TFT-LCD (Thin Film Transistor - Liquid Crystal Display) 동작원리

TFT(Thin Film Transisotr)의 동작원리는

Gate에 전압을 인가하면 Active Layer 전하들이

Active Layer 방향 계면에 전하가 축적되기 시작하고

일정 이상의 전압이 Gate에 인가되면 채널이 형성되고

이 채널로 Source / Drain 간의 전자 이동이 가능해지게 됩니다.

그리고 채널형성에 필요한 최소 전압을 문턱전압(Threshould Voltage)이라고 하며

TFT on을 시키기 위해서는 채널형성에 필요한 최소 전압인

문턱전압보다 높은 전압이 인가되야 합니다.

 

우리가 항상 디스플레이 기본원리를 이야기할 때 TFT에 대해서 이야기를 많이 합니다.

왜냐하면 가장 기본이 되는 원리이기 때문입니다.

물론 디스플레이를 구성하는 가장 최소단위이고 중요한 요소임에는 틀림없습니다.

 

하지만 디스플레이는 TFT 하나만 가지고 설명을 하기에는 부족한 부분들이 많습니다.

그래서 TFT-LCD 동작원리를 전체적인 관점에서 설명을 드려보려고 합니다.

 

이해를 돕기 위해 잠시 그림을 참고하겠습니다.

TFT-LCD 동작원리

 

위 그림은 하나의 서브픽셀의 TFT 등가 회로가 아닌

픽셀의 TFT 등가 회로를 나타낸 그림이라고 생각하시면 됩니다. 

 

TFT-LCD의 동작원리는

1. Gate Line 전압인가

2. TFT Turn-on

3. Pixel에 신호 전압인가

4. 액정 동작

5, 화면 표시

이런 순으로 동작을 하게 됩니다. 

 

부연설명을 하자면,

 

2번째 Gate Line(Gn)이 스캔되고 있으면

Gate 전극에 전압이 인가되고

모든 Source 전극 Line에 신호 전압이 인가되게 됩니다.

 

신호전압 V2에는 액정을 구동할 수 있는 전압이 인가되고

나머지 V1, V3에는 액정 구동 전압보다 작은 전압이 인가된다면

중간의 (V2) 화소만 동작이 될 것입니다.

 

만약에 Gate 전극에 전압이 인가되지 않으면

모든 TFT들은 off 상태가 되어

액정 Capacitor에 인가된 신호 전압으로 유지가 되게 됩니다. 

 

모든 Gate 전극에 순차적으로 전압을 인가하고

해당 Source 전극에 신호 전압을 인가함으로써

패널의 모든 화소를 구동시키게 됩니다. 

 

Gate 전압이 인가된 곳은 당연히 TFT on 상태가 되어

화면 구성을 할 수 있는 조건이 만들어지지만

TFT off 상태인데 화면 상태가 유지가 될 수 있는 이유는

액정 Capacitor에 의해 Pixel의 전압을 유지할 수 있기 때문입니다.