CN1875312A - 具有触摸屏功能的液晶显示装置及其构造方法 - Google Patents

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Abstract

一种具有触摸屏功能的液晶显示装置，包括：多条栅极线；多条数据线，与栅极线交叉；多条信号线，与数据线绝缘并与数据线并列。第一至第三开关元件，以矩阵的形式形成在多个被栅极线和数据线环绕的像素区的每个中。第一开关元件的栅电极连接到栅极线，源电极连接到数据线，漏电极连接到像素电极。像素电极和共电极之间形成液晶电容和存储电容。由于液晶盒间隙的变化导致液晶电容改变。第二和第三开关元件被设计成读取液晶电容的变化。第二开关元件的源电极连接到像素电极，漏电极连接到信号线，栅电极连接到前栅极线。第三开关元件的源电极连接到数据线，漏电极连接到像素电极，栅电极连接到第二前栅极线。各信号线连接到各信号放大器。

Description

具有触摸屏功能的液晶显示装置及其构造方法
                         技术领域
本发明涉及一种具有触摸屏功能的液晶显示装置。更具体地讲，本发明指一种被构造成具有触摸屏功能的液晶显示装置，该液晶显示装置利用由于液晶盒间隙的变化而导致的液晶盒电容的变化。
                         背景技术
通常，液晶显示装置是一种显示装置，其用于通过向液晶材料施加电场并控制电场的强度从而调节透射过基底的光的量，来获得期望的图像信号，其中，液晶材料填充两个基底之间的间隙并具有各向异性介电常数。
近来，触摸屏面板(TSP)已经被广泛地用作一种输入方式。TSP是一种以坐标值的形式来读取用户的输入并接收与读取的坐标值对应的信息的装置。
迄今为止，将附加的触摸屏堆叠并附于液晶面板的表面以给液晶显示(LCD)装置增添触摸屏功能是常见的。
然而，因为当用于显示再现在液晶面板上的图像的光透射过触摸面板时，发生的光视差导致图像过度漂浮，所以，如上所述的在其中触摸面板附于液晶面板的LCD装置不能提供高品质的图像。
此外，由于需要将两个面板彼此附着的附加工艺，所以工艺数目增加。因此，问题在于制造LCD装置花费大量的时间，同时制造成本也增加。
                         发明内容
本发明被构思以解决上述问题。因此，本发明的目的在于提供一种LCD装置，其可以通过构造一种能读取液晶盒间隙变化的电路来实现触摸屏功能而不需要单独地将触摸屏附于LCD装置。
根据本发明的用于实现目的的一个方面，提供了一种具有触摸屏功能的液晶显示(LCD)装置，所述装置包括：多条栅极线，传送扫描信号；多条数据线，与栅极线交叉；多条信号线，与数据线平行地形成；两个或更多个开关元件，以矩阵形式形成在多个像素区中的每个中，像素区被栅极线和数据线环绕；信号放大器，响应于两个或更多个开关元件的操作来接收施加到信号线的信号。
此时，三个开关元件可形成在各像素区中。优选地，当栅极导通信号施加到相应栅极线时，三个开关元件中的第一开关元件导通，以充入相应数据电压，当栅极导通信号施加到前栅极线时，第二开关元件导通，以充入前数据电压，当栅极导通信号施加到第二前栅极线时，第三开关元件导通，以将前数据电压施加到信号线。
此外，两个开关元件可形成在各像素区中。优选地，当栅极导通信号施加到相应栅极线时，第一开关元件导通，以充入相应数据电压，当栅极导通信号施加到前栅极线时，第二开关元件导通，以将前帧时间期间充入的数据电压施加到信号线。
根据本发明的另一方面，提供了一种的用于具有触摸屏功能的LCD装置的薄膜晶体管基底，其包括：绝缘基底；栅极线，形成在绝缘基底上；栅极绝缘膜，覆盖在栅极线上；数据线，与栅极线交叉，并限定栅极绝缘膜上的像素区；信号线，与数据线平行地形成；第一薄膜晶体管，电连接到栅极线和数据线；第二薄膜晶体管，电连接到前栅极线和信号线；第三薄膜晶体管，电连接到第二前栅极线和数据线；保护膜，覆盖第一薄膜晶体管至第三薄膜晶体管、数据线和信号线，并包括第一接触孔至第三接触孔，其中，通过第一接触孔至第三接触孔暴露第一薄膜晶体管至第三薄膜晶体管的漏电极中的每个；像素电极，通过第一接触孔至第三接触孔连接到第一漏电极至第三漏电极。
