CN103870056B - 触摸传感器集成式显示装置及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及触摸传感器集成式显示装置及其制造方法。所述触摸传感器集成式显示装置包括:多个选通线;与多个选通线交叉的多个数据线;多个像素电极,它们形成在由多个选通线和多个数据线的交叉所限定的区域中;多个第一电极,它们形成在其间具有选通线的彼此相邻的多个像素电极之间;多个第二电极,多个第二电极中的每一个与像素电极的至少一部分交叠地形成,并且设置为与选通线平行,其中,多个第一电极和多个第二电极中的一方用作用于驱动触摸传感器集成式显示装置的公共电极。

Description

触摸传感器集成式显示装置及其制造方法
技术领域
本公开涉及一种触摸传感器集成式显示装置及其制造方法,该触摸传感器集成式显示装置能够感知对该显示装置的触摸。
背景技术
近年来,使用诸如键盘、鼠标、操纵杆、数字转换器(digitizer)的各种输入设备被用于在用户和家用电器或者信息通信装置之间构建接口。然而,当用户使用这些输入设备时,因为用户需要知道如何使用输入设备并且输入设备占据空间,所以用户的不满意增加。因此,需要可以减小误操作的方便且简单的输入设备。根据需求,提出了一种可以通过利用用户的手指或者笔直接接触屏幕而输入信息的触摸传感器。
触摸传感器具有能够减小误操作的简单构造。用户还可以不使用单独的输入设备就能执行输入动作,并且可以通过屏幕上显示的内容快速且容易地操纵装置。因此,触摸传感器已经被应用于各种显示装置。
可以将显示装置中使用的触摸传感器分成add-on型传感器和on-cell型传感器。add-on型传感器是这样配置的,即显示装置和add-on型传感器单独制造,然后将add-on型传感器附接到显示装置的上基板。on-cell型传感器是这样构造的,即构成on-cell型传感器的部件直接形成在显示装置的上玻璃基板的表面上。
因为add-on型传感器具有add-on型传感器安装在显示装置上的结构,所以存在使显示装置的厚度增加的问题。此外,因为显示装置的亮度由于增加的厚度而降低,所以显示装置的能见度降低。
另一方面,因为on-cell型传感器具有on-cell型传感器形成在显示装置的玻璃基板的表面上的结构,所以on-cell型传感器与显示装置共享玻璃基板。因此,使用on-cell型传感器的显示装置的厚度小于使用add-on型传感器的显示装置的厚度。然而,因为构成on-cell型传感器的触摸驱动电极层、触摸感测电极层、以及用于使触摸驱动电极层和触摸感测电极层绝缘的绝缘层,所以使用on-cell型传感器的显示装置的整体厚度增加。此外,on-cell型传感器的工艺次数和制造成本增加。
因此,需要一种能够解决上述各种触摸传感器问题的触摸传感器集成式显示装置。
发明内容
本公开的实施方式提供一种能够通过与显示装置的部件共享用于识别触摸操作的触摸感测元件来减小厚度和简化制造工艺的触摸传感器集成式显示装置及其制造方法。
本公开的实施方式还提供一种通过增加触摸驱动电极和触摸感测电极之间的互电容来提高触摸灵敏度的触摸传感器集成式显示装置及其制造方法。
在一个方面中,一种触摸传感器集成式显示装置,该触摸传感器集成式显示装置包括:多个选通线;与所述多个选通线交叉的多个数据线;多个像素电极,所述多个像素电极形成在由所述多个选通线和所述多个数据线的交叉所限定的区域中;多个第一电极,所述多个第一电极形成在其间具有选通线的彼此相邻的像素电极之间;多个第二电极,所述多个第二电极中的每一个被形成为与所述像素电极的至少一部分交叠,并且被设置为与所述选通线平行,其中,所述多个第一电极和所述多个第二电极中的一方用作用于驱动所述触摸传感器集成式显示装置的公共电极。
在所述触摸传感器集成式显示装置中,所述多个第一电极是触摸感测电极,并且所述多个第二电极是用作公共电极的触摸驱动电极。
在所述触摸传感器集成式显示装置,所述多个第一电极是触摸驱动电极,并且所述多个第二电极是用作公共电极的触摸感测电极。
所述触摸传感器集成式显示装置还包括至少一个第一电极降阻线,所述至少一个第一电极降阻线形成在所述多个第一电极中的每一个电极上,从而降低所述第一电极的电阻。
所述触摸传感器集成式显示装置还包括:栅绝缘层,所述栅绝缘层位于所述多个选通线与所述多个数据线之间以覆盖所述选通线;多个薄膜晶体管,所述多个薄膜晶体管形成在由所述多个选通线和所述多个数据线的交叉所限定的像素区域中;第一钝化层,所述第一钝化层覆盖形成有所述多个薄膜晶体管的所述栅绝缘层;第二钝化层,所述第二钝化层覆盖所述多个第一电极,所述多个第一电极在所述第一钝化层上形成为与所述多个数据线平行,并且形成在其间具有选通线的彼此相邻的至少两个像素区域中;以及多个像素电极,所述多个像素电极分别形成在所述第二钝化层上并在所述像素区域中,所述多个像素电极中的每一个与所述第一电极的所述至少一部分交叠;并且其中,所述多个第二电极形成在所述第二钝化层上并在其间具有所述选通线的彼此相邻的所述像素电极之间,并且形成为与所述选通线平行,并且其中,所述多个第一电极和所述多个第二电极中的一方用作用于驱动所述触摸传感器集成式显示装置的公共电极。
在所述触摸传感器集成式显示装置中,所述多个第一电极是用作公共电极的触摸驱动电极,并且所述多个第二电极是触摸感测电极。
在所述触摸传感器集成式显示装置中,所述多个第一电极是用作公共电极的触摸感测电极,并且所述多个第二电极是触摸驱动电极。
所述触摸传感器集成式显示装置还包括至少一个第二电极降阻线,所述至少一个第二电极降阻线形成在所述多个第二电极中的每一个电极上,从而降低所述第二电极的电阻。
所述触摸传感器集成式显示装置还包括:栅绝缘层,所述栅绝缘层位于所述多个数据线之间以覆盖所述多个选通线;多个薄膜晶体管,所述多个薄膜晶体管分别形成在由所述多个选通线和所述多个数据线的交叉所限定的像素区域中;第一钝化层,所述第一钝化层覆盖形成有所述多个薄膜晶体管的所述栅绝缘层;多个像素电极,所述多个像素电极分别形成在所述第一钝化层上并在所述像素区域中;第二钝化层,所述第二钝化层覆盖所述多个第一电极,所述多个第一电极在所述第一钝化层上形成为与所述多个数据线平行,并且形成在其间具有选通线的彼此相邻的所述像素电极之间,其中,所述多个第二电极形成在所述第二钝化层上并在其间具有选通线的至少两个像素区域中,各个第二电极的一部分与所述像素电极交叠以与所述数据线平行,并且其中,所述多个第一电极和所述多个第二电极中的一方用作用于驱动所述触摸传感器集成式显示装置的公共电极。
在所述触摸传感器集成式显示装置中,所述多个第一电极是触摸感测电极,并且所述多个第二电极是用作公共电极的触摸驱动电极。
在所述触摸传感器集成式显示装置中,所述多个第一电极是触摸驱动电极,并且所述多个第二电极是用作公共电极的触摸感测电极。
所述触摸传感器集成式显示装置还包括至少一个第一电极降阻线,所述至少一个第一电极降阻线形成在所述多个第一电极中的每一个电极上,从而降低所述第一电极的电阻。
在另一个方面,一种制造触摸传感器集成式显示装置的方法,该方法包括以下步骤:在基板上沉积第一导电层,并接着利用第一掩模工艺形成多个选通线和栅极;在形成有所述选通线和所述栅极的所述基板上顺序地形成栅绝缘层和半导体层,并接着利用第二掩模工艺通过对所述半导体层构图来与所述栅极相对地形成半导体图案;在形成有所述半导体图案的所述栅绝缘层上形成第二导电层,并接着利用第三掩模工艺通过对所述第二导电层构图来形成第一导电图案组,所述第一导电图案组包括彼此平行的多个数据线、从所述数据线延伸的源极和与所述源极相对的漏极;在形成有所述第一导电图案组的所述栅绝缘层上顺序地形成第一钝化层和第三导电层,并接着利用第四掩模工艺对所述第三导电层构图来形成多个第一电极;在形成有所述多个第一电极的所述第一钝化层上沉积第四导电层,并接着利用第五掩模工艺通过对所述第四导电层构图来形成连接到所述多个第一电极中的每一个的至少一个第一电极降阻线;在形成有所述多个第一电极和所述第一电极降阻线的所述第一钝化层上形成第二钝化层,并接着利用第六掩模工艺通过对所述第一钝化层和所述第二钝化层构图来形成露出各个漏极的一部分的接触孔;在具有所述接触孔的所述第二钝化层上沉积第五导电层,并接着利用第七掩模工艺通过对所述第五导电层构图来形成与所述选通线平行的第二电极降阻线;以及在形成有所述第二电极降阻线的所述第二钝化层上沉积第六导电层,并接着利用第八掩模工艺通过对所述第六导电层构图来形成多个像素电极和多个第二电极,其中,所述多个第一电极和所述多个第二电极中的一方用作用于驱动所述触摸传感器集成式显示装置的公共电极。
在所述方法中,所述第一电极与所述数据线平行地形成,并且形成在其间具有所述选通线的至少两个像素区域中,所述像素区域由所述选通线和所述数据线的交叉限定并且其间具有所述选通线,所述多个第一电极降阻线分别与所述多个第一电极交叠,从而降低所述第一电极的电阻;所述多个像素电极形成在所述像素区域中;所述多个电极彼此平行地形成在所述第二钝化层上并在其间具有所述选通线的彼此相邻的所述像素电极之间,并且所述至少一个第二电极降阻线形成在所述多个第二电极的每一个电极上,从而降低所述第二电极的电阻。
在另一个方面,一种制造触摸传感器集成式显示装置的方法,该方法包括以下步骤:在基板上沉积第一导电层,并接着利用第一掩模工艺形成多个选通线和栅极;在形成有所述选通线和所述栅极的所述基板上顺序地形成栅绝缘层和半导体层,并接着利用第二掩模工艺通过对所述半导体层构图来与所述栅极相对地形成半导体图案;在形成有所述半导体图案的所述栅绝缘层上形成第二导电层,并接着利用第三掩模工艺通过对所述第二导电层构图来形成第一导电图案组,所述第一导电图案组包括彼此平行的多个数据线、从所述数据线延伸的源极和与所述源极相对的漏极;在形成有所述第一导电图案组的所述栅绝缘层上形成第一钝化层,并接着利用第四掩模工艺通过对所述第一钝化层蚀刻来形成露出各个漏极的一部分的多个接触孔;在具有所述接触孔的所述第一钝化层上沉积第三导电层,并接着利用第五掩模工艺通过对所述第三导电层构图来形成多个第一电极和连接到通过所述接触孔露出的所述漏极的多个像素电极;在形成有所述多个第一电极和所述多个像素电极的所述第一钝化层上形成第四导电层,并接着利用第六掩模工艺通过对所述第四导电层构图来形成至少一个第一电极降阻线,所述至少一个第一电极降阻线形成在所述多个第一电极中的每一个电极上以降低所述第一电极的电阻;在形成有所述多个第一电极和所述第一电极降阻线的所述第一钝化层上顺序地形成第二钝化层和第五导电层,并接着利用第七掩模工艺通过对所述第五导电层构图来形成与所述数据线平行的至少一个第二电极降阻线;以及在形成有所述第二电极降阻线的所述第二钝化层上沉积第六导电层,并接着利用第八掩模工艺通过对所述第六导电层构图来形成多个第二电极,所述多个第二电极中的每一个连接到所述至少一个第二电极降阻线,其中,所述多个第一电极和所述多个第二电极中的一方用作用于驱动所述触摸传感器集成式显示装置的公共电极。
