私たちの社会がますます技術的になるにつれて、画面はほとんどどこにでも現れているように見えます。数十万の複雑で小さなデバイスが、これらのガラスディスプレイまたはフラットパネルディスプレイの背後に表示される全体的な画像を構成するピクセルを制御します。これらは、短い薄膜トランジスタまたはTFTとして知られています。
TFTは、半導体とマイクロエレクトロニクスの分野での一連の開発に続いて、1962年に登場しました。ラジオコーポレーションオブアメリカ（RCA）は、アプリケーションを拡大することを期待して、トランジスタの実験と開発に何年も費やしてきました。 John Wallmark（RCAのメンバー）は1957年に最初の薄膜特許を取得しましたが、TFTを開発したのはRCAのPaul K. Weimerでした。
FETは、トランジスタが電気信号を増幅、制御、または生成できるようにする半導体デバイスの一種です。このトランジスタは、デバイス内の電流の流れを制御するように設計されています。 FETは通常、ソース、ドレイン、ゲート、および半導体との接触と伝導を可能にする電極で構築されます。このデバイスは、電子や穴などの電荷キャリアの移動を増加または減少させることにより、キャリアの移動性またはフェットのフィールド効果モビリティとして知られるプロセスで、電子または穴などの電荷キャリアの移動を増加または減少させることにより、ゲートを通る適用電圧を制御できます。電荷は、高モビリティの半導体でより簡単に増幅、制御、またはより簡単に生成できます。 FETは、信号強度を（ソースから）変更し、目的地（ドレインと指定された信号受信者）に送信できます。
FETは、1925年にアイデアが最初に特許を取得してから数年後の1945年に初めて構築されました。しかし、実験により金属酸化物半導体フィールドエネルギートランジスタ（MOSFET）が得られたのは、数年後ではありませんでした。科学者たちは、以前はシリコンで作られていた半導体ピースの制御された酸化（酸化物層の強制拡散）を制御することができることを発見しました。この新しい層は、MOSFETの誘電層またはゲート誘電体として知られています。この進歩により、FETを幅広いアプリケーションに組み込むことができました。最も顕著なテクノロジーを表示します。
TFTは、標準のMOSFETまたはバルクMOSFETとは、名前が示すように、薄膜を採用するという点で異なります。 TFTは、エレクトロニクスの新しい時代の始まりを示しました。 RCAのBernard J. Lechnerが彼のアイデアを共有しました 1968年のTFT液晶ディスプレイ（LCD） 、最初のTFT開発からわずか6年後、私たちの現代では人気が高まっています。 TFT LCDは、1973年にWestinghouse Research Laboratoriesで発明されました。これらのLCDは、トランジスタによって制御されたピクセルで構成されていました。 FETの基質は単に半導体材料でしたが、TFT LCDの生産では、ピクセルを表示できるようにガラス基板が使用されました。
しかし、TFT開発はそこで止まりませんでした。 TFT LCDの開発者の1人であるT. Peter BrodyとFang-Chen Luoは、1974年に最初のアクティブマトリックスLCD（AM LCD）を作成しました。アクティブマトリックスは各ピクセルを個別に制御します。ディスプレイがより複雑になると、パフォーマンスと速度が向上しました。
アクティブマトリックス（左）とパッシブマトリックス（右）のシグナル構造の比較を上に示します。
TFTはさまざまな半導体層を使用できますが、シリコンが最も人気があり、シリコンベースのTFTになり、Si TFTと略されます。 TFTは、すべてのFETと同様に、ソリッドステートエレクトロニクスを使用する半導体デバイスです。つまり、電気は真空チューブではなく半導体層の構造を通過します。