优选地，第三薄膜晶体管形成在前像素区中，第三漏电极延伸至相应像素区并通过第三接触孔连接到相应像素区。
根据本发明的又一方面，提供了一种构造用于具有触摸屏功能的LCD装置的薄膜晶体管基底的方法，该方法包括以下步骤：在绝缘基底上形成栅极布线，其中，栅极布线包括在绝缘基底上的栅极线和第一栅电极至第三栅电极；形成用于覆盖栅极布线的栅极绝缘膜；在栅极绝缘膜上形成第一半导体图案至第三半导体图案；在栅极绝缘膜上形成数据布线，数据布线包括数据线、第一源电极至第三源电极、第一漏电极至第三漏电极以及信号线，其中，数据线与栅极线交叉，第一源电极至第三源电极和第一漏电极至第三漏电极电连接到第一半导体图案至第三半导体图案，信号线连接到第二源电极；形成覆盖半导体图案和数据布线的保护膜；在保护膜中形成第一接触孔至第三接触孔，通过第一接触孔至第三接触孔暴露第一漏电极至第三漏电极；形成像素电极，像素电极通过第一接触孔至第三接触孔连接到第一漏电极至第三漏电极。
此时，第三漏电极可从前像素区延伸到相应像素区，并通过第三接触孔连接到相应像素区。
根据本发明的又一方面，提供了一种用于具有触摸屏功能的LCD装置的薄膜晶体管基底，其包括：绝缘基底；栅极线，形成在绝缘基底上；栅极绝缘膜，覆盖在栅极线上；数据线，与栅极线交叉，并限定栅极绝缘膜上的像素区；信号线，平行于数据线形成；第一薄膜晶体管，电连接到栅极线和数据线；第二薄膜晶体管，电连接到前栅极线和信号线；保护膜，覆盖第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管、数据线和信号线，并包括第一接触孔和第二接触孔，其中，通过第一接触孔和第二接触孔暴露第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管的漏电极中的每个；像素电极，通过第一接触孔和第二接触孔连接到第一漏电极和第二漏电极。
根据本发明的又一方面，提供了一种构造用于具有触摸屏功能的LCD装置的薄膜晶体管基底的方法，该方法包括以下步骤：在绝缘基底上形成栅极布线，其中，栅极布线包括栅极线及第一栅电极和第二栅电极；形成用于覆盖栅极布线的栅极绝缘膜；在栅极绝缘膜上形成第一半导体图案和第二半导体图案；在栅极绝缘膜上形成数据布线，数据布线包括数据线、第一源电极和第二源电极、第一漏电极和第二漏电极以及信号线，其中，数据线与栅极线交叉，第一源电极和第二源电极及第一漏电极和第二漏电极电连接到第一半导体图案和第二半导体图案，信号线连接到第二源电极；形成保护膜，保护膜覆盖半导体图案和数据布线；在保护膜中形成第一接触孔和第二接触孔，通过第一接触孔和第二接触孔暴露第一漏电极和第二漏电极；形成像素电极，像素电极通过第一接触孔和第二接触孔连接到第一漏电极和第二漏电极。
                         附图说明
通过以下结合附图对优选实施例的描述，本发明的以上和其他目的、特征和优点将变得明显，在附图中：
图1示出了在液晶面板没有被触摸的地方液晶的初始取向；
图2示出了当液晶面板被触摸时由于液晶盒间隙的变化而导致液晶的改变的取向；
图3是示出了根据本发明第一实施例的具有触摸屏功能的液晶显示(LCD)装置的构造的电路图；
图4是示出了根据本发明第二实施例的具有触摸屏功能的LCD装置的构造的电路图；
图5是示出了用于根据本发明第一实施例的LCD装置的薄膜晶体管基底的布置的视图；
图6是沿着图5中的线VI-VI′截取的薄膜晶体管基底的剖视图；
图7是示出了在构造用于根据本发明第一实施例的LCD装置的薄膜晶体管基底的第一步骤中的基底的布置的视图；
图8是沿着图7中的线VII-VII′截取的基底的剖视图；
图9是示出了图7的下一个构造步骤中的基底的布置的视图；
图10是沿着图9中的线VIII-VIII′截取的基底的剖视图；
图11是示出了图9的下一个构造步骤中的基底的布置的视图；
图12是沿着图11中的线IX-IX′截取的基底的剖视图；
图13是示出了图11的下一个构造步骤中的基底的布置的视图；
图14是沿着图13中的线X-X′截取的基底的剖视图；
图15是示出了用于根据本发明第二实施例的LCD装置的薄膜晶体管基底的布置的视图；
