CN105573544B - 内置式触摸lcd 设备及其制造方法及阵列基板制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供内置式触摸LCD设备及其制造方法及阵列基板制造方法。TFT阵列基板包括布置于由交叉的栅极线和数据线限定的像素区域中的TFT、布置在TFT上的导线、以及与导线电性接触的透明导电层。滤色器阵列基板包括遮光层、滤色器、覆盖遮光层和滤色器的涂覆层、布置于涂覆层上的柱状衬垫料、以及布置于涂覆层和柱状衬垫料上的公共电极,其中导线向公共电极提供公共电压或触摸驱动信号。

Description

内置式触摸LCD 设备及其制造方法及阵列基板制造方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2014年10月31日申请的韩国专利申请No.10-2014-0150667的优先权,通过引用将其结合于此,如同在本文中完全提出一样。

技术领域

本发明的实施方式涉及一种基于扭曲向列(TN)模式的内置式(内置式)触摸液晶显示(LCD)设备及其制造方法、薄膜晶体管(TFT)阵列基板的制造方法及滤色器阵列基板的制造方法。

背景技术

随着便携式电子设备(例如,移动电话,台式个人电脑(PC),笔记本电脑)和显示设备(例如,显示器,电视机(TV))的发展,对于可适用的平板显示(FPD)设备的需求不断增长。

举例来说,FPD设备包括液晶显示(LCD)设备,等离子体显示面板(PDP),场发射显示(FED)设备和有机发光显示设备。

在FPD设备中,由于LCD设备的制造技术先进而易于制造,且由于LCD设备具有易于驱动的驱动器并且功耗低、图像质量高和屏幕大,因此LCD设备的普及率日益增加。

图1为示意性地示出了现有技术中基于扭曲向列(TN)模式的LCD设备的图。图1中,未显示背光单元和驱动电路单元。

参照图1,现有技术中基于TN模式的LCD设备包括薄膜晶体管(TFT)阵列基板10,滤色器阵列基板20和布置在TFT阵列基板10和滤色器阵列基板20之间的TN液晶层30。

TFT阵列基板10包括布置在第一玻璃基板11上的TFT和像素18。TFT包括栅极12,栅极绝缘层13,有源层14,源极15和漏极16。像素电极18电性连接至漏极16,并被布置在钝化层17上。

滤色器阵列基板20包括第二玻璃基板21,限定像素区域的遮光层(黑矩阵)22,红、绿、蓝滤色器23,涂覆层24,公共电极25和彩色衬垫料26。

彩色衬垫料26形成于公共电极25上,向TFT阵列基板10突出并接触TFT的上表面。利用彩色衬垫料26形成TFT阵列基板10和滤色器阵列基板20之间的单元间隙。液晶层30被布置在TFT阵列基板10和滤色器阵列基板20之间,且TFT阵列基板10接合至滤色器阵列基板20。

代替使用鼠标、键盘、小键盘等通常用于LCD设备或便携式电子设备的输入设备,显示设备可包括能使用户利用手指、笔或其他工具直接向屏幕输入信息的触摸屏。

触摸屏适用于诸如导航设备、工业终端、笔记本电脑、自动提款机(ATM)、游戏机、便携式设备(例如,便携式电话,MP3播放器,个人数字助理(PDA),便携式媒体播放器(PMP),可编程信号处理器(PSP),便携式游戏机,数字媒体广播(DMB)接收机和台式个人电脑(PC))和家用电器(例如,电冰箱,微波炉和洗衣机)之类的设备的显示器。由于所有用户都能很容易地操作触摸屏,因此触摸屏的普及率日益增加。

触摸屏可基于触摸屏连接至液晶层的结构进行分类。触摸屏可以是触摸屏内置于液晶面板的单元(cell)内的内置式触摸型、触摸屏被布置在液晶面板的单元上的外置式(on-cell触摸型)、触摸屏连接至显示面板的外部的附加式(add-on)、或触摸传感器被布置在显示设备的窗口玻璃(或盖板玻璃)上的单玻璃触控方案型。近年来,内置式触摸型触摸屏由于其优秀的美学外观和较小的厚度而普及率日益增加。

内置式触摸型触摸屏被用于面内切换(IPS)模式或边缘场切换(FFS)模式的LCD设备中。但是,在将内置式触摸型应用于基于TN模式的LCD设备时,却存在许多限制。

由于现有技术中在基于TN模式的LCD设备的结构中,公共电极在整个滤色器阵列基板上延伸,因此难以将内置式触摸型应用于基于TN模式的LCD设备。使用TN模式的LCD设备通常是笔记本PC和PC显示器,但是尚未发展出基于TN模式的内置式触摸LCD设备。

发明内容

因此,本发明的实施方式描述了基于扭曲向列(TN)模式的内置式触摸液晶显示(LCD)设备及其制造方法、薄膜晶体管(TFT)阵列基板的制造方法及滤色器阵列基板的制造方法,基本上解决了因现有技术的限制和缺陷而引起的一个或多个问题。

