相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求享有于2015年12月31日提交的韓國專利申請no.10-2015-0191839的權(quán)益，為了所有目的通過引用將其并入本申請，如同在本申請中被完全描述一樣。

本發(fā)明涉及具有內(nèi)置型觸摸屏的顯示裝置及制造該顯示裝置的方法。

背景技術(shù)：

隨著信息化社會的發(fā)展，對顯示圖像的顯示裝置的各種類型的需求不斷增加，并且諸如液晶顯示器(lcd)、等離子體顯示面板(pdp)和有機發(fā)光顯示(oled)裝置之類的各種顯示裝置已被使用。

這些顯示裝置已不再依賴使用按鈕、鍵盤或鼠標(biāo)的傳統(tǒng)輸入系統(tǒng)，而是提供了使使用者能夠容易地、直觀地且方便地輸入信息或命令的基于觸摸的輸入系統(tǒng)。

為了提供這種基于觸摸的輸入方法，需要確定是否存在使用者的觸摸，并正確地檢測觸摸坐標(biāo)。

為了這個目的，通常采用從各種類型的觸摸系統(tǒng)選擇的一種觸摸系統(tǒng)來提供觸摸感測，這些觸摸系統(tǒng)比如電阻膜式觸摸系統(tǒng)、電容式觸摸系統(tǒng)、電磁感應(yīng)式觸摸系統(tǒng)、紅外式觸摸系統(tǒng)和超聲波式觸摸系統(tǒng)。

此外，在將觸摸屏應(yīng)用到顯示裝置方面，已進行了將觸摸傳感器內(nèi)置在顯示裝置中的研發(fā)。特別地，已研發(fā)了內(nèi)嵌式(in-cell)顯示裝置，其中形成于下基板中的公共電極被用作觸摸電極。

然而，內(nèi)嵌式顯示裝置的劣勢在于：因為需要形成與觸摸電極連接的分開的觸摸感測線，因此需要精細(xì)的額外工藝，這導(dǎo)致制造成本和時間增加。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個目的是提供一種具有內(nèi)置式觸摸屏的顯示裝置，其中薄膜晶體管在子像素中以z字(zigzag)形式布置在數(shù)據(jù)線的左側(cè)和右側(cè)上以便減少顯示面板中布置的數(shù)據(jù)線的數(shù)目。

此外，本發(fā)明的另一目的是提供一種具有內(nèi)置式觸摸屏的顯示裝置的制造方法，其中在形成柵極電極時同時形成像素電極，在形成數(shù)據(jù)線時同時形成觸摸感測線，以便減少掩模工藝的數(shù)目。

為了解決相關(guān)技術(shù)的上述問題，提供一種具有內(nèi)置觸摸屏的顯示裝置。所述顯示裝置包括：在基板上的柵極電極和像素電極；在所述基板上的有源層和感測接觸部分；在所述有源層上的源極電極和漏極電極；和柵極絕緣層，所述柵極絕緣層設(shè)置在所述柵極電極與所述有源層之間以及在所述像素電極與所述感測接觸部分之間，其中所述柵極電極包括第一柵極圖案和第二柵極圖案，所述像素電極由與所述第二柵極圖案相同的材料制成。因此，可減少布置在顯示面板中的數(shù)據(jù)線的數(shù)目。

此外，提供一種制造具有內(nèi)置觸摸屏的顯示裝置的方法。所述方法包括：根據(jù)第一掩模工藝在基板上形成柵極電極和像素電極；根據(jù)第二掩模工藝，在上面形成有所述柵極電極和所述像素電極的基板上形成有源層、源極電極、漏極電極、數(shù)據(jù)線和觸摸感測線；在上面形成有所述觸摸感測線的基板上形成保護層，并且根據(jù)第三掩模工藝，形成暴露所述像素電極的一部分的第一接觸孔和暴露所述觸摸感測線的一部分的第二接觸孔；和根據(jù)第四掩模工藝，在其中形成有所述第一接觸孔和所述第二接觸孔的基板上形成與所述像素電極交疊的公共電極。因此，可減少掩模工藝的數(shù)目。

根據(jù)本發(fā)明的具有內(nèi)置式觸摸屏的顯示裝置(以下稱作“觸摸屏內(nèi)置式顯示裝置”)，通過在子像素中將薄膜晶體管以z字形式布置在每條數(shù)據(jù)線的左側(cè)和右側(cè)上，可減少布置在顯示面板中的數(shù)據(jù)線的數(shù)目。

此外，根據(jù)本發(fā)明的觸摸屏內(nèi)置式顯示裝置的制方法，通過在形成柵極電極時同時形成像素電極，并且在形成數(shù)據(jù)線時同時形成觸摸感測線，可減少掩模工藝的數(shù)目。

附圖說明

本發(fā)明的以上及其他目的、特征和優(yōu)點將從以下結(jié)合附圖進行的詳細(xì)描述中變得更加顯而易見，在附圖中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明的觸摸屏內(nèi)置式顯示裝置的框圖；

