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디스플레이공학
2
고개구율 구조 보통 구조 IPS 구조
VA Mode TN Mode IPS Mode
고개구율 구조
보통 구조
IPS 구조
개구율
70% 이상
50-70 %
40% 미만
VA Mode
TN Mode
IPS Mode
시야각
140, 120
90, 40
140,140 이상
TFT 수평구조 (휘도 대응) 와 액정 모드 (시야각 대응) 단면도
액정 Mode
TFT 구조
디스플레이공학
3
· Mobility : 0.5㎠/Vs
· Highly Uniform TFTs
· Simple Process
a-Si TFT
·Mobility : 50~200㎠/Vs
·Integrated Driver
·200 ppi High Resolution
poly-Si TFT
· Mobility > 600㎠/Vs
· System on Glass
· “Glass Semiconductor”
x-Si TFT
Gate Driving IC Gate Driving IC
Data Driving IC Control IC Data Driving IC
Gate Driving IC
a-Si
TFT-LCD
Timing
controllerS/Hcontrol
IC
p-Si
TFT-LCD
x-Si
TFT-LCD
기술의 핵심성
디스플레이공학
6
고온폴리 실리콘 TFT LCD System 구성
입력신호 Leve Shift
입력신호의 진폭 전압
구동전압으로 승압
수직구동회로
화소 Tr On위한 Pluse 전송
수평구동회로
HSW를 순차 On
Video 신호를 신호선 전송
Pre charge
Uniformity 개선
신호선을 Pre charge
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7
TFT 특성 비교
O△OTFT 특성 안정성 / 균질성
X
≤ 2inch
△
≤ 15 inch
O
≤ 50 inch (?)대형화
큼
(∵트랜지스트 작음)
10~ 500cm2/v.sec
적용
Top Gate 구조
Self align
<450 ℃
Glass
Poly- Si TFT
(저온공정)
큼
(∵트랜지스트 작음)작음개구율
30~100cm2/v.sec
적용
0.5~1cm2/v.sec
불가능
전자이동도
Driver내장Transistor 특성
Top Gate 구조
Self align
Bottom Gate 구조
Key align
구조
소스/드레인Device 구조
1000℃ 이상
Quartz
Max. 350℃
Glass
온도
기판제조공정
Poly- Si TFT
(고온공정)a- Si TFT항목
디스플레이공학
8
고온폴리 TFT LCD 구조적 특징
차광구조
평탄화
정전용량
Microlens
Patterned Spacer
회로내장
고내광성 재료기술
방진 Glass 구조
색얼룩 보정 IC 기술
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차광구조
광누설전류(Photo Leakage current) , 빛에 의한 누설전류
평탄화
Rubbing 균일성 확보. 배향막 코팅/액정 배향균일성에 악영향
정전용량
화소전압 유지. 다층구조의 정전용량기
Microlens
개구율값을 높이기 위함
Patterned Spacer
Spacer를 산포
-원하는 부분에 화소결함 Spacer
회로내장
Gate 및 Data 구동회로 기판 위 집적
고내광성 재료기술
휘도가 증가-광원의 휘도를 높임-고내광성이 필요
방진 Glass 구조
부유 먼지 defocusing
색얼룩 보정 IC 기술
액정에 걸리는 전압 -Offset
고온폴리 TFT LCD 구조적 특징
디스플레이공학
10
Front Projector
Electric View Finder
Head Mounted Display
Rear Projection TV
고온폴리 TFT LCD의 Application
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13
하지 SiO2
a-Si(45nm)
탈수소처리
ELA
Poly-si의 P/L
Gate 절연층(SiO2)
Sputter막 형성
Al 표면양극산화
Al 의 P/L
측면 양극산화
(제3층 양극산화)
Gate 절연층 etching
측벽양극산화 측벽제거
Ion Doping/Activation
Sin
Contact Hole
Ti/Al/Ti
저온 Poly-Si TFT LCD 공정예 (Top Gate)
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Al 전극 형성과 P/L
Al전극의 P/L
Al 표면 양극산화
Gate 절연층/a-Si 연속 형성
ELA
a-Si 층 형성
a-Si/p-Si etching
CVD막 형성
Cr/Al 연속 Sputter
Cr/Al etching
N+ SiNx 전극 etching
