近日，日本液晶巨頭夏普公司計(jì)劃與中國(guó)液晶面板生產(chǎn)商南京中電熊貓信息產(chǎn)業(yè)集團(tuán)開(kāi)展合作，共同生產(chǎn)低能耗高性能的IGZO液晶面板。

　　據(jù)報(bào)道，中電熊貓正斥資約3000億日元（約合30.7億美元）在南京建設(shè)一家新工廠，雙方將首先共同生產(chǎn)非IGZO技術(shù)的大型液晶電視面板，未來(lái)將生產(chǎn)用于智能手機(jī)和平板電腦的IGZO面板，最快將于2015年初投入生產(chǎn)。

　　據(jù)日本共同社26日?qǐng)?bào)道，夏普公司將在合作中向中方提供其獨(dú)創(chuàng)的新型液晶IGZO技術(shù)，以換取數(shù)百億日元的技術(shù)使用費(fèi)。

　　總部設(shè)在大阪的夏普公司此前出于對(duì)技術(shù)流失的擔(dān)憂，一直對(duì)提供IGZO技術(shù)持謹(jǐn)慎態(tài)度。但鑒于業(yè)績(jī)低迷，經(jīng)營(yíng)困難，夏普不得不改變策略，開(kāi)始與其他公司合作。在中電熊貓之前，夏普已與美國(guó)高通、韓國(guó)三星電子開(kāi)展了合作。

　　一、IGZO——夏普的商標(biāo)被用作一般技術(shù)名稱

　　把由In（銦）、Ga（鎵）、Zn（鋅）、O（氧）構(gòu)成的半導(dǎo)體材料用于液晶顯示器和有機(jī)EL顯示器的像素驅(qū)動(dòng)用晶體管（TFT：薄膜晶體管），有望大幅削減這些顯示器的耗電量。2011年11月，夏普給這種半導(dǎo)體材料注冊(cè)了“IGZO”商標(biāo)。

　　不過(guò)，開(kāi)發(fā)出基于InGaZnO材料TFT的，是東京工業(yè)大學(xué)的細(xì)野秀雄教授，夏普與日本半導(dǎo)體能源研究所合作開(kāi)發(fā)的是IGZO液晶顯示器。有關(guān)采用這種材料的TFT專利由日本科學(xué)技術(shù)振興機(jī)構(gòu)（JST）管理。采用InGaZnO材料的不只是夏普。2011年7月，韓國(guó)三星電子與JST簽訂了授權(quán)協(xié)議，將該技術(shù)應(yīng)用在了試制階段的有機(jī)EL面板上。***友達(dá)光電（AU Optronics）、韓國(guó)LG顯示器及東芝等也在開(kāi)發(fā)采用InGaZnO材料的顯示器。

　　在學(xué)會(huì)等場(chǎng)合發(fā)布采用InGaZnO材料 TFT的液晶顯示器時(shí)，經(jīng)常使用IGZO這個(gè)詞。因?yàn)橛谩安捎肐nGaZnO材料的……”來(lái)介紹，不如用“采用IGZO的……”來(lái)介紹更容易讓人理解。這時(shí)，技術(shù)人員往往不用IGZO來(lái)特指夏普的產(chǎn)品和技術(shù)，而是大多將IGZO用作一般的技術(shù)名稱。但是，普通人看到或聽(tīng)到這樣的說(shuō)法，容易誤解成“三星和東芝也獲得了夏普的IGZO技術(shù)授權(quán)”。

　　二、液晶之父夏普核心技術(shù)——IGZO顯示技術(shù)

　　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(shù)中的溝道層材料。IGZO材料由日本東京工業(yè)大學(xué)細(xì)野秀雄最先提出在 TFT行業(yè)中應(yīng)用，目前該材料及技術(shù)專利主要由日本廠商擁有，IGZO-TFT技術(shù)最先在日本夏普公司實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

　　IGZO是一個(gè)縮寫。我們來(lái)看四個(gè)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(yīng)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(dǎo)致透光率降低的缺陷逐漸顯現(xiàn)了出來(lái)。因此夏普在研究中將焦點(diǎn)投向了氧化物半導(dǎo)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(lái)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(shè)備更輕薄;全透明，對(duì)可見(jiàn)光不敏感，能夠大大增加元件的開(kāi)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(jìn)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(guò)IGZO對(duì)液晶面板的 NTSC色域、可視角度、顯示色彩數(shù)量沒(méi)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(shuō)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(shù)，也與液晶分子排列1方式?jīng)]有什么關(guān)系（與IPS、MVA等不是一個(gè)概念范疇）。