图16是沿着图15中的线XII-XII′截取的薄膜晶体管基底的剖视图；
图17是示出了在构造用于根据本发明第二实施例的LCD装置的薄膜晶体管基底的第一步骤中的基底的布置的视图；
图18是沿着图17中的线XIII-XIII′截取的基底的剖视图；
图19是示出了图17的下一个构造步骤中的基底的布置的视图；
图20是沿着图19中的线XIV-XIV′截取的基底的剖视图；
图21是示出了图19的下一个构造步骤中的基底的布置的视图；
图22是沿着图21中的线XV-XV′截取的基底的剖视图；
图23是示出了图21的下一个构造步骤中基底的布置的视图；
图24是沿着图23中的线XVI-XVI′截取的基底的剖视图。
                         具体实施方式
在下文中，将参照附图来详细描述本发明的优选实施例。
图1示出了在液晶面板没有被触摸的地方液晶的初始取向，图2示出了当液晶面板被触摸时由于液晶盒间隙的变化而导致液晶的改变的取向。
当液晶面板被触摸时，可以看到液晶盒间隙改变，从而液晶的取向改变，如图2中所示。
在液晶盒内的液晶取向的变化和液晶盒间隙的变化导致像素的电容变化。
通常，液晶面板中各像素的电容是液晶电容Clc和存储电容Cst之和。
这里，存储电容Cst始终不变，液晶电容Clc可以如下面的等式1表达。
Clc＝ε0εrA/d    ...(1)
其中，ε0εr是液晶的介电常数，A是像素的剖面面积，d是液晶盒间隙。
因此，由于液晶具有各向异性的特性即其垂直的介电常数和水平的介电常数互不相同，所以当液晶面板被触摸时由于介电常数和液晶盒间隙的变化导致液晶电容Clc的值改变。
因此，本发明的目的在于通过以电信号的形式来读取液晶电容Clc的改变来实现触摸屏的功能。
图3是示出了根据本发明第一实施例的具有触摸屏功能的液晶显示(LCD)装置的构造的电路图。
如图3中所示，根据本发明第一实施例的LCD包括：多条栅极线Gn、Gn-1、Gn-2...，传输扫描信号；多条数据线Data，与栅极线Gn、Gn-1、Gn-2...交叉，传输图像数据。
此外，多条信号线10与数据线Data绝缘并与数据线Data并列。
第一开关元件至第三开关元件TFT1、TFT2和TFT3以矩阵的形式形成在多个像素区的每个中，其中，多个像素区被栅极线Gn、Gn-1、Gn-2...和数据线Data环绕。此时，优选地，开关元件中的每个是薄膜晶体管。
这里，第一开关元件TFT 1的栅电极连接到栅极线Gn，第一开关元件TFT1的源电极连接到数据线Data，第一开关元件TFT1的漏电极连接到像素电极P，其中，像素电极P形成在液晶面板的下基底上。此外，共电极Com形成在与下基底相对的上基底上。
液晶材料被填充在像素电极P和共电极Com之间，并被等效地表达为液晶电容Clc。也形成存储电容Cst，存储电容Cst用于保持施加到液晶电容Clc的电压。液晶电容Clc和存储电容(Cst)用作LCD装置的驱动负载。
在这种情况下，由于液晶盒间隙的变化而导致液晶电容Clc改变。用于读取液晶电容Clc变化的第二开关元件TFT 2和第三开关元件TFT3被构造如下。
第二开关元件TFT2的源电极连接到像素电极P，第二开关元件TFT2的漏电极连接到信号线10，第二开关元件TFT2的栅电极连接到前栅极线Gn-1。
此外，第三开关元件TFT3的源电极连接到数据线Data，第三开关元件TFT3的漏电极连接到像素电极P，第三开关元件TFT3的栅电极连接到第二前栅极线Gn-2。
信号线10被分别连接到信号放大器20。响应于第二开关元件TFT2或第三开关元件TFT3的导通操作，信号放大器20中的每个将施加到各信号线10的信号与基准电压REF作比较，并随后放大所得到的信号，使得可以确定在液晶面板的期望的位置处液晶盒间隙是否有改变。
现在将描述根据本发明第一实施例的LCD装置的操作。
当栅极导通信号根据与栅极驱动信号对应的栅极脉冲被顺序地施加到多条栅极线时，与时钟信号同步地，数据信号被施加到所有的数据线，从而图像显示在LCD装置上。
当栅极导通信号首先被施加到第二前栅极线Gn-2时，第三开关元件TFT3导通，从而将被施加到第二前像素区的数据电压Vdata被充以像素电压。
