CN101026171A - 薄膜晶体管阵列面板和显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种显示装置，其包括第一显示面板，第一显示面板包括在其上设置的公共电极，和第二显示面板，第二显示面板包括薄膜晶体管(TFT)，各薄膜晶体管包括栅极、源极和漏极，设置在所述源极和漏极上的第一钝化层、设置在所述第一钝化层上并且包括至少一感测突起的第二钝化层、设置在第二钝化层上并且与漏极连接的像素电极、和设置在所述感测突起上的至少一导电构件。

Description

薄膜晶体管阵列面板和显示装置
技术领域
本发明设计一种薄膜晶体管阵列面板和显示装置。
背景技术
作为平板显示装置的一种类型的液晶显示器(LCD)包括两个面板，一个具有形成于其上的像素电极而另一个具有形成于其上的公共电极，以及在两个面板之间插入的具有介电各向异性的液晶层。像素电极基本以矩阵设置并且与例如薄膜晶体管(TFT)的开关元件连接以便顺序逐行接收图像数据电压。由各个像素形成的区称为像素，并且LCD可以包括多个像素。公共电极形成在两个面板之一的整个表面上且接收公共电压。像素电极、公共电极的对应部分、和插入其间的液晶层的对应部分就电路而言形成液晶电容器，并且液晶电容器和与其连接的开关元件都是像素的基本元件。
在LCD中，电压被施加到两个电极从而在液晶层内产生电场，并且通过改变电场强度从而获得希望的光透射率的大小而控制穿过液晶层的光的透射率。可以几乎同时控制多个像素内的光透射率的大小从而产生图像。
触摸屏面板是使用户通过使用手指或笔在屏幕上以接触方式写或画字符或图，从而可以与例如计算机的机器互动的输入装置。互动还可以通过使用手指或笔按压屏幕上的按钮从而指示计算机进行操作。包括触摸屏面板的LCD可以识别用户的手指或触摸笔是否在屏幕上接触，并且还可以获得接触的接触位置信息。
但是，包括触摸屏的LCD具有的问题在于，触摸屏的安装增加单位成本，附加的在液晶面板组件上贴覆触摸屏的工艺减少了产率，使LCD的亮度恶化，并且使产品厚度增加。
发明内容
因此，本发明致力于提供一种具有传感单元的显示装置，所述传感单元具有精确感测接触和接触位置的优点。
本发明还致力于改善传感单元的耐久性。
本发明的薄膜晶体管(TFT)阵列面板的典型实施方式包括：设置在基板上的多个薄膜晶体管，各个薄膜晶体管包括栅极、源极、和漏极；设置在源极和漏极上并且包括至少暴露部分漏极的第一接触孔的第一钝化层；设置在第一钝化层上，并且包括至少一感测突起和第二接触孔的第二钝化层；设置在第二钝化层上并且通过第一和第二接触孔与漏极连接的像素电极；和设置在感测突起上的至少一导电构件。
TFT阵列面板的另一典型实施方式包括：设置在基板上的多个薄膜晶体管，各个薄膜晶体管包括栅极、源极、和漏极；设置在源极和漏极上并且具有至少暴露部分漏极的第一接触孔的第一钝化层；设置在第一钝化层上并且通过第一接触孔与漏极连接的像素电极；设置在第一钝化层上的至少一导电构件；和设置在导电构件上的至少一感测突起。
TFT阵列面板的典型实施方式还可以包括设置在所述第一钝化层上并且包括对应于所述第一接触孔的第二接触孔的第二钝化层。
在一典型实施方式中导电构件可以包括与像素电极基本相同的材料。
在一典型实施方式中导电构件可以由氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)或透明导电有机膜制成。
在一典型实施方式中导电构件可以与像素电极设置在相同的层上。
在一典型实施方式中第二钝化层可以包括有机绝缘体。
TFT阵列面板的一典型实施方式还可以包括设置在第一钝化层上的滤色器。
根据本发明的另一典型实施方式的显示装置包括：包括在其上设置的公共电极的第一显示面板；和第二显示面板，包括：多个薄膜晶体管，各个薄膜晶体管包括栅极、源极、和漏极；设置在源极和漏极上的第一钝化层；设置在第一钝化层上并且包括至少一感测突起的第二钝化层；设置在第二钝化层上并且与漏极连接的的像素电极；和设置在感测突起上的至少一导电构件。
根据本发明的又一典型实施方式的显示装置包括：包括在其上设置的公共电极的第一显示面板；和第二显示面板，包括：多个薄膜晶体管，各个薄膜晶体管包括栅极、源极、和漏极；设置在源极和漏极上的第一钝化层；设置在第一钝化层上并且与漏极连接的像素电极；设置在第一钝化层上的至少一导电构件；和设置在导电构件上的至少一感测突起。
在一典型实施方式中显示装置还可以包括设置在第一钝化层上的第二钝化层。
导电构件可以包括与像素电极相同的材料，并且可以包括透明导电有机膜。
导电构件可以设置在其上形成像素电极的相同层上。
第二钝化层可以包括有机绝缘体。
感测突起可以包括透明导电有机膜。
第一显示面板还可以包括设置在公共电极上的分隔物。
感测突起的高度可以低于分隔物的高度。
第二显示面板还可以包括设置在第一钝化层上的滤色器。
一种薄膜晶体管阵列面板的制造方法的典型实施方式包括：在基板上设置多个薄膜晶体管，各个薄膜晶体管包括栅极、源极和漏极；在源极和漏极上设置第一钝化层，其中第一钝化层包括暴露至少部分漏极的第一接触孔；在第一钝化层上设置第二钝化层，其中第二钝化层包括至少一感测突起和第二接触孔；在第二钝化层上设置像素电极，其中像素电极通过第一和第二接触孔与漏极连接；并且在感测突起上设置至少一导电构件。
附图说明
结合附图，从下列本发明的详细描述中，本发明的前述和其它方面、特征和优点将会变得更为显见。
图1是根据本发明的液晶显示区(LCD)的典型实施方式的示意方框图。
图2是根据本发明的LCD的典型实施方式的一像素的典型实施方式的等效电路图。
图3是根据本发明的LCD的典型实施方式的示意方框图。
图4是根据本发明的一传感单元的典型实施方式的等效电路图。
图5是根据本发明的LCD的典型实施方式的示意图。
