Lanthanide‐doped indium zinc oxide (Ln‐IZO) was employed as the active channel layer (ACT) of thin film transistors (TFTs). The, Ln‐IZO, single‐1 ACT‐based TFT exhibited a high mobility and a small threshold voltage shift (∆VTH) within −1 V after 1‐hour negative bias temperature illumination stress (NBTIS). However, the corresponding ∆ VTH of 1‐hour positive bias temperature stress (PBTS) was as large as over 8 V. Optimized stacked structures of the ACT were adopted and obtained a significantly improved stability of PBTS. TFTs based on double‐2 ACT (Ln‐IZO/IGZO‐1) and triple‐2 ACT (Ln‐IZO/IGZO‐1/IGZO‐2) exhibited significantly lower ∆VTHs of 1.79 and 1.62 V under PBTS, respectively. Meanwhile, the excellent NBTIS stability with ∆VTH within −1 V was maintained for both double‐2‐ and triple‐2‐based TFTs. Furthermore, an appreciated VTH uniformity was obtained for triple‐2‐based TFTs, with a narrow range width of only 0.5 V. At the same time, we proposed a PBTS fitting model, using the stretched power‐law function, ∆ VTH = kTr for the deterioration of Ln‐oxide TFTs under long‐term operation. According to the proposed model, the ∆VTH could be maintained within 6 V even after 200‐hour PBTS for TFT based on triple‐2.

In this paper, the mechanism of Dark‐Spot defect in thin film transistor liquid crystal display (TFT‐LCD) and its improvement measures are studied. The Dark‐Spot defect has a strong correlation with Polymer Film on Array (PFA) materials through stress analysis, and the defect can be reduced by a series of improvement we provided from PFA process adjusting and material formula optimizing.

Abstract It is generally accepted that there is a trade-off relationship between mobility and stability for oxide thin film transistor (TFT) devices. Different doping ratios of Ln praseodymium (Pr) into indium (In) zinc (Zn) oxide have been employed as the active layer to get 1# and 2# amorphous oxide semiconductor (AOS) TFTs in this work. The 1#-based TFTs exhibited a high mobility of 49.84 cm2 V−1 s−1 due to the increased concentration of In. By further elevating the Pr doping ratio of the film, the 2#-based TFT obtained both a good mobility of 26.65 cm2 V−1 s−1, and a promising stability, showing a positive-bias temperature stress (PBTS) stability of ∆VTH = 1.56 V and a negative-bias temperature illumination stress (NBTIS) stability of ∆VTH = −1.47 V. It was revealed that the low energy charge transfer state of Pr in 2# film absorbs the visible light, leading to suppressed photo-induced carriers and thus a good illumination reliability of the 2#-based TFTs. In practice, the LCD panel based 2# ACT TFT shows a well stable performance even under 10000-nit illumination. The result indicates a promising strategy to accelerate the commercialization of AOS TFTs to large-panel display production.

The intrinsic electrical and mechanical properties of cells are not only valuable biophysical markers reflective of physiological conditions but also play important roles in the development and progression of human diseases. Existing single-cell techniques are restricted to assessing either mechanical or electrical properties. We introduce the development of electro-deformation spectroscopy (EDS), namely the frequency-dependent electro-deformation, as a new method for simultaneous electrical and mechanical characterization of individual cells in suspension. To facilitate the practical use of this technology, we developed a testing procedure that evaluates red blood cells (RBCs) directly from whole blood in a simple microfluidic system, employing an electric field magnitude of 34 kV/m over a frequency range of 15 MHz to 100 kHz. The EDS measurement is performed under stationary conditions without special cell stabilization, at a moderate throughput of 50-100 cells per minute. We develop an experimental-computational framework to decouple cell electromechanics by optimizing the most suitable parameters of the relative permittivity of cell membrane, cytoplasm electrical conductivity, and membrane shear modulus. This technique, tested on RBCs from 4 healthy human samples, revealed membrane relative permittivity of 3.6 - 5.8, membrane shear modulus of 2.2 - 2.8 µN/m, and cytoplasm conductivity of 0.47 - 0.81 S/m. EDS analysis identifies the marked intrasample heterogeneity and individual variability in both cellular electrical and mechanical properties. The EDS framework can be readily used to test RBCs across different species, pathological states, and other cell types of similar structures as RBCs. STATEMENT OF SIGNIFICANCE: : This work introduces electro-deformation spectroscopy (EDS) as a unified method for simultaneous electrical and mechanical characterization of single cells in suspension. This is the first-of-its-kind technology for such purposes. EDS can be performed in a simple microfluidic system with minimal sample preparation, making it a convenient and powerful tool for label-free, non-invasive single-cell analysis. We validate the applicability of EDS by measuring the intrasample heterogeneity and individual variability based on the electromechanical parameters of interest for human red blood cells. Single-cell EDS has the potential to enable rapid and reliable detection of cellular changes by diseases or drug treatments and provide insights into the fundamental bioelectromechanical mechanisms of cellular adaptation and dysfunction. This work advances the field of single-cell analysis and contributes to the development of biomaterials and biotechnologies based on cellular electromechanics.