可能就會松掉了，故利用人眼視覺暫存的現(xiàn)象，我們驅動液晶會在1/60 秒之內(nèi)做反轉來活化液晶，故TFT是持續(xù)在On Off的切換狀態(tài)中的。而IGZO的高Off性則可以造成所謂的“液晶怠速停止”，也就是說IGZO面板顯示靜止圖像等內(nèi)容的時候，畫面不更新的時候驅動可以停止刷新，畫面卻依然顯示在屏幕上。

筒井正治做了一個很形象的比喻：“液晶怠速與汽車引擎有些詳細，汽車在停止的時候會關閉發(fā)動機，從而降低整體的耗能。普通的液晶顯示器是以1秒60次(60Hz)的頻率刷新畫面，而IGZO液晶可以根據(jù)情況，把刷新速度降至1秒1次。這樣一來，就可以帶來更低的電量消耗，得到更出色的整體續(xù)航能力”。[!--empirenews.page--]

請看上圖實際展示的耗電量，我們可以看出省電量有多驚人了。以上我們所述，IGZO的省電性能是由兩方面特性造成的，一方面是off性能高不用頻繁刷新，另一方面是高的電子遷移率可以采用更小的TFT驅動電路以增加開口率。

IGZO的“液晶怠速停止”特性還可以對觸摸屏的性能有很大的改善。

我們在使用面板觸控操作時，大部分的時候面板顯示是處在靜止畫面的。但是此時傳統(tǒng)TFT元件仍在對液晶分子進行翻轉，電流的通過會造成訊號干擾的問題。我們的觸摸屏大部分是電容型，這樣的訊號干擾就會對外界出入造成很大影響。而IGZO則不存在此類問題，因為靜止畫面時不需要刷新，可使訊噪比大幅提高，降低觸控面板的誤檢出性，提高了觸摸精度。

筒井正治又做了一個很形象的比喻：“IGZO面板的手寫收入，就像在平靜的湖面投下一顆小石子。”所以IGZO的觸摸體驗十分的好，靈敏度高且非常平滑。即使不使用專用筆，用帶著頭套的手也能夠實現(xiàn)高精度的觸摸操作。

另外，IGZO還有邊框極窄化、面板對比及亮度的提升、制程簡單及對應大型玻璃母基板等優(yōu)勢，這里我們就不再贅述了。

綜上所述，我們現(xiàn)在來總結一下IGZO面板的幾大優(yōu)勢，那就是高精細化、非常節(jié)能、觸摸體驗升級。而這幾點恰恰是現(xiàn)在手機和平板電視等移動終端設備最急需改善的問題。隨著IGZO技術的應用，我們可以在手機上實現(xiàn)1080P的高清體驗，也不用天天擔心智能手機天天充電的問題，夏普采用IGZO面板的Aquos Phone Zeta SH-02E手機就可以在正常應用下兩天不用充電。同時，在這樣寒冷的天氣下，我們也不用把手從手套中拿出來就可以操作手機或者PAD了。

七、IGZO與AMOLED的對比

AMOLED也是目前移動終端面板上很火熱的技術，和IGZO對比一下如何呢?

1、IGZO比AMOLED有制造性和成本上的優(yōu)勢：

現(xiàn)在全球最主要的顯示器生產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)成本還是IGZO較有優(yōu)勢。

2、IGZO可以應對大型面板：

雖然目前夏普的IGZO致力于發(fā)展小尺寸液晶面板事業(yè)，但是要生產(chǎn)IGZO的顯示器甚至大尺寸液晶電視面板在技術上不存在任何問題。但是AMOLED發(fā)光材料先天的壽命問題仍然無解，用在手機上或許因淘汰率快而無關痛癢，但是AMOLED做成電視卻會有使用年限的致命傷。

3、IGZO有高分辨率的絕對優(yōu)勢：

因為IGZO的高級細化，可以做到500 ppi，而AMOLED現(xiàn)階段無法做入300ppi，未來應可以達到，但是劃素極小化后AMOLED發(fā)光材料的壽命也會惡化，發(fā)色也會受到影響。

4、IGZO耗電量足以和AMOLED匹敵：

剛才我們介紹了IGZO的節(jié)電性能，IGZOTFT-LCD的耗電量不再是致命傷，AMOLED陣營很快就沒有辦法用耗電來打擊LCD陣營了。

5、AMOLED在色彩上還有一定優(yōu)勢：

IGZO并不能改善液晶的色彩，但是隨著IPS等技術提升、光配向等新工藝導入之后，液晶的色域覆蓋度已經(jīng)有了很大提成，別忘了夏普可還有四色技術，沒準哪天就有了IGZO的四色面板。那時候AMOLED的優(yōu)勢也就是是純黑的顯色及高對比而已了。

最新消息：

高通再投59億日元 超越三星成夏普第三大股東

處于重整期的夏普7日宣布，此前達成資本和業(yè)務合作的美國芯片巨頭高通公司將在本月25日前按計劃繳納約59億日元(約合人民幣3.75億元)。高通的入股比例將升至3.53%，超過同樣達成資本和業(yè)務合作的韓國三星電子公司，成為第三大股東。

這是繼去年12月之后高通第二次繳款，總額約108億日元將全部到位。出資額起初設想為總額約100億日元，因之后的日元貶值而略有增加。

作為第二次繳款條件的新型面板“MEMS顯示器”投入量產(chǎn)已指日可待，樣品也已完成。新型面板的特長是耗電量低，兩家公司今后將共同致力于商業(yè)化生產(chǎn)。

不過夏普已連續(xù)兩年巨虧，截至3月底的自有資本比率降至6.0%。高通的入股無法從根本上化解夏普的經(jīng)營困境，今后需要繼續(xù)通過公開募股等途經(jīng)補充資本。