TW201626191A - 內嵌式觸控液晶顯示裝置及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明揭露一種具有像素電極頂結構的內嵌式觸控液晶顯示裝置及其製造方法。該內嵌式觸控液晶顯示裝置以像素電極頂結構方式實施，藉此防止紅、綠、藍像素間的混色情況。該製造內嵌式觸控液晶顯示裝置的方法可減少製造薄膜電晶體陣列基板所需的遮罩數量，藉此降低製造時間與成本。

Description

內嵌式觸控液晶顯示裝置及其製造方法
本發明係有關一種具有電極頂結構的內嵌式觸控液晶顯示裝置及其製造方法。
取代傳統上應用於平板顯示裝置的滑鼠或鍵盤，能讓使用者直接用手指或筆輸入資訊的觸控螢幕被應用於平板顯示裝置，尤其，因為所有使用者都可以輕易地操作觸控螢幕，故觸控螢幕的應用正在擴展中。
觸控螢幕可應用於顯示器如導航機、工業用終端機、筆記型電腦、金融自動化設備、遊戲機、便攜式終端機(例如行動電話、MP3播放器、PDA、PMP、PSP)、可攜式遊戲機、DMB接收器、平板個人電腦(PCs)以及家用電器(如電冰箱、微波爐、和洗衣機)等等。
觸控螢幕可依據該觸控螢幕與液晶面板的耦合結構來分類。觸控螢幕可分為內嵌式(in-cell type)、平置式(on-cell type)及外加式(add-on type)；其中，內嵌式係將觸控螢幕建於液晶面板的單元內，平置式則是將觸控螢幕設置於液晶面板的單元上，而外加式則是將觸控螢幕耦合於液晶面板的外部。在下文中，耦合於液晶面板的觸控螢幕(或觸控平板)則稱為觸控顯示裝置。
第1A圖、第1B圖、及第1C圖係說明應用觸控螢幕的習知觸控顯示裝置的示意圖。第1A圖說明外加式的觸控顯示裝置；第1B圖說明修改後的外加式觸控顯示裝置；第1C圖說明混合式的觸控顯示裝置。
在第1A圖之外加式的觸控顯示裝置與第1B圖之修改後的外加式觸控顯示裝置中，觸控螢幕設置在一液晶面板上，該液晶面板包含一薄膜電晶體(TFT)陣列基板1與一彩色濾光片陣列基板2。一觸控驅動(傳輸) 電極(TX電極)和一觸控接收電極(RX電極)被安置在該觸控螢幕內。在此情況下，該觸控驅動電極(TX電極)和該觸控接收電極(RX電極)可以被設置在同一層或不同層上。
在第1C圖之混合式的觸控顯示裝置中，一觸控驅動電極(TX電極)被設置在TFT陣列基板1上；以及一觸控接收電極(RX電極)被設置在彩色濾光片陣列基板2上。
在習知的觸控顯示裝置中，由於液晶面板和觸控螢幕是分開製造，藉此製造過程複雜，並增加成本。
近年來，已開發出一款內嵌式觸控液晶顯示裝置，其中，觸控電極(觸控感測器)內建於液晶面板的一單元內，以減少觸控顯示裝置的厚度，並降低了製造成本。該內嵌式觸控液晶顯示裝置使用一個共用電極，該共用電極設置在TFT陣列基板上，作為觸控感測器。
第2圖係說明互電容式(mutual capacitive type)的內嵌式觸控液晶顯示裝置的示意圖。
參考第2圖，該互電容式的內嵌式觸控液晶顯示裝置驅動設置在TFT陣列基板上的共用電極，以作為一觸控驅動(傳輸)電極(TX電極)和一觸控接收電極(RX電極)。在互電容式中，連接於觸控驅動電極(TX電極)的觸控驅動線14與連接至觸控接收電極(RX電極)的觸控接收線12設置在液晶面板10的左框區域與右框區域內，使得邊框的寬度增加。
第3圖係說明具有電極頂結構的內嵌式觸控液晶顯示裝置的製造程序，以及製程中所應用到的遮罩數量。
參考第3圖，在共用電極頂像素結構中，在像素結構的最上層設置有一共用電極，並使用一共用電極頂(Vcom top)像素結構，其中，一像素電極設置在該共用電極下。
TFT的主動層(active layer)的材料可採用低溫多晶矽(low temperature poly-silicon,LTPS)。在應用共用電極頂像素結構之習知的內嵌式觸控液晶顯示裝置中，其製程使用11個遮罩，從而執行多個詳細的過程，由於這個理由，其製程相對複雜，且製造成本增加。
更甚者，在應用共用電極頂像素結構時，在像素之間邊界處的透光率高，藉此，紅、藍、綠等像素之間的顏色會產生混合現象。
為克服習知技藝之一或多種限制或缺點，本發明之目的在於提供一種內嵌式觸控液晶顯示裝置及其製造方法。
本發明之一目的在於提供一種具有電極頂結構的內嵌式觸控液晶顯示裝置及其製造方法。
本發明之另一目的在於提供一種內嵌式觸控液晶顯示裝置及其製造方法，以避免紅、藍、綠等像素之間產生混色現象。
