專利名稱：觸摸感測式液晶顯示裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶顯示(LCD)裝置，更具體地說，涉及包括防靜電層的觸摸感測式液晶顯示裝置及其制造方法。
背景技術(shù)：
近來，IXD裝置由于其低功耗和便攜性已廣泛用作下一代技術(shù)密集且有附加值的裝置。通常，IXD裝置使用液晶分子的光學(xué)各向異性和偏振特性來產(chǎn)生圖像。由于液晶分子的光學(xué)各向異性，入射到液晶分子上的光的折射取決于液晶分子的配向(alignment)方向。液晶分子具有能沿特定方向配向的細(xì)長形狀。能通過施加電場來控制液晶分子的配向方向。因此，液晶分子的配向根據(jù)所施加的電場的方向而變化，并且由于光學(xué)各向異性，光沿液晶分子的配向方向折射，從而顯示圖像。由于包括薄膜晶體管(TFT)作為開關(guān)元件、被稱為有源矩陣LCD(AM-LCD)裝置的 IXD裝置具有高分辨率和顯示運(yùn)動圖像的優(yōu)異特性，所以AM-IXD裝置已被廣泛使用。AM-IXD裝置包括陣列基板、濾色器基板和插入在這二者之間的液晶層。陣列基板可包括像素電極和TFT，濾色器基板可包括濾色器層和公共電極。AM-IXD裝置由像素電極和公共電極之間的電場驅(qū)動，以具有優(yōu)異的透射率和孔徑比特性。然而，由于AM-LCD裝置使用垂直電場，所以AM-LCD裝置具有較差的視角。面內(nèi)切換(IPS)模式IXD裝置或邊緣場切換(FFS)模式IXD裝置可用于解決上面提到的限制。圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的IPS模式LCD裝置的截面圖。如圖1所示，陣列基板和濾色器基板分離并互相面對。陣列基板包括第一基板10、公共電極17和像素電極30。盡管未示出，但陣列基板可包括TFT、選通線、數(shù)據(jù)線等。濾色器基板包括第二基板9、濾色器層(未示出)等。液晶層11插入在第一基板10與第二基板9之間。由于公共電極17和像素電極30在同一水平面上形成在第一基板10上，所以在公共電極17與像素電極30之間產(chǎn)生水平電場“L”。液晶層11的液晶分子由水平電場驅(qū)動，使得IPS模式LCD裝置具有寬視角。圖2A和圖2B是示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的IPS模式LCD裝置的開啟/關(guān)閉狀態(tài)的截面圖。如圖2A所示，當(dāng)電壓施加到IPS模式IXD裝置時(shí)，公共電極17和像素電極30上方的液晶分子Ila不變。但是公共電極17與像素電極30之間的液晶分子lib由于水平電場“L” 而水平排列。由于液晶分子通過水平電場來排列，所以IPS模式LCD裝置具有寬視角的特性。圖2B示出當(dāng)電壓未施加到IPS模式LCD裝置時(shí)的狀況。因?yàn)楣搽姌O17與像素電極 30之間沒有產(chǎn)生電場，所以液晶分子11的排列沒有改變。在FFS模式LCD裝置中，像素電極和公共電極中的一個(gè)在像素區(qū)具有板形，并且像素電極和公共電極中的另一個(gè)具有開口。像素電極和公共電極形成在下基板上。結(jié)果，液晶分子由像素電極與公共電極之間的邊緣場驅(qū)動。遺憾的是，由于在IPS模式IXD裝置或FFS模式IXD裝置的上基板上不存在由導(dǎo)電材料形成的公共電極，所以在上基板的外側(cè)上需要由諸如銦錫氧化物(ITO)和銦鋅氧化物(IZO)的透明導(dǎo)電材料形成的防靜電層，以防止由于靜電所導(dǎo)致的問題。通常，防靜電層具有約200埃(A)的厚度，以及約500歐姆每平方(Ω/sq)的薄層電阻(sheet resistance) 0 因?yàn)榉漓o電層的薄層電阻與金屬材料的薄層電阻基本相同，所以由于該防靜電層，靜電不會對裝置造成損壞。IPS模式IXD裝置或FFS模式IXD裝置用于電視、投影儀、移動電話、PDA等。近來，移動裝置包括觸摸傳感器，使得能通過觸摸來操作該裝置。遺憾的是，即使電容覆蓋式觸摸傳感器被包含在IPS模式IXD裝置或FFS模式IXD 裝置的單元(cell)中，但是由于IPS模式LCD裝置或FFS模式LCD裝置的由諸如銦錫氧化物(ITO)和銦鋅氧化物(IZO)的透明導(dǎo)電材料形成的防靜電層，導(dǎo)致不能檢測觸摸產(chǎn)生的電容變化。也就是說，不能通過觸摸傳感器來操作現(xiàn)有技術(shù)的IPS模式LCD裝置或FFS模式IXD裝置。更具體地說，當(dāng)用戶將他的手指觸摸到IPS模式IXD裝置或FFS模式IXD裝置上時(shí)，在手指與IPS模式IXD裝置或FFS模式IXD裝置的防靜電層之間產(chǎn)生電容。該電容通過防靜電層放電到外部空間，使得不能通過電容覆蓋式觸摸傳感器來檢測用戶的觸摸。如果為了觸摸感測而去除防靜電層，則靜電會造成損壞。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明致力于基本上消除了由于現(xiàn)有技術(shù)的限制和缺點(diǎn)所導(dǎo)致的一個(gè)或更多個(gè)問題的觸摸感測式LCD裝置及其制造方法。本發(fā)明的附加特征和優(yōu)點(diǎn)將在以下的說明書中進(jìn)行闡述，并且將根據(jù)說明書而部分地變得明顯，或者可以通過對本發(fā)明的實(shí)踐來了解?？