[디스플레이]TFT란 무엇인지, TFT의 종류가 나누어지는 이유

자, 요번에는 TFT란 무엇인지 TFT의 종류가 나누어지는 이유를 OLED, LCD의 차이점으로 알아보고, 
TFT 패터닝 과정에 대해서 알아보겠습니다.

우선 TFT-LCD TFT의 위치를 보겠습니다. 편광판 위에 Glass에 붙어있는 tft가 보이시죠 (빨간 상자)
LCD-TFT에서는 TFT가 액정의 배열 상태를 변화시켜줘서 빛의 양을 조절하는 기능을 합니다'
(ON/OFF, 와 같은 개념이라고 볼 수 있겠죠)

이 TFT를 더 디테일하게 보면 다음과 같습니다!  'TFT-Array 기판'에 주목하시면 됩니다.
액정 밑에 존재하면서 액정의 배열 상태를 조절합니다. 이 액정의 상태는 TN, VA, IPS로 나누어지며, 이것을 배치하는 컬러필터 구조와, 전극의 배열 상태에 따라서 종류는 다음에 언급하겠습니다. 
우선 TFT에 대해서 집중하겠습니다.  


위 TFT만을 떼어내서를 간략하게 나타낸 그림은 다음과 같습니다. (a-si TFT입니다) 

이러한 TFT는 채널의 종류(활성 층위 종류)에 따라서 3가지로 나누어지게 됩니다 
바로 a-si TFT, Oxide TFT, LTPS TFT 3개로 나누어지게 됩니다. 
a-si TFT는 저렴하지만 전하이동도가 낮아서 LCD 구동에 사용됩니다
하지만 OLED의 경우에는 높은 전하이동도를 필요로 합니다. 그래서 Oxide, LTPS 채널이 필요합니다
하지만 비싸다는 단점이 있지요. ㅠㅠ


이때 a-si, LTPS는 밀접한 관계가 있습니다. 

바로 a-si TFT를 열처리하면 LTPS TFT가 생산된다는 것입니다.
하지만 ....디스플레이는 유리, 플라스틱으로 구성된 기판.... 높은 온도를 가해줄 수 없어요!!!
그래서.. 레이저를 이용하여!! 만들어요.

바로 다음과 같은 ELA 레이저 방식으로 결정화하면서 a-si를 poly-si으로 만듭니다.
아!! poly-si를 활성 측으로 사용하면 LTPS가 된다는 사실을 기억하세요 ㅎㅎ

다음 그림에서는
LTPS, Oxide(주로 IGZO을 사용하기 때문에 IGZO로 씁니다), a-si TFT의 Transistor에 valtage에 따른 current를 볼 수 있습니다.  
Transistor on 상황에서는 LTPS가 독보적으로 높은 이동도를 갖는다는 사실을 알 수 있습니다
하지만, Transistor off 상태에서 높은 Current를 가지고 있기 때문에 누설전류(Leakage current) 문제가 생기게 됩니다. 그래서 LTPS는 이러한 누설전류를 막기 위한 장치를 고려해야 합니다. 

TFT를 사용목적 (OLED와 LCD로 나누어서) 보면  
OLED에서 TFT는 유기물을 발광하기 위한 에너지를 공급하는데 사용합니다.
LCD에서는 TFT는 액정 상태를 변화시켜서 빛의 양을 조절하는데 사용합니다.

이러한 a-si, oxide, ltps TFT의 구조는 다음과 같음ㄴ디ㅏ. 
a-si tft, oxide tft는 채널만 변화된 상태 정도로 보시면 되고, ltps는 top gate이기 때문에 복잡한 구조를 가지고 있습니다.
top 게이트를 사용하는 이유는 전면 발광을 하기 위해서입니다. 
(전면 발광을 하면 tft가 공간을 차지하지 않아서 더 우수한 특성을 보일 수 있습니다. 

a-si을 더 자세하게 적어 보았습니다. 

주로 금속은 sputter, 그 외에 게이트 절은 막은 PECVD를 이용하여 증착한다는 사실을 알면 됩니다.
이때 드레인, 소스, 활성 층운 같은 mask를 사용하여 동시에 패터닝 하는 기술을 사용합니다. (half mask) 그래서 1개의 마스크로 만들 수 있습니다.

ltps가 비싼 이유가 이해가지 않나요?
장비도 많이 사용하고, 마스크도 많이 사용하고, 심지어 ELA 장비가 지 구매해야 합니다! 

지금까지 다양한 패터닝 과정을 알아보았습니다!!! ㅎㅎ