在所述方法中,所述多个像素电极形成在由所述多个选通线和所述多个数据线的交叉所限定的区域中,所述第一电极与所述选通线平行地形成在其间具有所述选通线的彼此相邻的多个像素电极之间,所述至少一个电极降阻线形成为与所述多个第一电极中的每一个电极交叠,从而降低所述第一电极的电阻,所述第二电极形成在其间具有所述选通线的至少两个像素区域中,使得所述第二电极的至少一部分与所述像素电极交叠,并且所述第二电极与所述数据线平行,并且所述至少一个第二电极降阻线形成为与所述多个第二电极中的每一个电极交叠,从而降低所述第二电极的电子。
根据触摸传感器集成式显示装置及其制造方法,因为用于驱动显示装置的公共电极可以用作触摸感测电极(或触摸驱动电极),所以可以去除形成单独的触摸感测电极(或触摸驱动电极)的工艺,从而使显示装置的厚度减少触摸感测电极的厚度。
此外,一个触摸感测电极(或触摸驱动电极)和一个像素电极可以形成为一对一,或者一对n(其中,n是2或更大的自然数)。另外,可以使用感测和驱动电极降阻线来容易对将触摸感测和驱动电极分组。因此,可以根据需要容易地调整触摸识别块的大小,并且因为触摸驱动电极和触摸感测电极的数量增加,所以通过增加触摸驱动电极和触摸感测电极之间的互电容来提高触摸灵敏度。
附图说明
实施方式的教导可以通过结合附图考虑下面的详细描述而被容易地理解。
图1是示意性示出根据本公开的一个实施方式的触摸传感器集成式显示装置的框图;
图2是示意性示出图1中示出的显示装置的局部分解透视图;
图3是示意性示出根据本公开的一个实施方式的触摸传感器集成式显示装置的触摸驱动电极和触摸感测电极之间的关系的框图;
图4A是示出根据本公开的一个实施方式的触摸传感器集成式显示装置的一部分的顶部平面图;
图4B是沿图4A中示出的线I-I’和II-II’获取的截面图;
图5A是示出用于制造根据本公开的一个实施方式的触摸传感器集成式显示装置的第一掩模工艺的顶部平面图;
图5B是沿图5A中示出的线I-I’和II-II’获取的截面图。
图6A是示出制造根据本公开的一个实施方式的触摸传感器集成式显示装置的第二掩模工艺的顶部平面图;
图6B是沿图6A中示出的线I-I’和II-II’获取的截面图;
图7A是示出制造根据本公开的一个实施方式的触摸传感器集成式显示装置的第三掩模工艺的顶部平面图;
图7B是沿图7A中示出的线I-I’和II-II’获取的截面图;
图8A是示出制造根据本公开的一个实施方式的触摸传感器集成式显示装置的第四掩模工艺的顶部平面图;
图8B是沿图8A中示出的线I-I’和II-II’获取的截面图;
图9A是示出制造根据本公开的一个实施方式的触摸传感器集成式显示装置的第五掩模工艺的顶部平面图;
图9B是沿图9A中示出的线I-I’和II-II’获取的截面图;
图10A是示出制造根据本公开的一个实施方式的触摸传感器集成式显示装置的第六掩模工艺的顶部平面图;
图10B是沿图10A中示出的线I-I’和II-II’获取的截面图;
图11A是示出制造根据本公开的一个实施方式的触摸传感器集成式显示装置的第七掩模工艺的顶部平面图;
图11B是沿图11A中示出的线I-I’和II-II’获取的截面图;
图12A是示出制造根据本公开的一个实施方式的触摸传感器集成式显示装置的第八掩模工艺的顶部平面图;
图12B是沿图12A中示出的线I-I’和II-II’获取的截面图;
图13A是示出制造根据本公开的一个实施方式的触摸传感器集成式显示装置的第九掩模工艺的顶部平面图;
图13B是沿图13A中示出的线I-I’和II-II’获取的截面图;
图14是示意性示出根据本公开的另一实施方式的触摸传感器集成式显示装置的框图;
图15是示意性示出根据本公开的另一实施方式的触摸传感器集成式显示装置的触摸驱动电极和触摸感测电极之间的关系的框图;
图16A是示出用于制造根据本公开的另一个实施方式的触摸传感器集成式显示装置的第一掩模工艺的顶部平面图;
图16B是沿图16A中示出的线I-I’和II-II’获取的截面图;
图17A是示出用于制造根据本公开的另一个实施方式的触摸传感器集成式显示装置的第一掩模工艺的顶部平面图;
图17B是沿图17A中示出的线I-I’和II-II’获取的截面图;
图18A是示出制造根据本公开的另一个实施方式的触摸传感器集成式显示装置的第二掩模工艺的顶部平面图;
图18B是沿图18A中示出的线I-I’和II-II’获取的截面图;
图19A是示出制造根据本公开的另一个实施方式的触摸传感器集成式显示装置的第三掩模工艺的顶部平面图;
图19B是沿图19A中示出的线I-I’和II-II’获取的截面图;
图20A是示出制造根据本公开的另一个实施方式的触摸传感器集成式显示装置的第四掩模工艺的顶部平面图;
图20B是沿图20A中示出的线I-I’和II-II’获取的截面图;
图21A是示出制造根据本公开的另一个实施方式的触摸传感器集成式显示装置的第五掩模工艺的顶部平面图;
图21B是沿图21A中示出的线I-I’和II-II’获取的截面图;
图22A是示出制造根据本公开的另一个实施方式的触摸传感器集成式显示装置的第六掩模工艺的顶部平面图;
图22B是沿图22A中示出的线I-I’和II-II’获取的截面图;
图23A是示出制造根据本公开的另一个实施方式的触摸传感器集成式显示装置的第七掩模工艺的顶部平面图;
图23B是沿图23A中示出的线I-I’和II-II’获取的截面图;
图24A是示出制造根据本公开的另一个实施方式的触摸传感器集成式显示装置的第八掩模工艺的顶部平面图;
图24B是沿图24A中示出的线I-I’和II-II’获取的截面图。
具体实施方式
下面,将参照附图详细描述本公开的示例性实施方式,其中,在说明书和附图中,相同的标号可以始终用于表示相同或者基本相同的元件。
参照图1至图3详细描述根据本公开的一个实施方式的传感器集成式显示装置。图1是示意性示出根据本公开的一个实施方式的触摸传感器集成式显示装置的框图,图2是示意性示出图1中示出的显示装置的局部分解透视图,并且图3是示意性示出根据本公开的一个实施方式的触摸传感器集成式显示装置的触摸驱动电极和触摸感测电极之间的关系的框图。
在下面的描述中,使用触摸传感器集成式液晶显示装置作为触摸传感器集成式显示装置的示例。
参照图1和图2,根据本公开的一个实施方式的触摸传感器集成式液晶显示器包括液晶显示面板LCP、主控制器10、定时控制器11、数据驱动器12、选通驱动器13、电源单元15和触摸识别处理器17。
液晶显示面板LCP包括滤色器阵列CFA和薄膜晶体管(TFT)阵列TFTA,在CFA和TFTA之间设置有液晶层。
TFT阵列TFTA包括:多个选通线G1、G2、G3…Gm-1和Gm,它们在第一基板SUB1上沿第一方向(例如,x轴方向)彼此平行地形成;多个数据线D1、D2、D3…Dn-1和Dn,它们沿第二方向(例如,y轴方向)彼此平行地形成以与多个选通线G1、G2、G3…Gm-1和Gm交叉;分别形成在多个选通线G1、G2、G3…Gm-1和Gm与数据线D1、D2、D3…Dn-1和Dn的交叉处的TFT;用于在液晶单元中充入数据电压的多个像素电极Px;以及与多个像素电极Px相对地设置的多个公共电极COM。
滤色器阵列CFA包括形成在第二基板SUB2上的黑底和滤色器。偏振板POL1和POL2分别附接到液晶显示面板LCP的第一基板SUB1和第二基板SUB2的外表面。用于设置液晶的预倾角的配向层(未示出)分别形成在与液晶相接触的第一基板SUB1和第二基板SUB2的内表面上。列间隔体可以形成在第一基板SUB1与第二基板SUB2之间,以保持液晶单元的单元间隙。
背光单元(未示出)设置在TFT阵列TFTA的下面。背光单元包括多个光源以将光均匀地照射到TFT阵列TFTA和滤色器阵列CFA上。背光单元可以被实现为侧光式背光单元和直下式背光单元。背光单元的光源可以包括热阴极荧光灯(HCFL)、冷阴极荧光灯(CCFL)、外部电极荧光灯(EEFL)和发光二极管(LED)中的一个或至少两个。
公共电极COM按照诸如扭曲向列(TN)模式和垂直对准(VA)模式的垂直电场驱动方式形成在第二基板SUB2上。此外,公共电极COM按照诸如共平面开关(IPS)模式和边缘场开关(FFS)模式的水平电场驱动方式与像素电极Px形成在第一基板SUB1上。在本公开中,以水平电场驱动方式的公共电极COM为例进行描述。
图3是示意性示出根据本公开的一个实施方式的触摸传感器集成式显示装置的触摸驱动电极和触摸感测电极(用作公共电极)之间的关系的顶部平面图。
参照图3,根据本公开的一个实施方式的公共电极COM是在第一方向(例如,x轴方向)上被分开但在与第一方向交叉的第二方向(例如,y轴方向)上彼此连接的多个电极。构成公共电极COM的多个电极用作多个触摸驱动电极Tx11、Tx21、Tx31、…Tx81以及Tx12、Tx22、Tx32、…Tx82。
在多个触摸驱动电极Tx11、Tx21、Tx31、…Tx81以及Tx12、Tx22、Tx32、…Tx82中,在第二方向上布置的第一触摸驱动电极Tx11、Tx21、Tx31、…Tx81通过至少一个连接部分彼此连接。然后,第一降阻线TxW1、TxW2和TxW3形成在第一触摸驱动电极Tx11、Tx21、Tx31、…Tx81上以降低其电阻。在第二方向布置的第二触摸驱动电极Tx12、Tx22、Tx32、…和Tx82通过至少一个连接部分彼此连接。然后,第二降阻线TxW4、TxW5和TxW6形成在第二触摸驱动电极Tx12、Tx22、Tx32、…和Tx82上以降低其电阻。第一降阻线TxW1至TxW3和第二降阻线TxW4至TxW6分别经由第一布线TL1和第二布线TL2连接到电源单元15。
图3中示出的实施方式示出了用两个触摸驱动线构成触摸驱动电极的示例。即,图3的实施方式示出这样的示例,其中,一个触摸驱动线由第一触摸驱动电极Tx11、Tx21、Tx31、…和Tx81以及第一降阻线TxW1、TxW2和TxW3构成,并且另一触摸驱动线由第二触摸驱动电极Tx12、Tx22、Tx32、…和Tx82以及第二降阻线TxW4至TxW6构成。
