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IGZO TFTは、半径1mmで100万回以上曲がるが、なぜ可能になったのか?

トッパンは今年初め、半径1mmで100万回以上の曲げに耐えるIGZO TFT技術を開発したと発表しました。 これは驚くべき結果です(参考:折りたたみ式スマートフォンの半径は3mm)。これは素晴らしい結果です。 伊藤学は、TechBlickカンファレンスで、この成果をどのように達成したかを議論しました。ここでは、その主な技術革新の概要を紹介します。


1)誘電体の有機化:一般に、TFTアレイの屈曲性を高めるために、有機半導体に着目することが多い。しかし、アクティブチャネルは誘電体よりも数十倍薄いため、曲げやすさへの影響度ははるかに小さい。そこで、ガラス系のSiOx、SiNx、AlOxに代えて、有機系のゲート絶縁膜とエッチングストッパー材料(PVP系か?


2)プラズマレジスト層。 下のスライドに示すように、IGZO層を有機絶縁膜上に直接形成すると(ボットンゲートデバイス構造)、表面が損傷し、低モビリティ、オン/オフ比の制限、高いしきい値電圧、サブスレッショルド特性の悪さといったTFT特性が非常に悪くなってしまう。これを克服するため、伊藤さんらは、ALDを用いてわずか7nmのSiOx層を成膜した。この層は、界面特性の改善に役立つとともに、その下の有機誘電体層を位置決め時に保護する役割も果たす。実際、以下に示すように、この結果、TFTの転送特性は非常に優れたものとなりました


3)アイランドアプローチ しかし、7nmのSiO2層は、半径1mmで100kサイクル後にクラックが発生。このクラックはTFTの機能を破壊してしまう。そこで、下図のように、SiO2層がTFTの下層にしか存在しないようなパターニングを行った。このわずかな変更(フォトリソグラフィーの工程を1つ追加)により、半径1mmで100万回以上曲げることができるようになりました。


最後のスライドにあるように、この作品はまだ最先端を行くものです。印刷やアディティブエレクトロニクスではなく、極端な曲率に追従する真のフレキシブルTFTアレイを設計・製造することができるのです。このプロジェクトでは、64画素のTFTアレイと強誘電体ポリマーを組み合わせて、嚥下の動きを検出するフレキシブルなモーションシステムを構築しています。 [This is automatically translated from English]



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