'박막트랜지스터' 검색 결과

디스플레이에서 ELA는 LTPS 전자 회로층을 만들기 위해 주로 사용하는 레이저 공정입니다. ELA 공정을 이용해 a-Si(Amorphous Silicon, 비정질실리콘) TFT를 LTPS(Low Temperature Poly Silicon, 저온폴리실리콘) TFT로 전환하면 TFT의 성능을 상당히 높일 수 있습니다. ※ TFT(Thin Film Transistor, 박막트랜지스터): 디스플레이에서 R, G, B 색상의 빛을 내기 위해 각 픽셀을 조절하는 실리콘 기반 전자 회로 LTPS는 실리콘의 구성 형태가 전통적인 TFT인 a-Si보다 질서정연하기 때문에 전자가 쉽게 회로에서 이동할 수 있습니다. a-Si이 구불구불하고 차로가 좁은 비포장도로라면, LTPS는 차로가 많은 고속도로에 비유할 수 있습니다. 전자 이동도가 높으면 그만큼 전력과 데이터의 이동이 수월하기 때문에 LTPS는 고해상도, 슬림베젤, 저소비전력 디스플레이 구현에 상당히 유리합니다. LTPS는 a-Si을 엑시머 레이저로 가공해 만듭니다. 위 그림과 같이 레이저가 a-Si 층에 조사되면서 움직이면, 해당 영역이 질서 정연한 바둑판 같은 입자 구성을 갖게 되는데, 이를 ELA(Excimer Laser Annealing) 공정이라 부릅니다. 그림과 같이 레이저 에너지를 받은 무질서한 배열의 a-Si는 왼쪽의 Poly-Si(LTPS)과 같이 결정화 되면서 단결정 형태의 실리콘 군집을 형성하며 TFT의 성능을 상당히 높게 증가시킵니다.

세 발 달린 미니 마법사, ‘트랜지스터’ 회로를 구성하는 주요 부품들은 모두 ‘다리’를 가지고 있다. 회로에 흐르는 전기를 받는 부분과 내보내는 부분이 있기 때문에 기본적으로 두 개의 다리를 가진다. 대표적으로 ‘저항’과 ‘축전기’는 다리가 두 개씩 있는데 저항의 다리는 양쪽으로 뻗어 있고, 축전기는 같은 방향으로 두 개의 다리를 뻗고 있다. 오늘 다룰 트랜지스터는 이와 달리 세 개의 다리를 가지고 있어 다른 부품과 구별이 매우 쉽다. 트랜지스터는 미국 벨 연구소에서 근무하던 쇼클리, 바딘, 브래튼이 1948년 발명한 것으로 전기 전자회로에서 없어서는 안 될 매우 중요한 부품이다. 트랜지스터를 발명한 당시에는 이 부품에 특별히 정해진 이름이 없었는데 벨 연구소 내에서 이름 공모를 위한 투표를 실시해 6개의 이름 후보 중 압도적 선호로 선정됐다. 트랜지스터(Transistor)는 전송하다는 뜻의 Transfer, 저항 소자라는 뜻의 Varistor의 합성어로, 전기전도성을 가지면서 동시에 저항의 역할도 한다는 의미에서 그 특징을 가장 잘 표현하는 이름이었기 때문에 연구원들에게 매력적으로 보였던 것 같다. ▲ 세계 최초의 진공관 컴퓨터 ‘에니악(ENIAC)’ (출처: 위키피디아) 트랜지스터 발명 이전의 전자기기는 어떤 모습이었을까? 현재 우리가 사용하고 있는 컴퓨터의 첫 번째 조상님은 1946년에 개발된 ‘에니악(ENIAC)’이다. 에니악은 1만 8천 개가 넘는 진공관을 사용해 작동됐다. 진공관은 부피가 큰 부품이었기 때문에 에니악의 크기는 길이 25미터, 폭 1미터, 높이 2.5미터였으며, 무게만 무려 30톤에 달했다. 컴퓨터 한 대가 일반 승용차 30대 정도의 무게에 해당했으니 컴퓨터의 조상님은 어마어마한 거인의 외모를 가지고 있었던 것이다. 하지만 트랜지스터 개발로 전자 부품 소형화 시대가…

