CN106873212A - 包括盒内式触摸板的背板基板、液晶显示装置及制造方法 - Google Patents

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Abstract

包括盒内式触摸板的背板基板、液晶显示装置及制造方法。本发明针对包括有利于减少掩模数和处理数的in‑cell式触摸板的背板基板、包括该背板基板的液晶显示装置及该背板基板的制造方法，所述背板基板包括布置在薄膜晶体管的漏极上方的多个层间介电层，在形成感测线和公共电极之后，所述多个层间介电层被同时图案化。

Description

包括盒内式触摸板的背板基板、液晶显示装置及制造方法
技术领域
本发明涉及一种包括有利于减少掩模的数量和处理的数量的in-cell(盒内)式触摸板的背板基板，使用该背板基板的液晶显示装置及该背板基板的制造方法。
背景技术
近来，随着世界进入信息时代，在视觉上显示电信号的显示器的领域快速改进。相应地，变得更薄、更轻和功耗更低的各种平板显示装置发展以快速替代现有阴极射线管(CRT)。
作为平板显示装置的示例，存在液晶显示装置(LCD)、有机发光二极管(OLED)装置、等离子体显示面板(PDP)装置、量子点显示装置、场发射显示(FED)装置、电泳显示(EPD)装置等。这些平板显示装置中的每一个主要包括用于显示图像的平板显示面板。平板显示装置包括彼此面对同时彼此粘合的一对透明绝缘基板和介于它们之间的本征发光层或偏振层。
越来越需要可识别通过人手或其它输入单元接触的触摸点并且发送对应于接触的点的分离的信息的触摸板。近来，采用附着于显示装置的外表面的触摸板。
另外，触摸板根据触摸感测方式分为电阻式、电容式和红外感应式。目前，基于容易制造和灵敏度考虑，电容式触摸板比其它类型的触摸板更好。
近来，其中触摸板在显示面板实现的in-cell式触摸板因为基板的数量减少并且省略了粘合基板的处理而受到关注。
然而，在触摸板布置在显示面板中的情况下，在显示面板中需要用于触摸感测的触摸电极。触摸电极可竖直地连接至彼此而不干扰显示面板中的薄膜晶体管。因此，在背板基板的制造中，难以减少掩模的数量。因此，总是出现处理的数量增加。
发明内容
因此，本发明涉及一种包括in-cell式触摸板的背板基板、使用其的液晶显示装置及其制造方法，其基本上避免了由于现有技术的局限和不足导致的一个或多个问题。
本发明的目的是提供一种包括有利于减少掩模的数量和处理的数量的in-cell式触摸板的背板基板、使用该背板基板的液晶显示装置及该背板基板的制造方法。
本发明的额外优点、目的和特点将一部分在以下描述中阐述，并且一部分将基于以下检查对于本领域普通技术人员变得清楚或者可从本发明的实施学习到。本发明的目的和其它优点可通过在撰写的说明书及其权利要求以及附图中特别指出的结构来实现和获得。
根据本发明的实施方式，可通过提供包括in-cell式触摸板的背板基板来实现以上和其它目的，其中布置在薄晶体管的漏极上的层间介电层被同时图案化，其具有减少掩模的数量和处理的数量的优点。
为了实现这些目的和其它优点，并且根据如本文实现和广泛描述的本发明的目的，一种包括in-cell式触摸板的背板基板包括：基板，其包括矩阵形式的多个像素；薄膜晶体管，其布置在基板的各个像素；第一层间介电层，其覆盖薄膜晶体管；感测线，其布置在第一层间介电层上；第二层间介电层，其覆盖感测线，第二层间介电层布置在第一层间介电层上；公共电极，其布置在包括多个像素中的一些像素的各个块中，公共电极与感测线交叠；第三层间介电层，其覆盖公共电极；像素电极，其通过连续地穿过第三层间介电层、第二层间介电层和第一层间介电层的第一层间接触孔连接至布置在各个像素的薄膜晶体管；以及连接图案，其通过穿过第三层间介电层和第二层间介电层以暴露感测线的第二层间接触孔连接至感测线，第二层间接触孔对应于公共电极的邻近于感测线与公共电极的交叠区域的侧壁。
连接图案可连接至公共电极的侧表面并且可部分地连接至公共电极的上表面。
公共电极可具有与第二层间接触孔一致的开孔，或者可具有大于第二层间接触孔的开孔，并且公共电极的开孔可与连接图案的侧表面部分地接触。
第一层间介电层可包括接触薄膜晶体管的第一无机绝缘层和布置在第一无机绝缘层上的第二无机绝缘层，第二无机绝缘层接触第二层间介电层和感测线的下部。第一层间介电层还可包括第一无机层与第二无机层之间的有机层，并且有机层可具有大于第一层间接触孔的开口。
薄膜晶体管可包括布置在各个像素的特定部分的半导体层、与半导体层交叠的栅极、布置在半导体层上的栅极介电层(栅极介电层介于半导体层与栅极之间)和连接至半导体层的两端的源极/漏极，并且第一层间接触孔可布置在漏极的一部分处。背板基板还可包括与栅极交叠的遮光图案，遮光图案布置在半导体层下方。
