フレキシブル半導体の新しいブレークスルー：伝送速度はOLEDピクセルを駆動するには十分です

アン氏と彼のチームは、次にスマートな時計やスマートフォンサイズのフレキシブルな画面を作りたいと考えています。

2D半導体材料として二硫化モリブデンを使用する優れた特性の1つは、容易に曲げることができることです。 そのような半導体では、電子は速く動くことができる。 同時に、そのような半導体は、約1原子の厚さしかないので、透明である。 これらの特徴は、フレキシブルOLEDディスプレイを製造するのに理想的な材料となっている。 しかし、メーカーがOLEDピクセルを制御するトランジスタに二硫化モリブデンを処理しようとすると、二硫化モリブデン（MoS2）とトランジスタのソースとドレインの間の抵抗が高すぎるため、この優れた材料は不可能になります。 現在、韓国のエンジニアは、フレキシブルOLEDディスプレイにモリブデンジスルフィドトランジスターを適用する方法を発見しました。 彼らはこのトランジスタを使用して、わずか7ミクロンの厚さのプラスチックシート上に単純な6×6ドットマトリックスを形成する。 このプラスチックシートは人間の皮膚に貼り付けることができます。 この単純なプラスチックシートディスプレイは非常に柔らかく、曲げ半径が1cm未満の曲げでも破損しません。

ソウル汝矣島（ヨンセ）大学のフレキシブルエレクトロニクス専門家である安鍾安（アン・ジョンヒン）氏は、「キャリアモビリティ」は、彼らが取り組むべき重要なパフォーマンスだと説明した。 この性能は、電荷が半導体を通過する速度を測定する。 例えば、ほとんどのチップ - 結晶シリコンを製造するために使用される材料は、1400平方センチメートル/ボルト - 秒（cm 2 / Vs）のキャリア移動度を有する。 ディスプレイのバックプレーンを構成する半導体は、ピクセルのスイッチングとライティングのためのシステムです。 それらの必要なキャリア移動度は、これらの画素を動作させるのに十分な電流を駆動し、ビデオビットレート要件を満たすことができなければならない。 「従来のLCD液晶ディスプレイでは、バックプレーンはキャリア移動度の低いアモルファスシリコンでできています」Ahn氏は、この材料の電子移動度は約1平方cm / V秒であると述べています。 しかし、OLEDディスプレイは、より高いキャリア移動度を必要とする。 LGやサムスンを含むOLEDディスプレイメーカーは、ポリシリコン（> 10平方センチメートル/ボルト・秒）や酸化物半導体などの高移動度材料を使用しています。 しかし、「これらの材料は硬く脆い」とAhn氏は述べた。 ある程度曲げることができますが、繰り返し曲げることはできません。

モリブデンジスルフィドトランジスタは、上下から酸化アルミニウム（Al 2 O 3）の2つの層によって挟まれている。 この種のデバイスは高い移動度を有し、高い移動度はOLEDディスプレイの画素に電流を供給するために非常に重要である。 超薄型でフレキシブルなOLEDディスプレイを作るために、Ahn氏と彼のチームは、モリブデンジスルフィドをトランジスタから放出して、それを「つかむ」必要があった。 Ahn氏は次のように述べています。「二硫化モリブデンとトランジスタ電極との接触抵抗は非常に高く、高抵抗は二硫化モリブデントランジスタのキャリア移動度を低下させます。 この問題を解決する鍵は、2D半導体が周囲の材料に対して非常に脆弱であることを認識することにあります。 。 酸化シリコン表面にトランジスタを配置する一般的な方法とは異なり、Ahnのチームは非常に滑らかで制御しやすい材料を使用しています。 それらは、絶縁酸化アルミニウムの2つの層にトランジスタを挟む。 Al 2 O 3とMoS 2との接触面は、シリコン材料中の化学物質のドーピングと同様に半導体中の電子を増加させて半導体現象とする。 この強化された効果は、高い接触抵抗の問題を克服し、電荷キャリア移動度を増加させる。 さらに、平滑な誘電材料は、電荷を捕捉することができるスポットを生成せず、17〜20cm 2 / V-secまで移動度をさらに増加させる。

彼らは今週、Science Advanceジャーナルにこの発明を報告しました。