氧化物TFT液晶显示技术渐成主流—中国光学光电子行业网

Oxide TFT将成为下世代显示面板的基板技术首选。台日韩面板厂在Oxide TFT技术的研发脚步愈来愈快，不仅已突破材料与薄膜制程等技术瓶颈，更成功展示Oxide TFT显示器原型，为该技术商品化增添强劲动能，并有助其成为新一代显示器基板的技术主流。

技术迭有进展　Oxide TFT商用快马加鞭
氧化物薄膜电晶体(Oxide TFT)接近低温多晶矽(LTPS)TFT的电性水准，并相容于非晶矽(a-Si)TFT生产线与低温制程。至今，在各国研发单位的技术竞争下，Oxide TFT已有相当惊人的研发成果，甚至已进入商品化。本文主要介绍Oxide TFT技术与发展趋势，包含国内外技术研发现况、技术挑战与未来发展趋势等。此外，亦将说明Oxide TFT在软性电子的应用。

    氧化铟锡(ITO)开启透明导电氧化物(TCO)薄膜的时代，并已成为光电产业最重要的材料之一。另外，透明氧化物半导体(Transparent Oxide Semiconductor)的研究亦如火如荼地展开，以氧化锌(ZnO)为研究的主流，GaZnO、InZnO、AlZnO亦逐渐崭露头角，但尚无稳定的主流材料。
    直至2003年，东京工业大学教授细野秀雄(Hideo Hosono)，在科学(Science)期刊发表单晶态(Crystalline Phase)的铟镓锌氧化物(InGaZnO)TFT。由于是单晶态，InGaZnO TFT制程温度相当高(1,400℃)，亦不适合应用在玻璃或塑胶基板等，应用上产生诸多瓶颈。
    紧接着，2004年细野秀雄再于自然(Nature)期刊发表非晶态(Amorphous Phase)的InGaZnO TFT制作于塑胶基板上，由于低制程温度(室温)的优势，大幅提升其应用性，不仅可制作在玻璃基板，亦可制作在塑胶基板上，因此未来朝向塑胶基板的软性电子开发已不再是梦。
    目前薄膜制程方式有两种，以真空溅镀(Sputtering)薄膜技术为主，其具备较高电子移动率(>5cm2/V-s)，电性表现已超过传统有机半导体材料与a-Si薄膜(<1cm2/V-s)，甚至于与LTPS薄膜相当(10∼100 cm2/V-s)；而溶胶/凝胶(Sol-Gel)薄膜技术已从烧结温度500℃降至200℃以下，因其特殊的制程方式，最终的目标为取代真空制程系统，进而达到无光罩制程，节省材料与制程成本，相信不久的未来，Oxide TFT技术的世代即将来临。
    Oxide TFT的研发脚步越来越快速，台、日、韩面板厂不约而同采用InGaZnO TFT技术发表最新一代的显示器产品。

Oxide TFT技术的优势
主要系因为现有非晶矽a-Si TFT制程良率虽高，但在提升解析度上有所限制，而厂商积极切入的LTPS低温多晶矽TFT技术虽有利于提升面板解析度，并且mobility迁移率也高，但制程光罩数量较多、成本较高。此外，LTPS TFT技术在进行大面积雷射退火时，良率不易控制，在面板的尺寸发展上亦有障碍，目前仅以中小尺寸为主。

    而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。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。此外，Oxide TFT面板的产品发展也利于朝大尺寸推进。

    目前包括韩系面板大厂三星、LG，以及日本Sharp，甚至台湾的友达（2409）都已陆续投入Oxide TFT技术。不过，可能是受到资源限制影响，目前还是以日韩面板厂态度较为积极，并且技术面也领先。

氧化物薄膜电晶体(Oxide TFT)背板是苹果提高新iPad面板解析度的关键秘方。为创造更高画质、拉大与其他竞争者的差距，苹果于新一代iPad中首度导入夏普(Sharp)的 Oxide TFT背板，以提高液晶显示器(LCD)面板的穿透率和开口率，并在不影响亮度及成本的前提下，实现高达264每寸画素(ppi)、 2,048×1,536的超高解析度。

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