在本发明的另一方面中，一种包括in-cell式触摸板的液晶显示装置包括：基板，其包括矩阵形式的多个像素；薄膜晶体管，其布置在基板的各个像素上；第一层间介电层，其覆盖薄膜晶体管；感测线，其布置在第一层间介电层上；第二层间介电层，其覆盖感测线，第二层间介电层布置在第一层间介电层上；公共电极，其布置在包括多个像素中的一些像素的各个块上，公共电极与感测线交叠；第三层间介电层，其覆盖公共电极；像素电极，其通过连续地穿过第三层间介电层、第二层间介电层和第一层间介电层的第一层间接触孔连接至布置在各个像素上的薄膜晶体管；连接图案，其通过穿过第三层间介电层和第二层间介电层以暴露感测线的第二层间接触孔连接至感测线，第二层间接触孔对应于公共电极的邻近于感测线与公共电极的交叠部分的侧壁；相对基板，其面对基板；以及基板与相对基板之间的液晶层。
液晶显示装置还可包括布置在基板或相对基板上的滤色器层。
在本发明的另一方面中，一种制造包括in-cell式触摸板的背板基板的方法，包括以下步骤：制备包括矩阵形式的多个像素的基板；在基板的各个像素提供薄膜晶体管；形成第一层间介电层以覆盖薄膜晶体管；在第一层间介电层上形成感测线；在第一层间介电层上形成第二层间介电层以覆盖感测线；在包括多个像素中的一些像素的各个块中形成公共电极，以与感测线交叠；形成第三层间介电层以覆盖公共电极；形成穿过第三层间介电层、第二层间介电层和第一层间介电层以在各个像素暴露薄膜晶体管的一部分的第一层间接触孔和对应于公共电极的邻近于感测线与公共电极的交叠部分的侧壁的第二层间接触孔，第二层间接触孔穿过第三层间介电层和第二层间介电层以暴露感测线；以及形成通过第一层间接触孔连接至薄膜晶体管的像素电极以及通过第二层间接触孔连接至感测线的连接图案。
在形成公共电极的过程中，公共电极可包括与像素电极间隔开的第一开孔和尺寸等于或大于第二层间接触孔的第二开孔。
第一开孔可大于像素电极和薄膜晶体管的连接区域，并且连接图案可与第二开孔的边缘接触。
应该理解，本发明的以上总体描述和以下详细描述是示例性和解释性的，并且旨在提供对要求保护的本发明的进一步解释。
附图说明
被包括以提供对本发明的进一步理解并且并入和构成本申请的一部分的附图示出了本发明的实施方式，并且与说明书一起用于解释本发明的原理。在附图中：
图1是示出根据本发明的第一实施方式的包括in-cell式触摸板的背板基板的示图；
图2是示出根据本发明的包括in-cell式触摸板的背板基板的平面图；
图3是根据本发明的包括in-cell式触摸板的背板的处理流程图；
图4A、图4B、图4C、图4D、图4E、图4F、图4G、图4H、图4I和图4J是示出制造根据本发明的第一实施方式的包括in-cell式触摸板的背板的方法的截面图；
图5A和图5B是示出公共电极和像素电极在根据本发明的包括in-cell式触摸板的背板中的布置的平面图；
图6是示出根据本发明的第一实施方式的包括in-cell式触摸板的液晶显示装置的截面图；
图7是示出根据本发明的第二实施方式的包括in-cell式触摸板的背板的截面图；以及
图8A、图8B和图8C是示出制造根据本发明的第二实施方式的包括in-cell式触摸板的背板的方法的截面图。
具体实施方式
现在，将详细描述本发明的实施方式，其示例在附图中示出。相同的附图标记在整个附图中将尽可能用于指示相同或相似的部件。应该注意，在确定已知技术将误导本发明的实施方式的情况下，将省略对该技术的详细描述。可以便于说明的准备为考虑选择在以下描述中使用的组件的名称。因此，组件的名称可与在实际产品中使用的组件的名称不同。
下文中，在in-cell式触摸板中，假设各块包括全部像素(m×n，这里，m和n是大于2的自然数)中的一些像素(j×k，这里，j和k是小于m和n的自然数)。这些块在全部像素上规则地排列。各块包括用作用于感测触摸的电极的公共电极。这样，为了施加顺序信号，提供了与包括透明电极的公共电极不同的连接至由具有高电导率的金属形成的感测线的接触孔。
图1是示出根据本发明的第一实施方式的包括in-cell式触摸板的背板基板的图。图2是示出根据本发明的包括in-cell式触摸板的背板基板的平面图。这里，图1是对应于图2的圈出的部分的图。
如图1所示，根据本发明的第一实施方式，包括in-cell式触摸板的背板基板包括：基板100，其包括按照矩阵排列的多个像素(见图2)；薄膜晶体管TFT，其布置在基板的各个像素上；第一层间介电层1650，其覆盖薄膜晶体管TFT；感测线185，其布置在第一层间介电层1650上；第二层间介电层190，其覆盖感测线185，同时布置在第一层间介电层1650上；公共电极195，其布置在包括多个像素中的一些像素的各个块上，同时与感测线交叠；第三层间介电层200，其覆盖公共电极195；以及像素电极210，其通过连续穿过第三层间介电层200、第二层间介电层190和第一层间介电层1650的第一层间接触孔203a连接布置在每个像素中的薄膜晶体管TFT。
