TW201624249A - 內嵌式觸控液晶顯示裝置及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

一種具有畫素電極頂結構的內嵌式觸控液晶顯示裝置及其製造方法。這種內嵌式觸控液晶顯示裝置實現為畫素電極頂結構，由此防止紅色、綠色、以及藍色畫素之間的顏色混合。這種內嵌式觸控液晶顯示裝置的製造方法減少了製造一薄膜電晶體陣列基板所需要的遮罩數目，由此減少了製造時間和製造成本。

Description

內嵌式觸控液晶顯示裝置及其製造方法
本發明係提供一種具有畫素電極頂結構的內嵌式觸控液晶顯示裝置（LCD）及其製造方法。
取代傳統作用於平板顯示裝置的滑鼠或鍵盤，能夠使得一用戶使用手指或筆直接輸入資訊的一觸控螢幕應用於平板顯示裝置。特別地，因為所有的用戶可容易地操作觸控螢幕，因此觸控螢幕的應用正在擴大。
觸控螢幕應用到監視器，例如導航、工業終端、筆記型電腦、金融自動化設備、以及遊戲機，應用到可攜式終端，例如可攜式電話、MP3播放器、PDA、PMP、PSP、可攜式遊戲機、DMB接收機、以及平板個人電腦（PC），以及應用到家用電器，例如冰箱、微波爐、以及洗衣機。
觸控螢幕可以根據觸控螢幕耦合到液晶面板的結構分類為如下。觸控螢幕可分類為其中觸控螢幕內建於一液晶面板之單元中的內嵌式（in-cell），其中觸控螢幕設置於液晶面板的外嵌式（on-cell），以及其中觸控螢幕耦合到顯示面板的外部部分的一附加式（add-on）。在下文中，耦合到液晶面板的一觸控螢幕（觸控面板）稱為一觸控顯示裝置。
圖1A、圖1B以及圖1C為表示應用一觸控螢幕的一習知技術的觸控顯示裝置。圖1A表示一附加式觸控顯示裝置。圖1B表示一修改後的附加式觸控顯示裝置。圖1C表示一混合型觸控顯示裝置。
在圖1A的附加式觸控顯示裝置和圖1B修改的附加式觸控顯示裝置中。一觸控螢幕設置於一液晶面板上，此液晶面板包含一薄膜電晶體（TFT）陣列基板1以及一彩色濾光器陣列基板2。一觸控驅動電極（一TX電極）和一觸控接收電極（RX電極）設置在觸控螢幕中。在這種情況下，觸控驅動電極（TX電極）和觸控接收電極（RX電極）可設佈置在同一層或不同層上。
在圖1C的混合型觸控顯示裝置中。一觸控驅動電極（TX電極）設置在一薄膜電晶體（TFT）陣列基板1上，以及一觸控接收電極（RX電極）設置在一彩色濾光器陣列基板2上。
在習知技術的觸控顯示裝置中，由於液晶面板和觸控螢幕分開製造，因此製造過程複雜，並且增加了成本。
最近，其中觸控電極（觸控感測器）內置於液晶面板的一單元中的內嵌式觸控液晶顯示裝置（LCD）由於觸控顯示裝置厚度的減少和降低的製造成本已發展起來。這種內嵌式觸控液晶顯示裝置使用一共同電極，共同電極設置於薄膜電晶體（TFT）陣列基板上，作為一觸控感測器。
圖2係為表示具有一互電容型的一內嵌式液晶顯示裝置（LCD）的圖式。
請參考圖2，具有互電容型的內嵌式觸控液晶顯示裝置（LCD）將設置於薄膜電晶體（TFT）陣列基板上的共同電極作為觸控驅動電極（TX電極）和觸控接收電極（RX電極）來驅動。在互電容型中，連接至觸控驅動電極（TX電極）的一觸控驅動線14和連接到觸控接收電極（RX電極）的一觸控接收線12設置在液晶面板10的左框區域和右框區域中，由此增加樂一邊框寬度。
圖3示意性表示具有共同電極頂畫素結構的一內嵌式觸控顯示裝置的製造過程，並且表示應用到製造過程的遮罩數目。
請參考圖3，在共同電極頂畫素結構中，一共同電極設置在一畫素結構的一最頂層中，並且使用其中一畫素電極設置於共同電極之下的一共同電極頂（Vcom top）畫素結構。
一薄膜電晶體（TFT）的一有源層（active layer）的材料可使用低溫多晶矽（LTPS）。在應用共同電極頂畫素結構的一習知技術的內嵌式觸控液晶顯示裝置中，十一個遮罩應用到製造過程中，並且因此，執行了一些詳細的過程。由於這個原因，製造過程複雜，並且製造成本增加。
此外，當應用共同電極頂畫素結構時，一光透射率在畫素之間的邊界比較高，並且由於這個原因，會出現紅色、綠色和藍色畫素之間的顏色混合。
因此，本發明在於提供一種內嵌式觸控液晶顯示裝置（LCD）及其製造方法，藉以解決由於習知技術的限制及缺點所產生的一個或多個問題。
本發明的一方面在於一種具有畫素電極頂結構的內嵌式觸控液晶顯示裝置（LCD）及其製造方法。
