一种是LED等使用的发光半导体。在LED领域,氮化镓(GaN)材料发挥着主要作用,而且增长势头越来越旺。与此同时,业界也在研究硅基微发光器件在IC上的应用,但由于效率上的弱势,似乎没有超越GaN基材料的可能性。
另一类是基于大面积应用的电子产品。包括电子纸、大面积显示器、太阳能电池和功能窗玻璃等。在这些领域,由于晶体硅成本高,材料保障一直不尽如人意。另一方面,现在有很多“全合一”的半导体材料,所以硅基材料三年后能否保持现在的地位还很难预测。
例如,在液晶显示器中,非晶硅和低温多晶硅主要用作TFT的材料。但非晶硅存在载流子迁移率低的缺点,低温多晶硅存在高温加工、性能差异大、不适合大规模应用的缺点。未来要全面发展的有机EL面板需要保证5cm2/Vs甚至更高的载流子迁移率,必须使用性能差异小的材料。在业界越来越重视面板柔性的形势下,现有的硅材料越来越不适应。
硅代半导体材料的发展目前处于战国时期。夏普、大日本印刷、凸版印刷、卡西欧电脑、三星galaxy、韩国三星SDI、韩国LG电子、美国惠普在柔性电子纸TFT开发、大型有机EL面板等领域展开了激烈竞争。
目前,最实用的材料是氧化物半导体,如氧化锌(ZnO)和铟镓锌氧(IGZO或GIZO)。三星电子的研究机构三星先进技术研究院(SAIT)于2007年12月在札幌举办了第14届国际显示研讨会(IDW)。两个研究小组就GIZO的有机EL面板用于TFT材料进行了演讲(演讲编号AMD9-1和AMD9-3)。对此,相关人士表示,“三星对GIZO TFT如此投入,令人惊叹”。
其中包括SAIT展示实验室的Jang-Yeon Kwon。做了一个关于GIZO TFT制作的4英寸QVGA有机EL面板的讲座,他在讲座中提到了以下几点:GIZO TFT的成本和原来的非晶硅TFT基本相同;对于有机EL面板具有足够的性能;制造温度基本在200℃以下,可用于柔性基板。Jang-Yeon Kwon表示,“使用GIZO TFT的大尺寸有机EL电视有望在不久的将来实现”。
而且ZnO也不逊色于GIZO。ZnO自古以来就被欧美作为婴儿粉,对人体安全性高,可能应用于包括TFT在内的广泛领域。近来,有向以GaN基材料为主的LED和其他领域渗透的趋势。