另外，背板基板还包括连接图案205，其与像素电极210布置在相同水平以通过穿过第三层间介电层200和第二层间介电层190以暴露感测线185的第二层间接触孔203b连接至感测线185，同时对应于邻近于感测线185与公共电极195之间的交叠区域的公共电极的侧壁。
这里，连接图案205连接至公共电极195的侧表面以及公共电极195的上表面的一部分。在连接图案205与公共电极195之间侧连接时，公共电极195可具有大于第二层间接触孔203b的第二开孔200b，如图1和图4H所示，这将在稍后描述。可替换地，公共电极195可具有第二开孔200b，其直径与第二层间接触孔203b的直径相同，如图7所示。在两种情况下，公共电极195的侧表面连接至连接图案205的所述部分，同时，连接图案205通过第二层间接触孔203b连接至布置在公共电极195下方的感测线185，从而电信号从感测线185施加至各个块的公共电极195。
根据本发明，在包括in-cell式触摸板的背板基板中，通过相同处理执行利用连接图案的薄膜晶体管与像素电极之间的连接以及感测线与公共电极之间的连接。因此，与其中在不同的处理中形成上述连接的常规处理相比掩模的数量减少并且获得结构性优化。
另外，例如，如图1和图2所示，针对每3个至100个像素提供一个公共电极195，并且在每个像素分别布置一个薄膜晶体管TFT和一个像素电极210。此外，公共电极195布置在像素电极210下方。公共电极195布置为与其中薄膜晶体管TFT连接至像素电极210的连接区域在水平上间隔开，为了防止大小大于像素电极210的公共电极195与像素电极210之间的短路。也就是说，公共电极195具有与第一层间接触孔203a充分间隔开以防止与第一层间接触孔203a接触的第一开孔200a。此外，针对公共电极195与连接图案205之间的侧连接设置大小等于或大于第二层间孔203b的大小的第二开孔200b。在这种情况下，虽然第二开孔200b大于第二层间孔203b，但是对应于第二开孔200b的公共电极195的侧部的一部分与第二层间孔203b位于相同平面上。
这里，像素电极210可具有除其中未形成公共电极195的区(诸如第一开孔200a和第二开孔200b)以外与公共电极195交叠的区。在这种情况下，像素电极210和公共电极195分别位于不同的层，并且用于电分离的第三层间介电层200布置在它们之间。同时，第三层间介电层200可用于在公共电极195与在形成公共电极195之后形成的像素电极210之间的交叠区域形成存储电容器。
同时，当像素电极210和连接图案205如上所述形成在同一层时，像素电极210和连接图案205在水平上彼此间隔开以在它们之间电分离。在这种情况下，像素电极210用于显示各个像素的图像，并且连接图案205用于通过感测线185与公共电极195之间的电连接感测触摸，以独立地施加和检测信号。
同时，第一层间介电层1650包括第一无机绝缘层165和第二无机绝缘层180。这里，第一无机绝缘层165布置在薄膜晶体管TFT上。第一无机绝缘层165上的第二无机绝缘层180位于第二层间介电层190和感测线185下方，以与第二层间介电层190和感测线185接触。
如图所示，在第一无机绝缘层165与第二无机绝缘层180之间还可设置有机绝缘层170。这里，有机绝缘层170具有大于第一层间接触孔203a的开口。具有该开口的有机绝缘层170可形成为利用分离的掩模执行图案化工艺。可替换地，在未使用分离的掩模形成有机绝缘层170的情况下，当第一层间介电层1650、第二层间介电层190和第三层间介电层200同时通过干蚀刻被蚀刻时，有机绝缘层170可通过干蚀刻被蚀刻。
另外，薄膜晶体管TFT包括：半导体层130，其布置在各个像素区的特定区；栅极140，其布置在半导体层130上以与半导体层130交叠；栅极介电层135，其位于半导体与栅极140之间；以及源极161和漏极162，其连接至半导体层130的两端。第一层间接触孔203a可布置在漏极162的上表面的一部分上。
半导体层130可包括多晶硅。杂质注射至半导体层130的两端中以限定源极/漏极区130b，以连接至源极161和漏极162。在这种情况下，半导体层130的未注射的区限定了沟道区130a。
有时候，当半导体层130包括非晶硅或者氧化物半导体时，还可设置用于低阻抗的杂质层或者可执行结构性改变。当半导体层130由多晶硅形成时，薄膜晶体管TFT的移动性高。另外，在形成薄膜晶体管TFT的过程中，用于驱动布置在用作背板基板的基板100上的栅极线和数据线的至少一个驱动器嵌入于基板100中。
