波紋狀晶體管陣列：有利於超高清柔性顯示技術發展！
背景
時下，各領域技術都發展迅速，創新成果不斷湧現，顯示器技術也不例外。之前，傳統的桌面電腦的顯示器笨重、龐大、解析度低。然而，現在的智能手機顯示器輕薄、小巧、解析度更高、顯示效果更佳。
隨著製造工藝、新材料、半導體晶體管等技術不斷進步，特別是OLED技術的出現和發展，如今的顯示器呈現出低成本、低功耗、柔性化、高幀頻、高解析度、高對比度、高清等新發展趨勢。
未來，顯示器的形狀和尺寸可以靈活變化，甚至可以穿戴在人身上，這一切已不僅僅是科幻，正一步一步地走向現實和大規模商用。
（圖片來源：日本東北大學）
創新
近日，沙特阿卜杜拉國王科技大學 （KAUST）開發出一種獨特的晶體管架構。它有利於提升顯示器電路的性能，促進超高清的柔性顯示器技術的發展，進一步改善用戶視覺體驗。
（圖片來源：Muhammad M. Hussain）
技術
智能手錶、移動設備和電視中使用的平板顯示器是依靠平面晶體管電路，實現高解析度和快速成像。這些電路中，薄膜晶體管就像開關一樣，控制著激活單個圖像單元（像素）的電流，這些像素由發光二極體（LED）或者液晶組成。
未來，顯示器需要提高解析度和幀率，提供更好的視覺體驗。晶體管小型化能夠增強解析度，溝道材料更高的場效應遷移率則可以同時滿足這些需求。它是通過在施加電壓的條件下，促進觸點之間的電子和空穴的流動，從而使得晶體管切換得更加快速，佔據的像素麵積更小。
迄今為止，非晶氧化物半導體材料，例如：氧化鋅和銦鎵氧化鋅，為晶體管的溝道提供了適度的遷移率。但是，縮小這些晶體管尺寸的代價昂貴，而且還會引入缺陷，例如：短溝道效應。團隊的領導者 Muhammad Hussain 表示，短溝道效應將增加功耗，降低性能。
作為一個替代方案，Hussain 團隊設計出一種非平面的垂直半導體鰭狀結構。這種結構側向互聯形成波紋狀的晶體管陣列。研究人員選擇氧化鋅作為激活的溝道材料，並在硅基材上生成波紋狀架構，然後使用低溫工藝將它轉移到柔軟的聚合物載體上。
（圖片來源：參考資料【2】）
（圖片來源：參考資料【2】）
價值
多虧了垂直定向，研究人員們將晶體管放寬了70%，而且不會增加它們佔有的像素麵積，使得晶體管性能翻倍。這種波紋狀的陣列降低了短溝道效應，並且比平面產品具有更高的導通電壓穩定性。
更進一步說，在概念設計實驗中，它們驅動柔性LED的輸出功率是傳統方案的兩倍。Hussain 表示：「這種LED更加明亮，而且不會提升功耗。」
超高解析度的柔性顯示器將惠及下一代移動電子設備，例如：現場即時的醫療診斷設備。
關鍵字
顯示器、柔性電子、晶體管
參考資料
【1】https://discovery.kaust.edu.sa/en/article/459/making%250awaves-for-ultrahigh-definition-displays
【2】Hanna, A.N., Kutbee, A.T., Subedi, R.C., Ooi, B. & Hussain, M.M. Wavy architecture thin-film transistor for ultra-high resolution flexible displays. Small advance online publication, 13 November 2017.
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