CN105278187A - 集成有触摸屏面板的显示装置及其制造方法 - Google Patents

集成有触摸屏面板的显示装置及其制造方法 Download PDF

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Abstract

公开了一种集成有触摸屏面板的显示装置及其制造方法。所述显示装置包括：设置在每个像素区域处的TFT；与所述TFT的源极电极或漏极电极之一间隔开的第一电极；与所述第一电极相对的第二电极；设置在所述TFT上且具有第一接触孔的TFT保护层；设置在第一触摸连接图案与第二触摸连接图案之间的触摸信号线，所述第一触摸连接图案由与所述第一电极相同的材料制成，所述第二触摸连接图案由与所述第二电极相同的材料制成，且所述触摸信号线给所述第二触摸连接图案传输触摸驱动信号；第一连接图案，所述第一连接图案由与所述第二电极相同的材料制成；和设置在所述第一电极和所述触摸信号线上的第一电极保护层。

Description

集成有触摸屏面板的显示装置及其制造方法
根据35U.S.C.§119(a)，本申请要求2014年6月24日提交的韩国专利申请No.10-2014-0077034的优先权，为了所有目的通过引用的方式将该专利申请并入本文，如同完全在这里阐述一样。
技术领域
本发明涉及一种集成有触摸屏面板的显示装置及其制造方法。
背景技术
随着信息社会持续发展，对以各种形式显示图像的显示装置的需求正在增加。近来，利用液晶显示器(LCD)、等离子显示面板(PDP)和有机发光二极管(OLED)显示装置来显示图像。
这些显示装置提供了一种基于触摸的输入手段，该基于触摸的输入手段与诸如按键、键盘和鼠标这样的一般输入手段不同，这种输入手段能够使用户方便且直观地输入数据或指令。
为了提供这种基于触摸的输入手段，需要识别用户的触摸并精确检测触摸坐标。
为此，一般来说，提出了采用电阻型、电容型、电磁共振(electromagneticresonance)型、红外型和声波型中一种的触摸感测技术。
此外，在将触摸屏应用于显示装置时，已提出了内置在显示装置中的触摸传感器。特别是，提出了其中形成在下基板上的公共电极用于触摸感测电极的内置式(in-celltype)显示装置。然而，因为为了形成触摸感测电极，内置式的显示装置需要额外的工艺，所以需要花费高成本和长时间来制造产品，这使得产品无竞争力。
发明内容
在该背景下，本发明旨在提供一种可简化制造工艺的集成有触摸屏面板的显示装置及其制造方法。
根据本发明的一个方面，一种显示装置，可包括：在基板上设置在第一方向上以传输栅极信号的栅极线；在所述基板上设置在第二方向上以传输数据信号的数据线；设置在由所述栅极线和所述数据线的交叉部分界定的每个像素处的薄膜晶体管；与所述薄膜晶体管的源极电极或漏极电极之一间隔开的第一电极；与所述第一电极相对的第二电极；设置在所述薄膜晶体管上且其中形成有第一接触孔的薄膜晶体管保护层；设置在第一触摸连接图案与第二触摸连接图案之间的触摸信号线，所述第一触摸连接图案由与所述第一电极相同的材料制成为与所述第一电极分离，所述第二触摸连接图案由与所述第二电极相同的材料制成为与所述第二电极连接，且所述触摸信号线给所述第二触摸连接图案传输触摸驱动信号；第一连接图案，所述第一连接图案由与所述第二电极相同的材料制成并通过所述第一接触孔将所述源极电极或所述漏极电极与所述第一电极连接；和设置在所述第一电极和所述触摸信号线上的第一电极保护层。
根据本发明的另一个方面，一种显示装置，可包括：显示面板，所述显示面板包括：由在基板上设置在第一方向上以传输栅极信号的栅极线与在所述基板上设置在第二方向上以传输数据信号的数据线的交叉部分界定出的N×P个像素每一个处设置的薄膜晶体管、与所述薄膜晶体管的源极电极或漏极电极之一间隔开的N×P个第一电极、与所述第一电极相对并给全部N个像素提供相同信号的P个第二电极、设置在所述薄膜晶体管上且其中形成有第一接触孔的薄膜晶体管保护层、设置在第一触摸连接图案与第二触摸连接图案之间的触摸信号线，所述第一触摸连接图案由与所述第一电极相同的材料制成为与所述第一电极分离，所述第二触摸连接图案由与所述第二电极相同的材料制成为与所述第二电极连接，且所述触摸信号线给所述第二触摸连接图案传输触摸驱动信号、N×P个第一连接图案，所述N×P个第一连接图案由与所述第二电极相同的材料制成并通过所述第一接触孔将所述源极电极和所述漏极电极之一与所述第一电极连接、和设置在所述第一电极和所述触摸信号线上的第一电极保护层；触摸集成电路，当所述显示面板在触摸驱动模式中操作时所述触摸集成电路给所述多个第二电极的全部或一部分施加触摸驱动信号；数据驱动单元，当所述显示面板在显示驱动模式中操作时所述数据驱动单元给多条数据线提供数据电压；和栅极驱动单元，当所述显示面板在显示驱动模式中操作时所述栅极驱动单元依次给多条栅极线提供扫描信号。
根据本发明的另一个方面，一种制造集成有触摸屏面板的显示装置的信号线的方法，所述方法可包括：在基板上形成薄膜晶体管；堆积覆盖所述薄膜晶体管的薄膜晶体管保护层、第一电极层和导电金属层；通过使用第一光掩模蚀刻所述第一电极层、所述导电金属层和所述薄膜晶体管保护层，以在所述第一电极层和所述薄膜晶体管保护层中形成暴露源极电极或漏极电极的第一接触孔，并形成第一电极和触摸信号线；涂布第一电极保护层；通过使用第二光掩模涂布光刻胶，并形成第一电极和与所述第一电极分离的第一触摸连接图案；和通过使用第三光掩模形成第二电极和第二触摸连接图案，所述第二触摸连接图案由与所述第二电极相同的材料制成为与所述第二电极连接，同时形成第一连接图案，所述第一连接图案通过所述第一接触孔将暴露的源极电极或漏极电极之一与所述第一电极连接。
根据本发明，可提供其中简化制造工艺的制造集成有触摸屏面板的显示装置的方法以及由该方法制造的显示装置。
附图说明
本发明上述和其他的目的、特征和优点将从下面结合附图的详细描述变得更加显而易见，其中：
图1示意性图解了根据本发明实施方式的集成有触摸屏面板的显示装置；
图2图解了在根据本发明实施方式的集成有触摸屏面板的显示装置中的触摸驱动模式中产生的电容部件(Cself、Cpara1和Cpara2)；
图3是根据本发明实施方式的集成有触摸屏面板的显示装置中包含的面板的平面图；
图4图解了在其中根据本发明实施方式的集成有触摸屏面板的显示装置为液晶显示装置的情形中面板的剖面图的一个例子；
图5是根据本发明实施方式的集成有触摸屏面板的显示装置中包含的面板的另一平面图；
图6是图解在基板上制造薄膜晶体管的工艺的示图；
图7是图解根据本发明的工艺的例子的示图；
图8A和8B是图解根据本发明实施方式的显示装置的像素部、栅极焊盘部和数据焊盘部的结构的剖面图；
图9A到9E是图解根据本发明实施方式的显示装置的像素部、栅极焊盘部和数据焊盘部的构造的平面图；
图10是图解根据本发明实施方式的显示装置的构造的示图；
图11图解了薄膜晶体管、第一保护层、薄膜晶体管保护层和第一电极的堆积(accumulation)；
图12A到12F图解了根据本发明第一个实施方式形成第一电极、触摸信号线和薄膜晶体管保护层的工艺；
图13A到13E图解了根据本发明第一个实施方式形成第一电极保护层和第二电极的工艺；
图14A到14F图解了根据本发明第二个实施方式形成第一电极、触摸信号线和薄膜晶体管保护层的工艺；
图15A到15E图解了根据本发明第二个实施方式形成第一电极保护层和第二电极的工艺；
图16和17是图解根据本发明实施方式形成其中内置有触摸传感器的显示装置的信号线的工艺的流程图；
图18图解了在其中薄膜晶体管的活性层为金属氧化物半导体层的情形中本发明的实施方式；以及
图19图解了在其中薄膜晶体管的活性层为低温多晶硅的情形中本发明的实施方式。
具体实施方式
下文，将参照附图详细描述本发明的实施方式。在下面的描述中，尽管显示在不同的附图中，但相同的元件仍由相同的参考标记表示。此外，在本发明下面的描述中，当引入公知功能和结构的详细描述会使本发明的主题不清楚时，将省略这些公知功能和结构的详细描述。