此外，还设置了与栅极140交叠并且被布置在半导体层130下方的遮光图案110。因此，遮光图案110防止来自布置在下侧的背光单元(未示出)的光干扰半导体层130的沟道区130a。
这里，遮光图案110可由金属材料形成。在半导体层130与遮光图案110之间还设置了缓冲层120以防止与半导体层130电干扰。
此外，在栅极140与源极/漏极161和162之间还设置了第四层间介电层150，以在栅极140与源极/漏极161和162之间保持电隔离。
同时，附图标记600是MUX部件，其用于将顺序信号施加至在有源区中布置在同一行的块的公共电极。MUX部件600连接至触摸驱动器500，以接收施加至各个公共电极195的信号。这里，各个公共电极195通过各条感测线185连接至MUX部件600。
在本发明的包括in-cell式触摸板的背板基板中，就其中像素电极布置在公共电极上的结构而言，通过相同处理执行像素电极与薄膜晶体管TFT之间的连接以及公共电极与感测线之间的连接。因此，处理的数量减少。具体地说，公共电极通过与像素电极形成在同一层的连接图案连接至感测线，而不是公共电极直接连接至感测线。因此，与其中利用不同掩模形成连接的常规处理相比，掩模的数量和处理的数量减少。
下文中，参照附图描述制造根据本发明的包括in-cell式触摸板的背板基板的方法。
此外，图3是根据本发明的包括in-cell式触摸板的背板的处理流程图。图4A至图4J是示出制造根据本发明的第一实施方式的包括in-cell式触摸板的背板的方法的截面图。图5A和图5B是示出根据本发明的包括in-cell式触摸板的背板中的公共电极和像素电极的布置的平面图。
图3中所示的各个步骤需要不同的掩模。
如图3和图4A所示，首先，制备包括按照矩阵排列的多个像素的基板100。按照次序，在基板100上沉积金属，接着利用第一掩模(未示出)选择性地将其去除，以形成对应于各个像素的遮光图案110(100S)。
然后，如图4B所示，缓冲层120形成在包括遮光图案110的基板100上。在缓冲层120上沉积非晶硅层并且随后使其结晶。利用第二掩模(未示出)选择性地去除结晶的硅层以形成与遮光层110充分交叠的半导体层(有源层130)(110S)。
接着，如图4C所示，栅极介电层135形成在缓冲层120上以覆盖半导体层130。
然后，在栅极介电层135上沉积金属，并且利用第三掩模(未示出)选择性地将其去除，以形成部分地覆盖布置在遮光层110上的半导体层130的栅极140(120S)。栅极140布置为具有一定宽度，该宽度小于在一个方向上长长地形成以限定基板100的像素电极的栅极线(未示出)的内线宽度。另一方面，栅极140从栅极线突出。栅极140与同栅极140集成的栅极线接收相同信号。
此外，利用栅极140作为掩模在暴露的半导体层130上执行杂质注射处理以在半导体层130的两端形成杂质区130b。在该处理中，将与本征区的栅极140交叠的半导体层130限定为沟道区130a。
另外，在栅极140的描述的处理中，栅极140可形成为具有诸如双栅极或者三栅极的多个分离的栅极。因此，截止电流可稳定。可根据栅极140的形状限定并且可根据导通状态下的移动性和截止状态下的截止电流的期望值选择半导体的沟道区130a。
接下来，如图4D所示，第四层间介电层150形成在栅极介电层135上以覆盖栅极140。利用第四掩模(未示出)选择性地去除第四层间介电层150和栅极介电层135以形成暴露半导体层130的两端的杂质区130b的第一接触孔155a和第二接触孔155b(130S)。
然后，如图4E所示，在具有第一接触孔155a和第二接触孔155b的第四层间介电层150上沉积金属，并且利用第五掩模(未示出)选择性地将其去除，以形成通过第一接触孔155a和第二接触孔155b连接至半导体层130的两端的杂质区130b的源极161和漏极162(140S)。
源极161形成为位于与栅极线交叉的数据线(未示出)(其中，通过数据线和栅极线限定各个像素)的线宽以内或者从数据线突出。漏极162与源极161间隔开并且连接至半导体层130的其它杂质区。同时，数据线和与数据线交叉的栅极线限定了各个像素区。
接着，如图4F所示，第一无机层165完全沉积以覆盖源极161和漏极162。
然后，涂布诸如光学丙烯(photo acryl)的有机绝缘材料并且利用第六掩模(未示出)将其选择性地去除，以形成具有开孔170a的有机绝缘层170(150S)。开孔170a暴露漏极162以具有对应于漏极162的宽度的宽度。
如图4G所示，第二无机绝缘层180形成为覆盖有机绝缘层170。
接着，在第二无机绝缘层180上沉积金属并且利用第七掩模(未示出)将其选择性地去除以形成感测线185(160S)。