本發明之另一目的在於提供一種用以降低使用在內嵌式觸控液晶顯示裝置製程中的遮罩數量並簡化製程的製造方法。
本發明之另一目的在於提供一種用以降低內嵌式觸控液晶顯示裝置製程的成本的製造方法。
除了前述之目的，以下將說明本發明之其他特徵與優點，凡嫻熟此技藝者可藉由本揭露了解本發明之技術特徵與優點。
為達到本發明之上述目的，本發明提供一種內嵌式觸控液晶顯示裝置，包括：一薄膜電晶體(TFT)，設置在複數個像素區中的每個像素區內；一源極接觸部，連接至該薄膜電晶體的一源極電極；一汲極接觸部，連接至該薄膜電晶體的一汲極電極；一第一鈍化層與一第二鈍化層，設置在該源極接觸部與該汲極接觸部上；一共用電極，設置在該第二鈍化層上；一第三鈍化層，設置在該共用電極上；一傳導線，設置在該第三鈍化層上以重疊該共用電極；一像素電極，在第一接觸孔內連接至該汲極接觸部，並設置在該第三鈍化層上；一橋接觸部，包含直接接觸該傳導線的一第一側、及通過該第三鈍化層連接至該共用電極的一第二側。
本發明之另一實施例係提供一種製造內嵌式觸控液晶顯示裝置的方法，包括在複數個像素區中的每個像素區內形成一薄膜電晶體。該方法可形成一源極接觸部，該源極接觸部連接至該薄膜電晶體的一源極電極、以及一汲極接觸部，該汲極接觸部連接至該薄膜電晶體的一汲極電極。該方法可於該源極接觸部與該汲極接觸部上形成一第一鈍化層和一第二鈍化層上。該方法可於該第二鈍化層形成一共用電極。該方法可於該共用電 極上形成一第三鈍化層。該方法可於該第三鈍化層上重疊該共用電極的區域內形成一傳導線。該方法可形成一第一接觸孔，該第一接觸孔暴露出該汲極接觸部，並且在該第一接觸孔內與該第三鈍化層上形成一像素電極。該方法可形成一橋接觸部、直接接觸該傳導線之該橋接觸部的一第一側、以及通過該第三鈍化層連接至該共用電極之該橋接觸部的一第二側。
但是應當理解，前面的一般描述和本發明的以下詳細描述都是示例性和解釋性的，旨在提供對本發明申請專利範圍的進一步解釋。
1‧‧‧薄膜電晶體陣列基板
2‧‧‧彩色濾光陣列基板
10‧‧‧液晶面板
12‧‧‧觸控接收線
14‧‧‧觸控驅動線
100‧‧‧薄膜電晶體陣列基板
105‧‧‧玻璃基板
110‧‧‧遮光層
115‧‧‧緩衝層
120‧‧‧閘極隔離層
125‧‧‧層間介電質(ILD)
130‧‧‧源極接觸部
135‧‧‧汲極接觸部
140‧‧‧第一鈍化層(PAS0)
145‧‧‧第二鈍化層(PAS1)
150‧‧‧共用電極
155‧‧‧第三鈍化層(PAS2)
160‧‧‧傳導線
170‧‧‧像素電極
175‧‧‧橋接觸部
TFT‧‧‧薄膜電晶體
G‧‧‧閘極電極
ACT‧‧‧主動層
S‧‧‧源極電極
D‧‧‧汲極電極
DL‧‧‧傳導線
CH1‧‧‧第一接觸孔
CH2‧‧‧第二接觸孔
SCH‧‧‧源極接觸孔
DCH‧‧‧汲極接觸孔
所包含之附圖供進一步理解本發明，並且構成本發明的一部分，說明本發明的實施例，且與說明書一起用於解釋本發明的原理。如附圖：第1A圖、第1B圖及第1C圖為說明應用觸控螢幕之習知觸控顯示裝置的示意圖；第2圖為說明互電容式(mutual capacitive type)之內嵌式觸控液晶顯示裝置的示意圖；第3圖為概要說明製造具有共用電極頂結構之內嵌式觸控液晶顯示裝置的程序的圖式，以及說明製程中所應用的遮罩數量；第4圖為說明根據本發明一實施例之內嵌式觸控液晶顯示裝置的圖式，以及說明設置在TFT陣列基板上之像素的剖視結構；第5圖為概要說明根據本發明一實施例之製造內嵌式觸控液晶顯示裝置的方法的圖式，以及說明製程中所應用的遮罩數量；第6圖至第14圖為說明根據本發明一實施例之製造內嵌式觸控液晶顯示裝置的方法的示意圖；第15圖為說明連接觸控電極至驅動IC的傳導線的排列結構的一範例的示意圖；以及第16圖為說明連接觸控電極至驅動IC的傳導線的排列結構的另一範例的示意圖。
請詳細參考本發明例示性實施例，將配合所附圖式進行說明，，在附圖中，儘可能地，相同的元件編號在整份圖式中是表示相同或相似的元件。
類似的元件編號是指類似的元件。在以下說明中，與本發明基本要素無關以及本領域技術人員已知悉的元件和功能不予提供。
本發明的優點與特徵、以及實施方式將透過以下實施例配合圖式加以說明。然而，本發明可以不同形式體現，且不應該被解釋為限於所闡述的實施例。相反地，提供這些實施例以使本發明全面完整，並且使本領域技術人員完全理解本發明的範圍。再者，本發明將僅通過所附的申請專利範圍來限定。