图6是根据本发明的薄膜晶体管(TFT)阵列面板的典型实施方式的俯视平面图。
图7A是在图6中的TFT阵列面板的典型实施方式的沿VIIA-VIIA线所取的剖面图。
图7B是在图6中的TFT阵列面板的典型实施方式的沿VIIB-VIIB线所取的剖面图。
图8是在图6中的TFT阵列面板的沿VIIA-VIIA线所取的剖面图的另一典型实施方式。
具体实施方式
现将参考其中显示本发明的实施方式的附图在其后更加全面地描述本发明。然而，本发明可以以许多不同的形式实现且不应解释为限于这里阐述的实施方式。而是，提供这些实施方式使得本公开充分和完整，且向那些本领域的技术人员全面地传达本发明的范围。通篇相似的附图标记指示相似的元件。
可以理解当元件或层被称为在另一元件或层“上”、“连接到”和/或“耦合到”另一元件或层时，它可以直接在其他元件上或连接到、耦合到另一元件或层，或者可以存在中间的元件或层。相反，当元件被称为“直接”在其他元件“上”、时，则没有中间元件或层存在。这里所用的术语“和/或”包括相关列举项目的一个或更多的任何和所有组合。
可以理解虽然术语第一、第二和第三可以用于此来描述各种元件、部件、区域、层和/或部分，这些元件、部件、区域、层和/或部分应不受这些术语限制。这些术语只用于区分一个元件、部件、区域、层或部分与其他元件、部件、区域、层或部分。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部分可以被称为第二元件、部件、区域、层或部分，而不背离本发明的教导。
这里所使用的术语是只为了描述特别的实施方式的目的且不旨在限制本发明。如这里所用，单数形式也旨在包括复数形式，除非内容清楚地指示另外的意思。可以进一步理解当在此说明书中使用时术语“包括”和/或“包含”说明所述特征、区域、整体、步骤、操作、元件和/或组分的存在，但是不排出存在或添加一个或更多其他特征、区域、整体、步骤、操作、元件、组分和/或其组。
在这里为了描述的方便，可以使用空间相对术语，诸如“下面”、“下方”、“下”、“上方”、“上”等，来描述一个元件或特征和其他元件或特征如图中所示的关系。可以理解空间相对术语旨在包含除了在图中所绘的方向之外的装置在使用或操作中的不同方向。例如，如果在图中的装置被翻转，被描述为在其他元件或特征的“下方”或“下面”的元件则应取向在所述其他元件或特征的“上方”。因此，示范性术语“下方”可以包含下方和上方两个方向。装置也可以有其它取向(旋转90度或其它取向)且相应地解释这里所使用的空间相对描述语。
除非另有界定，这里使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本发明属于的领域的普通技术人员共同理解的相同的意思。还可以理解诸如那些在共同使用的字典中定义的术语应解释为一种与在相关技术和本公开的背景中的它们的涵义一致的涵义，而不应解释为理想化或过度正式的意义，除非在这里明确地如此界定。
参考横截面图示在这里描述了本发明的实施例，该图示是本发明的理想实施例的示意图。因此，可以预期由于例如制造技术和/或公差引起的图示的形状的变化。因此，本发明的实施例不应解释为限于这里所示的特别的区域形状，而是包括由于例如由制造引起的形状的偏离。例如，示出或描述为平的区域可以通常具有粗糙和/或非线性的特征。另外，示出的尖角可以是倒圆的。因此，图中示出的区域本质上是示意性的且它们的形状不旨在示出区域的精确的形状且不旨在限制本发明的范围。
此后，将参考附图详细描述本发明。
现将参考附图详细描述根据本发明的液晶显示器(LCD)的典型实施方式。
图1是根据本发明的LCD的典型实施方式的示意方框图，并且图2是根据本发明的LCD的典型实施方式的一像素的典型实施方式的等效电路图。
图3是根据本发明的LCD的典型实施方式的示意方框图，图4是根据本发明的传感单元的典型实施方式的等效电路图，并且图5是根据本发明的LCD的典型实施方式的示意图。
参考图1和3，根据本发明的LCD的典型实施方式包括液晶面板组件200、图像扫描驱动器400、图像数据驱动器500、和与液晶面板组件300连接的传感信号处理器800，与图像数据驱动器500连接的灰度电压生成器550、与传感信号处理器800连接的接触确定器700、和控制上述元件的信号控制器600。
参考图1至4，液晶面板组件300包括多个显示信号线G1-Gn和D1-Dm、与显示信号线G1-Gn和D1-Dm连接并且基本以矩阵形状设置的多个像素PX、多个传感信号线SY1-SYN和SX1-SXM、和与传感信号线SY1-SYN和SX1-SXM连接并且基本以矩形形状设置的多个传感单元SU。参考图2和5，液晶面板组件300包括相互面对的薄膜晶体管(TFT)阵列面板100和公共电极面板200、插入于其间的液晶层3、和保持两个面板100和200之间的间隙并且通过压缩可以在一定程度上变形的分隔物(未图示)。
信号线G1-Gn和D1-Dm包括传输图像扫描信号的多个图像扫描线G1-Gn和传输图像电压的多个图像数据线D1-Dm，并且传感信号线SY1-SYN和SX1-SXM包括传输传感数据信号的多个水平传感数据线SY1-SYN和多个垂直传感数据线SX1-SXM。
在一典型实施方式中，图像扫描信号线G1-Gn和水平传感数据线SY1-SYN基本在行方向上延伸并且基本相互平行，并且图像数据线D1-Dm和垂直传感数据线SX1-SXM基本在列方向上延伸并且基本相互平行。
各个像素PX包括连接第i(i＝1，2，....，n)图像扫描线Gi和第j(j＝1，2，...，)图像数据线Di的开关元件Q、液晶电容器Clc、和与其连接的存储电容器Cst。在替代典型实施方式中可以省略存储电容器Cst。