此外，当描述本发明的部件时可使用诸如第一、第二、A、B、(a)、(b)或类似物这样的术语。这些术语每一个不是用来限定相应部件的本质、次序或顺序，而是仅用于区分该相应部件与其他部件。在描述一特定结构元件与另一结构元件“连接”、“耦接”或“接触”的情况下，应当解释为其他结构元件可与所述结构元件“连接”、“耦接”或“接触”以及所述特定结构元件与所述另一结构元件直接连接或直接接触。
本发明提供了一种为了将像素电极与源极电极或漏极电极连接而使用形成公共电极所需的金属物质和/或形成触摸信号线所需的金属物质的处理方法、以及包括将源极电极或漏极电极与像素电极连接的连接图案的显示装置。
图1示意性图解了根据本发明实施方式的集成有触摸屏面板的显示装置。
参照图1，根据本发明实施方式的集成有触摸屏面板的显示装置100包括面板110、数据驱动单元120、栅极驱动单元130和用于控制触摸信号或类似信号的集成电路140(之后称为“触摸集成电路)等。
在面板110上，在第一方向(例如横向方向或纵向方向)上形成有多条栅极线GL，在第二方向(例如纵向方向或横向方向)上形成有多条数据线DL。此外，在数据线DL和栅极线GL的每个交叉部分处界定出多个像素P。
在每个像素P的像素区域中，源极电极或漏极电极与数据线DL连接，栅极电极与栅极线GL连接。此外，源极电极和漏极电极之一与像素电极(或第一电极)连接。
此外，由多个电极组分组或分块而成的多个电极S11到S14、S21到S24和S31到S34在面板110上形成为彼此隔开。
面板110执行“触摸屏面板(TSP)”以及“显示面板”的功能。
就是说，面板110可以是显示面板和触摸屏面板的组合面板，或者可以是其中内置有触摸屏面板(TSP)的内置式的显示面板。
当面板110执行显示面板的功能时，以“显示驱动模式”驱动面板110，当面板110执行触摸屏面板的功能时，以“触摸驱动模式”驱动面板110。
在面板110的显示驱动模式中，数据驱动部120给多条数据线DL提供用于显示的数据电压Vdata或数据信号。
在面板110的显示驱动模式中，栅极驱动部130依次给多条栅极线GL提供用于显示的栅极信号或扫描信号。
在面板110的触摸驱动模式中，触摸集成电路140给通过触摸信号线直接连接的多个电极S11到S14，S21到S24和S31到S34的全部或一部分施加触摸驱动信号。在此，触摸驱动信号也可称为触摸感测信号、触摸感测电压或触摸驱动电压。
例如，在面板110的触摸驱动模式中，触摸驱动集成电路140给由多个电极S11到S14，S21到S24和S31到S34分组而成的多个电极组的全部或一部分施加触摸驱动信号。
同时，根据本发明实施方式的集成有触摸屏面板的显示装置100可进一步包括用于控制数据驱动部120和栅极驱动部130的驱动时序的时序控制器(未示出)。
此外，根据本发明实施方式的集成有触摸屏面板的显示装置100可进一步包括触摸控制器(未示出)，触摸控制器接收感测数据(例如电容、电容变化、电压等)并检测触摸及其坐标，所述感测数据是经执行触摸电极功能的多个电极S11到S14，S21到S24和S31到S34由触摸集成电路140测量的。
同时，根据本发明实施方式的集成有触摸屏面板的显示装置100重复显示驱动模式和触摸驱动模式的操作。此外，显示驱动模式和触摸驱动模式的时序可由从时序控制器或触摸控制器输出的控制信号来控制，或者在一些情形中可由时序控制器和触摸控制器共同控制。
同时，根据本发明实施方式的集成有触摸屏面板的显示装置100采用电容触摸方式，通过电容触摸方式基于通过形成在触摸屏面板上的多个触摸电极(例如横向电极和纵向电极)的电容变化来检测触摸和坐标。
电容触摸方式可分为互电容触摸方式和自电容触摸方式。
在电容触摸方式之一的互电容触摸方式中，横向电极和纵向电极中的一个可以是施加有驱动电压的Tx电极(驱动电极)，横向电极和纵向电极中的另一个可以是感测驱动电压以与Tx电极形成电容器的Rx电极(感测电极)。互电容触摸方式根据诸如手指、笔或类似物这样的指示物的触摸，基于Tx电极与Rx电极之间的电容(互电容)变化检测触摸和触摸坐标。
在电容触摸方式另一个的自电容触摸方式中，每个触摸电极与诸如手指、笔或类似物这样的指示物形成电容器(自电容)。此外，自电容触摸方式根据指示物的触摸测量触摸电极与指示物之间的电容值，由此检测触摸和触摸坐标。在自电容触摸方式中，与互电容触摸方式不同，通过触摸电极施加并感测驱动电压(触摸驱动信号)。因此，在自电容触摸方式中不区分Rx电极与Tx电极。
根据本发明实施方式的集成有触摸屏面板的显示装置100可采用上述电容触摸方式(即互电容触摸方式和自电容触摸方式)之一。为便于解释，在本发明中将描述采用自电容触摸方式的实施方式。
数据驱动部120可包括至少一个数据驱动集成电路(IC)(也称为“源极驱动集成电路”)。数据驱动集成电路可以以带式自动接合(TAB)或玻上芯片(COG)方式安装在面板110的接合焊盘中，或者可直接形成在面板110上。在一些情形中，数据驱动集成电路可集成地形成在面板110上。
栅极驱动部130根据驱动方式可如图1中所示设置在面板110的一侧或者设置在其两侧。
此外，栅极驱动部130可包括至少一个栅极驱动集成电路(IC)。栅极驱动集成电路可以以带式自动接合(TAB)或玻上芯片(COG)方式安装在面板110的接合焊盘中，或者可以以面板内栅极(GIP)方式直接形成在面板110上。在一些情形中，栅极驱动集成电路可集成地形成在面板110上。
如图1中所示，触摸集成电路140是与数据驱动部120和栅极驱动部130分离的元件。触摸集成电路140可设置在数据驱动部120和栅极驱动部130外部，或者可设置在单独驱动IC(例如显示驱动IC)内部，所述单独驱动IC根据实现方案可包括数据驱动部120和栅极驱动部130中的至少一个。可选择地，触摸集成电路140可由数据驱动部120和栅极驱动部130的内部元件实现。
因此，根据设计，其中在触摸驱动模式中触摸集成电路140给用作触摸电极的所述多个电极的全部或一部分施加触摸驱动信号的操作可对应于其中包括触摸集成电路140的单独驱动IC给用作触摸电极的所述多个电极的全部或一部分施加触摸驱动信号的操作，或者可对应于其中包括触摸集成电路140的数据驱动部120或栅极驱动部130给用作触摸电极的所述多个电极的全部或一部分施加触摸驱动信号的操作。
触摸集成电路140不限于所述详细的实现方案及其设计，而是触摸集成电路140本身可以是任何元件或者内部或外部元件，只要其具有与本说明书中所列的功能相同或相似的功能即可。
此外，尽管图1仅图解了一个触摸集成电路140，但可设置两个或更多个触摸集成电路。
同时，需要与所述多个电极S11到S14，S21到S24和S31到S34每一个连接的附加信号线来使触摸集成电路140给所述多个电极S11到S14，S21到S24和S31到S34的全部或一部分施加触摸驱动信号。
可在面板110上在第一方向(例如纵向方向)上或第二方向(例如横向方向)上形成与所述多个电极S11到S14，S21到S24和S31到S34每一个连接的至少一条信号线，以传输触摸驱动信号或公共电压。
与所述多个电极S11到S14，S21到S24和S31到S34每一个连接的两条或更多条信号线可提供减小电阻的效果。
同时，可根据是在其中形成数据线的第一方向(例如纵向方向)上分组并感测所述多个电极S11到S14，S21到S24和S31到S34还是在其中形成栅极线的第二方向(例如横向方向)上分组并感测所述多个电极S11到S14，S21到S24和S31到S34，与所述多个电极S11到S14，S21到S24和S31到S34每一个连接的至少一条信号线的形成方向可变化。
如果在其中形成数据线的第一方向(例如纵向方向)上分组并感测所述多个电极S11到S14，S21到S24和S31到S34，则与所述多个电极S11到S14，S21到S24和S31到S34每一个连接的至少一条信号线可形成在其中形成数据线的第一方向(例如纵向方向)上(见图3)。