本發明的另一方面在於一種具有畫素電極頂結構的內嵌式觸控液晶顯示裝置（LCD）及其製造方法，可以防止紅色、綠色和藍色畫素之間的顏色混合。
本發明的另一方面在於一種製造方法，這種製造方法可減少用以製造一內嵌式觸控液晶顯示裝置（LCD）的遮罩數目且簡化製造過程。
本發明的另一方面在於一種製造方法，可以減少一觸控顯示裝置的製造成本。
除了本發明的上述目的之外，以下將描述本發明的其他特徵和優點，但是本領域的技術人員將從以下的說明中得到更清晰的理解。
本發明其他的優點和特徵將在如下的說明書中部分地加以闡述，並且本發明其他的優點和特徵對於本領域的普通技術人員來說，可以透過本發明如下的說明得以部分地理解或者可以從本發明的實踐中得出。本發明的目的和其他優點可以透過本發明所記載的說明書和申請專利範圍中特別指明的結構並結合圖式部份，得以實現和獲得。
為了獲得本發明之目的的這些和其他優點，現對本發明作具體化和概括性的描述，本發明的一種內嵌式觸控液晶顯示裝置包含：一薄膜電晶體，設置於複數個畫素區域的每一個畫素區域中。一源極接觸部，可連接至薄膜電晶體的一源極。一汲極接觸部，可連接至薄膜電晶體的一汲極。第一鈍化層及第二鈍化層，可設置於源極接觸部及汲極接觸部上。一共同電極，可設置於第二鈍化層上。一第三鈍化層，可設置於共同電極上。一導線，可設置為通過第三鈍化層與共同電極相重疊。一畫素電極，可連接至一第一接觸孔中的汲極接觸部且設置於第三鈍化層上。
在本發明的另一方面中，一種內嵌式觸控液晶顯示裝置的製造方法包含形成一薄膜電晶體於複數個畫素區域的每一個畫素區域中。此種方法可形成連接至薄膜電晶體的一源極的一源極接觸部，以及連接至薄膜電晶體的一汲極的一汲極接觸部。這種方法可形成第一鈍化層及第二鈍化層於源極接觸部及汲極接觸部上。這種方法可形成一共同電極於第二鈍化層上。這種方法可形成一第三鈍化層於共同電極上。這種方法可形成暴露汲極接觸部的一第一接觸孔，以及暴露共同電極之一部分的一第二接觸孔。這種方法可形成一導線以與共同電極相連接。這種方法可形成一畫素電極於第一接觸孔中及第三鈍化層上。
可以理解的是，如上所述的本發明之概括說明和隨後所述的本發明之詳細說明均是具有代表性和解釋性的說明，並且是為了進一步揭示本發明之申請專利範圍。
以上之關於本揭露內容之說明及以下之實施方式之說明係用以示範與解釋本發明之精神與原理，並且提供本發明之專利申請範圍更進一步之解釋
現在將詳細參考本發明的示例性實施例，這些實施例的實例表示於附圖中。只要可能，相同的附圖標記將在所有附圖中來表示相同或相似的部分。
類似的參考標號指代相似的元件。在下面的描述中，將不提供與本發明的要素無關且為本領域的技術人員所知的元件和功能。
本發明的優點和特徵及其實施方法將參照附圖通過以下描述的實施例進行說明。然而，本發明可以不同形式實施而不應解釋為限於這裡闡述的實施例。而是，提供這些實施例使得本發明徹底和完整，並且向本領域的技術人員充分地傳達本發明的範圍。另外，本發明僅由專利申請範圍限定。
在說明書中，在每一圖中添加元件的附圖標記上，應該指出的是已經在其他附圖中用於表示類似元件的類似附圖標號將盡可能表示用於表示這些元件。
圖式中所揭露的用於描述本發明之實施例的形狀、尺寸、比例、角度、以及數目僅為一個實例，因此，本發明不限定於圖示的細節。類似的附圖標記指代相似的元件。在以下的描述中，當相關的已知功能或配置的詳細描述確定為不必要地模糊本發明的要點時，將省去這些詳細說明。在使用本發明所描述的「包含」、「具有」、以及「包括」的情況下，可添加其他部分，除非使用「僅〜」。單數形式的用於可能包含複數形式，除非提到相反的情況。
在解釋一元件時，此元件解釋為包含的一誤差範圍，雖然沒有明確描述。
在描述位置關係時，舉例而言，當兩個部件之間的位置關係描述為「上〜」、「過〜」、「下〜」、和「下一〜」時，一個或多個其他部件可設置在這兩個部件之間，除非使用「僅」或「直接」。
在描述一時間關係時，舉例而言，當時間次序描述為「在〜之後」、「隨後〜」﹑「緊接〜」、以及「在〜之前」時，可包含不連續的情況，除非使用「僅」或「直接」。
用語「至少一個」應理解為包含一個或多個相關所列項目的任何以及所有組合。舉例而言，「第一項、第二項、以及第三項中的至少一個」的含義係指第一項、第二項、以及第三項的兩個或多個中所有項目的組合，以及第一項、第二項、或第三項。
