富士胶片发表迁移率超过40cm2/Vs的IGZO TFT
时间：2012-05-02 13:11:00
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[导读]“18th International Display Workshops（IDW '11）”（2011年12月7～9日，名古屋国际会场）在会程上将有源矩阵（AMD）与有机EL（OLED）的会议时间错开，因此笔者听到了想听到的所有发表，非常过瘾。如果会方以后也
“18th International Display Workshops（IDW '11）”（2011年12月7～9日，名古屋国际会场）在会程上将有源矩阵（AMD）与有机EL（OLED）的会议时间错开，因此笔者听到了想听到的所有发表，非常过瘾。如果会方以后也能够像这次一样将相关会议的时间错开的话，那就太感激不尽了。
但此次的IDW同时也有无法理解的地方，那就是“OLED2”有Organic TFT会议（有机TFT会议），而“AMD5”也成了Organic TFT会议，Organic TFT到底以什么标准来界定，是属于OLED类，还是属于AMD类，这一点让人有些糊涂。笔者希望，包括与柔性显示器相关的内容在内，今后最好能够明确以什么标准来对发表实施分类。个人认为，增加联合会议也是一项不错的选择。
有机TFT、氧化物TFT、透明显示器的发表接连不断——AMD会议最后一天
在有机TFT会议上，日本凸版印刷首先做发表，介绍了用于形成有机TFT的印刷技术（论文编号：AMD5-1）。该公司表示，在形成栅电极和源漏电极时适于使用胶版印刷，在形成有机沟道层时适于使用柔版印刷，在形成层间绝缘膜和像素电极时适于使用丝网印刷。胶版印刷具有高分辨率（支持5μm行距）、高处理量、可大面积操作的特点。柔版印刷具有均匀性好、油墨利用效率高、图案再现精度出色、可避免杂质污染等特点。该公司使用这些印刷技术，在未使用任何光刻工艺的情况下，在PEN基板上试制了5.35英寸150ppi、2英寸50ppi、11英寸73ppi的有机TFT阵列，并使用台湾E Ink公司的薄膜制成柔性电子纸，确认了工作情况。
东京大学等发表了可使用浮游栅来控制Vth特性的有机EL驱动用有机TFT阵列（论文编号：AMD5-3）。通过以3倍于通常栅极电压的60V电压向浮游栅施加宽50ms的脉冲波形来控制特性。像素电路为3T1C（3个晶体管、1个电容器）型，在监视驱动用TFT的特性偏差和有机EL的劣化的同时来驱动。东京大学表示，与以往的外部补偿电路相比，可进一步减小电路规模。
日本旭硝子公司和东京工业大学发表了提高氧化物TFT可靠性的手段——将器件整个密封起来的玻璃粉密封技术（论文编号：AMD6-5L）。水蒸汽透过率WVTR的数值降到了10－6g/m2/天以下。据称，实施该玻璃密封后，非晶IGZO（a-IGZO）TFT的可靠性得到大幅提高。对非晶IGZO（a-IGZO）TFT实施20小时5μA室温额定电流冲击试验后检测了Vth漂移量。结果表明，在实施玻璃密封时为0.3V，而未实施玻璃密封时为1.5V。即使在60℃、湿度90％的条件下，20小时后的Vth漂移量也降到了0.5V。TFT为底栅构造的背沟道蚀刻型，经确认，即使没有钝化膜，只靠玻璃密封膜也可获得如此大的可靠性提高效果。
韩国三星电子发表了开发透明液晶显示器的意义（论文编号：AMD7-2）。虽然这是应用会议上的发表，基本不涉及技术内容，但从中可深切体会到液晶行业身处的严峻形势以及对透明液晶显示器这一新应用的极大期待，非常有趣。在作为LED背照灯液晶电视的下一轮冲击波而备受期待的三维（3D）电视及智能电视增长缺力的情况下，液晶行业期待出现新的巨大冲击波，而三星看好的正是透明液晶显示器。该公司使用大量具体应用例的示意图做了演示，内容非常精彩。作为可实现新型数字标牌及新型人机接口的装置，透明液晶显示器有望获得市场好评。不过，冷静想一下这种显示器要求的各项性能指标以及实现这些指标时的成本，要说这种显示器能够掀起巨大冲击波，也许还有很大难度。