在說明書中，添加於每一圖式中之元件的元件編號，應儘可能地使用標記於其他圖式中已使用的類似的元件編號。
在附圖中用以敘述本發明實施例之形狀、尺寸、比例、角度、數目等僅僅是說明性的，並非用以限制本發明。相同的元件編號在整份說明書中是指相同的元件。在以下說明中，當相關技術的具體描述被確定為可能不需要地使本發明標的產生混淆時，其詳細描述將被省略。若說明書中使用術語「包括」、「具有」、「含有」時，除非術語「僅僅」被使用，否則未提及的部分可額外地被包括在內。除非上下文另外明確指出，否則單數形式也意指包括複數形式。
在解釋一個元件時，雖然沒有明確敘述，元件應被解釋為包括誤差範圍。
在描述位置關係時，例如，當兩個部件之間的位置關係被描述為“在...上”、“在...上方”、“在...之下”和“相鄰於...”，除非使用“正好”或“直接”，否則一或多個其他部件可設置在兩個部件之間。
在描述時間關係時，例如，當時間次序被描述為“在...之後”、“接著...”、“下一個...”和“在...之前”，除非使用“正好”或“直接”，否則可包括不連續的情況。
術語“至少一個”應被理解為包括一個以上相關聯的所列項目的任一個或所有組合。例如，“第一項目、第二項目和第三項目中的至少一個”的含義是表示第一項目、第二項目和第三項目中的兩個或更多個、以及第 一項目、第二項目、或第三項之所有項目的組合。
應該理解的是，雖然術語“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術語的限制。這些術語僅用於彼此區分元件。例如，第一元件可以被稱為第二元件，並且類似地，第二元件可以被稱為第一元件，而不偏離本發明的範圍。
本發明各種實施例的特徵可部分地或整體地彼此結合或組合，並且彼此之間的各種操作和技術性驅動可為本領域技術人員能夠充分理解。本發明實施例可以彼此獨立地實施、或者以依附關係而一起實施。
液晶顯示裝置可依據調整液晶配向(alignment)的方式而發展出：扭轉向列(twisted nematic,TN)模式、垂直配向(vertical alignment,VA)模式、面內切換(in-plane switching,IPS)模式和邊緣場切換(fringe field switching,FFS)模式。
在這些模式中，面內切換模式和邊緣場切換模式係採用在下層基板上設置複數個像素電極與複數個共用電極，藉此，利用一像素電極與一共用電極之間的電場來調整液晶的配向。
尤其是，在面內切換模式中，像素電極與共用電極係呈平行且交錯方式排列；藉此，側向電場在像素電極與共用電極之間分別產生，藉以調整液晶的配向。在面內切換模式中，由於在像素電極與共用電極之上的液晶層之排列並無調整，故在相對應之區域中的透光率較低。
為了解決面內切換模式的缺失，已提出了邊緣場切換模式。在邊緣場切換模式中，提供彼此隔開的像素電極與共用電極，且其間具有一絕緣層。
像素電極與共用電極其中之一形成為平板形狀或圖案，而另一電極則形成為手指狀。邊緣場切換模式通過像素電極與共用電極之間的邊緣電場來調整液晶的配向。
根據本發明一實施例的內嵌式觸控液晶顯示裝置及其製造方法，係基於邊緣場切換模式實現薄膜電晶體陣列基板(下層基板)。在根據本發明一實施例之內嵌式觸控液晶顯示裝置中，偵測觸碰的觸控感應器係內建於薄膜電晶體陣列基板(下層基板)。
在薄膜電晶體陣列基板上可提供複數個像素，該複數個像素分 別為相互交錯的複數條資料線(圖中未示)與複數條閘極線(圖中未示)所定義。由相互交錯的複數條資料線與複數條閘極線所定義的複數個區域中的每一個區域定義出一個像素。複數個像素中的每一個像素可設置一個薄膜電晶體。
以下，將以圖示詳細說明根據本發明一實施例之內嵌式觸控液晶顯示裝置及其製造方法。
第4圖係說明根據本發明一實施例之內嵌式觸控液晶顯示裝置，並說明設置在薄膜電晶體陣列基板上之像素的剖視結構。第4圖係基於FFS模式說明薄膜電晶體陣列基板(下層基板)的結構，並說明複數個像素中的一個像素的結構。第4圖說明內化於內嵌式觸控型之薄膜電晶體陣列基板中的觸控感應器，並說明像素電極頂結構。
在第4圖中，並未示出彩色濾光陣列基板(上層基板)、液晶層、背光單元、及驅動電路單元。該驅動電路單元可包含：一時序控制器(T-con)、一資料驅動器(D-IC)、一閘極驅動器(G-IC)、一感應驅動器、一背光驅動器、以及施加一驅動電壓至複數個驅動電路的一電源供應器。在此，該驅動電路的全部或部分元件可設置於晶粒玻璃接合型(Chip-on Glass,COG)，或是晶粒可撓性印刷電路型(Chip-on Film,COF)的液晶面板上。