此时，充入像素的电荷Q的数量可用下面的等式2来表达。
Q＝(cell capacitance)×Vdata    ...(2)
即，由于电荷的数量不变，所以施加的数据电压Vdata根据液晶盒的电容(更具体地讲，液晶电容)的变化而变化。
接着，当栅极导通信号被施加到第一前栅极线Gn-1时，第二开关元件TFT2导通。因此，充入液晶盒的电压被施加到信号线10，并随后被输入到信号放大器20。
此时，信号放大器20将施加到信号线10的信号与基准电压REF进行比较，并随后将所得到的信号放大。因此，信号放大器可以识别充电电压的变化，因此确定在液晶面板的相应位置处液晶盒间隙是否有变化。
此后，当栅极导通信号被施加到相应栅极线Gn时，第一开关元件TFT1导通，因此相应数据电压Vdata被充以像素电压。
如果假设在相应像素区处液晶盒间隙已经改变，那么导通信号被施加到第二前栅极线，将被充入第二前像素区的数据电压因此被暂时充入相应像素区，以读取相应像素的液晶盒间隙的改变。由于与帧的时间相比这个时间非常短，所以不可能在视觉上感觉到它。
根据本发明的第一实施例，仅用开关元件的操作来识别由于液晶盒间隙的变化导致的像素电压变化而不用将附加的触摸屏附于LCD装置。因此，可容易地实现触摸屏功能。
接着，将参照图4来描述根据本发明第二实施例的具有触摸屏功能的LCD装置。
图4是示出了根据本发明第二实施例的具有触摸屏功能的LCD的构造的电路图。
如图4中所示，根据本发明第二实施例的LCD装置包括：多条栅极线Gn、Gn-1...，传输扫描信号；多条数据线Data，与栅极线Gn、Gn-1...交叉，传输图像数据。
此外，多条信号线10与数据线Data绝缘并与数据线Data并列。
第一开关元件TFT1和第二开关元件TFT2以矩阵的形式形成在多个像素区的每个中，其中，多个像素区被栅极线Gn、Gn-1...和数据线Data环绕。此时，优选地，两个开关元件中的每个是薄膜晶体管。
这里，第一开关元件TFT1的栅电极连接到栅极线Gn，第一开关元件TFT1的源电极连接到数据线Data，第一开关元件TFT1的漏电极连接到像素电极P，其中，像素电极P形成在液晶面板的下基底上。此外，共电极Com形成在与下基底相对的上基底上。
液晶材料被填充在像素电极P和共电极Com之间，并被等效地表示为液晶电容Clc。也形成存储电容Cst，存储电容Cst用于保持施加到液晶电容Clc的电压。液晶电容Clc和存储电容Cst用作LCD装置的驱动负载。
在这种情况下，由于液晶盒间隙的变化而导致液晶电容Clc改变。用于读取液晶电容Clc变化的第二开关元件TFT2被构造的方式为：第二开关元件TFT2的源电极连接到像素电极P，第二开关元件TFT2的漏电极连接到信号线10，第二开关元件TFT2的栅电极连接到前栅极线Gn-1。
信号线10分别连接到信号放大器20。响应于第二开关元件TFT2的导通操作，信号放大器20中的每个将施加到各信号线10的信号与基准电压REF进行比较，并随后将所得到的信号放大，使得可以确定在液晶面板的期望的位置处液晶盒间隙是否有改变。
现在将描述根据本发明第二实施例的LCD装置的操作。
当栅极导通信号首先被施加到前栅极线Gn-1时，第二开关元件TFT2导通，因此在前帧的时间期间充入的像素电压被施加到信号线10，并随后输入到信号放大器20。
此时，充入像素的电荷Q的数量可以用上面的等式2来表示。
即，由于电荷的数量不变，所以施加的数据电压Vdata根据液晶盒的电容(更具体地讲，液晶电容)的变化而变化。
此时，信号放大器20将施加到信号线10的信号与基准电压REF进行比较，并随后将所得到的信号放大。因此，信号放大器可以识别充入电压的变化，因此确定在液晶面板的相应位置处液晶盒间隙是否有变化。
此后，当栅极导通信号被施加到相应栅极线Gn时，第一开关元件TFT1导通，因此相应数据电压Vdata被充以像素电压。
因此，本发明的第二实施例与本发明的第一实施例具有相同的效果。
接着，将参照图5和图6来详细描述根据本发明第一实施例的LCD装置的薄膜晶体管基底的构造。
图5是示出了用于根据本发明第一实施例的LCD装置的薄膜晶体管基底的布置的视图，图6是沿着图5中的线VI-VI′截取的薄膜晶体管基底的剖视图。
