富士膠片發(fā)表遷移率超過40cm2/Vs的IGZO TFT
[導(dǎo)讀]“18th International Display Workshops（IDW '11）”（2011年12月7～9日，名古屋國際會場）在會程上將有源矩陣（AMD）與有機EL（OLED）的會議時間錯開，因此筆者聽到了想聽到的所有發(fā)表，非常過癮。如果會方以后也
“18th International Display Workshops（IDW '11）”（2011年12月7～9日，名古屋國際會場）在會程上將有源矩陣（AMD）與有機EL（OLED）的會議時間錯開，因此筆者聽到了想聽到的所有發(fā)表，非常過癮。如果會方以后也能夠像這次一樣將相關(guān)會議的時間錯開的話，那就太感激不盡了。
但此次的IDW同時也有無法理解的地方，那就是“OLED2”有Organic TFT會議（有機TFT會議），而“AMD5”也成了Organic TFT會議，Organic TFT到底以什么標準來界定，是屬于OLED類，還是屬于AMD類，這一點讓人有些糊涂。筆者希望，包括與柔性顯示器相關(guān)的內(nèi)容在內(nèi)，今后最好能夠明確以什么標準來對發(fā)表實施分類。個人認為，增加聯(lián)合會議也是一項不錯的選擇。
有機TFT、氧化物TFT、透明顯示器的發(fā)表接連不斷——AMD會議最后一天
在有機TFT會議上，日本凸版印刷首先做發(fā)表，介紹了用于形成有機TFT的印刷技術(shù)（論文編號：AMD5-1）。該公司表示，在形成柵電極和源漏電極時適于使用膠版印刷，在形成有機溝道層時適于使用柔版印刷，在形成層間絕緣膜和像素電極時適于使用絲網(wǎng)印刷。膠版印刷具有高分辨率（支持5μm行距）、高處理量、可大面積操作的特點。柔版印刷具有均勻性好、油墨利用效率高、圖案再現(xiàn)精度出色、可避免雜質(zhì)污染等特點。該公司使用這些印刷技術(shù)，在未使用任何光刻工藝的情況下，在PEN基板上試制了5.35英寸150ppi、2英寸50ppi、11英寸73ppi的有機TFT陣列，并使用臺灣E Ink公司的薄膜制成柔性電子紙，確認了工作情況。
東京大學(xué)等發(fā)表了可使用浮游柵來控制Vth特性的有機EL驅(qū)動用有機TFT陣列（論文編號：AMD5-3）。通過以3倍于通常柵極電壓的60V電壓向浮游柵施加寬50ms的脈沖波形來控制特性。像素電路為3T1C（3個晶體管、1個電容器）型，在監(jiān)視驅(qū)動用TFT的特性偏差和有機EL的劣化的同時來驅(qū)動。東京大學(xué)表示，與以往的外部補償電路相比，可進一步減小電路規(guī)模。
日本旭硝子公司和東京工業(yè)大學(xué)發(fā)表了提高氧化物TFT可靠性的手段——將器件整個密封起來的玻璃粉密封技術(shù)（論文編號：AMD6-5L）。水蒸汽透過率WVTR的數(shù)值降到了10－6g/m2/天以下。據(jù)稱，實施該玻璃密封后，非晶IGZO（a-IGZO）TFT的可靠性得到大幅提高。對非晶IGZO（a-IGZO）TFT實施20小時5μA室溫額定電流沖擊試驗后檢測了Vth漂移量。結(jié)果表明，在實施玻璃密封時為0.3V，而未實施玻璃密封時為1.5V。即使在60℃、濕度90％的條件下，20小時后的Vth漂移量也降到了0.5V。TFT為底柵構(gòu)造的背溝道蝕刻型，經(jīng)確認，即使沒有鈍化膜，只靠玻璃密封膜也可獲得如此大的可靠性提高效果。
韓國三星電子發(fā)表了開發(fā)透明液晶顯示器的意義（論文編號：AMD7-2）。雖然這是應(yīng)用會議上的發(fā)表，基本不涉及技術(shù)內(nèi)容，但從中可深切體會到液晶行業(yè)身處的嚴峻形勢以及對透明液晶顯示器這一新應(yīng)用的極大期待，非常有趣。在作為LED背照燈液晶電視的下一輪沖擊波而備受期待的三維（3D）電視及智能電視增長缺力的情況下，液晶行業(yè)期待出現(xiàn)新的巨大沖擊波，而三星看好的正是透明液晶顯示器。該公司使用大量具體應(yīng)用例的示意圖做了演示，內(nèi)容非常精彩。作為可實現(xiàn)新型數(shù)字標牌及新型人機接口的裝置，透明液晶顯示器有望獲得市場好評。不過，冷靜想一下這種顯示器要求的各項性能指標以及實現(xiàn)這些指標時的成本，要說這種顯示器能夠掀起巨大沖擊波，也許還有很大難度。