如果在其中形成栅极线的第二方向(例如横向方向)上分组并感测所述多个电极S11到S14，S21到S24和S31到S34，则与所述多个电极S11到S14，S21到S24和S31到S34每一个连接的至少一条信号线可形成在其中形成栅极线的第二方向(例如横向方向)上。
在本说明书中，如上所述，所述多个电极S11到S14，S21到S24和S31到S34在触摸驱动模式中用作“触摸电极”，全部或一部分“触摸电极”被施加触摸驱动信号，并在显示驱动模式中用作“公共电极”，所述“公共电极”与面板上的像素电极相对，由此被施加公共电压Vcom。根据驱动模式用作触摸电极或公共电极的电极被称为第二电极。
根据本发明实施方式的集成有触摸屏面板的显示装置100可以是共平面开关(IPS)型的液晶显示装置，其中水平设置的液晶分子旋转以显示图像，从而可获得高分辨率、低功耗和宽视角。更具体地说，显示装置100可以是超高性能IPS(AH-IPS)型的显示装置。
在该情形中，为了在显示驱动模式中在像素电极与公共电极S11到S14，S21到S24和S31到S34之间产生水平电场，像素电极和公共电极S11到S14，S21到S24和S31到S34可形成在同一基板上。
根据本发明另一实施方式的集成有触摸屏面板的显示装置100可以是其中在像素电极与公共电极之间形成有有机发光层的有机发光显示装置。此时，像素电极和公共电极可形成在同一基板上。
图2图解了在根据本发明实施方式的集成有触摸屏面板的显示装置中的触摸驱动模式中产生的电容部件(Cself，Cpara1和Cpara2)。
参照图2，为了在触摸驱动模式中检测触摸和触摸坐标，所述多个电极S11到S14，S21到S24和S31到S34与诸如手指、笔等这样的指示物产生自电容Cself，所述多个电极S11到S14，S21到S24和S31到S34在触摸驱动模式中用作触摸电极且在显示驱动模式中用作与像素电极形成液晶电容器的公共电极。同时，用作公共电极的所述多个电极可与栅极线和数据线产生寄生电容Cpara1和Cpara2，但寄生电容太小而不予考虑。
下文，将详细描述根据本发明实施方式的集成有触摸屏面板的显示装置100中包含的面板110、给用作公共电极或触摸电极的所述多个电极S11到S14，S21到S24和S31到S34提供公共电压和触摸驱动信号、给数据线DL提供数据电压和触摸驱动信号(或等价信号)以及给栅极线GL提供数据电压和触摸驱动信号(或等价信号)。
将参照图3到5详细描述根据本发明实施方式的集成有触摸屏面板的显示装置100中的面板110。
图3是根据本发明实施方式的集成有触摸屏面板的显示装置中包含的面板的平面图。
参照图3，如上所述，面板110形成有多条数据线DL、多条栅极线GL以及所述多个电极S11到S14，S21到S24和S31到S34。
此外，如上所述，面板110可在显示驱动模式或触摸驱动模式中操作。
在这点上，形成在面板110上的多条数据线DL和多条栅极线GL使得面板110作为显示面板操作。
此外，形成在面板110上的所述多个电极S11到S14、S21到S24和S31到S34使得面板110既作为显示面板又作为触摸屏面板操作。
更具体地说，当面板110作为显示面板操作时，即当面板110在显示驱动模式中操作时，所述多个电极S11到S14，S21到S24和S31到S34被施加公共电压Vcom，从而成为与像素电极(第一电极，未示出)相对的“公共电极”(或Vcom电极)。
此外，当面板110作为触摸屏面板操作时，即当面板110在触摸驱动模式中操作时，所述多个电极S11到S14，S21到S24和S31到S34被施加触摸驱动电压，以成为与触摸指示物(例如手指、笔或类似物)形成电容器的“触摸电极”，从而电容器的电容得到测量。
就是说，所述多个电极S11到S14，S21到S24和S31到S34在显示驱动模式中用作公共电极(Vcom电极)且在触摸驱动模式中用作触摸电极。
此外，在显示驱动模式中给所述多个电极S11到S14，S21到S24和S31到S34施加公共电压Vcom，在触摸驱动模式中给所述多个电极S11到S14，S21到S24和S31到S34施加触摸驱动信号。
为此，如图3中所示，为了给所述多个电极S11到S14，S21到S24和S31到S34传输公共电压或触摸驱动信号，信号线SL11到SL14，SL21到SL24和SL31和SL34可与所述多个电极S11到S14，S21到S24和S31到S34连接。
因此，在触摸驱动模式中，触摸集成电路140中产生的触摸驱动信号Vdt可通过信号线SL11到SL14，SL21到SL24和SL31和SL34传输给所述多个电极S11到S14，S21到S24和S31到S34的全部或一部分。此外，在显示驱动模式中，从公共电压供给器(未示出)提供的公共电压Vcom可通过信号线SL11到SL14，SL21到SL24和SL31和SL34施加给所述多个电极S11到S14，S21到S24和S31到S34。
参照图3，在形成于面板110上的多条数据线DL和多条栅极线GL的每个交叉部分处界定出像素P。在此，每个像素可以是红色(R)像素、蓝色(G)像素和蓝色(B)像素之一。
参照图3，可在其中形成有用作公共电极和触摸电极的所述多个电极S11到S14，S21到S24和S31到S34每一个的区域(之后称为单位触摸电极区域)上界定出两个或更多个像素。就是说，所述多个电极S11到S14，S21到S24和S31到S34中的一个电极可对应于两个或更多个像素P。
例如，在其中形成有用作公共电极和触摸电极的所述多个电极S11到S14，S21到S24和S31到S34每一个的一个区域(单位触摸电极区域)中，可设置24×3条数据线DL和24条栅极线GL，以界定出24×3×24个像素P。
同时，用作公共电极和触摸电极的所述多个电极S11到S14，S21到S24和S31到S34每一个可如图3中所示具有块的图案，或者在一些情形中可具有梳子的图案。
此外，本发明可应用于其中用作公共电极和触摸电极的所述多个电极S11到S14，S21到S24和S31到S34每一个具有包括梳形的图案的情形。
尽管在本说明书的附图中用作公共电极和触摸电极的所述多个电极S11到S14，S21到S24和S31到S34被示出为三行四列矩阵形式的十二个电极，但这仅仅是为了便于解释的一个例子，考虑到集成有触摸屏面板110的显示装置100的尺寸以及触摸系统的设计标准，可通过各种数量以各种矩阵形式形成用作公共电极和触摸电极的所述多个电极。
图4图解了在其中根据本发明实施方式集成有触摸屏面板的显示装置为液晶显示装置的情形中面板的剖面图的一个例子。
图4显示了其中形成有用作公共电极和触摸电极的所述多个电极S11到S14，S21到S24和S31到S34之中的单个电极的区域(单位触摸电极区域)的剖面图。
参照图4，在根据本发明实施方式的集成有触摸屏面板的显示装置100的面板110上，在第一方向上(在横向方向上，即图4中的左右方向)在下基板400上形成栅极线402，并在栅极线402上形成栅极绝缘体404。
在第二方向上(在纵向方向上，即图4中垂直于纸面的方向)在栅极绝缘体404上形成数据线406，并在数据线406上形成第一保护层408。
可在第一保护层408上形成每个像素区域的像素电极410和信号线412，并可在像素电极410和信号线412上形成第二保护层414。在此，信号线412从用作公共电极和触摸电极的所述多个电极S11到S14，S21到S24和S31到S34每一个通向触摸集成电路140，以在显示驱动模式中给所述多个电极S11到S14，S21到S24和S31到S34传输公共电压供给器中产生的公共电压Vcom，并在触摸驱动模式中给所述多个电极S11到S14，S21到S24和S31到S34传输触摸集成电路140中产生的触摸驱动信号。
在第二保护层414上形成用作公共电极和触摸电极的单个电极416，并在单个电极416上形成液晶层418。在此，用作公共电极和触摸电极的电极416可以是所述多个电极S11到S14，S21到S24和S31到S34之一并可具有块图案。
在液晶层418上设置上面形成有黑矩阵419A和滤色器419B的上基板420。