如图5和图6中所示，在绝缘基底10上形成有厚度为1000～3500的栅极布线20、21、22和23，其中，栅极布线由导电材料比如铝或铝合金、铬或铬合金、钼或钼合金、铬氮化物或钼氮化物等制成。
栅极布线20、21、22和23包括：栅极线20，在水平方向上延伸；第一栅电极至第三栅电极21、22和23，第一栅电极至第三栅电极21、22和23中的每一个从栅极线20突出。
为了解释方便，栅极线20在这里被描述为其可以与前栅极线20′和第二前栅极线20″不同。
第一栅电极21、第二栅电极22和第三栅电极23分别从栅极线20、前栅极线20′和第二前栅极线20″突出，其中，第一栅电极21、第二栅电极22和第三栅电极23用于形成在单个像素区内操作的三个薄膜晶体管。
同时，栅极布线20、21、22和23可被构造为具有两层或者更多层的结构。在这种情况下，优选地，至少一层由电阻低的金属材料形成。
在绝缘基底10上，栅极布线20、21、22和23被厚度为3500～4500的栅极绝缘膜30覆盖，其中，栅极绝缘膜30由绝缘材料比如硅氮化物或硅氧化物制成。
在栅极绝缘膜30上形成有厚度为800～1500的第一半导体图案至第三半导体图案41、42和43，其中，半导体图案41、42和43分别与第一栅电极至第三栅电极21、22、23叠置，并由非晶硅等制成。厚度为500～800的欧姆接触层51、52、53、54、55和56由掺杂有导电杂质的非晶硅制成。
在欧姆接触层51、52、53、54、55和56及栅极绝缘膜30上形成有厚度为1500～3500的数据布线60、61、62、63、64、65、66和67，其中，数据布线60、61、62、63、64、65、66和67由导电材料比如铝或其合金、铬或其合金、钼或其合金、铬氮化物或钼氮化物等制成。
数据布线60～67包括：数据线60，在垂直方向上延伸，并与栅极线20交叉，从而限定特定的像素区；信号线65，与数据线60平行地形成；第一源电极61，从数据线60突出；第一漏电极62，被形成为面对第一源电极61；第二源电极66，从信号线65突出；第二漏电极67被形成为面对第二源电极66；第三源电极63，位于第三栅电极23上方并从数据线60突出，其中，第三栅电极23形成在第二前栅极线20″中；第三漏电极64，被形成为面对第三源电极63，并从前像素区延伸到相应像素区。
第一源电极61延伸至位于第一半导体图案41上的欧姆接触层51的顶部，第一漏电极62在像素区内从另一欧姆接触层52的顶部延伸至栅极绝缘膜30的顶部。此外，第二源电极66延伸至位于第二半导体图案42上的欧姆接触层53的顶部，第二漏电极67在像素区内从另一欧姆接触层54的顶部延伸至栅极绝缘膜30的顶部。此外，第三源电极63延伸至位于第三半导体图案43上的欧姆接触层55的顶部，第三漏电极64在前像素区内和相应像素区内从另一欧姆接触层56的顶部延伸至栅极绝缘膜30的顶部。
此时，数据布线60～67可被形成为具有两层或更多层的结构。在这种情况下，至少一层优选地由电阻低的金属材料形成。
数据布线60～67和半导体图案41、42和43被保护膜70覆盖，其中，保护膜70由绝缘材料比如硅氮化物或硅氧化物制成。
第一接触孔至第三接触孔71、72和73形成在保护膜70中，其中，第一接触孔至第三接触孔71、72和73用于使得第一漏电极62、第二漏电极67和第三漏电极64暴露在相应像素区中。此外，像素电极80形成在保护膜70上，其中，像素电极80通过第一接触孔至第三接触孔71、72和73连接到第一漏电极62、第二漏电极67和第三漏电极64。这里，像素电极80由透明导电材料比如ITO(氧化铟锡)或IZO(氧化铟锌)制成。
现在将参照图7至图14以及图5和图6来描述构造根据本发明第一实施例的薄膜晶体管基底的方法。
如图7和图8中所示，用于栅极布线的金属层沉积在绝缘基底10上，然后通过光刻工艺将金属层图案化，以在绝缘基底10上形成栅极布线20、21、22和23。此时，栅极布线20、21、22和23包括栅极线20和第一栅电极至第三栅电极21、22和23。
如图9和图10中所示，由绝缘材料比如硅氮化物制成的栅极绝缘膜30沉积在绝缘基底10上，以覆盖栅极布线20、21、22和23。
