KR20170086660A - Ffs 어레이 기판 및 액정 표시 패널 - Google Patents

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Abstract

FFS(fringe field switching) 어레이 기판 및 액정 표시 장치로서, 상기 FFS 어레이 기판은 베이스 기판(11), 제 1 금속층, 제 1 절연층(13), 제 2 금속층, 제 2 절연층(15), 투명 전극층, 제 3 절연층(17), 및 공통 전극층을 포함하고; 상기 공통 전극층은 낮은 전기 저항률을 가진 공통 전극 라인(181) 및 투명 공통 전극(182)을 포함하며, 이에 따라 공통 전극의 전위 안정성을 가능하게 하여 대응 액정 표시 장치의 표시 효과를 향상시킨다.

Description

FFS 어레이 기판 및 액정 표시 패널{FFS ARRAY SUBSTRATE AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY PANEL}
본 발명은 액정 표시 기술 분야에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 FFS 어레이 기판 및 이를 구비한 액정 표시 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 현재 가장 널리 사용되는 평면 표시 장치이며, 이동 전화, PDA(personal digital assistant), 디지털 카메라 및 컴퓨터와 같은 모든 종류의 전자 장치에 대한 고해상도 컬러 스크린으로서 제공될 수 있다. 이러한 액정 표시 장치에서, 프린지 필드 스위칭(fringe field switching)(이하, "FFS")형 액정 표시 장치는 광시야각 및 높은 개구율과 같은, 그것의 특성 때문에 널리 보급되고 있다.
일반적으로, 현재 널리 사용되는 FFS 액정 표시 장치는 상부 기판, 하부 기판 및 이 상부 기판과 하부 기판 사이에 실장되는 액정 층을 포함하며, 여기서 이 하부 기판은 일반적으로 복수의 편평한 픽셀 전극 및 슬릿 구조를 가진 공통 전극을 구비함으로써 더욱 양호한 디스플레이 기능을 달성하도록 한다.
한편, 액정 표시 장치의 시야각이 지나치게 좁아지는 문제를 방지하기 위해, 각 픽셀은 슬릿 구조를 갖는 복수의 에어리어들을 가지며, 이 상이한 에어리어에 있는 슬릿 구조들이 서로 다른 방향으로 연장됨으로써 복수의 표시 영역을 형성한다. 상이한 표시 영역들 아래에 있는 액정 분자들은 서로 다른 방향들로 프리-틸트(pre-tilt)되므로, 액정 층으로부터 투사되는 광의 각도가 넓어지게 되며, 이에 따라 액정 표시 장치에 대한 광 시야각 표시 효과를 얻을 수 있다.
또한, 액정 표시 장치의 개구율을 높이기 위해, 하부 기판 상에 마련되는 공통 전극은 일반적으로 투명 전극으로 된다. 그러나, 이 투명 전극은 큰 저항을 가지며, 이로 인해 공통 전극을 통과하는 많은 양의 전류가 있을 경우에는 공통 전극에 대한 불안정한 전위가 야기된다.
따라서, 종래 기술에 존재하는 이러한 문제점을 극복하기 위한 FFS 어레이 기판 및 이를 구비한 액정 표시 장치를 제공할 필요가 있다.
본 발명의 목적은 종래 기술의 액정 표시 장치의 공통 전극에서 발생하는 불안정한 전위 문제를 해결하도록 하는, 안정한 전위를 가진 공통 전극을 갖는 FFS 어레이 기판 및 이를 구비한 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.
전술한 기술적 문제를 해결하기 위해, 본 발명은 FFS 어레이 기판을 제공한다. 상기 FFS 어레이 기판은,
기판;
상기 기판 상에 실장되어 주사 라인 및 박막 트랜지스터의 게이트 전극을 형성하는 제 1 금속층;
상기 제 1 금속층 상에 실장되어 상기 제 1 금속층과 제 2 금속층을 서로 절연시키는 제 1 절연층으로서, 상기 제 2 금속층은 상기 제 1 절연층 상에 실장되어 데이터 라인, 상기 박막 트랜지스터의 소스 전극 및 상기 박막 트랜지스터의 드레인 전극을 형성하는, 상기 제 1 절연층;
상기 제 2 금속층 상에 실장되어 상기 제 2 금속층과 투명 전극층을 서로 절연시키는 제 2 절연층으로서, 상기 투명 전극층은 상기 제 2 절연층 상에 실장되어 투명 픽셀 전극을 형성하고 또한 상기 투명 픽셀 전극은 상기 제 2 절연층의 제 1 관통 홀을 통해 상기 박막 트랜지스터의 상기 드레인 전극에 연결되는, 상기 제 2 절연층; 및
상기 투명 전극층 상에 실장되어 상기 투명 전극층과 공통 전극층을 서로 절연시키는 제 3 절연층으로서, 상기 공통 전극층은 상기 제 3 절연층 상에 형성되는 공통 전극 라인 및 상기 공통 전극 라인과 상기 제 3 절연층 상에 형성되는 투명 공통 전극을 포함하고, 상기 공통 전극 라인의 저항률(resistivity)은 상기 투명 공통 전극의 저항률보다 작은, 상기 제 3 절연층을 포함한다.
본 발명의 상기 FFS 어레이 기판의 일 실시예에서, 상기 투명 공통 전극은 그 상부에 형성되는 복수의 슬릿 구조(slit structure)들을 갖는다.