저온 Poly-Si TFT LCD 공정예
(Bottom Gate)
디스플레이공학
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Top gate / bottom gate 원리적 소자구조 확립
top gate는 특성이 안정화
bottom gate는 외부광에 대한 우려 없음
bottom gate가 a-Si TFT 라인의 전용이 용이
레이저 어닐통한 Poly-si 형성
top gate 는 Poly-si 를 형성 후, 인과 boron을 이온 주입
bottom gate 는 이온 주입후 레이저 어닐
PECVD로 직접, 불순물을 혼입한 a-Si를 deposition하는 방법은 사용되지 않음
Poly-si TFT 제조장치의 Key
PECVD
laser anneal 장치
이온 주입 장치
저온 Poly-Si TFT
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a-Si 형성a-Si를 형성하여 어닐을 통해 Poly-Si 막을 얻음PECVD를 통해 a-Si 막 형성
탈수소 처리PECVD를 통해 a-Si 막 형성 – 약 10%의 수소가 포함 – Si막 박리
>배치방식에 의한 탈수소 처리: 430도 2시간 열처리>엑시머 레이저에 의한 탈수소 처리 : 저_고 출력 어닐>최초 수소농도 2%이하의 a-Si 막 형성 : Rf power 를 낮춤>a-Si 막 형성을 진공층착
다결정화200w 엑시머 레이저구동회로부만 Poly-Si 화 하는 방식 _ YAG레이저
저온 Poly-Si TFT 의 요소기술 1
디스플레이공학
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Ioff전류의 저감대책
>구동회로부만 저온 Poly-Si TFT 화>Multi transistor구조 : NMOS를 두개이상 직렬 배열 _ Ioff 전류의 저감>offset구조 : source drain과 gate 전극 직하의 채널부와의 사이에
고저항 영역을 설치>LDD 구조 (lightly doped drain) :> Wing 구조 : gate 전극 상에 절연층을 사이로, 서브 gate전극을 이용
gate가on 시에는 큰 drain 전류가 off시에는 리크전류를낮게 억제
역치전압(Vth)제어a-Si 형성시에 boron을 홉입시켜, Vth 제어
저온 Poly-Si TFT 의 요소기술 2
디스플레이공학
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유기 반도체를 이용한 응용 연구의 영역 확장
• 전자파 차폐막, 캐패시터, 유기 EL 디스플레이, 유기 박막 트랜지스터, 태양 전지,
• 다광자 흡수 현상을 이용한 메모리 소자.
유기 트랜지스터의 응용 분야
유기 박막트랜지스터
디스플레이공학
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S D
I
G
_ +
_ +
_ +
_ +
_ +
_ +
_ +
_ +
_ +
_ +
_ +
_ +
_ +
_ +
_ +
_ +
_ +
_ +
_ +
_ +
_ +
_ +
_ +
_ +
_ +
_ +
S D
I
G
_ +
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_ + _ + _ + _ + _ + _ +_ +
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S D
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_ +
_ +
_ +
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_ +
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_ +
_ +
_ +
_ +
_ +
_ +
_ +
_ +
_ +
_ +
_ +
_ +
_ +
_ +
_ +
(a)
(a)(b)
(c)
_ _ _ _ _ _
+ + + + + +
+ + + + +
_ _ _ _ _
유기트랜지스터의 구조및 동작 원리
디스플레이공학
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유기반도체 재료소자의 성능을 나타낼 정도의 높은 전하 이동도>Pentacene - 약 2.7cm2/Vs ,비정질 보단 우수, 다결정보단 저조
구조적으로 반도체 결합을 유지, 폴라론 형성 않도록반도체의 설계/합성 또는 도핑을 응용함으로써 전하이동도 증가
유기반도체재료에 따른트랜지스터의 특성변화
유기 트랜지스터의 기술
디스플레이공학
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유전체낮은 온도에서 박막 형성, 유전율/절연 특성이 크거나 좋아야 함.일정정도의 구부림에 균열 발생이 없어야 함.
