最火柔性半导体传输速度已足够驱动OLED像素

柔性半导体传输速度已足够驱动OLED像素

将二硫化钼作为2D半导体材料有一项非常优异的性能，那就是它们很容易弯曲。电子在这样的半导体中可以快速移动。同时，因为只有大约一个原子的厚度，这类半导体是透明的。这些特点让它们成为制作柔性OLED显示屏的理想材料。然而，当生产商试图将二硫化钼加工到控制OLED像素的晶体管中时，二硫化钼（MoS2）与晶体管的源极和14、试样选定：1组试样结果可选定有效实验漏极之间的电阻将会过高，使得这种优异的材料无法得到应用。

现在，韩国的工程师找到一种办法， 可以将二硫化钼晶体管应用到可弯曲的OLED显示屏中。他们使用这种晶体管，在厚度仅为 7 微米的塑料片上组成一个简单的6×6的点阵，这片塑料片可以贴在人的皮肤上。这个简单的塑料片显示屏非常柔软，用小于1厘米的弯曲半径来折弯也不会损坏。

首尔延世大学的柔性电子专家Jong－Hyun Ahn解释说，“载流子迁移率（Carrier mobility）”是他们需要攻关的重点性能。这项性能衡量的是电荷通过半导体的速率。举个例子，用于制造大多数芯片的材料——晶体硅的载流子迁移率为1400平方厘米／伏－秒（cm2／V－s）。组成显示屏背板的半导体是用于开关和点亮像素的系统，它们所需的载流子迁移率必须能够驱动足够的电流来操作这些像素，还要满足视频码率的要求。“对于传统的LCD液晶显示屏，它们的背板可以用载流子迁移率较低的非晶硅来制作。”Ahn说，这种传统的气凝胶生产技术材料的电子迁移率大约为1平方厘米／伏－秒。

但是OLED显示屏需要更高的载流子迁移率。包括LG和三星在内的OLED显示屏生产商使用迁移率较高的材料，例如多晶硅（＞10平方厘米／伏－秒）和氧化物半导体等。但是 ，“这些材料是硬且脆的。”Ahn说道。它们可以弯曲到一定程度，但是不能重复弯曲。

一个二硫化钼晶体管被两层三氧化二铝（Al2O3）从上下两个方向夹住。这种装置迁移率高，而高迁移率对于为OLED显示屏的像素输送电流来说至关重要。要制作超薄的柔性OLED显示屏，Ahn及其团队需要将二硫化钼从将它“抓住”的晶体管里释放出来。

Ahn说：“二硫化钼与晶体管电极之间的接触电阻非常高，高电阻会降低二硫化钼晶体管的载流子迁移率。”解决问题的关键在于认识到 2D半导体非常容易受到周围材料的影响。不同于不要带电插拔各种控制板和插头常用的将晶体管安放在氧化硅表面上的手段，Ahn的团队使用的材料表面非常光滑，易于控制。他们把晶体管夹在两层绝缘的铝氧化物中。三氧化二铝和二硫化钼的接触面增加了半导体中的电子，类似往硅材料中掺杂化学物质让它成为半导体的现象。这种增强效果克服了接触电阻高的问题，提高了电荷载流子迁移率。除此之外，光滑的介电材料不会产生可能困住电荷的斑点（spot），进一步将迁移率提高到17到20平方厘米／伏－秒。

Ahn及其团队接下来希望制造一块智能手表或智能大小的柔性屏。他们于本周向Scienc保险起见e Advances期刊报告了这项发明。