本发明的实施方式包括基于TN模式的内置式触摸LCD设备。

本发明的实施方式包括用于构造基于TN模式的内置式触摸LCD设备的TFT阵列基板及其制造方法。

本发明的实施方式包括用于构造基于TN模式的内置式触摸LCD设备的滤色器阵列基板及其制造方法。

本发明的部分其他优点和特征将在下文的描述中进行阐释,在研究下文后,本发明的部分其他优点和特征对于本领域普通技术人员而言将变得显而易见的,并且通过实践本发明也可以知晓本发明的部分其他优点和特征。利用书面描述和相关权利要求书及附图中所具体指出的结构,可以实现和获得本发明的目的和其它优点。

为了实现这些和其它优点,正如本文中所具体实现和广泛描述的那样,一种内置式触摸液晶显示(LCD)设备包括:薄膜晶体管(TFT)阵列基板,包括:在第一玻璃基板上相互交叉以限定像素区域的栅极线和数据线、布置在所述像素区域中的TFT、布置在所述TFT上的导线、以及布置在所述导线上方并与所述导线电性接触的透明导电层;滤色器阵列基板,包括:布置在第二玻璃基板上的遮光层和滤色器、覆盖所述遮光层和所述滤色器的涂覆层、布置在所述涂覆层上以与所述遮光层水平交叠的柱状衬垫料、以及布置在所述涂覆层和所述柱状衬垫料上的公共电极,所述导线配置为通过与所述公共电极电性接触的透明导电层向所述公共电极提供公共电压或触摸驱动信号;以及布置在所述TFT阵列基板和所述滤色器阵列基板之间的液晶层。

在另一方面,一种薄膜晶体管(TFT)阵列基板的制造方法包括:在第一玻璃基板上形成数据线和TFT;形成第一钝化层以覆盖所述TFT;在所述第一钝化层上方与数据线水平交叠的区域中形成导线;在所述导线上形成第二钝化层;在所述第一钝化层上方形成与所述TFT电性接触的像素电极;以及在所述导线上形成与所述导线电性接触的透明导电层。

在又一方面,一种滤色器阵列基板的制造方法包括:在第二玻璃基板上形成遮光层和滤色器;形成涂覆层以覆盖所述遮光层和所述滤色器;在所述涂覆层上形成柱状衬垫料,以与所述遮光层水平交叠;在所述涂覆层和所述柱状衬垫料上形成公共电极;以及将所述公共电极图案化为多个块,以形成多个触摸电极。

在再一方面,一种内置式触摸液晶显示设备的制造方法包括:在上述TFT阵列基板和上述滤色器阵列基板之间形成液晶层;以及将上述薄膜晶体管阵列基板接合至上述滤色器阵列基板,使得形成于上述TFT阵列基板上的导线与形成于上述滤色器阵列基板上的触摸电极电性接触。

应当理解的是,上文的大体描述和提供了示例性实施方式的下文详细描述都是用于对要求保护的本发明提供进一步解释。

附图说明

附图用于对本发明的实施方式提供进一步的理解,其并入且构成了本申请的一部分;附图例示了本发明的实施方式,并与文字描述一起用于解释本发明的实施方式的原理。附图中:

图1为示意性地示出现有技术中基于TN模式的LCD设备的图;

图2为示出按照一个实施方式的内置式触摸LCD设备的图;

图3为示出按照一个实施方式通过图案化滤色器阵列基板的公共电极而提供的触摸电极的图;

图4为示出按照一个实施方式的TFT阵列基板的平面布局的图;

图5为示出被构造为按照一个实施方式的内置式触摸LCD设备的液晶面板的横截面结构的横截面图,其中示出了沿图4的路径A1-A2获取的TFT阵列基板和滤色器阵列基板的视图;

图6为描述用于制造按照一个实施方式的TFT阵列基板的六个掩模以及利用对应于每个掩模的掩模工艺形成的层的图表;

图7至12为示出按照一个实施方式的TFT阵列基板的制造方法的图;

图13为描述用于制造按照一个实施方式的滤色器阵列基板的六个掩模以及利用对应于每个掩模的掩模工艺形成的层的图表;

图14至19为示出按照一个实施方式的滤色器阵列基板的制造方法的 图;以及

图20为示出按照一个实施方式通过将TFT阵列基板接合至滤色器阵列基板而将导线电性连接至触摸电极的图。

具体实施方式

现在将对附图所示出的示例性实施方式进行详细说明。尽可能地在整个附图中使用相同的附图标记指代相同或相似的部件。

通过下文参照附图描述的实施方式,我们将明白本发明的优点和特征及其实现方法。但是,本发明可以以不同的方式来具体实现,而不应解释为限制于本文所提出的实施方式。而是,提供这些实施方式是为使本发明的公开内容更详尽,且将本发明的范围充分地传递给本领域技术人员。此外,本发明由权利要求书的范围来限定。

在用于描述实施方式的附图中所公开的的任何形状、大小、比例、角度或数量仅仅是举例,因此本发明不限于图示细节。通篇中,相似的附图标记指代相似的元件。在下文的描述中,当对相关已知功能或构造的详细描述会不必要地混淆本发明实施方式的特征时,这些详细描述就被省略。在本说明书使用“包括”、“具有”或“包含”时,可以增加另一个部件,除非使用了“仅”。