유기유전체의 물리적 특성 무기유전체의 물리적 특성
유기 트랜지스터의 기술
디스플레이공학
23
Contacts고분자 막과 금 박막사이의 접착력이 불량하여 부가적인 저항이 작용
>> 소자의 특성 저하전도특성이 좋고 일함수가 높고 유기물과 접착력이 우수한 재료/공정
예) 금과 Pentacene ohmic contact 이 형성되지 않음.p-type 의 경우 일함수 가 비슷하여 contact 문제만 해결n-type 의 경우 일함수 차이가 크기 때문에
금속 일함수 shift 기술 필요
>> 금속표면에 유기 단분자 막을 자기 조립법으로 제작 후유기반도체를 증착하는 방법이 시도.
유기 트랜지스터의 기술
디스플레이공학
24
유기 트랜지스터의 기술
기판실리콘과 유리 >>> 플라스틱유리전이 온도가 높은 내열성 플라스틱 기판의 개발 필요.표면 거칠기가 좋고 기계적 강도, 기판의 투과도가 좋아야함.배면에 산소와 수분의 투과를 막아줄 보호막의 증착이 필수적.
대표적 플라스틱 기판의 물리적 성질
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25
유기트랜지스터의 기술
Under coated layer (resin)
Plastic (PES, PET, PE)
Inorganic material
Over coated layer (resin)
Plastic (PES, PET, PE)
Inorganic material
Plastic (PES, PET, PE)
Under coated layer (resin)
Plastic (PES, PET, PE)
Under coated layer (resin)
Plastic (PES, PET, PE)
Inorganic material
Over coated layer (resin)
Plastic (PES, PET, PE)
Inorganic material
Plastic (PES, PET, PE)
Under coated layer (resin)
Plastic (PES, PET, PE)Plastic (PES, PET, PE)
기판의 투습도 및 투산소도 향상을 위한 다층박막 코팅 방법
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Barrier Capability is function of:
◈ Substrate permeability
◈ Coating permeability
◈ Coating defects
Typical permeability of 10 -1 to 10-2
◈ Marginal performance for LCD; unacceptable for OLED
10-6
10-5
10-4
10-3
10-2
10-1
100
10 1
10 2
10 3
10-6
10-5
10-4
10-3
10-2
10-1
100
10 1
10 2
10 3Water V
ap
or P
erm
eab
ilit
y
(g
m/
m2
/d
ay @
25°C
▣ Inorganic coatings
◈ Improves 10X
▣ Organic coatings
◈ Improves 10X
▣ Plastic film and sheet
◈ 10 to 1000 gm/m2/day
TARGET
Plastic Substrate
Inorganic Coating
Organic Coating
Plastic Substrate
Inorganic Coating
Organic Coating
유기 트랜지스터의 기술
플라스틱 기판의 내투습도 및 내산소도 조건
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27
기판 엽렬(수평으로 금이 가며 쪼개짐) delamination
기판 및 박막에 금이 감Crack
기판 및 박막이 수축됨(움츠러듬)Shrinkage
시간이 지날수록 박막의 특성 열화Long term fatigue
박막이 벗겨짐Film peeling
기판 및 박막이 늘어남Strain
기판 및 박막이 휘어짐Bending
현 상문 제
기판 엽렬(수평으로 금이 가며 쪼개짐) delamination
기판 및 박막에 금이 감Crack
기판 및 박막이 수축됨(움츠러듬)Shrinkage
시간이 지날수록 박막의 특성 열화Long term fatigue
박막이 벗겨짐Film peeling
기판 및 박막이 늘어남Strain
기판 및 박막이 휘어짐Bending
현 상문 제
유기 트랜지스터의 기술
TFT 소자 제작시 고려되는 기판의 특성
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28
유기 트랜지스터의 기술
1) 광학적 특성의 저하
각 기판에 최대 공정 온도 초과 시 문제 발생.
기판의 수축(shrink) 및 변형(deform)에 의한 optical property가 저하.
2) 정렬이상
온도에 의한 기판의 수축 및 팽창을 고려.
Photo- lithography 공정시 alignment 문제를 야기.
3) Thermal stress 문제 해결
증착 하기 전에 미리 열처리하는 Preshrink 처리를 하여 기판의 변형에 대한 내구성을향상.
저온공정을 통한 온도의 급격한 변화 방지하여 Thermal mismatch 문제를 최소화.
