Abstract
We demonstrate the programmable light intensity of a micro-LED by compensating threshold voltage variability of thin-film transistors (TFTs) by introducing a non-volatile programmable ferroelectric material, HfZrO2 (HZO) into the gate stack of the TFT. We fabricated an amorphous ITZO TFT, ferroelectric TFTs (FeTFTs), and micro-LEDs and verified the feasibility of our proposed current-driving active matrix circuit. Importantly, we successfully present the programmed multi-level lighting of the micro-LED, utilizing partial polarization switching in the a-ITZO FeTFT. We expect that this approach will be highly promising for the next-generation display technology, replacing complicated threshold voltage compensation circuits with a simple a-ITZO FeTFT. [Link to Journal website (Nanoscale Advances)]
연구내용
본 연구에서는 강유전체(Hf기반의 산화물)와 비정질 산화물 반도체(a-ITZO)를 이용하여 3V이상의 메모리 윈도우를 갖는 Ferroelectric Field-effect transistor(FeFET)를 제작하고 마이크로 LED (20x20um2)와 전기적으로 연결하여 마이크로 LED의 밝기를 프로그래밍하고 장시간 기억할 수 있는 것을 실험적으로 증명함.
기대효과
본 연구를 통하여 디스플레이 분야에서 박막트랜지스터 및 광원의 임계전압 불균일에 의한 얼룩 현상(Mura) 문제를 복잡한 보상회로(보통 6개 이상의 트랜지스터를 사용)를 통해 대처하고 있으나, 본 연구를 통해 매우 간단히 한 개의 트랜지스터로 대체할 수 있는 기술로 기대됨.