富士胶片发表了迁移率超过40cm2/Vs的高性能IGZO TFT（论文编号：AMD8-4L）。据该公司介绍，通过利用氧的稳定同位素18O实施干式退火处理，评测了氧向IGZO膜中的扩散状态，获得了在350℃以上的温度下氧开始向膜中扩散，在450℃下到达15nm深处的结果。该公司根据这一结果试制了以下两种构造的TFT。首先在p型硅晶圆上形成100nm厚的热氧化SiO2膜，将其作为栅电极和栅绝缘膜来使用。然后在上面先形成第一层、即厚5nm的In1.85Ga0.15ZnO4膜作为载流子密度高的主载流子层，之后再在上面形成第二层、即In0.5Ga1.5ZnO4膜作为第一电阻膜。该公司利用第一电阻膜的厚度为8nm(Type A)和50nm(Type B)的两种TFT做了实验。以上述状态在450℃干氧雾环境下实施了退火处理。Type A的TFT在退火后又层叠了In0.5Ga1.5ZnO4膜，使合计膜厚达到50nm。最后再利用掩模板形成Ti/Au源漏电极。
凭借这一构造，Type A的迁移率达到41.8cm2/Vs，Type B的迁移率达到38.4cm2/Vs。虽然两种构造的TFT之间迁移率差距较小，但对光冲击的变化却存在很大差异。尤其在λ＜400nm的范围内，Type A的Vth漂移量为－0.05V，而Type B的Vth漂移量却达到了－0.38V。根据这些实验结果，富士胶片得出结论：控制氧向IGZO膜中的扩散量，可为提高TFT的迁移率和抗光冲击性做出贡献。
旭硝子的玻璃粉密封（论文编号：AMD6-5L）
确保了充分的密封强度和密封性能。实施破坏试验时，玻璃基板破裂，而密封部分完好。在玻璃粉密封技术方面，韩国三星移动显示器（SMD）率先实现实用化，但日本企业开发出竞争技术，对行业发展也很有意义。（点击放大）
由大阪大学、日本产业技术综合研究所、Crystage、广岛大学发表。据称，使用DNTT TFT的液晶面板的演示在全球尚属首次。未使用驱动IC，因此向数据线施加了正弦波信号，通过非同步显示确认了工作情况。
回首3天会期，此次IDW上有很多有意思的发表，笔者收获颇丰。日本企业在氧化物TFT等方面公开了大量出色的数据，表现出色。而且，在电子纸领域，瞄准全彩显示的独特装置也纷纷发表，令人感到显示器技术还蕴藏着新的可能性。2012年的IDW将与“Asia Display”合并为“IDW/AD”在京都联合举办。（特约撰稿人：松枝 洋二郎，友达光电）
但此次的IDW同时也有无法理解的地方，那就是“OLED2”有Organic TFT会议（有机TFT会议），而“AMD5”也成了Organic TFT会议，Organic TFT到底以什么标准来界定，是属于OLED类，还是属于AMD类，这一点让人有些糊涂。笔者希望，包括与柔性显示器相关的内容在内，今后最好能够明确以什么标准来对发表实施分类。个人认为，增加联合会议也是一项不错的选择。
有机TFT、氧化物TFT、透明显示器的发表接连不断——AMD会议最后一天
在有机TFT会议上，日本凸版印刷首先做发表，介绍了用于形成有机TFT的印刷技术（论文编号：AMD5-1）。该公司表示，在形成栅电极和源漏电极时适于使用胶版印刷，在形成有机沟道层时适于使用柔版印刷，在形成层间绝缘膜和像素电极时适于使用丝网印刷。胶版印刷具有高分辨率（支持5μm行距）、高处理量、可大面积操作的特点。柔版印刷具有均匀性好、油墨利用效率高、图案再现精度出色、可避免杂质污染等特点。该公司使用这些印刷技术，在未使用任何光刻工艺的情况下，在PEN基板上试制了5.35英寸150ppi、2英寸50ppi、11英寸73ppi的有机TFT阵列，并使用台湾E Ink公司的薄膜制成柔性电子纸，确认了工作情况。
东京大学等发表了可使用浮游栅来控制Vth特性的有机EL驱动用有机TFT阵列（论文编号：AMD5-3）。通过以3倍于通常栅极电压的60V电压向浮游栅施加宽50ms的脉冲波形来控制特性。像素电路为3T1C（3个晶体管、1个电容器）型，在监视驱动用TFT的特性偏差和有机EL的劣化的同时来驱动。东京大学表示，与以往的外部补偿电路相比，可进一步减小电路规模。