富士膠片發(fā)表了遷移率超過40cm2/Vs的高性能IGZO TFT（論文編號：AMD8-4L）。據(jù)該公司介紹，通過利用氧的穩(wěn)定同位素18O實施干式退火處理，評測了氧向IGZO膜中的擴散狀態(tài)，獲得了在350℃以上的溫度下氧開始向膜中擴散，在450℃下到達15nm深處的結(jié)果。該公司根據(jù)這一結(jié)果試制了以下兩種構(gòu)造的TFT。首先在p型硅晶圓上形成100nm厚的熱氧化SiO2膜，將其作為柵電極和柵絕緣膜來使用。然后在上面先形成第一層、即厚5nm的In1.85Ga0.15ZnO4膜作為載流子密度高的主載流子層，之后再在上面形成第二層、即In0.5Ga1.5ZnO4膜作為第一電阻膜。該公司利用第一電阻膜的厚度為8nm(Type A)和50nm(Type B)的兩種TFT做了實驗。以上述狀態(tài)在450℃干氧霧環(huán)境下實施了退火處理。Type A的TFT在退火后又層疊了In0.5Ga1.5ZnO4膜，使合計膜厚達到50nm。最后再利用掩模板形成Ti/Au源漏電極。
憑借這一構(gòu)造，Type A的遷移率達到41.8cm2/Vs，Type B的遷移率達到38.4cm2/Vs。雖然兩種構(gòu)造的TFT之間遷移率差距較小，但對光沖擊的變化卻存在很大差異。尤其在λ＜400nm的范圍內(nèi)，Type A的Vth漂移量為－0.05V，而Type B的Vth漂移量卻達到了－0.38V。根據(jù)這些實驗結(jié)果，富士膠片得出結(jié)論：控制氧向IGZO膜中的擴散量，可為提高TFT的遷移率和抗光沖擊性做出貢獻。
旭硝子的玻璃粉密封（論文編號：AMD6-5L）
確保了充分的密封強度和密封性能。實施破壞試驗時，玻璃基板破裂，而密封部分完好。在玻璃粉密封技術(shù)方面，韓國三星移動顯示器（SMD）率先實現(xiàn)實用化，但日本企業(yè)開發(fā)出競爭技術(shù)，對行業(yè)發(fā)展也很有意義。（點擊放大）
由大阪大學(xué)、日本產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所、Crystage、廣島大學(xué)發(fā)表。據(jù)稱，使用DNTT TFT的液晶面板的演示在全球尚屬首次。未使用驅(qū)動IC，因此向數(shù)據(jù)線施加了正弦波信號，通過非同步顯示確認了工作情況。
回首3天會期，此次IDW上有很多有意思的發(fā)表，筆者收獲頗豐。日本企業(yè)在氧化物TFT等方面公開了大量出色的數(shù)據(jù)，表現(xiàn)出色。而且，在電子紙領(lǐng)域，瞄準全彩顯示的獨特裝置也紛紛發(fā)表，令人感到顯示器技術(shù)還蘊藏著新的可能性。2012年的IDW將與“Asia Display”合并為“IDW/AD”在京都聯(lián)合舉辦。（特約撰稿人：松枝 洋二郎，友達光電）
但此次的IDW同時也有無法理解的地方，那就是“OLED2”有Organic TFT會議（有機TFT會議），而“AMD5”也成了Organic TFT會議，Organic TFT到底以什么標準來界定，是屬于OLED類，還是屬于AMD類，這一點讓人有些糊涂。筆者希望，包括與柔性顯示器相關(guān)的內(nèi)容在內(nèi)，今后最好能夠明確以什么標準來對發(fā)表實施分類。個人認為，增加聯(lián)合會議也是一項不錯的選擇。
有機TFT、氧化物TFT、透明顯示器的發(fā)表接連不斷——AMD會議最后一天
在有機TFT會議上，日本凸版印刷首先做發(fā)表，介紹了用于形成有機TFT的印刷技術(shù)（論文編號：AMD5-1）。該公司表示，在形成柵電極和源漏電極時適于使用膠版印刷，在形成有機溝道層時適于使用柔版印刷，在形成層間絕緣膜和像素電極時適于使用絲網(wǎng)印刷。膠版印刷具有高分辨率（支持5μm行距）、高處理量、可大面積操作的特點。柔版印刷具有均勻性好、油墨利用效率高、圖案再現(xiàn)精度出色、可避免雜質(zhì)污染等特點。該公司使用這些印刷技術(shù)，在未使用任何光刻工藝的情況下，在PEN基板上試制了5.35英寸150ppi、2英寸50ppi、11英寸73ppi的有機TFT陣列，并使用臺灣E Ink公司的薄膜制成柔性電子紙，確認了工作情況。
東京大學(xué)等發(fā)表了可使用浮游柵來控制Vth特性的有機EL驅(qū)動用有機TFT陣列（論文編號：AMD5-3）。通過以3倍于通常柵極電壓的60V電壓向浮游柵施加寬50ms的脈沖波形來控制特性。像素電路為3T1C（3個晶體管、1個電容器）型，在監(jiān)視驅(qū)動用TFT的特性偏差和有機EL的劣化的同時來驅(qū)動。東京大學(xué)表示，與以往的外部補償電路相比，可進一步減小電路規(guī)模。