这里，感测线185与有机绝缘层170的开孔170a布置在不同的区。感测线185是用于将各个公共电极195连接至触摸驱动器或触摸MUX的线。感测线185由具有高电导率的金属形成。通过比透明电极的公共电极195具有更高电导率的材料使用感测线185。
接着，如图4H所示，在感测线185上沉积第二层间介电层190。然后，透明电极完全形成在第二层间介电层190上，并且利用第八掩模(未示出)选择性地将其去除，以形成对应于各个块的分离的公共电极195，如图5A所示(170S)。
公共电极195对应于各个块。另外，由于各个块包括多个像素，因此为了防止在各个像素公共电极与像素电极之间形成短路，公共电极195具有对应于漏极162的第一开孔200a以与漏极162具有相同宽度。此外，公共电极195具有对应于感测线185的上表面的不与公共电极195交叠的一部分的第二开孔200b。
如图4I所示，第三层间介电层200形成在包括公共电极195的第二层间介电层185上。
然后，在第三层间介电层200上散布光致抗蚀剂并且利用第九掩模(未示出)将其图案化以形成光致抗蚀剂图案203。光致抗蚀剂图案203包括对应于漏极162的第一开口和对应于感测线185的通过公共电极195的第二开孔200b暴露的一部分同时对应于公共电极195与感测线185之间的交叠区域的第二开口。
接着，如图5B所示，对应于光致抗蚀剂图案203的第一开口的第一层间接触孔203a形成为连续地穿过第三层间介电层200、第二层间介电层190和第一层间介电层1650。对应于第二开口和感测线185和公共电极195的非交叠区域的第二层间接触孔203b形成为穿过第三层间介电层200和第二层间介电层190以暴露感测线185(180S)。这里，公共电极195具有大于第二层间接触孔203b的第二开孔200b。第二层间接触孔203b的一侧与第二开孔200b的边缘接触。另外，当在形成第二层间接触孔203b之后形成连接图案205时，暴露连接图案205的第二开孔200b的边缘与公共电极195接触并且与通过位于其下侧的第二层间接触孔203b暴露的感测线185接触。这样，在第二层间接触孔203b形成感测线185、公共电极195与连接图案205之间的连接。
利用一个干蚀刻处理形成第一层间接触孔203a和第二层间接触孔203b。第一接触孔203a和第二接触孔203b中的每一个具有穿过层间介电层的连续性。在每个层间介电层，第一层间接触孔203a和第二层间接触孔203b中的每一个的尺寸不会突然变化。
另外，第一层间介电层至第三层间介电层(1650、190和200)和暴露的公共电极195可通过利用在由诸如铟锡氧化物(ITO)的透明电极形成的公共电极195与第二层间介电层190和第三层间介电层200之间具有不同蚀刻选择率(并且具体地说，对无机绝缘层具有高蚀刻选择率，而不蚀刻暴露的公共电极195)的蚀刻剂的干蚀刻处理被蚀刻。这里，通过公共电极的透明电极材料与形成层间介电层的SiNx或SiOx之间的蚀刻选择率差异，公共电极195的上表面和侧表面暴露而不被蚀刻。
在制造背板基板的方法中，公共电极195当同时蚀刻多个层间介电层200、190、180和165时用作势垒。因此，掩模的数量可减少。
第二层间接触孔203b可形成为小于布置在其下侧的公共电极195的第二开孔200b。在这种情况下，第二层间接触孔203b的一侧可与在形成公共电极195时限定的第二开孔200b的一侧位于相同平面上。这里，第二层间接触孔203b的一侧和第二开孔200b的一侧位于相同平面上，第二层间接触孔203b的直径或宽度小于第二开孔200b，并且这样，第二层间接触孔203b的其余区可形成在第二开孔200b中以与第二开孔200b间隔开。
这里，公共电极195的上表面和侧表面通过第二层间接触孔203b中的第二层间接触孔203b的一侧暴露。感测线185通过第二层间接触孔203b的下侧暴露。将要形成的连接图案205可连接至公共电极195和感测线185。在该蚀刻处理中，虽然布置在公共电极195下方的第二层间接触孔203b通过各向异性蚀刻处理被部分地蚀刻，在暴露公共电极195之后执行下一连接处理，从而防止由于工艺波动导致的短路。
接下来，如图4J和图5B所示，通过连续地穿过第三层间介电层200、第二层间介电层190和第一层间介电层1650的第一层间接触孔203a形成连接至各个像素中的薄膜晶体管的像素电极210。在相同处理中，还通过第二层间接触孔203a形成连接至感测线185的连接图案205(190S)。
此外，由于工艺波动，在对应于感测线185的上表面的公共电极195的第二开孔200b与第二层间接触孔203b之间可存在尺寸差异。虽然它们之间存在尺寸差异，第二层间接触孔203b的至少一侧也形成为与公共电极的侧壁接触，从而同时执行连接图案205与感测线185的上表面之间的接触和连接图案205与公共电极195的侧壁之间的接触。