在触摸操作中,从电源单元15向第一触摸驱动电极Tx11、Tx21、Tx31、…和Tx81以及第二触摸驱动电极Tx12、Tx22、Tx32、…和Tx82提供触摸驱动电压Ttsp。然后,在显示操作中,从电源单元15向第一触摸驱动电极Tx11、Tx21、Tx31、…和Tx81以及第二触摸驱动电极Tx12、Tx22、Tx32、…和Tx82提供公共电压Vcom。
在图3示出的实施方式中,使用三个第一降阻线TxW1、TxW2和TxW3构成第一触摸驱动线,并且使用三个第二降阻线TxW4、TxW5和TxW6构成第二触摸驱动线。然而,本公开不限于此。例如,可以使用一个或两个降阻线来构成第一触摸驱动线和第二触摸驱动线中的每一个。或者,可以使用四个或者更多个降阻线以构成第一触摸驱动线和第二触摸驱动线中的每一个。
另一方面,构成根据本公开的一个实施方式的触摸传感器的触摸感测电极Rx1至Rx8沿第一方向(例如,x轴方向)布置以在第一触摸驱动电极和第二触摸驱动电极Tx11、Tx12和Tx21、Tx22;Tx21、Tx22和Tx31、Tx32;Tx31、Tx32和Tx41、Tx42;Tx41、Tx42和Tx51、Tx52;Tx51、Tx52和Tx61、Tx62;Tx61、Tx62和Tx71、Tx72;以及Tx71、Tx72和Tx81、Tx82之间与第一降阻线TxW1至TxW3和第二降阻线TxW4至TxW6交叉。其它降阻线RxW1、RxW2…和RxW8分别形成在触摸感测电极Rx1至Rx8上。另外,触摸感测电极Rx1至Rx8彼此分开,但可以通过降阻线RxW1至RxW8而分组。例如,第一触摸感测电极Rx1至第四触摸感测电极Rx4通过第三降阻线RxW1至第六降阻线RxW4分组,并且第五触摸感测电极Rx5至第八触摸感测电极Rx8通过第七降阻线RxW5至第十降阻线RxW8被分组。因此,第一触摸感测电极Rx1至第八触摸感测电极Rx8通过第三降阻线RxW1至第十降阻线RxW8分组,以形成包括第一触摸感测线Rx1至Rx4和RxW1至RxW4以及第二触摸感测线Rx5至Rx8和RxW5至RxW8的两个触摸感测线。第一触摸感测线Rx1至Rx4和RxW1至RxW4经由第一布线RL1连接到触摸识别处理器17,并且第二触摸感测线Rx5至Rx8和RxW5至RxW8经由第二布线RL2连接到触摸识别处理器17。
每当进行了触摸时,触摸识别处理器17测量触摸之前和之后的互电容的差,从而因为触摸感测电极Rx1至Rx8连接到触摸识别处理器17,所以能够检测触摸位置。
根据本公开的一个实施方式的触摸传感器包括触摸驱动电极Tx11、Tx21、…和Tx81以及Tx12、Tx22、…和Tx82、以及触摸感测电极Rx1至Rx8。可以通过使用第一降阻线RxW1至第八降阻线RxW8将触摸驱动电极Tx11、Tx21…和Tx81以及Tx12、Tx22…和Tx82以及触摸感测电极Rx1至Rx8恰当地分组来确定触摸识别块的单元。在图3示出的示例中,由八个触摸感测电极Rx1至Rx8、十六个触摸驱动电极Tx11、Tx12、Tx21、Tx22、…Tx81和Tx82以及十四个降阻线TxW1至TxW6和RxW1至RxW8来形成四个触摸识别块TU11、TU12、TU21和TU22。
更具体地,第一触摸识别块TU11由通过降阻线TxW1至TxW3彼此连接的第一触摸驱动电极Tx11、Tx21、Tx31和Tx41、以及通过降阻线RxW1至RxW4彼此连接的第一触摸感测电极Rx1至第四触摸感测电极Rx4确定。第二触摸识别块TU12由通过降阻线TxW4至TxW6彼此连接的第二触摸驱动电极Tx12、Tx22、Tx32和Tx42、以及通过降阻线RxW1至RxW4彼此连接的第一触摸感测电极Rx1至第四触摸感测电极Rx4确定。第三触摸识别块TU21由通过降阻线TxW1至TxW3彼此连接的第一触摸驱动电极Tx51、Tx61、Tx71和Tx81、以及通过降阻线RxW5至RxW8彼此连接的第五触摸感测电极Rx5至第八触摸感测电极Rx8确定。第四触摸识别块TU22由通过降阻线TxW4至TxW6彼此连接的第二触摸驱动电极Tx52、Tx62、Tx72和Tx82、以及通过降阻线RxW5至RxW8彼此连接的第五触摸感测电极Rx5至第八触摸感测电极Rx8确定。
上面提到的触摸驱动电极Tx11、Tx12、Tx21、Tx22、…Tx81和Tx82用作公共电极COM,并且在水平电场驱动型显示装置中与像素电极Px形成在第一基板SUB1上。并且像素电极Px形成在通过如图2所示的选通线G1至Gm与数据线D1至Dn的交叉所限定的区域中。
触摸驱动电极Tx11、Tx12、Tx21、Tx22、…Tx81和Tx82中的每一个形成为与几个或几十个像素电极Px相对,但可以形成为与一个像素电极Px相对。
在上面提到的触摸传感器集成式显示装置中,一个触摸驱动电极和一个像素电极可以按照一对一或一对n(其中,n是2或更大的自然数)关系形成。另外,第一降阻线TxW1至TxW3和第二降阻线TxW4至TxW6可以形成为对应于一个数据线或者几个至几十个数据线。另外,触摸感测电极Rx1至Rx8中的每一个可以形成为对应于一个选通线或几个至几十个选通线。根据所述结构,因为触摸驱动电极和触摸感测电极的数量增加,所以可以通过增加触摸驱动电极和触摸感测电极之间的互电容来提高触摸灵敏度。此外,因为触摸驱动电极和触摸感测电极可以形成为对应于选通线和数据线,所以可以容易地调整触摸驱动电极和触摸感测电极的数量。
将参照图4A和4B详细地描述根据本公开的一个实施方式的触摸传感器集成式显示装置。
参照图4A和4B,根据本公开的一个实施方式的触摸传感器集成式显示装置包括:在薄膜晶体管阵列TFTA的基板SUB1上彼此交叉地形成的选通线GL和数据线DL;分别形成在选通线GL和数据线DL的交叉处的薄膜晶体管TFT;形成在由选通线GL和数据线DL的交叉所限定的区域中的像素电极Px;以及与像素电极Px相对地设置的公共电极COM。公共电极COM用作触摸驱动电极Tx。因此,表示为公共电极COM、触摸驱动电极Tx、或者根据需要表示为用作触摸驱动电极Tx的触摸公共电极COM。
在所述结构中,薄膜晶体管TFT可以包括:从选通线GL延伸的栅极G;有源层A,其形成在覆盖选通线GL和栅极G的栅绝缘层GI上,以与栅极G交叠;从数据线Dl延伸的源极S,数据线Dl形成在覆盖有源层A的第一钝化层PASl上;以及与源极S相对的漏极D。
用作触摸驱动电极Tx的公共电极COM形成在覆盖薄膜晶体管TFT和数据线DL的第一钝化层PASl上。在图4A和图4B示出的示例中,一个触摸驱动电极Tx形成为对应于三个像素电极Px,但本公开不限于此。例如,触摸驱动电极Tx和像素电极Px按照一对一或一对n(其中,“n”是自然数)的对应关系形成。
第一降阻线和第二降阻线(下面称为“驱动电极降阻线”)TxW(图3的TxW1至TxW3和TxW4至TxW6)分别形成在第一和第二触摸驱动电极Tx(图3的Tx11、TX21、…Tx81;和Tx12、Tx22、…Tx82)上,以降低第一和第二触摸驱动电极Tx(图3的Tx11、TX21、…Tx81;和Tx12、Tx22、…Tx82)的电阻。
在形成有驱动电极降阻线TxW和触摸驱动电极Tx的第一钝化层PAS1上形成第二钝化层PAS2。形成穿过第一钝化层PAS1和第二钝化层PAS2的第一接触孔CH1和第二接触孔CH2以露出漏极D的一部分。
在形成有第一接触孔CH1和第二接触孔CH2的第二钝化层PAS2上与选通线GL平行地(即,在x轴方向)形成第三和第四降阻线(下面称为“驱动电极降阻线”)RxW(图3的RxW1至RxW4和RxW5至RxW8)。像素电极Px形成在第二钝化层PAS2上的由选通线GL和数据线DL的交叉所限定的像素区域中。在第二钝化层PAS2上与选通线GL平行地形成触摸感测电极Rx(图3的Rx1至Rx8),以覆盖在附图中上下彼此相邻的像素电极Px之间的感测电极降阻线RxW。图4A的示例示出触摸感测电极Rx与栅极G和源极S的一部分交叠,但触摸感测电极Rx可以与源极S的全部和漏极D的一部分交叠。
在根据本公开的一个实施方式的触摸传感器集成式显示装置中,形成在第一钝化层PAS1上的触摸驱动电极Tx不具有狭缝或开口,而像素电极Px具有狭缝或开口SL,如图4A和图4B所示。然而,本公开不限于此。例如,如果触摸驱动电极Tx和触摸感测电极Rx中的一个具有狭缝或开口,则触摸驱动电极Tx和触摸感测电极Rx中的另一个不具有狭缝或开口。
在根据本公开的一个实施方式的触摸传感器集成式显示装置中,描述了公共电极COM用作触摸驱动电极Tx。然而,如果在显示驱动操作中从电源单元15向触摸驱动电极Tx提供公共电压Vcom,在触摸驱动操作中电源单元15向触摸感测电极Rx提供触摸驱动电压Vtsp,并且在触摸驱动操作期间公共电极COM连接到触摸识别处理器17,则公共电极COM可以用作触摸感测电极Rx。
再者,参照图1和图2,选通驱动器13在显示驱动操作期间在定时控制器11的控制下顺序地输出选通脉冲(或扫描脉冲)。选通驱动器13将选通脉冲的摆动电压变换为选通高电压VGH和选通低电压VGL。从选通驱动器13输出的选通脉冲与从数据驱动器12输出的数据电压同步,并且被顺序地提供给选通线G1至Gm。选通高电压VGH等于或大于薄膜晶体管TFT的阈值电压,并且选通低电压VGL小于薄膜晶体管TFT的阈值电压。选通驱动器13的多个选通驱动集成电路(IC)可以通过带式自动焊接(TAB)工艺连接到在TFT阵列TFTA的第一基板SUB1上形成的选通线G1至Gm。另选地,选通驱动器13的选通驱动IC可以通过板内选通(GIP)工艺与像素一起直接形成在TFT阵列TFTA的第一基板SUB1上。
数据驱动器12在定时控制器11的控制下对数字视频数据RGB进行采样和锁存。数据驱动器12将数字视频RGB转换成正伽马补偿电压和负伽马补偿电压GMA1至GMAn,并反转数据电压的极性。从数据驱动器12输出的正数据电压和负数据电压与从选通驱动器13输出的选通脉冲同步。数据驱动器12的多个源驱动IC可以通过玻上芯片(COG)工艺或TAB工艺连接到在TFT阵列TFTA的第一基板SUB1上形成的数据线D1至Dn。源驱动IC可以集成在定时控制器11的内部,因此可以与定时控制器11一起实现为单个芯片IC。
