夏普2012年6月1日宣布,與日本半導體能源研究所共同開發出了具有結晶性、提高了性能的新型IGZO(In-Ga-Zn-O)TFT。該元件可用做智能手機和平板終端等不斷推進高精細的液晶面板和有機EL面板的驅動元件。關于用此次開發的IGZO TFT做驅動元件的液晶面板的量產事宜,夏普副社長、執行董事、技術負責人兼Only One商品設計本部長水嶋繁光表示:“這要看客戶的要求,我們希望能在2012年度內開始量產?!?
在6月1日于東京都內舉行的新聞發布會上,夏普公開了用此次開發的IGZO TFT做驅動元件的液晶面板和有機EL面板,其中液晶面板有4.9英寸和6.1英寸兩款產品。像素和分辨率方面,4.9英寸產品為1280×720像素、302ppi分辨率,6.1英寸產品為2560×1600像素、498ppi分辨率。夏普的水嶋充滿自信地說道:“我們已經確立了技術,可順利量產最大500ppi分辨率的產品。”關于與采用低溫多結晶硅TFT的自主“CG硅”TFT產品的共存,水嶋表示:“這取決于用戶的要求,但我們肯定會將重點轉向IGZO TFT?!?
發布會上公開的有機EL面板有13.5英寸和3.4英寸兩款產品,像素分別為3840×2160像素和960×540像素,分辨率均為326ppi。13.5英寸產品在白色有機EL元件中采用RGB3色彩色濾光片,實現了彩色顯示。3.4英寸產品采用樹脂基板,支持柔性基板。關于有機EL元件的材料和光提取方法等詳細情況,夏普的解說員表示,“由于是試制品,不便公開”。
夏普的水嶋將有機EL面板定位為“移動顯示器的一個重要領域”,但未明確量產時間,只表示“雖然在技術上可行,但還存在成本等經濟課題以及投資回報方面的課題”。
結晶沿c軸方向生長
IGZO是一種氧化物半導體。夏普從2012年3月開始在龜山第二工廠量產非結晶IGZO TFT驅動的平板終端用液晶面板。與電視機等使用的非晶硅TFT相比,正在量產的非結晶IGZO TFT的載流子遷移率高出20~50倍,關斷狀態的漏電流僅為1/100。由此,與非晶硅TFT驅動的液晶面板相比,非結晶IGZO TFT驅動的液晶面板可提高以下三個方面的性能:(1)高精細化、(2)低功耗化、(3)觸摸面板高性能化(參閱本站報道)。而且,還可以通過與非晶硅TFT同等尺寸的大面積玻璃基板實現量產,這也是一個優點。
據介紹,此次通過提高IGZO TFT的結晶性,可以進一步提高載流子遷移率和關斷狀態的漏電流等特性。比如,85℃下的漏電流降至“100yA/μm(y:10-24)以下”(半導體能源研究所代表董事山崎舜平),還可以抑制光照射條件下的I-V特性變化。通過發揮這些特性、組合使用結晶硅類半導體,“存儲器、圖像傳感器和CPU等顯示器以外用途也可實現此前從未有過的高性能”(山崎舜平)。
夏普與半導體能源研究所開發出了使IGZO層沿著c軸方向結晶生長的技術。該結晶從c軸方向觀察為六角形的結晶構造,從垂直于c軸方向觀察則為層狀的結晶構造。兩家公司將該結晶構造稱作“CAAC(C-Axis Aligned Crystal)”。夏普此次沒有公布生產工藝的詳細情況,不過半導體能源研究所的山崎表示,“在非結晶IGZO層成膜后,追加退火處理,從而實現了結晶生長。處理條件上有一些特殊的專用技術”。但與現有的非晶類IGZO TFT相比,“基本的的制造工序沒有變化”(夏普的水嶋)。
另外,夏普與半導體能源研究所將在2012年6月3~8日于美國波士頓舉行的全球最大顯示器國際學會“2012 SID International Symposium, Seminar & Exhibition(SID 2012)”上,發布此次IGZO技術的詳細內容(論文序號:9.2,27.4等)。
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