본 발명의 상기 FFS 어레이 기판의 일 실시예에서, 상기 FFS 어레이 기판은 복수의 표시 영역(display domain)들을 갖는다.
본 발명의 상기 FFS 어레이 기판의 일 실시예에서, 상이한 표시 영역들 내에 있는 상기 투명 공통 전극 상의 슬릿 구조들은 서로 다른 방향들로 연장된다.
본 발명의 상기 FFS 어레이 기판의 일 실시예에서, 상기 공통 전극 라인은 상기 인접한 표시 영역들의 접합부(junction)에 대응하는 위치에 실장된다.
본 발명의 상기 FFS 어레이 기판의 일 실시예에서, 상기 제 2 금속층은 공통 신호를 제공하기 위한 공통 라인을 더 구비하며, 상기 공통 전극 라인은 상기 제 3 절연층, 상기 투명 전극층 및 상기 제 2 절연층의 제 2 관통 홀을 통과하여 상기 제 2 금속층 상의 상기 공통 라인에 연결된다.
본 발명은 다른 FFS 어레이 기판을 더 제공하며, 상기 FFS 어레이 기판은,
기판;
상기 기판 상에 실장되어 주사 라인 및 박막 트랜지스터의 게이트 전극을 형성하는 제 1 금속층;
상기 제 1 금속층 상에 실장되어 상기 제 1 금속층과 상기 제 2 금속층을 서로 절연시키고, 또한 상기 제 1 금속층과 투명 전극층을 서로 절연시키는 제 1 절연층;
상기 제 1 절연층 상에 실장되어 데이터 라인, 상기 박막 트랜지스터의 소스 전극 및 상기 박막 트랜지스터의 드레인 전극을 형성하는 제 2 금속층으로서, 상기 투명 전극층은 상기 제 1 절연층 상에 실장되어 투명 픽셀 전극을 형성하고, 상기 투명 픽셀 전극은 상기 박막 트랜지스터의 상기 드레인 전극에 연결되는, 상기 제 2 금속층; 및
상기 제 2 금속층과 상기 투명 전극층 상에 실장되어 상기 제 2 금속층과 공통 전극층을 서로 절연시키고 또한 상기 투명 전극층과 상기 공통 전극층을 서로 절연시키는 제 2 절연층을 포함하며,
상기 공통 전극층은 상기 제 2 절연층 상에 형성되는 공통 전극 라인 및 상기 공통 전극 라인과 상기 제 2 절연층 상에 형성되는 투명 공통 전극을 포함하고, 상기 공통 전극 라인의 저항률은 상기 투명 공통 전극의 저항률보다 작다.
본 발명의 상기 FFS 어레이 기판의 일 실시예에서, 상기 투명 공통 전극은 그 상부에 형성되는 복수의 슬릿 구조들을 갖는다.
본 발명의 상기 FFS 어레이 기판의 일 실시예에서, 상기 FFS 어레이 기판은 복수의 표시 영역들을 갖는다.
본 발명의 상기 FFS 어레이 기판의 일 실시예에서, 상이한 표시 영역들 내에 있는 상기 투명 공통 전극 상의 슬릿 구조들은 서로 다른 방향들로 연장된다.
본 발명의 상기 FFS 어레이 기판의 일 실시예에서, 상기 공통 전극 라인은 상기 인접한 표시 영역들의 접합부에 대응하는 위치에 실장된다.
본 발명의 상기 FFS 어레이 기판의 일 실시예에서, 상기 제 1 금속층은 공통 신호를 제공하기 위한 공통 라인을 더 구비하며, 상기 공통 전극 라인은 상기 제 2 절연층, 상기 투명 전극층 및 상기 제 1 절연층의 관통 홀을 통과하여 상기 제 1 금속층 상의 상기 공통 라인에 연결된다.
본 발명은 FFS 어레이 기판을 구비하는 액정 표시 장치로서, 상부 기판, FFS 어레이 기판 및 상기 상부 기판과 상기 FFS 어레이 기판 사이에 실장되는 액정 층을 포함하는 액정 표시 장치를 더 제공하며, 상기 FFS 어레이 기판은,
기판;
상기 기판 상에 실장되어 주사 라인 및 박막 트랜지스터의 게이트 전극을 형성하는 제 1 금속층;
상기 제 1 금속층 상에 실장되어 상기 제 1 금속층과 제 2 금속층을 서로 절연시키는 제 1 절연층으로서, 상기 제 2 금속층은 상기 제 1 절연층 상에 실장되어 데이터 라인, 상기 박막 트랜지스터의 소스 전극 및 상기 박막 트랜지스터의 드레인 전극을 형성하는, 상기 제 1 절연층;
상기 제 2 금속층 상에 실장되어 상기 제 2 금속층과 투명 전극층을 서로 절연시키는 제 2 절연층으로서, 상기 투명 전극층은 상기 제 2 절연층 상에 실장되어 투명 픽셀 전극을 형성하고 또한 상기 투명 픽셀 전극은 상기 제 2 절연층의 제 1 관통 홀을 통해 상기 박막 트랜지스터의 상기 드레인 전극에 연결되는, 상기 제 2 절연층; 및
상기 투명 전극층 상에 실장되어 상기 투명 전극층과 공통 전극층을 서로 절연시키는 제 3 절연층을 포함하며,
상기 공통 전극층은 상기 제 3 절연층 상에 형성되는 공통 전극 라인 및 상기 공통 전극 라인과 상기 제 3 절연층 상에 형성되는 투명 공통 전극을 포함하고, 상기 공통 전극 라인의 저항률은 상기 투명 공통 전극의 저항률보다 작다.