在一典型实施方式中开关元件Q是三端子元件，例如提供于TFT阵列面板100上的TFT，并且包括与图像扫描线Gj连接的控制端、与数据线Dj连接的输入端、和与液晶电容器Clc和存储电容器Cst连接的输出端。在这样的典型实施方式中，TFT包括非晶硅或多晶硅。
液晶电容器Clc包括TFT阵列面板100的像素电极191和公共电极面板200的公共电极270作为其两端，并且在两个电极191和270之间的液晶层3用作液晶电容器Clc的介电材料。像素电极191与开关元件Q连接，并且公共电极270基本形成于公共电极面板200的整个表面上并且接收公共电压Vcom。在替代典型实施方式中，公共电极270可以被提供于TFT阵列面板100上，并且两个电极191和270至少之一可以形成为线形或条形。
存储电容器Cst用作液晶电容器Clc的辅助，并且形成为独立提供于TFT阵列面板100上的信号线(未图示)。在一典型实施方式中存储电容器形成交叠像素电极191，绝缘体插入其间。存储电容器Cst被提供以诸如公共电压Vcom之类的预定电压。此外，在一典型实施方式中存储电容器Cst可以形成于像素电极191交叠直接在前的图像扫描线的区内。
为了显示单独的颜色，各个像素PX固有地显示三原色(空间分隔)组之一或顺序显示三原色(时间分隔)，使得通过三原色的空间或时间和，可以识别希望的颜色。三原色组的典型实施方式可以包括红、绿和蓝。图2示出了空间分隔的典型实施方式，其中用于显示三原色之一的滤色器(未图示)可以在TFT阵列面板100的像素电极191上或下形成。在替代典型实施方式中各个像素PX可以具有对应于像素电极191的公共电极200的区内的滤色器。
至少一偏振器(未图示)贴覆在液晶面板组件300的外表面上。
传感单元SU可以具有在图4中所示出的结构。在图4中所示出的传感单元SU是压力传感单元的典型实施方式，包括分别与至少一水平或垂直传感数据线SY1-SYN或SX1-SXM(此后称为“传感数据线”并且指示为SL)连接的开关SWT。
开关SWT具有公共电极面板200的公共电极270和TFT阵列面板100的传感数据线SL作为其两端，并且至少两端之一向另一端突起，根据在其间施加接触的用户，两端可以物理和电连接。因而，来自公共电极270的公共电压Vcom作为传感数据信号而输出到传感数据线SL。
现将详细描述压力传感单元的结构和操作。
通过分析流过水平传感数据线SY1-SYN的传感数据信号，可以确定接触点的Y座标，并且通过分析流过垂直传感数据线SX1-SXM的传感数据信号，可以确定接触点的X座标。
压力传感单元SU设置在相邻的像素PX之间。在一典型实施方式中可以设置多个压力传感单元，使得与水平和垂直传感数据线SY1-SYN和SX1-SXM连接且设置得与其交叉点相邻的传感单元SU对的密度可以是点密度的大约四分之一，其中一点包括用于显示诸如红、绿和蓝的三原色的三个像素PX，其被设置来显示颜色。所述一点是用于指示LCD分辨率的基本单元。在替代典型实施方式中所述一点可以包括四或多个像素PX，并且在这样的典型实施方式中，各个像素可以显示三原色之一和白色。
在一典型实施方式中，当传感单元SU对的密度是点密度的四分之一时，传感单元SU对的水平和垂直分辨率是LCD的水平和垂直分辨率的一半。在这样的典型实施方式中，可以有不具有传感单元SU的像素行和像素列。
当传感单元SU和点的密度设置为上述程度时，LCD适于例如字符识别的需要高精度的应用。然而，本发明不限于高精度的应用并且在本发明的范围内传感单元SU的分辨率可以更高或更低。
参考图1和3，在一典型实施方式中灰度电压生成器550产生两组与像素PX的透射率相关的灰度电压(或参考灰度电压)。相对于公共电压Vcom，两组灰度电压之一具有正值并且另一个具有负值。施加到像素电极191的灰度电压改变公共电压Vcom的极性，以便改变施加到液晶分子上的扭转力的发现。当液晶分子仅在一方向上扭转时，它们可以比如果扭转力改变方向恶化得更快。因此，应用改变相对于公共电压Vcom的极性的灰度电压增加了LC面板组件300的寿命。
图像扫描驱动器400与液晶面板组件300的图像扫描线G1-Gn连接并且基本顺序对图像扫描线G1-Gn施加包括导通开关元件Q的栅极开电压Von和截止开关元件Q的栅极关电压Voff的组合的图像扫描信号。
图像数据驱动器500与液晶面板组件300的图像数据线D1-Dm连接，选择来自灰度电压生成器550的灰度电压，并且将其作为图像数据电压施加到图像数据线D1-Dm。在其中灰度电压生成器550仅提供预定数量的参考灰度电压的典型实施方式中，图像数据驱动器500划分参考灰度电压并且由此对所有灰度电压值产生灰度电压并且从中选择图像数据电压。
传感信号处理器800与液晶面板组件300的传感数据线SY1-SYN和SX1-SXM连接，通过传感数据线SY1-SYN和SX1-SXM接收输出的传感数据信号，并且处理它从而产生数据传感信号DSN。
接触确定器700从传感信号处理器800接收数据传感信号DSN并且确定压力传感单元SU是否被接触，并且如果已被接触则确定其接触位置。在一典型实施方式中，接触确定器700可以形成为中央处理单元(CPU)。
信号控制器600控制图像扫描驱动器400、图像数据驱动器500、灰度电压生成器550、和传感信号处理器800的操作
在一典型实施方式中，驱动器400、500、550、600、700、和800可以直接以至少一集成芯片(IC)的形式安装在液晶面板组件300上。在另一典型实施方式中，驱动器400、500、550、600、700、和800可以安装在柔性印刷电路膜(未图示)上，柔性印刷电路膜可以以带载封装(TCP)的形式贴覆在液晶面板组件300上，或安装在分立的印刷电路板(PCB)(未图示)上。
在又一典型实施方式中，驱动器400、500、550、600、700和800可以在液晶面板组件300上与信号线G1-Gn、D1-Dm、SY1-SYN、和SX1-SXM以及TFTQ集成在一起。