此后，非晶硅层和另一掺杂有导电杂质的非晶硅层顺序地形成在栅极绝缘膜30上，并随后通过光刻工艺被图案化，从而形成第一半导体图案至第三半导体图案41、42和43以及欧姆接触层图案50。
如图11和图12中所示，用于数据布线的金属层沉积在基底的整个暴露表面的上方，随后通过光刻工艺被图案化，从而形成数据布线60～67。数据布线60～67包括数据线60、信号线65、第一源电极至第三源电极61、63和66以及第一漏电极至第三漏电极62、67和64。
此后，通过利用第一源电极至第三源电极61、66和63以及第一漏电极至第三漏电极62、67和64作为掩模来刻蚀欧姆接触层图案50。此时，欧姆接触层图案50被划分为欧姆接触层51和52，其中，欧姆接触层51接触第一源电极61，欧姆接触层52接触第一漏电极62。类似地，欧姆接触层图案50也被划分为欧姆接触层53和54，其中，欧姆接触层53接触第二源电极66，欧姆接触层54接触第二漏电极67。此外，欧姆接触层图案50被划分为欧姆接触层55和56，其中，欧姆接触层55接触第三源电极63，欧姆接触层56接触第三漏电极64。
参照图13和图14，保护膜70随后形成在包括数据布线60～67、具有硅氮化物、硅氧化物等的半导体图案41、42、43的整个基底上方。
随后通过光刻工艺将保护膜70图案化来形成第一接触孔至第三接触孔71、72和73，其中，第一漏电极至第三漏电极62、67和64通过第一接触孔至第三接触孔71、72和73暴露在相应的像素区中。
如图5和图6中所示，由ITO或IZO制成的透明导电层沉积在基底的整个暴露表面的上方，并随后通过光刻工艺被图案化，使得通过第一接触孔至第三接触孔71、72和73连接到第一漏电极至第三漏电极62、67和64的像素电极80可以形成在各像素区上。
现在，将参照图15和图16来详细描述根据本发明第二实施例的LCD装置的薄膜晶体管基底的构造。
图15是示出了用于根据本发明第二实施例的LCD装置的薄膜晶体管基底的布置的视图，图16是沿着图15中的线XII-XII′截取的薄膜晶体管基底的剖视图。
参照这些附图，在绝缘基底10上形成有厚度为1000～3500的栅极布线20、21和22，其中，栅极布线20、21和22由导电材料比如铝或其合金、铬或其合金、钼或其合金、铬氮化物或钼氮化物等制成。
栅极布线20、21、22包括：栅极线20，在水平方向上延伸；第一栅电极21和第二栅电极22，每个都从栅极线20突出。
此时，相对的第一栅电极21和第二栅电极22分别从栅极线和前栅极线突出，其中，第一栅电极21和第二栅电极22用于形成两个在单个像素区内操作的薄膜晶体管。
栅极布线20、21和22可以被构造为具有两层或更多层的结构。在这种情况下，优选地，至少一层由电阻低的金属材料形成。
在绝缘基底10上，栅极布线20、21和22被厚度为3500～4500的栅极绝缘膜30覆盖，其中，栅极绝缘膜30由绝缘材料比如硅氮化物或硅氧化物制成。
在栅极绝缘膜30上，形成有厚度为800～1500的第一半导体图案41和第二半导体图案42，其中，第一半导体图案41和第二半导体图案42分别与第一栅电极21和第二栅电极22叠置并由非晶硅等制成。厚度为500～800的欧姆接触层51、52、53和54由掺杂有导电杂质的非晶硅制成。
在欧姆接触层51、52、53和54以及栅极绝缘膜30上形成有厚度为1500～3500的数据布线60、61、62、65、66和67，其中，数据布线60、61、62、65、66和67由导电材料比如铝或其合金、铬或其合金、钼或其合金、铬氮化物或钼氮化物等制成。
数据布线60、61、62、65、66和67包括：数据线60，在垂直方向上延伸，并与栅极线20交叉，从而限定特定的像素区；信号线65，与数据线60平行地形成；第一源电极61，从数据线60突出；第一漏电极62，被形成为面对第一源电极61；第二源电极66，从信号线65突出；第二漏电极67，被形成为面对第二源电极66。
第一源电极61延伸至位于第一半导体图案41上的欧姆接触层51的上方，第一漏电极62在像素区内从另一欧姆接触层52的上方延伸至栅极绝缘膜30的上方。此外，第二源电极66延伸至位于第二半导体图案42上的欧姆接触层53的上方，第二漏电极67在像素区内从另一欧姆接触层54的上方延伸至栅极绝缘膜30的上方。