본 발명의 액정 표시 장치의 일 실시예에서, 상기 투명 공통 전극은 그 상부에 형성되는 복수의 슬릿 구조들을 갖는다.
본 발명의 액정 표시 장치의 일 실시예에서, 상기 FFS 어레이 기판은 복수의 표시 영역들을 갖는다.
본 발명의 액정 표시 장치의 일 실시예에서, 상이한 표시 영역들 내에 있는 상기 투명 공통 전극 상의 슬릿 구조들은 서로 다른 방향들로 연장된다.
본 발명의 액정 표시 장치의 일 실시예에서, 상기 공통 전극 라인은 상기 인접한 표시 영역들의 접합부에 대응하는 위치에 실장된다.
본 발명의 액정 표시 장치의 일 실시예에서, 상기 공통 전극 라인은 상기 제 3 절연층, 상기 투명 전극층 및 상기 제 2 절연층의 제 2 관통 홀을 통과하여 상기 제 2 금속층 상의 상기 공통 라인에 연결된다.
종래의 FFS 어레이 기판 및 액정 표시 장치와 비교할 때, 본 발명의 FFS 어레이 기판은, 공통 전극 라인들과 투명 공통 전극들을 갖는 공통 전극층을 구비함으로써, 공통 전극의 전위 안정성을 보증하고, 대응하는 액정 표시 장치의 표시 효과를 향상시키며, 이에 따라 종래 기술의 액정 표시 장치의 공통 전극에서 발생하는 불안정한 전위 문제를 해결할 수 있다.
본 발명의 내용을 보다 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위해, 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부 도면과 연계하여 다음과 같이 상세히 설명하도록 한다.
도 1a는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 FFS 어레이 기판의 평면뷰를 나타내는 개략도이다.
도 1b는 도 1a의 A-A' 선을 따라 취한 단면도이다.
도 2a는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 FFS 어레이 기판의 평면뷰를 나타내는 개략도이다.
도 2b는 도 2a의 B-B' 선을 따라 취한 단면도이다.
도 3a는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 FFS 어레이 기판의 평면뷰를 나타내는 개략도이다.
도 3b는 도 3a의 C-C' 선을 따라 취한 단면도이다.
도 4a는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 FFS 어레이 기판의 평면뷰를 나타내는 개략도이다.
도 4b는 도 4a의 D-D' 선을 따라 취한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제 5 실시예에 따른 FFS 어레이 기판의 평면뷰를 나타내는 개략도이다.
도 6은 본 발명의 제 6 실시예에 따른 FFS 어레이 기판의 평면뷰를 나타내는 개략도이다.
본 발명에 의해 채택된 전술한 목적, 특징 및 이점은 바람직한 실시예들에 대한 다음의 상세한 설명 및 첨부 도면을 참조함으로써 가장 잘 이해될 수 있다. 또한, 상측, 하측, 전방, 후방, 좌측, 우측, 내측, 외측, 측면 등과 같은 본 발명에서 설명되는 방향 용어는 첨부 도면을 참조하는 방향일 뿐이므로, 사용되는 방향 용어가 본 발명을 설명하고 이해하기 위해 사용되더라도, 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
본 명세서에서 사용되는 단수 형태 "일" 및 "하나"는 문맥상 달리 명시하지 않는 한 복수 형태를 포함하는 것으로 의도된다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 도 1a는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 FFS 어레이 기판의 평면도를 나타내는 개략도이고, 도 1b는 도 1a의 A-A' 선을 따라 취한 단면도이다. 본 발명의 FFS 어레이 기판(10)은 기판(11), 제 1 금속층, 제 1 절연층(13), 제 2 금속층, 제 2 절연층(15), 투명 전극층, 제 3 절연층(17) 및 공통 전극층을 포함한다.
제 1 금속층은 기판(11) 상에 실장되어 주사 라인(121) 및 박막 트랜지스터의 게이트 전극(122)을 형성한다. 제 1 절연층(13)은 제 1 금속층 상에 실장되어 제 1 금속층과 제 2 금속층을 절연시킨다. 제 2 금속층은 제 1 절연층(13) 상에 실장되어 데이터 라인(141), 박막 트랜지스터의 소스 전극(142) 및 박막 전극의 드레인 전극(143)을 형성한다. 제 2 절연층(15)은 제 2 금속층 상에 실장되어 제 2 금속층과 투명 전극층을 절연시킨다. 투명 전극층은 제 2 절연층(15) 상에 실장되어 투명 픽셀 전극(161)을 형성한다. 투명 픽셀 전극(161)은 제 2 절연층(15)의 제 1 관통 홀(151)을 통해 박막 트랜지스터의 드레인 전극(143)과 연결된다. 제 3 절연층(17)은 투명 전극층 상에 실장되어 투명 전극층과 공통 전극층을 절연시킨다. 공통 전극층은 제 3 절연층(17) 상에 실장된 공통 전극 라인(181) 및 공통 전극 라인(181)과 제 3 절연층(17) 상에 형성된 투명 공통 전극(182)을 포함하며, 여기서 공통 전극 라인(181)의 저항률(resistivity)은 투명 공통 전극(182)의 저항률보다 상대적으로 작다. 또한, FFS 어레이 기판(10)은 박막 트랜지스터의 채널(191)을 형성하기 위해 사용되는 반도체 층을 더 갖는다.