식각(蝕刻, Etching)의 사전적 의미는 ‘금속이나 유리의 표면을 부식시켜 모양을 조각’한다는 뜻입니다. 디스플레이에서 말하는 식각이란, TFT(박막트랜지스터)의 회로 패턴을 만들 때, 필요한 부분만 남기고 불필요한 부분은 깎아내는 공정을 의미합니다. 식각에 앞서 [노광] → [현상] 과정이 진행되므로, 기판에는 회로패턴을 남겨야 할 부분에만 PR(포토레지스트, Photoresist)이 남는 상태가 됩니다. 이때 PR은 식각 공정이 진행될 때 해당 위치 아래의 물질이 식각되지 않도록 방어막 역할을 해 줍니다. 식각 공정이 이루어지면, 그림에서 오른쪽과 같이 PR이 없는 부분은 제거되고, PR이 있는 부분에만 회로로 사용될 물질이 남게 됩니다. 식각공정은 식각 반응을 일으키는 물질의 상태에 따라 습식(Wet)과 건식(Dry)으로 나뉩니다. 습식 식각(Wet Etching)은 용액을 이용 화학적인 반응을 통해 식각하는 방법이며, 건식 식각(Dry Etching)은 반응성 기체(Gas), 이온 등을 이용해 특정 부위를 제거하는 방법입니다. 습식 식각은 건식에 비해 비용이 저렴하고, 식각 속도가 빠르며, 공정도 단순한 장점이 있으나, 건식 식각에 비해 상대적으로 정확성이 낮고, 식각에 사용한 화학 물질로 인해 오염 문제가 발생할 수 있습니다. 건식 식각은 원하는 부분만 식각하기 수월해 미세 회로 구현에 유리한 반면, 높은 비용과 복잡한 과정, 느린 속도가 단점입니다. 건식 식각은 플라즈마(Plasma) 식각이라고도 합니다. 기판을 넣은 진공 챔버에 식각용 가스를 주입 후 전기 에너지를 공급해 플라즈마 상태를 만들면, 이온화된 가스에서 높은 운동 에너지를 가지게 된 이온들이 기판의 전극에 의해 가속화되어 회로 물질의 원자들간…

노광(Exposure)은 ‘물질을 빛에 노출시킨다’는 개념으로, 디스플레이에서 픽셀의 스위치 역할을 하는 TFT(박막트랜지스터)를 만들 때 사용하는 포토리소그래피(Photolithography) 공정의 일부입니다. 노광 공정은 사진 촬영을 위해 카메라에서 셔터를 열어 외부의 빛이 들어오게 해, 필름에 화학적 변화를 일으켜 상이 맺히게 하는 원리와 유사합니다. TFT의 미세 전자회로를 만들기 위해서는 회로에 사용되는 물질을 기판에 입히고, 비 회로 영역은 제거하는 과정을 반복해야 합니다. 이를 위해 PR(Photoresist, 감광액)을 해당 물질 위에 도포하고, 그 위에 회로의 밑그림이 그려진 노광용 마스크(Mask)를 올려놓은 후, 노광 장비로 빛을 비춰 PR이 마스크의 밑그림대로 회로 패턴을 형성하게 만듭니다. 노광 장비는 방식에 따라 스테퍼(Stepper)와 스캐너(Scanner)로 나뉩니다. 스테퍼는 카메라로 사진을 찍듯이 해당 영역에 빛을 비추는 방식이며, 스캐너는 문서 스캐너처럼 빛을 일정하게 움직여 패턴을 형성하는 방식입니다. 디스플레이 TFT에 형성해야 할 회로 패턴은 수 마이크로미터(㎛) 단위이기 때문에, 패턴의 정밀도를 높이기 위해, 파장이 짧은 UV(자외선)를 광원으로 사용합니다. 노광 공정이 끝나면, 빛을 받은 PR은 특성이 변하게 되고, 이어지는 현상(Development) 공정을 통해 불필요한 PR을 제거하면 원하는 패턴을 PR로 형성하게 된다. 이후 공정에서 식각(Etching)을 통해 실제로 형성할 회로 등의 막을 패터닝하고, 이후 남아 있는 PR은 녹여내 제거한다.

옥사이드(Oxide)는 디스플레이 TFT(박막트랜지스터) 기술 중 하나입니다. TFT는 반도체 재료와 물성에 따라 아몰퍼스실리콘(a-Si), LTPS, 옥사이드 등으로 나뉘며, 옥사이드 TFT 역시 스위치 및 픽셀의 밝기를 조절하는 용도로 사용됩니다. ‘인듐-갈륨-아연(In-Ga-Zn)’을 재료로 공정 과정에서 반도체 특성을 갖는 산화물(In-Ga-Zn-Oxygen)’로 만들기 때문에 ‘산화물’을 뜻하는 옥사이드(Oxide) TFT라고 부릅니다. 옥사이드는 아몰퍼스실리콘(a-Si)과 마찬가지로 비정질 형태의 TFT입니다. 하지만 아몰퍼스실리콘(a-Si) TFT에 비해 전자의 이동속도가 10배 가량 빠르기 때문에, 상대적으로 고해상도 디스플레이 구현에 유리합니다. 이동속도가 빠르기 때문에 TFT 회로의 집적화에도 유리해, 공간 활용도가 높아지고 베젤을 더 얇게 만들 수 있습니다. LTPS(Low Temperature Poly-Silicon, 저온다결정실리콘)에 비해 전자이동도는 느리지만, 기존 a-Si의 공정 설비를 상당부분 그대로 사용할 수 있어, 생산 비용 측면에서 상대적 우위를 갖습니다. 또 LTPS와 달리 레이저 결정화(ELA) 공정을 사용하지 않아, 결정화 공정에 따른 크기 제약이 없고, 비정질이기에 균일성이 우수해 TV와 같은 대형 사이즈 디스플레이에 적합합니다.