圖2是示出在根據(jù)本發(fā)明的觸摸屏內(nèi)置式顯示裝置中在觸摸模式期間產(chǎn)生的電容分量(cself、cpara1和cpara2)的圖；

圖3是包括在根據(jù)本發(fā)明的觸摸屏內(nèi)置式顯示裝置中的顯示面板的平面圖；

圖4是在根據(jù)本發(fā)明實施方式的觸摸屏內(nèi)置式顯示裝置是液晶顯示器的情形下的顯示面板的截面圖；

圖5是包括在根據(jù)本發(fā)明的觸摸屏內(nèi)置式顯示裝置中的顯示面板的另一平面圖；

圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的觸摸屏內(nèi)置式顯示裝置的制造工藝減少的情況的圖；

圖7是根據(jù)本發(fā)明的觸摸屏內(nèi)置式顯示裝置的子像素的結(jié)構(gòu)的平面圖；

圖8和9是沿圖7中的線i-i'、ii-ii'和iii-iii'截取的截面圖；以及

圖10a到13b是示出根據(jù)本發(fā)明的觸摸屏內(nèi)置式顯示裝置的制造工藝的圖。

具體實施方式

本發(fā)明的優(yōu)點和特征及其實現(xiàn)方法將通過參考以下結(jié)合附圖詳細(xì)描述的本發(fā)明的實施方式而變得顯而易見。然而，本發(fā)明不限于以下闡述的實施方式，而是可以以各種不同形式實現(xiàn)。以下實施方式僅被提供用于充分公開本發(fā)明并向所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員傳達(dá)本發(fā)明的范圍，本發(fā)明僅由所附權(quán)利要求書的范圍限定。

附圖中示出的用于解釋本發(fā)明實施方式的形狀、尺寸、比例、角度、數(shù)目等是示例性的，因此本發(fā)明不限于所示的方面。在整個說明書中，相同或相似的標(biāo)號表示相同或相似的元件。此外，在本發(fā)明的描述中，當(dāng)確定對相關(guān)熟知技術(shù)的詳細(xì)描述會不必要地使本發(fā)明的主題不清楚時，將省去該詳細(xì)描述。

當(dāng)使用本文提到的表述“包括”、“具有”、“包含”等時，可添加任何其他部分，除非使用了表述“僅”。

在理解用于組成元素的術(shù)語時，即使沒有明確的描述，這些術(shù)語仍被解釋為包括誤差范圍。

當(dāng)使用例如“在……上”、“在……上方”、“在……之下”、“除……之外”等來描述兩部分的位置關(guān)系時，另一部分可位于這兩部分之間，除非使用了諸如“正好”或“直接”之類的術(shù)語。

在描述時間關(guān)系時，當(dāng)使用例如“在……之后”、“接下來”、“在……之前”等以描述時間前后關(guān)系時，也可包括不連續(xù)的情形，除非使用了諸如“正好”或“直接”之類的術(shù)語。

當(dāng)使用“第一”、“第二”等描述各種組成元件時，組成元件不受這些術(shù)語的限制。這些術(shù)語僅用于將一個組成元件與另一個組成元件區(qū)分開。因此，當(dāng)下文中組成元件被稱作第一組成元件時，它也可以是本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思內(nèi)的第二組成元件。

本發(fā)明的各實施方式的各種特征可選擇性地或完全地互相耦合或結(jié)合，且可在技術(shù)意義上進行各種互鎖和驅(qū)動。各實施方式可彼此獨立實施，或者可具有關(guān)聯(lián)關(guān)系地一起實施。

以下，將參照說明性附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實施方式。在附圖中，為了便于圖示，裝置的尺寸、厚度、大小等可被夸張地表現(xiàn)。在整個說明書中，相似標(biāo)號表示相似組成元件。

圖1是根據(jù)本發(fā)明的觸摸屏內(nèi)置式顯示裝置100的框圖。

參照圖1，根據(jù)本發(fā)明的觸摸屏內(nèi)置式顯示裝置100是能夠提供圖像指示功能(顯示功能)和觸摸感測功能的顯示裝置。

根據(jù)本發(fā)明的觸摸屏內(nèi)置式顯示裝置100可以是例如具有觸摸感測功能以用于觸摸輸入的中和大尺寸裝置(例如tv或監(jiān)視器)或移動裝置(例如智能手機或平板電腦)。

參照圖1，根據(jù)本發(fā)明的觸摸屏內(nèi)置式顯示裝置100包括顯示面板110、數(shù)據(jù)驅(qū)動器120、柵極驅(qū)動器130、控制器140等以提供顯示功能。

顯示面板110可包括沿第二方向(例如列方向)布置的多條數(shù)據(jù)線dl和沿第一方向(例如行方向)布置的多條柵極線gl。

數(shù)據(jù)驅(qū)動器120驅(qū)動多條數(shù)據(jù)線dl。這里，數(shù)據(jù)驅(qū)動器120也可稱作“源極驅(qū)動器”。

柵極驅(qū)動器130驅(qū)動多條柵極線gl。這里，柵極驅(qū)動器130也可稱作“掃描驅(qū)動器”。

控制器140控制數(shù)據(jù)驅(qū)動器120和柵極驅(qū)動器130，并且為了這個目的，控制器140向數(shù)據(jù)驅(qū)動器120和柵極驅(qū)動器130提供各種控制信號。

控制器140根據(jù)每一幀中執(zhí)行的時序開始掃描，將從外部輸入的輸入圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為適于數(shù)據(jù)驅(qū)動器120中使用的數(shù)據(jù)信號形式，由此輸出轉(zhuǎn)換后的圖像數(shù)據(jù)，并在適當(dāng)?shù)臅r間控制數(shù)據(jù)驅(qū)動以適合于掃描。