본 실시예의 FFS 어레이 기판(10)은 복수의 표시 영역을 갖는다. FFS 어레이 기판(10)의 투명 공통 전극(182)은 그 위에 형성된 복수의 슬릿 구조(183)를 갖는다. FFS 어레이 기판(10)의 상이한 표시 영역들 내에 있는 투명 공통 전극(182) 상의 슬릿 구조들(183)은 상이한 방향으로 연장된다. 공통 전극 라인(181)은 인접한 표시 영역들의 접합부(junction)에 대응하는 위치에 실장된다.
본 실시예의 FFS 어레이 기판(10)이 작동 중일 때에, 투명 전극층 상의 투명 픽셀 전극(161)은 제 1 관통 홀(151), 박막 트랜지스터의 드레인 전극(143) 및 박막 트랜지스터의 소스 전극(142)을 통해 데이터 라인(141)으로부터 데이터 신호를 수신한다. 공통 전극층 상의 투명 공통 전극(182)은 공통 전극 라인(181)을 통해 공통 신호를 수신한다. 액정 표시 장치의 액정 층에 있는 액정 분자들이 이 데이터 신호와 공통 신호의 영향에 따라 틸트됨으로써, 액정 표시 장치가 대응 화상을 표시하게 된다.
공통 전극 라인(181)은 저항률이 더 낮은 금속 라인이기 때문에, 공통 전극 전체의 저항이 더욱 저감될 수 있으며, 이에 따라 공통 전극의 전위가 더 안정적이고 더 균일하게 될 수 있다.
한편, 인접한 표시 영역들의 접합부는 표시 효과가 상대적으로 열악한 표시 에어리어이기 때문에, 인접한 표시 영역들의 접합부에 대응하는 위치에 불투명한 공통 전극 라인(181)을 형성함으로써, 공통 전극 라인(181)이 액정 표시 장치의 개구율에 지나치게 영향을 미치는 것을 방지한다. 따라서, 공통 전극의 저항은 액정 표시 장치의 개구율에 대하여 미미한 영향만을 미치는 것으로 감소될 수 있다.
또한, 액정 표시 장치의 각 픽셀을 통과하는 공통 전극 라인(181)을 구비함으로써, 액정 표시 장치의 표면에 터치 감지 부품이 제공되는 경우, 이 공통 전극 라인을 이용하여 터치 감지 신호를 송신할 수 있다.
따라서, 본 실시예의 FFS 어레이 기판은, 공통 전극 라인 및 투명 공통 전극을 가진 공통 전극층을 형성하여 액정 표시 장치의 표시 효과를 향상시킴으로써, 공통 전극의 전위 안정성을 확보할 수가 있다.
도 2a 및 도 2b를 더 참조하면, 도 2a는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 FFS 어레이 기판의 평면도를 나타내는 개략도이며, 도 2b는 도 2a의 B-B' 선을 따라 취한 단면도이다. 제 2 실시예의 FFS 어레이 기판(20)은 기판(21), 제 1 금속층, 제 1 절연층(23), 제 2 금속층, 제 2 절연층(25), 투명 전극층, 제 3 절연층(27) 및 공통 전극층을 포함한다.
제 1 금속층은 기판(21) 상에 실장되어 주사 라인(221) 및 박막 트랜지스터의 게이트 전극(222)을 형성한다. 제 1 절연층(23)은 제 1 금속층 상에 실장되어 제 1 금속층과 제 2 금속층을 서로 절연시킨다. 제 2 금속층은 제 1 절연층(23) 상에 실장되어 데이터 라인(241), 박막 트랜지스터의 소스 전극(242) 및 박막 트랜지스터의 드레인 전극(243)을 형성한다. 제 2 절연층(25)은 제 2 금속층 상에 실장되어 제 2 금속층과 투명 전극층을 서로 절연시킨다. 투명 전극층은 제 2 절연층(25)에 실장되어 투명 픽셀 전극(261)을 형성하며, 여기서 이 투명 픽셀 전극(261)은 제 2 절연층(25)의 제 1 관통 홀(251)을 통해 박막 트랜지스터의 드레인 전극(243)과 연결된다. 제 3 절연층(27)은 투명 전극층 상에 실장되어 투명 전극층과 공통 전극층을 서로 절연시킨다. 공통 전극층은 제 3 절연층(27) 상에 형성된 공통 전극 라인(281) 및 공통 전극 라인(281)과 제 3 절연층 상에 형성된 투명 공통 전극(282)을 포함하며, 여기서 공통 전극 라인(281)의 저항률은 투명 공통 전극(282)의 저항률보다 상대적으로 작다. 또한, FFS 어레이 기판(20)은 박막 트랜지스터의 채널(291)을 형성하기 위해 사용되는 반도체 층을 더 포함한다.
본 실시예의 FFS 어레이 기판(20)은 복수의 표시 영역을 갖는다. FFS 어레이 기판(20)의 투명 공통 전극(282)은 그 위에 형성된 복수의 슬릿 구조(283)를 갖고 있다. FFS 어레이 기판(20)의 상이한 표시 영역들 내에 있는 투명 공통 전극(282) 상의 슬릿 구조들(283)은 서로 다른 방향들로 연장된다. 공통 전극 라인(281)은 인접한 표시 영역들의 접합부에 대응하는 위치에 실장된다.