4) Mechanical stress
Device film 에서 기계적인 스트레스를 고려.
5) 박막의 adhesion
유기물(polymer)에 대한 무기물(SiO2, SiNx, a-Si, Al 등)의
접착도(adhesion) 떨어지므로 이를 고려.
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유기 트랜지스터의 기술
Crystallization bigger mobility
> L, I, S, D, GB는각각 phonon, impurity, surface, defect, grain boundary
> 이동도 요소 중 그 값이 가장 작은 것에 주로 지배. 따라서 각 항목의 값을 크게 유지_ 전체 이동도를 향상.
Patterning> double-layer photoresist (Novalak/ PMMA) technique41, > 절단 벽을 사용하는 방법, > 보호막 형성 후 산소 플라즈마로 에칭하는 방법
디스플레이공학
30
유기 트랜지스터의 기술
플라스틱 유기 EL의 Thin Film Passivation 기술
1)유기물을 이용한 passivation
반응성 모노머를 OLED에 증착 혹은 도포 후 중합을 통해 경화된
passivation 박막을 얻는 방법
반응이 완료된 고분자를 증착을 통해 OLED의 passivation 박막
[올레핀계 고분자 (polyethylene, polypropylene), 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET),
Fluororesin, 폴리실록산 (polysiloxane)
2)무기물을 이용한 passivation
Al_Ag, Li_In, Dielectric material (SiN, SiON, SiO),
게르마늄 디옥사이드 (GeO2))
3)액상을 이용한 passivation
fluorocarbon liquid를 사용
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36
Advantages of Polymer Compared to Glass Substratesmore rugged
lighter weight
more compact
conformal
flexible
roll-to-roll compatible
Disadvantagesmuch lower processing temperatures
poor thermal stability
surface roughness
susceptible to chemicals
nascent display and TFT fabrication technology
Display on flexible substrate
Front surface : Protect thermal diffusion ( deposition or crystallization)
Back surface :Balance thermal stress ( from substrate heater)
CVD or Sputtered
SiNX, SiO2
Plastic substrate
Buffer layer
디스플레이공학
41
고 개구율 기술
TFT-LCD 고개구율화 ----- 저 소비전력
TFT 성능 향상 : 전계효과 이동도 향상 기생 용량 저감 : TFT 소형화, Self-aligned TFT 저저항 Bus line : 저저항 금속 재료, 평탄화된 thick line 배선의 미세화 : B/M on Array, C/F on Array
COA AOC
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42
고개구율 특허
[5641974(미국) OIS Inc.]
[149311(한국) 삼성전자]
층간 절연체로는 유전 상수가 적은 물질
두꺼운 절연층 형성
화소 전극과 배선간의 기생 용량 저감
디스플레이공학
43
Self-Alignment
Semi Self-Aligned a-Si TFT
(Back-Side Exposure)
Fully Self-Aligned a-Si TFT(Silicide/Ion Doping)
Fully Self-Aligned a-Si TFT(Laser Annealed n+ Poly-Si)
Self-Alignment -- TFT 소형화 -- 개구율 향상기생 용량 저감 -- 화질 개선
보조 용량 축소 -- 개구율 향상
디스플레이공학
44
Self-Alignment TFT 특허
• 반도체층 위에 게이트 전극과 완전정렬되는 보호절연층 형성
기생 용량을 없애고
반도체 층을 빛에 노출되지 않게 보호
Matsushita Electric Ind Co.
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TFT 구조/Gate 전극
• 반도체 층 식각 시 기판 쪽에서 UV 노광
• 게이트 전극의 귀퉁이 경사도를 유지(Taper 구조)
누설 전류 저감
고 On/Off 전류비
절연막과 활성화층의
접합상태를 개선
디스플레이공학
46
3-Mask TFT 공정/구조
• 반도체 층 성막
• 도핑된 반도체 층 형성
• 금속층 형성
• 첫 번째 마스크 사용
소스와 드레인 전극 형성
• 절연막 형성
• 금속층 성막
• 두 번째 마스크 사용
게이트 전극 형성
• 투명전극 전면 증착
• 세 번째 마스크 사용
화소전극을 구성한다.