以下將參考第4圖詳細描述本發明一實施例之內嵌式觸控液晶顯示裝置。第4圖說明根據本發明一實施例之內嵌式觸控液晶顯示裝置的薄膜電晶體陣列基板上的像素結構。
薄膜電晶體陣列基板100可包含：一玻璃基板105、一遮光層110、一緩衝層115、一閘極隔離層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、一共用電極150、一第三鈍化層(PAS2)155、一傳導線160、一像素電極170、一橋接觸部175、以及一薄膜電晶體(TFT)，該薄膜電晶體具有一閘極電極G、一主動層ACT、一源極電極S、及一汲極電極D。
遮光層110可設置在玻璃基板105上對應於薄膜電晶體的主動層ACT的一部分處；遮光層110可由不透光的金屬形成，以防止光照射到主動層ACT。遮光層110可由鉬(Mo)或鋁(Al)形成，其厚度可為500Å至1,000Å。
緩衝層115可形成在遮光層110上；緩衝層115可由SiO2或SiNx形成，其厚度可為2,000Å至3,000Å。
薄膜電晶體TFT的主動層ACT、源極電極S、及汲極電極D可設置在緩衝層115上與遮光層110重疊的區域內。
可設置閘極隔離層120以覆蓋主動層ACT、源極電極S、及汲極電極D；閘極隔離層120可由SiO2形成，其厚度可為1,000Å至1,500Å。
閘極隔離層120可藉由一化學氣相沉積(CVD)製程沉積正矽酸乙酯(TEOS)或中間溫度氧化(MTO)來形成。
閘極電極G可設置在閘極隔離層120上與主動層ACT重疊的區域內。在此情況下，閘極電極G可由Al或Mo形成，其厚度可為2,000Å至3,000Å。如前所述，薄膜電晶體TFT可配置有設置在閘極隔離層120下的主動層ACT、源極電極S、和汲極電極D、以及設置在閘極隔離層120上的閘極電極G。在此，薄膜電晶體可形成為共平面頂閘極結構。
可設置層間介電質125以覆蓋閘極隔離層120與薄膜電晶體。層間介電質125可由SiO2或SiNx形成，其厚度可為3,000Å至6,000Å。如另一例，層間介電質125可由厚度為3,000Å的SiO2與3,000Å的SiNx所堆疊的結構來形成。
源極接觸部130通過閘極隔離層120與層間介電質125連接至薄膜電晶體TFT的源極電極S；汲極接觸部135通過閘極隔離層120與層間介電質125連接至薄膜電晶體TFT的汲極電極D。
源極接觸部130與汲極接觸部135可形成為一多層結構，其中Mo、Al、Mo依序堆疊。源極接觸部130可連接至一資料線DL，並且汲極接觸部135可連接至像素電極170。
可設置第一鈍化層(PAS0)140以覆蓋層間介電質125、源極接觸部130與汲極接觸部135。第一鈍化層(PAS0)140可由SiO2或SiNx形成，其厚度可為1,000Å至2,000Å。
可設置第二鈍化層(PAS1)145以覆蓋第一鈍化層(PAS0)140。第二鈍化層(PAS1)145可由壓克力相片(photo acryl)形成，其厚度可2.0μm至3.0μm。
可設置共用電極150於第二鈍化層145上。共用電極150可由 例如銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)、或氧化銦錫鋅(ITZO)的透明傳導材料形成，其厚度可為500Å至1,500Å。
可設置第三鈍化層(PAS2)155以覆蓋共用電極150。第三鈍化層(PAS2)155可由SiO2或SiNx形成，其厚度可為2,000Å至3,000Å。
傳導線160可設置在第三鈍化層155上對應於共用電極150的一部分處。傳導線160可由Mo或Al形成，其厚度可為1,500Å至2,000Å。傳導線160可由Mo、Al、Mo依序堆疊來形成為一多層結構。
在此，可設置傳導線160以覆蓋資料線DL。傳導線160可不重疊分別由紅、綠、藍等像素所提供之所有的資料線。當在紅像素的資料線上設置一欄間隔(column spacer)時，可設置傳導線160以重疊綠、藍等像素的資料線。然而，本實施例並不限於此，可設置傳導線160以重疊紅、綠、藍等像素的一或多條資料線。
一第一接觸孔CH1可藉由移除第一至第三鈍化層(PAS0-PAS2)140、145、155之與汲極接觸部135重疊的一部分來形成。