参考图5，液晶面板组件300被划分为显示区P1、边区P2、和暴露区P3。像素PX、传感单元SU、和信号线G1-Gn、D1-Dm、SY1-SYN、和SX1-SXM基本位于显示区P1上。公共电极面板200包括遮光构件220，并且遮光构件220覆盖边区P2的多数部分，从而遮挡外部光。因为公共电极面板200比TFT阵列面板100小，所以部分TFT阵列面板100被暴露从而形成暴露区P3。单芯片610安装在暴露区P3上并且柔性印刷电路(FPC)板620贴覆在暴露区P3上。
在当前的典型实施方式中，单芯片610包括驱动LCD的驱动器，即图像扫描驱动器400、图像数据驱动器500、灰度电压生成器550、信号控制器600、接触确定器700、和传感信号处理器800。通过在单芯片610内集成驱动器400、500、550、600、700、和800，可以减小其安装面积和功耗。在替代的典型实施方式中，至少一驱动器或至少一构成驱动器的电路元件可以位于单芯片610之外。
信号线G1-Gn和D1-Dm和传感数据线SY1-SYN和SX1-SXM延伸到暴露区P3从而与对应的驱动器400、500、和800连接。
FPC板620从外部装置接收信号并且将信号传输到单芯片610或液晶面板组件300，并且为了便于与外部装置连接，FPC板620的端部形成为连接器(为示出)。
下面将详细描述LCD的显示和传感操作。
信号控制器600从外部装置(未图示)接收输入图像信号R、G和B和用于控制输入图像信号R、G和B的输入控制信号。输入图像信号R、G和B包括各像素的亮度信息，其中亮度包括预定数量的灰度水平，例如1024(＝210)、256(＝28)、或64(＝26)的灰度水平。在一典型实施方式中，输入控制信号包括垂直同步信号Vsync、水平同步信号Hsync、主时钟信号MCLK、数据使能信号DE、和各种其它相似的信号。
信号控制器600根据液晶面板组件300的运行条件，基于输入图像信号R、G和B以及输入控制信号而处理输入图像信号R、G和B，随后信号控制器600产生图像扫描控制信号CONT1和图像数据控制信号CONT2，以及各种其它图像扫描控制信号，并且将图像扫描控制信号CONT1传输到图像扫描驱动器400，将图像数据控制信号CONT2和被处理的图像信号DAT传输到图像数据驱动器500。
图像扫描控制信号CONT1包括指示扫描开始的扫描开始信号STV和用于控制栅极开电压Von的输出的至少一时钟信号。在一典型实施方式中，图像扫描控制信号CONT1可以附加地包括限制栅极开电压Von的持续时间的输出使能信号OE。
图像控制信号CONT2包括相对于一行像素PX通知图像信号DAT的传输开始的水平同步开始信号STH、指示对图像数据线D1-Dm施加图像电压的负载信号LOAD、和数据时钟信号HCLK。在一典型实施方式中，图像数据控制信号CONT2可以附加地包括相对于公共电压Vcom反转图像数据电压的电压极性(称为“图像数据电压的极性”)的反转信号RVS，如上所述。
图像数据驱动器500根据从信号控制器600接收到的图像数据控制信号CONT2相对于一行像素PX接收数据图像信号DAT，选择对应于各数据图像信号DAT的灰度电压，从而将数据图像信号DAT转换为模拟数据电压，并且将其施加到对应的图像数据线D1-Dm。
图像扫描驱动器400根据来自信号控制器600的图像扫描控制信号CONT1将栅极开电压Von施加到图像扫描线G1-Gn，从而打开与图像扫描线G1-Gn连接的开关元件Q。随后，已被施加到图像数据线D1-Dm上的图像数据电压，通过打开的开关元件Q施加到对应的像素PX上。
根据施加到像素PX的图像数据电压和公共电压Vcom之间的电压差，电压被施加到像素PX上。该施加的电压是液晶电容器Clc的像素电压。根据所述像素电压的大小控制液晶分子的排列，并且因而改变透过液晶层3的光的偏振。由于贴覆在液晶面板组件300上的偏振器(未图示)，随着光透射率的改变，出现偏振的改变。多个像素，每个可以独立地控制其内液晶的排列并且还可以由此控制透过其的光的透射率，由此可以显示希望的图像。
该过程以一水平周期的单位重复进行(即“1H”等效于水平同步信号Hsync和数据使能信号DE的一周期)，由此栅极开电压Von顺序施加到所有图像扫描线G1-Gn并且图像数据电压施加到所有像素PX从而显示一帧图像。
当一帧结束时，下一帧开始，并且在一典型实施方式中，控制施加到图像数据驱动器500上的反转信号RVS的状态(帧反转)，使得施加到各像素PX上的数据电压的极性可以与前一帧的极性相反。在这样使用反转信号RVS的典型实施方式中，既便在一帧内根据反转信号RVS(例如行反转或点反转)也可以改变流过一图像数据线的图像数据电压的极性，或施加到一像素行上的图像数据电极的极性可以不同(例如列反转或点反转)。
传感信号处理器800转换流过传感数据线SY1-SYN和SX1-SXM的传感数据信号从而产生对应于与传感数据线SY1-SYN和SX1-SXM连接的压力传感单元SU的X轴和Y轴的接触位置的数据传感信号DSN，并且将数据传感信号DSN传输到接触确定器700。
根据接收的数据传感信号DSN，接触确定器700确定压力传感单元SU是否已被接触并且如果接触则确定其接触位置。如上所述，接触的存在和位置可以用于控制对应于由用户选择的命令或菜单对应的操作。
现将参考图6-7B详细描述根据本发明的具有压力传感单元的一典型实施方式。
图6是根据本发明的TFT阵列面板的典型实施方式的俯视平面图，图7A是沿图6的TFT阵列面板典型实施方式的VIIA-VIIA线所取的剖面图，并且图7B是沿图6的TFT阵列面板典型实施方式的VIIB-VIIB线所取的剖面图。
