[科普中国]-氧化铟镓锌

氧化铟镓锌（英语：indium gallium zinc oxide，缩写：IGZO）是一种LCD薄膜晶体管显示器技术，IGZO技术由东京工业大学教授细野秀雄与日本科学技术振兴机构（JST）共同开发。IGZO技术可提高面板分辨率同时又降低成本，但IGZO面板对光、水以及氧都相当敏感，耐用度上只能用做民间消费品，不能用于高可靠度的军用或工业环境。

简介氧化铟镓锌（英语：indium gallium zinc oxide，缩写：IGZO）是一种LCD薄膜晶体管显示器技术，IGZO技术由东京工业大学教授细野秀雄与日本科学技术振兴机构（JST）共同开发。IGZO技术可提高面板分辨率同时又降低成本，但IGZO面板对光、水以及氧都相当敏感，耐用度上只能用做民间消费品，不能用于高可靠度的军用或工业环境。

IGZO与非晶硅相比能够缩小晶体管尺寸，提高液晶面板画素的开口率，较易实现分辨率高出一倍，电子迁移率快十倍。成为OLED技术最大对手。

日本科学技术振兴机构（JST）把技术专利于2011年授权予三星电子，2012年夏普(Sharp)亦获得授权。

LTPS（低温多硅显示面板）的表现在某些方面比IGZO更佳（如电子迁移率比IGZO快约十倍），但是LTPS用在小尺寸面板上才能有可接受的成本，在中大尺寸面板上使用IGZO技术、成本比使用LTPS低很多。1

液晶显示器液晶显示器（英语：liquid-crystal display，缩写：LCD）为平面薄型的显示设备，由一定数量的彩色或黑白像素组成，放置于光源或者反面前方。液晶显示器功耗低，因此备受工程师青睐，适用于使用电池的电子设备。

液晶显示器的每个像素由以下几个部分构成：悬浮于两个透明电极（氧化铟锡）间的一列液晶分子层，两边外侧有两个偏振方向互相垂直的偏振过滤片。如果没有电极间的液晶，光通过其中一个偏振过滤片其偏振方向将和第二个偏振片完全垂直，因此被完全阻挡了。但是如果通过一个偏振过滤片的光线偏振方向被液晶旋转，那么它就可以通过另一个偏振过滤片。液晶对光线偏振方向的旋转可以通过静电场控制，从而实现对光的控制。

液晶分子极易受外加电场的影响而产生感应电荷。将少量的电荷加到每个像素或者子像素的透明电极产生静电场，则液晶的分子将被此静电场诱发感应电荷并产生静电扭力，而使液晶分子原本的旋转排列产生变化，因此也改变通过光线的旋转幅度。改变一定的角度，从而能够通过偏振过滤片。

在将电荷加到透明电极之前，液晶分子的排列被电极表面的排列决定，电极的化学物质表面可作为晶体的晶种。在最常见的TN液晶中，液晶上下两个电极垂直排列。液晶分子螺旋排列，通过一个偏振过滤片的光线在通过液芯片后偏振方向发生旋转，从而能够通过另一个偏振片。在此过程中一小部分光线被偏振片阻挡，从外面看上去是灰色。将电荷加到透明电极上后，液晶分子将几乎完全顺着电场方向平行排列，因此透过一个偏振过滤片的光线偏振方向没有旋转，因此光线被完全阻挡了。此时像素看上去是黑色。通过控制电压，可以控制液晶分子排列的扭曲程度，从而达到不同的灰度。

有些液晶显示器在交流电作用下变黑，交流电破坏了液晶的螺旋效应，而关闭电流后，液晶显示器会变亮或者透明，这类液晶显示器常见于笔记本电脑与平价液晶显示器上。另一类常应用于高清液晶显示器或大型液晶电视上的液晶显示器则是在关闭电源时，液晶显示器为不透光的状态。

为了省电，液晶显示器采用复用的方法，在复用模式下，一端的电极分组连接在一起，每一组电极连接到一个电源，另一端的电极也分组连接，每一组连接到电源另一端，分组设计保证每个像素由一个独立的电源控制，电子设备或者驱动电子设备的软件通过控制电源的开/关序列，从而控制像素的显示。

检验液晶显示器的指标包括以下几个重要方面：显示大小、反应时间（同步速率）、阵列类型（主动和被动）、视角、所支持的颜色、亮度和对比度、分辨率和屏幕高宽比、以及输入接口（例如视觉接口和视频显示阵列）。2

非晶硅非晶硅（Amorphous silicon,a-Si），又名无定形硅，是硅的一种同素异形体。晶体硅通常呈正四面体排列，每一个硅原子位于正四面体的顶点，并与另外四个硅原子以共价键紧密结合。这种结构可以延展得非常庞大，从而形成稳定的晶格结构。而无定性硅不存在这种延展开的晶格结构，原子间的晶格网络呈无序排列。换言之，并非所有的原子都与其它原子严格地按照正四面体排列。由于这种不稳定性，无定形硅中的部分原子含有悬键（Dangling_bond）。这些悬键对硅作为导体的性质有很大的负面影响。然而，这些悬空键可以被氢所填充，经氢化之后，无定形硅的悬空键密度会显著减小，并足以达到半导体材料的标准。但很不如愿的一点是，在光的照射下，氢化无定形硅的导电性能将会显著衰退，这种特性被称为SWE效应（Staebler-Wronski_Effect）。

美国科学家Stanford R. Ovshinsky拥有许多关于无定形硅的专利，包括半导体、太阳能电池等。它们的成本较相应的晶体硅制成品要低很多。

此外，无定形硅可用作热成像照相机（Thermal_camera）中的微辐射探测仪（microbolometer）。3

有机发光二极管有机发光二极管（英文：Organic Light-Emitting Diode，缩写：OLED）又称有机电激发光显示（英文：Organic Electroluminescence Display，缩写：OELD）、有机发光半导体，OLED技术最早于1950年代和1960年代由法国人和美国人研究，其后索尼、三星和LG等公司于21世纪开始量产，与薄膜晶体管液晶显示器为不同类型的产品，前者具有自发光性、广视角、高对比、低耗电、高反应速率、全彩化及制程简单等优点，但相对的在大面板价格、技术选择性 、寿命、分辨率、色彩还原方面便无法与后者匹敌，有机发光二极管显示器可分单色、多彩及全彩等种类，而其中以全彩制作技术最为困难，有机发光二极管显示器依驱动方式的不同又可分为被动式（Passive Matrix，PMOLED）与主动式（Active Matrix，AMOLED）。

有机发光二极管可简单分为有机发光二极管和聚合物发光二极管（polymer light-emitting diodes, PLED）两种类型，目前均已开发出成熟产品。聚合物发光二极管相对于有机发光二极管的主要优势是其柔性大面积显示。但由于产品寿命问题，目前市面上的产品仍以有机发光二极管为主要应用。3

参见细野秀雄

本词条内容贡献者为:

刘军 - 副研究员 - 中国科学院工程热物理研究所