제 1 실시예에 기초하여, 제 2 실시예의 FFS 어레이 기판(20)의 제 2 금속층은 공통 신호를 제공하기 위한 공통 라인(244)을 더 구비하며, 여기서 공통 전극층의 공통 전극 라인(281)은 제 2 절연층(27), 투명 전극층 및 제 2 절연층(25)의 제 2 관통 홀(252)을 통과하여 제 2 금속층 상의 공통 라인(244)에 연결된다. 그러나, 공통 라인(244)은 또한 제 1 금속층 상에 실장될 수도 있다.
제 2 실시예의 FFS 어레이 기판(20)이 작동 중일 때에, 투명 전극층 상의 투명 픽셀 전극(261)은 제 1 관통 홀(251), 박막 트랜지스터의 드레인 전극(243) 및 박막 트랜지스터의 소스 전극(242)를 통하여 데이터 라인(241)으로부터 데이터 신호를 수신한다. 공통 전극층 상의 투명 공통 전극(282)은 공통 전극층 상의 공통 전극 라인(281) 및 제 2 관통 홀(252)을 통해 제 2 금속층 상의 공통 라인(244)으로부터 공통 신호를 수신한다. 액정 표시 장치의 액정 층에 있는 액정 분자들이 이 데이터 신호 및 공통 신호의 영향에 따라 틸트됨으로써 액정 표시 장치가 대응 화상을 표시하게 된다.
제 2 실시예의 FFS 어레이 기판에서는, 제 2 금속층의 공통 라인을 사용하여 공통 신호를 송신하는 것에 의하여, 공통 전극층의 공통 전극 라인이 액정 표시 장치의 전체 구조를 통과할 필요가 없게 된다. 따라서, 공통 전극 라인의 형성은 액정 표시 장치의 개구율에 대한 영향을 훨씬 덜 미치게 된다.
도 3a 및 도 3b를 더 참조하면, 도 3a는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 FFS 어레이 기판의 평면도를 나타내는 개략도이며, 도 3b는 도 3a의 C-C' 선을 따라 취한 단면도이다. 제 3 실시예의 FFS 어레이 기판(30)은 기판(31), 제 1 금속층, 제 1 절연층(33), 제 2 금속층, 투명 전극층, 제 2 절연층(36) 및 공통 전극층을 포함한다.
제 1 금속층은 기판(31) 상에 실장되어 주사 라인(321) 및 박막 트랜지스터의 게이트 전극(322)을 형성한다. 제 1 절연층(33)은 제 1 금속층 상에 실장되어 제 1 금속층과 제 2 금속층을 서로 절연시키며, 또한 제 1 금속층과 투명 전극층을 서로 절연시킨다. 제 2 금속층은 제 1 절연층(33) 상에 실장되어 데이터 라인(341), 박막 트랜지스터의 소스 전극(342) 및 박막 트랜지스터의 드레인 전극(343)을 형성한다. 투명 전극층은 제 1 절연층(33) 상에 실장되어 투명 픽셀 전극(351)을 형성하며, 여기서 투명 픽셀 전극(351)은 제 2 금속층 상의 박막 트랜지스터의 드레인 전극(343)에 연결된다. 제 2 절연층(36)은 제 2 금속층 및 투명 전극층 상에 실장되어 투명 전극층과 공통 전극층을 서로 절연시키고, 또한 제 2 금속층과 공통 전극층을 서로 절연시킨다. 공통 전극층은 제 2 절연층(36) 상에 형성된 공통 전극 라인(371) 및 공통 전극 라인(371)과 제 2 절연층(36) 상에 형성된 투명 공통 전극(372)으로 구성되며, 여기서 공통 전극 라인(371)의 저항률은 투명 공통 전극(372)의 저항률보다 상대적으로 더 작다. 또한, FFS 어레이 기판(30)은 박막 트랜지스터의 채널(381)을 형성하기 위해 사용되는 반도체 층을 더 갖는다.
본 실시예의 FFS 어레이 기판(30)은 복수의 표시 영역을 갖는다. FFS 어레이 기판(30)의 투명 공통 전극(372)은 그 위에 형성된 복수의 슬릿 구조(373)를 갖고 있다. FFS 어레이 기판(30)의 상이한 표시 영역들 내에 있는 투명 공통 전극(372) 상의 슬릿 구조들(373)은 서로 다른 방향들로 연장된다. 공통 전극 라인(371)은 인접한 표시 영역들의 접합부에 대응하는 위치에 실장된다.
제 3 실시예의 FFS 어레이 기판(30)이 작동 중일 때에, 투명 전극층의 투명 픽셀 전극(351)은 박막 트랜지스터의 드레인 전극(343) 및 박막 트랜지스터의 소스 전극(342)을 통해 데이터 라인(341)으로부터 데이터 신호를 수신한다. 액정 표시 장치의 액정 층에 있는 액정 분자들이 이 데이터 신호 및 공통 신호의 영향에 따라 틸트됨으로써, 액정 표시 장치가 대응 화상을 표시하게 된다.