應該理解的是，雖然用語「第一」、「第二」等在這裡可用於描述各種元件，但是這些元件不應該受這些用語的限制。這些用語僅用於彼此區分元件。舉例而言，一第一元件可稱為一第二元件，並且類似地，一第二元件可稱為一第一元件，這並不偏離本發明的範圍。
本發明的各種實施例的特徵可以部分或整體地彼此聯接或結合，並且可以按照本領域技術人員能夠充分理解的方式彼此之間攜作和技術上驅動。本發明的實施離可彼此獨立地進行，或者可根據共同依賴關係一起進行。
液晶顯示裝置根據調整液晶配向的一方案已經廣泛地開發為一扭轉向列（TN）模式、一垂直配向（VA）模式、一面內切換（IPS）模式、以及一邊緣場切換（FFS）模式。
在這些模式中，面內切換（IPS）模式和邊緣場切換（FFS）模式為其中複數個畫素電極和複數個共同電極設置於一底基板中，從而使用畫素電極和共同電極之間的電場調節液晶之配向的模式。
特別地，面內切換（IPS）模式為其中畫素電極和共同電極交替平行設置的一模式，因此，橫向電場分別在畫素電極和共同電極之間產生，從而調節液晶的配向。在面內切換（IPS）模式中，由於液晶層的設置不是在一畫素電極和一共同電極的上方調整，因此光的透射率在相應的區域中減少。
為了解決面內切換（IPS）模式的缺點，已經提出一邊緣場切換（FFS）模式。邊緣場切換（FFS）模式為其中一畫素電極和一共同電極設置成彼此隔開且其間具有一絕緣層的模式。
畫素電極和共同電極的一個電極形成為面板形或圖案，並且另一電極形成為一指狀。邊緣場切換（FFS）模式為使用畫素電極和共同電極之間產生的邊緣電場調節液晶之配向的模式。
根據本發明之實施例的一內嵌式觸控液晶顯示裝置及其製造方法用於實現基於邊緣場切換（FFS）模式的一薄膜電晶體（TFT）陣列基板（底基板）。在根據本發明之實施例的內嵌式觸控液晶顯示裝置中，偵測觸控的一觸控感測器內置於薄膜電晶體（TFT）陣列基板（底基板）中。
複數個畫素可設置於薄膜電晶體（TFT）陣列基板上，並且可透過彼此相交的複數個資料線（圖未示）和複數個閘極線來定義（圖未示）。一畫素定義於這些資料線和閘極線的交叉點所定義的複數個區域的每一區域中。薄膜電晶體（TFT）可設置於每一畫素中。
在下文中，將參考附圖詳細描述根據本發明之一實施例的內嵌式觸控液晶顯示裝置100及其製造方法。
圖4表示出根據本發明一實施例的一內嵌式觸控液晶顯示裝置100且表示設置於薄膜電晶體（TFT）陣列基板上的畫素的橫截面結構，並且表示薄膜電晶體（TFT）陣列基板的結構。圖4表示出基於邊緣場切換（FFS）模式的薄膜電晶體（TFT）陣列基板（底基板）的結構並表示複數個畫素中一個畫素的結構。圖。圖4表示出內化於內嵌觸控型的薄膜電晶體（TFT）陣列基板中的一觸控感測器，並且表示一畫素電極頂結構。
在圖4中，未表示出一彩色濾光器陣列基板（頂基板）、一液晶層、一背光單元、以及一驅動電路單元。驅動電路單元可包括，一定時控制器（T-con）、一資料驅動器（D-IC）、一閘極驅動器（G-IC）、一感測驅動器、一背光驅動器、以及將一驅動電壓供給至複數個驅動電路的一電源。這裡，驅動電路單元的所有或部分元件可以COG（chip-on glass）型或COF（可撓性印刷電路上晶片，chip-on film）型設置於的一液晶面板上。
在下文中，將參考圖4詳細描述根據本發明一實施例的內嵌式觸控液晶顯示裝置。圖4表示根據本發明一實施例的內嵌式觸控液晶顯示裝置的薄膜電晶體（TFT）陣列基板的一畫素結構。
薄膜電晶體（TFT）陣列基板可包含一玻璃基板105、一遮光層110、一緩衝層115、一閘極絕緣體120、一層間介電質（ILD）125、一源極接觸部130、一汲極接觸部135、一第一鈍化層（PAS0）140、一第二鈍化層（PAS1）145、一共同電極150、一第三鈍化層（PAS2）155、一導線160、一畫素電極170以及一薄膜電晶體（TFT），其中薄膜電晶體（TFT）包含一閘極G、一有源層ACT、一源極S以及一汲極D。
遮光層110可設置於玻璃基板105上的與薄膜電晶體TFT的有源層ACT相對應的一部分。遮光層110可由不透明金屬形成且防止光線照射到有源層ACT上。遮光層110可由鉬（Mo）或鋁（Al）形成且可具有500埃（Å）至1000埃（Å）的一厚度。
緩衝層115可形成於遮光層110上。緩衝層115可由二氧化矽（SiO2 ）或氮化矽（SiNx）形成，並且可具有2000埃（Å）至3000埃（Å）的一厚度。