梢酝ㄟ^書面的說明書及其權(quán)利要求書以及附圖中具體指出的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)和獲得本發(fā)明的目的和其它優(yōu)點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)這些和其它優(yōu)點(diǎn)，根據(jù)本發(fā)明的目的，如這里具體實(shí)施和廣泛描述的，一種觸摸感測式液晶顯示裝置包括陣列基板，其包括第一基板、公共電極、像素電極和觸摸感測單元；濾色器基板，其包括第二基板，并且面對所述陣列基板；防靜電層，其在所述第二基板的外側(cè)上，并且包括有機(jī)材料和碳納米管；以及液晶層，其位于所述第一基板與所述第二基板的內(nèi)側(cè)之間。在本發(fā)明的另一方面中，一種制造觸摸感測式液晶顯示裝置的方法包括在第一基板上形成選通線、數(shù)據(jù)線、薄膜晶體管、公共電極、像素電極和觸摸感測單元；在第二基板的外側(cè)上形成防靜電層，所述防靜電層包括有機(jī)材料和碳納米管；以及接合所述第一基板和所述第二基板，所述第一基板與所述第二基板之間插入有液晶層。在本發(fā)明的另一方面中，一種制造觸摸感測式液晶顯示裝置的方法包括在第一基板上形成選通線、數(shù)據(jù)線、薄膜晶體管、公共電極、像素電極和觸摸感測單元；將第二基板接合到所述第一基板，以形成液晶面板，其中所述液晶面板具有第一厚度；蝕刻所述第一基板和所述第二基板中的每一個(gè)的外側(cè)，使得所述液晶面板具有比所述第一厚度小的第二厚度；以及在所述第二基板的外側(cè)上形成防靜電層，所述防靜電層包括有機(jī)材料和碳納米管。應(yīng)該理解，本發(fā)明前面的一般描述和下面的具體描述都是示例性和說明性的，并且旨在對要求保護(hù)的本發(fā)明提供進(jìn)一步說明。


附圖被包括進(jìn)來以提供對本發(fā)明進(jìn)一步的理解，并被并入本說明書且構(gòu)成本說明書的一部分，附圖例示了本發(fā)明的實(shí)施方式，并且與描述一起用于解釋本發(fā)明的原理。圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的IPS模式IXD裝置的截面圖。圖2A和圖2B是示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的IPS模式LCD裝置的開啟/關(guān)閉狀態(tài)的截面圖。圖3是根據(jù)本發(fā)明的用于觸摸感測式LCD裝置的陣列基板的示意性平面圖。圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的用于觸摸感測式LCD裝置的陣列基板的一部分的平面圖。圖5是沿圖4的線V-V截取的截面圖。圖6是沿圖4的線VI-VI截取的截面圖。圖7A至圖7E是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的觸摸感測式LCD裝置的制造工藝的截面圖。圖8A至圖8F是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的觸摸感測式LCD裝置的制造工藝的截面圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將詳細(xì)參照優(yōu)選實(shí)施方式，附圖中例示了其示例。圖3是根據(jù)本發(fā)明的用于觸摸感測式LCD裝置的陣列基板的示意性平面圖。如圖3所示，在陣列基板上限定多個(gè)觸摸塊TB。此外，在各觸摸塊TB中限定第一區(qū)Al、第二區(qū)A2和第三區(qū)A3。第二區(qū)A2被設(shè)置在第一區(qū)Al與第三區(qū)A3之間。觸摸塊TB 是觸摸感測的單位區(qū)域。在第一區(qū)Al、第二區(qū)A2和第三區(qū)A3中的每一個(gè)中限定多個(gè)像素區(qū)P。多條選通線119沿第一方向(即，X方向)延伸，多條數(shù)據(jù)線130沿第二方向(即， Y方向)延伸。選通線119和數(shù)據(jù)線130互相交叉，以限定像素區(qū)P。此外，X方向感測線Xsl穿過第一區(qū)Al和第三區(qū)A3沿第一方向延伸。X方向感測線Xsl設(shè)置在選通線119上方。也就是說，X方向感測線Xsl與選通線119交疊。一個(gè)觸摸塊TB中的第一區(qū)Al和第三區(qū)A3中的X方向感測線Xsl電連接到第二區(qū)A2中的連接線 152。連接線152沿選通線119延伸，并與選通線119間隔開，以避免短路。連接線152可由與選通線119相同的材料形成，并被設(shè)置在與選通線119相同的層。連接線152的一端通過第一連接圖案162連接到第一區(qū)Al中的X方向感測線)Csl，連接線152的另一端通過第二連接圖案164連接到第三區(qū)A3中的X方向感測線Xsl。Y方向感測線Ysl穿過第二區(qū)A2沿第二方向延伸。Y方向感測線Ysl設(shè)置在數(shù)據(jù)線130上方。也就是說，Y方向感測線Ysl與數(shù)據(jù)線130交疊。由于Y方向感測線Ysl設(shè)置在與連接線152不同的層，所以不存在短路。盡管未示出，但形成具有板形的公共電極和具有開口的像素電極，并且二者之間具有絕緣層。一個(gè)像素區(qū)中的像素電極與另一像素區(qū)中的像素電極分離。一個(gè)觸摸塊TB中的公共電極與另一觸摸塊TB中的公共電極分離。此外，第一區(qū)Al、第二區(qū)A2和第三區(qū)A3 中的公共電極互相分離。X方向感測電路設(shè)置在X方向感測線Xsl的一端處，Y方向感測電路設(shè)置在Y方向感測線Ysl的一端處。X方向感測電路和Y方向感測電路位于包括觸摸塊 TB的顯示區(qū)的外圍的非顯示區(qū)處。當(dāng)一個(gè)觸摸塊TB被觸摸時(shí)，X方向感測電路和Y方向感測電路分別通過X方向感測線Xsl和Y方向感測線Ysl來檢測像素與公共電極之間的電容變化。結(jié)果，被觸摸的觸摸塊TB的位置被感測。圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的用于觸摸感測式LCD裝置的陣列基板的一部分的平面圖。圖5是沿圖4的線V-V截取的截面圖，圖6是沿圖4的線VI-VI截取的截面圖。圖4 示出各自包括一個(gè)像素區(qū)的第一區(qū)至第三區(qū)。然而，如圖3所示，第一區(qū)至第三區(qū)中的每一個(gè)可具有至少一個(gè)像素區(qū)。如圖4至圖6所示，選通線119和數(shù)據(jù)線130形成在第一基板101上。選通線119 與數(shù)據(jù)線130互相交叉，以限定第一像素區(qū)P1、第二像素區(qū)P2和第三像素區(qū)P3。第一像素區(qū)P1、第二像素區(qū)P2和第三像素區(qū)P3分別包括在第一區(qū)Al、第二區(qū)A2和第三區(qū)A3中。在各像素區(qū)P中，形成有包括半導(dǎo)體層113、柵極120、源極133和漏極136的薄膜晶體管(TFT)Tr。柵極120和源極133分別從選通線119和數(shù)據(jù)線130延伸，使得TFT Tr 電連接到選通線119和數(shù)據(jù)線130。半導(dǎo)體層113由多晶硅形成。半導(dǎo)體層113的中心的由本征多晶硅形成的第一半導(dǎo)體區(qū)113a用作溝道，第一半導(dǎo)體區(qū)113a的兩側(cè)的第二半導(dǎo)體區(qū)11 摻雜有高濃度雜質(zhì)。柵絕緣層116形成在半導(dǎo)體層113上。柵極120形成在柵絕緣層116上，并與第一半導(dǎo)體區(qū)113a相對應(yīng)。選通線119形成在柵絕緣層116上，并連接到柵極120。連接線152也形成在柵絕緣層116上，并與選通線119平行。連接線152與選通線間隔開。選通線152設(shè)置在第二區(qū)A2的第二像素區(qū)P2 中，連接線152的兩端分別設(shè)置在第一區(qū)Al的第一像素區(qū)Pl中和第三區(qū)A3的第三像素區(qū) P3中。層間絕緣層123形成在選通線119、柵極120和連接線152上。例如，層間絕緣層 123可由無機(jī)絕緣材料(例如，氧化硅或氮化硅)形成。對層間絕緣層123和柵絕緣層116 進(jìn)行構(gòu)圖，以形成暴露半導(dǎo)體層113的第二半導(dǎo)體區(qū)11 的半導(dǎo)體接觸孔125。在層間絕緣層123上，形成與選通線119交叉的數(shù)據(jù)線130。此外，源極133和漏極136形成在層間絕緣層123上。源極133和漏極136分別通過半導(dǎo)體接觸孔125接觸第二半導(dǎo)體區(qū)113b。如上面提到的，半導(dǎo)體層113、柵絕緣層116、柵極120、層間絕緣層123、源極133 和漏極136構(gòu)成TFT Tr0這可被稱為頂柵型(top gate type)TFT0另選地，可以使用底柵型(bottom gate type) TFT，其中半導(dǎo)體層位于作為TFT的下層的柵極與作為TFT的上層的源極和漏極之間。由無機(jī)絕緣材料(例如，氧化硅或氮化硅)形成的第一鈍化層140和由有機(jī)絕緣材料(例如，光亞克力(photo-acryl)或苯并環(huán)丁烯(BCB))形成的第二鈍化層145堆疊在數(shù)據(jù)線130、源極133和漏極136上。第二鈍化層145可具有約2微米至4微米的厚度，以提供平坦的頂面。由于數(shù)據(jù)線130的金屬材料與第二鈍化層145的有機(jī)絕緣材料之間的粘合強(qiáng)度小于數(shù)據(jù)線130的金屬材料與第一鈍化層140的無機(jī)絕緣材料之間的粘合強(qiáng)度，并小于第一鈍化層140的無機(jī)絕緣材料與第二鈍化層145的有機(jī)絕緣材料之間的粘合強(qiáng)度，所以數(shù)據(jù)線130的金屬材料與第二鈍化層145的有機(jī)絕緣材料之間的粘合特性由于第一鈍化層140而得以改善。可省略第一鈍化層140。在第一區(qū)Al、第二區(qū)A2和第三區(qū)A3中的每一個(gè)中具有島形(island shape)的公共電極150形成在第二鈍化層145上。也就是說，第二區(qū)A2中的公共電極150與第一區(qū)Al 和第三區(qū)A3中的每一個(gè)中的公共電極150分離。公共電極150具有板形。公共電極150 由透明導(dǎo)電材料(例如，銦錫氧化物(ITO)或銦鋅氧化物(IZO))形成。X方向感測線)(sl和Y方向感測線kl形成在公共電極150上。X方向感測線)(sl 與第一區(qū)Al和第三區(qū)A3中的選通線119交疊，Y方向感測線Ysl與第二區(qū)A2中的數(shù)據(jù)線 130交疊。Y方向感測線Ysl沿?cái)?shù)據(jù)線130延伸，使得沿?cái)?shù)據(jù)線130排列的第二區(qū)A2通過 Y方向感測線kl電連接。(圖3的)各觸摸塊TB的第一區(qū)Al和第三區(qū)A3中的X方向感測線Xsl通過連接線152互相電連接。第三鈍化層155形成在X方向感測線Xsl和Y方向感測線Ysl上。第三鈍化層 1 可由無機(jī)絕緣材料(例如，氧化硅或氮化硅)形成。對第一鈍化層140、第二鈍化層145和第三鈍化層155進(jìn)行構(gòu)圖，以形成暴露漏極 136的漏接觸孔157。此外，對第三鈍化層155進(jìn)行構(gòu)圖，以形成分別暴露第一區(qū)Al和第三區(qū)A3中的X感測線Xsl的第一接觸孔158a和第二接觸孔159a。此外，對第一鈍化層140、 第二鈍化層145、第三鈍化層155和層間絕緣層123進(jìn)行構(gòu)圖，以形成分別暴露連接線152 的端部的第三接觸孔158b和第四接觸孔159b。像素電極160形成在第三鈍化層155上。像素電極160設(shè)置在各像素區(qū)P中，并通過漏接觸孔157接觸漏極136。