[333180(한국) 하이닉스반도체]
디스플레이공학
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Vapor Phase Polymerization
• Vapor PhasePolymerization
(미국) Exxon Research and Engineering
유기 고분자 박막 열적 안정Doping없이 100~900(Ωcm-1) 전기 전도도
Large Substrates, Webs
Efficient Materials Use
Low Source Cross-Contamination
High Control of Doping
Higher Throughput
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48
유기 TFT 특허 1
Orientation Film 사용, 유기 반도체 층이 일정한 배향성 유지
유기 반도체 층의 분자 배향에 따른 이동도의 이방성 높은 이동도를
얻을 수 있다 [6326640(미국) Motorola Inc.]
하부 전극 구조를 사용, 그 위에 Thiol Compound 처리하여 성막되는 유기 반도체 층을 자기 정렬 [6335539(미국) IBM Corp. ]
디스플레이공학
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유기TFT 특허 2
인가 전압에 따라 n-type 또는 p-type 특성의 TFT 15 nm의 α-6T와 40 nm의 C60 사용 대기 노출에 의한 반도체 층의 퇴화 현상 방지: 40 nm의 α-6T막 증착
[6278127(미국) Agere Systems Guardian Corp.]
Organic-inorganic Hybrid 물질을 반도체 층으로 사용
무기물에서의 높은 이동도, 유기물의 성막이 단순하며 자기 정렬 [6180956(미국) IBM Corp. ]
디스플레이공학
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유기TFT-LCD
대면적에 단순한 방법으로 LCD 구동을 위한 OTFT 제작 전체 공정 단순화
생산비 절감 효과
[6060333(미국) Mitsubishi Electric Corp. ]
디스플레이공학
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Poly-Si 결정화 기술
HTPS(High Temperature Poly-Silicon)LTPS(Low Temperature Poly-Silicon)
As-deposited (LPCVD) SPC(Solid Phase Crystallization) ELA(Excimer Laser Annealing) RTA(Rapid Thermal Annealing) CGS(Contimuous Grain Silicon) SLG(Super-Lateral Growth) CW(Continuous Wave) Laser MIC(Metal Induced Crystallization)
MILC(Metal Induced Lateral Crystallization) SLS(Sequential Lateral Solidification) AMFC(Alternative Magnetic Field Crystallization) FALC (Field Assisted Lateral Crystallization)
디스플레이공학
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ELA 기술 특허
활성층의 측면을 레이저광 조사로 어닐링활성층 측면에 패터닝 때 생긴 결함 집중결함에 기인하여 Off 전류 발생활성층 측면의 결정성 향상, 결함 감소, Off전류 감소.[3124445(일본) Semiconductor Energy Lab].
레이저 빔을 끝부분이 겹치게 스캔하는 방법
[269350(한국) LG.필립스 LCD]
디스플레이공학
55
MIC 특허 1
• 결정화 촉진을 위해 니켈과 같은 금속 박막을도포하여 실리콘 박막의 측면에 접촉시켜 그 영역에 니켈의 농도를 높이고 그 영역으로부터 채널이 형성될 a-Si 박막 내부로 결정이
• 결정립 경계면은 게이트 전극에 수직, 게이트전극의 중앙 부근에 형성
• 결정립 경계면은 드레인과 채널 형성지역 경계에 더 이상 존재하지 않게 된다.
• 누설 전류 감소
[2762215(일본) Semiconductor Energy Lab Co.]
디스플레이공학
56
MIC 특허 2
• 촉매 요소가 a-Si 막에 삽입되어 a-Si 박막이 일반적인 a-Si의 결정화 온도보다 낮은 온도에서 어닐링하여 a-Si을 선택적으로결정화
• 결정화된 구역은 구동회로로 TFT로 사용
• 비정질 상태인 부분은 화소용 TFT로 사용
[1993-78999(일본) Semiconductor Energy Lab Co.]
디스플레이공학
57
AMFC 개념도와 결정화 속도 비교
B
Glass
A-Si film
External Heating
B
Glass
A-Si film
External Heating
0 120 240 360 480 6000
50
100
150
200
250
300
AMFC : 430oC 250G
SPC : 600oC
AMFC SPC
(111)
peak in
ten
sit
yAnnealing Time (min.)
