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IGZOが液晶や有機ELのTFTに普及!IGZOにも種類がある?

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アモルファスシリコン(a-Si)や低温ポリシリコン(LTPS)とともに、液晶ディスプレイや有機ELディスプレイのTFT材料として重要なIGZOが活用されています。それぞれに特徴がありますが、IGZOにも種類があるようです。以下に紹介します。

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IGZOが液晶や有機ELのTFTに普及

IGZOとは、インジウム (Indium) 、ガリウム (Gallium) 、亜鉛 (Zinc) の酸化物InGaZnOのことで、「イグゾー」と呼ばれています。IGZOを液晶や有機ELのTFTとして用いた場合、a-Siの20~50倍の電子移動度を発揮します。LTPSはIGZOよりもさらに高い電子移動を発揮しますが、IGZOの方が格段にリーク電流が少ない(LTPSの1000分の1)という特徴があります。またLTPSよりもIGZOの方が大型のディスプレイに適用しやすいと言われています。

シャープが2012年4月に、世界で初めてIGZOのTFTを搭載した液晶ディスプレイの量産を開始しました。現在では、SamsungやLGもIGZOを搭載した液晶・有機ELディスプレイを量産しています。1社だけの特別な技術ではなく、普及機を迎えています。

IGZOにも種類がある?

IGZOは、歴史をたどると、以下のようになります。

まず1985年に科学技術庁無機材質研究所(独立行政法人物質・材料研究機構の前身)の君塚昇氏が、世界で初めて単結晶IGZOの合成に成功しました。

2004年に東京工業大学の細野秀雄教授らが「アモルファスIGZO-薄膜トランジスタ(TFT)」を開発し、学術論文誌「Nature」に発表しました。この際に関連の特許を科学技術振興機構(JST)と協力して出願しています。

2009年に株式会社半導体エネルギー研究所がアモルファスでも単結晶でもない「c-axis aligned crystal(CAAC) IGZO」を開発しました。。

あまりに専門的なことは省略するとしても、ここまでの説明から、IGZOと言ってもアモルファスのもの、単結晶のもの、単結晶でもアモルファスでもないもの(*多結晶やアモルファス部分と結晶部分が混在しているもの)などが存在していることが分かるでしょう。それぞれに特徴がありますが、ここでは割愛します。


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IGZO特許とライセンス

前述のように東京工業大学の細野秀雄教授らがJSTと協力してIGZOの関連特許を出願し、特許化しました。これはJSTの創造科学技術推進事業(ERATO)などの研究プロジェクトのリーダーを細野教授が務めていたことによります。したがって、関連の特許はJSTが保有しています。

これらの特許を韓国のSamsung Electronics社へのライセンス供与したことを、2011年7月20日にJSTと東京工業大学が共同発表しました。韓国勢の猛攻で、日本のディスプレイ産業は窮地に追い込まれた経緯がありましたので、国費で研究した技術をその韓国勢にライセンスすることに対して、国内から批判の声が上がりました。そのため、JSTや東工大では、「まず最初の日本メーカーに声をかけてライセンス供与を打診したが、すべてのメーカーが必要ないと判断して断ったため、ライセンスに至らなかった」旨を説明していました。

日本メーカーがライセンスを断ったのであれば、JSTから海外企業へライセンスすることも妥当でしょう。あれから国内のディスプレイパネル生産は大幅に縮小され、韓国などの海外勢とは規模的にも非常に小さくなってしまいました。そうであれば、特許のライセンス収入だけでも日本に還流する方が良いでしょう。特許は実施されなければ、技術としては世の中に貢献しませんので。

その後、シャープもJSTからライセンスを受け、現在では国内と国外の企業10社以上がライセンスを受けています。これは、前述のように細野教授の論文発表はアモルファスIGZOでしたが、特許としては単結晶、多結晶、微結晶、アモルファスのいずれの薄膜構造に対しても特許出願し、権利化したためです。

まとめ

IGZOの種類と特許のライセンスなどについて紹介しました。日本から生まれた重要な技術です。

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