像素電極160由透明導(dǎo)電材料(例如，ITO或ΙΖ0)形成。 像素電極160具有至少一個(gè)開口 op，像素電極160與公共電極150相對應(yīng)，使得在像素電極160與公共電極150之間產(chǎn)生邊緣場。第三鈍化層155插入在像素電極160與公共電極 150之間，使得形成存儲電容器。此外，第一連接圖案162和第二連接圖案164形成在第三鈍化層155上。第一連接圖案162的一端通過第一接觸孔158a接觸第一區(qū)Al中的X方向感測線Xsl，第一連接圖案162的另一端通過第三接觸孔158b接觸連接線152。第二連接圖案164的一端通過第二接觸孔159a接觸第三區(qū)A3中的X方向感測線Xsl，第二連接圖案164的另一端通過第四接觸孔159b接觸連接線152。結(jié)果，第一區(qū)Al中的X方向感測線Xsl電連接到第三區(qū)A3中的X方向感測線)(sl。第二基板171面對第一基板101。黑底(black matrix) 173形成在第二基板171 的內(nèi)側(cè)上。黑底173對應(yīng)于像素區(qū)P的邊界，并具有格形。黑底173還可對應(yīng)于TFTTr。濾色器175形成在第二基板171的內(nèi)側(cè)上，并對應(yīng)于像素區(qū)P。濾色器175可包括紅色、綠色和藍(lán)色濾色器。此外，防靜電層180形成在第二基板171的外側(cè)上。防靜電層180包括有機(jī)材料的基底層181和基底層181中的碳納米管183。碳納米管183具有導(dǎo)電特性。防靜電層180 具有約IO6歐姆每平方(Ω/sq)至IO9歐姆每平方(Ω/sq)的薄層電阻。例如，用于基底層 181的有機(jī)材料可包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)，使得基底層181的薄層電阻具有在約IO14歐姆每平方(Ω/sq)至歐姆每平方(Ω/sq)內(nèi)的范圍。當(dāng)僅有基底層181形成在第二基板171的外側(cè)上時(shí)，基底層181不能用作防靜電層，因?yàn)榛讓?81的薄層電阻太高。因此，靜電對裝置的損壞很強(qiáng)。然而，由于碳納米管183與基底層181 —起形成在第二基板171的外側(cè)上，所以層 180具有防靜電特性。也就是說，由于防靜電層180具有約IO6歐姆每平方(Ω/sq)至IO9 歐姆每平方(Ω/sq)的薄層電阻，所以靜電不對裝置造成損壞。通過在第一基板101與第二基板171之間提供液晶層190，并在第一基板101和第二基板171中的一個(gè)的邊緣提供密封圖案(未示出)，來得到觸摸感測式FFS模式LCD裝置。圖3至圖6示出包括具有板形的公共電極和具有開口的像素電極的FFS模式IXD裝置。 另選地，包括彼此交替排列的公共電極和像素電極的IPS模式LCD裝置也可用。如上所述，觸摸感測式IXD裝置在第二基板171的外側(cè)上包括防靜電層180，該防靜電層180包括基底層181和碳納米管，以具有約IO6歐姆每平方(Ω/sq)至IO9歐姆每平方(Ω/sq)的薄層電阻。防靜電層180用作靜電的通路，并且不用作用于觸摸感測的障礙。 也就是說，當(dāng)裝置被觸摸時(shí)，防靜電層180用作手指與公共電極150之間的電介質(zhì)層，使得在手指與公共電極150之間形成電容器。結(jié)果，通過手指與公共電極150之間的電容變化來檢測觸摸。更具體地，當(dāng)(圖3的)一個(gè)觸摸塊TB被觸摸時(shí)，具有約IO6歐姆每平方(Ω /sq) 至IO9歐姆每平方(Ω/sq)的薄層電阻的防靜電層180用作電介質(zhì)層，使得通過手指、公共電極150、液晶層190、濾色器層175、第二基板171、防靜電層180等來產(chǎn)生電容器。X方向感測電路(未示出)和Y方向感測電路(未示出)通過分別連接到公共電極150的X方向感測線Xsl和Y方向感測線Ysl來檢測到電容器的電容變化，使得被觸摸的觸摸塊TB的位置被感測到。由于靜電具有數(shù)千至數(shù)十萬的電壓，所以具有約IO6歐姆每平方(Ω/sq)至IO9歐姆每平方(Ω/sq)的薄層電阻的防靜電層180用作靜電的導(dǎo)電通路。然而，由于手指的電流具有在數(shù)納安至數(shù)微安內(nèi)的范圍，所以具有約IO6歐姆每平方(Ω/sq)至IO9歐姆每平方 (Ω/sq)的薄層電阻的防靜電層180用作用于觸摸的絕緣層。因此，防靜電層180用作用于觸摸的電容器的電介質(zhì)層。結(jié)果，能通過觸摸感測來操作包括觸摸感測部(即，X方向感測線Xsl和Y方向感測線kl)以及防靜電層180的根據(jù)本發(fā)明的裝置，并且沒有來自靜電的損壞。圖7A至圖7E是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的觸摸感測式LCD裝置的制造工藝的截面圖。如圖7A所示，通過以下工藝形成陣列基板。通過沉積本征非晶硅，在第一基板101 上形成本征非晶硅層(未示出)。該非晶硅層通過照射激光束或加熱而結(jié)晶，以形成多晶硅層(未示出)。通過掩模工藝對該多晶硅層進(jìn)行構(gòu)圖，以在各像素區(qū)P1、P2、P3中形成半導(dǎo)體層113。圖7A至圖7E示出一個(gè)觸摸塊TB中的(圖3的)第二區(qū)A2的第二像素區(qū)P2。接著，通過沉積諸如氧化硅或氮化硅的無機(jī)絕緣材料，在半導(dǎo)體層113上形成柵絕緣層116。接著，通過沉積鋁(Al)、鋁合金(AlNd)、銅(Cu)、銅合金和鉻(Cr)中的一種，在柵絕緣層116上形成第一金屬層(未示出)。對第一金屬層進(jìn)行構(gòu)圖，以形成柵極120、(圖 4的)選通線119以及(圖4的)連接線152。