在解释一个元素时,该元素应被解释为具有误差范围,即使没有对误差范围的明确说明。

在描述位置关系时,举例来说,当两个部件之间的位置关系被描述为“在……上”、“在……上方”、“在……下”或“在......之后”时,在这两个部件之间可以布置一个或多个其他部件,除非使用了“正好”或“直接”。

在描述时间关系时,举例来说,当步骤的时间顺序被描述为一个步骤相对于另一个步骤“在……之后”、“随后”、“接下来”或“在……之前”时,在该一个步骤和另一步骤之间可以包括一个或多个其他步骤,除非使用了“正好”或“直接”。

术语“至少一个”应理解为包括一个或多个相关列举项的任一和全部组合。举例来说,“至少一个第一项,第二项和第三项”的含义表示这些项的 任一组合或子集,例如第一项,第二项和第三项中的两个或更多个,以及第一项,第二项或第三项。

应当理解的是,虽然术语“第一”、“第二”和其它序号术语在本文中用于描述多个元件,但这些元件不应受限于这些术语。这些术语仅用于将一个元件区别于另一个。举例来说,在不脱离本发明的范围的情况下,第一元件可以被命名为第二元件,类似地,第二元件可以被命名为第一元件。

本领域技术人员可以理解的是,多个实施方式的特征可以部分地或完全地相互连接或组合,并且在技术上可以以不同的方式彼此交互操作和驱动。本发明的各个实施方式可以彼此独立地实施,也可以以相互依赖的关系一起实施。

在参照附图提供详细描述之前,按照液晶取向的调整机制,LCD设备已经以不同的方式发展出了扭曲向列(TN)模式、垂直取向(VA)模式、面内切换(IPS)模式和边缘场切换(FFS)模式。按照一个实施方式的具有TFT阵列基板和滤色器阵列基板的LCD设备可应用于VA模式以及TN模式。

下面,将参照附图详细描述按照多个实施方式的基于TN模式的内置式触摸LCD设备及其制造方法、薄膜晶体管(TFT)阵列基板的制造方法以及滤色器阵列基板的制造方法。

图2为示出按照一个实施方式的内置式触摸LCD设备的图。

参照图2,按照一个实施方式的内置式触摸LCD设备可包括液晶面板1,驱动电路单元2,背光单元3以及电源(未显示)。驱动电路单元2可包括时序控制器,数据驱动器,栅极驱动器,触摸驱动器和背光驱动器。

栅极驱动器可集成在非晶硅栅极(ASG)型或面板内栅极(GIP)型液晶面板1的TFT阵列基板上。此外,栅极驱动器,时序控制器,数据驱动器和触摸驱动器可分别被制造为独立的集成电路(IC)芯片,或可以整体实现为一个IC芯片。驱动时序控制器,数据驱动器,栅极驱动器,触摸驱动器和背光驱动器的每一个的方法对于本发明的实施方式而言不是实质相关的,因此不再描述驱动电路单元2的元件和驱动电路单元2的驱动方法。

液晶面板1可包括滤色器阵列基板(上基板),TFT阵列基板(下基板),以及布置在两个基板之间的液晶层。液晶面板1可配置为在TN模式下工作,在液晶面板1的TFT阵列基板中的多个像素区域的每一个中可形成像 素电极,在滤色器阵列基板上可形成公共电极260。上文已描述了配置为在TN模式下工作的液晶面板1,但是液晶面板1不限于此。在其他实施方式中,液晶面板1可配置为在VA模式下工作。

可按照形成于TFT阵列基板上的像素电极和形成于滤色器阵列基板上的公共电极260之间所产生的垂直电场来调整液晶层的取向,并且可按照液晶的取向来调整背光单元3所发出的光的透光率,从而显示图像。

在液晶面板1中,用于显示图像的多个像素和用于检测触摸的多个触摸传感器可一体实现。通过在时间上划分显示驱动和触摸感测驱动,可以显示图像,并可感测触摸。在显示时段,基于图像数据的数据电压可被提供给多个像素中的每一个的像素电极,且公共电压(Vcom)可被提供给公共电极,从而显示图像。在非显示时段(触摸时段),触摸驱动信号可被提供给公共电极(也就是多个触摸电极),然后,可感测触摸电极的电容,从而确定是否存在触摸,并检测触摸位置。

图3为示出按照一个实施方式通过图案化滤色器阵列基板的公共电极而提供的触摸电极的图。

参照图3,形成于滤色器阵列基板上的公共电极260可以被图案化为多个触摸块,且多个触摸块中的每一个可以成为触摸电极262。一个触摸块262可被形成为对应于多个像素。对应于每个触摸块262的像素的数量可根据液晶面板1的大小和每个像素的大小而变化,但是举例来说,多个触摸块262中的每一个可配置为对应于二十个水平像素和十二个垂直像素(20x12)。

在此,形成于TFT阵列基板上的多条导线160和每个触摸电极262可以选择性地相互连接,因此,公共电压和触摸驱动信号可以被施加于相连的触摸电极262。每个触摸块262可分离地工作,因此当触摸驱动信号被施加于另一个触摸块262时,不会短路。为此,一条导线160可连接至一个触摸块262。提供最少一个接触部CNT,用于连接触摸块262和相应的导线160。在对应于触摸块262的每个像素中,或者仅在对应于触摸块262的像素子集中,接触部CNT可将导线160连接至对应的触摸块262。图3示出了一个触摸块262通过三个接触部CNT2连接至一条导线160的例子。触摸块262连接导线160的结构将参照图4和5进行详细描述。