控制器140可以是典型顯示技術(shù)中使用的時序控制器，或者是包括時序控制器的控制裝置以附加地執(zhí)行其他控制功能。

柵極驅(qū)動器130根據(jù)控制器140的控制向多條柵極線gl依次提供開(on)電壓或關(guān)(off)電壓掃描信號。

當(dāng)具體柵極線由柵極驅(qū)動器130導(dǎo)通時，數(shù)據(jù)驅(qū)動器120將自控制器140接收的圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為模擬形式的數(shù)據(jù)電壓，并將數(shù)據(jù)電壓發(fā)送到多條數(shù)據(jù)線dl。

在圖1中，數(shù)據(jù)驅(qū)動器120僅位于顯示面板110的一側(cè)(例如上側(cè)或下側(cè))，但數(shù)據(jù)驅(qū)動器120可根據(jù)驅(qū)動方法、面板設(shè)計方法等而位于相對兩側(cè)的每一側(cè)(例如上側(cè)和下側(cè))處。

在圖1中，柵極驅(qū)動器130僅位于顯示面板110的一側(cè)(例如左側(cè)或右側(cè))，但柵極驅(qū)動器可根據(jù)驅(qū)動方法、面板設(shè)計方法等而位于兩側(cè)(例如左側(cè)和右側(cè))處。

上述控制器140從外部(例如主機系統(tǒng))接收包括垂直同步信號vsync、水平同步信號hsync、輸入數(shù)據(jù)使能(de)信號和時鐘信號clk的各種時序信號和輸入圖像數(shù)據(jù)。

根據(jù)本發(fā)明的觸摸屏內(nèi)置式顯示裝置100可以是各種類型的裝置的任何一種，比如lcd裝置、有機發(fā)光顯示oled裝置、pdp裝置。例如，觸摸屏內(nèi)置式顯示裝置100可以是面內(nèi)切換(ips)型lcd裝置，ips型lcd裝置采用水平地排列液晶分子并使液晶分子適當(dāng)?shù)匦D(zhuǎn)的表現(xiàn)方法，ips型lcd裝置在高分辨率、低功率、寬視角等方面具有優(yōu)點。更具體而言，觸摸屏內(nèi)置式顯示裝置100可以是先進高性能ips(ah-ips)型lcd裝置。

顯示面板110中布置的每個子像素sp可包括電路元件，比如晶體管。

同時，根據(jù)本發(fā)明的觸摸屏內(nèi)置式顯示裝置100可包括用于提供觸摸感測功能的觸摸系統(tǒng)。

參照圖1，觸摸系統(tǒng)可包括用作觸摸傳感器的多個觸摸電極、驅(qū)動多個觸摸電極te以感測觸摸的觸摸電路150等。

觸摸電路150可通過將觸摸驅(qū)動信號依次提供到多個觸摸電極te來依次驅(qū)動多個觸摸電極te。

然后，觸摸電路150從被施加觸摸驅(qū)動信號的觸摸電極接收觸摸感測信號。

觸摸電路150可基于從多個觸摸電極te的每一個接收的觸摸感測信號確定是否存在觸摸并且可計算觸摸坐標(biāo)。

在此，觸摸驅(qū)動信號可具有脈沖調(diào)制信號的波形，脈沖調(diào)制信號具有例如兩個或更多個電壓電平。

從多個觸摸電極te接收的觸摸感測信號可根據(jù)在相應(yīng)的觸摸電極周圍是否存在由諸如手指或筆之類的指示物產(chǎn)生的觸摸而改變。

觸摸電路150可基于觸摸感測信號確定觸摸電極te中的電容的變化量(或電壓變化量或電荷量的變化)等，以確定是否存在觸摸和觸摸坐標(biāo)。

參照圖1，為了將觸摸驅(qū)動信號提供到多個觸摸電極te的每一個，觸摸感測線sl被連接到多個觸摸電極te的每一個。

此外，觸摸系統(tǒng)可進一步包括開關(guān)電路160，開關(guān)電路160將分別與多個觸摸電極te連接的觸摸感測線sl依次連接到觸摸電路150，以將觸摸驅(qū)動信號依次提供到多個觸摸電極te的每一個。

開關(guān)電路160可包括至少一個多路復(fù)用器。

同時，參照圖1，多個觸摸電極te的每一個可采用塊的形式。

此外，每個觸摸電極te可具有與一個子像素sp區(qū)域相同或相應(yīng)的尺寸。

與此不同，每個觸摸電極te可具有比子像素sp區(qū)域大的尺寸，如圖1所示。

也就是說，每個觸摸電極te區(qū)域可具有對應(yīng)于兩個或更多個子像素sp區(qū)域的尺寸。

同時，參照圖1，多個觸摸電極te可被布置為內(nèi)置于顯示面板110中。

從這個意義上講，可以說顯示面板110中容納觸摸屏或觸摸屏面板。就是說，顯示面板110可以是內(nèi)嵌式或附加(on-cell)式觸摸屏內(nèi)置式顯示面板。