日本旭硝子公司和东京工业大学发表了提高氧化物TFT可靠性的手段——将器件整个密封起来的玻璃粉密封技术（论文编号：AMD6-5L）。水蒸汽透过率WVTR的数值降到了10－6g/m2/天以下。据称，实施该玻璃密封后，非晶IGZO（a-IGZO）TFT的可靠性得到大幅提高。对非晶IGZO（a-IGZO）TFT实施20小时5μA室温额定电流冲击试验后检测了Vth漂移量。结果表明，在实施玻璃密封时为0.3V，而未实施玻璃密封时为1.5V。即使在60℃、湿度90％的条件下，20小时后的Vth漂移量也降到了0.5V。TFT为底栅构造的背沟道蚀刻型，经确认，即使没有钝化膜，只靠玻璃密封膜也可获得如此大的可靠性提高效果。
韩国三星电子发表了开发透明液晶显示器的意义（论文编号：AMD7-2）。虽然这是应用会议上的发表，基本不涉及技术内容，但从中可深切体会到液晶行业身处的严峻形势以及对透明液晶显示器这一新应用的极大期待，非常有趣。在作为LED背照灯液晶电视的下一轮冲击波而备受期待的三维（3D）电视及智能电视增长缺力的情况下，液晶行业期待出现新的巨大冲击波，而三星看好的正是透明液晶显示器。该公司使用大量具体应用例的示意图做了演示，内容非常精彩。作为可实现新型数字标牌及新型人机接口的装置，透明液晶显示器有望获得市场好评。不过，冷静想一下这种显示器要求的各项性能指标以及实现这些指标时的成本，要说这种显示器能够掀起巨大冲击波，也许还有很大难度。
富士胶片发表了迁移率超过40cm2/Vs的高性能IGZO TFT（论文编号：AMD8-4L）。据该公司介绍，通过利用氧的稳定同位素18O实施干式退火处理，评测了氧向IGZO膜中的扩散状态，获得了在350℃以上的温度下氧开始向膜中扩散，在450℃下到达15nm深处的结果。该公司根据这一结果试制了以下两种构造的TFT。首先在p型硅晶圆上形成100nm厚的热氧化SiO2膜，将其作为栅电极和栅绝缘膜来使用。然后在上面先形成第一层、即厚5nm的In1.85Ga0.15ZnO4膜作为载流子密度高的主载流子层，之后再在上面形成第二层、即In0.5Ga1.5ZnO4膜作为第一电阻膜。该公司利用第一电阻膜的厚度为8nm(Type A)和50nm(Type B)的两种TFT做了实验。以上述状态在450℃干氧雾环境下实施了退火处理。Type A的TFT在退火后又层叠了In0.5Ga1.5ZnO4膜，使合计膜厚达到50nm。最后再利用掩模板形成Ti/Au源漏电极。
凭借这一构造，Type A的迁移率达到41.8cm2/Vs，Type B的迁移率达到38.4cm2/Vs。虽然两种构造的TFT之间迁移率差距较小，但对光冲击的变化却存在很大差异。尤其在λ＜400nm的范围内，Type A的Vth漂移量为－0.05V，而Type B的Vth漂移量却达到了－0.38V。根据这些实验结果，富士胶片得出结论：控制氧向IGZO膜中的扩散量，可为提高TFT的迁移率和抗光冲击性做出贡献。
旭硝子的玻璃粉密封（论文编号：AMD6-5L）
确保了充分的密封强度和密封性能。实施破坏试验时，玻璃基板破裂，而密封部分完好。在玻璃粉密封技术方面，韩国三星移动显示器（SMD）率先实现实用化，但日本企业开发出竞争技术，对行业发展也很有意义。（点击放大）
由大阪大学、日本产业技术综合研究所、Crystage、广岛大学发表。据称，使用DNTT TFT的液晶面板的演示在全球尚属首次。未使用驱动IC，因此向数据线施加了正弦波信号，通过非同步显示确认了工作情况。
回首3天会期，此次IDW上有很多有意思的发表，笔者收获颇丰。日本企业在氧化物TFT等方面公开了大量出色的数据，表现出色。而且，在电子纸领域，瞄准全彩显示的独特装置也纷纷发表，令人感到显示器技术还蕴藏着新的可能性。2012年的IDW将与“Asia Display”合并为“IDW/AD”在京都联合举办。（特约撰稿人：松枝 洋二郎，友达光电）
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