图4为示出按照一个实施方式的TFT阵列基板的平面布局的图。在图4 中,显示了多个像素中的一个像素的平面布局和横截面结构。

参照图4,栅极线可沿第一方向(例如水平方向)布置在基板上,数据线可沿第二方向(例如垂直方向)布置从而与栅极线交叉。可围绕栅极线和数据线的交叉部分限定像素区域。在像素区域中可包括TFT 120,像素电极180和作为开关元件的存储电容器。在像素区域的显示区域中形成像素电极180。

导线160可以被布置在数据线上,透明导电层190可被布置在导线160上,从而与导线160水平交叠,透明导电层190与导线160之间具有由绝缘材料形成的钝化层。通过去除钝化层可以形成接触孔H2,从而露出导电层160,并且导线160可通过接触孔H2电性连接至透明导电层190。柱状衬垫料可以被布置在滤色器阵列基板上,从而与透明导电层190水平交叠,布置在滤色器阵列基板上的公共电极(触摸电极)可以与透明导电层190电性连接。

虽然未显示,但在多个像素区域的每一个中,都可具有黑色遮光图案(BLSP),用于遮挡背光单元发出的光。黑色遮光图案可包围每个像素区域的开口,并可与栅极线布置在同一层上。

图5为示出按照一个实施方式的被构造为内置式触摸LCD设备的液晶面板的横截面结构的横截面图,其中示出了TFT阵列基板和滤色器阵列基板沿图4中的路径A1-A2的视图。图5中,显示了多个像素中的一个像素的平面布局和横截面结构。

参照图5,按照一个实施方式的内置式触摸LCD设备可包括TFT阵列基板100,滤色器阵列基板200,以及布置在TFT阵列基板100和滤色器阵列基板200之间的液晶层LC。TFT阵列基板100和滤色器阵列基板200可以彼此接合,并可用密封剂密封。在TFT阵列基板100的下方可布置下部偏振膜POL1,在滤色器阵列基板200上可布置上部偏振膜POL2。

现在将首先描述TFT阵列基板100的元件和结构。

TFT阵列基板100可包括第一玻璃基板110,TFT 120,第一缓冲层130,第一钝化层(PAS1)140,第二缓冲层150,导线160,第二钝化层(PAS2)170,像素电极180,以及透明导电层190。

TFT 120可被布置在TFT阵列基板100上所包括的多个像素区域中的每 一个中,且可具有底部栅极结构。TFT 120可包括布置在栅极绝缘层122下方的栅极121,有源层123,源极124和漏极125。有源层123,源极124和漏极125可被布置在栅极绝缘层122上。虽然未显示,但在每个像素区域中可形成存储电容器。图5中,TFT 120被显示为具有底部栅极结构,但并不限于此。在其他实施方式中,TFT 120可具有顶部栅极结构。

栅极121可形成于第一玻璃基板110上。栅极121可以从图4所示的栅极线分支,TFT区域中的栅极的金属可以是栅极121。在这种情况中,栅极121可以由铜(Cu),铝(Al),钼(Mo),钛(Ti),Mo-Ti,其他金属,其他合金或其他导体形成,并可具有的厚度。

栅极绝缘层122可形成为覆盖栅极线和栅极121。栅极绝缘层122可以由二氧化硅(SiO2)或硅氮化物(SiNx)形成,并可具有的厚度。另一个例子是,栅极绝缘层122可形成为堆叠有SiO2层和SiNx层的多层结构。通过在化学气相沉积(CVD)工艺中沉积四乙基原硅酸盐(TEOS)或中温氧化物(MTO),可以形成栅极绝缘层122。

有源层123可形成于栅极绝缘层122上,从而与栅极121水平交叠。有源层123可具有的厚度。有源层123可以由非晶硅,多晶硅,低温多晶硅(LTPS),氧化物等形成。

源极124可形成于有源层123的上表面的一侧,漏极125可形成于另一侧。源极124和漏极125都可以由铜(Cu),铝(Al),钼(Mo),钛(Ti),Mo-Ti,其他金属,其他合金或其他导体形成,并可具有的厚度。利用栅极121,栅极绝缘层122,有源层123,源极124和漏极125,可以构造TFT 120。

在第一玻璃基板110上可形成第一缓冲层130,以覆盖TFT 120。第一缓冲层130可以由SiO2,SiNx或等形成,并可具有的厚度。

第一钝化层140可形成为覆盖第一缓冲层130。第一钝化层140可以由光学亚克力形成,并可具有2.0μm至3.0μm的厚度。因此,第一钝化层140比TFT 120更厚(大约厚1.9至5.5倍之间)。第一钝化层140可以形成为较厚,用于减小导线160和TFT 120之间的寄生电容以及下部金属层之间的寄生电容。