如上所述，根据本发明的LCD的典型实施方式包括TFT阵列面板100、面对TFT阵列面板100的公共电极面板200、和在TFT阵列面板100和公共电极面板200之间插入的液晶层3。
下面将描述作为下面板的TFT阵列面板100。
多条图像扫描线121、多条水平传感数据线126、和多条存储电极线131形成于绝缘基板110上。绝缘基板110的典型实施方式由透明玻璃或塑料制成。
图像扫描线121传输图像扫描信号并且基本在水平方向上延伸。图像扫描线121包括垂直向上朝向存储电极线131突起的多个栅极124和与不同层或外部驱动电路连接的大的端部129。在一典型实施方式中，栅极124具有斜切部。用于产生图像扫描信号的图像扫描驱动电路(未图示)可以安装在贴覆在基板110上的柔性印刷电路膜(未图示)上、直接安装在基板110上、或与基板110集成。当图像扫描驱动电路与基板110集成时，可以延长图像扫描线121以便与图像驱动电路直接连接并且因而可以省略大的端部129。
水平传感数据线126传输数据信号并且基本在水平方向上延伸。各水平传感数据线126在垂直方向上延伸一定长度并且包括包含大的宽度的扩展部126a。扩展部126a从水平数据线126分支。各水平传感数据线126可以包括具有与不同的层或外部驱动电路连接的大面积的端部(未图示)。
各存储电极线131与图像扫描线121分离，并且基本在水平方向上延伸，并且包括垂直向下朝向图像扫描线121突起的多个扩展部137。一定的电压被施加到存储电极线131，其一典型实施方式是被施加到LCD的公共电极面板的公共电极270的公共电压。
在一典型实施方式中，图像扫描线121、水平传感数据线126、和存储电极线131可以由含铝金属例如铝(Al)或铝合金、含银金属例如(Ag)或银合金、含铜(Cu)金属例如铜和铜合金、含钼(Mo)金属例如钼和钼合金、铬(Cr)、钽(Ta)、钛(Ti)或各种其它具有相似特性的材料制成。在替代典型实施方式中，图像扫描线121、水平传感数据线126、和存储电极线131可以具有包括两个导电层(未图示)的多层结构，各层具有不同的物理性质。在这样的替代典型实施方式中导电层之一可以由具有低电阻率的金属制成，其典型实施方式包括含铝金属、含银金属、含铜金属、或其它上述金属，以便减小信号延迟或电压降。在这样的替代典型实施方式中另一导电层可以与其它材料，具体地是与氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)具有良好的物理、化学和电接触特性的材料制成，其典型实施方式包括钼基金属、铬、钽、钛、或其它具有相似特性的材料。这样的组合的典型实施方式可以包括下铬层和上铝(合金)层的组合、和下铝(合金)层和上钼(合金)层的组合。另外，图像扫描线121、水平传感数据线126、和存储电极线131可以由各种其它金属或导体制成。
根据一典型实施方式，图像扫描线121、水平传感数据线126、和存储电极线131的侧面相对于绝缘基板110的表面倾斜。在一典型实施方式中倾斜角为大约30°至大约80°。
栅极绝缘层140的典型实施方式可以由氮化硅(SiNx)或氧化硅(SiOx)，或其它具有相似特性的材料制成，栅极绝缘层140形成于图像扫描线121、水平传感数据线126、和存储电极线131上。
由氢化非晶硅(a-Si)或多晶硅，或其它具有相似特性的物质制成的多个半导体岛154，形成于栅极绝缘层140上。在当前的典型实施方式中半导体岛154位于数据124的上侧。
多个欧姆接触岛163和165形成于半导体岛154上。在一典型实施方式中，欧姆接触岛163和165可以由例如n+氢化非晶硅的材料制成，其中掺杂了例如磷的高密度的n型杂质，或在替代典型实施方式中欧姆接触岛163和165可以由硅化物制成。欧姆接触岛163和165成对设置在半导体岛154上。
在一典型实施方式中半导体岛154和欧姆接触岛163和165的侧面也对基板110的表面倾斜，并且倾斜角为大约30°至大约80°。
多条图像数据线171、多个漏极175、和多条垂直传感数据线174形成于欧姆接触岛163和165以及栅极绝缘层140上。
图像数据线171传输图像数据信号并且基本在垂直方向延伸并且与图像扫描线121交叉，但是不与其电连接。各图像数据线171包括朝向数据124延伸的多个源极173和与不同层或外部电路连接的大的端部179。此外，在其中与驱动设备直接进行连接的典型实施方式中，可以省略大的端部179。图像数据驱动电路(未图示)可以安装在贴覆在基板110上的柔性印刷电路膜(未图示)上、直接安装在基板110上、或与基板110集成。当图像数据驱动电路与基板110集成时，可以延长图像数据线171从而直接与图像驱动电路直接连接，如上所述。
各个漏极175与图像数据线171分离并且面对以栅极124为中心的源极173。各漏极175包括包含扩展部177的一个大的端部和与扩展部相对的分立的窄端部。扩展部177与存储电极线131重叠并且窄端部部分被源极173围绕。
栅极124、源极173、和漏极175与半导体岛154一起形成TFT，并且TFT的沟道在液晶173和漏极175之间的半导体岛154处形成。
垂直传感数据线174传输传感数据信号并且基本在垂直方向上延伸。在当前的典型实施方式中，垂直传感数据线174与相邻图像数据线171分开地延伸。各个垂直传感数据线174包括具有大的宽度的扩展部174a并且可以包括具有与不同层或外部驱动电路连接的大的面积的端部(未图示)。
在一典型实施方式中，图像数据线171、漏极175、和垂直传感数据线174由难熔金属例如钼、铬、钽、钛、或具有相似特性的其它金属、或其合金制成，并且在一典型实施方式中可以具有包括上述难熔金属层(未图示)和上述低电阻导电层(未图示)的多层结构。多层结构的典型实施方式可以包括包含下铬或钼(合金)层和上铝(合金)层的双层结构，和包括下钼(合金)层、中间铝(合金)层、和上钼(合金)层的三层结构。此外，图像数据线171、漏极175和垂直传感数据线174可以由各种其它金属或导体制成。