像素電極170可設置在第三鈍化層155上與第一接觸孔CH1內。像素電極170可由例如銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)、或氧化銦錫鋅(ITZO)的透明傳導材料形成，其厚度可為500Å至1,500Å。像素電極170可設置成手指形狀，藉此，共用電極150與像素電極170之間可產生一邊緣場(Fringe field)。
一第二接觸孔CH2可藉由移除設置在共用電極150上之第三鈍化層155的一部分來形成。第二接觸孔CH2可形成在重疊共用電極150的區域內，第二接觸孔CH2可不重疊資料線DL與傳導線160。
橋接觸部175可設置在對應於共用電極150與傳導線160的區域內。可設置橋接觸部175以覆蓋每一條傳導線160的一部分與第三鈍化層155。
在此，橋接觸部175的一第一側可直接接觸傳導線160；同樣，橋接觸部175的一第二側可設置在第二接觸孔CH2內，並接觸共用電極150。藉此，橋接觸部175可電性連接共用電極150至傳導線160。
在此，橋接觸部175可通過與形成像素電極170的製程相同的製程，與像素電極170一起來形成。共用電極150可通過橋接觸部175電 性連接至傳導線160。橋接觸部175可設置成島狀圖案，且像素電極170可不接觸橋接觸部175。
傳導線160可電性連接至設置在複數個像素的每一個像素中的共用電極150，且可設置在液晶面板中的資料線DL上。傳導線160可以液晶面板的頂部到底部的方向設置成棒狀。參考第15圖、第16圖，共用電極150與傳導線160可通過一鏈結線連接到驅動IC 190的一個通道。
由於傳導線160在觸控期間(非顯示期間)，共用電極150可作用為一觸控電極。在顯示期間，一共用電壓可施加於傳導線160；在觸控期間，觸控驅動信號可經由傳導線160提供至共用電極150，然後，藉由感測通過傳導線160產生於共用電極150內的一電容值，可偵測是否有觸碰、及觸碰的位置。
雖然第4圖中未說明，在薄膜電晶體陣列基板上可形成相互交叉的複數條閘極線與複數條資料線。相互交叉的複數條閘極線與複數條資料線所定義出的複數個區域的每一個區域可形成薄膜電晶體TFT。同樣，複數個像素中的每一個像素內可形成一儲存電容器。
在習知技術中，複數個像素中的每一個像素係以共用電極頂(Vcom頂)結構呈現。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，每一個像素皆可以像素電極頂的結構形成。藉此，本發明提供其中以像素電極頂結構形成的內嵌式觸控液晶顯示裝置。
在像素電極頂結構中，一像素區的中間部分有高透光率，而靠近每一條資料線的區域則透光率低。藉此，在本發明一實施例的內嵌式觸控液晶顯示裝置中，由於靠近每一條資料線的區域透光率低，可避免像素間的混色情況。
第5圖係概要說明根據本發明一實施例之製造內嵌式觸控液晶顯示裝置的方法並說明於製程中所應用的遮罩數量。相較於習知的共用電極頂結構，根據本發明一實施例之製造內嵌式觸控液晶顯示裝置的方法減少像素電極頂結構製程中所需的遮罩數量。
如第5圖所示，根據本發明一實施例之內嵌式觸控液晶顯示裝置可藉由使用十個遮罩的製程來製造。以下參考第5圖、第6圖至第14圖詳細說明根據本發明一實施例之製造內嵌式觸控液晶顯示裝置的方法。
第6圖至第14圖係說明根據本發明一實施例之製造內嵌式觸控液晶顯示裝置的方法。
參考第6圖，可藉由在玻璃基板105上塗佈一金屬材料，例如，可遮光的鉬(Mo)，來形成一金屬層。
接著，藉由通過使用一第一遮罩的光微影與濕蝕刻製程將金屬層圖形化可形成在TFT區域內的遮光層110。在此情況下，遮光層110形成厚度可為500Å至1,000Å，且遮光層110可與後續製程中所形成的薄膜電晶體TFT的主動層ACT對齊。
在第6圖中，以應用玻璃基板105作為TFT陣列基板的基礎為一範例來說明，但不限於此，例如，可以由塑膠基板代替。
接著，參考第7圖，在玻璃基板105上緩衝層115可由無機材料(例如，SiO2或SiNx)形成以覆蓋遮光層110。在此情況下，緩衝層115的厚度可為2,000Å至3,000Å。
接著，藉由在緩衝層115上沉積LTPS來形成一半導體層。
接著，藉由通過使用一第二遮罩的光微影與濕蝕刻製程將半導體層圖形化以在與遮光層110重疊的區域內形成薄膜電晶體TFT的主動層ACT。在此情況下，主動層ACT的厚度可為500Å至1,500Å。
接著，參考第8圖，可在緩衝層115上形成閘極隔離層120以覆蓋主動層ACT。閘極隔離層120可由SiO2形成，其厚度可為1,000Å至1,500Å。
