薄膜晶體管(thin film transistor, TFT)本質上是一種場效應晶體管,其電性質與傳統的MOS場效應管一樣,都是利用垂直于導電溝道的電場強度來控制溝道的導電能力來實現系統放大,這被稱為電導率調制或場效應原理。同時它也是良好的開關元件,當柵源電壓小于閾值電壓時器件截止,反之導通。場效應管是通過改變輸入電壓來控制輸出電流的,它是電壓控制器件,不吸收信號源電流,不消耗信號源功率,因此它的輸入阻抗很高,它還具有很好的溫度特性、抗干擾能力強、便于集成等優點。
與硅材料相比,ZnO薄膜材料的禁帶寬度大、透明等優異的半導體特性,使得ZnO-TFT可能替代a-Si TFT成為平板顯示器件的像素開關。若使用ZnO-TFT作為有源矩陣驅動的開關元件有以下明顯優勢: (1) ZnO為寬禁帶半導體材料,可以避免可見光照射對器件性能的影響,保證顯示器的清晰度不受太陽光照的影響; (2) 提高開口率,提高顯示器的亮度,進而可以降低功耗; (3) 如果存儲電容也用透明材料制備,制備全透明顯示器件便成為可能; (4) 對襯底要求不高。ZnO薄膜的生長溫度較低,即使室溫條件下也可以生長高質量ZnO薄膜,因此襯底可以選擇廉價的玻璃或者柔韌性塑料等,這又是柔性顯示器成為可能; (5) ZnO具有很好的載流子遷移率,使得ZnO-TFT既具有很高的開態電流,又有效的抑制關態電流的增加;研究ZnO-TFT的另一個重要意義在于推動透明電子學的研究。ZnO-TFT的實現對透明電子學來說是一個富有成效的進展,具有里程碑的意義,為制造透明電路和系統創造了條件。
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