尽管图4图解了液晶显示装置，但本发明并不限于此，本发明可应用于采用触摸面板的各种显示装置。
图5是根据本发明实施方式的集成有触摸屏面板的显示装置中包含的面板的另一平面图。
参照图5，与图3的结构不同，信号线SL11到SL14，SL21到SL24和SL31和SL34可形成在其中形成栅极线GL的第二方向(例如横向方向)上，所述信号线SL11到SL14，SL21到SL24和SL31和SL34与所述多个电极S11到S14，S21到S24和S31到S34连接以传输触摸驱动信号或公共电压。
在该情形中，触摸集成电路140中产生的触摸驱动信号或者从公共电压供给器产生或提供的公共电压可通过与栅极线平行形成的信号线SL11到SL14，SL21到SL24和SL31和SL34传输给所述多个电极S11到S14，S21到S24和S31到S34的全部或一部分。
下文，将描述制造给图1到5中所述的公共电极传输触摸驱动信号的图3或图5中的信号线SL11到SL14，SL21到SL24和SL31和SL34(之后称为触摸信号线)的方法以及能简化制造工艺的本发明的制造方法。
在所述工艺中，触摸信号线可以以导电金属层M3L(或第三导电层)形成。
如上所述，在内置式中需要附加的信号线来形成用于提供公共电压的被分组和分块的电极，这会带来形成信号线所需的掩模增加。为了减少掩模数，第一电极(像素电极)、用于触摸信号线的导电金属层和形成在薄膜晶体管上的薄膜晶体管保护层(平坦化层或覆层)可被一次蚀刻，并且第一电极保护层(例如第二保护层)和第一保护层可选择性地被一次蚀刻。此外，将第一电极连接到薄膜晶体管的源极电极或漏极电极的第一连接图案可由与第二电极相同的材料并与第二电极同时制成。现在，将描述其工艺和结构。
在本发明中，可通过非晶硅(之后称为“a-Si”)、金属氧化物以及包括低温多晶硅(之后称为“LTPS”)和高温多晶硅(之后称为“HTPS”)的多晶硅在基板上形成薄膜晶体管，但本发明并不限于此。
图6是图解在基板上制造薄膜晶体管的工艺的示图。
参考标记610显示了制造a-Si的薄膜晶体管基板的方法之一，其中形成栅极电极和活性层，然后形成源极电极和漏极电极，且之后按顺序615形成平坦化层、第一保护层、像素电极、触摸信号线、第二保护层和公共电极。
参考标记620示出了制造金属氧化物的薄膜晶体管基板的方法之一，其中形成栅极电极、活性层、蚀刻阻止层和栅极孔(G-孔)，然后形成源极电极和漏极电极，且之后按顺序625形成平坦化层、第一保护层、像素电极、触摸信号线、第二保护层和公共电极。
参考标记630示出了制造LTPS的薄膜晶体管基板的方法之一，其中形成遮光(LS)层、活性层、栅极电极、接触孔、源极电极和漏极电极，且之后按顺序635形成第一保护层(或平坦化层)、像素电极、触摸信号线、第二保护层和公共电极。
图7是图解根据本发明的工艺的例子的示图。可如图7中所示修改图6的工艺615、625和635。
在本发明的实施方式中，使用单个掩模(Mask#1)形成像素电极、触摸信号线和平坦化层，使用另一单个掩模(Mask#2)形成第二保护层和第一保护层，如参考标记790所示。
接着，使用另一单个掩模(Mask#3)形成公共电极Vcom或Vdd。结果，尽管工艺615、625和635分别具有五个操作、六个操作和五个操作，但本发明实施方式仅具有三个操作。
图7的平坦化层是薄膜晶体管保护层的一个例子，平坦化层可由覆层代替。像素电极是第一电极的一个例子，第二保护层是第一电极保护层的一个例子。此外，公共电极是第二电极的一个例子。
如图7中所示，可通过使用三个掩模减少图6中对于基板来说共同的操作。
图8A和8B是图解根据本发明实施方式的显示装置的像素部、栅极焊盘部和数据焊盘部的构造的剖面图。
除第二连接图案850b之外，图8A的所有元件与图8B的相同。
可由与形成在像素部883上的薄膜晶体管相同的材料并通过与该薄膜晶体管相同的工艺制成栅极焊盘部881和数据焊盘部882。
参照显示本发明第一个实施方式的图8A，在根据本发明实施方式的显示装置的像素部883中在基板800上设置有栅极电极802。栅极电极802可由导电金属层和透明导电材料层的双电极802a和802b形成，但栅极电极并不限于此，其可以是单个电极或多个电极。
此外，在栅极焊盘部881中在基板800上由与栅极电极802相同的材料制成栅极线804a和804b。
在栅极电极802和用于栅极焊盘的栅极线804上形成栅极绝缘体810。此外，在栅极绝缘体810上形成活性层812(或有源层)、源极电极824和漏极电极826。此外，栅极绝缘体810上设置数据线814a和814b以及用于数据焊盘部882的数据线816a和816b。
在源极电极824、漏极电极826以及数据线814a、814b、816a和816b上依次堆积第一保护层820和薄膜晶体管保护层830。根据该实施方式，可省略第一保护层820，可仅堆积薄膜晶体管保护层830。薄膜晶体管保护层830的例子包括平坦化层或覆层。
在薄膜晶体管保护层830上设置第一电极840a和第一触摸连接图案840b，所述第一电极840a的实例为像素电极，所述第一触摸连接图案840b由与第一电极相同的材料并通过与第一电极相同的工艺制成。图8A的参考标记850a以及图8B的850a和850b表示导电金属层，图8A和8B的参考标记850a组成触摸信号线。触摸信号线850a设置在第一触摸连接图案840b上并与第二触摸连接图案870b连接，以给第二电极870a传输触摸驱动信号。
形成第二电极870a，第二电极870a的实例为公共电极，并且由与第二电极相同的材料并通过与第二电极形同的工艺形成第一连接图案870c和第二触摸连接图案870b。
显示本发明第一个实施方式的图8A的第一连接图案870c将源极电极824和漏极电极826之一与第一电极840a连接。
显示本发明第二个实施方式的图8B的第一连接图案870c形成在第二连接图案850b上，以与源极电极824和漏极电极826之一接触。此外，第二连接图案850b由与触摸信号线相同的材料并通过与触摸信号线相同的工艺制成在第一电极840a上。
第一电极保护层860、862和864形成在第一电极840a、第一触摸连接图案840b、触摸信号线850a和第二连接图案850b上，且第一电极保护层860、862和864可以是之前实施方式中所示的第二保护层。形成位于第一电极保护层860上的第二电极870a和第二触摸连接图案870b、数据焊盘连接部870d和栅极焊盘连接部870e。此外，第一连接图案870c由与第二电极870a相同的材料并通过使用同一掩模由相同的工艺制成。
第二电极870a在显示驱动模式中可作为公共电极操作并在触摸驱动模式中作为被施加触摸驱动信号的触摸电极操作。
此外，下文将描述在图8A和8B中形成第一接触孔891、第二接触孔892、第三接触孔893和第四接触孔894。
下文，将以薄膜晶体管的示图描述图8A和8B中本发明的显示装置。
对于组成本发明的必要元件，用于传输栅极信号的栅极线和用于传输数据信号的数据线分别设置在基板上的第一方向和第二方向上。此外，在由栅极线和数据线的交叉部分界定的每个像素处形成薄膜晶体管。第一电极设置成与薄膜晶体管的源极电极或漏极电极之一间隔开，并且第一电极的一个例子如上所述可以是像素电极。此外，第二电极设置成与第一电极相对，并且第二电极的一个例子可以是公共电极。
如上所述，当显示装置处于显示驱动模式中时，第二电极作为被施加公共电压的公共电极操作。此外，当显示装置处于触摸驱动模式中时，第二电极作为被施加触摸驱动信号的触摸电极操作。
在薄膜晶体管的薄膜晶体管保护层上形成第一接触孔。此外，在第一触摸连接图案与第二触摸连接图案之间形成触摸信号线，其中第一触摸连接图案由与第一电极相同的材料制成为与第一电极间隔开，第二触摸连接图案由与第二电极相同的材料制成为与第二电极连接。触摸信号线给第二触摸连接图案传输触摸驱动信号。在此，触摸信号线可以以导电金属层形成，或者如之后所述，可在堆积第一电极(像素电极)之后通过使用单个掩模与薄膜晶体管同时形成。