同時，根據(jù)本發(fā)明的觸摸屏內(nèi)置式顯示裝置100可以在顯示模式中操作以提供顯示功能，或在觸摸模式中操作以提供觸摸感測功能。

與此相關(guān)的，多個觸摸電極te在觸摸模式部分(section)中可操作為觸摸傳感器，而在顯示模式部分中可用作顯示模式電極。

例如，在顯示模式部分中，作為顯示模式電極的實例，多個觸摸電極te可操作為被施加公共電壓vcom的公共電極。

這里，公共電壓vcom對應(yīng)于被施加到像素電極的像素電壓。

圖2是示出在根據(jù)本發(fā)明的觸摸屏內(nèi)置式顯示裝置100中在觸摸模式期間產(chǎn)生的電容分量(cself、cpara1和cpara2)的圖。

參照圖2，多個觸摸電極te在觸摸模式中用作觸摸電極，在顯示模式中用作形成液晶電容器的公共電極vcom電極；多個觸摸電極te與諸如手指或筆之類的指示物形成自電容cself，以在觸摸模式中檢測是否存在觸摸。

同時，用作公共電極的多個觸摸電極te也可與柵極線和數(shù)據(jù)線形成寄生電容cpara1和cpara2，但這些寄生電容相比于自電容非常小以致可忽略。

以下，將更加詳細(xì)地描述將公共電壓和觸摸驅(qū)動信號施加到包括在觸摸屏內(nèi)置式顯示裝置100中的用作公共電極和觸摸電極的全部的多個觸摸電極te11至te14、te21至te24、和te31至te34的方法；將數(shù)據(jù)電壓和觸摸驅(qū)動信號(或者與之對應(yīng)的信號)施加到數(shù)據(jù)線dl的方法；和將掃描電壓和觸摸驅(qū)動信號(或者與之對應(yīng)的信號)施加到柵極線gl的方法。

圖3是包括在根據(jù)本發(fā)明觸摸屏內(nèi)置式顯示裝置中的顯示面板的平面圖。

參照圖3，如以上描述的，顯示面板110形成有多條數(shù)據(jù)線dl、多條柵極線gl和多個觸摸電極te11至te14、te21至te24、和te31至te34。

此外，如以上描述的，顯示面板110可以以顯示模式操作或以觸摸模式操作。

與此相關(guān)的，提供形成在顯示面板110中的多條數(shù)據(jù)線dl和多條柵極線gl以使顯示面板110能夠用作顯示圖像的面板。

此外，提供形成在顯示面板110中的多個觸摸電極te11至te14、te21至te24、和te31至te34以使顯示面板110能夠用作顯示面板和觸摸屏面板兩者。

更具體而言，當(dāng)顯示面板110用作顯示面板，就是說，當(dāng)顯示面板110的驅(qū)動模式是顯示模式時，公共電壓vcom被施加到多個觸摸電極te11至te14、te21至te24、和te31至te34，以使多個觸摸電極te11至te14、te21至te24、和te31至te34變?yōu)椤肮搽姌O”(也可稱為與像素電極(未圖示)相對的“vcom電極”)。

此外，當(dāng)顯示面板110用作為觸摸屏面板，就是說，顯示面板110的驅(qū)動模式是觸摸模式時，觸摸驅(qū)動電壓被施加到多個觸摸電極te11至te14、te21至te24、和te31至te34，以使多個觸摸電極te11至te14、te21至te24、和te31至te34變?yōu)榕c觸摸指示物(例如手指或筆)形成電容器的“觸摸電極”，并且測量由此形成的電容。

換句話說，多個觸摸電極te11至te14、te21至te24、和te31至te34在顯示模式中用作公共電極(vcom電極)，在觸摸模式中用作為觸摸電極。

在顯示模式中，公共電壓vcom被施加到多個觸摸電極te11至te14、te21至te24、和te31至te34；在觸摸模式中，觸摸驅(qū)動信號被施加到多個觸摸電極te11至te14、te21至te24、和te31至te34。

因此，如圖3中所示，為了使公共電壓或觸摸驅(qū)動信號傳送到多個觸摸電極te11至te14、te21至te24、和te31至te34，觸摸感測線sl11至sl14、sl21至sl24、和sl31至sl34可與多個觸摸電極te11至te14、te21至te24、和te31至te34連接。

因此，在觸摸模式中，觸摸電路150和開關(guān)電路160中產(chǎn)生的觸摸驅(qū)動信號vtd經(jīng)由觸摸感測線sl11至sl14、sl21至sl24、和sl31至sl34傳送到多個觸摸電極te11至te14、te21至te24、和te31至te34的全部或部分；在顯示模式中，從公共電壓提供單元(未圖示)提供的公共電壓vcom經(jīng)由觸摸感測線sl11至sl14、sl21至sl24、和sl31至sl34傳送到多個觸摸電極te11至te14、te21至te24、和te31至te34。

參照圖3，一個子像素sp被限定為對應(yīng)于顯示面板110中形成的多條數(shù)據(jù)線dl和多條柵極線gl之間的每個交叉點。這里，每個子像素可以是紅色(r)子像素、綠色(g)子像素、藍(lán)色(b)子像素和白色(w)子像素之一。

參照圖3，在形成用作公共電極和觸摸電極的多個觸摸電極te11至te14、te21至te24、和te31至te34的每一個的區(qū)域中，可限定兩個或更多個子像素sp。就是說，多個觸摸電極te11至te14、te21至te24、和te31至te34中的一個對應(yīng)于兩個或更多個子像素sp。