在一典型实施方式中图像数据线171、漏极175、和垂直传感数据线174的侧面对于基板110的表面倾斜，并且倾斜角为大约30°至大约80°。
欧姆接触岛163和165设置在下半导体岛154和上图像数据线171和漏极175之间，以便降低其间的接触电阻。包括源极173和漏极175之间部分的半导体岛154的一些部分被暴露，没有被图像数据线171和漏极175所覆盖。
下钝化层180p形成于图像数据线171和漏极175上以及半导体岛154的被暴露的部分上。在一典型实施方式中，下钝化层180p由无机绝缘体例如氮化硅或氧化硅制成。
条形滤色器230形成于下钝化层180p上。在一典型实施方式中，各滤色器230包括例如红、绿、和蓝的三原色之一。滤色器230位于两个相邻的图像数据线171之间。相邻的滤色器230在图像数据线171和垂直传感数据线174的上侧重叠，从而基本避免像素电极191之间的光泄漏。滤色器230不设置在图像扫描线121的端部129和图像数据线171的端部179的周边区。此外滤色器230包括位于漏极175上的多个开口。开口暴露部分的各漏极175和下钝化层180p。
各滤色器230的边缘部可以具有比其它部分薄的厚度，以便获得更好的上层的台阶覆盖特性和TFT阵列面板100的找平，从而避免液晶的错位。滤色器完全覆盖图像数据线171和垂直传感数据线174。相邻滤色器230的边缘可以精确地相互符合，使得整个显示区被重叠的滤色器230覆盖。
上钝化层180q的典型实施方式由有机绝缘材料制成，上钝化层180q在滤色器230上形成并且包括多个感测突起184a和184b。在一典型实施方式中，有机绝缘材料具有4.0和更小的介电常数，并且可以具有光敏性和可以形成平坦化的表面。在替代的典型实施方式中，替代上和下钝化层180p和180q，钝化层可以具有由无机绝缘材料或有机绝缘材料制成的单层结构。
扩展部174a在对应于多个感测突起184a和184b的位置形成从而允许多个感测突起184a和184b的底部被保持在相同的水平上。在一典型实施方式中，公共电极270和垂直传感数据线174之间的接触间隙和公共电极270和水平传感数据线126之间的接触间隙基本相似。
多个接触孔187、182、和183a形成于上和下钝化层180q和180p处，暴露漏极175的扩展部177、图像数据线171的端部179、和垂直传感数据线126的扩展部174a、并且多个接触孔181和183b也形成于上和下钝化层180q和180p内，暴露图像扫描线121的端部129和水平传感数据线126的扩展部126a和栅极绝缘层140。接触孔181、182、183a、183b、和187分别具有倾斜的侧面。因而，下钝化层180p和上钝化层180q在接触孔181、182、和187处具有对应的几何形状。此外，可以暴露部分滤色器230的上表面使得接触孔187具有台阶的轮廓。
多个像素电极191、多个导电构件194a和194b、和多个接触辅件81和82形成于钝化层180p和180q上。在一典型实施方式中，像素电极191、导电构件194a和194b、和接触辅件81和82可以由透明导电材料例如ITO或IZO制成，或由例如铝、银、铬、或其合金的反射性金属制成。
像素电极191通过接触孔187与漏极175物理和电连接并且从漏极175接收图像数据电压。已经被施加了图像数据电压的像素电极191与公共电极面板200的公共电极270一起产生电场，其中公共电极270接收公共电压。所述电场确定了两个电极191和270之间的液晶层3的液晶分子(未图示)的取向。透过液晶层3的光的偏振根据由此确定的液晶分子的方向而不同。像素电极191和公共电极270形成参考图1-3的上述液晶电容器Clc，从而既便当TFT截止时也可以保持所施加的电压。
像素电极191和与像素电极191连接的漏极175交叠存储电极线131。像素电极191和与之电连接的漏极175与存储电极线131重叠从而形成存储电容器Cst，如上参考图1-3所述，其加强了液晶电容器的电压存储能力。
像素电极191可以与相邻的图像扫描线121和图像数据线171重叠从而增加像素PX的开口率。
导电构件194a和194b分别形成于感测突起184a和184b上。
接触辅件81和82通过接触孔181和182分别与图像扫描线121的端部129和图像数据线171的端部179接触。接触辅件81和82提供了端部129和170与外部装置之间的粘接，并且保护端部129和179免受例如腐蚀、擦伤的损伤或其它缺陷。
透明导电有机膜，或其它相似的物质，可以用作像素电极191和导电构件184a和184b，并且在其中LCD是反射型LCD的典型实施方式中，可以使用不透明反射性金属。在这样的典型实施方式中，接触辅件81和82可以由与像素电极191不同的材料制成，包括IZO或ITO。
现将描述公共电极面板200的结构。
公共电极270在绝缘基板210上形成，其典型实施方式由透明玻璃或塑料制成。在一典型实施方式中公共电极270由例如ITO或IZO的透明导电体制成。公共电压Vcom被施加到公共电极270上。
多个分隔物320的典型实施方式是柱形并且由有机材料制成，且形成于公共电极270上。在替代的典型实施方式中，分隔物320可以在TFT阵列面板100的像素电极191上制成。
柱形分隔物320在像素PX之间或在各个像素PX内形成，并且均匀分布在液晶面板组件200上。柱形分隔物320保持TFT阵列面板100和公共电极面板200之间的间隙并且比TFT阵列面板100的感测突起184a和184b高。