定时控制器11使用定时信号Vsync、Hsync、DE和MCLK来产生用于控制选通驱动器13和数据驱动器12的操作定时的定时控制信号,定时信号Vsync、Hsync、DE和MCLK从外部主控制器10接收到,并且被用于驱动触摸传感器集成式液晶显示器。定时控制信号包括用于控制选通驱动器13的操作定时的选通控制信号和用于控制数据驱动器12的操作定时和数据电压的极性的数据定时控制信号。
选通定时控制信号包括选通起始脉冲GSP、选通移位时钟GSC、选通输出使能GOE等。选通起始脉冲GSP被施加到选通驱动器13的第一选通驱动IC,以在各个帧周期中输出第一选通脉冲并且控制第一选通驱动IC的移位起始定时。选通移位时钟GSC被公共地输入到选通驱动器13的选通驱动IC,并且还将选通起始脉冲GSP移位。选通输出使能GOE控制选通驱动器13的选通驱动IC的输出定时。
数据定时控制信号包括源起始脉冲SSP、源采样时钟SSC、极性控制信号POL、源输出使能SOE等。源起始脉冲SSP被施加到数据驱动器12的第一源驱动IC,以首先对数据进行采样并控制数据采样起始定时。源采样时钟SSC基于其上升沿或下降沿来控制源驱动IC内部的数据的采样定时。极性控制信号POL控制从源驱动IC输出的数据电压的极性。源输出使能SOE控制源驱动IC的输出定时。如果通过迷你低压差分信号(LVDS)接口向数据驱动器12输入数字视频数据RGB,则可以省略源起始脉冲SSP和源采样时钟SSC。
电源单元15被实现为DC-DC换流器,该DC-DC换流器包括脉宽调制(PWM)电路、升压变换器、调压器、充电泵、分压器、运算放大器等。电源单元15对从主控制器10输入的电压进行调压,并产生驱动液晶显示面板LCP、数据驱动器12、选通驱动器13、定时控制器11和背光单元(未示出)所需的电压。
由电源单元15产生的电压包括高电势电源电压VDD、选通高电压VGH、选通低电压VGL、公共电压Vcom、正伽马参考电压和负伽马参考电压GMA1至GMAn、触摸驱动电压Vtsp等。在显示驱动操作期间,公共电压Vcom在主控制器10的控制下被提供给公共电极COM。另选地,在显示驱动操作期间,公共电压Vcom可以在定时控制器11的控制下提供给公共电极COM。在触摸驱动操作期间,触摸驱动电压Vtsp在主控制器10的控制下被提供给触摸驱动电极Tx11、Tx21、…Tx81以及Tx12、Tx22…Tx82。另选地,在触摸驱动操作期间,触摸驱动电压Vtsp可以在定时控制器11的控制下被提供给触摸驱动电极Tx11、Tx21、…Tx81以及Tx12、Tx22、…Tx82。
在图1示出的实施方式中,触摸驱动电压Vtsp通过电源单元15提供给触摸驱动电极Tx11、Tx21、…Tx81以及Tx12、Tx22、…Tx82,但本公开不限于此。例如,触摸驱动电压Vtsp在主控制器10或定时控制器11的控制下通过触摸识别处理器17被提供给触摸驱动电极Tx11、Tx21、…Tx81以及Tx12、Tx22、…Tx82。
主控制器10通过接口(例如,LVDS接口和最小化传输差分信号(TMDS)接口)向定时控制器11传送输入图像的数字视频数据RGB和驱动触摸传感器集成式液晶显示器的定时信号Vsync、Hsync、DE和MCLK。当触摸传感器集成式液晶显示器被驱动以在其屏幕上显示图像时,主控制器10提供用于控制电源单元15的控制信号Vin,使得可以公共电压Vcom被提供给公共电极COM。当触摸传感器集成式液晶显示器被驱动用于触摸识别时,主控制器10提供用于控制电源单元15的控制信号Vin,使得触摸驱动电压Vtsp可以被提供给触摸驱动电极Tx11、Tx21、…Tx81以及Tx12、Tx22、…Tx82。
触摸识别处理器17对在触摸操作之前通过连接到触摸感测电极Rx1至Rx8的第一布线RL1和第二布线RL2测量到的各个触摸感测电极Rx1至Rx8的初始电容的电压与在触摸操作之后通过第一布线RL1和第二布线RL2测量到的各个触摸感测电极Rx1至Rx8的触摸电容的电压之间的差电压进行不同地采样。然后,触摸识别处理器17将差分放大的结果转换成数字数据。触摸识别处理器17利用触摸识别算法基于初始电容和触摸电容之间的差来判定触摸位置,并且向主控制器10输出指示触摸位置的触摸坐标数据。
如上所述,根据本公开实施方式的第一触摸驱动电极Tx11、Tx21、…Tx81以及第二触摸驱动电极Tx12、Tx22、…Tx82在y轴方向上构成触摸驱动线,并且触摸感测电极Rx1至Rx8在x轴方向上构成触摸感测线,使得它们彼此交叉。因此,如果在显示装置的特定位置上执行了触摸,则触摸驱动线和触摸感测线之间的互电容存在变化。可以通过测量互电容的变化来检测触摸位置。
特别地,因为通过将触摸驱动电极形成为与像素电极相对应并且将触摸感测电极形成为与选通线相对应,触摸驱动电极和触摸感测电极的数量增加,所以可以通过增加触摸驱动电极和触摸感测电极之间的互电容来提高触摸灵敏度。此外,优点在于,因为可以通过使用触摸驱动电极降阻线和触摸感测电极降阻线容易地调整触摸识别块的大小,所以可以容易地制造具有各种触摸识别块的触摸传感器集成式显示装置。
下面,将参照图5A至图13B来描述制造根据本公开的一个实施方式的触摸传感器集成式显示装置的方法。
图5A是示出用于制造根据本公开的一个实施方式的触摸传感器集成式显示装置的第一掩模工艺的顶部平面图,并且图5B是沿图5A中示出的线I-I’和II-II’获取的截面图。
参照图5A和图5B,第一金属层(选通金属层)通过沉积工艺整个沉积在第一基板SUB上作为第一导电层。通过使用第一掩模工艺在基板SUB1上形成选通线GL和从选通线GL延伸的栅极G。
更具体地,通过诸如溅射工艺的沉积工艺,在基板SUB1的整个表面上形成选通金属层作为第一导电层。在把光刻胶整个施敷到沉积了第一导电层的基板SUB1之后,使用第一掩模通过光刻工艺形成露出选通金属层的一部分的第一光刻胶图案(未示出)。通过湿法蚀刻去除经由第一光刻胶图案露出的第一选通金属层。然后,通过灰化工艺去除第一光刻胶图案,由此在基板SUB1上形成选通线GL和栅极G。可以从诸如Al、AlNd、Cu、Cr、Mo或MoTi的金属材料中选择选通金属层。
图6A是示出制造根据本公开的一个实施方式的触摸传感器集成式显示装置的第二掩模工艺的顶部平面图,并且图6B是沿图6A中示出的线I-I’和II-II’获取的截面图。
参照图6A和图6B,在形成有选通线GL和栅极G的基板SUB1的整个表面上形成栅绝缘层GI。然后,半导体层整个形成在栅绝缘层GI上。光刻胶层整个形成在半导体层上,并且使用第二掩模通过光刻工艺形成第二光刻胶图案(未示出),以露出半导体层的不包括沟道区域的区域。通过蚀刻工艺去除经由第二光刻胶图案而露出的半导体层。然后,通过灰化工艺去除第二光刻胶图案,从而形成半导体图案A。
图7A是示出制造根据本公开的一个实施方式的触摸传感器集成式显示装置的第三掩模工艺的顶部平面图,并且图7B是沿图7A中示出的线I-I’和II-II’获取的截面图。
参照图7A和图7B,在形成有半导体图案A的栅绝缘层GI上形成第二金属层(数据金属层)作为第二导电层。然后,通过光刻工艺对数据金属层构图来形成第一导电图案组,该第一导电图案组包括数据线DL、从数据线DL延伸的源极S和与源极S相对的漏极D。
更具体地,在形成有半导体图案A的栅绝缘层GI上形成数据金属层作为第二导电层。光刻胶整个沉积在数据金属层上,并且使用第三掩模通过光刻工艺形成第三光刻胶图案(未示出)。第三光刻胶图案露出数据金属层的除了将形成数据线、源极和漏极的区域之外的区域。通过蚀刻经由第三光刻胶图案露出的数据金属层并且去除数据金属层上剩余的第三光刻胶图案来形成数据线DL和薄膜晶体管TFT,所述薄膜晶体管TFT包括从数据线DL延伸的源极S以及漏极D。数据线DL与选通线GL交叉,栅绝缘层GI介于数据线DL和选通线GL之间。源极S从数据线DL延伸,并且漏极D与源极S相对。
图8A是示出制造根据本公开的一个实施方式的触摸传感器集成式显示装置的第四掩模工艺的顶部平面图,并且图8B是沿图8A中示出的线I-I’和II-II’获取的截面图。
参照图8A和图8B,第一钝化层PAS1整个形成在形成有第一导电图案组的栅绝缘层GI上。然后,使用第四掩模通过工艺,通过蚀刻第一钝化层PAS1来形成第一接触孔CH1以露出漏极D的一部分。
更具体地,第一钝化层PAS1整个形成在形成有数据线DL和薄膜晶体管TFT的栅绝缘层GI上。光刻胶层整个形成在第一钝化层PAS1上,并且使用第四掩模通过光刻工艺形成第四光刻胶图案(未示出)以露出漏极D的一部分。然后,通过蚀刻经由第四光刻胶图案露出的第一钝化层PAS1并且去除第四光刻胶图案,在第一钝化层PAS1中形成露出漏极D的一部分的第一接触孔CH1。可以用诸如聚阴离子纤维素(PAC)的低电介质有机材料制造第一钝化层PAS1。
图9A是示出制造根据本公开的一个实施方式的触摸传感器集成式显示装置的第五掩模工艺的顶部平面图,并且图9B是沿图9A中示出的线I-I’和II-II’获取的截面图。
参照图9A和图9B,第一透明导电层整个形成在形成有第一接触孔CH1的第一钝化层PAS1上作为第三导电层。然后,通过使用第五掩模工艺对第一透明导电层进行构图,形成用作触摸驱动电极Tx的公共电极COM。
更具体地,通过诸如等离子增强化学汽相沉积(PECVD)的沉积工艺,第一透明导电层整个形成在形成有第一接触孔CH1的第一钝化层PAS1上作为第三导电层。光刻胶层整个形成在第一透明导电层上,并且使用第五掩模通过光刻工艺形成第五光刻胶图案(未示出)。第五光刻胶图案露出第一透明导电层的除了将形成公共电极的区域之外的区域。通过蚀刻经由第五光刻胶图案而露出的第一透明导电层并且去除第一透明导电层上剩余的第五光刻胶图案,形成用作触摸驱动电极Tx的公共电极COM。用作触摸驱动电极Tx的公共电极COM可以被形成为具有参照图1至图3描述的大小。公共电极COM可以用诸如铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)和掺镓氧化锌(GZO)的透明导电材料来制造。
图10A是示出制造根据本公开的一个实施方式的触摸传感器集成式显示装置的第六掩模工艺的顶部平面图,并且图10B是沿图10A中示出的线I-I’和II-II’获取的截面图。
参照图10A和图10B,通过诸如溅射的沉积工艺,在形成有用作触摸驱动电极Tx的公共电极COM的第一钝化层PAS1上全部形成第三金属层作为第四导电层。然后,使用第六掩模工艺在第一钝化层PAS1上与数据线平行地形成触摸驱动电极降阻线TxW。
