Gate 구동 회로를 집적한 TFT-LCD에서 a-Si:H TFT의 온도에 따른 Instability 영향

a-Si(amorphous silicon) TFT(thin film transistor)는 TFT-LCD(liquid crystal display)의 화소 스위칭(switching) 소자로 폭넓게 이용되고 있다. 현재는 a-Si을 이용하여 gate drive IC를 기판에 집적하는 ASG(amorphous silicon gate) 기술이 연구, 적용되고 있는데 이때 가장 큰 제약은 문턱 전압(Vth)의 이동이다. 특히 고온에서는 문턱 전압의(Vth) 이동이 가속화 되고, Ioff current가 중가 하게 되고, 저온(0℃)에서는 전류 구동능력이 상온(25℃) 상태에서 같은 게이트 전압(Vg)에 대해서 50% 수준으로 감소하게 된다. 특히 ASG 회로는 여러 개의 TFT로 구성되는데, 각각의 TFT가 고온에서 Vth shift 값이 다르게 되어 설계시 예상하지 못한 고온에서의 화면 무너짐 현상 즉 고온 노이즈 불량이 발생 할 수 있다. 고온 노이즈 불량은 고온에서의 각 TFT의 문턱전압 및 I D -V G 특성을 측정한 결과 고온 노이즈 불량에 영향을 주는 인자가 TFT의 width와 기생 capacitor비 hold TFT width가 영향을 주는 것으로 실험 및 시뮬레이션 결과 확인이 되었다. 발생 mechanism은 ASG 회로는 AC 구동을 하기 때문에 Voff 전위에 ripple이 발생 되는데 특히 고온에서 ripple이 크게 증가하여 출력 signal에 영향을 주어 불량이 발생하는 것을 규명하였다.