这里，连接至漏极162的像素电极210与公共电极195的第一开孔200a间隔开，从而防止像素电极210与漏极162之间的连接干扰公共电极195。
另外，连接图案205与像素电极210布置在同一层，但是与像素电极210间隔开以形成岛状物。因为施加至像素电极210的信号与连接图案205无关，所以布置在不同层的公共电极195和感测线185可通过连接图案205电连接至彼此。
同时，如图5B所示，将像素电极210图案化为对应于每个像素区的一个图案，但是不限于此。像素电极210可形成为多个分散的图案。
另外，为了实现相同的目的，将描述本发明的液晶显示装置。
图6是示出根据本发明的第一实施方式的包括in-cell式触摸板的液晶显示装置的截面图。
制备通过图4A至图4J所示的方法形成的背板基板的基板100。如图6所示，制备面对基板100的相对基板300，并且液晶层400填充基板100与相对基板300之间的空间。因此，可实现in-cell式液晶显示装置。
另外，为了显示颜色，基板100和相对基板300之一可包括滤色器层310。在图6中，滤色器层310布置在相对基板300侧，但是不限于此。有时候，滤色器层310可布置为替代基板100上的有机绝缘层170。
图7是示出根据本发明的第二实施方式的包括in-cell式触摸板的背板的截面图。
如图7所示，在根据本发明的第二实施方式的包括in-cell式触摸板的背板基板中，对应于第二层间接触孔203b的公共电极295的开孔与第二接触孔203b具有相同宽度(直径)。在这种情况下，与上述第一实施方式相比，公共电极295的边缘(侧壁)与第二层间接触孔203b的边缘位于相同平面上。
除以上结构以外，根据第二实施方式的包括in-cell式触摸板的背板基板与根据第一实施方式的包括in-cell式触摸板的背板基板相同。下文中，将描述制造根据第二实施方式的包括in-cell式触摸板的背板基板的方法。在这种情况下，从在形成公共电极之后开始描述。
图8A至图8C是示出制造根据本发明的第二实施方式的包括in-cell式触摸板的背板的方法的截面图。
如图8A所示，第二层间介电层190沉积在感测线185上。透明电极完全沉积在第二层间介电层190上。利用第八掩模(未示出)选择性地去除透明电极以形成彼此分离以对应于各个块的公共电极295，如图5A所示。
这里，由于各个公共电极295对应于各个块，并且各个块包括多个像素，为了防止公共电极295与像素电极之间短路，公共电极295具有宽度对应于漏极162的第一开孔200a。另外，公共电极295具有对应于感测线185的上表面的不与公共电极295交叠的一部分的第二开孔200b。这里，第二开孔200b的直径(宽度)可与上述第一实施方式不同。
接着，如图8B所示，第三层间介电层200形成在包括公共电极295的第二层间介电层190上。同时，第三层间介电层200可用于在公共电极295与将在形成公共电极295之后形成的像素电极210之间的交叠区域形成存储电容器。
接下来，在第三层间介电层200上散布光致抗蚀剂并且利用第九掩模(未示出)将其图案化以形成光致抗蚀剂图案203。光致抗蚀剂图案203包括对应于漏极162的第一开口和对应于感测线185的由公共电极295的第二开孔200b暴露的一部分同时对应于公共电极295与感测线185之间的交叠区域的第二开口。
接着，对应于光致抗蚀剂图案203的第一开口的第一层间接触孔203a形成为连续地穿过第三层间介电层200、第二层间介电层190和第一层间介电层1650。对应于第二开口和感测线185与公共电极295的非交叠区域的第二层间接触孔203b形成为穿过第三层间介电层200和第二层间介电层190以暴露感测线185。
利用一个干蚀刻处理形成第一层间接触孔203a和第二层间接触孔203b。各个接触孔具有穿过层间介电层的连续性。在每个层间介电层，各接触孔的大小不会突然改变。
另外，第一层间介电层至第三层间介电层(1650、190和200)和暴露的公共电极295可通过利用在由诸如铟锡氧化物(ITO)的透明电极材料形成的公共电极295与第二层间介电层190和第三层间介电层200之间具有不同蚀刻选择率(具体地说，对无机绝缘层具有高蚀刻选择率，而不蚀刻暴露的公共电极295)的蚀刻剂的干蚀刻处理被蚀刻。这里，通过公共电极的透明电极材料与形成层间介电层的SiNx或SiOx之间的蚀刻选择率差异，公共电极295的上表面和侧表面暴露而不被蚀刻。
在第二实施方式中，公共电极295当同时蚀刻多个层间介电层200、190、180和165时用作势垒。因此，掩模的数量可减少。