閘極隔離層120可藉由在CVD製程中沉積TEOS或MTO來形成。
接著，可在閘極隔離層120上沉積一金屬材料，然後藉由通過使用一第三遮罩的光微影與濕蝕刻製程將金屬材料圖形化來形成TFT的閘極電極G。
在此情況下，閘極電極G可由Al或Mo形成，其厚度為2,000Å至3,000Å。閘極電極G可形成在閘極隔離層120上對應於主動層ACT的區域內。閘極電極G可與閘極線一起形成。在此，閘極線可在液晶面板的第一方向(例如，水平方向)上設置。
薄膜電晶體TFT的源極電極S及汲極電極D可藉由通過利用閘 極電極G作為遮罩的方式摻雜高濃度的P型或N型雜質至主動層ACT的外面部分來形成。
在此，在形成閘極電極G中，可進行一濕蝕刻製程和一乾蝕刻製程，且高濃度N型或P型的雜質可在該濕蝕刻製程和該乾蝕刻製程之間摻雜至主動層ACT上。
薄膜電晶體TFT可配置有設置在閘極隔離層120下的主動層ACT、源極電極S、及汲極電極D、以及設置在閘極隔離層120上的閘極電極G。在此，薄膜電晶體TFT可形成共平面頂閘極結構。
接著，參考第9圖，可設置層間介電質125以覆蓋閘極隔離層120與薄膜電晶體TFT。層間介電質125可由SiO2或SiNx形成，其厚度可為3,000Å至6,000Å。如另一例，層間介電質125可形成為其中厚度為3,000Å的SiO2與3,000Å的SiNx所堆疊的結構。
接著，每個閘極隔離層120與層間介電質125重疊薄膜電晶體TFT的源極電極S的一部分可藉由使用一第四遮罩進行一蝕刻製程來移除。因此，可形成暴露薄膜電晶體TFT的源極電極S的一源極接觸孔SCH。於是，每個閘極隔離層120與層間介電質125重疊薄膜電晶體TFT的汲極電極D的一部分可被移除。因此，可形成暴露薄膜電晶體TFT的汲極電極D的一汲極接觸孔DCH。
接著，參考第10圖，可藉由在層間介電質125上塗佈一金屬材料來形成一金屬層。
接著，藉由通過使用一第五遮罩的光微影與濕蝕刻製程將金屬層圖形化來形成複數條資料線DL，該複數條資料線DL分別提供資料電壓給複數個像素。於是，一金屬材料可埋設在源極接觸孔SCH與汲極接觸孔DCH內，因而可形成源極接觸部130與汲極接觸部135。即，資料線DL、源極接觸部130與汲極接觸部135可以同一遮罩製程來形成。在此，資料線DL可排列在液晶面板的第二方向(例如，垂直方向)上。
資料線DL、源極接觸部130與汲極接觸部135可由Al或Mo形成，其厚度可為2,000Å至3,000Å。
接著，參考第11圖，第一鈍化層(PAS0)140可設置在層間介電質125上。可設置第一鈍化層(PAS0)140以覆蓋層間介電質125、源極接觸 部130與汲極接觸部135。第一鈍化層140可由SiO2或SiNx形成，其厚度可為1,000Å至2,000Å。
接著，可藉由進行使用一第六遮罩的製程來設置第二鈍化層(PAS1)145以覆蓋第一鈍化層140。第二鈍化層145可由壓克力相片(photo acryl)形成，其厚度可為2.0μm至3.0μm。
第二鈍化層(PAS1)145可不形成在重疊汲極接觸部135的一部分處。在後續製程中，第一接觸孔CH1可形成在沒有形成第二鈍化層(PAS1)145的一部分處，通過該第一接觸孔CH1汲極接觸部135接觸像素電極。在此情況下，第一鈍化層(PAS0)140可不移除，而是保留其原樣(as-is)。
接著，參考第12圖，在第二鈍化層(PAS1)145上可塗佈透明傳導材料。然後，共用電極150可藉由使用一第七遮罩進行光微影與濕蝕刻製程形成於第二鈍化層145上。
共用電極150可由例如銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)、或氧化銦錫鋅(ITZO)的透明傳導材料形成，其厚度可為500Å至1,500Å。
接著，參考第13圖，可設置第三鈍化層(PAS2)155以覆蓋共用電極150。第三鈍化層155可由SiO2或SiNx形成，其厚度可為2,000Å至3,000Å。
接著，可在第三鈍化層(PAS2)155上塗佈一金屬材料；然後，可藉由使用一第四遮罩進行一蝕刻製程來形成傳導線160，該傳導線160可形成於第三鈍化層155上重疊共用電極150的一部分處。
傳導線160可由Mo或Al形成，其厚度可為1,500Å至2,000Å。傳導線160可形成為一多層結構，其中Mo、Al、Mo依序堆疊。