  ‘보이지 않는 손(Invisible hand)’   영국의 고전 경제학자 ‘애덤 스미스(Adam Smith)’가 그의 저서 《국부론》에서 ‘시장 경제의 보이지 않는 자율 작동 원리’를 표현하기 위해 사용했던 유명한 말이죠. OLED와 LCD에도 화면을 조화롭게 표현하기 위한 ‘보이지 않는 손’이 있다는 사실 알고 계셨나요? 오늘은 너무 작아서 눈에는 보이지 않지만, 디스플레이의 기본 단위인 픽셀을 조절하는데 없어서는 안되는 보이지 않는 손 ‘TFT(박막트랜지스터)’를 알아보겠습니다.   TFT란 무엇? TFT란 Thin Film Transistor의 약자로 우리 말로는 ‘박막트랜지스터’라고 부릅니다. Thin Film은 얇은 필름이라는 뜻으로 이해가 갈 듯 한데, 트랜지스터는 무엇인지 쉽게 와 닿지는 않습니다. 트랜지스터란 일종의 ‘스위치’입니다. 전등을 켤 때 우리가 스위치를 누르듯이, 디스플레이에도 화면을 켜고 끄는 스위치가 필요합니다. 흔히 교과서에서 볼 수 있는 전통적인 트랜지스터는 아래와 같은 모형입니다. 디스플레이의 트랜지스터인 TFT는 그럼 어떻게 스위치의 역할을 한다는 것일까요? 지난 ‘[디스플레이 톺아보기] ② 픽셀부터 해상도까지!‘ 편에서 디스플레이의 기본 구성 요소인 ‘픽셀(Pixel)’을 다루어 보았는데요. 바로 이 수 많은 픽셀들이 모여 하나의 화면을 이루기 위해, 각 픽셀의 빛을 조절하는 것이 바로 TFT의 역할입니다.   TFT는 어디에 있을까? 위 그림과 같이 픽셀은 다시 세부적으로 적/녹/청색을 내는 서브픽셀(Sub-Pixel)로 나뉘고 이 서브픽셀의 휘도(밝기)를 각각 조절해 우리가 보는 한가지 색을 표현하게 됩니다. TFT는 각 서브픽셀의 아래에 유사한 크기로 위치하며, 그림에서 검은색으로 표시된 TFT전극을 통해 서브픽셀을 조절합니다.  …

우리가 사용하고 있는 스마트폰, 태블릿PC, 데스크탑PC 등 셀수 없이 많은 전자 기기에 반도체가 들어가죠?

OLED(Organic Light Emitting Diodes) 는 유기물질 박막에 양극과 음극을 통하여 주입된 전자와 정공이 재결합하여 여기자(exciton)를 형성하고, 형성된 여기자의 에너지로 특정한 파장의 빛이 발생하는 자체 발광형 디스플레이 소자입니다. 발광층을 구성하고 있는 유기물질이 어떤 것이냐에 따라 빛의 색깔을 달라지게 되며, Red, Green, Blue를 발광하는 각각의 유기물질을 이용하여 Full Color를 구현할 수 있는데요~. 단순히 Pixel을 열고 닫는 기능을 하는 TFT-LCD와는 달리 스스로 발광하는 유기물을 이용합니다. OLED는 구동방식에 따라 수동형 구동방식(Passive Matrix)과 능동형 구동방식(Active Matrix)으로 구분하는데요. 갤럭시S, 아몰레드폰 등과 같이 요즘 핸드폰에 적용되는 것이 바로 능동형 구동방식인 AMOLED입니다. 국내에서는 많은 사람들이 아몰레드로 부르고 있습니다. PMOLED의 경우 휴대폰의 서브 디스플레이로 사용되기도 하였습니다. 폴더형 휴대폰의 경우 외부 디스플레이 창으로 적용되었었죠. 수동형인 PMOLED는 한 라인 전체가 동시에 발광하는 라인 구동방식입니다. PMOLED는 화면표시영역에 양극과 음극을 매트릭스 방식으로 교차 배열하여 전압을 가하면 양극과 음극이 교차되는 부분(화소)에서 빛이 발생하여 화면을 표시해줍니다. PMOLED는 신호를 순차적으로 인가하여 Dot들이 한줄씩 발광합니다. 능동형인 AMOLED는 각 발광소자가 개별적으로 구동하는 개별 구동방식입니다. 능동형은 각 화소마다 박막트랜지스터(TFT)를 배치해 각 화소를 TFT로 제어하는데요. R,G,B가 각각 독립적으로 구동됨에 따라 소비전력이 낮다는 장점이 있습니다. 수동형은 능동형방식에 비해 제조법이 간단하지만 상대적으로 수명이 짧고 전력소모량이 많아서 대화면 보다는 소형디스플레이에 적합합니다. 이에 비해…