第一连接图案由与第二电极相同的材料制成并通过第一接触孔将第一电极与源极电极或漏极电极连接。之后，在第一电极和触摸信号线上形成第一保护层。
显示本发明第二个实施方式的图8B的第二连接图案850b由与触摸信号线相同的材料并通过与触摸信号线相同的工艺制成为设置在第一连接图案与第一电极之间。
此外，第二触摸连接图案通过形成在第一保护层中的第二接触孔设置在触摸信号线上。此时，触摸信号线的宽度比第一触摸连接图案窄，且第一电极保护层设置在触摸信号线的宽度的边缘处。此外，第二接触孔形成在第一电极保护层中，以暴露触摸信号线。
此外，数据焊盘连接部和栅极焊盘连接部由与第二电极相同的材料并通过与第二电极相同的工艺制成。更具体地说，数据焊盘连接部通过第一电极保护层中的第三接触孔而设置，数据焊盘连接部通过第一电极保护层中的第四接触孔而设置。
同时，图8A和8B显示了栅极焊盘部881和数据焊盘部882。现在，将描述包括分别与栅极焊盘部881和数据焊盘部882连接的数据驱动部(见图1的120)和栅极驱动部(见图1的130)的显示装置。
基本来说，显示装置具有N×P个薄膜晶体管、与薄膜晶体管的源极电极或漏极电极连接并与之间隔开的N×P个第一电极(例如像素电极)、以及与第一电极相对以给N个像素提供相同信号的P个第二电极(例如公共电极)。下面将给出更详细的描述。
由在栅极线与数据线的交叉部分界定出的N×P个像素的每一个处设置薄膜晶体管，栅极线设置在基板上的第一方向上以传输栅极信号，数据线设置在基板上的第二方向上以传输数据信号。此外，第一电极与薄膜晶体管的源极电极和漏极电极之一间隔开。同时，P个第二电极与第一电极相对并给N个像素提供相同信号。此外，在薄膜晶体管上设置薄膜晶体管保护层(例如平坦化层或OC层)，并在薄膜晶体管保护层中形成第一接触孔。形成第一连接图案，以通过第一接触孔将第一电极与源极电极或漏极电极连接。此外，触摸信号线设置在第一触摸连接图案与第二触摸连接图案之间并给第二触摸连接图案传输触摸驱动信号。第一触摸连接图案由与第一电极相同的材料制成为与第一电极间隔开。此外，第二触摸连接图案由与第二电极相同的材料制成为与第二电极连接。
第一连接图案在像素区域中将第一电极与源极电极或漏极电极连接。因此，第一连接图案由与第二电极相同的材料制成并通过第一接触孔将源极电极和漏极电极之一与第一电极连接。第一连接图案可通过对应于像素的数量而存在，就是说，可提供N×P个第一连接图案。
此外，显示装置包括形成在第一电极和触摸信号线上的第一电极保护层。
多个第二电极可被施加触摸驱动信号。在显示面板的触摸驱动模式中，触摸集成电路给多个第二电极的全部或一部分施加触摸驱动信号。此外，数据驱动部在显示驱动模式中给多条数据线提供数据电压，并且栅极驱动部在显示驱动模式中依次给多条栅极线提供扫描信号。
如上所述，第二连接图案设置在第一连接图案与第一电极之间并由与触摸信号线相同的材料制成。此外，显示面板的第二触摸连接图案通过形成在第一电极保护层中的第二接触孔而设置在触摸信号线上。同时，显示面板的触摸信号线的宽度比第一触摸连接图案窄，并且第一电极保护层设置在触摸信号线的宽度的边缘处。第二接触孔设置在第一电极保护层中并能将触摸信号线暴露，这可能使触摸信号线受上面层的影响。显示装置的数据焊盘连接部和栅极焊盘连接部可由与第二电极相同的材料制成。数据焊盘连接部通过显示面板的第一电极保护层中的第三接触孔而设置，栅极焊盘连接部通过显示面板的第一电极保护层中的第四接触孔而设置。
参照第二电极，更详细地说，第二电极在显示装置的显示驱动模式中用作被施加公共电压的公共电极，并在显示装置的触摸驱动模式中用作被施加触摸驱动信号的触摸电极。
图9A到9E是图解根据本发明实施方式的显示装置的像素部、栅极焊盘部和数据焊盘部的构造的平面图。在图9A到9E中，为便于描述没有显示薄膜晶体管保护层(例如平坦化层或覆层)、第一电极保护层(例如第二保护层)、第一保护层和栅极绝缘体。
图9A、9B和9C显示了用于形成图8A中的本发明第一个实施方式的工艺的平面图，图9A、9D和9E显示了用于形成图8B中的本发明第二个实施方式的工艺的平面图。在此，图9A共同应用于两个实施方式。
现在，将描述本发明的第一个实施方式。
图9A是其中形成数据线、栅极线和薄膜晶体管的平面图。形成用于数据焊盘部的数据线816a、用于栅极焊盘部的栅极线804a、源极电极824、漏极电极826和活性层812。图9A的这些层堆积在如下文描述的图11的第一保护层820下方。
图9B是其中由相同材料制成第一电极840a和第一触摸连接图案840b并在第一触摸连接图案840b上形成触摸信号线850a的平面图。此外，形成第一接触孔891，以使第一电极840a与源极电极824接触。图9B的这些层显示在图12E中。
图9C显示了由相同材料制成第二电极870a和第一连接图案870c，且由与第二电极870a相同的材料形成第二触摸连接图案870b、数据焊盘连接部870d和栅极焊盘连接部870e。第一连接图案870c通过第一接触孔891将第一电极840a与源极电极824连接。图8A中显示了其堆积结构。
现在，将描述本发明的第二个实施方式。
在图9A中所示形成薄膜晶体管之后，由相同材料形成第一电极840a和第一触摸连接图案840b，并在第一触摸连接图案840b上形成触摸信号线850a，如图9D中所示。此外，形成第一接触孔891，以使第一电极840a与源极电极824接触。此外，由与触摸信号线850a相同的材料形成第二连接图案850b，第二连接图案850b与第一电极840a上的第一接触孔891相邻。图9D的堆积结构显示在图14E中。
图9E显示了由相同材料形成第二电极870a和第一连接图案870c，并且由与第二电极870a相同的材料形成第二触摸连接图案870b、数据焊盘连接部870d和栅极焊盘连接部870e。第一连接图案870c通过第一接触孔891将形成在第一电极840a上的第二连接图案850b与源极电极824连接。其堆积结构与图8B中所示的相同。
图10图解了根据本发明实施方式的显示装置的构造。
更具体地说，在图10中，在数据线和栅极线的交叉部分处形成N×P个像素及其薄膜晶体管。此外，在通过将N个像素分为一组而形成的区域处存在P个公共电极。P个公共电极具有像素区域1010，像素区域1010显示了其中存在第一触摸连接图案、第二触摸连接图案和触摸信号线的像素。标准像素区域1020不具有触摸信号线与公共电极之间的连接图案。标准像素区域可选择性地包括第一连接图案。此外，如上所述，第二连接图案和第一连接图案由与公共电极相同的材料制成，且第二连接图案由与触摸信号线相同的材料制成。
现在，下面将描述具有减少了掩模数量的形成图8A和8B中的第一连接图案870a和第二连接图案850b的工艺。
图11图解了薄膜晶体管、第一保护层、薄膜晶体管保护层和第一电极的堆积。
在同一工艺中在基板800上由双电极802a和802b形成栅极电极802并由双电极804a和804b形成与栅极焊盘连接部连接的栅极线804，栅极焊盘连接部与栅极驱动部连接。
导电金属层802a和804a可由选自包括铝(Al)、铜(Cu)、钼(Mo)、铬(Cr)、钛(Ti)、钼-钨(MoW)、钼-钛(MoTi)和铜/钼-钛(Cu/MoTi)的导电金属的组中至少一种制成，但并不限于此。此外，透明导电材料层802b和804b可由选自包括氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)和碳纳米管(CNT)的组中的至少一种制成，但并不限于此。电极802和804并不限于此双电极，可由单个电极形成。
可在形成栅极线的过程中通过单个掩模形成图11的电极802和804。此外，可在电极802和804上形成栅极绝缘体810。
在栅极绝缘体上形成活性层812、源极电极824和漏极电极826，同时形成数据线814和816。此时，可使用单个掩模。
更具体地说，活性层812例如可由诸如非晶硅或多晶硅、LTPS、HTPS或类似物这样的半导体材料形成。此外，活性层812可由诸如氧化锌(ZnO)、氧化铟镓锌(IGZO)、氧化锌铟(ZIO)、掺镓的ZnO(ZGO)或类似物这样的氧化物半导体材料形成。