在这种情况下，第二层间接触孔203b可形成为等于或大于布置在其下侧的公共电极的第二开孔200b。这里，虽然第二层间接触孔203b形成为大于第二开孔200b，但是公共电极295由于公共电极295与层间介电层之间的蚀刻选择率大而用作势垒。因此，布置在对应于第二层间接触孔203b的宽度或直径(即，大于第二开孔200b的宽度或直径)的公共电极295上的第三层间介电层200被去除，但是公共电极295可保持第二开孔200b的原始宽度或直径。
接下来，如图8C所示，像素电极210形成为通过穿过第三层间介电层200、第二层间介电层190和第一层间介电层1650的第一层间接触孔203a在每个像素处连接至薄膜晶体管。在相同的工艺中，连接图案205形成为通过第二层间接触孔203b连接至感测线185。
有时，在布置在公共电极295下方的第二层间介电层190产生底切(undercut)，以可去除第二层间介电层190以具有比公共电极295更大的宽度。在这种情况下，公共电极295的上部和侧部通过第二层间接触孔203b暴露，并且感测线185通过第二层间接触孔203b的下部暴露。因此，在形成像素电极的过程中，像素电极材料可电连接至公共电极295和感测线185。
这里，由于公共电极295的上部和侧部通过第二层间接触孔203b的至少一侧暴露，并且感测线185通过第二层间接触孔203b的下部暴露，因此连接图案205可电连接至公共电极295和感测线185。在蚀刻处理中，虽然布置在公共电极295下方的第二层间介电层190通过各向同性蚀刻被部分地去除，但是由于在公共电极被部分地暴露之后执行下一连接处理而可防止由于工艺波动导致的短路。
此外，虽然由于工艺波动在公共电极295的对应于感测线185的上部的第二开孔200b与第二层间接触孔203b之间可存在尺寸差异，第二层间接触孔203b也形成为使得第二层间接触孔203b的至少一侧与公共电极295的侧壁接触。因此，像素电极210与漏极162之间的接触和连接图案205与公共电极295之间的侧接触同时执行。
这里，由于连接至漏极162的像素电极210与公共电极295的第一孔200a间隔开，因此像素电极210与漏极162之间的连接不干扰公共电极295。
另外，连接图案205与像素电极210布置在同一层，但是与像素电极210间隔开以形成岛状物。因为施加至像素电极210的信号与连接图案205无关，所以布置在不同层的公共电极295和感测线185可通过连接图案205电连接至彼此。
根据第二实施方式，除上述制造方法之外，in-cell式触摸板具有与第一实施方式相同的效果。也就是说，掩模的数量和处理的数量减少。因此，根据第二实施方式的in-cell式触摸板可等同地应用于液晶显示装置。
在包括in-cell式触摸板的上述背板基板、该背板基板的制造方法和包括该背板基板的液晶显示装置中，在形成感测线和公共电极之后，通过干蚀刻同时蚀刻多个层间介电层。因此，可通过减少掩模的数量来降低成本。
从以上描述中清楚的是，根据本发明，包括in-cell式触摸板的背板基板、包括其的液晶显示装置及其制造方法具有以下优点。
首先，在包括多个像素的各个块设置一个公共电极并且在每个像素中设置像素电极。当像素电极位于公共电极上时，多个层间介电层被同时图案化，以形成用于薄膜晶体管与像素电极之间的连接的层间接触孔，从而减少掩模的数量。
第二，当形成层间接触孔时，同时形成与层间接触孔具有不同厚度的另一层间接触孔以暴露用于将信号独立地施加至各个公共电极的感测线。因此，掩模的数量和处理的数量可一起减少。
第三，在形成具有不同厚度的层间接触孔之后，像素电极和连接图案形成在各个层间接触孔。因此，可同时执行像素电极与薄膜晶体管之间的连接和连接图案、感测线与公共电极之间的连接。结果，掩模的数量和处理的数量可因此减少，从而降低制造成本。
本领域技术人员应该清楚，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可在本发明中作出各种修改和改变。因此，本发明旨在涵盖落入本发明的权利要求及其等同物的范围内的修改和改变。
本申请要求于2015年11月10日提交的韩国专利申请No.P 10-2015-0157500的利益，该申请以引用方式并入本文中，如在本文中完全阐述一样。

Claims (17)

1.一种包括盒内式触摸板的背板基板，所述背板基板包括：
基板，所述基板包括矩阵形式的多个像素；
薄膜晶体管，所述薄膜晶体管布置在所述基板的各个像素处；
第一层间介电层，所述第一层间介电层覆盖所述薄膜晶体管；
感测线，所述感测线布置在所述第一层间介电层上；
覆盖所述感测线的第二层间介电层，所述第二层间介电层布置在所述第一层间介电层上；
公共电极，所述公共电极布置在包括多个像素中的一些像素的每个块中，所述公共电极与所述感测线交叠；
第三层间介电层，所述第三层间介电层覆盖所述公共电极；
像素电极，所述像素电极通过连续地穿过所述第三层间介电层、所述第二层间介电层和所述第一层间介电层的第一层间接触孔而连接至布置在各个像素中的所述薄膜晶体管；以及