第二缓冲层150可形成为覆盖第一钝化层140。第二缓冲层150可以由SiO2,SiNx等形成,并可具有的厚度。

在第二缓冲层150的上表面的一部分上可形成与数据线水平交叠的导线160。图4中,显示了形成导线160的位置。导线160可将公共电压(Vcom)和触摸驱动信号传输给公共电极(触摸电极),并可与驱动电路单元的输出通道相连。在显示时段,可通过导线160将公共电压(Vcom)提供给公共电极,从而显示图像。在非显示时段,可将触摸驱动信号提供给导线160,从而可感测触摸。

导线160可以具有等于或大于数据线的线宽。导线160可以由铜(Cu),铝(Al),钼(Mo),钛(Ti),Mo-Ti,其他金属,其他合金或其他导体形成,并可具有的厚度。导线160可形成为堆叠有Cu层,Mo层,Al层和Mo层的多层结构。

第二钝化层170可形成为覆盖部分导线160和第二缓冲层150。第二钝化层170可以由SiO2,SiNx等形成,并可具有的厚度。

通过去除第一缓冲层130,第一钝化层140,第二缓冲层150和第二钝化层170的每一个中与和TFT 120的漏极125水平交叠的部分相对应的部分,可以形成第一接触孔H1,从而露出TFT 120的漏极125的顶部。第一接触孔H1可被形成为穿过第一钝化层,或者穿过第一钝化层和第二钝化层。此外,通过去除第二钝化层170中与和导线160水平交叠的部分相对应的部分,可以形成第二接触孔H2,从而露出导线160的顶部。第二接触孔H2可被形成为穿过第二钝化层。可利用相同的掩模工艺形成第一接触孔和第二接触孔。

在第二钝化层170的上表面的围绕第一接触孔180的开口的部分上可形成像素电极180。像素电极180可形成于第一接触孔H1中,并可与TFT120的漏极125电性连接。像素电极180可以由透明导电材料例如铟锡氧化物(ITO),铟锌氧化物(IZO),铟锡锌氧化物(ITZO)等形成,并可具有的厚度。

在第二钝化层170的上表面的与导线160水平交叠的部分上可形成透明导电层190。第二接触孔H2可露出导线160的上表面,因此,导线160可以与透明导电层190电性连接。透明导电层190可以由透明导电材料例如铟 锡氧化物(ITO),铟锌氧化物(IZO),铟锡锌氧化物(ITZO)等形成,并可具有 的厚度。

在此,像素电极180和透明导电层190可以由相同的材料通过相同的制造工艺形成。在图4和5中,像素电极180在像素区域中形成为板状,但本实施方式不限于此。在其他实施方式中,像素电极180可被图案化并形成为指状。

按照一个实施方式的TFT阵列基板100可构造为具有上述元件。

下文将描述滤色器阵列基板200的元件和结构。

滤色器阵列基板200可包括第二玻璃基板210,遮光层(黑矩阵)220,红(R)、绿(G)、蓝(B)滤色器(下文中称为滤色器)230,涂覆层240,柱状衬垫料250和公共电极260。

遮光层(黑矩阵)220可形成于第二玻璃基板210上。遮光层(黑矩阵)220可包括不透光材料以限定多个像素区域。在由遮光层(黑矩阵)220限定的多个像素区域中可分别形成R、G、B滤色器230。遮光层(黑矩阵)220可布置为对应于遮光区域,滤色器230可布置为对应于开口区域。

涂覆层240可形成为覆盖遮光层(黑矩阵)220和滤色器230。第二玻璃基板210的上表面可以被涂覆层240平坦化。图5中,显示了多个像素区域中的一个像素区域,且作为举例显示了R、G、B滤色器230中的红色滤色器。

在涂覆层240的上表面的与遮光层(黑矩阵)220相对应的区域中可形成多个柱状衬垫料250。参照图4和5描述柱状衬垫料250的位置,柱状衬垫料250可形成于涂覆层240上,从而与形成于TFT阵列基板100上的导线160和透明导电层190水平交叠。由于导线160和柱状衬垫料250形成为与数据线水平交叠,因此当将内置式触摸结构应用于显示设备时,多个像素中的每个像素的孔径比得以保持。也就是说,导线160和柱状衬垫料250在横截面上可在一行中对准,因此,不形成将导线160电性连接至触摸电极262的独立结构,此独立结构会减小孔径比。

多个柱状衬垫料250可保持TFT阵列基板100和滤色器阵列基板200之间的单元间隙。举例来说,当从上方查看时,每个柱状衬垫料250可形成为圆形或条形。

图5中,显示了多个像素区域中的一个像素区域,且显示了多个柱状衬垫料250中的一个柱状衬垫料。虽然未显示,但可以形成多个推压衬垫料,从而当对滤色器阵列基板200施加压力时,滤色器阵列基板200的某个部分被按压。

公共电极260可形成为覆盖涂覆层240和柱状衬垫料250。公共电极260可以由透明导电材料例如铟锡氧化物(ITO),铟锌氧化物(IZO),铟锡锌氧化物(ITZO)等形成,并可具有的厚度。

参照图3和5提供说明,按照一个实施方式的内置式触摸LCD设备可将形成于滤色器阵列基板200上的公共电极260用作触摸电极。为此,公共电极260可被图案化为多个块,且图案化的公共电极260的每个块可以是一个单独的触摸电极262。

按照一个实施方式的滤色器阵列基板200可构造为具有上述元件。

当TFT阵列基板100接合至滤色器阵列基板200时,形成于柱状衬垫料250上的公共电极(触摸电极)260可电性接触形成于TFT阵列基板100上的透明导电层190。

