JST(科学技術振興機構)は平成23年7月20日に、東京工業大学の細野 秀雄 教授らが発明した高性能の薄膜トランジスターに関する特許のライセンス契約をサムスン電子と締結。
細野教授は1995年に、高い電子移動度を備えた「透明アモルファス酸化物半導体(TAOS:Transparent Amorphous Oxide Semiconductors)」の設計指針を提唱。その後、細野教授自身がリーダーを務めたJST 創造科学技術推進事業(ERATO)および戦略的創造研究推進事業 発展研究(ERATO-SORST)で、TAOSの1つであるIGZO)(インジウムIn-ガリウムGa-亜鉛Zn-酸素O)を使ったTFTを室温で作製し、2004年に英国科学雑誌「Nature」で発表。IGZOを使ったTFTは、これまでのディスプレイで使用されているアモルファスシリコン注4)に比べて電子移動度が10~20倍程度高いことから約10倍の高解像度化が可能で、さらに既存の材料と比べて低温で、しかも容易にプラスチックフィルム上でも作製できることから、今後用途が広がるものと期待されている。


この論文が契機となって、国内外のディスプレイメーカーなどが相次いで応用研究を開始し、サムスン電子株式会社を始めとした多くの企業から、IGZO TFTを用いた高解像度・3次元・大型液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイなどの試作品が発表された。
今回、世界トップのディスプレイメーカーと契約することは、ディスプレイ業界における高解像度・3次元・大型液晶ディスプレイ製品への応用を促すとともに、スマートフォンやタブレット端末に代表される中小型ディスプレイ、さらには、電子ペーパーなどへのIGZO TFTの応用を加速するもので、今後ほかのディスプレイメーカーからも同様の動きが期待される。市場が10兆円規模とも言われる世界のディスプレイ産業へ、日本発の基礎研究の成果が大きなインパクトをもたらすものと期待される。
これまでのTFTでは、水素化アモルファスシリコン(通称:アモルファスシリコン)が使われているが、今後のディスプレイの高度化にはTFTの高移動度化が必要であるため、この半導体材料では対応が困難であることが以前から指摘されており、これに代わる新たな半導体材料の創出が待ち望まれていた。
細野教授は1995年に神戸で開催された「第16回アモルファス半導体に関する国際会議」において、TAOSという新たな物質の設計指針を提唱。発表当時は、まだ世界の関係者の注目をほとんど集めない状況であったが、細野教授は1999年に、JST ERATOの総括責任者(プロジェクトリーダー)として採択され、自身の設計指針の確かさを実証する研究に着手。2004年には、TAOSの1つであるIGZOを成膜したTFTが、低温プロセスでの蒸着やスパッタリングにより極めて簡便にプラスチックフィルム上に作製可能なこと、かつそのTFTがアモルファスシリコンTFTよりも1桁高い電子移動度を示すことを発見し、同年3月に特許を出願、その後同年11月に英国科学雑誌「Nature」で研究成果を発表。
この発明を受けて、国内外のディスプレイメーカーが応用研究を開始。特に2009年頃からは、IGZO TFTを搭載した高解像度・3次元・大型液晶ディスプレイや有機ELディスプレイの試作・展示が国内外の国際会議や展示会で目立つようになった。今回のライセンス契約を締結したサムスン電子も、早くから応用研究を手がけ、2010年11月に幕張で開催されたフラットパネルディスプレイの国際会議で、高解像度(3,840×2,160ピクセル)・3次元(1秒あたりの動画処理数を示すフレーム周波数は240Hz)・70インチの液晶ディスプレイを展示して世界のディスプレイ関係者に驚きを与えるとともに、早期の実用化を期待させるようになった。
今回、IGZO TFTに関する特許のライセンス契約を締結するサムスン電子のほか、国内外のディスプレイメーカーからも同様の動きが期待される。
細野教授は、「使われてこそ材料、との信条から、内外の企業に分け隔てなくライセンスしたいとの強い希望を当初から持っていた。大学の基礎研究の成果から、文字通り目に見える製品が出てきた例になれば、材料研究者として本望」とコメントしてる。ディスプレイ産業におけるさまざまなニーズの高まりとともに、この産業への日本の基礎研究発の成果である「IGZO TFTの参入」には、今後も大きな期待を寄せることが出来る。