在此，可形成傳導線160以重疊資料線DL，並且該傳導線160可連接在液晶面板的垂直方向上互相相鄰的複數個共用電極。傳導線160可不重疊分別形成於紅、綠、藍等像素中的所有的資料線。當在紅像素的資料線上設置一欄間隔(column spacer)時，可設置傳導線160以重疊綠、藍等像素的資料線。然而，本實施例並不限於此，可設置傳導線160以重疊紅、綠、藍等像素的一或多條資料線。
接著，藉由使用一第九遮罩進行光微影與濕蝕刻製程將第一鈍化層(PAS0)140及第三鈍化層(PAS2)155之與汲極接觸部135重疊的一部分 移除，因此，可形成暴露汲極接觸部135的第一接觸孔CH1。
於是，可藉由使用該第九遮罩進行光微影與濕蝕刻製程來移除第三鈍化層(PAS2)155重疊共用電極150的一部份，因此，可形成暴露共用電極150的第二接觸孔CH2。
在此，第二接觸孔CH2可形成在與共用電極150重疊的區域內。第二接觸孔CH2可不與資料線DL和傳導線160重疊。
如上述，第一接觸孔CH1與第二接觸孔CH2可形成在藉由使用該第九遮罩進行光微影與濕蝕刻製程的時候。
在此，第一接觸孔CH1可將薄膜電晶體TFT的汲極電極D電性連接至像素電極；同樣，第二接觸孔CH2可將共用電極150電性連接至傳導線160。
接著，參考第14圖，在第三鈍化層(PAS2)155與傳導線160上可塗佈透明傳導材料。然後，像素電極170可藉由使用一第十遮罩進行光微影與濕蝕刻製程來形成在第三鈍化層155上與第一接觸孔CH1內。像素電極170可連接至第一接觸孔CH1內的汲極接觸部135，因而，薄膜電晶體TFT的汲極電極D可電性連接至像素電極170。
在此，像素電極170可由例如銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)、或氧化銦錫鋅(ITZO)的透明傳導材料形成，其厚度可為500Å至1,500Å。像素電極170可設置成手指形狀，因而，在共用電極150與像素電極170之間可產生一邊緣場(Fringe field)。
於是，在形成像素電極170的過程中，橋接觸部175可形成在對應於共用電極150與傳導線160的區域內。可形成橋接觸部175以覆蓋每一傳導線160的一部分與第三鈍化層155。
在此，橋接觸部175的第一側可直接接觸傳導線160；同樣，橋接觸部175的第二側可設置在第二接觸孔CH2內，並接觸共用電極150。藉此，橋接觸部175可電性連接傳導線160至共用電極150。橋接觸部175可設置成島狀圖案，且像素電極170可不接觸橋接觸部175。
由於第三鈍化層155形成在共用電極150與傳導線160之間，共用電極150可不連接至傳導線160。然而，由於第三鈍化層155形成在第二接觸孔CH2內並連接至傳導線160，共用電極150可電性連接至傳導線 160。
根據本發明一實施例之製造內嵌式觸控液晶顯示裝置的方法可形成在像素電極頂結構中的每一個像素。在像素電極頂結構中，一像素區的中間部分有高透光率，而靠近每一條資料線的區域則透光率低。因此，根據本發明一實施例的內嵌式觸控液晶顯示裝置可避免像素間的混色情況。
再者，根據本發明該等實施例之製造內嵌式觸控液晶顯示裝置的方法可減少製造內嵌式觸控液晶顯示裝置所需的遮罩數量並簡化製程。
習知之製造內嵌式觸控液晶顯示裝置的方法在製造薄膜電晶體陣列基板中需要十一個遮罩。另一方面，相較於習知技術，根據本發明該等實施例之製造內嵌式觸控液晶顯示裝置的方法僅需使用十個遮罩來製造薄膜電晶體陣列基板，藉此減少遮罩數量。再者，由於詳細的製程簡化，因此，製造時間與成本皆降低。
第15圖係說明傳導線連接觸控電極至驅動IC的排列結構的一範例的示意圖；第16圖係說明傳導線連接觸控電極至驅動IC的排列結構的另一範例的示意圖。
在第15圖、第16圖中，說明本發明一實施例之內嵌式觸控液晶顯示裝置的傳導線與觸控電極係依照自電容內嵌觸控式(self-capacitive in-cell touch type)來排列。
參考第15圖、第16圖，在本發明一實施例之內嵌式觸控液晶顯示裝置中，複數條傳導線160可形成在液晶面板的一主動區內，且傳導線160可垂直排列以重疊資料線DL；藉此，可防止因傳導線160繞線而導致框區域擴大。
例如，如第15圖所示，傳導線160可從連接至共用電極150的一部分設置至主動區的下端。另一例中，如第16圖所示，傳導線160可從主動區的上端至主動區的下端設置。當傳導線160從上端至下端形成時，傳導線160繞線將會使一電容值均勻，藉此，增加觸控感應的正確性。