例如，在形成用作公共電極和觸摸電極的多個觸摸電極te11至te14、te21至te24、和te31至te34的每一個的一個區(qū)域(單位觸摸電極區(qū)域)中，可布置72(24×3)條數(shù)據(jù)線dl和24條柵極線gl以限定1278(24×3×24)個子像素sp。

同時，如圖3中所示，用作公共電極和觸摸電極的多個觸摸電極te11至te14、te21至te24、和te31至te34的每一個可以是塊狀(block-shaped)圖案，或者有時候，可以是在對應(yīng)于每個子像素sp的區(qū)域中包括梳狀(comb)圖案的圖案。

即使在用作公共電極和觸摸電極的多個觸摸電極te11至te14、te21至te24、和te31至te34的每一個是包括梳狀圖案的圖案的情形中，本發(fā)明也是適用的。

圖4是在根據(jù)本發(fā)明實施方式的觸摸屏內(nèi)置式顯示裝置是液晶顯示器的情形下的顯示面板的截面圖。

圖4是示出一區(qū)域的截面圖，在該區(qū)域中形成用作公共電極和觸摸電極的多個觸摸電極te11至te14、te21至te24、和te31至te34中的一個觸摸電極。

參照圖4，在包括于觸摸屏內(nèi)置式顯示裝置100中的顯示面板110中，例如，柵極線402沿第一方向(水平方向(圖3中的左右方向))形成在下基板400上，柵極絕緣層404形成在柵極線402上。

數(shù)據(jù)線406沿第二方向(垂直方向(圖3的視圖平面的垂直方向)形成在柵極絕緣層404上，第一保護層408形成在數(shù)據(jù)線406上。

像素電極410和觸摸感測線412形成在第一保護層408上，第二保護層414形成在像素電極410和觸摸感測線412上。

這里，觸摸感測線412在用作公共電極和觸摸電極的多個觸摸電極te11至te14、te21至te24、和te31至te34的每一個中連接到開關(guān)電路160，以便在顯示模式中，觸摸感測線412將公共電壓提供單元中產(chǎn)生的公共電壓vcom傳送到多個觸摸電極te11至te14、te21至te24、和te31至te34，并且在觸摸模式中，將在觸摸電路150和開關(guān)電路160中產(chǎn)生的觸摸驅(qū)動信號傳送到多個觸摸電極te11至te14、te21至te24、和te31至te34。

用作公共電極和觸摸電極的一個電極416形成在第二保護層414上，液晶層418形成在該一個電極416上。這里，用作公共電極和觸摸電極的一個電極416可以是用作公共電極和觸摸電極的多個觸摸電極te11至te14、te21至te24、和te31至te34中的一個，且可以是塊狀圖案。

在液晶層418上放置上基板420，在上基板420中可形成黑矩陣419a、濾色器419b等。

雖然參照圖4描述了lcd顯示裝置，但本發(fā)明不限于此，而是可應(yīng)用于可結(jié)合觸摸面板的各種顯示裝置。

圖5是包括在根據(jù)本發(fā)明的觸摸屏內(nèi)置式顯示裝置100中的顯示面板的另一平面圖。

參照圖5，與圖3不同，分別與多個觸摸電極te11至te14、te21至te24、和te31至te34連接以將觸摸驅(qū)動信號或公共電壓提供到多個觸摸電極te11至te14、te21至te24、和te31至te34的觸摸感測線sl11至sl14、sl21至sl24、和sl31至sl34可平行于第二方向(例如水平方向；柵極線gl形成的方向)形成。

在此情形中，從觸摸電路150和開關(guān)電路160產(chǎn)生的觸摸驅(qū)動信號或從公共電壓提供單元產(chǎn)生或提供的公共電壓可經(jīng)由平行于柵極線形成的觸摸感測線sl11至sl14、sl21至sl24、和sl31至sl34被傳送到多個觸摸電極te11至te14、te21至te24、和te31至te34的全部或部分。

作為本發(fā)明的設(shè)置在每個子像素sp中的薄膜晶體管，非晶硅(以下稱作“a-si”)晶體管、金屬氧化物晶體管和多晶硅晶體管可為示例性的，多晶硅可以(但并非排他地)是低溫多晶硅(以下稱作“l(fā)tps”)和高溫多晶硅(以下稱作“htps”)。

圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的觸摸屏內(nèi)置式顯示裝置的制造工藝減少的情況的圖。

參照圖6，通常，觸摸屏內(nèi)置式顯示裝置的制造工藝包括形成薄膜晶體管的柵極線和柵極電極的第一掩模工藝(掩模#1)、每個子像素中形成薄膜晶體管的有源層和在有源層上形成源極電極和漏極電極的第二掩模工藝(掩模#2)、形成保護層以保護薄膜晶體管和形成接觸孔的第三掩模工藝(掩模#3)、在每個子像素中形成像素電極的第四掩模工藝(掩模#4)、形成觸摸感測線的第五掩模工藝(掩模#5)、和形成觸摸電極(公共電極)的第六掩模工藝(掩模#6)。