在此,由于透明导电层190通过第二接触孔H2电性接触导线160,因此,利用柱状衬垫料250的突起形状,形成于滤色器阵列基板200上的触摸电极260可电性接触形成于TFT阵列基板100上的导线160。包含按照一个实施方式的上述元件的内置式触摸LCD设备能使内置式触摸型应用于TN模式。

在显示时段,数据驱动器可将公共电压提供给导线160,从而允许所有的触摸电极262充当公共电极260,从而显示图像。此外,在非显示时段,触摸驱动器可以以自触摸感测的方式将触摸驱动信号提供给导线160,然后可感测每个触摸电极262的电容,从而可以感测到触摸。

图6为描述用于制造按照一个实施方式的TFT阵列基板的六个掩模以及利用对应于每个掩模的掩模工艺形成的层的图表,图7至12为示出按照一个实施方式的TFT阵列基板的制造方法的图。

下文将参照图6至12描述按照一个实施方式的TFT阵列基板100的制造方法。

如图6所示,可以通过6掩模制造工艺制造按照一个实施方式的TFT 阵列基板100。

参照图7,通过在第一玻璃基板110上涂覆导体,例如Cu,Al,Mo,Ti,Mo/Ti等,可以形成栅极金属层。随后,利用第一掩模执行光刻工艺和蚀刻工艺,可以形成栅极线(未显示)和栅极121。在这种情况中,栅极线和栅极121可具有的厚度。

参照图8,通过在第一玻璃基板的整个表面上涂覆SiO2,SiNx等,可以形成栅极绝缘层122,从而覆盖栅极线和栅极121。栅极绝缘层122可具有的厚度。

另一个例子是,栅极绝缘层122可形成为堆叠有SiO2层和SiNx层的多层结构。通过在化学气相沉积(CVD)工艺中沉积四乙基原硅酸盐(TEOS)或中温氧化物(MTO),可以形成栅极绝缘层122。

然后,通过涂覆非晶硅,多晶硅,低温多晶硅(LTPS),氧化物等,可以形成半导体层,从而覆盖栅极121。

然后,通过在半导体层上涂覆导体Cu,Al,Mo,Ti,Mo/Ti等,可以形成源极/漏极金属层。

然后,利用第二掩模(半色调掩模)执行光刻工艺和蚀刻工艺,可以图案化半导体层和源极/漏极金属层。

因此,有源层123可形成为与栅极121水平交叠,并可形成与栅极线交叉的数据线。此外,在有源层123的上表面的一侧可形成源极124,在另一侧可形成漏极125。有源层123可具有的厚度,源极124和漏极125均可具有的厚度。

具有底部栅极结构的TFT 120可构造为具有栅极121,栅极绝缘层122,有源层123,源极124和漏极125。在图8中,TFT 120显示为具有底部栅极结构,但不限于此。在其他实施方式中,TFT 120可以形成为顶部栅极结构。

参照图9,在第一玻璃基板110的整个表面上涂覆SiO2,SiNx等,利用第三掩模执行光刻工艺和蚀刻工艺,从而可形成第一缓冲层130以覆盖TFT 120。第一缓冲层130可具有的厚度。

然后,通过涂覆光学亚克力可形成第一钝化层140,从而覆盖第一缓冲层130。第一钝化层140可具有2.0μm至3.0μm的厚度。

参照图10,通过涂覆SiO2,SiNx等可形成第二缓冲层150,从而覆盖第一钝化层140。第二缓冲层150可具有的厚度。

然后,通过在第二玻璃基板110上涂覆导体,例如Cu,Al,Mo,Ti,Mo-Ti等,可以形成导电金属层。

然后,利用第四掩模执行光刻工艺和蚀刻工艺,在第二缓冲层150的上表面的与数据线和源极124水平交叠的部分上可形成导线160。导线160的线宽可等于或大于数据线的线宽,并且导线160可具有的厚度。导线160可形成为堆叠有Cu层,Mo层,Al层和Mo层的多层结构。

导线160可将公共电压(Vcom)和触摸驱动信号传输给公共电极(触摸电极),并可连接驱动电路单元的输出通道。在显示时段,公共电压(Vcom)可通过导线160被提供给公共电极,从而显示图像。在非显示时段,触摸驱动信号可被提供给导线160,从而可感测触摸。

参照图11,通过涂覆SiO2,SiNx等可形成第二钝化层170,从而覆盖第二缓冲层150和导线160。第二钝化层170可具有的厚度。

然后,利用第五掩模执行光刻工艺和蚀刻工艺,可去除第一缓冲层130、第一钝化层140、第二缓冲层150和第二钝化层170的每一个中与漏极125相对应的部分。由于第一缓冲层130、第一钝化层140、第二缓冲层150和第二钝化层170的每一个中的所述部分已被去除,因此可形成第一接触孔H1,从而露出漏极125的顶部。

同时,可以去除第二钝化层170中与导线160水平交叠的部分。由于第二钝化层170中的所述部分已被去除,因此可形成第二接触孔H2,从而露出导线160的顶部。通过相同的掩模工艺,可同时形成第一接触孔H1和第二接触孔H2,因此减少了具体工艺的数量,提高了制造效率。

