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底板凸版面板从电子纸到有机EL 氧化物半导体TFT应用于柔性显示器

透明非晶氧化物半导体TFT(TAOS-TFT)被视为新一代显示器用薄膜晶体管(TFT)最有希望的候补技术。近来将其应用于柔性显示器的开发成果接连不断。在2010年1月25~26日举行的“International Workshop on Transparent Amorphous Oxide Semiconductors(TAOS 2010)”上,凸版印刷公开了以应用于电子纸领域为目的的开发成果,而大日本印刷则展示了柔性有机EL面板的试制结果。另外,美国俄勒冈州立大学(Oregon State University)也发表了利用印刷法制造TAOS-TFT的研究成果。

凸版印刷确立了利用印刷法来制造电子纸的目标,目前正考虑在该领域应用TAOS-TFT。该公司曾于2009年12月发表相关成果,使用TAOS涂膜在玻璃底板上制造TAOS-TFT后成功驱动了电子纸。此次介绍了之后的进展。首先将2009年12月发表时只有0.5cm2/Vs的TAOS-TFT迁移率提高到了10倍,达到了5.4cm2/Vs。凸版印刷综合研究所新一代环境能源研究所高级首席研究员伊藤学称:“这是通过改进涂布材料、元器件结构及钝化膜等手段实现的。”另外,所驱动的面板的分辨率也有所提高。2009年12月时驱动的只是2英寸QQVGA(80×60像素)50ppi(pixel per inch)面板,而此次驱动的则是VGA(640×480像素)400ppi面板。

TAOS-TFT制造工艺的最高温度与2009年12月时同为270℃,但凸版印刷的伊藤表示:“现在估计还能降至250~240℃,今后还打算进一步降至150℃”。这样做是因为制造温度降至150℃后,便可使用树脂底板。但伊藤又称,要想达到这一目标,“恐怕还需要彻底改进由涂布材料形成TAOS膜的化学反应设计”。

大日本印刷介绍了分辨率为85ppi的4.7英寸QVGA(320×240像素)柔性有机EL面板的试制结果。试制的面板厚度为0.4mm,弯折百次以上,也未发现显示性能劣化。这是通过在顶部发光型白色LED基础上,组合使用柔性彩色滤光片以及不锈钢底板上形成的TAOS-TFT而实现的。

彩色滤光片使用液体材料直接在聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN:polyethylene naphthalate)底板上绘制RGB图案。TAOS-TFT是利用溅镀法在不锈钢底板上形成TAOS膜之后,再经300℃退火处理后制成。TAOS-TFT的迁移率为4.1cm2/Vs,导通/截止比为107~108,性能水平与在玻璃底板上形成时相当。

俄勒冈州立大学展示了利用有机溶媒溶解金属氯化物后的液体材料,以喷墨法形成TAOS膜的TAOS-TFT试制结果。在TAOS膜使用IGZO(In-Ga-Zn-O)时,通过500℃退火处理,获得了迁移率为25.6cm2/Vs、导通/截止比为107的良好特性。至于可进行低温退火处理的TAOS膜,该大学提到的是In2O3。据称,即使将退火温度降至300℃,是In2O3薄膜仍可保持17.0cm2/Vs的迁移率,而如果允许迁移率降至1cm2/Vs的话,还可将退火温度进一步降至200℃。

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