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日本大學(xué)制作出使用單層納米管的TFT適用于液晶顯示

發(fā)布時間:2010-09-27 來源:中國自動化網(wǎng)

產(chǎn)品特性:

  • 制作電極時使用了SWCNT油墨
  • 減輕特性滯后現(xiàn)象
  • 源極與漏極間電壓降低到-1V

應(yīng)用范圍:

  • 適用于液晶顯示


日本早稻田大學(xué)制作出了在所有工序中都采用噴墨技術(shù)、活性層使用單層納米管(SWCNT)的TFT。這一成果已在2010年9月14日于長崎大學(xué)舉行的第71屆日本應(yīng)用物理學(xué)會學(xué)術(shù)演講會上發(fā)布(演講序號:14a-B-4)。相關(guān)論文也已發(fā)表在學(xué)術(shù)雜志上。

開發(fā)出這種SWCNT-TFT的是早稻田大學(xué)理工學(xué)院先進(jìn)理工學(xué)系副教授竹延大志,以及山形大學(xué)助教沖本治哉等。這種TFT是將SWCNT溶入N,N-二甲基對甲苯胺(DMT)等溶劑中,采用噴墨技術(shù)使其分布在底板上制成的。據(jù)早稻田大學(xué)介紹,底板除了硅底板之外,還采用了透明的柔性底板。使用硅底板試制時,獲得了載流子遷移率為2cm2/Vs、導(dǎo)通/截止比為105的特性。

這些數(shù)值與NEC等采用噴墨技術(shù)制作的CNT晶體管差別不大。

此次的成果有以下兩個特點:(1)除了TFT的半導(dǎo)體層之外,制作電極時也使用了SWCNT油墨;(2)通過在柵極絕緣膜中使用離子液體,大幅減輕了以往存在的特性滯后(Hysteresis)現(xiàn)象,同時將源極與漏極間電壓(VSD)降低到了-1V,僅為原來的1/50~1/100。

TFT的電極材料一般使用金屬。而此次開發(fā)的材料只要不進(jìn)行特殊的區(qū)分處理,顯示出半導(dǎo)體特性的SWCNT和顯示出金屬特性的SWCNT就會混合在一起。此次,竹延等人通過設(shè)定不同的油墨滴落次數(shù),對兩種特性進(jìn)行了區(qū)分。當(dāng)?shù)温浯螖?shù)增加,SWCNT濃度隨之增加時,材料中具有金屬特性的SWCNT便會相互連接在一起,整體就會變成金屬;當(dāng)濃度較低時,所有SWCNT都不會相連,因此整體上就會變成半導(dǎo)體。據(jù)早稻田大學(xué)介紹,滴落次數(shù)低于兩次時基本上為半導(dǎo)體。

據(jù)早稻田大學(xué)介紹,此次之所以能夠在柵極絕緣膜中使用離子液體來減輕特性滯后現(xiàn)象和VSD,是因為TFT可像由電極和“溶劑”組成的微小雙電層電容器一樣發(fā)揮功能,載流子移動自由度提高,而且與VSD起到互補(bǔ)作用的“靜電容量”大幅増加。

不過,離子液體此前一般存在難以揮發(fā)、容易從元件中流出的問題。竹延表示,為了解決這一問題,最近采用了干燥后會變成凝膠的材料,并獲得了良好效果。
 

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