特別地，因為觸摸感測線是附加形成的，因此工藝數(shù)目增加，并且在觸摸感測線上附加形成保護層然后執(zhí)行形成接觸孔以將觸摸感測線和觸摸電極(公共電極)電連接的工藝的情形中，掩模工藝的數(shù)目進一步增加。

因此，觸摸屏內(nèi)置式顯示裝置具有掩模工藝的數(shù)目增加的缺點，因為需要在顯示面板內(nèi)部形成分開的觸摸感測線。

此外，當(dāng)掩模工藝的數(shù)目增加時，存在生產(chǎn)節(jié)拍時間(tacktime)也增加的問題，由此降低生產(chǎn)效率，并且由于工藝期間可能出現(xiàn)的污染或顆粒而導(dǎo)致故障率也增大。

在本發(fā)明的觸摸屏內(nèi)置式顯示裝置及其制造方法中，可在形成柵極電極(和柵極線)的第一掩模工藝(掩模#1)中形成像素電極，在形成有源層、源極電極和數(shù)據(jù)線的第二掩模工藝(掩模#2)中形成觸摸感測線，在第三掩模工藝(掩模#3)中形成保護層和接觸孔，在第四掩模工藝(掩模#4)中形成觸摸電極(公共電極)，由此，能通過四個掩模工藝完成陣列基板。

特別地，在本發(fā)明的觸摸屏內(nèi)置式顯示裝置中，各子像素中設(shè)置的薄晶體管以z字形布置在每條數(shù)據(jù)線的左側(cè)和右側(cè)，使得數(shù)據(jù)線的數(shù)目減少，觸摸感測線形成在數(shù)目減少的數(shù)據(jù)線中的每相鄰數(shù)據(jù)線之間，且觸摸感測線與數(shù)據(jù)線在同一工藝中形成，由此簡化了制造工藝。

圖7是根據(jù)本發(fā)明的觸摸屏內(nèi)置式顯示裝置的子像素的結(jié)構(gòu)的平面圖，圖8和9是沿圖7中的線i-i'、ii-ii'和iii-iii'截取的截面圖。

參照圖7到9，本發(fā)明的觸摸屏內(nèi)置式顯示裝置包括沿第一方向布置在基板700上的多條柵極線gl、沿第二方向布置在基板700上的多條數(shù)據(jù)線dl、和與數(shù)據(jù)線dl交替布置而與數(shù)據(jù)線dl平行的觸摸感測線sl。

此外，觸摸屏內(nèi)置式顯示裝置包括由柵極線gl、數(shù)據(jù)線dl和觸摸感測線sl限定的多個子像素sp。

此外，薄膜晶體管(tft)設(shè)置在每個子像素sp中的柵極線gl與數(shù)據(jù)線dl的交叉區(qū)域中。

特別地，在觸摸屏內(nèi)置式顯示裝置中，柵極線gl以一對第一和第二柵極線701和801被布置成彼此相鄰的方式布置，且在第一方向上相鄰的子像素sp插入其間。

因此，一條數(shù)據(jù)線dl與第一和第二柵極線701和801交叉，薄膜晶體管分別布置在第一柵極線701與該數(shù)據(jù)線之間的交叉區(qū)域中和第二柵極線801與該數(shù)據(jù)線之間的交叉區(qū)域中。

如圖中所示，能夠看到，針對一條數(shù)據(jù)線dl，薄膜晶體管分別布置在左側(cè)子像素(與第一柵極線對應(yīng)的子像素)的方向中和右側(cè)子像素(與第二柵極線對應(yīng)的子像素)的方向中。就是說，本發(fā)明的觸摸屏內(nèi)置式顯示裝置的特點在于薄膜晶體管以z字形式布置在一數(shù)據(jù)線dl的左側(cè)和右側(cè)。

此種薄膜晶體管布置結(jié)構(gòu)具有能減少顯示面板110上布置的數(shù)據(jù)線dl的數(shù)目的優(yōu)點。

在每個子像素sp中，像素電極720設(shè)置在基板700上，公共電極730布置在像素電極720上，其中柵極絕緣層702和保護層719插置在像素電極720與公共電極730之間。

如圖7所示，公共電極730具有對應(yīng)于至少一個子像素或至少兩個子像素的塊圖案結(jié)構(gòu)，并且公共電極730通過第二接觸孔c2電連接到觸摸感測線sl。

參照圖7，在一對柵極線gl的第一柵極線701與觸摸感測線sl交叉的區(qū)域中，設(shè)置第一彎曲部分711，在第一彎曲部分711中第一柵極線701的一部分彎曲。第二柵極線801也包括被設(shè)置成與第一彎曲部分711相對的第二彎曲部分811。

第一彎曲部分711和第二彎曲部分811的每一個都與設(shè)置在相應(yīng)子像素中的薄膜晶體管的漏極電極717的一部分交疊，以便起到確保子像素的存儲電容的作用。

由觸摸感測線sl的擴展部分在第一和第二彎曲部分711與811之間形成感測接觸部分780，公共電極730電連接到通過第二接觸孔c2暴露的感測接觸部分780。

此外，由于如上所述本發(fā)明的觸摸屏內(nèi)置式顯示裝置的公共電極730形成為對應(yīng)于多個子像素的觸摸電極，因此公共電極730整體地形成在子像素區(qū)域中，除了狹縫型開口區(qū)域和對應(yīng)于薄膜晶體管的開口部分op之外。

