TFT液晶

TFT液晶について

TFT液晶（薄膜トランジスタ液晶）は、薄膜トランジスタをスイッチング素子として用いる表示技術です。この技術は、液晶ディスプレイや薄型テレビなど、さまざまなデバイスに広く利用されています。TFT液晶の普及により、従来の複数の液晶表示素子は、現在では携帯電話や携帯情報端末、携帯ゲーム機などにおいて液晶ディスプレイとほぼ同義語として認識されています。

TFTを構成する半導体の種類

TFTの構成には主にアモルファス・シリコンとポリ・シリコンの2種類があります。これらの半導体はそれぞれ特徴があり、様々な用途に応じて選ばれています。

アモルファス・シリコン

アモルファス・シリコンは、大型ガラス基板上に容易に成膜できる特性があり、高い生産性を誇ります。この素材の電子移動度は0.5-1.0cm²/Vs程度です。

ポリ・シリコン

ポリ・シリコンは多結晶シリコンの一種であり、アモルファス・シリコンに比べて電子移動度が向上します。具体的には、30-300cm²/Vsの電子移動度を持ちます。このポリシリコンTFTには、高温ポリシリコンと低温ポリシリコンの2つがあり、各々が特性を持っています。

高温ポリシリコン

高温ポリシリコン（HTPS）は、耐高温の石英ガラス基板にアモルファス・シリコンを熱アニールすることで結晶化します。この方法は主に特殊用途として、プロジェクターなどにも利用されています。

低温ポリシリコン

低温ポリシリコン（LTPS）は、通常の無アルカリガラス基板にアモルファス・シリコンを成膜し、レーザーアニールによって600℃以下の温度で多結晶化する手法です。LTPSは、アモルファス・シリコンと比較して数百倍のスイッチングの効率を持っており、特にドライバ回路の集積化に優れていますが、高温ポリシリコンよりも低い電子移動度を持っています。

液晶パネルの種類

アクティブ・マトリクス駆動方式による液晶パネルは、複数の種類があります。以下に代表的なものを紹介します。

TN型

TN型（Twisted Nematic）は、安価で高い開口率を実現できるため、コスト重視の用途に多く使われます。応答速度が8-15msであるため、一般用途にも対応していますが、視野角が狭く色彩の変化が大きいのが短所です。

IPS型

IPS型（In-Plane Switching）は、液晶分子が基板面内で回転する方式で、広い視野角と高い応答性を発揮します。主にテレビや高画質が要求されるデバイスに利用されますが、高いコストが課題です。

VA型

VA型（Vertical Alignment）は、無電圧時に液晶分子が垂直配置され、印加時に水平配置になります。結果として高いコントラストと視野角を確保します。

MVA型とOCB型

MVA型は、より広い視野角を得るために画面内に細かい配向を持つ技術です。一方、OCB型は無電界時の液晶が弓状に並び、電圧印加時には直線配置に変化します。これらの技術は高い応答性を持ち、特殊な用途に適しています。

結論

TFT液晶は、さまざまな用途に応じて多様な形式と特性を持つ表示技術です。アモルファス・シリコンやポリシリコンの特性によって、異なる市場ニーズに対応しており、今後も液晶ディスプレイ技術の進展は期待されます。

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