柵極120對應(yīng)于半導(dǎo)體層113的中心，并從選通線119延伸。連接線152與選通線119間隔開，并平行于選通線119。連接線152設(shè)置在第二區(qū)A2中，連接線152的兩端突出到(圖3或圖4的)第一區(qū)Al和第三區(qū)A3。接著，使用柵極120作為遮擋(blocking)來將雜質(zhì)摻雜到半導(dǎo)體層113中，使得雜質(zhì)摻雜到半導(dǎo)體層113的兩側(cè)。結(jié)果，半導(dǎo)體層113的中心的由本征多晶硅形成的第一半導(dǎo)體區(qū)113a用作溝道，第一半導(dǎo)體區(qū)113a的兩側(cè)的第二半導(dǎo)體區(qū)11 摻雜有高濃度雜質(zhì)。接著，通過沉積無機(jī)絕緣材料(例如，氧化硅或氮化硅)，在選通線119、柵極120 和連接線152上形成層間絕緣層123。對層間絕緣層123和柵絕緣層116進(jìn)行構(gòu)圖，以形成暴露半導(dǎo)體層113的第二半導(dǎo)體區(qū)11 的半導(dǎo)體接觸孔125。接著，通過沉積鋁(Al)、鋁合金(AlNd)、銅(Cu)、銅合金、鉻(Cr)和鉬(Mo)中的一種，在層間絕緣層123上形成第二金屬層(未示出)。對第二金屬層進(jìn)行構(gòu)圖，以形成數(shù)據(jù)線130、源極133和漏極136。源極133和漏極136分別通過半導(dǎo)體接觸孔125接觸第二半導(dǎo)體區(qū)11北。漏極136與源極133間隔開。數(shù)據(jù)線130從源極133延伸，并與選通線119 交叉，以限定像素區(qū)P1、P2和P3。半導(dǎo)體層113、柵絕緣層116、柵極120、層間絕緣層123、源極133和漏極136構(gòu)成 TFT Tr0這可被稱為頂柵型TFT。另選地，可使用底柵型TFT，其中半導(dǎo)體層位于作為TFT 的下層的柵極和作為TFT的上層的源極和漏極之間。為了形成底柵型TFT，順序執(zhí)行以下步驟形成柵極、選通線和連接線；形成柵絕緣層；形成包括本征非晶硅的有源層和摻雜非晶硅的歐姆接觸層的半導(dǎo)體層；以及形成數(shù)據(jù)線、源極和漏極。接著，通過沉積無機(jī)絕緣材料和涂布有機(jī)絕緣材料，在TFT Tr和數(shù)據(jù)線130上順序形成第一鈍化層140和第二鈍化層145。第二鈍化層145具有平坦的頂面?？墒÷杂糜谠鰪?qiáng)數(shù)據(jù)線的金屬材料與第二鈍化層145的有機(jī)絕緣材料之間的粘合特性的第一鈍化層 140。接著，通過沉積透明導(dǎo)電材料(例如，ITO或ΙΖ0)，在第二鈍化層145上形成第一透明導(dǎo)電材料層(未示出)。對第一透明導(dǎo)電材料層進(jìn)行構(gòu)圖，以形成公共電極150。如上所述，在第一區(qū)Al、第二區(qū)A2和第三區(qū)A3中的每一個(gè)中，公共電極150具有島形。也就是說，第二區(qū)A2中的公共電極150與第一區(qū)Al和第三區(qū)A3中的每一個(gè)中的公共電極150分離。
接著，通過沉積鋁(Al)、鋁合金(AINd)、銅(Cu)和銅合金中的一種，在公共電極 150上形成第三金屬層(未示出)。對第三金屬層進(jìn)行構(gòu)圖，以形成(圖4的)X方向感測線Xsl和Y方向感測線kl。X方向感測線Xsl與第一區(qū)Al和第三區(qū)A3中的選通線119 交疊，Y方向感測線Ysl與第二區(qū)A2中的數(shù)據(jù)線130交疊。Y方向感測線Ysl沿?cái)?shù)據(jù)線130 延伸，使得沿?cái)?shù)據(jù)線130排列的第二區(qū)A2通過Y方向感測線kl電連接。(圖3的)各觸摸塊TB的第一區(qū)Al和第三區(qū)A3中的X方向感測線Xsl通過連接線152互相電連接。接著，通過沉積無機(jī)絕緣材料(例如，氧化硅和氮化硅)，在X方向感測線Xsl和Y 方向感測線上形成第三鈍化層155。對第三鈍化層155進(jìn)行構(gòu)圖，以形成分別暴露第一區(qū) Al和第三區(qū)A3中的X方向感測線Xsl的第一接觸孔158a和第二接觸孔159a。對第一鈍化層140、第二鈍化層145和第三鈍化層155進(jìn)行構(gòu)圖，以形成暴露漏極136的漏接觸孔157。 對第一鈍化層140、第二鈍化層145、第三鈍化層155以及層間絕緣層123進(jìn)行構(gòu)圖，以形成分別暴露連接線152的端部的第三接觸孔158b和第四接觸孔159b。
接著，通過沉積透明導(dǎo)電材料(例如，ITO或ΙΖ0)，在第三鈍化層145上形成第二透明導(dǎo)電材料層(未示出)。對第二透明導(dǎo)電材料層進(jìn)行構(gòu)圖，以形成像素電極160以及第一連接圖案162和第二連接圖案164。像素電極160設(shè)置在各像素區(qū)P中，并通過漏接觸孔 157接觸漏極136。像素電極160具有至少一個(gè)開口 op，像素電極160與公共電極150相對應(yīng)，使得在像素電極160與公共電極150之間產(chǎn)生邊緣場。第一連接圖案162的一端通過第一接觸孔158a接觸第一區(qū)Al中的X方向感測線Xsl，第一連接圖案162的另一端通過第三接觸孔158b接觸連接線152。第二連接圖案164的一端通過第二接觸孔159a接觸第三區(qū)A3中的X方向感測線Xsl，第二連接圖案164的另一端通過第四接觸孔159b接觸連接線 152。結(jié)果，第一區(qū)Al中的X方向感測線Xsl電連接到第三區(qū)A3中的X方向感測線Xsl。接著，如圖7B所示，通過旋涂(spin coating)裝置(未示出)或狹縫涂布 (slitcoating)裝置(未示出)在室溫下將包括溶液(包括具有有機(jī)溶劑的諸如PMMA和 PET的有機(jī)材料)和碳納米管的液相有機(jī)混合物涂布在第二基板171的外側(cè)上，以形成有機(jī)溶液層182。