次世代IGZO液晶面板技術研發概況

刊登日期:2013/4/10
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洪世淇/工研院產經中心

一、前言
正當鴻海與夏普(Sharp)的合作關係交涉遲滯不前時,韓國三星電子投資夏普資本額3%的消息披露,震驚全球電子業。前述三家台日韓企業皆在全球液晶面板事業上下游扮演舉足輕重的角色(如圖一所示)。而當今全球液晶面板產業最熱門的話題是IGZO技術成功應用在最先進液晶顯示器製品,所謂IGZO是銦(Indium, In)、鎵(Gallium, Ga)、鋅(Zinc, Zn)三種金屬氧化物(Oxide)的總稱,世界上第一位合成IGZO結晶者是君塚昇博士,而實際上將研發成果導進產業應用的則是擁有一系列關鍵基本專利的發明者的東京工業大學細野秀雄教授(Dr.Hideo Hosono)所領導的研究團隊。東工大細野研究室從1999年起獲得獨立行政法人科學技術振興機構10年以上的研發補助,使創新型基礎研究成果能連結至全球最耀眼的商品,成為近年日本最成功的產官學合作計畫典範。

夏普公司於2012年4月13日宣布,該公司於4月起在龜山第2廠正式量產採用IGZO材料的液晶面板,從發明者取得基本技術專利授權並結合自行開發的量產化技術是領先投入商業化製程的關鍵因素,夏普未來能否起死回生,IGZO技術應用策略將扮演關鍵角色。預料韓國三星電子將急起直追,未來液晶面板產業將激起另一波技術競爭賽局。鴻海集團與夏普的策略聯盟即將面臨最後的攤牌,IGZO技術應用也成為雙方議論的焦點。根據日本科技業專家的估算,IGZO技術可能衍生的產品總值達10兆日圓以上,國際大廠爭相投入相關的研發。

IGZO技術從純學術研究至實際商品化歷經20餘年的努力,學者發現IGZO材料具有下列特殊性能,遠超出當前液晶面板採用的非晶矽材料,IGZO-TFT面板的規格如表一所示。
(1) IGZO材料的電子移動度約為非晶矽材料的10至20倍,使液晶面板上的TFT可進一步小型化,電路線更精細化。

(2) 單一畫素的光線透過量大幅度提高,靜止畫面狀態耗電量減少,延長電池使用時效,並呈現精緻的畫面。
(3) 現存非晶矽TFT製程不須大幅度
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圖一、夏普、鴻海、三星電子之間的合作架構圖

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