连接图案，所述连接图案通过穿过所述第三层间介电层和所述第二层间介电层以暴露所述感测线的第二层间接触孔而连接至所述感测线，所述第二层间接触孔对应于所述公共电极的与所述感测线和所述公共电极的交叠区域相邻的侧壁。
2.根据权利要求1所述的包括盒内式触摸板的背板基板，其中，所述连接图案连接至所述公共电极的侧表面并且部分地连接至所述公共电极的上表面。
3.根据权利要求2所述的包括盒内式触摸板的背板基板，其中，公共电极具有直径与所述第二层间接触孔的直径相同的开孔。
4.根据权利要求2所述的包括盒内式触摸板的背板基板，其中，
所述公共电极具有比所述第二层间接触孔大的开孔或者所述公共电极具有直径与所述第二层间接触孔相同的开孔，并且
所述公共电极通过该公共电极的开孔与所述连接图案的侧表面部分地接触。
5.根据权利要求1所述的包括盒内式触摸板的背板基板，其中，所述第一层间介电层包括接触所述薄膜晶体管的第一无机绝缘层和布置在所述第一无机绝缘层上的第二无机绝缘层，所述第二无机绝缘层接触所述第二层间介电层的下部和所述感测线的下部。
6.根据权利要求5所述的包括盒内式触摸板的背板基板，其中，所述第一层间介电层还包括位于所述第一无机层与所述第二无机层之间的有机层，并且所述有机层的开口大于所述第一层间接触孔。
7.根据权利要求1所述的包括盒内式触摸板的背板基板，其中，
所述薄膜晶体管包括布置在各个像素的特定部分中的半导体层、与所述半导体层交叠的栅极、介于所述半导体层与所述栅极之间的栅极介电层和连接至所述半导体层的两端的源极/漏极，并且
所述第一层间接触孔布置在所述漏极的一部分处。
8.根据权利要求7所述的包括盒内式触摸板的背板基板，所述背板基板还包括与所述栅极交叠的遮光图案，所述遮光图案布置在所述半导体层下方。
9.一种包括盒内式触摸板的液晶显示装置，所述液晶显示装置包括：
根据权利要求1-8中的任一项所述的背板基板；
相对基板，所述相对基板面对所述基板；以及
液晶层，所述液晶层位于所述背板基板与所述相对基板之间。
10.根据权利要求9所述的包括盒内式触摸板的液晶显示装置，所述液晶显示装置还包括布置在所述基板或所述相对基板上的滤色器层。
11.一种制造包括盒内式触摸板的背板基板的方法，所述方法包括以下步骤：
制备包括矩阵形式的多个像素的基板；
在所述基板的各个像素处提供薄膜晶体管；
形成第一层间介电层以覆盖所述薄膜晶体管；
在所述第一层间介电层上形成感测线；
在所述第一层间介电层上形成第二层间介电层以覆盖所述感测线；
在包括所述多个像素中的一些像素的每个块中形成公共电极，以与所述感测线交叠；
形成第三层间介电层以覆盖所述公共电极；
形成第一层间接触孔和第二层间接触孔，所述第一层间接触孔穿过所述第三层间介电层、所述第二层间介电层和所述第一层间介电层以暴露每个像素处的所述薄膜晶体管的一部分，所述第二层间接触孔对应于所述公共电极的与所述感测线和所述公共电极的交叠区域相邻的侧壁，所述第二层间接触孔穿过所述第三层间介电层和所述第二层间介电层以暴露所述感测线；以及
形成通过所述第一层间接触孔连接至所述薄膜晶体管的像素电极以及通过所述第二层间接触孔连接至所述感测线的连接图案。
12.根据权利要求11所述的制造包括盒内式触摸板的背板基板的方法，其中，在形成公共电极的过程中，所述公共电极包括与所述像素电极间隔开的第一开孔和尺寸等于或大于所述第二层间接触孔的第二开孔。
13.根据权利要求12所述的制造包括盒内式触摸板的背板基板的方法，其中，所述第一开孔大于所述像素电极和所述薄膜晶体管的连接区域，并且
所述连接图案通过所述第二开孔与所述公共电极的边缘接触。
14.根据权利要求11所述的制造包括盒内式触摸板的背板基板的方法，其中，所述第一层间介电层包括接触所述膜晶体管的第一无机绝缘层和布置在所述第一无机绝缘层上的第二无机绝缘层，所述第二无机绝缘层接触所述第二层间介电层的下部和所述感测线的下部。
15.根据权利要求14所述的制造包括盒内式触摸板的背板基板的方法，其中，所述第一层间介电层还包括位于所述第一无机层与所述第二无机层之间的有机层，并且所述有机层的开口大于所述第一层间接触孔。
16.根据权利要求11所述的制造包括盒内式触摸板的背板基板的方法，其中，所述薄膜晶体管包括布置在各个像素的特定部分中的半导体层、与所述半导体层交叠的栅极、介于所述半导体层与所述栅极之间的栅极介电层和连接至所述半导体层的两端的源极/漏极，并且
所述第一层间接触孔布置在所述漏极的一部分处。
17.根据权利要求16所述的制造包括盒内式触摸板的背板基板的方法，所述方法还包括形成与所述栅极交叠的遮光图案，所述遮光图案布置在所述半导体层下方。
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