此时，数据布线60、61、62、65、66和67可被形成为具有两层或更多层的结构。在这种情况下，至少一层优选地由电阻低的金属材料形成。
数据布线60、61、62、65、66和67以及半导体图案41和42被保护膜70覆盖，其中，保护膜70由绝缘材料比如硅氮化物或硅氧化物制成。
第一接触孔71和第二接触孔72形成在保护膜70中，其中，第一漏电极62和第二漏电极67通过第一接触孔71和第二接触孔72暴露在相应像素区中。此外，像素电极80形成在保护膜70上，其中，像素电极80通过第一接触孔71和第二接触孔72连接到第一漏电极62和第二漏电极67。这里，像素电极80由透明导电材料比如ITO或IZO制成。
此外，将参照图17至图24连同图15和图16来描述构造根据本发明第二实施例的薄膜晶体管基底的方法。
如图17和图18中所示，用于栅极布线的金属层沉积在绝缘基底10上，并随后通过光刻工艺被图案化，以在绝缘基底10上形成栅极布线20、21和22。此时，栅极布线20、21和22包括栅极线20以及第一栅电极21和第二栅电极22。
如图19和图20中所示，由绝缘材料比如硅氮化物制成的栅极绝缘膜30沉积在绝缘基底10上，以覆盖栅极布线20、21和22。
此后，非晶硅层和另一掺杂有导电杂质的非晶硅层顺序地形成在栅极绝缘膜30上，并随后通过光刻工艺被图案化，以形成第一半导体图案41和第二半导体图案42以及欧姆接触层图案50。
如图21和图22中所示，用于数据布线的金属层沉积在基底的整个暴露表面的上方，并随后通过光刻工艺被图案化，从而形成数据布线60、61、62、65、66和67。数据布线60、61、62、65、66和67包括数据线60、信号线65、第一源电极61和第二源电极66、第一漏电极62和第二漏电极67。
此后，通过利用第一源电极61和第二源电极66以及第一漏电极62和第二漏电极67作为掩模来刻蚀欧姆接触层图案50。此时，欧姆接触层图案50被划分为欧姆接触层51和52，其中，欧姆接触层51与第一源电极61接触，欧姆接触层52与第一漏电极62接触。类似地，欧姆接触层图案50也被划分为欧姆接触层53和54，其中，欧姆接触层53接触第二源电极66，欧姆接触层54接触第二漏电极67。
参照图23和图24，保护膜70随后形成在包括数据布线60、61、62、65、66和67以及具有硅氮化物、硅氧化物等的半导体图案41和42的整个基底上方。
随后，通过光刻工艺将保护膜70图案化来形成第一接触孔71和第二接触孔72，其中，第一漏电极62和第二漏电极67通过第一接触孔71和第二接触孔72暴露在相应像素区中。
如图15和图16中所示，由ITO或IZO制成的透明导电层沉积在基底的整个暴露表面的上方，并随后通过光刻工艺被图案化，使得像素电极80可以形成在各像素区上，其中，像素电极80通过第一接触孔71和第二接触孔72连接到第一漏电极62和第二漏电极67。
                         产业上的可利用性
根据本发明，每个像素区设置了两个或更多个开关装置，用于读取液晶盒间隙的变化。因此，本发明的优点在于，即使没有将附加的触摸面板附于LCD装置，仍然可以实现触摸屏的功能。
虽然已经结合本发明的优选实施例描述了本发明，但是本发明不限于此。因此，对于本领域的技术人员将是明显的是，在不脱离由权利要求限定的本发明的范围和精神的情况下可以对本发明进行各种改变和更改。

Claims (9)

1、一种具有触摸屏功能的液晶显示装置，包括：
多条栅极线，传输扫描信号；
多条数据线，与所述栅极线交叉；
多条信号线，与所述数据线平行地形成；
两个或更多个开关元件，以矩阵形式形成在多个像素区的每个中，所述像素区被所述栅极线和所述数据线环绕；
信号放大器，响应于所述两个或更多个开关元件的操作来接收施加到所述信号线的信号。
2、如权利要求1中所述的液晶显示装置，其中，三个开关元件形成在各像素区中，其中，当栅极导通信号施加到相应栅极线时，所述三个开关元件中的第一开关元件导通，以充入相应数据电压，
当所述栅极导通信号施加到前栅极线时，第二开关元件导通，以充入前数据电压，