薄膜電晶體TFT的有源層ACT、源極S、以及汲極D可設置於緩衝層115上與遮光層110相重疊的一區域中。
閘極絕緣體120可設置為覆蓋有源層ACT、源極S、以及汲極D。閘極絕緣體120可由二氧化矽（SiO2 ）形成，並且可具有1000埃（Å）至1500埃（Å）的一厚度。
閘極絕緣體120可以透過在化學氣相沉積（CVD）製程中沉積正矽酸乙酯（TEOS）或中間溫度氧化物（MTO）來形成。
閘極G可設置於閘極絕緣體120上與有源層ACT相重疊的一區域中。在這種情況下，閘極G可由鋁（Al）或鉬（Mo）形成，並且可具有2000埃（Å）至3000埃（Å）的一厚度。如上所述，薄膜電晶體TFT可設置有位於閘極絕緣體120之下的有源層ACT、源極S、以及汲極D，以及位於閘極絕緣體120之上的閘極G。這裡，薄膜電晶體TFT可形成為一共面的頂閘結構。
層間介電質（ILD）125可設置為覆蓋閘極絕緣體120和薄膜電晶體TFT。層間介電質（ILD）125可由二氧化矽（SiO2 ）或氮化矽（SiNx）形成，並且可具有3000埃（Å）至6000埃（Å）的一厚度。作為另一實例，層間介電質（ILD）125可形成為其中二氧化矽（SiO2 ）（3000埃）和氮化矽或氮化矽（SiNx）（3000埃）堆疊的一結構。
可設置通過閘極絕緣體120和層間介電質（ILD）125連接到薄膜電晶體TFT之源極S的源極接觸部130。可設置通過閘極絕緣體120和層間介電質（ILD）125連接到薄膜電晶體TFT之汲極D的汲極接觸部135。
源極接觸部130和汲極接觸部135可以形成為順次堆疊鉬（Mo）、鋁（Al）、以及鉬（Mo）的一多層結構。源極接觸部130可連接至一資料線DL，並且汲極接觸部135可連接至畫素電極170。
第一鈍化層（PAS0）140可設置為覆蓋層間介電質（ILD）125、源極接觸部130、以及汲極接觸部135。第一鈍化層（PAS0）可以由二氧化矽（SiO2 ）或氮化矽（SiNx）形成，並且可具有1000埃（Å）至2000埃（Å）的一厚度。
第二鈍化層（PAS1）145可設置為覆蓋第一鈍化層（PAS0）140。第二鈍化層（PAS1）145可以由光丙烯形成，並且可具有2.0微米（μm）至3.0微米（μm）的一厚度。
共同電極150可設置於第二鈍化層（PAS1）145上。共同電極150可由一透明導電材料，例如氧化銦錫（ITO）、氧化銦鋅（IZO）、或氧化銦錫鋅（ITZO）形成，並且可具有500埃（Å）至1500埃（Å）的一厚度。
第三鈍化層（PAS2）155可設置為覆蓋共同電極150。第三鈍化層（PAS2）155可以由二氧化矽（SiO2 ）或氮化矽（SiNx）形成，並且可具有2000埃（Å）至3000埃（Å）的一厚度。
一第一接觸孔CH1可透過去除與汲極接觸部135重疊的第一至第三鈍化層（PAS0至PAS2）140、145以及155之每一個的一部分來形成。
畫素電極170可設置在第三鈍化層（PAS2）155上並位於第一接觸孔CH1中。畫素電極170可由一透明導電材料，例如氧化銦錫（ITO）、氧化銦鋅（IZO）、或氧化銦錫鋅（ITZO）形成，並且可具有500埃（Å）至1500埃（Å）的一厚度。畫素電極170可以置為一指狀，並且因此，一邊緣場可在共同電極150和畫素電極170之間產生。
這裡，一第二接觸孔CH2可形成於第三鈍化層155的與一資料線DL及共同電極150相重疊的一部分，並且導線160可設置於第二接觸孔CH2中和第三鈍化層155之上。如上所述，共同電極150可與第二接觸孔CH2中的導線160直接相接觸。
導線160可由鉬（Mo）或鋁（Al）形成，並且可以具有1500埃（Å）至2000埃（Å）的一厚度。導線160可以形成為其中順次堆疊鉬（Mo）、鋁（Al）、以及鉬（Mo）的一多層結構。
這裡，導線160可設置為與資料線DL相重疊。導線160可以不與分別設置於紅色、綠色、以及藍色畫素中的所有資料線相重疊。當一柱狀間隔件設置於紅色畫素的資料線上時，導線160可設置為與綠色畫素的資料線和藍色畫素的資料線相重疊。然而，本實施例不限於此，並且導線160可設置為與紅色、綠色、以及藍色畫素的資料線中一個或多個資料線相重疊。
導線160可電連接至每一畫素中設置的共同電極150，並且可設置於液晶面板中的資料線DL上。導線160可設置為從液晶面板的頂至底部的方向上的棒狀。導線160可不與畫素電極170相接觸。請參照圖16及圖17，連接到共同電極150的每一導線160可通過一連接線連接至驅動積體電路190的一通道。