공통 전극 라인(371)은 저항률이 더 낮은 금속 라인이기 때문에, 공통 전극 전체의 저항이 더욱 저감될 수 있으며, 이에 따라 공통 전극의 전위가 더 안정적이고 더 균일하게 될 수 있다.
한편, 인접한 표시 영역들의 접합부는 표시 효과가 상대적으로 열악한 표시 에어리어이기 때문에, 인접한 표시 영역들의 접합부에 대응하는 위치에 불투명한 공통 전극 라인(371)을 형성함으로써, 공통 전극 라인(371)이 액정 표시 장치의 개구율에 지나치게 영향을 미치는 것을 방지한다. 따라서, 공통 전극의 저항은 액정 표시 장치의 개구율에 대하여 미미한 영향만을 미치는 것으로 감소될 수 있다.
또한, 액정 표시 장치의 각 픽셀을 통과하는 공통 전극 라인(371)을 구비함으로써, 액정 표시 장치의 표면에 터치 감지 부품이 제공되는 경우, 이 공통 전극 라인을 이용하여 터치 감지 신호를 송신할 수 있다.
따라서, 본 실시예의 FFS 어레이 기판은, 공통 전극 라인 및 투명 공통 전극을 가진 공통 전극층을 형성하여 액정 표시 장치의 표시 효과를 향상시킴으로써, 공통 전극의 전위 안정성을 확보할 수가 있다.
도 4a 및 도 4b를 더 참조하면, 도 4a는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 FFS 어레이 기판의 평면도를 나타내는 개략도이며, 도 4b는 도 4a의 D-D' 선을 따라 취한 단면도이다. 제 4 실시예의 FFS 어레이 기판(40)은 기판(41), 제 1 금속층, 제 1 절연층(43), 제 2 금속층, 투명 전극층, 제 2 절연층(46) 및 공통 전극층을 포함한다.
제 1 금속층은 기판(41) 상에 실장되어 주사 라인(421) 및 박막 트랜지스터의 게이트 전극(422)을 형성한다. 제 1 절연층(43)은 제 1 금속층 상에 실장되어 제 1 금속층과 제 2 금속층을 서로 절연시키고, 또한 제 1 금속층과 투명 전극층을 서로 절연시킨다. 제 2 금속층은 제 1 절연층(43) 상에 실장되어 데이터 라인(441), 박막 트랜지스터의 소스 전극(442) 및 박막 트랜지스터의 드레인 전극(443)을 형성한다. 투명 전극층은 제 1 절연층(43) 상에 실장되어 투명 픽셀 전극(451)을 형성하며, 여기서 투명 픽셀 전극(451)은 제 2 금속층 상의 박막 트랜지스터의 드레인 전극(443)에 연결된다. 제 2 절연층(46)은 제 2 금속층 및 투명 전극층 상에 실장되어, 투명 전극층과 공통 전극층을 서로 절연시키고, 또한 제 2 금속층과 공통 전극층을 서로 절연시킨다. 공통 전극층은 제 2 절연층(46) 상에 형성된 공통 전극 라인(471) 및 공통 전극 라인(471)과 제 2 절연층(46) 상에 형성된 투명 공통 전극(472)으로 구성되며, 여기서 공통 전극 라인(471)의 저항률은 투명 공통 전극(472)의 저항률보다 상대적으로 더 작다. 또한, FFS 어레이 기판(40)은 박막 트랜지스터의 채널(481)을 형성하기 위해 사용되는 반도체 층을 더 갖는다.
본 실시예의 FFS 어레이 기판(40)은 복수의 표시 영역을 갖는다. FFS 어레이 기판(40)의 투명 공통 전극(472)은 그 위에 형성된 복수의 슬릿 구조들(473)을 갖고 있다. FFS 어레이 기판(40)의 상이한 표시 영역들 내에 있는 투명 공통 전극(472) 상의 슬릿 구조들(473)은 서로 다른 방향들로 연장된다. 공통 전극 라인(471)은 인접한 표시 영역들의 접합부에 대응하는 위치에 실장된다.
제 3 실시예에 기초하여, 제 4 실시예의 FFS 어레이 기판(40)의 제 1 금속층은 공통 신호를 제공하기 위한 공통 라인(423)을 더 구비하며, 여기서 공통 전극층의 공통 전극 라인(471)은 제 2 절연층(46), 투명 전극층 및 제 1 절연층(43)의 관통 홀(461)을 통과하여 제 1 금속층 상의 공통 라인(423)에 연결된다.
제 4 실시예의 FFS 어레이 기판(40)이 작동 중일 때에, 투명 전극층의 투명 픽셀 전극(451)은 박막 트랜지스터의 드레인 전극(443) 및 박막 트랜지스터의 소스 전극(442)을 통해 데이터 라인(441)으로부터 데이터 신호를 수신한다. 공통 전극층의 투명 공통 전극(472)은 공통 전극 라인(471) 및 관통 홀(461)을 통해 공통 라인(423)으로부터 공통 신호를 수신한다. 액정 표시 장치의 액정 층에 있는 액정 분자들이 이 데이터 신호 및 공통 신호의 영향에 따라 틸트됨으로써 액정 표시 장치가 대응 화상을 표시하게 된다.
제 4 실시예의 FFS 어레이 기판에서는, 제 1 금속층의 공통 라인을 사용하여 공통 신호를 송신하는 것에 의하여, 공통 전극층의 공통 전극 라인이 액정 표시 장치의 전체 구조를 통과할 필요가 없게 된다. 따라서, 공통 전극 라인의 형성은 액정 표시 장치의 개구율에 대한 영향을 훨씬 덜 미치게 된다.