更具体地,通过诸如溅射的沉积工艺,第三金属层整个形成在形成有用作触摸驱动电极Tx的公共电极COM的第一钝化层PAS1上作为第四导电层。光刻胶整个形成在第四导电层上,然后使用第六掩模通过光刻工艺对第四导电层进行构图来形成触摸驱动电极降阻线TxW,使得触摸驱动电极降阻线TxW与数据线DL平行并且与用作触摸驱动电极Tx的公共电极COM接触。如果触摸驱动电极降阻线TxW被形成为与数据线DL交叠,则可以提高显示装置的孔径比。第四导电层从诸如Al、AlNd、Cu、Cr、Mo或MoTi的金属材料中选择。
在以上描述中,触摸驱动电极Tx和触摸驱动电极降阻线TxW分别通过两个掩模工艺形成。然而,触摸驱动电极Tx和触摸驱动电极降阻线TxW可以利用半色调掩模通过光刻工艺形成。假如使用利用半色调掩模的工艺,则可以利用一个掩模工艺形成触摸驱动电极Tx和触摸驱动电极降阻线TxW。因为关于使用半色调掩模的工艺的描述是已知的相关技术,因此省略其描述。
图11A是示出制造根据本公开的一个实施方式的触摸传感器集成式显示装置的第七掩模工艺的顶部平面图,并且图11B是沿图11A中示出的线I-I’和II-II’获取的截面图。
参照图11A和图11B,在形成有用作触摸驱动电极Tx的公共电极COM和触摸驱动电极降阻线TxW的第一钝化层PAS1上形成第二钝化层PAS2。然后,通过使用第七掩模工艺蚀刻第二钝化层PAS2,形成穿过第二钝化层PAS2的第二接触孔CH2以露出漏极D的一部分。
更具体地,第二钝化层PAS2整个形成在形成有用作触摸驱动电极Tx的公共电极COM和触摸驱动电极降阻线TxW的第一钝化层PAS1上。光刻胶整个形成在第二钝化层PAS2上,然后使用第七掩模通过光刻工艺形成第七光刻胶图案(未示出)以露出漏极D的一部分。蚀刻经由第七光刻胶图案露出的第二钝化层PAS2,并且通过去除第七光刻胶图案来形成第二接触孔CH2。第二钝化层PAS2可以用诸如聚阴离子纤维素(PAC)的低电介质有机材料制造。
在该实施方式中,通过蚀刻填充到第一钝化层PAS1的第一接触孔CH1中的第二钝化层PAS2,形成了第二接触孔CH2。然而,本公开不限于此。例如,因为可以用一个掩模工艺一次形成第一接触孔CH1和第二接触孔CH2,所以可以省略第四掩模工艺。即,可以通过蚀刻第一钝化层PAS1和第二钝化层PAS2来一次形成第一接触孔CH1和第二接触孔CH2。
图12A是示出制造根据本公开的一个实施方式的触摸传感器集成式显示装置的第八掩模工艺的顶部平面图,并且图12B是沿图12A中示出的线I-I’和II-II’获取的截面图。
参照图12A和图12B,在具有第二接触孔CH2的第二钝化层PAS2上沉积第四金属层作为第五导电层。然后,通过第八掩模工艺蚀刻第五导电层,与选通线GL平行地形成感测电极降阻线RxW。
更具体地,通过诸如溅射工艺的沉积工艺,在具有第二接触孔CH2的第二钝化层PAS2上沉积第四金属层作为第五导电层。光刻胶整个形成在第五导电层上,并且使用第八掩模通过光刻工艺形成第八光刻胶图案(未示出)以露出除了将形成感测电极降阻线RxW的区域之外的部分。蚀刻经由第八光刻胶图案而露出的第五导电层,并且通过去除第八光刻胶图案形成感测电极降阻线RxW。第五导电层可以从诸如Al、AlNd、Cu、Cr、Mo或MoTi的金属材料中选择。
图13A是示出制造根据本公开的一个实施方式的触摸传感器集成式显示装置的第九掩模工艺的顶部平面图,并且图13B是沿图13A中示出的线I-I’和II-II’获取的截面图。
参照图13A和图13B,在形成有感测电极降阻线RxW的第二钝化层PAS2上沉积第二透明导电层作为第六导电层。然后,通过第九掩模工艺蚀刻第六导电层,形成感测电极Rx和感测电极降阻线RxW。
更具体地,通过诸如溅射工艺的沉积工艺,在形成有感测电极降阻线RxW的第二钝化层PAS2上沉积第二透明导电层作为第六导电层。光刻胶整个形成在第六导电层上,并且使用第九掩模通过光刻工艺形成第九光刻胶图案(未示出)以露出除了数据线DL和选通线GL的交叉所限定的像素区域和将形成触摸感测电极的区域之外的部分。通过蚀刻经由第九光刻胶图案所露出的第二透明导电层并去除第九光刻胶图案,在由数据线DL和选通线GL的交叉所限定的像素区域中形成像素电极Px。同时,触摸感测电极Rx形成在其间具有选通线GL的被设置为彼此相邻的像素区域之间。像素电极Px被形成为具有多个狭缝或开口SL。第二透明导电层可以用诸如铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)和掺镓氧化锌(GZO)的透明导电材料来制造。
在对第八掩模工艺和第九掩模工艺的描述中,通过两个掩模工艺形成感测电极降阻线RxW、触摸感测电极Rx和像素电极Px。然而,可以使用半色调掩模通过光刻工艺形成感测电极降阻线RxW、触摸感测电极Rx和像素电极Px。假如利用半色调掩模的工艺被使用,则利用一个掩模工艺就可以形成感测电极降阻线RxW、触摸感测电极Rx和像素电极Px。因为关于使用半色调掩模的工艺的描述是已知的相关技术,因此省略其描述。
现在参照图14和图15详细描述根据本公开的另一实施方式的触摸传感器集成式显示装置。图14是示意性示出根据本公开的另一实施方式的触摸传感器集成式显示装置的框图,并且图15是示意性示出根据本公开的另一实施方式的触摸传感器集成式显示装置的触摸驱动电极和触摸感测电极之间的关系的框图。
参照图14和图15,根据本公开的另一实施方式的触摸传感器集成式显示装置包括液晶显示面板LCP、主控制器10、定时控制器11、数据驱动器12、选通驱动器13、电源单元15和触摸识别处理器17。
在根据本公开的另一实施方式的触摸传感器集成式显示装置中,因为液晶显示面板LCP与根据本公开的一个实施方式的液晶显示面板LCP基本相同,所以将省略对液晶显示面板LCP的描述。
参照图14和图15,根据本公开的另一实施方式的公共电极COM是在第一方向(例如,x轴方向)和与第一方向交叉的第二方向(例如,y轴方向)上被分开但在第二方向上彼此连接的多个电极。构成公共电极COM的多个电极用作多个触摸感测电极Rx11、Rx21、Rx31、…Rx81以及Rx12、Rx22、Rx32、…Rx82。
触摸感测电极Rx11、Rx21、Rx31、…Rx81以及Rx12、Rx22、Rx32、…Rx82中的每一个被形成为包括用于降低其电阻的降阻线。更具体地,在多个触摸感测电极Rx11、Rx21、Rx31、…Rx81以及Rx12、Rx22、Rx32、…Rx82中,沿第二方向布置的第一触摸感测电极Rx11、Rx21、Rx31、…Rx81通过至少一个连接部分彼此连接。然后,第一降阻线RxW1、RxW2和RxW3形成在第一触摸感测电极Rx11、Rx21、Rx31、…Rx81上以降低其电阻。另外,沿第二方向布置的第二触摸感测电极Rx12、Rx22、Rx32、…Rx82通过至少一个连接部分彼此连接。然后,第二降阻线RxW4、RxW5和RxW6形成在第二触摸感测电极Rx12、Rx22、Rx32、…Rx82上以降低其电阻。
图15中示出的实施方式示出了触摸感测电极构成两个触摸感测线的示例。即,图15的示例示出了这样的示例,其中,一个触摸感测线由第一触摸感测电极Rx11、Rx21、Rx31、…Rx81以及第一降阻线RxW1、RxW2和RxW3构成,并且另一触摸感测线由第二触摸感测电极Rx12、Rx22、Rx32、…Rx82以及第二降阻线RxW4、RxW5和RxW6构成。第一降阻线RxW1至RxW3和第二降阻线RxW4至RxW6分别经由第一布线RL1和RL2连接到电源单元15和触摸识别处理器17。
在图15示出的另一实施方式中,使用三个第一降阻线RxW1、RxW2和RxW3构成第一触摸感测线,并且使用三个第二降阻线RxW4、RxW5和RxW6构成第二触摸感测线。然而,本公开不限于此。例如,可以使用一个或两个降阻线来构成第一触摸感测线和第二触摸感测线中的每一个。或者,可以使用四个或更多个降阻线以构成第一触摸感测线和第二触摸感测线中的每一个。
另一方面,构成根据本公开的另一个实施方式的触摸传感器的触摸驱动电极Tx1至Tx8沿第一方向(例如,x轴方向)布置以在第一触摸感测电极Rx11、Rx12与第二触摸感测电极Rx21、Rx22;Rx21、Rx22与Rx31、Rx32;Rx31、Rx32与Rx41、Rx42;Rx41、Rx42与Rx51、Rx52;Rx51、Rx52与Rx61、Rx62;Rx61、Rx62与Rx71、Rx72;以及Rx71、Rx72与Rx81、Rx82之间与第一降阻线RxW1至RxW3和第二降阻线RxW4至RxW6交叉。其它降阻线TxW1至TxW8分别形成在触摸驱动电极Tx1至Tx8上。另外,触摸驱动电极Tx1至Tx8彼此分开,但可以通过降阻线TxW1至TxW8而分组。例如,第一触摸驱动电极Tx1至第四触摸感测电极Tx4通过第三降阻线TxW1至第六降阻线TxW4而分组,并且第五触摸驱动电极Tx5至第八触摸感测电极Tx8通过第七降阻线TxW5至第十降阻线TxW8而分组。因此,第一触摸驱动电极Tx1至第八触摸驱动电极Tx8通过第三降阻线TxW1至第十降阻线TxW8而分组,以形成包括第一触摸驱动线Tx1至Tx4和TxW1至TxW4以及第二触摸驱动线Tx5至Tx8和TxW5至TxW8的两个触摸驱动线。第一触摸驱动线Tx1至Tx4和TxW1至TxW4经由第一布线TL1连接到电源单元15,并且第二触摸驱动线Tx5至Tx8和TxW5至TxW8经由第二布线TL2连接到电源单元15。
根据本公开的另一个实施方式的触摸传感器包括触摸感测电极Rx11、Rx21、…和Rx81以及Rx12、Rx22、…和Rx82、以及触摸驱动电极Tx1至Tx8。可以通过使用第一降阻线至第十降阻线RxW1至RxW8和TxW1至TxW8将触摸感测电极Rx11、Rx21、…和Rx81以及Rx12、Rx22、…和Rx82、以及触摸驱动电极Tx1至Tx8恰当地分组来确定触摸识别块的单元。在图15示出的示例中,由十六个触摸感测电极Rx11、Rx21、…Rx81和Rx82以及Rx12、Rx22、…和Rx82、八个触摸驱动电极Tx1至Tx8、十四个降阻线RxW1至RxW6和TxW1至TxW8来形成四个触摸识别块TU11、TU12、TU21和TU22。