在一觸控週期（一非顯示週期）期間，共同電極150可由於導線160用作一觸控電極。在顯示週期期間，一共同電壓可提供給導線160。在觸控週期（非顯示週期）期間，觸控驅動訊號可通過導線160提供給共同電極150，然後，透過感測在共同電極150中產生的一電容，可通過導線160來檢測是否具有一觸控及一觸控位置。
雖然圖4中未示，複數個閘極線和複數個資料線可形成於薄膜電晶體TFT陣列基板上以彼此相交。薄膜電晶體TFT可形成於由這些閘極線和資料線的交叉點定義的複數個區域的每一區域中。另外，一儲存電容器可形成於複數個畫素中的每一畫素中。
在習知技術中，每一畫素設置於一共同電極頂（Vcom top）結構中。然而，在根據本發明一實施例的內嵌式觸控液晶顯示裝置中，每一畫素可形成於一畫素電極頂結構中。因此，本發明提供了每一畫素形成於畫素電極頂結構中的內嵌式觸控液晶顯示裝置。
在這種畫素電極頂結構中，一畫素區域的中央部的透光率較高，透光率在每一資料線附近較低。因此，在根據本發明一實施例的內嵌式觸控液晶顯示裝置中，由於透光率在每一資料線附近較低，因此能夠防止畫素之間的顏色混合。
此外，在根據本發明之實施例的內嵌式觸控液晶顯示裝置中，由於共同電極與導線直接相接觸，因此由於共同電極與導線接觸的一結構，因此防止降低每一畫素的孔徑比。
圖5示意性地表示根據本發明一實施例內嵌式觸控顯示裝置的製造方法，並且表示應用於製造過程的遮罩數。根據本發明一實施例的內嵌式觸控顯示裝置的製造方法相比較於共同電極頂結構，減少了在畫素電極頂結構中的遮罩數目。
如圖5所示，根據本發明一實施例內嵌式觸控顯示裝置可通過使用十個遮罩的一製造過程來製造。在下文中，將參考圖5及圖6-15詳細描述根據本發明一實施例的內嵌式觸控顯示裝置的製造方法。
圖6-15表示根據本發明一實施例的內嵌式觸控顯示裝置的製造方法。
請參考圖6，一金屬層可透過在玻璃基板105上塗覆阻擋光線的一金屬材料，例如鉬（Mo）形成。
隨後，可透過藉由使用一第一遮罩的光刻和濕蝕刻製程形成金屬層的圖案，一遮光層110形成於一薄膜電晶體TFT區域中。在這種情況下，遮光層110可形成為具有500埃（Å）至1000埃（Å）的一厚度，並且可以與在隨後的製程中形成的薄膜電晶體TFT的有源層ACT對齊。
在圖6中，作為薄膜電晶體TFT陣列基板的基底的玻璃基板105表示為一個實例，但也可以由塑料基板來代替。
隨後，請參照圖7，一緩衝層115可由無機材料（例如，二氧化矽（SiO2 ）或氮化矽（SiNx））形成於玻璃基板105上以覆蓋遮光層110。在這種情況下，緩衝層115可具有2000埃（Å）至3000埃（Å）的一厚度。
隨後，一半導體層可透過在緩衝層115上沉積低溫多晶矽（LTPS）形成。
然後，可透過藉由使用一第二遮罩的光刻和乾蝕刻製程形成半導體層的圖案，薄膜電晶體TFT的有源層ACT可形成於和遮光層110相重疊的一區域中。在這種情況下，有源層ACT可形成為500埃（Å）至1500埃（Å）的一厚度。
然後，請參照圖8，閘極絕緣體120可形成於緩衝層115上以覆蓋有源層ACT。閘極絕緣體120可以由二氧化矽（SiO2 ）形成，並且可以具有1000埃（Å）至1500埃（Å）的一厚度。
閘極絕緣體120可透過在化學氣相沉積（CVD）製程中沉積正矽酸乙酯（TEOS）或中間溫度氧化物（MTO）來形成。
接著，一金屬材料可沉積於閘極絕緣體120上，然後，薄膜電晶體TFT的閘極G可透過藉由使用第三遮罩的光刻和蝕刻製程將金屬材料形成圖案來形成。
在這種情況下，閘極G可由鋁（Al）或鉬（Mo）形成為具有2000埃（Å）至3000埃（Å）的一厚度。閘極G可形成於閘極絕緣體120上與有源層ACT相對應的一區域中，閘極G可以由與一閘極線相同的材料形成。這裡，閘極線可設置於液晶面板的一第一方向（例如，一水平方向）上。
薄膜電晶體TFT的源極S和汲極D可透過使用閘極G作為一遮罩，在有源層ACT的外側部分上摻雜P型或N型的高濃度雜質來形成。
在此，在形成閘極G的過程中，可執行一濕蝕刻製程和一乾蝕刻製程，並且N型或P型的高濃度雜質可在濕蝕刻製程和乾蝕刻製程之間摻雜於有源層ACT上。
薄膜電晶體TFT可設置有位於閘極絕緣體120之下的有源層ACT、源極S、以及汲極D，以及設置於閘極絕緣體120之上的閘極G。這裡，薄膜電晶體TFT可形成於共面的頂閘結構中。