此外，通过使用诸如溅射或沉积这样的形成薄膜的工艺同时形成源极电极824和漏极电极826，由此完成薄膜晶体管。
在薄膜晶体管上形成第一保护层820。第一保护层820可由诸如SiO2和SiNx这样的无机材料或者诸如光学亚克力这样的有机材料形成，但本发明并不限于此。
此外，在第一保护层820上形成薄膜晶体管保护层830。作为薄膜晶体管保护层830的实例的平坦化层可具有几十到几百的介电常数，并且可由诸如LaAlO3、La2O3、Y2O3和LaAl3O6这样的轻稀土氧化物、稀土复合氧化物或钛酸锶钡(BST)氧化物制成，但本发明并不限于此。此外，薄膜晶体管保护层830可通过使用有机材料形成为覆层。电极之间的不平坦可由诸如平坦化层或覆层这样的薄膜晶体管保护层830弥补，由此变平坦。
在薄膜晶体管保护层830上形成第一电极层840。第一电极层840可由诸如ITO、IZO和ITZO这样的透明导电材料制成。第一电极层840通过之后的工艺提供像素电极的功能并与源极电极824或漏极电极826连接。
在第一电极层840上形成用于触摸信号线的导电金属层850。导电金属层850通过预定的蚀刻工艺变为触摸信号线850a和第二连接图案850b。
为了产生光刻胶图案，通过光刻工艺涂布光刻胶。之后，在光刻胶上覆盖具有透光区域和遮光区域的掩模，然后将掩模曝光，以产生理想的光刻胶图案。穿过透光区域的光使光刻胶变硬，其余区域被显影，反之亦然。
将详细描述制造根据本发明第一个实施方式的图8A中的层的方法。图11中显示了工艺的开始，图12A到13E显示了随后的工艺。
图12A到12F图解了根据本发明第一个实施方式形成第一电极、触摸信号线和薄膜晶体管保护层的工艺。
将参照图12A到12F描述图7的工艺790，其中通过使用单个掩模(Mask#1)形成第一电极(像素电极)、触摸信号线和薄膜晶体管保护层(平坦化层或覆层)。
图11显示了工艺的开始。
图12A显示了在图11中形成的导电金属层850上涂布光刻胶1210。
图12B显示了在涂布光刻胶之后将导电金属层850湿蚀刻，并将第一电极层840湿蚀刻，以形成第一电极。
图12C显示了将光刻胶干蚀刻，由此蚀刻薄膜晶体管保护层830和第一保护层820。在该工艺中，形成暴露源极电极824的第一接触孔891。在图12C的干蚀刻中，将图12A的光刻胶1210灰化，并且保留光刻胶1210的部分1210a。
参照图12A到12C的工艺，通过使用第一电极层840和导电金属层850的图案作为掩模将薄膜晶体管保护层830和第一保护层820进行干蚀刻，以产生图案。
图12D显示了通过使用保留的光刻胶1210a蚀刻导电金属层850，以形成触摸信号线850a。
在图12D中，使用光刻胶1210a由干蚀刻工艺产生触摸信号线850a。
图12E显示了在形成图12D的触摸信号线850a之后去除光刻胶1210a。
图12F显示了图12C的第一金属层840的一端突出。因为第一金属层840被部分蚀刻，所以可由蚀刻薄膜晶体管保护层830的工艺产生突出部1222和1223。因此，可在图12C的干蚀刻之后在图12D的湿蚀刻过程中或在图12D的湿蚀刻之前，针对突出部1222和1223进行额外的湿蚀刻工艺。
接着，将参照图13A到13E描述通过使用单个掩模(Mask#2)在图7的工艺790中形成第二保护层和第一保护层的工艺。
图13A到13E图解了根据本发明第一个实施方式形成第一电极保护层和第二电极的工艺。
图13A显示了在图12E的层上形成第一电极保护层860并在第一电极保护层860上涂布光刻胶1310。第一电极保护层860的一个例子可以是第二保护层PAS2，但并不限于此。
图13B显示了通过灰化光刻胶将栅极焊盘部881和数据焊盘部882上的第一电极保护层860部分干蚀刻。在第一电极保护层中，层862和864形成在触摸信号线850a的两侧。
图13C显示了通过对第一电极层840额外进行湿蚀刻形成第一电极840a和第一触摸连接图案840b。
图13D图解了通过将图13C的层干蚀刻形成第三接触孔893和第四接触孔894，从而通过第四接触孔894暴露用于栅极焊盘部891的栅极线804a，通过第三接触孔893暴露用于数据焊盘部882的数据线816a。
图13D显示了通过使用单个掩模(Mask#3)在图7的工艺790中形成公共电极(第二电极的例子)的工艺。结果，如图8A和13E中所示，形成了第二电极870a、第一连接图案870c、通过第二接触孔892的第二触摸连接图案870b、数据焊盘连接部870d和栅极焊盘连接部870e。
由与第二电极相同的材料并通过与第二电极相同的工艺制成的第一连接图案870c在第一连接图案870c的两侧将第一电极840a与源极电极824接触。
在从图11到图13E的工艺中总共可使用五个掩模。特别是，因为在形成薄膜晶体管之后形成第一电极、第二电极和触摸信号线的工艺中使用三个掩模，所以可简化工艺。
在图13C的干蚀刻工艺中，第一电极840a暴露在区域1390中。为了保持第一电极840a，可通过选择性地进行退火工艺对第一电极840a热处理。就是说，通过非晶态沉积(amorphousdeposition)工艺形成第一电极层，并通过湿蚀刻形成第一电极。然后，为了在之后的工艺中不被蚀刻，对第一电极热处理以聚合。因此，可防止第一电极在其他工艺中被意外蚀刻。
现在，将详细描述形成根据本发明第二个实施方式的图8B的层的工艺。图11中显示了工艺的开始，图14A到15E中显示了随后的工艺。
将参照图14A到14F描述在图7的工艺790中通过使用单个掩模(Mask#1)形成第一电极(像素电极)、触摸信号线和薄膜晶体管保护层(平坦化层或覆层)的工艺。
如图11中所示首先形成第一金属层840和导电金属层850，随后进行之后的工序。
图14A到14F图解了根据本发明第二个实施方式形成第一电极、触摸信号线和薄膜晶体管保护层的工艺。
图14A显示了在图11中形成的导电金属层850上涂布光刻胶1410。图14A的实施方式与第一个实施方式区别在于形成第二连接图案850b，从而图14A的光刻胶1410不同于图12A的光刻胶1210。
图14B显示了在涂布光刻胶之后将导电金属层850湿蚀刻，并将第一电极层840湿蚀刻，以形成第一电极。
图14C显示了将光刻胶干蚀刻，从而蚀刻薄膜晶体管保护层830和第一保护层820。在该工艺中，形成暴露源极电极824的第一接触孔891。在图14C的干蚀刻中，将图14A的光刻胶1410灰化，保留光刻胶1410的部分1410a和1410b。
参照图14A到14C的工艺，通过使用第一电极层840和导电金属层850的图案作为掩模将薄膜晶体管保护层830和第一保护层820干蚀刻，以产生图案。
图14D显示了通过使用保留的光刻胶1410a和1410b蚀刻导电金属层850，以形成触摸信号线850a和第二连接图案850b。
在图14D中，使用光刻胶1410a和1410b由湿蚀刻工艺产生触摸信号线850a和第二连接图案850b。
图14E显示了在形成图14D的触摸信号线850a和第二连接图案850b之后去除光刻胶1410a和1410b。
图14F显示了图14C的第一金属层840的一端突出。因为第一金属层840被部分蚀刻，所以可由蚀刻薄膜晶体管保护层830的工艺产生突出部1422和1423。因此，可在图14C的干蚀刻之后的图14D的湿蚀刻过程中或在图14D的湿蚀刻之前，针对突出部1422和1423进行额外的湿蚀刻工艺。
接着，将参照图15A到15E描述通过使用单个掩模(Mask#2)在图7的工艺790中形成第二保护层、第一保护层和第二电极的工艺。
图15A到15E图解了根据本发明第二个实施方式形成第一电极保护层和第二电极的工艺。
图15A显示了在图14E的层上形成第一电极保护层860并在第一电极保护层860上涂布光刻胶1510。第一电极保护层860的一个例子可以是第二保护层PAS2，但并不限于此。