更具体地,第一触摸识别块TU11由通过降阻线RxW1至RxW3彼此连接的第一触摸感测电极Rx11、Rx21、Rx31和Rx41、以及通过降阻线TxW1至TxW4彼此连接的第一触摸感测电极Tx1至第四触摸感测电极Tx4来确定。第二触摸识别块TU12由通过降阻线RxW4至RxW6彼此连接的第二触摸感测电极Rx12、Rx22、Rx32和Rx42、以及通过降阻线TxW1至TxW4彼此连接的第一触摸驱动电极Tx1至第四触摸驱动电极Tx4来确定。第三触摸识别块TU21由通过降阻线RxW1至RxW3彼此连接的第一触摸感测电极Rx51、Rx61、Rx71和Rx81、以及通过降阻线TxW5至TxW8彼此连接的第五触摸驱动电极Tx5至第八触摸驱动电极Tx8来确定。第四触摸识别块TU22由通过降阻线RxW4至RxW6彼此连接的第二触摸感测电极Rx52、Rx62、Rx72和Rx82、以及通过降阻线TxW5至TxW8彼此连接的第五触摸驱动电极Tx5至第八触摸驱动电极Tx8来确定。
上面提到的触摸感测电极Rx11、Rx21、…Rx81以及Rx12、Rx22、…Rx82用作公共电极COM,并且在水平电场驱动型显示装置中与像素电极Px一起形成在第一基板SUB1上。并且像素电极Px形成在通过如图2所示的选通线G1至Gm与数据线D1至Dn的交叉所限定的区域中。
触摸感测电极Rx11、Rx21、…Rx81以及Rx12、Rx22、…Rx82中的每一个形成为与几个或几十个像素电极Px相对,但可以形成为与一个像素电极Px相对。
在上面提到的根据本公开的另一个实施方式的触摸传感器集成式显示装置中,在触摸操作期间,经由电源单元15向第一触摸驱动电极Tx1至第八触摸驱动电极Tx8提供触摸驱动电压Ttsp。另一方面,在显示操作期间,经由电源单元15向第一触摸感测电极Tx11、Tx21、…Tx81以及第二触摸感测电极Tx12、Tx22、…Tx82提供公共电压Vcom,并且在触摸操作期间,向触摸识别处理器17提供从触摸感测电极Rx11、Rx21、…Rx81以及Rx12、Rx22、...Rx82接收到的触摸感测电压。因此,第一触摸感测电极Rx11、Rx21、…Rx81以及第二触摸感测电极Rx12、Rx22、...Rx82在显示操作期间用作显示装置的公共电极,而在触摸操作期间用作触摸传感器的触摸感测电极。
在上面提到的触摸传感器集成式显示装置中,一个触摸感测电极和一个像素电极可以形成为一对一或一对n(其中,n是2或更大的自然数)。另外,第一降阻线RxW1至RxW3和第二降阻线RxW4至RxW6可以形成为对应于一个数据线或几个至几十个数据线。另外,触摸驱动电极Tx1至Tx8中的每一个可以形成为对应于一个选通线或几个至几十个选通线。根据所述结构,因为触摸驱动电极和触摸感测电极的数量增加,所以可以通过增加触摸驱动电极和触摸感测电极之间的互电容来提高触摸灵敏度。此外,因为触摸驱动电极和触摸感测电极可以被形成为对应于选通线和数据线,所以可以容易地调整触摸驱动电极和触摸感测电极的数量。
将参照图16A和图16B详细地描述根据本公开的另一个实施方式的触摸传感器集成式显示装置。
参照图16A和图16B,根据本公开的另一个实施方式的触摸传感器集成式显示装置包括:在薄膜晶体管阵列TFTA的基板SUB1上形成为彼此交叉的选通线GL和数据线DL;分别形成在选通线GL和数据线DL的交叉处的薄膜晶体管TFT;形成在由选通线GL和数据线DL的交叉所限定的区域中的像素电极Px;以及与像素电极Px相对地设置的公共电极COM。公共电极COM用作触摸驱动电极Tx。因此,根据需要,可以表示为公共电极COM、触摸驱动电极Tx或者用作触摸驱动电极Tx的公共电极COM。
在所述结构中,薄膜晶体管TFT可以包括:从选通线GL延伸的栅极G;有源层A,其形成在覆盖选通线GL和栅极G的栅绝缘层GI上以与栅极G交叠;从数据线Dl延伸的源极S,数据线Dl形成在覆盖有源层A的第一钝化层PASl上;以及与所述源极S相对的漏极。
像素电极Px形成在第一钝化层PASl上的由选通线GL和数据线DL的交叉所限定的像素区域中。另外,触摸驱动电极Tx形成在其间具有选通线GL的彼此相邻的像素电极之间,并且触摸驱动电极Tx形成为与选通线GL平行。触摸驱动电极Tx可以形成为与选通线GL交叠。像素电极Px中的每一个连接到经由第一钝化层PASl的接触孔CH所露出的漏极D。
第一降阻线和第二降阻线(下面称为“驱动电极降阻线”)TxW(图15的TxW1至TxW4和TxW5至TxW8)分别形成在触摸驱动电极Tx(图15的Tx1至Tx8)上,并且被设置为与选通线GL平行,以降低触摸驱动电极Tx(图15的Tx1至Tx8)的电阻。
在形成有驱动电极降阻线TxW和触摸驱动电极Tx的第一钝化层PAS1上,形成第二钝化层PAS2。在第二钝化层PAS2上,与选通线GL平行地(即,在x轴方向)形成第三和第四降阻线(下面称为“感测电极降阻线”)RxW(图15的RxW1至RxW3和RxW4至RxW6)。感测电极降阻线RxW和数据线DL可以形成为一对一或者一个对几个或一对几十个。
在形成有感测电极降阻线RxW的第二钝化层PAS2上形成用作公共电极COM的触摸感测电极Rx(图15中的Rx11、Rx21、Rx31、…Rx81以及Rx12、Rx22、Rx32、…Rx82)。触摸感测电极Rx与选通线GL平行布置,以与像素电极Px交叠并连接到感测电极降阻线RxW。触摸感测电极Rx和像素电极Px中的每一个可以形成为一对一或者一个对几个或一对几十个。触摸感测电极Rx中的每一个可以具有多个狭缝或开口SL。
在根据本公开的另一个实施方式的触摸传感器集成式显示装置中,形成在第一钝化层PAS1上的像素电极Px不具有狭缝或开口,而触摸感测电极Rx具有狭缝或开口SL,如图16A和图16B所示。然而,本公开不限于此。例如,如果触摸感测电极Rx和像素电极Px中的一个具有狭缝或开口,则触摸感测电极Rx和像素电极Px中的另一个不具有狭缝或开口。
在根据本公开的另一个实施方式的触摸传感器集成式显示装置中,描述了公共电极COM用作触摸感测电极Rx。然而,公共电极COM可以用作触摸驱动电极Tx,条件是如果在显示驱动操作中从电源单元15向触摸驱动电极Tx提供公共电压Vcom,在触摸驱动操作中从电源单元15向公共电极COM提供触摸驱动电压Vtsp。
再者,参照图14和图15,选通驱动器13在显示驱动操作期间在定时控制器11的控制下顺序地输出选通脉冲(或扫描脉冲)。选通驱动器13将选通脉冲的摆动电压变换为选通高电压VGH和选通低电压VGL。从选通驱动器13输出的选通脉冲与从数据驱动器12输出的数据电压同步,并且被顺序地提供给选通线G1至Gm。选通高电压VGH等于或大于薄膜晶体管TFT的阈值电压,并且选通低电压VGL小于薄膜晶体管TFT的阈值电压。选通驱动器13的多个选通驱动集成电路(IC)可以通过带式自动焊接(TAB)工艺连接到在TFT阵列TFTA的第一基板SUB1上形成的选通线G1至Gm。另选地,选通驱动器13的选通驱动IC可以通过板内选通(GIP)工艺与像素一起直接形成在TFT阵列TFTA的第一基板SUB1上。
数据驱动器12在定时控制器11的控制下对数字视频数据RGB进行采样和锁存。数据驱动器12将数字视频RGB转换成正伽马补偿电压和负伽马补偿电压GMA1至GMAn,并反转数据电压的极性。从数据驱动器12输出的正数据电压和负数据电压与从选通驱动器13输出的选通脉冲同步。可以通过玻上芯片(COG)工艺或者TAB工艺将数据驱动器12的多个源驱动IC连接到在TFT阵列TFTA的第一基板SUB1上形成的数据线D1至Dn。源驱动IC可以集成在定时控制器11的内部,因此可以与定时控制器11一起实现为单个芯片IC。
定时控制器11使用从外部主控制器10接收到并被用于驱动触摸传感器集成式液晶显示器的定时信号Vsync、Hsync、DE和MCLK产生用于控制选通驱动器13和数据驱动器12的操作定时的定时控制信号。定时控制信号包括用于控制选通驱动器13的操作定时的选通控制信号以及用于控制数据驱动器12的操作定时和数据电压的极性的数据定时控制信号。
选通定时控制信号包括选通起始脉冲GSP、选通移位时钟GSC、选通输出使能GOE等。选通起始脉冲GSP被施加到选通驱动器13的第一选通驱动IC,以在各个帧周期中输出第一选通脉冲并且控制第一选通驱动IC的移位起始定时。选通移位时钟GSC被公共地输入到选通驱动器13的选通驱动IC,并且还移位选通起始脉冲GSP。选通输出使能GOE控制选通驱动器13的选通驱动IC的输出定时。
数据定时控制信号包括源起始脉冲SSP、源采样时钟SSC、极性控制信号POL、源输出使能SOE等。源起始脉冲SSP被施加到数据驱动器12的第一源驱动IC,以首先对数据进行采样并且控制数据采样起始定时。源采样时钟SSC基于其上升沿或下降沿来控制源驱动IC内部的数据的采样定时。极性控制信号POL控制从源驱动IC输出的数据电压的极性。源输出使能SOE控制源驱动IC的输出定时。如果通过迷你低压差分信号(LVDS)接口向数据驱动器12输入数字视频数据RGB,则可以省略源起始脉冲SSP和源采样时钟SSC。
电源单元15被实现为DC-DC换流器,该DC-DC换流器包括脉宽调制(PWM)电路、升压变换器、调压器、充电泵、分压器、运算放大器等。电源单元15对从主控制器10输入的电压进行调压,并产生驱动液晶显示面板LCP、数据驱动器12、选通驱动器13、定时控制器11和背光单元(未示出)所需的电压。
由电源单元15产生的电压包括高电势电源电压VDD、选通高电压VGH、选通低电压VGL、公共电压Vcom、正伽马参考电压和负伽马参考电压GMA1至GMAn、触摸驱动电压Vtsp等。在显示驱动操作期间,在主控制器10的控制下向公共电极COM提供公共电压Vcom。另选地,在显示驱动操作期间,可以在定时控制器11的控制下向公共电极COM提供公共电压Vcom。在触摸驱动操作期间,在主控制器10的控制下向触摸驱动电极Tx1至Tx8提供触摸驱动电压Vtsp。另选地,在触摸驱动操作期间,可以在定时控制器11的控制下向触摸驱动电极Tx1至Tx8提供触摸驱动电压Vtsp。
在图14示出的实施方式中,通过电源单元15向触摸驱动电极Tx1至Tx8提供触摸驱动电压Vtsp,但本公开不限于此。例如,在主控制器10或定时控制器11的控制下,通过触摸识别处理器17向触摸驱动电极Tx1至Tx8提供触摸驱动电压Vtsp。