Field-enhanced movement of charged defects
Selective joule heating of amorphous Si films
디스플레이공학
62
저저항 배선 특허
Al, Ag, Cu 배선 기술 Ag, Cu : 접착력 Ag : Electromigration Al : Hill-rock, Diffusion
Al, Cu, Ag-based Alloy
주입된 이온에 의한 Al 복합층 형성.Hillock 줄여줄 수 있으며, Al 복합층은 낮은 저항성을 가진며, ITO와 직접 연결 가능추가적인 Photolithography 공정을 단순화 가능 [208024(한국) 삼성전자]
디스플레이공학
63
향후 전망 ----- 평판 디스플레이 기술
새로운 개념의 미래형 정보디스플레이 개발 필요.
대화면, 고화질, 고밀도, 고정세, 저전력, 신기능 디스플레이 개발 요구
유기물의 고유한 장점 이용한 경량, 박형, 초절전 표시장치 필요.
디스플레이공학
65
Challenges of TFT Research and Developments
Organic
Gate Insulator
Interface* Crystallinity/Directionality control
* Low interface state density
* High mobility
GateOrganic
Semiconductor
Source Drain
Contact* Ohmic
* Low contact resistance
Gate Insulator Structure* High Gate Capacitance(High-K)
* Low leakage
* High breakdown voltage
Device Structure
Annealing Process
디스플레이공학
68
TFTs in Active Matrix Displays
SelectV
G
Signal(Data)
VD V
DD
Supply
OEL Diode
CS
Storage Capacitor
SwitchingTFT
DrivingTFT
디스플레이공학
69
AMOEL TFT의 문제점
VDD
VCOM
OEL
TFT-2TFT-1
Cstg
Data Line
Scan Line
scan1
scan2
dataGND
OEL
-VCC
T1
T3
T2
T4
TFT-2 소자 특성이 패널 화질 특성 결정
Sony 13” 총천연색 유기 EL 디스플레이
전류 미러형 pixel 구조
Threshold MismatchThreshold Voltage Shift
최소화 필요균일한 특성 필요
디스플레이공학
70
고화질 AMOELD
Driving TFT의 △Vth 보상 (Uniform Threshold Voltage)
Driving TFT의 △μ 보상 (Uniform Mobility)
Driving TFT의 △Isat 보상 (Uniform Saturation Current)
Pixel의 △Vdd 보상 (Uniform Power Supply)
Pre-Charging 방법의 최적화
모든 계조에 Program Current와 Pixel Current Matching
디스플레이공학
71
유기 반도체 및 소자
Road Map of Organic SemiconductorsMolecularArithmetic
Device
ConductivityLight
EmissionPhoto Electric
Effect
Current Control
NonlinearOptics
PlasticCapacitor
Polymer Electrolyte
OrganicElectrode
OrganicEL
OrganicLighting
OrganicLaser
OrganicOptical Sensor
OrganicSolar Battery
OrganicInterface
Device
OrganicTransistor
OrganicIC
ExistingTechnology
UnderDevelopmentTechnology
FutureTechnology Wearable
Information Device
ConductElectricity
ConvertElectricityto Photo
ConvertPhoto toElectricity
ManipulateElectricity
ManipulatePhoto
디스플레이공학
72
비정질 박막트랜지스터
• a-Si TFT: NPC, Monitor, TV 시장 확대
• 핵심과제 : – 제조 원가 절감: CRT 수준
– 대형장비 개발: 대량 생산, 대화면화
• 제조원가 절감– Mask수 감소, 소재의 국산화, 소재 사용량의 감소, Robot 개선 및
장비 설계변경
• 신규장비 개발– Metal 성장: sputtering Spin on metal, Metal printing, Hollow
cathode CVD, 27.56MHz의 사용
– Metal etching: Wet etching Dry etching, 공정단순화
– Glass의 대형화: 1,100x1,250 mm (제5세대 라인) 2002년 하반기
1,500x1,800mm (제6세대 라인) 2004년 예정
디스플레이공학
73
고온 폴리실리콘 박막트랜지스터
• 주요응용 제품: 데이터 Projector
• 핵심과제 : 고휘도화, 소형 저가격화
• 고 개구율화높은 화소 용량, 좁은 gap의 cell 조립
• 강력한 입사광소자의 차광구조 진화
• Panel의 온도상승냉각 시스템개선
• 저가격화 Panel size의 down sizing화
0.7 inch module PJ : $2000
장래 $1000 등장 예상
디스플레이공학
74
저온 폴리실리콘 박막트랜지스터 I
P-Si Low Temp. p-Si
ELA
CGS
Lateral
growth Next
Generation
Toshiba
Sanyo
ST-LCD
Sharp
T.I.T
Columbia
Univ.