將有機(jī)材料插入到有機(jī)溶劑中，以形成該溶液，并且將能量型(power-type) 碳納米管插入到該溶液中?；旌纤玫降娜芤海孕纬梢合嘤袡C(jī)混合物。接著，如圖7C所示，通過在爐或烘箱197中加熱來使(圖7C的)包括碳納米管的有機(jī)溶液層182干燥，以使有機(jī)溶劑揮發(fā)并被去除。結(jié)果，在第二基板171的外側(cè)上形成包括有機(jī)材料的基底層181和碳納米管183的防靜電層180。如上所述，防靜電層180具有約 IO6歐姆每平方(Ω/sq)至IO9歐姆每平方(Ω/sq)的薄層電阻。例如，防靜電層180具有約300埃至1000埃的厚度。根據(jù)碳納米管相對于有機(jī)材料的相對重量％來控制防靜電層 180的薄層電阻。接著，如圖7D所示，在第二基板171的內(nèi)側(cè)上涂布遮光材料(例如，黑色樹脂)，并通過掩模工藝進(jìn)行構(gòu)圖，以形成黑底173。接著，在第二基板171的內(nèi)側(cè)上形成包括紅色、綠色和藍(lán)色濾色器的濾色器175。結(jié)果，得到濾色器基板。盡管未示出，但可形成用于提供平坦的頂面的覆蓋(overcoat)層。接著，如圖7E所示，設(shè)置陣列基板和濾色器基板，使得濾色器層175面對像素電極 160，并且沿陣列基板和濾色器基板中的一個(gè)的邊緣形成密封圖案(未示出)。接著，在陣列基板和濾色器基板之間設(shè)置液晶層190，并且接合陣列基板和濾色器基板，以形成液晶面板。盡管未示出，但在液晶面板上形成分別連接到X方向感測線和Y方向感測線的X 方向感測電路和Y方向感測電路、以及連接到選通線119和數(shù)據(jù)線130的驅(qū)動電路，以得到裝置100。圖8A至圖8F是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的觸摸感測式LCD裝置的制造工藝的截面圖。圖8A至圖8F所示的工藝在形成防靜電層的步驟和蝕刻第一基板和第二基板的步驟上具有差別。因此，下面的說明專注于這些差別。如圖8A所示，通過形成TFT Tr、選通線119、數(shù)據(jù)線130、X方向感測線Xsl、Y方向感測線kl、公共電極150、像素電極160、連接線152、連接圖案162和164等，來得到陣列基板。接著，如圖8B所示，在第二基板171的內(nèi)側(cè)上形成黑底173和濾色器層175。
接著，如圖8C所示，設(shè)置第一基板101和第二基板171，使得濾色器層175面對像素電極160，并且沿第一基板101和第二基板171中的一個(gè)的邊緣形成密封圖案(未示出)。 接著，在第一基板101和第二基板171之間設(shè)置液晶層190，并且接合第一基板101和第二基板171，以形成液晶面板。接著，如圖8D所示，將液晶面板暴露到能夠蝕刻第一基板101和第二基板171的玻璃的蝕刻劑，以減小第一基板101和第二基板171中的每一個(gè)的厚度。也就是說，減小了液晶面板的厚度。例如，蝕刻劑可包括氫氟酸(HF)?？梢允褂媒n工藝或噴涂工藝。結(jié)果， 能得到輕重量和薄外形的LCD裝置。當(dāng)?shù)谝换?01和第二基板171的厚度在形成元件(例如，TFT Tr或?yàn)V色器層 175)之前減小時(shí)，可能出現(xiàn)裂紋或破碎。因此，如上所述，在第一基板101和第二基板171 上形成元件之后執(zhí)行蝕刻工藝，以減小第一基板101和第二基板171的厚度。例如，在蝕刻工藝之后，第一基板101和第二基板171可具有約0. 2mm至0. 3mm的厚度。接著，如圖8E所示，通過旋涂裝置(未示出)或狹縫涂布裝置(未示出)在室溫下將包括溶液(包括具有有機(jī)溶劑的諸如PMMA和PET的有機(jī)材料)和碳納米管的液相有機(jī)混合物涂布在具有經(jīng)減小的厚度的第二基板171的外側(cè)上，以形成有機(jī)溶液層182。將有機(jī)材料插入到有機(jī)溶劑中以形成該溶液，并且將能量型碳納米管插入到該溶液中?；旌纤玫降娜芤?，以形成液相有機(jī)混合物。接著，如圖8F所示，通過在爐或烘箱(未示出)中加熱來使(圖8E的)包括碳納米管的有機(jī)溶液層182干燥，以使有機(jī)溶劑揮發(fā)。結(jié)果，在第二基板171的外側(cè)上形成包括有機(jī)材料的基底層181和碳納米管183的防靜電層180。如上所述，防靜電層180具有約 IO6歐姆每平方(Ω/sq)至IO9歐姆每平方(Ω/sq)的薄層電阻。例如，防靜電層180具有 300埃至1000埃的厚度。可以在100°C的溫度下，優(yōu)選地在約50°C至80°C之間的溫度下執(zhí)行干燥工藝，以防止密封圖案由于液晶層190的膨脹而損壞以及液晶層190的相的變化。盡管未示出，但是在液晶面板上形成分別連接到X方向感測線和Y方向感測線的 X方向感測電路和Y方向感測電路、以及連接到選通線119和數(shù)據(jù)線130的驅(qū)動電路，以得到裝置100。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言明顯的是，在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，可以對本發(fā)明作出各種修改和變型。因此，本發(fā)明旨在涵蓋落入所附權(quán)利要求及其等同物的范圍內(nèi)的本發(fā)明的修改和變型。本申請要求2010年3月19日在韓國提交的韓國專利申請No. 10-2010-0024914 的優(yōu)先權(quán)，通過引用將其并入本文。
權(quán)利要求