主控制器10通过诸如LVDS接口和最小化传输差分信号(TMDS)接口的接口向定时控制器11传送输入图像的数字视频数据RGB以及驱动触摸传感器集成式液晶显示器的定时信号Vsync、Hsync、DE和MCLK。当触摸传感器集成式液晶显示器被驱动以在其屏幕上显示图像时,主控制器10提供用于控制电源单元15的控制信号Vin,使得可以向公共电极COM提供公共电压Vcom。当触摸传感器集成式液晶显示器被驱动用于触摸识别时,主控制器10提供用于控制电源单元15的控制信号Vin,使得可以向触摸驱动电极Tx1至Tx8提供触摸驱动电压Vtsp。
触摸识别处理器17对在触摸操作之前通过连接到其的第一布线RL1和第二布线RL2测量到的触摸感测电极Rx11、Rx21、…Rx81以及Rx12、Rx22、…Rx82中的每一个的初始电容的电压与在触摸操作之后通过第一布线RL1和第二布线RL2测量到的Rx11、Rx21、…Rx81以及Rx12、Rx22、…Rx82中的每一个的触摸电容的电压之间的差电压进行不同地采样。然后,触摸识别处理器17将差分放大的结果转换成数字数据。触摸识别处理器17利用触摸识别算法基于初始电容和触摸电容之间的差来判定触摸位置,并且向主控制器10输出指示触摸位置的触摸坐标数据。
如上所述,根据本公开的另一个实施方式的第一触摸感测电极Rx11、Rx21、…Rx81以及第二触摸感测电极Rx12、Rx22、…Rx82在y轴方向上构成触摸感测线,并且触摸驱动电极Tx1至Tx8在x轴方向上构成触摸驱动线,使得它们彼此交叉。因此,如果对显示装置的特定位置执行了触摸,则触摸驱动线和触摸感测线之间的互电容存在变化。可以通过测量所产生的互电容的变化来检测触摸位置。
具体地,因为通过将触摸驱动电极形成为与像素电极相对应并且将触摸感测电极形成为与选通线相对应而使得触摸驱动电极和触摸感测电极的数量增加,所以可以通过增加触摸驱动电极和触摸感测电极之间的互电容来提高触摸灵敏度。此外,优点在于,因为可以通过使用触摸驱动电极降阻线和触摸感测电极降阻线来容易地调整触摸识别块的大小,所以可以容易地制造具有触摸识别块的触摸传感器集成式显示装置。
下面,将参照图17A至图24B来描述制造根据本公开的另一个实施方式的触摸传感器集成式显示装置的方法。
图17A是示出用于制造根据本公开的另一个实施方式的触摸传感器集成式显示装置的第一掩模工艺的顶部平面图,并且图17B是沿图17A中示出的线I-I’和II-II’获取的截面图。
参照图17A和图17B,通过沉积工艺,在第一基板SUB1上整个地沉积第一金属层(选通金属层)作为第一导电层。通过使用第一掩模工艺在基板SUB1上形成选通线GL和从选通线GL延伸的栅极G。
更具体地,通过诸如溅射工艺的沉积工艺,在基板SUB1的整个表面上形成选通金属层作为第一导电层。在向沉积了第一导电层的基板SUB1整个应用了光刻胶之后,使用第一掩模通过光刻工艺形成露出选通金属层的一部分的第一光刻胶图案(未示出)。通过湿法蚀刻去除经由第一光刻胶图案露出的第一选通金属层。然后,通过灰化工艺去除第一光刻胶图案,从而在基板SUB1上形成选通线GL和栅极G。可以从诸如Al、AlNd、Cu、Cr、Mo或MoTi的金属材料中选择金属层。
图18A是示出制造根据本公开的另一个实施方式的触摸传感器集成式显示装置的第二掩模工艺的顶部平面图,并且图18B是沿图18A中示出的线I-I’和II-II’获取的截面图。
参照图18A和图18B,在形成有选通线GL和栅极G的基板SUB1的整个表面上形成栅绝缘层GI。然后,在栅绝缘层GI上整个地形成半导体层。在半导体层上整个地形成光刻胶层,并且使用第二掩模通过光刻工艺形成第二光刻胶图案(未示出),以露出半导体层的不包括沟道区域的区域。通过蚀刻工艺去除经由第二光刻胶图案露出的半导体层。然后,通过灰化工艺去除第二光刻胶图案,从而形成半导体图案A。
图19A是示出制造根据本公开的另一个实施方式的触摸传感器集成式显示装置的第三掩模工艺的顶部平面图,并且图19B是沿图19A中示出的线I-I’和II-II’获取的截面图。
参照图19A和图19B,在形成有半导体图案A的栅绝缘层GI上形成第二金属层(数据金属层)作为第二导电层。然后,通过光刻工艺对数据金属层构图来形成第一导电图案组,该第一导电图案组包括数据线DL、从数据线DL延伸的源极S和与源极S相对的漏极D。
更具体地,在形成有半导体图案A的栅绝缘层GI上形成数据金属层作为第二导电层。在数据金属层上整个地沉积光刻胶,并且使用第三掩模通过光刻工艺形成第三光刻胶图案(未示出)。第三光刻胶图案露出数据金属层的除了将形成数据线、源极和漏极的区域之外的区域。通过蚀刻经由第三光刻胶图案露出的数据金属层并且去除数据金属层上剩余的第三光刻胶图案,形成数据线DL和薄膜晶体管TFT,薄膜晶体管TFT包括从数据线DL延伸的源极S和漏极D。数据线DL与选通线GL交叉,栅绝缘层GI介于其间。源极S从数据线DL延伸,并且漏极D与源极S相对。
图20A是示出制造根据本公开的另一个实施方式的触摸传感器集成式显示装置的第四掩模工艺的顶部平面图,并且图20B是沿图20A中示出的线I-I’和II-II’获取的截面图。
参照图20A和图20B,在形成有第一导电图案组的栅绝缘层GI上整个地形成第一钝化层PAS1。然后,使用第四掩模通过工艺蚀刻第一钝化层PAS1来形成第一接触孔CH1以露出漏极D的一部分。
更具体地,在形成有数据线DL和薄膜晶体管TFT的栅绝缘层GI上整个地形成第一钝化层PAS1。在第一钝化层PAS1上整个地形成光刻胶层,并且使用第四掩模通过光刻工艺形成第四光刻胶图案(未示出)以露出漏极D的一部分。然后,通过蚀刻经由第四光刻胶图案露出的第一钝化层PAS1并且去除第四光刻胶图案,在第一钝化层PAS1中形成露出漏极D的一部分的第一接触孔CH1。可以用诸如聚阴离子纤维素(PAC)的低电介质有机材料制造第一钝化层PAS1。
图21A是示出制造根据本公开的另一个实施方式的触摸传感器集成式显示装置的第五掩模工艺的顶部平面图,并且图21B是沿图21A中示出的线I-I’和II-II’获取的截面图。
参照图21A和图21B,在形成有第一接触孔CH1的第一钝化层PAS1上整个地形成第一透明导电层作为第三导电层。然后,通过使用第五掩模工艺对第一透明导电层进行构图来形成像素电极Px和触摸驱动电极Tx。
更具体地,通过诸如等离子增强化学汽相沉积(PECVD)的沉积工艺,在形成有接触孔CH的第一钝化层PAS1上整个地形成第一透明导电层作为第三导电层。在第一透明导电层上整个地形成光刻胶层,并且使用第五掩模通过光刻工艺形成第五光刻胶图案(未示出)。第五光刻胶图案露出第一透明导电层的除了形成像素电极和触摸驱动电极的区域之外的区域。通过蚀刻经由第五光刻胶图案露出的第一透明导电层并且去除第一透明导电层上剩余的第五光刻胶图案,形成像素电极Px和触摸驱动电极Tx。像素电极Px分别形成在由选通线GL和数据线DL所限定的像素区域中。触摸驱动电极Tx中的每一个在附图中上下彼此相邻的像素电极Px之间与选通线GL平行地形成。并且触摸驱动电极Tx与选通线GL形成为一对一,或一个对几个或一个对几十个,如关于图14和图15所描述的。可以用诸如铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)和掺镓氧化锌(GZO)的透明导电材料来制造第一导电层。
图22A是示出制造根据本公开的另一个实施方式的触摸传感器集成式显示装置的第六掩模工艺的顶部平面图,并且图22B是沿图22A中示出的线I-I’和II-II’获取的截面图。
参照图22A和图22B,通过诸如溅射的沉积工艺,在形成有触摸驱动电极Tx和像素电极Px的第一钝化层PAS1上整个地形成第三金属层作为第四导电层。然后,使用第六掩模工艺,在第一钝化层PAS1上与数据线平行地形成触摸驱动电极降阻线TxW。
更具体地,通过诸如溅射的沉积工艺,在形成有触摸驱动电极Tx和像素电极Px的第一钝化层PAS1上整个地形成第三金属层作为第四导电层。在第四导电层上整个地沉积光刻胶,然后使用第六掩模通过光刻工艺形成第六光刻胶图案(未示出),以露出除了形成有触摸驱动电极Tx的区域之外的部分。之后,通过蚀刻经由第六光刻胶图案所露出的第四导电层并去除第四导电层上剩余的第六光刻胶图案,形成触摸驱动电极降阻线TxW。触摸驱动电极降阻线TxW与选通线GL平行并且与触摸驱动电极Tx接触。从诸如Al、AlNd、Cu、Cr、Mo或MoTi的金属材料中选择第四导电层。
在以上描述中,通过两个掩模工艺分别形成触摸驱动电极Tx、像素电极Px和触摸驱动电极降阻线TxW。然而,可以使用半色调掩模通过光刻工艺形成触摸驱动电极Tx、像素电极Px和触摸驱动电极降阻线TxW。即,假如使用利用半色调掩模的工艺,则利用一个掩模工艺形成触摸驱动电极Tx、像素电极Px和触摸驱动电极降阻线TxW。因为关于使用半色调掩模的工艺的描述是已知的相关技术,因此被省略。
图23A是示出制造根据本公开的另一个实施方式的触摸传感器集成式显示装置的第七掩模工艺的顶部平面图,并且图23B是沿图23A中示出的线I-I’和II-II’获取的截面图。
参照图23A和图23B,在形成有触摸驱动电极Tx、像素电极Px和触摸驱动电极降阻线TxW的第一钝化层PAS1上顺序地形成第二钝化层PAS2和第四金属层。然后,使用第七掩模工艺通过对作为第四金属层的第五导电层进行构图,在第二钝化层上形成触摸感测电极降阻线RxW以与数据线DL平行。
更具体地,在形成有触摸驱动电极Tx、像素电极Px和触摸驱动电极降阻线TxW的第一钝化层PAS1上整个地形成第二钝化层PAS2。然后,通过诸如等离子增强化学汽相沉积(PECVD)的沉积工艺,在第二钝化层PAS2上沉积第四金属层作为第五导电层。在第五导电层上整个地形成光刻胶,然后形成第七光刻胶图案(未示出),以露出除了将形成感测电极降阻线的区域之外的区域。通过蚀刻经由第七光刻胶图案而露出的第五导电层并且去除第五导电层上剩余的光刻胶图案,形成感测电极降阻线RxW。可以用诸如聚阴离子纤维素(PAC)的低电介质有机材料制造第二钝化层PAS2,并且可以从诸如Al、AlNd、Cu、Cr、Mo或MoTi的金属材料中选择第五导电层。
图24A是示出制造根据本公开的另一个实施方式的触摸传感器集成式显示装置的第八掩模工艺的顶部平面图,并且图24B是沿图24A中示出的线I-I’和II-II’获取的截面图。
参照图24A和图24B,在形成有感测电极降阻线RxW的第二钝化层PAS2上沉积第二透明导电层作为第六导电层。然后,通过第八掩模工艺蚀刻第六导电层来形成用作公共电极COM的触摸感测电极Rx。