開口部分op形成在公共電極730中與薄膜晶體管對應(yīng)的區(qū)域中，以通過減小公共電極730與薄膜晶體管之間的寄生電容來改善元件特性。

參見圖8和9示出的子像素區(qū)域的詳細(xì)部分，在基板700上柵極線gl(圖7中的第一柵極線)與數(shù)據(jù)線dl交叉的區(qū)域中，設(shè)置薄膜晶體管tft，薄膜晶體管tft包括柵極電極712、柵極絕緣層702、有源層714、源極電極716和漏極電極717。源極電極716位于有源層714上的與柵極電極712對應(yīng)的區(qū)域內(nèi)。

此外，在本發(fā)明中，因為像素電極720設(shè)置在基板700上，所以像素電極720和柵極電極712布置在同一平面上。

此外，本發(fā)明的柵極電極712由彼此堆疊的第一柵極圖案712a和第二柵極圖案712b形成，其中第二柵極圖案712b由與像素電極720相同的透明導(dǎo)電材料形成。第二柵極圖案712b具有大于第一柵極圖案712a的寬度。在本文中，將參考圖10a至13b所示的本發(fā)明的觸摸屏內(nèi)置式顯示裝置的制造工藝進行詳細(xì)描述。

柵極絕緣層702和保護層719堆疊在像素電極720上，公共電極730布置在保護層719上以與像素電極720交疊。公共電極730可由多個狹縫圖案形成(參見i-i’區(qū)域)。

此外，薄膜晶體管的漏極電極717與像素電極720之間形成第一接觸孔c1，在第一接觸孔c1中保護層719和柵極絕緣層702被移除，并且第一接觸部分730a布置在第一接觸孔c1內(nèi)。

第一接觸部分730a與漏極電極717和像素電極720直接接觸以使像素電極720和漏極電極717互相電連接(參見i-i’區(qū)域)。

參見ii-ii’區(qū)域和圖7，觸摸感測線sl被布置為與數(shù)據(jù)線dl平行，且通過形成在感測接觸部分780中的第二接觸孔c2與公共電極730電連接。

感測接觸部分780形成為第一感測接觸圖案780a和第二感測接觸圖案780b互相堆疊的結(jié)構(gòu)，第二感測接觸圖案780b由與有源層714相同的材料形成。

在第二接觸孔c2區(qū)域中，布置第二接觸部分730b，第二接觸部分使感測接觸部分780與公共電極730互相電連接。第一接觸部分730a、第二接觸部分730b和公共電極730一體形成。

此外，參照iii-iii’區(qū)域和圖7，像素電極720布置在基板700上，觸摸感測線sl和數(shù)據(jù)線dl布置在柵極絕緣層702上，其中像素電極720插置在觸摸感測線sl與數(shù)據(jù)線dl之間。

觸摸感測線sl形成為第一感測圖案724a和第二感測圖案724b互相堆疊的結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)線dl形成為第一數(shù)據(jù)圖案703a和第二數(shù)據(jù)圖案703b互相堆疊的結(jié)構(gòu)。

第二感測圖案724b和第二數(shù)據(jù)圖案703b由與有源層714相同的材料形成。

保護層719形成在觸摸感測線sl、數(shù)據(jù)線dl和柵極絕緣層702上，公共電極730設(shè)置在保護層719上。

通過將布置在每個子像素中的薄膜晶體管以z字形式布置在相對于每條數(shù)據(jù)線dl的左側(cè)和右側(cè)，本發(fā)明的觸摸屏內(nèi)置式顯示裝置能減少數(shù)據(jù)線的數(shù)目。

此外，由于數(shù)據(jù)線的數(shù)目減少，使得觸摸感測線可與數(shù)據(jù)線交替布置，因此可實現(xiàn)其中內(nèi)置有觸摸屏的顯示裝置。

本發(fā)明的觸摸屏內(nèi)置式顯示裝置的制造方法能通過在形成柵極電極時與柵極電極一起形成像素電極，并且在形成數(shù)據(jù)線時與數(shù)據(jù)線一起形成觸摸感測線，而在不增加掩模工藝的情況下實現(xiàn)觸摸屏內(nèi)置式顯示裝置。

圖10a至13b是示出根據(jù)本發(fā)明的觸摸屏內(nèi)置式顯示裝置的制造工藝的圖。

首先，參照圖10a和10b，在劃分有多個子像素的基板700上依次形成透明導(dǎo)電材料層和柵極金屬層之后，根據(jù)第一掩模工藝，在每個子像素區(qū)域中形成像素電極720，在薄膜晶體管形成區(qū)域形成柵極電極712。

在第一掩模工藝中，通過使用半色調(diào)掩?；蜓苌溲谀Ｒ约皥?zhí)行兩次蝕刻工藝同時形成柵極電極712和像素電極720。

因此，柵極電極712形成為由柵極金屬層形成的第一柵極圖案712a和由透明導(dǎo)電材料層形成的第二柵極圖案712b互相堆疊的結(jié)構(gòu)。

柵極金屬層可通過堆疊兩層或更多層金屬層而形成，柵極金屬層和透明導(dǎo)電材料層可形成為堆疊結(jié)構(gòu)。

因此，可使用選自包括鋁(al)、鎢(w)、銅(cu)、鉬(mo)、鉻(cr)、鈦(ti)、鉬鎢(mow)、鉬鈦(moti)和銅/鉬鈦(cu/moti)的導(dǎo)電金屬集合的至少之一形成柵極金屬層，但不限于此。