参照图12,可以涂覆诸如ITO,IZO,ITZO等的透明导电材料以覆盖第二钝化层170。

然后,利用第六掩模执行光刻工艺和蚀刻工艺,图案化透明导电材料层,从而可在第二钝化层170的上表面的与开口区域对应的部分上形成像素电极180。像素电极180可具有的厚度。在这种情况中,像素电极180可形成于第一接触孔H1中,因此,TFT 120的漏极125可电性 接触像素电极180。在像素区域中,像素电极180可形成为板状,或者可被图案化并形成为指状。

同时,在第二钝化层170的上表面的与导线160交叠的区域中,可利用诸如ITO,IZO,ITZO等的透明导电材料形成透明导电层190。透明导电层190可具有的厚度。通过相同的掩模工艺,可同时形成像素电极180和透明导电层190,因此减少了具体工艺的数量,提高了制造效率。

利用被第二接触孔H2露出的导线160的上表面可以形成透明导电层190,因此透明导电层190可以电性接触导线160。

利用上述制造工艺,可以制造按照一个实施方式的TFT阵列基板100。

图13为描述用于制造按照一个实施方式的滤色器阵列基板的六个掩模以及利用对应于每个掩模的掩模工艺形成的层的图表,图14至19为示出按照一个实施方式的滤色器阵列基板的制造方法的图。

下面将参照图13至19描述按照一个实施方式的滤色器阵列基板200的制造方法。

如图13所示,可通过6掩模制造工艺制造按照一个实施方式的滤色器阵列基板200。

参照图14,可在第二玻璃基板210上涂覆包含遮光颜料的树脂或黑色树脂,然后利用第一掩模执行光刻工艺和蚀刻工艺,可形成遮光层(黑矩阵)220。利用遮光层(黑矩阵)220可以限定多个像素区域的每一个的开口。遮光层(黑矩阵)220可以由诸如Cr,Mo,Ti,铬氧化物等的导电金属材料或碳基有机材料形成。

虽然未显示,但遮光层(黑矩阵)220可形成于液晶面板的边框区域中以覆盖非显示区域和在TFT阵列基板100的边缘处布线的多条信号线。

参照图15,利用第二掩模依次执行光刻工艺和蚀刻工艺,R、G、B滤色器230可被依次布置在由遮光层(黑矩阵)220限定的像素区域中。在图15中,显示了多个像素区域中的一个,作为举例显示了R、G、B滤色器230中的红色滤色器。

参照图16,可涂覆涂覆材料以覆盖遮光层(黑矩阵)220和滤色器230。然后,利用第三掩模执行光刻工艺和蚀刻工艺,可以形成涂覆层240。第二 玻璃基板210的上表面可以被涂覆层240平坦化。

参照图17,通过在涂覆层240的上表面的与遮光层(黑矩阵)220对应的区域上涂覆有机材料或无机材料,可以形成有机层或无机层。然后,利用第四掩模执行光刻工艺和蚀刻工艺,图案化有机层或无机层,从而可形成柱状衬垫料250。

为了进一步参照图4描述柱状衬垫料250的位置,柱状衬垫料250可形成于涂覆层240上,从而与形成于TFT阵列基板100上的导线160和透明导线190水平交叠。多个柱状衬垫料250可保持TFT阵列基板100和滤色器阵列基板200之间的单元间隙。当从上方查看时,每个柱状衬垫料250可形成为圆形或条形。

参照图18,可以涂覆诸如ITO,IZO,ITZO等的透明导电材料以覆盖涂覆层240和柱状衬垫料250。

然后,利用第五掩模执行光刻工艺和蚀刻工艺,图案化透明导电材料层,从而可在涂覆层240和柱状衬垫料250上形成公共电极260。公共电极260可具有的厚度。

参照图19,按照一个实施方式的内置式触摸LCD设备可以将形成于滤色器阵列基板200上的公共电极260用作触摸电极。为此,利用第六掩模执行光刻工艺和蚀刻工艺,公共电极260可被图案化为多个块,且图案化的公共电极260的每个块可以是一个独立的触摸电极262。

利用上述制造工艺,可以制造按照一个实施方式的滤色器阵列基板200。

图20为示出通过将TFT阵列基板接合至滤色器阵列基板从而将导线电性连接至触摸电极的图。

参照图20,液晶层LC可被布置在TFT阵列基板100和滤色器阵列基板200之间的单元间隙中,且可以利用密封剂将TFT阵列基板100接合至滤色器阵列基板200。

当TFT阵列基板100接合至滤色器阵列基板200时,形成于柱状衬垫料250上的公共电极(触摸电极)260可电性接触形成于TFT阵列基板100上的透明导电层190。在此,由于透明导电层190通过第二接触孔H2电性接触导线160,因此,利用柱状衬垫料250的突起形状,形成于滤色器阵列基 板200上的触摸电极262可电性接触形成于TFT阵列基板100上的导线160。

利用上述制造工艺,可以制造按照一个实施方式的内置式触摸LCD设备。

上述实施方式描述了基于TN模式的内置式触摸LCD设备;用于构造基于TN模式的内置式触摸LCD设备的TFT阵列基板及其制造方法;以及用于构造基于TN模式的内置式触摸LCD设备的滤色器阵列基板及其制造方法。