尽管未示出，但是一典型实施方式包括形成于公共电极270的下部的遮光构件，也称为黑矩阵。遮光构件在对应于被图像扫描线121和图像数据线171围绕的像素PX的部分具有开口，并且由包括可以遮挡在相邻像素PX之间泄漏的光的黑颜料制成。在这样的典型实施方式中，由绝缘材料制成的保护膜可以形成于具有形成于其上的遮光构件的绝缘基板210上，其典型实施方式包括有机材料。
用于排列液晶层3的取向层(未图示)涂覆于各个面板100和200的内表面上，并且在各个面板100和200的外表面上提供一或多个偏振器(未图示)。
在一典型实施方式中，LCD还可以包括结合TFT阵列面板100和公共电极面板200的密封剂。密封剂位于公共电极面板200的边缘部。
液晶层3插入在TFT阵列面板100和公共电极面板200之间，并且因为两个面板100和200通过柱形分隔物320支撑，所以在覆盖感测突起184a和184b的导电构件194a和194b和公共电极270之间保持一定的间隙。在一典型实施方式中间隙为大约0.001μm或更大。
在替代典型实施方式中，两个面板100和200之间的间隙可以通过珠分隔物(未图示)支撑，以替代或辅助柱形分隔物320。
公共电极270和覆盖感测突起184a和184b的导电构件194a和194b形成压力传感单元的开关SWT。因而，当公共电极面板200通过接触，例如由用户的手指引起的接触，被压向TFT阵列面板100时，公共电极面板200的公共电极270在接触点与覆盖TFT阵列面板100的感测突起184a和184b的导电构件194a和194b分别电和物理连接。因而，公共电压Vcom被传输到导电构件194a和194b，从而通过对应的接触孔183a和183b将传感数据信号传递到对应的水平或垂直传感数据线126和174。
当公共电极面板200制造得薄时，使得公共电极270和感测突起184a和1 84b之间形成接触的工艺变得容易。在一典型实施方式中，公共电极面板200的厚度是大约0.1mm至大约1mm。
如上所述，其中形成压力传感单元的开关SWT的垂直传感数据线174按每间隔一定数量的点列在相邻像素PX之间形成。虚拟垂直传感数据线(未图示)，除了未在其内形成开关外与垂直传感数据线相似，且在未形成垂直传感数据线174的点上形成，从而保持点间基本不变的间隙。
此外，如上所述，其中形成压力传感单元的开关SWT的水平传感数据线126按每间隔一定数量的点行形成，并且虚拟水平传感数据线(未图示)，除了未在其内形成开关外与水平传感数据线相似，且在未形成水平传感数据线126的像素行上形成。
通过形成这样的虚拟垂直和水平传感数据线，可以减小由于电容的差别所引起的垂直线或水平线图案的缺陷。
现将详细描述根据本发明的具有压力传感单元的LCD的另一典型实施方式。
图8是沿图6中的TFT阵列面板的VIIA-VIIA线所取的剖面图的另一典型实施方式。
图8中示出的LCD的分层结构与在图7中示出的基本相同。
在TFT阵列面板100’的典型实施方式中，包括多条图像扫描线121和延伸部126b的多条水平传感数据线126形成于基板110上，在其上顺序形成栅极绝缘层140、多个半导体岛154、和多个欧姆接触岛163和165。在欧姆接触岛163和165和栅极绝缘层140上，形成包括多个源极173的多条图像数据线171和包括多个漏极175和多个扩展部174b的多条垂直传感数据线174，在其上形成下钝化层180p。
滤色器230形成于下钝化层180p上，并且上钝化层180q形成于滤色器230上。
多个接触孔181、182、183a、183b、和187形成于钝化层180p和180q或栅极绝缘层140上，并且多个像素电极191和多个接触辅件81和82形成于钝化层180q上。
与在图7中示出的LCD的TFT阵列面板100不同，在TFT阵列面板100中感测突起184a和184b在上钝化层180q上形成，形成如图8中示出的LCD的TFT阵列面板100’，使得多个导电构件194a’和194b’与像素电极191一起形成于上钝化层180q上，并且感测突起195a和195b形成于导电构件194a’和194b’上。
根据该替代典型实施方式，感测突起195a和195b可以由透明导电材料制成，其典型实施方式包括包括透明导电有机膜，例如聚吡咯、聚苯撑和聚苯胺。然而，替代典型实施方式包括其中感测突起195a和195b可以由不透明导电材料制成的配置。在这样的典型实施方式中，感测突起194a和195b在像素PX之间形成以便不影响像素PX的开口率。
在图8中示出的TFT阵列面板100’中，上钝化层180q形成于滤色器230上从而保护滤色器230，并且替代典型实施方式包括其中上钝化层可以被省略的配置。
在图8中示出的公共电极面板200具有与在图7中示出的基本相同的分层结构。即公共电极270在绝缘基板210上形成，并且柱形分隔物320形成于公共电极270上。
因为两个面板100和200由多个柱形分隔物320支撑，所以在感测突起195a和195b和公共电极270之间保持一定的间隙。此外，在一典型实施方式中间隙为大约0.001μm。
在本发明的一典型实施方式中，上述TFT阵列面板100’的制造方法使用5片掩膜。但是本发明还可以应用于在其制造方法中使用3或4片掩膜的结构。
在本发明的上述典型实施方式中，压力传感单元被用作传感单元，但是本发明并不限于此，并且或者还可以使用采用可变电容器的传感单元，所述可变电容器具有根据从外部源施加的压力而改变电容值，或根据接收到光的强度而变化其输出信号的光传感器。本发明的显示装置的典型实施方式的又一替代典型实施方式可以通过包括二或多种类型的传感单元而改善接触确定的精度。
已经参考典型实施方式描述了本发明，其中显示装置是LCD，但是本发明还可以以相同的方式应用于等离子体显示装置或有机发光显示器，或各种其它类型的显示装置。
在上述本发明的典型实施方式中，用于感测接触的传感单元安装在显示装置内并且因而可以减小显示装置的厚度和体积，制造工艺得到简化，并且还可以减小制造成本。