본 발명의 FFS 어레이 기판은 복수의 표시 영역들을 포함하며, 여기서 표시 영역들은 클라이언트의 요구 또는 실제 상황에 따라 분할될 수도 있다. 본 발명의 제 5 실시예에 따른 FFS 어레이 기판의 평면도를 나타내는 개략도인 도 5를 참조하면, 본 실시예의 FFS 어레이 기판(50)에서 각 픽셀은 좌측 및 우측에 각각 2 개의 표시 영역을 갖는다. 따라서, 공통 전극 라인(51)은 각 픽셀의 상하 중심선(top-to-down center line)에 대응하는 위치에 실장되는 것이 바람직하다. 본 발명의 제 6 실시예에 따른 FFS 어레이 기판의 평면도를 나타내는 개략도인 도 6을 더 참조하면, 본 실시예의 FFS 어레이 기판(60)에서는, 각 픽셀이 상부측 및 하부측 각각에 2개의 표시 영역을 갖는다. 따라서, 공통 전극 라인(61)은 각 픽셀의 좌우 중심선(left-to-right center line)에 대응하는 위치에 실장되는 것이 바람직하다.
그러나, 공통 전극 라인의 실장 위치는 표시 영역들의 배치에 따라 달라지는 것이며, 상기 실시예들로 한정되는 것이 아니다. 공통 전극 라인이 인접한 표시 영역들의 접합부에 실장되기만 한다면, 공통 전극의 저항을 크게 감소시키고 액정 표시 장치의 개구율을 향상시키는 효과는 달성될 수가 있다.
본 발명은 액정 표시 장치를 더 제공한다. 액정 표시 장치는 상부 기판, 전술한 바와 같은 FFS 어레이 기판, 및 상부 기판과 FFS 어레이 기판 사이에 실장되는 액정 층을 포함한다. FFS 어레이 기판의 구체적인 구조 및 작동 이론은 전술한 바와 같은 FFS 어레이 기판의 바람직한 실시예들의 설명과 실질적으로 동일하거나 유사하므로, 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
본 발명의 FFS 어레이 기판은 공통 전극 라인들과 투명 공통 전극들을 갖는 공통 전극층을 구비함으로써, 공통 전극의 전위 안정성을 보증하고, 대응하는 액정 표시 장치의 표시 효과를 향상시키며, 이에 따라 종래 기술의 액정 표시 장치의 공통 전극에서 발생하는 불안정한 전위 문제를 해결할 수 있다.
본 발명이 바람직한 실시예들로 설명되었지만, 첨부된 청구범위들에 의해서만 제한되도록 의도된 본 발명의 범위 및 사상을 벗어나지 않는다면 상기 실시예에 대한 다수의 변경 및 변형이 행해질 수 있는 것으로 이해된다.

Claims (18)

  1. FFS 어레이 기판으로서,
    기판;
    상기 기판 상에 실장되어 주사 라인 및 박막 트랜지스터의 게이트 전극을 형성하는 제 1 금속층;
    상기 제 1 금속층 상에 실장되어 상기 제 1 금속층과 제 2 금속층을 서로 절연시키는 제 1 절연층으로서, 상기 제 2 금속층은 상기 제 1 절연층 상에 실장되어 데이터 라인, 상기 박막 트랜지스터의 소스 전극 및 상기 박막 트랜지스터의 드레인 전극을 형성하는, 상기 제 1 절연층;
    상기 제 2 금속층 상에 실장되어 상기 제 2 금속층과 투명 전극층을 서로 절연시키는 제 2 절연층으로서, 상기 투명 전극층은 상기 제 2 절연층 상에 실장되어 투명 픽셀 전극을 형성하고 또한 상기 투명 픽셀 전극은 상기 제 2 절연층의 제 1 관통 홀을 통해 상기 박막 트랜지스터의 상기 드레인 전극에 연결되는, 상기 제 2 절연층; 및
    상기 투명 전극층 상에 실장되어 상기 투명 전극층과 공통 전극층을 서로 절연시키는 제 3 절연층으로서, 상기 공통 전극층은 상기 제 3 절연층 상에 형성되는 공통 전극 라인 및 상기 공통 전극 라인과 상기 제 3 절연층 상에 형성되는 투명 공통 전극을 포함하고, 상기 공통 전극 라인의 저항률(resistivity)은 상기 투명 공통 전극의 저항률보다 작은, 상기 제 3 절연층을 포함하는 FFS 어레이 기판.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 투명 공통 전극은 그 상부에 형성되는 복수의 슬릿 구조(slit structure)들을 갖는 FFS 어레이 기판.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 FFS 어레이 기판은 복수의 표시 영역(display domain)들을 갖는 FFS 어레이 기판.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상이한 표시 영역들 내에 있는 상기 투명 공통 전극 상의 슬릿 구조들은 서로 다른 방향들로 연장되는 FFS 어레이 기판.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 공통 전극 라인은 상기 인접한 표시 영역들의 접합부(junction)에 대응하는 위치에 실장되는 FFS 어레이 기판.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 금속층은 공통 신호를 제공하기 위한 공통 라인을 더 구비하며, 상기 공통 전극 라인은 상기 제 3 절연층, 상기 투명 전극층 및 상기 제 2 절연층의 제 2 관통 홀을 통과하여 상기 제 2 금속층 상의 상기 공통 라인에 연결되는 FFS 어레이 기판.