SI TFTの特性は、使用できるさまざまなシリコン構造により異なる場合があります。最も一般的な形式はアモルファスシリコン（A-SI）で、半導体製造プロセスの最初のステップで低温で基板に堆積します。これは、A-Si：H。に水素化された場合に最も便利です。これにより、A-Siの特性が大幅に変化します。水素がなければ、材料はドーピングと闘っています（電荷移動度を高めるための不純物の導入）。一方、a-si：H。半導体層は、より光伝導性がはるかに光伝導性が高くなります。 a-si：h tftは1979年に発明され、室温安定性です。このブレークスルーの結果として人気が高まったAM LCDSにとってすぐに最良の選択肢になりました。
微結晶シリコンは、シリコンの潜在的な2番目の形式です。 A-SIと同様の形状を持っていますが、このタイプのシリコンには結晶構造の穀物もあります。アモルファス構造には、よりランダムで、幾何学的なネットワークのような構造が少ないのに対し、結晶構造はより構造化され、組織化されています。微結晶シリコンは、適切に成長すると、A-Si：Hよりも優れた電子移動度があり、水素が少ないため安定性が高くなります。 a-siと同じ方法で堆積します。
最後に、多結晶シリコンはポリシリコンおよびポリシとしても知られています。微結晶シリコンは、多結晶シリコンの多結晶構造のため、A-Siと多結晶シリコンの中間体です。この特定のフォームは、シリコン材料をアニーリングすることによって作成されます。これは、構造の特性を変えるために熱を追加することを意味します。ポリシーが加熱されると、結晶格子の原子が移動して動き、冷却すると構造が再結晶します。
これらの形式、特にA-SI、およびポリシーの主な違いは、ポリシーの電荷キャリアがはるかに可動性が高く、材料はA-SIよりもはるかに安定していることです。 Poly-SIの特性により、複雑で高速TFTベースのディスプレイを作成できます。それにもかかわらず、A-SIは漏れの性質が低いために非常に重要です。つまり、誘電断熱材が非導電性ではない場合、漏れ電流はそれほど失われません。
日立は1986年に最初の低温ポリシ（LTPS）を実証しました。ガラス基板はLTPSほど高温に耐性がないため、低温を使用してポリシーをアニールします。
数年後、インジウムガリウム酸化亜鉛（IGZO）が開発され、リフレッシュレートと消費電力の効率の向上により、より強力なディスプレイが可能になりました。名前が示すように、この半導体材料には、インジウム、ガリウム、亜鉛、酸素が含まれています。酸化亜鉛（ZNO）の一種であるにもかかわらず、インジウムとガリウムの添加により、この材料を酸化型のキャリアモビリティを保持しながら、均一なアモルファス相に堆積させることができます。
TFTSがディスプレイテクノロジーでより一般的になったため、透明な半導体と電極はメーカーにとってより魅力的になりました。インジウムスズ酸化物（ITO）は、その魅力的な外観、良好な導電性、堆積の容易さにより、一般的な透明な酸化物です。
さまざまな材料を使用したTFTの研究により、しきい値電圧の適用、またはデバイスをオンにするのに必要な電圧の量が得られました。この値は、使用される酸化物の厚さとタイプに大きく依存しています。これは、酸化物に関しては漏れ電流の概念に関連しています。漏れ電流は、薄い層と特定の種類の酸化物で高くなる可能性がありますが、これにより、デバイスへの漏れが増加するにつれて、しきい値電圧が低下する可能性があります。低消費電力のTFTの可能性を活用するために、しきい値電圧が低いほど、デバイスの魅力が高まります。
有機TFT（OTFT）は、TFTから生じる開発のもう1つの分野です。 1986年に最初に開発されたOTFTは、通常、溶液を補充するポリマーまたは高分子によって作られています。キャリアの移動性が遅いため、人々はこのデバイスに警戒していたため、応答時間が遅くなりました。ただし、研究者は、柔軟なプラスチックディスプレイなど、従来のTFTが使用されているディスプレイ以外のディスプレイで使用される可能性があるため、OTFTを実験しました。この調査はまだ進行中です。 OTFTは、従来のシリコンテクノロジーよりも単純な処理を備えており、現代および将来の技術の可能性が多くあります。