图15B显示了通过灰化光刻胶1510将栅极焊盘部881和数据焊盘部882上的第一电极保护层部分干蚀刻。在第一电极保护层中，层862和864形成在触摸信号线850a的两侧。
图15C显示了通过对第一电极层额外进行湿蚀刻形成第一电极840a和第一触摸连接图案840b。
图15D图解了通过将图15C的层干蚀刻形成第三接触孔893和第四接触孔894，从而通过第四接触孔894暴露用于栅极焊盘部891的栅极线804a，通过第三接触孔893暴露用于数据焊盘部882的数据线816a。
图15D显示了通过使用单个掩模(Mask#3)在图7的工艺790中形成公共电极(第二电极的例子)的工艺。结果，如图8B和15E中所示，形成了第二电极870a、第一连接图案870c、通过第二接触孔892的第二触摸连接图案870b、数据焊盘连接部870d和栅极焊盘连接部870e。
与图8A不同，由与第二电极相同的材料并通过与第二电极相同的工艺制成的第一连接图案870c在第一连接图案870c的两侧将第一电极840a上的第二连接图案850b与源极电极824接触。
在图15C的干蚀刻工艺中，第一电极840a暴露在区域1590中，且为了保持第一电极840a，在第一电极840a上形成第二连接图案850b。因此，可防止第一电极在其他工艺中被意外蚀刻。
为了防止第二个实施方式的第二连接图案850b被干蚀刻，导电金属层可由Mo/Al/Mo的金属层制成，但本发明并不限于此。
如第一和第二个实施方式中所述，在形成第一电极、触摸信号线和第二电极时，能够减少掩模的数量，由此提高生产率并节省成本。尽管本说明书中描述了其中在第一电极之后形成第二电极的Vcom在上(Vcom-on-top)(VOT)结构，但第一电极和第二电极的形成顺序和位置是可变的，本发明可应用于其中在第二电极之后形成第一电极的像素电极在上(pixel-on-top)(POT)结构。本发明的第一和第二个实施方式可应用于其中采用薄膜晶体管保护层，例如平坦化层PAC或覆层(OC)的Vcom在上，即公共电极在上结构。可选择地，本发明的第一和第二个实施方式可应用于像素电极在上结构。此外，当在像素-源极-漏极(PXL-SD)接触中形成公共电极(第二电极)时，通过侧接触形成第一连接图案。
在像素-源极-漏极(PXL-S/D)接触孔部分中通过使用公共电极材料(Vcom金属)的第二连接图案的侧接触中，可在像素电极上堆积组成触摸信号线的导电金属层(第三金属层或M3)。
在本发明中，作为一个整体形成薄膜晶体管保护层(PAC或OC)、第二电极Vcom和触摸信号线(导电金属层，M3)，从而可减少掩模的数量。此外，在用于将触摸信号线与第一电极Vcom连接的第二连接图案中，触摸信号线的宽度比第一触摸连接图案窄，且第一电极保护层设置在触摸信号线的宽度的边缘处。此外，在第一电极保护层处设置第二接触孔，以暴露触摸信号线，并通过第二接触孔连接第二触摸连接图案。工艺的一个特征在于，在干蚀刻第一电极保护层之后将第一电极湿蚀刻。在该情形中，在其中形成有第二触摸连接图案的区域处不提供第一电极保护层，并且在用于薄膜晶体管保护层的湿蚀刻工艺过程中第一电极的图案向内缩进。
在应用本发明的第一和第二个实施方式中，可通过使用第二电极的图案(VcomITOPTN)作为掩模将薄膜晶体管保护层(PAC或OC)和第一保护层(PAS0)干蚀刻成图案。此外，在有机材料的干蚀刻中不易选择性地蚀刻有机材料，从而有机材料可被部分蚀刻或者下部的第一保护层(PAS0)也可被部分蚀刻。此外，薄膜晶体管保护层可由具有低介电常数的其他有机材料代替并可被施加光敏材料或非光敏材料。
本发明的掩模减少工艺可应用于包括a-Si、氧化物和LTPS的基板，这将参照图18和19描述。
如上所述，本发明的实施方式包括导电金属层(M3L)。
图16和17是图解根据本发明实施方式形成其中内置有触摸传感器的显示装置的信号线的工艺的流程图。
图16显示了根据本发明第一个实施方式的工艺。
制备基板(S1610)，并在基板上形成薄膜晶体管(S1620)。之后，在其上堆积覆盖薄膜晶体管的薄膜晶体管保护层、第一电极层和导电金属层(S1630)。在图11中已描述了步骤S1620和S1630。
之后，如图12A到12E中所述，通过使用第一光掩模蚀刻第一电极层、导电金属层和薄膜晶体管保护层，以在第一电极层和薄膜晶体管保护层上形成暴露源极电极或漏极电极的第一接触孔，并形成第一电极和触摸信号线(S1640)。
接着，在涂布第一电极保护层之后通过使用第二光掩模涂布光刻胶，并形成第一电极以及与第一电极分离的第一触摸连接图案(S1650)。在图13A到13D中已描述了该工艺。之后，通过使用第三光掩模形成第二电极以及由与第二电极相同的材料制成为与第二电极连接的第二触摸连接图案，同时形成通过第一接触孔将暴露的源极电极或漏极电极之一与第一电极连接的第一连接图案(S1660)。图13E中已描述了该工艺。
图17显示了根据本发明第二个实施方式的工艺。
制备基板(S1710)，并在基板上形成薄膜晶体管(S1720)。之后，在其上堆积覆盖薄膜晶体管的薄膜晶体管保护层、第一电极层和导电金属层(S1730)。之前在图11中已描述了步骤S1720和S1730。
之后，如图14A到14E中所述，通过使用第一光掩模蚀刻第一电极层、导电金属层和薄膜晶体管保护层，以在第一电极层和薄膜晶体管保护层上形成暴露源极电极或漏极电极的第一接触孔，并形成第一电极、触摸信号线和第二连接图案(S1740)。
接着，在涂布第一电极保护层之后通过使用第二光掩模涂布光刻胶，并形成第一电极以及与第一电极分离的第一触摸连接图案(S1750)。在图15A到15D中已描述了该工艺。之后，通过使用第三光掩模形成第二电极和第二触摸连接图案，所述第二触摸连接图案由与第二电极相同的材料制成为与第二电极连接，同时形成通过第一接触孔将暴露的源极电极或漏极电极之一与第一电极间接连接的第一连接图案(S1760)。图15E中已描述了该工艺。间接连接是指因为在第一电极上形成第二连接图案并在第二连接图案上形成第一连接图案，所以第一连接图案将第一电极与源极电极和漏极电极之一间接连接。
在图16和17中由与第二电极相同的材料并通过与第二电极相同的工艺制成数据焊盘连接部和栅极焊盘连接部。就是说，如图13E和15E中所述，在形成第二电极和第一连接图案的同时形成数据焊盘连接部和栅极焊盘连接部。
尽管在实施方式中针对其中活性层为多晶硅的薄膜晶体管描述了工艺和构造，但本发明的像素电极与源极电极/漏极电极之间的连接图案可应用在金属氧化物半导体和诸如LTPS这样的多晶硅的情形中。其中薄膜晶体管的活性层为金属氧化物半导体层的图7的部分操作625可应用于该实施方式的工艺790。同样，在LTPS工艺的情形中图7中的部分操作635可应用于工艺790。
图18图解了在其中薄膜晶体管的活性层为金属氧化物半导体层的情形中本发明的实施方式。
图18显示了当应用图7的工艺790时像素电极与源极电极/漏极电极之间的连接图案。
形成基板1800、栅极电极1802、栅极绝缘层1804、源极电极1812、漏极电极1814、活性层1816、蚀刻阻止层1818、第一保护层1820、薄膜晶体管保护层1822、作为第一电极一个例子的像素电极1824、第一电极保护层1826、由与第一电极相同的材料形成的第一触摸连接图案1890、由与第二电极相同的材料形成在第二连接图案1845下方的触摸信号线1830、以及作为第二电极的公共电极1840。此外，第一连接图案1850用于连接作为第一电极的像素电极1824与漏极电极1814。第一连接图案1850由与第二电极1840和第二触摸连接图案1845相同的材料形成。此外，可在第一连接图案1850下方选择性地形成第二连接图案1895，第二连接图案1895可由与触摸信号线1830相同的材料形成。
图19图解了在其中薄膜晶体管的活性层为低温多晶硅的情形中本发明的实施方式。
图19显示了当应用与图7的工艺790相同的操作时像素电极与源极电极/漏极电极之间的连接图案。
