谁说液晶技术到头了？夏普IGZO技术详解（2）

　　IGZO是如何被发现的?

　　全球最早发现IGZO具有可在均一性极佳的非结晶状态下实现不逊于结晶状态的电子迁移率特性的是日本东京工业大学前沿技术研究中心&应用陶瓷研究所教授细野秀雄。

　　细野秀雄教授在一次专业研讨会上介绍了IGZO发现的过程："我自1993年起开始研究透明氧化物半导体材料。最初研究的是结晶材料。同时，我对非结晶材料也怀有强烈兴趣。当时业界普遍认为，包括硅在内，“非结晶材料的电子迁移率比结晶材料要低3～4个数量级”。我觉得这种看法不对。我认为以硅为代表的共价键合性物虽然有这样的性质，但像素氧化物那样的离子结合性物质应该与此不同"。

　　但问题是，离子结合性的物质很难形成非结晶状态。“不过，我发现如果从气相材料开始制作的话，就比较容易形成非结晶状态。最初，只发现了1种令人感兴趣的材料。通过描绘这种材料的电子轨道，我发现很可能有大量的非结晶的透明氧化物”。

　　要想作为TFT(薄膜晶体管)来使用，则必须是可对载体进行控制的物质。迁移率多少牺牲一些不要紧，但可随意转换成导电体或者绝缘体这一点至关重要。有一种电子迁移率较高、且作为透明导电氧化物也十分出色的代表性材料，这就是IZO(In-Zn-O)。然而，这种材料很难制成绝缘体，无法直接应用于TFT。“于是我想出了一个方法，即：掺入Ga(镓)后将其制成IGZO。掺入了Ga之后，电子迁移率会降至IZO的1/3，即便如此，仍可保证 10cm2/Vs的迁移率。迁移率如果达到10cm2/Vs，作为显示器驱动用已足够。”

　　IGZO技术是夏普独有么?

　　细野秀雄教授关于IGZO的主要研究成果早在2002年就已经通过论文进行了发表;2010年12月10日，在北京举办的“中国·北京2010年国际平板显示产业高峰论坛上细野秀雄教授也对非结晶氧化物半导体发表主题演讲。由于该技术正好符合正在寻找以OLED为代表的“新一代显示器”驱动用元件的面板厂商的需求，因此许多企业对此表现出极大关注。

　　不只夏普，台湾企业友达、奇美和内资企业京东方等等都在对IGZO进行研究，其中友达已经成功试制出了10.1英寸IGZO及时液晶面板。

　　所以IGZO并不是夏普独有，但是夏普是第一个对IGZO技术液晶面板进行量产的企业，也是最早实际在产品上应用IGZO面板的企业之一!

　　为什么IGZO的量产进程却如此缓慢呢?

　　这是因为IGZO 在空气中很不稳定，特别是对氧气和水蒸气很敏感，使用寿命很短。必须在IGZO表面镀上一层保护层，以隔离空气中的氧气和水蒸气，但是这个保护层用什么材质，用什么工艺以及对工艺进行优化，从而降低成本，这就成了IGZO量产的障碍。

　　无锡夏普电子元器件公司副董事长筒井正治先生说：制造IGZO面板很难，我们克服了很多技术和工艺难关。小编认为，正是夏普在制造技术方面取得了重大的突破，才能第一个对IGZO面板进行量产。

　　“夏普的金属氧化物面板(IGZO)制程领先同业1至2年，IGZO技术的液晶面板须再提升良品率才能发挥成本效益，因此极短时间内仍不易取代低温多晶硅制程，成为中小尺寸面板主流。”台湾工业技术研究院产业分析师刘美君如是说。