当所述栅极导通信号施加到第二前栅极线时，第三开关元件导通，以将所述前数据电压施加到所述信号线。
3、如权利要求1中所述的液晶显示装置，其中，在各像素区中形成两个开关元件，其中，当栅极导通信号施加到相应栅极线时，第一开关元件导通，以充入相应数据电压，
当所述栅极导通信号施加到前栅极线时，第二开关元件导通，以将前帧时间期间充入的数据电压施加到所述信号线。
4、一种具有触摸屏功能的液晶显示装置，包括：
绝缘基底；
栅极线，形成在所述绝缘基底上；
栅极绝缘膜，覆盖在所述栅极线上；
数据线，与所述栅极线交叉，限定所述栅极绝缘膜上的像素区；
信号线，与所述数据线平行地形成；
第一薄膜晶体管，电连接到所述栅极线和所述数据线；
第二薄膜晶体管，电连接到前栅极线和所述信号线；
第三薄膜晶体管，电连接到第二前栅极线和所述数据线；
保护膜，覆盖所述第一薄膜晶体管至所述第三薄膜晶体管、所述数据线和所述信号线，并包括第一接触孔至第三接触孔，其中，通过所述第一接触孔至所述第三接触孔暴露所述第一薄膜晶体管至所述第三薄膜晶体管的漏电极中的每个；
像素电极，通过所述第一接触孔至所述第三接触孔连接到所述第一漏电极至所述第三漏电极。
5、如权利要求4中所述的液晶显示装置，其中，所述第三薄膜晶体管形成在前像素区中，所述第三漏电极延伸至相应像素区并通过所述第三接触孔连接到所述相应像素电极。
6、一种构造具有触摸屏功能的液晶显示装置的方法，包括以下步骤：
在绝缘基底上形成栅极布线，所述栅极布线包括栅极线和第一栅电极至第三栅电极；
形成用于覆盖所述栅极布线的栅极绝缘膜；
在所述栅极绝缘膜上形成第一半导体图案至第三半导体图案；
在所述栅极绝缘膜上形成数据布线，所述数据布线包括数据线、第一源电极至第三源电极、第一漏电极至第三漏电极以及信号线，其中，所述数据线与所述栅极线交叉，所述第一源电极至所述第三源电极和所述第一漏电极至所述第三漏电极电连接到所述第一半导体图案和所述第三半导体图案，所述信号线连接到所述第二源电极；
形成覆盖所述半导体图案和所述数据布线的保护膜；
在所述保护膜中形成第一接触孔至第三接触孔，通过所述第一接触孔至所述第三接触孔暴露所述第一漏电极至所述第三漏电极；
形成像素电极，所述像素电极通过所述第一接触孔至所述第三接触孔连接到所述第一漏电极至所述第三漏电极。
7、如权利要求6中所述的方法，其中，所述第三漏电极从前像素区延伸到相应像素区，并通过所述第三接触孔连接到相应像素电极。
8、一种具有触摸屏功能的液晶显示装置，包括：
绝缘基底；
栅极线，形成在所述绝缘基底上；
栅极绝缘膜，覆盖在所述栅极线上；
数据线，与所述栅极线交叉，并限定所述栅极绝缘膜上的像素区；
信号线，平行于所述数据线形成；
第一薄膜晶体管，电连接到所述栅极线和所述数据线；
第二薄膜晶体管，电连接到前栅极线和所述信号线；
保护膜，覆盖所述第一薄膜晶体管和所述第二薄膜晶体管、所述数据线和所述信号线，并包括第一接触孔和第二接触孔，其中，通过所述第一接触孔和所述第二接触孔暴露所述第一薄膜晶体管和所述第二薄膜晶体管的漏电极中的每个；
像素电极，通过所述第一接触孔和所述第二接触孔连接到所述第一漏电极和所述第二漏电极。
9、一种构造具有触摸屏功能的液晶显示装置的方法，包括以下步骤：
在绝缘基底上形成栅极布线，所述栅极布线包括栅极线及第一栅电极和第二栅电极；
形成用于覆盖所述栅极布线的栅极绝缘膜；
在所述栅极绝缘膜上形成第一半导体图案和第二半导体图案；
在所述栅极绝缘膜上形成数据布线，所述数据布线包括数据线、第一源电极和第二源电极、第一漏电极和第二漏电极以及信号线，其中，所述数据线与所述栅极线交叉，所述第一源电极和所述第二源电极及所述第一漏电极和所述第二漏电极电连接到所述第一半导体图案和所述第二半导体图案，所述信号线连接到所述第二源电极；
形成保护膜，所述保护膜覆盖所述半导体图案和所述数据布线；
在所述保护膜中形成第一接触孔和第二接触孔，通过所述第一接触孔和所述第二接触孔暴露所述第一漏电极和所述第二漏电极；
形成像素电极，所述像素电极通过所述第一接触孔和所述第二接触孔连接到所述第一漏电极和所述第二漏电极。
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