首先我们来认识一下液晶技术。液晶的概念早在1888年就出现了,但是应用于显示器行业,还是上个世纪下半段的事情,如今经过大约30年的发展,其已经遍布世界的更个角落,不论是娱乐休闲还是工作学习,我们都会使用到液晶面板,其被配置在手机上,电视上,手表上,汽车上,随处可见,是目前应用最广的显示技术,其具有轻薄化,成本低,尺寸大等特点。
液晶面板的这些特点让它大放光彩,那么液晶为什么拥有这些优势呢?这就要从它的显示原理和结构构成来分析了。液晶显示画面是利用液晶分子可以改变状态,从而控制光线的原理来实现的,其大体分为两个部分,也就是背光和面板两个模块,背光如今都是采用LED来提供光线,这些光线透过液晶面板,最终来到人眼,使得用户可以看到画面。液晶面板本身也可以分为几个部分,大体是彩色滤光片基板模组和像素驱动基板模组,在这两个模组之间放入液晶,就形成了液晶面板。
彩色滤光片模组主要负责色彩方面的事情,而液晶分辨率的问题,则是由像素驱动基板模组来负责,这个模组包括玻璃基板,偏光片以及薄膜晶体管(TFT),其中TFT材料的特性,是影响屏幕分辨率的最大因素。
上文我们知道了TFT是液晶面板的一部分。其实TFT是开启和关闭像素的电子转化装置,说白了就是一个开关,其控制着几百万像素的开关(1080P级别的分辨率),由于体积较小其就被做成“膜”的状态,其制作过程就是在玻璃基板上形成薄膜,然后再形成电子回路,用来控制像素,由于玻璃基板无法承受高温,所以在制作TFT驱动的时候,通常会采用非晶硅的材料,这种材料可以在低温下形成电子回路。
构成TFT的材料,在很大程度上控制着TFT的性能。虽然目前大多是的液晶面板都是采用非晶硅的材料,但是非晶硅并非是完美的材料,其导电性能差,无法实现太高的分辨率,但是由于在低温下容易制作,成本也较为的低廉,所以才成立TFT的主要制作材料。
一般来说要实现高分辨率,还是会使用低温多晶硅(LTPS),其导电性能更高,可以实现高分辨率,目前的主要高分辨率手机都是采用这种TFT驱动,但是这种TFT驱动也不是完美的,首先其制作过程复杂,成本较高,大幅提升了液晶面板的成本,其次由于结晶过程不稳定,在较大屏幕上使用时,无法保证画面的均匀性,并且尺寸上升后,其单位成本更是急剧上升,因此目前LTPS基本应用在7英寸以下的市场。
因此采用非晶硅屏幕尺寸没有太多的限制,但是分辨率上不去,而使用LTPS。面板的分辨率可以提升,但是尺寸却有很大的限制,因此工程师们开始改变TFT的材料,也就出现了目前热门的金属氧化物驱动,IGZO就是金属氧化物驱动的一种。
都是新词几个容易混淆的概念
在正式谈IGZO之前,我们先来谈几个容易混淆的概念。首先就是常见的广视角的几个名词,常常有人问IPS屏幕和IGZO屏幕有什么区别?其实这两者是无法比较的。IPS是指的液晶分子排列的方式,意思是In-PlaneSwitching,也就是同平面转换的意思,采用这种排列方式后,画面的可视角度更好,目前可以达到178°/178°的水平,这种屏幕只是视角的改善,本身的分辨率可以是多种多样的,可以实现1080P也可以实现4K的分辨率,主要还看它使用什么材料的TFT。其它的广视角屏幕,诸如MVA、PLS等屏幕,都是可以实现高分辨率的,道理和IPS一样。
也有人会问OLED屏幕和IGZO屏幕的区别。其实这个区别就更大了,OLED显示技术和液晶显示技术就不同,其是一种新型的显示技术,不需要背光的部分,本身采用可以发光的材料,成像原理和液晶是不同的。但是其也需要TFT驱动。由于OLED材料对导电性、一致性的要求很高,所以目前的OLED屏幕都是采用LTPS驱动或者IGZO驱动,不过这两者应用在OLED领域都不是特别的成熟,目前还没有大面积的普及。
还有人会问新型的量子点屏幕和IGZO屏幕是什么关系。实际上两者也是不同范围的概念,量子点屏幕主要是改善了屏幕的色域,让显示器可以显示更丰富的色彩,其技术含量在于改善了背光,在LED模块和面板之间加入了量子点显示薄膜,这层薄膜可以显著提升显示的色域,因此和IGZO没有任何的关系,当然IGZO屏幕也是可以使用量子点显示薄膜的。
