TFT
정의
디스플레이의 기본 단위인 픽셀(Pixel)을 제어하는, 일종의 스위치 역할을 담당하는 반도체 소자
구조
– 게이트(Gate) 전극: 활성층의 전류를 흐르거나 흐르지 않게 조절합니다.
– 게이트(Gate) 절연막: 게이트(Gate) 전극과 활성층을 분리해주는 역할을 합니다.
(둘 사이가 붙어있으면 TFT 역할을 제대로 할 수 없습니다)
– 소스(Source)/드레인(Drain): 전자를 공급하고, 받는 역할을 합니다. (DATA 전극)
– 보호막: 공정 중 기판 이동 중에 생기는 스크래치나 수분침투로 발생하는 손상을 방지합니다.
공정 순서
종류
1) a-Si(Amorphous Silicon) – 비정질 실리콘
- 공정 자체도 복잡하지 않다.
- 수율도 높다
-
초기 LCD에 많이 활용
-
- 낮은 전자 이동도
- ‘비정질’이라는 게 원자, 이온, 분자 등이 규칙적으로 배열되어 있지 않은 고체 물질을 뜻하기 때문
: OLED의 경우 이 TFT를 단순히 전기적 스위치로만 사용하지 않고, 전류를 정밀하게 제어하는 용도로 사용합니다. 그래서 특히, OLED에서 전자 이동도가 높은 TFT를 사용하기 위해 많이 노력
2) LTPS(Low Temperature Poly Silicon) – 저온 폴리 실리콘
-
- a-Si TFT보다 빠른 전자 이동속도
- 특수 레이저 공정을 더해 전자 이동도를 100배 이상 높인 TFT
- 고해상도를 요구하는 LCD나 TFT로 정밀한 전류제어가 필요한 OLED 패널 시장에서 각광
- 기존 a-Si 생산라인을 활용할 수 없다
- 제조 단가가 비싸다
- 대형 공정이 어려워 중소형 고해상도 LCD나 OLED를 제작하는데 주로 LTPS TFT를 사용
3) Oxide – 산화물
- a-Si TFT보다 약 10배 빠른 전자이동으로 빠른 응답속도를 가진다.
- LTPS TFT보다 쉽고 저렴한 비용으로 대형 화면을 만들수 있다.
- 기존 a-Si TFT 공정을 이용하여 제조할 수 있다.(비용절감)
- LTPS TFT보다 균일도가 높아 대형화면 제조에 유리하다.
- 다양한 형태의 절연막을 기판으로 사용할 수 있어 유리, 플라스틱, 종이 등에 증착하여 제조할 수 있다.
- 현재 In(인듐), Ga(갈륨), Zn(아연), O(산소)를 결합한 IGZO라는 산화물을 사용하는데 이 외에도 여러가지 조성으로 연구중에 있다.[1]
- Oxide TFT는 빛과 산소, 수소, 수분에 열화되는 현상이 나타난다. 이중 수소가 안정성에 큰 영향을 준다고 발표되었다.
TFT의 종류 비교
| a-Si | LTPS | Oxide TFT | |
|---|---|---|---|
| 전자 이동 속도 | 1 | 100 | 10 |
| 확장성 | 100인치 이상 | 50인치 이하 | 100인치 가능 |
| 비용 | 낮음 | 높음 | 보통 |