Nowa technologia Sharpa o nazwie IGZO bije na głowę wszystkie dotychczas stosowane technologie wyświetlaczy. Jest przy tym przeznaczona zarówno do monitorów 4K, jak też urządzeń mobilnych z rozdzielczością ultra HD.
Na naszych oczach, ale po cichu i spokojnie dokonuje się skok technologiczny w dziedzinie wyświetlaczy. Jego rezultatem będzie obraz o doskonałej ostrości z ekstremalnie wysoką rozdzielczością i dużą przestrzenią barw przy równoczesnej redukcji zużycia energii. Ważna innowacja kryje się pod niewiele mówiącym skrótem IGZO. Pochodzi on od nazwy elementów zamontowanych w nowego typu cienkowarstwowych tranzystorach (TFT), a wywiedziono ją od pierwiastków: ind, gal, cynk (Zinc), tlen (Oxygen). Opracowane przez japoński koncern wyświetlacze IGZO mają rozdzielczość co najmniej ultra HD i gęstość pikseli, przy której tradycyjne ekrany TFT osiągają granice swoich możliwości. Ich zastosowanie rozciąga się od smartfonów, jak Sharp SH-06. z rozdzielczością 1920×1080 pikseli i gęstości pikseli 460 ppi (pixel per inch), przez tablety takie jak BungBungame tajwańskiego producenta Kalos z rozdzielczością 2560×1600 pikseli aż po Fujitsu Lifebook UH 90 z rekordową prawdopodobnie rozdzielczością 3200×1800 pikseli. IGZO
stosowany jest również w monitorach i telewizorach klasyfikowanych jako 4K, z rozdzielczością 3840×2160 punktów i większą, jak Asus PQ321QE.
Korzyści przedstawia porównanie aktualnych tabletów Apple. Kiedy w iPadzie mini (1024×768. i iPadzie 4 (2048×1536) otworzy się tę samą stronę internetową, pismo w mini sprawia wrażenie rozmytego, a litery zachodzą na siebie przy powiększaniu, natomiast wyświetlacz Retina w iPadzie 4 pozostaje superostry. iPad nie wykorzystuje IGZO, tylko konkurencyjną technologię LTPS (Low Temperature Poly-Silizium). Obie tak samo nadają się do wysokich rozdzielczości, jednak IGZO zużywa mniej energii. Tradycyjne cienkowarstwowe tranzystory TFT (Thin Film Transistor) z krzemu amorficznego nie są w stanie dotrzymać im kroku.
Trzy tranzystory dla każdego piksela
W monitorach płaskoekranowych tranzystory TFT znajdują się za warstwą ciekłych kryształów i mogą zmieniać ich ukierunkowanie. W ten sposób określają dla każdego piksela, ile światła przedostaje się przezeń z diod podświetlających LCD. Do wyświetlenia jednego piksela potrzebne są trzy tranzystory, bo każdy piksel jest kombinacją trzech subpikseli odpowiadających kolorom palety RGB. Ponieważ tranzystory nie są transparentne, to z rosnącą gęstością pikseli muszą się kurczyć, aby zachować światłoprzepuszczalność wyświetlacza. Tylko że nie da się dowolnie ich zmniejszać, bo efektem jest wzmożone występowanie prądów upływowych, które powodują zwiększenie zużycia energii. W przypadku tranzystorów cienkowarstowowych pojawia się problem z materiałem. W przeciwieństwie do tranzystorów w CPU, zbudowane są one nie z krzemu krystalicznego, tylko z amorficznego, bez uporządkowanej struktury atomowej. Amorficzny krzem jest idealny do taśmowej produkcji, gdyż warstwę TFT można niedrogo nanosić na duże powierzchnie substratu
szkła. Jednak w porównaniu z krzemem krystalicznym drastycznie spada w nim ruchliwość elektronów (patrz po lewej stronie). Przy dotychczasowych rozdzielczościach wyświetlaczy nie jest to kłopot, w końcu TFT nie muszą wykonywać żadnych obliczeń, tylko przełączać się w ułamkach sekundy –. przy częstotliwości 60 Hz co 16 milisekund.
TFT przełączają się po przyłożeniu napięcia do bramki (patrz po lewej stronie). Przez to otwiera się kanał i elektrony przepływają ze źródła do drenu. Kanał z amorficznego krzemu –. ze względu na jego niższą ruchliwość elektronów – do udrożnienia wymaga przyłożenia stosunkowo wysokiego napięcia. Kanał z IGZO natomiast otwiera się już przy niewielkim napięciu, ponieważ jego ruchliwość elektronów jest pięć razy większa. Alternatywą jest użycie w kanale krzemu polikrystalicznego, który ze względu na swoją uporządkowaną strukturę atomową ruchliwością elektronów przewyższa nawet IGZO.
Krzem polikrystaliczny przy wysokich gęstościach pikseli (powyżej 40. ppi) zaczyna jednak sprawiać problemy wymagające zmniejszenia tranzystorów. Im mniejsze tranzystory, tym więcej pojawia się prądów upływowych. Oznacza to, że elektrony przemieszczają się, przechodząc przez tranzystor również wtedy, kiedy ten jest wyłączony. Oprócz tego zawartość ekranu trzeba odświeżać w regularnych interwałach, bo prądy upływowe mogą spowodować niezamierzone przełączenia tranzystorów. W tranzystorze z kanałem IGZO prądy upływowe w stanie wyłączonym nie odgrywają natomiast praktycznie żadnej roli. To oszczędza energię, bo odpada konieczność częstego odświeżania. I nic nie stoi na przeszkodzie, by tranzystory były mniejsze. Wyświetlacze IGZO nawet przy wyłączonych TFT mogą przez pewien czas zachowywać zawartość ekranu. Według Sharpa możliwa jest redukcja częstotliwości z 60 do 25 Hz. IGZO przetwarzają także dokładniej polecenia dotykowe, bo rzadsze odświeżanie mniej zakłóca pracę digitizera. Pomimo tych zalet nie jest
jasne, kiedy IGZO pojawi się na masowym rynku. Na razie wyświetlacze Sharpa trafiają do produktów niszowych, a inni wytwórcy, jak Samsung i LG, stawiają na drogie wyświetlacze LTPS (krzem polikrystaliczny). IGZO z pewnością zagości na rynku, kiedy potwierdzi się plotka, że Apple w przyszłości będzie używać takich wyświetlaczy.
Zalety nowego TFT
Idnium Gallium Zinc Oxygen (w skrócie IGZO) –. tak nazywa się materiał, który w tranzystorach wyświetlaczy zapewni zarówno większe przewodnictwo, jak tez mniejszy prąd upływu. To pozwala na budowanie mniejszych i oszczędniejszych tranzystorów oraz uzyskiwanie niższych częstotliwości odświeżania obrazu. Innymi słowy, wyższe gęstości pikseli w połączeniu z mniejszym zużyciem energii. W elektronice jest to małe pokrętło z szeroka paleta skutków.
Polecamy w wydaniu internetowym chip.pl: "IGZO – ostre i oszczędne superwyświetlacze"