Fujitsu Lab.
Development in Progress
Supplies small and
to large area
display
Small Mid-size display
only Small Mid-size display
only Below 600℃G Glass substrate
디스플레이공학
75
저온 폴리실리콘 박막트랜지스터 II
• 저온 폴리실리콘 TFT의 목표시스템 display 구현– Display 뿐만 아니라 CPU, 메모리 등을 유리 기판상에 집적
1) LTPS TFT 고성능화 (단결정 Si 박막과 양호한 MIS 구조)
2) 설계 rule 미세화 (1μm- sub μm)
3) 신뢰성 향상 (short 채널 효과 해결)
디스플레이공학
77
저온 폴리실리콘 박막트랜지스터 III
• ELA(엑시머 레이저 용융, 재결정화법)
1) Mazumura : ELA lateral 성장법,
위상제어 ELA(PMELA)
2) Columbia Univ. : SLS법 461cm2/V•s
– 엑시머 레이저양산 장치로 완성도가 낮다
• DPSS (diode pumped solid state) CW 레이저– (10W, 532nm) : 연속 발진 고체 레이저
– n-ch : 566 cm2/V•s, 0.4V/dec, Vth= -0.1V
p-ch : 200 cm2/V•s, 0.23V/dec, Vth= 0.1V
디스플레이공학
78
저온 폴리실리콘 박막트랜지스터 IV
• 2002 SID new technology
1) TFT 선택 결정화
2) 레이저 beam 분할을 이용한 beam수 증대기술
3) 다수 beam 동시 조사기술
• 2005년경– PDA에서 CPU이외 DC-DC Converter 6Bit DAC, Memory등
의 집적 예상
디스플레이공학
79
시스템 Display 예
SEL-Sharp
CGS 기술 이용
8bit CPU 실장 글래스 기판 발표(2002.10.26)
13,000개 TR
cf: P4:5,500만개
디스플레이공학
80
유기 박막트랜지스터• 응용분야의 확대 : 스마트카드, 플라스틱 LCD, 유기 EL 디
스플레이의 능동구동회로
• 핵심 과제
- 고유전율, 저누설전류, patternable ,
내화학성, 내열성절연체 재료
- 내열성, 내화학성, 고 광투과도, 저투습(산소)도, 기판
- RT 공정 가능한 device passivation 기술
- 내구성, 내화학성OTFT 수명
- 유기/무기 박막간의 contact 및 adhesion계면
- 고이동도, 순도, 점별비, 내화학성, 내열성반도체 재료
핵심 요구 사항분 야
- 고유전율, 저누설전류, patternable ,
내화학성, 내열성절연체 재료
- 내열성, 내화학성, 고 광투과도, 저투습(산소)도, 기판
- RT 공정 가능한 device passivation 기술
- 내구성, 내화학성OTFT 수명
- 유기/무기 박막간의 contact 및 adhesion계면
- 고이동도, 순도, 점별비, 내화학성, 내열성반도체 재료
핵심 요구 사항분 야
디스플레이공학
81
박막트랜지스터의 응용• 모니터용 15”, $10/inch에 접근 (삼성전자 500만대/연 달성)
• TFT-LCD TV
고성능화, 시야각 특성, 응답속도, 고화질, 저전력화
• 2002년10월– LG전자 42” 모듈발표
• WXGA(1280x728), 12msec, 수퍼 IPS 176도, 500cd/m2, 600:1, 색재현성72%,
– 삼성전자 46” 모듈 발표
• WXGA (1280x720), 12msec, PVA 170도 시야각, 500cd/m2 , 800:1, 색재현성 72%
• 2003년 초– 50” 급 모듈 개발 예상