对于本领域技术人员而言显而易见的是,在不脱离本发明的精神或范围的前提下,可以对本发明进行多种变型和修改。因此,本发明意在覆盖落在所附的权利要求书及其等同物的范围内的对本发明的所有变型和修改。

Claims (17)

1.一种内置式触摸液晶显示(LCD)设备,包括:
薄膜晶体管(TFT)阵列基板,包括:在第一玻璃基板上相互交叉以限定像素区域的栅极线和数据线、布置在所述像素区域中的TFT、布置在所述TFT上的导线、以及布置在所述导线上方并与所述导线电性接触的透明导电层;
滤色器阵列基板,包括:布置在第二玻璃基板上的遮光层和滤色器、覆盖所述遮光层和所述滤色器的涂覆层、布置在所述涂覆层上以与所述遮光层水平交叠的柱状衬垫料、以及布置在所述涂覆层和所述柱状衬垫料上的公共电极,所述导线配置为通过与所述公共电极电性接触的透明导电层向所述公共电极提供公共电压或触摸驱动信号;以及
布置在所述TFT阵列基板和所述滤色器阵列基板之间的液晶层,
其中所述公共电极被形成为覆盖所述涂覆层和所述柱状衬垫料。
2.如权利要求1所述的内置式触摸LCD设备,还包括布置在所述TFT上方且比所述TFT更厚的第一钝化层。
3.如权利要求2所述的内置式触摸LCD设备,还包括布置在所述第一钝化层上方的像素电极,所述像素电极通过所述第一钝化层中的第一接触孔电性连接至所述TFT。
4.如权利要求2所述的内置式触摸LCD设备,还包括:
布置在所述第一钝化层和所述TFT之间的第一缓冲层;以及
布置在所述导线和所述第一钝化层之间的第二缓冲层。
5.如权利要求1所述的内置式触摸LCD设备,还包括布置在所述导线的上表面上的第二钝化层,所述透明导电层通过所述第二钝化层中的第二接触孔电性连接至所述导线。
6.如权利要求1所述的内置式触摸LCD设备,其中所述柱状衬垫料与所述导线水平交叠。
7.如权利要求1所述的内置式触摸LCD设备,其中所述柱状衬垫料与所述数据线水平交叠。
8.一种薄膜晶体管(TFT)阵列基板的制造方法,所述方法包括:
在第一玻璃基板上形成数据线和TFT;
形成第一钝化层以覆盖所述TFT;
在所述第一钝化层上方与数据线水平交叠的区域中形成导线;
在所述导线上形成第二钝化层;
在所述第一钝化层上方形成与所述TFT电性接触的像素电极;以及
在所述导线上形成与所述导线电性接触的透明导电层,
其中所述方法还包括制造包括所述TFT阵列基板的内置式触摸液晶显示设备,制造所述内置式触摸液晶显示设备包括:
提供包括公共电极的滤色器阵列基板,所述公共电极被图案化以形成多个触摸电极;
在所述TFT阵列基板和所述滤色器阵列基板之间提供液晶层;以及
将所述TFT阵列基板接合至所述滤色器阵列基板,使得形成于所述TFT阵列基板上的导线经由所述透明导电层与所述多个触摸电极之一电性接触。
9.如权利要求8所述的方法,其中形成所述像素电极包括:
形成穿过所述第一钝化层的第一接触孔,以露出所述TFT的漏极;以及
在所述第一钝化层上方形成与所述TFT电性接触的像素电极。
10.如权利要求9所述的方法,其中所述第一接触孔被形成为穿过所述第一钝化层和所述第二钝化层,且其中所述像素电极围绕所述第一接触孔的开口形成于所述第二钝化层上。
11.如权利要求9所述的方法,还包括形成穿过所述第二钝化层以露出所述导线的第二接触孔,其中利用相同的掩模工艺形成所述第一接触孔和所述第二接触孔。
12.如权利要求8所述的方法,其中利用相同的掩模工艺形成所述像素电极和所述透明导电层。
13.如权利要求8所述的方法,其中所述第一钝化层由厚度为2.0μm至3.0μm的光学亚克力形成。
14.如权利要求8所述的方法,其中形成所述导线包括:
在所述第一钝化层上形成缓冲层;以及
在所述缓冲层的上表面上与所述数据线水平交叠的区域中形成所述导线。
15.如权利要求8所述的方法,其中提供所述滤色器阵列基板包括:
在第二玻璃基板上形成遮光层和滤色器;
形成涂覆层以覆盖所述遮光层和所述滤色器;
在所述涂覆层上形成柱状衬垫料,以与所述遮光层水平交叠;
在所述涂覆层和所述柱状衬垫料上形成公共电极;以及
将所述公共电极图案化为多个块,以形成所述多个触摸电极。
16.如权利要求15所述的方法,其中所述柱状衬垫料被形成为与形成于所述第一玻璃基板上的数据线水平交叠。
17.如权利要求15所述的方法,其中所述柱状衬垫料与所述导线水平交叠,且所述导线配置为通过所述透明导电层向所述公共电极提供公共电压或触摸驱动信号。
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