摘要：  目前，明确支持4K的液晶屏幕厂商，无论是QFHD(QuadFullHighDefinition)，分辨率为3840x2160;还是分辨率为4096x2160的产品，大多数厂商都必须以来新型的TFT(薄膜晶体管)技术。

关键字：  液晶屏幕，  夏普

4K液晶技术依赖新型TFT技术

目前，明确支持4K的液晶屏幕厂商，无论是QFHD(QuadFullHighDefinition)，分辨率为3840x2160;还是分辨率为4096x2160的产品，大多数厂商都必须以来新型的TFT(薄膜晶体管)技术。

夏普4K面板被叫做IGZO(In-Ga-Zn-O)面板，是一种铟镓锌氧化物半导体技术TFT驱动面板。IGZO TFT与非晶硅TFT相比能够缩小晶体管尺寸，所以不但可提高液晶面板像素的开口率，还容易实现高精细化。事实上，IGZO只是称为“技术氧化物Oxide”TFT技术的一种。包括日本Sharp和韩国三星Samsung、LG Display，以及台湾的友达(2409)等面板大厂，近来都持续针对Oxide TFT技术加强布局。大陆地区的京东方也以有所技术突破。不过，台湾地区的奇美电似乎进度落后于主要同业者。

实现液晶更高清晰度的显示，主要存在两个技术精度上的提升：第一，液晶涂覆实现更高的像素密度工艺——这一点没有什么技术难度。因为，液晶产业成长的过程就是从小尺寸向大尺寸过渡，从小像素结构向大像素结构发展的过程。也就是，涂覆技术先解决的就是小像素技术。第二，则是液晶像素的驱动部分TFT(薄膜晶体管电路)层实现更高的驱动密度。在大尺寸上实现这一点不仅意味着“器件更精细”，更意味着“对长电路结构的稳定性的多种考验”。

传统的大尺寸液晶面板采用TFT技术叫做a-Si TFT(非晶硅薄膜晶体管)。这种技术的特点是技术门槛成本低、量产和大型化容易。目前市面销售的大型液晶显示设备几乎都采用这种技术。但是非晶硅的电子移动率低很多：如果驱动线路过长、过于精细，劣质性能的出现概率则会大幅提高。

为了实现更高的分辨率集成，TFT技术在非晶硅的基础上发展出了多晶硅技术：Poly-Si TFT(p-Si TFT或者p Si TFT)。多晶硅的分子结构在一颗晶粒(Grain)中的排列状态是整齐而有方向性的，因此电子移动率比排列杂乱的非晶硅快了200-300倍。Poly-Si TFT又可以分为，高温多晶硅(HTPS)与低温多晶硅(LTPS)二种产品。两种技术均适合制备高精细的高稳定性驱动薄膜晶体管电路。

但是，HTPS( High Temperature Poly-Silicon)由于制备技术的特殊性，不能大型化，智能用在1英寸左右的面板上——这种液晶面板就是索尼、爱普生等企业的液晶投影机的核心部件。

LTPS (Low Temperature Poly-silicon)技术则已经被广泛应用在小尺寸液晶面板、OLED面板领域。LTPS屏幕是通过对传统非晶硅(a-Si)TFT-LCD面板增加激光处理制程来制造的，元件数量可减少40%，而连接部分更可减少95%，极大的减少了产品出现故障的几率：可以说是一个价廉物美的好技术。目前，国内京东方鄂尔多斯5.5代OLED面板线和华星光电深圳新建的6代TFT线，均采用这一技术。市场销售的高档手机的液晶屏幕、OLED屏幕也主要采用这一技术。但是，p-Si TFT目前存在两个问题，一是TFT的关态电流(即漏电流)较大、二是高迁移率p-Si材料低温大面积制备设备的制造较困难，大面积雷射退火时，良率不易控制，工艺上存在一定的难度。因此，低温多晶硅薄膜晶体管驱动技术只能停留在6代线的水平，上不适合制备更大尺寸的液晶产品。

面对大尺寸液晶面板TFT驱动组件的难题，业内企业开始寻找非硅材料制备高性能的非晶薄膜晶体管——这就是前面提到的金属氧化物：现在，面板厂家承诺提供的大尺寸液晶面板除极少数采用传统非晶硅技术外，多数采用金属氧化物技术的TFT驱动结构。

Oxide TFT技术因结合了a-Si TFT与LTPS TFT技术之优点，同时可利用溅镀法制造，并且无须将现有的生产线作太多变动或投注更多资金添购设备——只需增加一定高温设备即可。市场研究机构IDC表示，面板厂商只需改变材料，同时投入时间及人力调整制程参数，就可提高良率。这一技术已经明确得到三星、LGD、夏普、友达等业界企业的支持，和应用。

以夏普代表的IGZO屏幕是一种含有铟、镓和锌的非晶氧化物，载流子迁移率是非晶硅的20~30倍(虽然没有多晶硅高，但是可以接受)，可以大大提高TFT对像素电极的充放电速率，提高像素的响应速度，实现更快的刷新率，同时更快的响应也大大提高了像素的行扫描速率，使得超高分辨率在TFT-LCD中成为可能。另外，由于晶体管数量减少和提高了每个像素的透光率，IGZO显示器具有更高的能效水平，而且效率更高。夏普龟山二工厂8代线量产小尺寸液晶面板即采用的此技术，同时夏普已经将这一技术引入10代线之中。现在，这项技术唯一的难题是“成品率”的提升——这是任何新技术都必须经历的技术阶段，而不是难以逾越的障碍：成品率的提升主要取决于操控指标的管理和控制。

从现在全球大尺寸面板业者的动态看，金属氧化物已经成为下一代液晶技术的关键点和事实上的行业标准。节能、轻薄和高分辨的特点，将使得率先掌握金属氧化物薄膜晶体管技术的面板企业在LCD面板业“在增长”竞争中占据先机。分析认为，这项技术的成熟，不仅对于提升大尺寸面板的分辨率，制备4K这样的新产品有利，也可以用于制备更加节能和轻薄的传统分辨率液晶屏幕，甚至未来的OLED屏幕：因为相比传统非晶硅，金属氧化物薄膜晶体管能显著提升OLED面板的“寿命”。