　　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(jié)晶狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)不遜于結(jié)晶狀態(tài)的電子遷移率特性的是日本東京工業(yè)大學(xué)前沿技術(shù)研究中心&應(yīng)用陶瓷研究所教授細(xì)野秀雄。

　　細(xì)野秀雄教授在一次專業(yè)研討會(huì)上介紹了IGZO發(fā)現(xiàn)的過(guò)程：“我自1993年起開(kāi)始研究透明氧化物半導(dǎo)體材料。最初研究的是結(jié)晶材料。同時(shí)，我對(duì)非結(jié)晶材料也懷有強(qiáng)烈興趣。當(dāng)時(shí)業(yè)界普遍認(rèn)為，包括硅在內(nèi)，“非結(jié)晶材料的電子遷移率比結(jié)晶材料要低3～4個(gè)數(shù)量級(jí)”。我覺(jué)得這種看法不對(duì)。我認(rèn)為以硅為代表的共價(jià)鍵合性物雖然有這樣的性質(zhì)，但像素氧化物那樣的離子結(jié)合性物質(zhì)應(yīng)該與此不同”。

　　但問(wèn)題是，離子結(jié)合性的物質(zhì)很難形成非結(jié)晶狀態(tài)?！安贿^(guò)，我發(fā)現(xiàn)如果從氣相材料開(kāi)始制作的話，就比較容易形成非結(jié)晶狀態(tài)。最初，只發(fā)現(xiàn)了1種令人感興趣的材料。通過(guò)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(jié)晶的透明氧化物”。

　　要想作為TFT（薄膜晶體管）來(lái)使用，則必須是可對(duì)載體進(jìn)行控制的物質(zhì)。遷移率多少犧牲一些不要緊，但可隨意轉(zhuǎn)換成導(dǎo)電體或者絕緣體這一點(diǎn)至關(guān)重要。有一種電子遷移率較高、且作為透明導(dǎo)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(wú)法直接應(yīng)用于 TFT。“于是我想出了一個(gè)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(huì)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(dá)到10cm2/Vs，作為顯示器驅(qū)動(dòng)用已足夠?！?/p>

　　IGZO技術(shù)是夏普獨(dú)有么？

　　細(xì)野秀雄教授關(guān)于IGZO的主要研究成果早在2002年就已經(jīng)通過(guò)論文進(jìn)行了發(fā)表;2010年12月10日，在北京舉辦的“中國(guó)·北京2010年國(guó)際平板顯示產(chǎn)業(yè)高峰論壇上細(xì)野秀雄教授也對(duì)非結(jié)晶氧化物半導(dǎo)體發(fā)表主題演講。由于該技術(shù)正好符合正在尋找以OLED為代表的“新一代顯示器”驅(qū)動(dòng)用元件的面板廠商的需求，因此許多企業(yè)對(duì)此表現(xiàn)出極大關(guān)注。

　　不只夏普，***企業(yè)友達(dá)、奇美和內(nèi)資企業(yè)京東方等等都在對(duì)IGZO進(jìn)行研究，其中友達(dá)已經(jīng)成功試制出了10.1英寸IGZO及時(shí)液晶面板。

　　所以IGZO并不是夏普獨(dú)有，但是夏普是第一個(gè)對(duì)IGZO技術(shù)液晶面板進(jìn)行量產(chǎn)的企業(yè)，也是最早實(shí)際在產(chǎn)品上應(yīng)用IGZO面板的企業(yè)之一！

　　為什么IGZO的量產(chǎn)進(jìn)程卻如此緩慢呢？

　　這是因?yàn)镮GZO 在空氣中很不穩(wěn)定，特別是對(duì)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(hù)層，以隔離空氣中的氧氣和水蒸氣，但是這個(gè)保護(hù)層用什么材質(zhì)，用什么工藝以及對(duì)工藝進(jìn)行優(yōu)化，從而降低成本，這就成了IGZO量產(chǎn)的障礙。

　　無(wú)錫夏普電子元器件公司副董事長(zhǎng)筒井正治先生說(shuō)：制造IGZO面板很難，我們克服了很多技術(shù)和工藝難關(guān)。小編認(rèn)為，正是夏普在制造技術(shù)方面取得了重大的突破，才能第一個(gè)對(duì)IGZO面板進(jìn)行量產(chǎn)。

　　“夏普的金屬氧化物面板（IGZO）制程領(lǐng)先同業(yè)1至2年，IGZO技術(shù)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(shí)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?！?**工業(yè)技術(shù)研究院產(chǎn)業(yè)分析師劉美君如是說(shuō)。