  7. FFS 어레이 기판으로서,
    기판;
    상기 기판 상에 실장되어 주사 라인 및 박막 트랜지스터의 게이트 전극을 형성하는 제 1 금속층;
    상기 제 1 금속층 상에 실장되어 상기 제 1 금속층과 상기 제 2 금속층을 서로 절연시키고, 또한 상기 제 1 금속층과 투명 전극층을 서로 절연시키는 제 1 절연층;
    상기 제 1 절연층 상에 실장되어 데이터 라인, 상기 박막 트랜지스터의 소스 전극 및 상기 박막 트랜지스터의 드레인 전극을 형성하는 제 2 금속층으로서, 상기 투명 전극층은 상기 제 1 절연층 상에 실장되어 투명 픽셀 전극을 형성하고, 상기 투명 픽셀 전극은 상기 박막 트랜지스터의 상기 드레인 전극에 연결되는, 상기 제 2 금속층; 및
    상기 제 2 금속층과 상기 투명 전극층 상에 실장되어 상기 제 2 금속층과 공통 전극층을 서로 절연시키고 또한 상기 투명 전극층과 상기 공통 전극층을 서로 절연시키는 제 2 절연층을 포함하며,
    상기 공통 전극층은 상기 제 2 절연층 상에 형성되는 공통 전극 라인 및 상기 공통 전극 라인과 상기 제 2 절연층 상에 형성되는 투명 공통 전극을 포함하고, 상기 공통 전극 라인의 저항률은 상기 투명 공통 전극의 저항률보다 작은 FFS 어레이 기판.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 투명 공통 전극은 그 상부에 형성되는 복수의 슬릿 구조들을 갖는 FFS 어레이 기판.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 FFS 어레이 기판은 복수의 표시 영역들을 갖는 FFS 어레이 기판.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상이한 표시 영역들 내에 있는 상기 투명 공통 전극 상의 슬릿 구조들은 서로 다른 방향들로 연장되는 FFS 어레이 기판.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 공통 전극 라인은 상기 인접한 표시 영역들의 접합부에 대응하는 위치에 실장되는 FFS 어레이 기판.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 금속층은 공통 신호를 제공하기 위한 공통 라인을 더 구비하며, 상기 공통 전극 라인은 상기 제 2 절연층, 상기 투명 전극층 및 상기 제 1 절연층의 관통 홀을 통과하여 상기 제 1 금속층 상의 상기 공통 라인에 연결되는 FFS 어레이 기판.
  13. FFS 어레이 기판을 구비하는 액정 표시 장치로서, 상부 기판, FFS 어레이 기판 및 상기 상부 기판과 상기 FFS 어레이 기판 사이에 실장되는 액정 층을 포함하며, 상기 FFS 어레이 기판은,
    기판;
    상기 기판 상에 실장되어 주사 라인 및 박막 트랜지스터의 게이트 전극을 형성하는 제 1 금속층;
    상기 제 1 금속층 상에 실장되어 상기 제 1 금속층과 제 2 금속층을 서로 절연시키는 제 1 절연층으로서, 상기 제 2 금속층은 상기 제 1 절연층 상에 실장되어 데이터 라인, 상기 박막 트랜지스터의 소스 전극 및 상기 박막 트랜지스터의 드레인 전극을 형성하는, 상기 제 1 절연층;
    상기 제 2 금속층 상에 실장되어 상기 제 2 금속층과 투명 전극층을 서로 절연시키는 제 2 절연층으로서, 상기 투명 전극층은 상기 제 2 절연층 상에 실장되어 투명 픽셀 전극을 형성하고 또한 상기 투명 픽셀 전극은 상기 제 2 절연층의 제 1 관통 홀을 통해 상기 박막 트랜지스터의 상기 드레인 전극에 연결되는, 상기 제 2 절연층; 및
    상기 투명 전극층 상에 실장되어 상기 투명 전극층과 공통 전극층을 서로 절연시키는 제 3 절연층을 포함하며,
    상기 공통 전극층은 상기 제 3 절연층 상에 형성되는 공통 전극 라인 및 상기 공통 전극 라인과 상기 제 3 절연층 상에 형성되는 투명 공통 전극을 포함하고, 상기 공통 전극 라인의 저항률은 상기 투명 공통 전극의 저항률보다 작은 액정 표시 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 투명 공통 전극은 그 상부에 형성되는 복수의 슬릿 구조들을 갖는 액정 표시 장치.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 FFS 어레이 기판은 복수의 표시 영역들을 갖는 액정 표시 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상이한 표시 영역들 내에 있는 상기 투명 공통 전극 상의 슬릿 구조들은 서로 다른 방향들로 연장되는 액정 표시 장치.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 공통 전극 라인은 상기 인접한 표시 영역들의 접합부에 대응하는 위치에 실장되는 액정 표시 장치.
  18. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 2 금속층은 공통 신호를 제공하기 위한 공통 라인을 더 구비하며, 상기 공통 전극 라인은 상기 제 3 절연층, 상기 투명 전극층 및 상기 제 2 절연층의 제 2 관통 홀을 통과하여 상기 제 2 금속층 상의 상기 공통 라인에 연결되는 액정 표시 장치.
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