日本旭硝子公司和東京工業(yè)大學(xué)發(fā)表了提高氧化物TFT可靠性的手段——將器件整個密封起來的玻璃粉密封技術(shù)（論文編號：AMD6-5L）。水蒸汽透過率WVTR的數(shù)值降到了10－6g/m2/天以下。據(jù)稱，實施該玻璃密封后，非晶IGZO（a-IGZO）TFT的可靠性得到大幅提高。對非晶IGZO（a-IGZO）TFT實施20小時5μA室溫額定電流沖擊試驗后檢測了Vth漂移量。結(jié)果表明，在實施玻璃密封時為0.3V，而未實施玻璃密封時為1.5V。即使在60℃、濕度90％的條件下，20小時后的Vth漂移量也降到了0.5V。TFT為底柵構(gòu)造的背溝道蝕刻型，經(jīng)確認，即使沒有鈍化膜，只靠玻璃密封膜也可獲得如此大的可靠性提高效果。
韓國三星電子發(fā)表了開發(fā)透明液晶顯示器的意義（論文編號：AMD7-2）。雖然這是應(yīng)用會議上的發(fā)表，基本不涉及技術(shù)內(nèi)容，但從中可深切體會到液晶行業(yè)身處的嚴峻形勢以及對透明液晶顯示器這一新應(yīng)用的極大期待，非常有趣。在作為LED背照燈液晶電視的下一輪沖擊波而備受期待的三維（3D）電視及智能電視增長缺力的情況下，液晶行業(yè)期待出現(xiàn)新的巨大沖擊波，而三星看好的正是透明液晶顯示器。該公司使用大量具體應(yīng)用例的示意圖做了演示，內(nèi)容非常精彩。作為可實現(xiàn)新型數(shù)字標牌及新型人機接口的裝置，透明液晶顯示器有望獲得市場好評。不過，冷靜想一下這種顯示器要求的各項性能指標以及實現(xiàn)這些指標時的成本，要說這種顯示器能夠掀起巨大沖擊波，也許還有很大難度。
富士膠片發(fā)表了遷移率超過40cm2/Vs的高性能IGZO TFT（論文編號：AMD8-4L）。據(jù)該公司介紹，通過利用氧的穩(wěn)定同位素18O實施干式退火處理，評測了氧向IGZO膜中的擴散狀態(tài)，獲得了在350℃以上的溫度下氧開始向膜中擴散，在450℃下到達15nm深處的結(jié)果。該公司根據(jù)這一結(jié)果試制了以下兩種構(gòu)造的TFT。首先在p型硅晶圓上形成100nm厚的熱氧化SiO2膜，將其作為柵電極和柵絕緣膜來使用。然后在上面先形成第一層、即厚5nm的In1.85Ga0.15ZnO4膜作為載流子密度高的主載流子層，之后再在上面形成第二層、即In0.5Ga1.5ZnO4膜作為第一電阻膜。該公司利用第一電阻膜的厚度為8nm(Type A)和50nm(Type B)的兩種TFT做了實驗。以上述狀態(tài)在450℃干氧霧環(huán)境下實施了退火處理。Type A的TFT在退火后又層疊了In0.5Ga1.5ZnO4膜，使合計膜厚達到50nm。最后再利用掩模板形成Ti/Au源漏電極。
憑借這一構(gòu)造，Type A的遷移率達到41.8cm2/Vs，Type B的遷移率達到38.4cm2/Vs。雖然兩種構(gòu)造的TFT之間遷移率差距較小，但對光沖擊的變化卻存在很大差異。尤其在λ＜400nm的范圍內(nèi)，Type A的Vth漂移量為－0.05V，而Type B的Vth漂移量卻達到了－0.38V。根據(jù)這些實驗結(jié)果，富士膠片得出結(jié)論：控制氧向IGZO膜中的擴散量，可為提高TFT的遷移率和抗光沖擊性做出貢獻。
旭硝子的玻璃粉密封（論文編號：AMD6-5L）
確保了充分的密封強度和密封性能。實施破壞試驗時，玻璃基板破裂，而密封部分完好。在玻璃粉密封技術(shù)方面，韓國三星移動顯示器（SMD）率先實現(xiàn)實用化，但日本企業(yè)開發(fā)出競爭技術(shù)，對行業(yè)發(fā)展也很有意義。（點擊放大）
由大阪大學(xué)、日本產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所、Crystage、廣島大學(xué)發(fā)表。據(jù)稱，使用DNTT TFT的液晶面板的演示在全球尚屬首次。未使用驅(qū)動IC，因此向數(shù)據(jù)線施加了正弦波信號，通過非同步顯示確認了工作情況。
回首3天會期，此次IDW上有很多有意思的發(fā)表，筆者收獲頗豐。日本企業(yè)在氧化物TFT等方面公開了大量出色的數(shù)據(jù)，表現(xiàn)出色。而且，在電子紙領(lǐng)域，瞄準全彩顯示的獨特裝置也紛紛發(fā)表，令人感到顯示器技術(shù)還蘊藏著新的可能性。2012年的IDW將與“Asia Display”合并為“IDW/AD”在京都聯(lián)合舉辦。（特約撰稿人：松枝 洋二郎，友達光電）
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