更具体地,在形成有感测电极降阻线RxW的第二钝化层PAS2上沉积第二透明导电层作为第六导电层。在第六导电层上整个地形成光刻胶,并且使用第八掩模通过光刻工艺形成第八光刻胶图案(未示出)以露出除了将形成感测电极降阻线RxW的区域之外的部分。蚀刻经由第八光刻胶图案所露出的第六导电层,然后通过去除第八光刻胶图案形成感测电极降阻线RxW。可以从诸如ITO、IZO或GZO的透明导电材料中选择第六导电层。
在针对第七掩模工艺和第八掩模工艺的描述中,通过相应的掩模工艺形成感测电极降阻线RxW和触摸感测电极Rx。然而,可以使用半色调掩模通过光刻工艺形成感测电极降阻线RxW和触摸感测电极Rx。假如使用利用半色调掩模的工艺,则利用一个掩模工艺形成感测电极降阻线RxW和触摸感测电极Rx。因为关于使用半色调掩模的工艺的描述是已知的相关技术,因此被省略。
根据上面提到的触摸传感器集成式显示装置契机制造方法,因为用于驱动显示装置的公共电极可以用作触摸感测电极(或触摸驱动电极),所以可以不必单独地形成用于触摸驱动操作的触摸感测电极(或触摸驱动电极)。因此,可以去除用于形成单独的触摸感测电极(或触摸驱动电极)的工艺,从而使显示装置的厚度减少触摸感测电极的厚度。
此外,一个触摸感测电极(或触摸驱动电极)和一个像素电极可以形成为一对一,或者一对n(其中,n是2或更大的自然数)。另外,利用感测电极降阻线和驱动电极降阻线,可以容易地将触摸感测电极和驱动电极分组。因此,可以根据需要容易地调整触摸识别块的大小,并且因为触摸驱动电极和触摸感测电极的数量增加,所以可以通过增加触摸驱动电极和触摸感测电极之间的互电容来提高触摸灵敏度。
尽管已经针对有限数量个实施方式描述了本公开,但受益于以上描述的本领域技术人员将理解,可以设计不超出如这里描述的本公开的范围的其它实施方式。例如,在根据本公开的实施方式中,描述了触摸驱动电极包括驱动电极降阻线以及触摸感测电极包括感测电极降阻线。然而,在触摸驱动电极和触摸感测电极是用诸如ITO、IZO或GZO的透明导电材料制造的情况下,触摸驱动电极和触摸感测电极需要降阻线。另一方面,在触摸驱动电极和触摸感测电极连接到布线的情况下,触摸驱动电极和触摸感测电极不需要降阻线。因此,本公开的范围应该仅由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种触摸传感器集成式显示装置,该触摸传感器集成式显示装置包括:
多个选通线;
与所述多个选通线交叉的多个数据线;
多个像素电极,所述多个像素电极形成在由所述多个选通线和所述多个数据线的交叉所限定的区域中;
多个第一电极,所述多个第一电极形成在其间具有选通线的彼此相邻的像素电极之间;
多个第二电极,所述多个第二电极中的每一个电极被形成为与所述像素电极的至少一部分交叠,并且被设置为与所述选通线平行,
其中,所述多个第二电极在显示驱动操作中用作公共电极,并且在触摸驱动操作中用作触摸驱动电极和触摸感测电极中的任一个,
其中,当所述多个第二电极用作触摸驱动电极时,所述多个第一电极用作触摸感测电极,当所述多个第二电极在所述触摸驱动操作中用作触摸感测电极时,所述多个第一电极用作触摸驱动电极,
其中,所述第二电极形成为与所述像素电极相对应,并且将所述第一电极形成为与所述选通线相对应。
2.根据权利要求1所述的触摸传感器集成式显示装置,其中,该触摸传感器集成式显示装置还包括至少一个第一电极降阻线,所述至少一个第一电极降阻线形成在所述多个第一电极中的每一个电极上,从而降低所述第一电极的电阻。
3.根据权利要求1所述的触摸传感器集成式显示装置,该触摸传感器集成式显示装置还包括:
栅绝缘层,所述栅绝缘层位于所述选通线和所述数据线之间以覆盖所述选通线;
多个薄膜晶体管,所述多个薄膜晶体管形成在由所述多个选通线和所述多个数据线的交叉所限定像素区域中;
第一钝化层,所述第一钝化层覆盖形成有所述薄膜晶体管的所述栅绝缘层;
第二钝化层,所述第二钝化层覆盖所述多个第一电极,所述多个第一电极在所述第一钝化层上形成为与所述多个数据线平行并且形成在其间具有选通线的彼此相邻的至少两个像素区域中;以及
多个像素电极,所述多个像素电极分别形成在所述第二钝化层上并在所述像素区域中,所述多个像素电极中的每一个电极与所述第一电极的所述至少一部分交叠;并且
其中,所述多个第二电极形成在所述第二钝化层上并在其间具有所述选通线的彼此相邻的所述像素电极之间,并且所述第二电极与所述选通线平行地形成。
4.根据权利要求3所述的触摸传感器集成式显示装置,该触摸传感器集成式显示装置还包括至少一个第二电极降阻线,所述至少一个第二电极降阻线形成在所述多个第二电极中的每一个电极上,从而降低所述第二电极的电阻。
5.根据权利要求1所述的触摸传感器集成式显示装置,该触摸传感器集成式显示装置还包括:
栅绝缘层,所述栅绝缘层位于所述多个数据线之间以覆盖所述多个选通线;
多个薄膜晶体管,所述多个薄膜晶体管分别形成在由所述多个选通线和所述多个数据线的交叉所限定的像素区域中;
第一钝化层,所述第一钝化层覆盖形成有所述多个薄膜晶体管的所述栅绝缘层;
多个像素电极,所述多个像素电极分别形成在所述第一钝化层上并在所述像素区域中;以及
第二钝化层,所述第二钝化层覆盖所述多个第一电极,所述多个第一电极在所述第一钝化层上形成为与所述选通线平行并形成在其间具有选通线的彼此相邻的所述像素电极之间,
其中,所述多个第二电极形成在所述第二钝化层上并在其间具有选通线的至少两个像素区域中,各个第二电极的一部分与所述像素电极交叠以与所述数据线平行。
6.根据权利要求5所述的触摸传感器集成式显示装置,该触摸传感器集成式显示装置还包括至少一个第一电极降阻线,所述至少一个第一电极降阻线形成在所述多个第一电极中的每一个电极上,从而降低所述第一电极的电阻。
7.一种制造触摸传感器集成式显示装置的方法,该方法包括以下步骤:
在基板上沉积第一导电层,并接着利用第一掩模工艺形成多个选通线和栅极;
在形成有所述选通线和所述栅极的所述基板上顺序地形成栅绝缘层和半导体层,并接着利用第二掩模工艺通过对所述半导体层构图而与所述栅极相对地形成半导体图案;
在形成有所述半导体图案的所述栅绝缘层上形成第二导电层,并接着利用第三掩模工艺通过对所述第二导电层构图来形成第一导电图案组,所述第一导电图案组包括彼此平行的多个数据线、从所述数据线延伸的源极和与所述源极相对的漏极;
在形成有所述第一导电图案组的所述栅绝缘层上顺序地形成第一钝化层和第三导电层,并接着利用第四掩模工艺通过对所述第三导电层构图来形成多个第一电极;
在形成有所述多个第一电极的所述第一钝化层上沉积第四导电层,并接着利用第五掩模工艺通过对所述第四导电层构图来形成至少一个第一电极降阻线,所述至少一个第一电极降阻线连接到所述多个第一电极中的每一个电极;
在形成有所述多个第一电极和所述第一电极降阻线的所述第一钝化层上形成第二钝化层,并接着利用第六掩模工艺通过对所述第一钝化层和所述第二钝化层构图来形成露出各个漏极的一部分的接触孔;
在具有所述接触孔的所述第二钝化层上沉积第五导电层,并接着利用第七掩模工艺通过对所述第五导电层构图来形成与所述选通线平行的第二电极降阻线;以及
在形成有所述第二电极降阻线的所述第二钝化层上沉积第六导电层,并接着利用第八掩模工艺对所述第六导电层构图来形成多个像素电极和多个第二电极,
其中,所述第二电极用作用于驱动所述显示装置的公共电极。
8.根据权利要求7所述的方法,其中,所述第一电极与所述数据线平行地形成,并且形成在其间具有所述选通线的至少两个像素区域中,并且所述至少两个像素区域由所述选通线和所述数据线的交叉限定并且其间具有所述选通线,
所述多个第一电极降阻线分别与所述多个第一电极交叠,从而降低所述第一电极的电阻,
所述多个像素电极形成在所述像素区域中;
多个电极彼此平行地形成在所述第二钝化层上并在其间具有所述选通线的彼此相邻的所述像素电极之间;并且
所述至少一个第二电极降阻线形成在所述多个第二电极中的每一个电极上,从而降低所述第二电极的电阻。
9.一种制造触摸传感器集成式显示装置的方法,该方法包括以下步骤:
在基板上沉积第一导电层,并接着利用第一掩模工艺形成多个选通线和栅极;
在形成有所述选通线和所述栅极的所述基板上顺序地形成栅绝缘层和半导体层,并接着利用第二掩模工艺通过对所述半导体层构图来与所述栅极相对地形成半导体图案;
在形成有所述半导体图案的所述栅绝缘层上形成第二导电层,并接着利用第三掩模工艺通过对所述第二导电层构图来形成第一导电图案组,所述第一导电图案组包括彼此平行的多个数据线、从所述数据线延伸的源极和与所述源极相对的漏极;
在形成有所述第一导电图案组的所述栅绝缘层上形成第一钝化层,并接着利用第四掩模工艺通过对所述第一钝化层进行蚀刻来形成露出各个漏极的一部分的多个接触孔;
在具有所述接触孔的所述第一钝化层上沉积第三导电层,并接着利用第五掩模工艺对所述第三导电层构图来形成多个第一电极和连接到通过所述接触孔露出的所述漏极的多个像素电极;
在形成有所述多个第一电极和所述多个像素电极的所述第一钝化层上形成第四导电层,并接着利用第六掩模工艺通过对所述第四导电层构图来形成至少一个第一电极降阻线,所述至少一个第一电极降阻线形成在所述多个第一电极中的每一个电极上以降低所述第一电极的电阻;
在形成有所述多个第一电极和所述第一电极降阻线的所述第一钝化层上顺序地形成第二钝化层和第五导电层,并接着利用第七掩模工艺通过对所述第五导电层构图来形成与所述数据线平行的至少一个第二电极降阻线;以及
在形成有所述第二电极降阻线的所述第二钝化层上沉积第六导电层,并接着利用第八掩模工艺通过对所述第六导电层构图来形成多个第二电极,所述多个第二电极中的每一个电极连接到所述至少一个第二电极降阻线,
其中,所述第二电极用作用于驱动所述显示装置的公共电极。
10.根据权利要求9所述的方法,其中,所述多个像素电极形成在由所述多个选通线和所述多个数据线的交叉所限定的区域中,
所述第一电极与所述选通线平行地形成在其间具有所述选通线的彼此相邻的所述像素电极之间,
所述至少一个第一电极降阻线与所述多个第一电极中的每一个电极交叠地形成,从而降低所述第一电极的电阻,
所述第二电极形成在其间具有所述选通线的至少两个像素区域中,使得所述第二电极的至少一部分与所述像素电极交叠并且所述第二电极与所述数据线平行,并且
所述至少一个第二电极降阻线与所述多个第二电极中的每一个电极交叠地形成,从而降低所述第二电极的电阻。
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