隨後，請參照圖9，層間介電質（ILD）125可設置為覆蓋閘極絕緣體120和薄膜電晶體TFT。層間介電質（ILD）125可以由二氧化矽（SiO2 ）或氮化矽（SiNx）形成，並且可具有3000埃（Å）至6000埃（Å）的一厚度。作為另一個實例，層間介電質（ILD）125可形成為其中堆疊二氧化矽（SiO2 ）（3000埃（Å））和氮化矽（SiNx）（3000埃（Å））的一結構。
隨後，與薄膜電晶體TFT的源極S相重疊的閘極絕緣體120和層間介電質（ILD）125之每一個的一部分可透過使用一第四遮罩執行蝕刻製程來去除。因此，可形成暴露薄膜電晶體TFT之源極S的一源極接觸孔SCH。由此，可去除閘極絕緣體120和層間介電質（ILD）125分別與薄膜電晶體TFT的汲極D相重疊的一部分。因此，可形成暴露薄膜電晶體TFT之汲極D的一汲極接觸孔DCH。
隨後，請參照圖10，一金屬層可透過在層間介電質（ILD）125上塗覆一金屬材料來形成。
隨後，分別將資料電壓供給至這些畫素的複數個資料線DL可以透過藉由使用一第五遮罩的光刻和蝕刻製程圖案化金屬層來形成。由此，一金屬材料可掩埋於源極接觸孔SCH和汲極接觸孔DCH中，因此，可形成源極接觸部130和汲極接觸部135。也就是說，資料線DL、源極接觸部130、以及汲極接觸部135可在相同的遮罩過程中形成。這裡，資料線DL可設置於液晶面板的一第二方向（例如，垂直方向）上。
資料線DL、源極接觸部130、以及汲極接觸部135可由鋁（Al）或鉬（Mo）形成，並且可具有2000埃（Å）至3000埃（Å）的一厚度。
隨後，請參照圖11，一第一鈍化層（PAS0）140可形成於層間介電質（ILD）125上。第一鈍化層140可設置為覆蓋層間介電質（ILD）125、源極接觸部130、以及汲極接觸部135。第一鈍化層140可以由二氧化矽（SiO2 ）或氮化矽（SiNx）形成，並且可具有1000埃（Å）至2000埃（Å）的一厚度。
隨後，透過使用一第六遮罩執行一製程，第二鈍化層（PAS1）145可設置為覆蓋第一鈍化層（PAS0）140。第二鈍化層（PAS1）145可使用光丙烯形成，並且可具有2.0微米（μm）至3.0微米（μm）的一厚度。
第二鈍化層（PAS1）145可不形成在與汲極接觸部135相重疊的一部分。在隨後的製程中，第一接觸孔CH1可形成在沒有形成第二鈍化層（PAS1）145的一部分，其中汲極接觸部135通過第一接觸孔CH1與畫素電極相接觸。在這種情況下，第一鈍化層（PAS0）140可不去除，而是也可保持原樣。
隨後，請參照圖12，一透明導電材料可塗覆於第二鈍化層（PAS1）145上。然後，透過使用一第七遮罩執行光刻和蝕刻製程，共同電極150可形成於第二鈍化層（PAS1）145上。
共同電極150可以由一透明導電材料，例如氧化銦錫（ITO）、氧化銦鋅（IZO）、或氧化銦錫鋅（ITZO）形成，並且可具有500埃（Å）至1500埃（Å）的一厚度。
隨後，請參照圖13，第三鈍化層（PAS2）155可設置為覆蓋共同電極150。第三鈍化層155可由二氧化矽（SiO2 ）或氮化矽（SiNx）形成，並且可具有2000埃（Å）至3000埃（Å）的一厚度。
透過使用一第八遮罩執行光刻和蝕刻製程可去除第一鈍化層（PAS0）140和第三鈍化層（PAS2）155分別與汲極接觸部135相重疊的一部分。因此，可形成暴露汲極接觸部135的第一接觸孔CH1。
由此，透過使用第八遮罩執行光刻和蝕刻製程可去除第三鈍化層（PAS2）155與共同電極150相重疊的一部分。因此，可形成暴露共同電極150的一部分的第二接觸孔CH2。如上所述，透過使用第八遮罩執行光刻和蝕刻製程，可同時形成第一及第二接觸孔CH1及CH2。
這裡，第一接觸孔CH1可將電薄膜電晶體TFT的汲極D電連接至畫素電極。此外，第二接觸孔CH2可將共同電極150電連接至導線160。
隨後，請參照圖14，一金屬材料可塗覆於第三鈍化層155上。隨後，可透過使用一第九遮罩執行光刻和蝕刻製程圖案化此金屬材料。因此，導線160可形成為與共同電極150相接觸。
導線160可設置於第二接觸孔CH2中和第三鈍化層PAS2及155之上，並且共同電極150可在第二接觸孔CH2與導線160直接接觸。