1.一種觸摸感測式液晶顯示裝置，該觸摸感測式液晶顯示裝置包括 陣列基板，其包括第一基板、公共電極、像素電極和觸摸感測單元； 濾色器基板，其包括第二基板，并且面對所述陣列基板；防靜電層，其在所述第二基板的外側(cè)上，并包括有機(jī)材料和碳納米管；以及液晶層，其位于所述第一基板與所述第二基板的內(nèi)側(cè)之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸摸感測式液晶顯示裝置，其中，所述防靜電層具有約IO6歐姆每平方(Ω/sq)至IO9歐姆每平方(Ω/sq)的薄層電阻。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸摸感測式液晶顯示裝置，其中，所述有機(jī)材料包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸摸感測式液晶顯示裝置，其中，所述防靜電層具有約300埃至1000埃的厚度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸摸感測式液晶顯示裝置，其中，所述觸摸感測單元包括 X方向感測線；Y方向感測線；X方向感測電路，其在所述X方向感測線的一端處；以及 Y方向感測電路，其在所述Y方向感測線的一端處，其中，所述X方向感測電路和所述Y方向感測電路分別通過所述χ方向感測線和所述 Y方向感測線檢測由于觸摸所導(dǎo)致的電容的變化。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的觸摸感測式液晶顯示裝置，其中，在所述第一基板上限定多個(gè)觸摸塊，各觸摸塊包括第一區(qū)、第二區(qū)和第三區(qū)，所述第一區(qū)、所述第二區(qū)和所述第三區(qū)中的每一個(gè)包括至少一個(gè)像素區(qū)，并且其中所述X方向感測線設(shè)置在所述第一區(qū)和所述第三區(qū)中，所述Y方向感測線設(shè)置在所述第二區(qū)中。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的觸摸感測式液晶顯示裝置，其中，所述第一區(qū)中的X方向感測線電連接到所述第三區(qū)中的X方向感測線。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的觸摸感測式液晶顯示裝置，其中，所述觸摸感測單元還包括所述第二區(qū)中的連接線，用于電連接所述第一區(qū)中的X方向感測線和所述第三區(qū)中的X方向感測線。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的觸摸感測式液晶顯示裝置，其中，所述公共電極在所述第一區(qū)、所述第二區(qū)和所述第三區(qū)中的每一個(gè)中具有島形，并且所述X方向感測線和所述Y方向感測線接觸所述公共電極。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸摸感測式液晶顯示裝置，其中，所述陣列基板還包括 選通線，其在所述第一基板上；層間絕緣層，其在所述選通線上；數(shù)據(jù)線，其在所述層間絕緣層上并互相交叉以限定多個(gè)像素區(qū)，其中，多個(gè)像素區(qū)形成第一區(qū)、第二區(qū)和第三區(qū)中的每一個(gè)；薄膜晶體管，其在各像素區(qū)中并連接到所述選通線和所述數(shù)據(jù)線； 第一鈍化層，其在所述數(shù)據(jù)線和所述薄膜晶體管上，其中，所述公共電極設(shè)置在所述第一鈍化層上，并且在所述第一區(qū)、所述第二區(qū)和所述第三區(qū)中的每一個(gè)中具有島形；以及第二鈍化層，其在所述公共電極上方，其中，所述第一鈍化層和所述第二鈍化層具有暴露所述薄膜晶體管的一部分的漏接觸孔，其中，所述像素電極設(shè)置在所述第二鈍化層上，并通過所述漏接觸孔接觸所述薄膜晶體管的所述一部分。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的觸摸感測式液晶顯示裝置，其中，所述像素電極具有至少一個(gè)開口，以與所述公共電極產(chǎn)生邊緣場。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的觸摸感測式液晶顯示裝置，其中，所述觸摸感測單元包括 連接線，其在第二區(qū)中在所述層間絕緣層下面；X方向感測線，其被設(shè)置在所述第一區(qū)和所述第三區(qū)中的公共電極上，并與所述選通線交疊；Y方向感測線，其被設(shè)置在所述第二區(qū)中的所述公共電極上，并與所述數(shù)據(jù)線交疊；以及第一連接圖案和第二連接圖案，其在所述第二鈍化層上，其中，所述第二鈍化層具有暴露所述第一區(qū)中的X方向感測線的端部的第一接觸孔以及暴露所述第三區(qū)中的X方向感測線的端部的第二接觸孔，其中，所述第一鈍化層和所述第二鈍化層具有暴露所述薄膜晶體管的一部分的漏接觸孔，并且所述第一鈍化層和所述第二鈍化層以及所述層間絕緣層具有分別暴露所述連接線的兩端的第三接觸孔和第四接觸孔，其中，所述第一連接圖案的一端通過所述第一接觸孔接觸所述第一區(qū)中的X方向感測線，而所述第一連接圖案的另一端通過所述第三接觸孔接觸所述連接線的一端，并且其中，所述第二連接圖案的一端通過所述第二接觸孔接觸所述第三區(qū)中的X方向感測線，而所述第二連接圖案的另一端通過所述第四接觸孔接觸所述連接線的另一端。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的觸摸感測式液晶顯示裝置，其中，所述濾色器基板還包括 黑底，其對應(yīng)于各像素區(qū)的邊界；以及濾色器層，其對應(yīng)于各像素區(qū)。