在LTPS的活性层的情形中，形成基板1900、遮光层1902、缓冲层1904、轻掺杂的漏极(LDD)1906、活性层1908、栅极电极1910、数据(源极/漏极)电极1920、栅极绝缘体1922、层间绝缘体1924、薄膜晶体管保护层1926、用于触摸驱动信号的触摸信号线1930、作为第一电极的例子的像素电极1940、第一电极保护层1950、作为第二电极的例子的公共电极1960、以及用于将像素电极1940与数据电极1920连接的第一连接图案1970。在此，作为第二电极的公共电极1960和第一连接图案1970由相同材料并在相同工艺中形成。此外，可由与触摸信号线1930相同的材料并通过与触摸信号线1930相同的工艺选择性地形成第二连接图案1990。
在触摸信号线1930下方形成与第一电极1940相同材料的第一触摸连接图案1931，并在触摸信号线1930上形成与第二电极1960相同材料的第二连接图案1932。
尽管本发明实施方式提出的结构和制造特征可应用于包括诸如平坦化层或覆层这样的薄膜晶体管保护层的VOT结构，但本发明并不限于此，本发明可应用于POT结构。就是说，本发明的掩模减少工艺可与像素电极在上(POT)结构以及Vcom在上(VOT)结构兼容。在将本发明应用于POT结构时，在VOT(或COT)结构中一个例子为像素电极的第一电极可应用于公共电极，一个例子为公共电极的第二电极可应用于像素电极。此外，在形成公共电极的过程中像素电极和源极电极/漏极电极可通过侧接触彼此连接。在本实施方式中，薄膜晶体管保护层可由具有低介电常数的其他有机材料代替并可被施加包括光敏材料或非光敏材料的平坦化层或由有机材料制成的覆层。
本发明的掩模减少工艺可应用于包括触摸信号线层以及a-Si、氧化物和LTPS的下基板的结构。
本发明的实施方式可应用于内置式触摸显示装置，但本发明并不限于此。在第一个实施方式中，由与第二电极相同的材料并通过与第二电极相同的工艺形成用于通过接触孔将第一电极与源极电极或漏极电极连接的第一连接图案。此外，在第二个实施方式中，分别由与第二电极和触摸信号线相同的材料并通过与第二电极和触摸信号线相同的工艺形成用于通过接触孔将第一电极与源极电极或漏极电极连接的第一连接图案以及第二连接图案。在制造显示装置时，数量减少的掩模能应用于各种类型的用于连接图案的基板。
尽管参照附图示范性地描述了本发明的技术精神，但本领域技术人员将理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以各种形式改变和修改本发明。因此，本发明中公开的实施方式不仅仅限于此，而是描述了本发明的技术精神。此外，本发明的技术精神的范围不受这些实施方式的限制。应当根据所附权利要求以下述方式解释本发明的范围，即包含在与权利要求等同的范围内的所有技术思想均属于本发明。

Claims (11)

1.一种显示装置，包括：
在基板上设置在第一方向上以传输栅极信号的栅极线；
在所述基板上设置在第二方向上以传输数据信号的数据线；
设置在由所述栅极线和所述数据线的交叉部分界定的每个像素处的薄膜晶体管；
与所述薄膜晶体管的源极电极或漏极电极之一间隔开的第一电极；
与所述第一电极相对的第二电极；
设置在所述薄膜晶体管上且其中形成有第一接触孔的薄膜晶体管保护层；
设置在第一触摸连接图案与第二触摸连接图案之间的触摸信号线，所述第一触摸连接图案由与所述第一电极相同的材料制成为与所述第一电极分离，所述第二触摸连接图案由与所述第二电极相同的材料制成为与所述第二电极连接，且所述触摸信号线给所述第二触摸连接图案传输触摸驱动信号；
第一连接图案，所述第一连接图案由与所述第二电极相同的材料制成并通过所述第一接触孔将所述源极电极或所述漏极电极与所述第一电极连接；和
设置在所述第一电极和所述触摸信号线上的第一电极保护层。
2.根据权利要求1所述的显示装置，进一步包括第二连接图案，所述第二连接图案由与所述触摸信号线相同的材料制成为设置在所述第一连接图案与所述第一电极之间。
3.根据权利要求1所述的显示装置，其中所述第二触摸连接图案通过形成在所述第一电极保护层中的第二接触孔设置在所述触摸信号线上。
4.根据权利要求3所述的显示装置，其中所述触摸信号线的宽度比所述第一触摸连接图案窄，所述第一电极保护层设置在所述触摸信号线的宽度的边缘处，且所述第二接触孔设置在所述第一电极保护层中以暴露所述触摸信号线。
5.根据权利要求1所述的显示装置，进一步包括：
数据焊盘连接部，所述数据焊盘连接部由与所述第二电极相同的材料制成为通过所述第一电极保护层中的第三接触孔而设置；和
栅极焊盘连接部，所述栅极焊盘连接部由与所述第二电极相同的材料制成为通过所述第一电极保护层中的第四接触孔而设置。
6.一种显示装置，包括：
显示面板，包括：
薄膜晶体管，所述薄膜晶体管设置在由栅极线与数据线的交叉部分界定出的N×P个像素的每一个像素处，所述栅极线在基板上设置在第一方向上以传输栅极信号，所述数据线在所述基板上设置在第二方向上以传输数据信号，
N×P个第一电极，所述N×P个第一电极与所述薄膜晶体管的源极电极或漏极电极之一间隔开，
P个第二电极，所述P个第二电极与所述第一电极相对并给全部N个像素提供相同信号，
薄膜晶体管保护层，所述薄膜晶体管保护层设置在所述薄膜晶体管上且其中形成有第一接触孔，
设置在第一触摸连接图案与第二触摸连接图案之间的触摸信号线，所述第一触摸连接图案由与所述第一电极相同的材料制成为与所述第一电极分离，所述第二触摸连接图案由与所述第二电极相同的材料制成为与所述第二电极连接，且所述触摸信号线给所述第二触摸连接图案传输触摸驱动信号，
N×P个第一连接图案，所述N×P个第一连接图案由与所述第二电极相同的材料制成并通过所述第一接触孔将所述源极电极和所述漏极电极之一与所述第一电极连接，和
第一电极保护层，所述第一电极保护层设置在所述第一电极和所述触摸信号线上；
触摸集成电路，当所述显示面板在触摸驱动模式中操作时所述触摸集成电路给所述多个第二电极的全部或一部分施加触摸驱动信号；
数据驱动单元，当所述显示面板在显示驱动模式中操作时所述数据驱动单元给多条数据线提供数据电压；和
栅极驱动单元，当所述显示面板在显示驱动模式中操作时所述栅极驱动单元依次给多条栅极线提供扫描信号。
7.根据权利要求6所述的显示装置，进一步包括第二连接图案，所述第二连接图案由与所述触摸信号线相同的材料制成为设置在所述第一连接图案与所述显示面板的所述第一电极之间。
8.根据权利要求6所述的显示装置，其中所述显示面板的所述第二触摸连接图案通过形成在所述第一电极保护层中的第二接触孔设置在所述触摸信号线上。
9.根据权利要求8所述的显示装置，其中所述显示面板的所述触摸信号线的宽度比所述第一触摸连接图案窄，所述第一电极保护层设置在所述触摸信号线的宽度的边缘处，且所述第二接触孔设置在所述第一电极保护层中以暴露所述触摸信号线。
10.一种用于制造集成有触摸屏面板的显示装置的信号线的方法，所述方法包括：
在基板上形成薄膜晶体管；
依次形成覆盖所述薄膜晶体管的薄膜晶体管保护层、第一电极层和导电金属层；
通过使用第一光掩模蚀刻所述第一电极层、所述导电金属层和所述薄膜晶体管保护层，以在所述第一电极层和所述薄膜晶体管保护层中形成暴露源极电极或漏极电极的第一接触孔，并形成第一电极和触摸信号线；
涂布第一电极保护层；
通过使用第二光掩模涂布光刻胶并形成第一电极和与所述第一电极分离的第一触摸连接图案；和
通过使用第三光掩模形成第二电极和第二触摸连接图案，所述第二触摸连接图案由与所述第二电极相同的材料制成为与所述第二电极连接，同时形成第一连接图案，所述第一连接图案通过所述第一接触孔将暴露的源极电极或漏极电极任一个与所述第一电极连接。
11.根据权利要求10所述的方法，其中形成所述第一电极和所述触摸信号线进一步包括形成第二连接图案，所述第二连接图案由与所述触摸信号线相同的材料形成为与所述第一电极重叠，且
在形成所述第一连接图案过程中，所述第一连接图案形成在所述第二连接图案上，以将所述第一电极与暴露的源极电极或漏极电极之一间接连接。
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