導線160可以由鉬（Mo）或鋁（Al）形成且可具有1500埃（Å）至2000埃（Å）的一厚度。導線160可形成為順次堆疊鉬（Mo）、鋁（Al）、以及鉬（Mo）的一多層結構。
這裡，導線160可形成為與資料線DL相重疊，並且可以連接在液晶面板的垂直方向上彼此相鄰近的複數個共同電極。導線160可以不與分別設置於紅色、綠色、以及藍色畫素中的所有資料線相重疊。當一柱狀間隔件設置於紅色畫素的資料線上時，導線160可設置為與綠色畫素的資料線和藍色畫素的資料線相重疊。然而，本實施例不限於此，並且導線160可設置為與紅色、綠色、以及藍色畫素的一個或多個資料線相重疊。
隨後，請參照圖15，一透明導電材料可塗覆於第三鈍化層（PAS2）155上和第一接觸孔CH1的內部。接著，透過使用一第十遮罩執行光刻和蝕刻製程，畫素電極170可形成在第三鈍化層（PAS2）155上和第一接觸孔CH1中。畫素電極170可與第一接觸孔CH1中的汲極接觸部135相連接，並且因此，薄膜電晶體TFT的汲極D可電連接至畫素電極170。導線160可不與畫素電極170相接觸。
這裡，畫素電極170可以由一透明導電材料例如氧化銦錫（ITO）、氧化銦鋅（IZO）、或氧化銦錫鋅（ITZO）形成，並且可以具有500埃（Å）至1500埃（Å）的一厚度。畫素電極170可設置為一指狀，並且因此，一邊緣電場可在共同電極150和畫素電極170之間產生。
製造根據本發明一實施例的內嵌式觸控液晶顯示裝置的製造方法可在畫素電極頂結構中形成每一畫素。在這種畫素電極頂結構中，一畫素區域的中央部分的透光率較高，並且每一資料線附近的透光率較低。因此，根據本發明一實施例的內嵌式觸控液晶顯示裝置可防止在畫素之間的顏色混合。
此外，在根據本發明實施例的內嵌式觸控液晶顯示裝置中，由於共同電極與導線直接相接觸，因此，由於共同電極與導線接觸的一結構，可防止降低每一畫素的孔徑比。
此外，根據本發明之實施例的內嵌式觸控液晶顯示裝置的製造方法減少了用於製造內嵌式觸控液晶顯示裝置的遮罩數目，並且簡化了製造過程。
習知技術的一內嵌式觸控液晶顯示裝置的製造方法在製造一薄膜電晶體TFT陣列基板的過程中需要十一個遮罩。另一方面，根據本發明之實施例的內嵌式觸控液晶顯示裝置的製造方法透過使用十個遮罩來製造薄膜電晶體TFT陣列基板，由此相比較於習知技術減少了遮罩的數目。另外，簡化了詳細的製造過程，並且因此製造時間和製造成本降低。
圖16表示將觸控電極連接至驅動積體電路的一導線的排列結構的一實例。圖17表示將觸控電極連接至驅動積體電路的一導線的排列結構的另一實例。
在圖16及圖17中，表示出根據本發明一實施例的內嵌式觸控液晶顯示裝置100的觸控電極和導線設置為內嵌式觸控型的自電容。
請參考圖16及圖17，在根據本發明一實施例的內嵌式觸控液晶顯示裝置100中，複數個導線160可形成於液晶面板的一有源區中，並且導線160可以垂直地設置以與資料線DL相重疊。因此，透過設置導線160的路徑可防止邊框區域的擴大。
舉例而言，如圖16中所示，導線160可設置為從連接至共同電極150的一部分至有源區的一底端。作為另一實例，如圖17所示，導線160可設置為從一頂端到有源區的底端。當導線160從頂端至導線160的底端形成時，一電容值透過導線160的路徑而均勻，從而提高觸控感測的精確度。
根據本發明的實施例，提供了具有畫素電極頂結構的內嵌式觸控液晶顯示裝置及其製造方法。
此外，根據本發明之實施例的內嵌式觸控液晶顯示裝置在畫素電極頂結構中實現，從而防止了紅色、綠色、以及藍色畫素之間的混合。
另外，在根據本發明之實施例的內嵌式觸控液晶顯示裝置中，由於共同電極與導線直接相接觸，因此防止了由於共同電極和導線之結構的其他類型使得每一畫素的孔徑比降低。
此外，根據本發明之實施例的內嵌式觸控液晶顯示裝置的製造方法減少了用於製造內嵌式觸控液晶顯示裝置的遮罩數目，並且簡化了製造過程。
另外，根據本發明之實施例的內嵌式觸控液晶顯示裝置的製造方法降低了內嵌式觸控液晶顯示裝置的製造成本。
雖然本發明以前述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。在不脫離本發明之精神和範圍內，所為之更動與潤飾，均屬本發明之專利保護範圍。關於本發明所界定之保護範圍請參考所附之申請專利範圍。
1‧‧‧薄膜電晶體
2‧‧‧彩色濾光器陣列基板
10‧‧‧液晶面板
12‧‧‧觸控接收線
14‧‧‧觸控驅動線
100‧‧‧內嵌式觸控液晶顯示裝置