此外，可使用選自包括氧化銦錫(ito)、氧化銦鋅(izo)和碳納米管(cnt)的集合的任何一種形成透明導(dǎo)電材料層，但不限于此。柵極金屬層不限于形成為雙金屬層的形式，也可形成為單一金屬層。

如以上所述，當(dāng)在基板700上形成柵極電極712和像素電極720時，如圖11a和11b所示，柵極絕緣層702形成在基板700的整個面上，然后，連續(xù)形成半導(dǎo)體層和源極/漏極金屬層。

可使用選自包括鋁(al)、鎢(w)、銅(cu)、鉬(mo)、鉻(cr)、鈦(ti)、鉬鎢(mow)、鉬鈦(moti)和銅/鉬鈦(cu/moti)的導(dǎo)電金屬集合的至少之一形成源極/漏極金屬層，但不限于此。

半導(dǎo)體層可由半導(dǎo)體材料(例如非晶硅)、多晶硅(例如ltps或htps)等形成。此外，可使用氧化物半導(dǎo)體材料(例如氧化鋅(zo)、氧化銦鎵鋅(igzo)、氧化鋅銦(zto)或摻雜鎵的氧化鋅(gzo))形成半導(dǎo)體層。

然后，根據(jù)使用衍射掩?；虬肷{(diào)掩模的第二掩模工藝，有源層714、源極電極716和漏極電極7171形成在與柵極電極712對應(yīng)的柵極絕緣層702上。薄膜晶體管由柵極電極712、柵極絕緣層702、有源層714、源極電極716和漏極電極717構(gòu)成。

參照iii-iii’區(qū)域，柵極絕緣層702形成在像素電極720上，并且在柵極絕緣層702上形成觸摸感測線sl和數(shù)據(jù)線dl，其中像素電極720插置在觸摸感測線sl與數(shù)據(jù)線dl之間。

觸摸感測線sl形成為第一感測圖案724a和第二感測圖案724b互相堆疊的結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)線dl形成為第一數(shù)據(jù)圖案703a和第二數(shù)據(jù)圖案703b互相堆疊的結(jié)構(gòu)。

第一感測圖案724a和第一數(shù)據(jù)圖案703a由與源極/漏極金屬層相同的材料形成，第二感測圖案724b和第二數(shù)據(jù)圖案703b由與有源層714相同的半導(dǎo)體材料形成。

此外，如圖中所示，觸摸感測線sl和數(shù)據(jù)線dl形成在同一平面上，即柵極絕緣層702上。

當(dāng)如上所述完成薄膜晶體管后，如圖12a和12b所示，保護層719形成在基板700的整個表面上，然后根據(jù)第三掩模工藝，形成第一和第二接觸孔c1和c2以暴露薄膜晶體管的漏極電極717與像素電極720之間的區(qū)域以及觸摸感測線sl的感測接觸部分780。

保護層719可由無機材料(例如sio2或sinx)或有機材料(例如光壓克力(photoacryl))形成，但本發(fā)明不限于此。

漏極電極717和像素電極720通過第一接觸孔c1部分地暴露于外部。

當(dāng)如上所述在基板700上形成保護層719后，如圖13a和13b所示，透明導(dǎo)電材料層形成在基板700的整個面上，然后，根據(jù)第四掩模工藝，公共電極730形成為與像素電極720交疊。

如以上描述的，公共電極730可以是觸摸電極，或者可以形成為與多個子像素對應(yīng)的塊圖案結(jié)構(gòu)。

公共電極730可由每個子像素區(qū)域中的多個狹縫圖案形成。

此外，在第一接觸孔c1和第二接觸孔c2中，第一接觸部分730a和第二接觸部分730b由透明導(dǎo)電材料層同時形成。第一接觸部分730a和第二接觸部分730b可與公共電極730一體形成。

如以上描述的，根據(jù)本發(fā)明的具有內(nèi)置式觸摸屏的顯示裝置，通過將子像素中的薄膜晶體管以z字形式布置在每條數(shù)據(jù)線的左側(cè)和右側(cè)，可減少顯示面板中布置的數(shù)據(jù)線的數(shù)目。

此外，根據(jù)本發(fā)明的觸摸屏內(nèi)置式顯示裝置的制造方法，通過在形成柵極電極時同時形成像素電極并且在形成數(shù)據(jù)線時同時形成觸摸感測線，可減少掩模工藝的數(shù)目。

以上描述和附圖僅為了解釋性目的而提供了本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思的實例。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員將理解，在不背離本發(fā)明的實質(zhì)特征的情況下，形式上的各種修改和變化，比如配置結(jié)構(gòu)的組合、分離、替代和改變是可能的。因此，本發(fā)明中公開的實施方式旨在例示本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思的范圍，本發(fā)明的范圍不受實施方式的限制。應(yīng)當(dāng)基于所附權(quán)利要求書以包括在等同于權(quán)利要求書的范圍內(nèi)的全部技術(shù)構(gòu)思都屬于本發(fā)明的方式解釋本發(fā)明的范圍。