另外，因为感测突起不在公共电极面板上形成，公共电极面板是将受到外部压力的上面板，而是在TFT阵列面板上形成，所以可以提高感测突起的耐久性。感测突起可以免受施加到公共电极面板的挠曲力并且因而可以提高寿命。
此外，因为滤色器形成于具有在其上形成的TFT的TFT阵列面板上，所以可以减小形成于不同的面板上的滤色器和像素电极之间的对准误差。
尽管结合实际的典型实施方式描述了本发明，但是应当理解本发明不应限于公开的典型实施方式，而是相反，旨在覆盖在所述权利要求中所包括的精神和范围内的各种变更和等同设置。
本申请要求于2006年2月17日提交的韩国专利申请No.10-2006-0015481的优先权，其全部内容引入于此作为参考。

Claims (32)

1.一种薄膜晶体管阵列面板，包括：
设置在基板上的多个薄膜晶体管，各个薄膜晶体管包括栅极、源极、和漏极；
设置在所述源极和漏极上，并且包括至少暴露部分漏极的第一接触孔的第一钝化层；
设置在所述第一钝化层上，并且包括至少一感测突起和第二接触孔的第二钝化层；
设置在所述第二钝化层上，通过所述第一和第二接触孔与漏极连接的像素电极；和
设置在所述感测突起上的至少一导电构件。
2.根据权利要求1的薄膜晶体管阵列面板，其中所述导电构件包括与所述像素电极基本相同的材料。
3.根据权利要求2的薄膜晶体管阵列面板，其中所述导电构件包括氧化铟锡或氧化铟锌。
4.根据权利要求2的薄膜晶体管阵列面板，其中所述导电构件包括透明导电有机膜。
5.根据权利要求2的薄膜晶体管阵列面板，其中所述导电构件设置在其上设置像素电极的相同的层上。
6.根据权利要求2的薄膜晶体管阵列面板，其中所述第二钝化层包括有机绝缘体。
7.根据权利要求1的薄膜晶体管阵列面板，还包括设置在所述第一钝化层上的滤色器。
8.一种薄膜晶体管阵列面板，包括：
设置在基板上的多个薄膜晶体管，各个薄膜晶体管包括栅极、源极、和漏极；
设置在所述源极和漏极上，并且具有至少暴露部分漏极的第一接触孔的第一钝化层；
设置在所述第一钝化层上并且通过所述第一接触孔与漏极连接的像素电极；
设置在所述第一钝化层上的至少一导电构件；和
设置在所述导电构件上的至少一感测突起。
9.根据权利要求8的薄膜晶体管阵列面板，还包括设置在所述第一钝化层上并且包括对应于所述第一接触孔的第二接触孔的第二钝化层。
10.根据权利要求8的薄膜晶体管阵列面板，其中所述导电构件包括与像素电极基本相同的材料。
11.根据权利要求10的薄膜晶体管阵列面板，其中所述导电构件由氧化铟锡或氧化铟锌制成。
12.根据权利要求8的薄膜晶体管阵列面板，其中所述导电构件包括透明导电有机膜。
13.根据权利要求8的薄膜晶体管阵列面板，其中所述导电构件设置在其上设置像素电极的相同的层上。
14.根据权利要求8的薄膜晶体管阵列面板，其中所述感测突起包括透明导电有机膜。
15.根据权利要求8的薄膜晶体管阵列面板，还包括设置在所述第一钝化层上的滤色器。
16.一种显示装置，包括
包括在其上设置的公共电极的第一显示面板；和
第二显示面板，包括：
多个薄膜晶体管，各个薄膜晶体管包括栅极、源极、和漏极；
设置在所述源极和漏极上的第一钝化层；
设置在所述第一钝化层上，并且包括至少一感测突起的第二钝化层；
设置在所述第二钝化层上并且与漏极连接的的像素电极；和
设置在所述感测突起上的至少一导电构件。
17.根据权利要求16的显示装置，其中所述导电构件包括与所述像素电极基本相同的材料。
18.根据权利要求17的显示装置，其中所述导电构件包括透明导电有机膜。
19.根据权利要求16的显示装置，其中所述导电构件设置在其上设置像素电极的相同的层上。。
20.根据权利要求16的显示装置，其中所述第二钝化层包括有机绝缘体。
21.根据权利要求16的显示装置，其中所述第一显示面板还包括设置在所述公共电极上的分隔物。
22.根据权利要求21的显示装置，其中所述感测突起的高度比所述分隔物的高度低。
23.根据权利要求16的显示装置，其中所述第二显示面板还包括设置在所述第一钝化层上的滤色器。
24.一种显示装置，包括
包括在其上设置的公共电极的第一显示面板；和
第二显示面板，包括：
多个薄膜晶体管，各个薄膜晶体管包括栅极、源极、和漏极；
设置在所述源极和漏极上的第一钝化层；
设置在所述第一钝化层上并且与漏极连接的像素电极；
设置在所述第一钝化层上的至少一导电构件；和
设置在所述导电构件上的至少一感测突起。
25.根据权利要求24的显示装置，还包括设置在所述第一钝化层上的第二钝化层。
26.根据权利要求24的显示装置，其中所述导电构件包括与所述像素电极相同的材料。
27.根据权利要求24的显示装置，其中所述导电构件设置在其上设置像素电极的相同的层上。
28.根据权利要求24的显示装置，其中所述感测突起包括透明导电有机膜。
29.根据权利要求24的显示装置，其中所述第一显示面板还包括设置在所述公共电极上的分隔物。
30.根据权利要求29的显示装置，其中所述感测突起的高度比所述分隔物的高度低。
31.根据权利要求24的显示装置，其中所述第二显示面板还包括设置在所述第一钝化层上的滤色器。
32.一种薄膜晶体管阵列面板的制造方法，所述方法包括：
在基板上设置多个薄膜晶体管，各个薄膜晶体管包括栅极、源极和漏极；
在所述源极和漏极上设置第一钝化层，其中所述第一钝化层包括暴露至少部分漏极的第一接触孔；
在所述第一钝化层上设置第二钝化层，其中所述第二钝化层包括至少一感测突起和第二接触孔；
在所述第二钝化层上设置像素电极，其中所述像素电极通过第一和第二接触孔与漏极连接；
在所述感测突起上设置至少一导电构件。
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