105‧‧‧玻璃基板
110‧‧‧遮光層
115‧‧‧緩衝層
120‧‧‧閘極絕緣體
125‧‧‧層間介電質
130‧‧‧源極接觸部
135‧‧‧汲極接觸部
140、PAS0‧‧‧第一鈍化層
145、PAS1‧‧‧第二鈍化層
150‧‧‧共同電極
155、PAS2‧‧‧第三鈍化層
160‧‧‧導線
170‧‧‧畫素電極
190‧‧‧驅動積體電路
S‧‧‧源極
D‧‧‧汲極
G‧‧‧閘極
CH1‧‧‧第一接觸孔
CH2‧‧‧第二接觸孔
DL‧‧‧資料線
ACT‧‧‧有源層
DCH‧‧‧汲極接觸孔
SCH‧‧‧源極接觸孔
TFT‧‧‧薄膜電晶體
TX‧‧‧觸控驅動電極
RX‧‧‧觸控接收電極
TB1‧‧‧距離
TBn‧‧‧距離
圖1A、圖1B以及圖1C為表示應用一觸控螢幕的一習知技術的觸控顯示裝置。 圖2係為表示具有一互電容型的一內嵌式液晶顯示裝置（LCD）的圖式。 圖3示意性地表示具有共同電極頂畫素結構的一內嵌式觸控顯示裝置的製造過程，並且表示應用到製造過程的遮罩數目。 圖4表示根據本發明一實施例的一內嵌式觸控液晶顯示裝置且表示設置於薄膜電晶體（TFT）陣列基板上的一畫素的橫截面結構。 圖5示意性地表示根據本發明一實施例內嵌式觸控顯示裝置的製造方法，並且表示應用於製造過程的遮罩數。 圖6至圖15表示根據本發明一實施例的內嵌式觸控顯示裝置的製造方法。 圖16表示將觸控電極連接至驅動積體電路（IC）的一導線的排列結構的一實例。以及 圖17表示將觸控電極連接至驅動積體電路的一導線的排列結構的另一實例。
100‧‧‧內嵌式觸控液晶顯示裝置
105‧‧‧玻璃基板
110‧‧‧遮光層
115‧‧‧緩衝層
120‧‧‧閘極絕緣體
125‧‧‧層間介電質
130‧‧‧源極接觸部
135‧‧‧汲極接觸部
140‧‧‧第一鈍化層
145‧‧‧第二鈍化層
150‧‧‧共同電極
155‧‧‧第三鈍化層
160‧‧‧導線
170‧‧‧畫素電極
S‧‧‧源極
D‧‧‧汲極
G‧‧‧閘極
CH1‧‧‧第一接觸孔
CH2‧‧‧第二接觸孔
DL‧‧‧資料線
ACT‧‧‧有源層
TFT‧‧‧薄膜電晶體

Claims (7)

  1. 一種內嵌式觸控液晶顯示裝置，包含：一薄膜電晶體，設置於複數個畫素區域的每一個畫素區域中；一源極接觸部，連接至該薄膜電晶體的一源極；一汲極接觸部，連接至該薄膜電晶體的一汲極；第一鈍化層及第二鈍化層，設置於該源極接觸部及該汲極接觸部上；一共同電極，設置於該第二鈍化層上；一第三鈍化層，設置於該共同電極上；一導線，設置於該第三鈍化層上且與該共同電極相重疊；以及一畫素電極，連接至一第一接觸孔中的該汲極接觸部且設置於該第三鈍化層上。
  2. 如請求項1所述之內嵌式觸控液晶顯示裝置，其中該導線設置於暴露該共同電極的一第二接觸孔中且連接至該共同電極。
  3. 如請求項2所述之內嵌式觸控液晶顯示裝置，其中該第二接觸孔與該導線設置於與一資料線相重疊的一區域中。
  4. 一種內嵌式觸控液晶顯示裝置的製造方法，包含以下步驟︰形成一薄膜電晶體於複數個畫素區域的每一個畫素區域中；形成連接至該薄膜電晶體的一源極的一源極接觸部，以及連接至該薄膜電晶體的一汲極的一汲極接觸部；形成第一鈍化層及第二鈍化層於該源極接觸部及該汲極接觸部上；形成一共同電極於該第二鈍化層上；形成一第三鈍化層於該共同電極上；形成暴露該汲極接觸部的一第一接觸孔，以及暴露該共同電極之一部分的一第二接觸孔；形成一導線以與該共同電極相連接；以及形成一畫素電極於該第一接觸孔中及該第三鈍化層上。
  5. 如請求項4所述之內嵌式觸控液晶顯示裝置的製造方法，其中形成該第一接觸孔及該第二接觸孔包含︰去除與該汲極接觸部相重疊的一區域中設置的該第一鈍化層、該第二鈍化層以及該第三鈍化層以形成該第一接觸孔；以及去除與該共同電極相重疊的一區域中的該第三鈍化層以形成該第二接觸孔。
  6. 如請求項5所述之內嵌式觸控液晶顯示裝置的製造方法，其中該導線位於該第二接觸孔中且與該共同電極相連接。
  7. 如請求項5所述之內嵌式觸控液晶顯示裝置的製造方法，其中該第二接觸孔與該導線與一資料線相重疊。
TW104141258A 2014-12-31 2015-12-09 內嵌式觸控液晶顯示裝置及其製造方法 TWI578216B (zh)

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