14.一種制造觸摸感測式液晶顯示裝置的方法，該方法包括以下步驟在第一基板上形成選通線、數(shù)據(jù)線、薄膜晶體管、公共電極、像素電極和觸摸感測單元；在第二基板的外側(cè)上形成防靜電層，所述防靜電層包括有機(jī)材料和碳納米管；以及接合所述第一基板和所述第二基板，所述第一基板和所述第二基板之間插入有液晶層。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述防靜電層具有約IO6歐姆每平方(Ω/sq) 至IO9歐姆每平方(Ω/sq)的薄層電阻。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述有機(jī)材料包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA) 或聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述防靜電層具有約300埃至1000埃的厚度。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，通過使用旋涂裝置或狹縫涂布裝置在室溫下涂布液相有機(jī)混合物來執(zhí)行形成所述防靜電層的步驟。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述液相有機(jī)混合物包括具有溶劑的所述有機(jī)材料和所述碳納米管，并且其中通過加熱來去除所述溶劑。
20.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，形成所述觸摸感測單元的步驟包括以下步驟 在與所述選通線相同的層形成連接線；在所述公共電極上形成X方向感測線和Y方向感測線，所述X方向感測線和所述Y方向感測線分別與所述選通線和所述數(shù)據(jù)線交疊，其中，所述X方向感測線設(shè)置在第一區(qū)和第二區(qū)中，并且所述Y方向感測線設(shè)置在所述第一區(qū)與所述第二區(qū)之間的第三區(qū)中；以及在與所述像素電極相同的層形成第一連接圖案和第二連接圖案， 其中，所述第一連接圖案的一端電連接到所述第一區(qū)中的X方向感測線，所述第一連接圖案的另一端電連接到所述連接線，并且其中所述第二連接圖案的一端電連接到所述第二區(qū)中的X方向感測線，而所述第二連接圖案的另一端電連接到所述連接線。
21.一種制造觸摸感測式液晶顯示裝置的方法，該方法包括以下步驟在第一基板上形成選通線、數(shù)據(jù)線、薄膜晶體管、公共電極、像素電極和觸摸感測單元；將第二基板接合到所述第一基板，以形成液晶面板，其中，所述液晶面板具有第一厚度；蝕刻所述第一基板和所述第二基板中的每一個(gè)的外側(cè)，使得所述液晶面板具有小于所述第一厚度的第二厚度；以及在所述第二基板的外側(cè)上形成防靜電層，所述防靜電層包括有機(jī)材料和碳納米管。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中，所述防靜電層具有約IO6歐姆每平方(Ω/sq) 至IO9歐姆每平方(Ω/sq)的薄層電阻。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中，所述有機(jī)材料包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA) 或聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)。
24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中，所述防靜電層具有約300埃至1000埃的厚度。
25.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中，通過使用旋涂裝置或狹縫涂布裝置在室溫下涂布液相有機(jī)混合物來執(zhí)行形成所述防靜電層的步驟。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中，所述液相有機(jī)混合物包括具有溶劑的所述有機(jī)材料和所述碳納米管，并且其中通過加熱來去除所述溶劑。
27.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中，形成所述觸摸感測單元的步驟包括以下步驟 在與所述選通線相同的層形成連接線；在所述公共電極上形成X方向感測線和Y方向感測線，所述X方向感測線和所述Y方向感測線分別與所述選通線和所述數(shù)據(jù)線交疊，其中，所述X方向感測線設(shè)置在第一區(qū)和第二區(qū)中，所述Y方向感測線設(shè)置在所述第一區(qū)與所述第二區(qū)之間的第三區(qū)中；以及在與所述像素電極相同的層形成第一連接圖案和第二連接圖案， 其中，所述第一連接圖案的一端電連接到所述第一區(qū)中的X方向感測線，所述第一連接圖案的另一端電連接到所述連接線，并且其中所述第二連接圖案的一端電連接到所述第二區(qū)中的X方向感測線，而所述第二連接圖案的另一端電連接到所述連接線。
全文摘要
觸摸感測式液晶顯示裝置及其制造方法。一種觸摸感測式液晶顯示裝置包括陣列基板，其包括第一基板、公共電極、像素電極和觸摸感測單元；濾色器基板，其包括第二基板，并且面對所述陣列基板；防靜電層，其在所述第二基板的外側(cè)上，并且包括有機(jī)材料和碳納米管；以及液晶層，其位于所述第一基板與所述第二基板的內(nèi)側(cè)之間。
文檔編號G02F1/1362GK102193230SQ20111006535
公開日2011年9月21日 申請日期2011年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月19日
發(fā)明者吳錦美, 金圣姬, 金珍郁 申請人:樂金顯示有限公司