根據本發明的該等實施例，提供了具有像素電極頂結構的內嵌式觸控液晶顯示裝置及其製造方法。
更進一步，根據本發明該等實施例之內嵌式觸控液晶顯示裝置 係依照像素電極頂結構的方式來實施，藉以避免了紅、綠、藍像素間的混色。
更進一步，根據本發明該等實施例之製造內嵌式觸控液晶顯示裝置的方法減少了製造內嵌式觸控液晶顯示裝置所需的遮罩數量並簡化了製程。
再者，根據本發明該等實施例之製造內嵌式觸控液晶顯示裝置的方法降低了製造內嵌式觸控液晶顯示裝置的成本。
惟，以上所揭露之圖示及說明，僅為本發明之較佳實施例而已，非為用以限定本發明之實施，舉凡熟悉該技藝之人士其所依本發明之精神，所作之變化或修飾，皆應涵蓋在以下本案之申請專利範圍內。
本申請案主張於2014年12月31日提交之韓國專利申請第10-2014-0195970號的優先權，其全部內容併入本文中作為參考。
100‧‧‧薄膜電晶體陣列基板
105‧‧‧玻璃基板
110‧‧‧遮光層
115‧‧‧緩衝層
120‧‧‧閘極隔離層
125‧‧‧層間介電質(ILD)
130‧‧‧源極接觸部
135‧‧‧汲極接觸部
140‧‧‧第一鈍化層(PAS0)
145‧‧‧第二鈍化層(PAS1)
150‧‧‧共用電極
155‧‧‧第三鈍化層(PAS2)
160‧‧‧傳導線
170‧‧‧像素電極
175‧‧‧橋接觸部
ACT‧‧‧主動層
CH1‧‧‧第一接觸孔
CH2‧‧‧第二接觸孔
D‧‧‧汲極電極
DL‧‧‧傳導線
G‧‧‧閘極電極
S‧‧‧源極電極
TFT‧‧‧薄膜電晶體

Claims (7)

  1. 一種內嵌式觸控液晶顯示裝置，包括：一薄膜電晶體，設置在複數個像素區中的每一個像素區內；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；一第一鈍化層與一第二鈍化層，設置在該源極接觸部與該汲極接觸部上；一共用電極，設置在該第二鈍化層上；一第三鈍化層，設置在該共用電極上；一傳導線，設置在該第三鈍化層上以重疊該共用電極；一像素電極，在一第一接觸孔內連接至該汲極接觸部，並且設置在該第三鈍化層上；以及一橋接觸部，包含直接接觸該傳導線的一第一側、及通過該第三鈍化層連接至該共用電極的一第二側。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之內嵌式觸控液晶顯示裝置，其中，該橋接觸部係設置在暴露出該共用電極的一第二接觸孔內，並連接至該共用電極。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之內嵌式觸控液晶顯示裝置，其中，該傳導線與該橋接觸部的該第一側係設置在重疊一資料線的區域內。
  4. 一種製造內嵌式觸控液晶顯示裝置的方法，包括：在複數個像素區中的每一個像素區內形成一薄膜電晶體；形成一源極接觸部及一汲極接觸部，該源極接觸部連接至該薄膜電晶體的一源極，該汲極接觸部連接至該薄膜電晶體的一汲極；在該源極接觸部與該汲極接觸部上形成一第一鈍化層與一第二鈍化層；在該第二鈍化層上形成一共用電極；在該共用電極上形成一第三鈍化層； 在該第三鈍化層上重疊該共用電極的區域內形成一傳導線；形成暴露出該汲極接觸部的一第一接觸孔，並且在該第一接觸孔內與該第三鈍化層上形成一像素電極；以及形成一橋接觸部，該橋接觸部的一第一側直接接觸該傳導線，該橋接部的一第二側通過該第三鈍化層連接至該共用電極。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之製造內嵌式觸控液晶顯示裝置的方法，進一步包括：藉由移除設置在重疊該共用電極之區域內的該第三鈍化層，形成一第二接觸孔；其中，形成該第一次接觸孔包括藉由移除設置在重疊該汲極接觸部之區域內的該等第一至第三鈍化層形成該第一接觸孔。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之製造內嵌式觸控液晶顯示裝置的方法，其中，該橋接觸部的該第二側係設置在該第二接觸孔內，且該橋接觸部係連接至該共用電極。
  7. 如申請專利範圍第4項所述之製造內嵌式觸控液晶顯示裝置的方法，其中該像素電極與該橋接觸部係形成在使用相同的材料和相同的遮罩之製造過程中，以及該橋接觸部係形成一島狀圖案，且不與該像素電極接觸。
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