集成有触摸屏面板的显示设备及其制造方法
【专利说明】集成有触摸屏面板的显示设备及其制造方法
[0001]本申请要求分别于2014年6月13日和2014年11月5日提交的韩国专利申请10-2014-0071951和10-2014-0152574的优先权，为了所有目的在此援引该专利申请作为参考，如同完全在这里阐述一样。
技术领域
[0002]本发明涉及一种集成有触摸屏面板的显示设备及其制造方法。
【背景技术】
[0003]随着面向信息社会的发展，对各种形式的用于显示图像的显示设备的需求一直增加。近来，已采用了各种显示设备，如液晶显示器(LCD)、等离子显示面板(PDP)、有机发光二极管显示(0LED)设备等。
[0004]这些显示设备提供了一种基于触摸的输入方式，这种基于触摸的输入方式与其中使用按键、键盘、鼠标等的传统输入方式不同，能够使用户容易、直观且方便地输入信息或指令。
[0005]这种基于触摸的输入方式通常要求识别用户的触摸，并精确检测触摸坐标。为此，已采用了各种触摸方式，如电阻方式、电容方式、电磁感应方式、红外方式、超声波方式等。
[0006]此外，一直努力将触摸传感器整合到显示设备中。特别是，已开发了其中利用位于下基板上的公共电极作为触摸感测电极的内置式(in-cell type)显示设备。
[0007]在这一点上，这种内置式显示设备需要专门的工艺来在显示设备内形成触摸感测电极。此外，内置式显示设备需要较高制造成本和较长的制造时间，因而降低了产品的竞争力。
【发明内容】
[0008]因此，本发明涉及一种基本上克服了由于现有技术的限制和缺点而导致的一个或多个问题的集成有触摸屏面板的显示设备及其制造方法。
[0009]本发明的一个优点是提供一种能够以减少的掩模步骤数制造的集成有触摸屏面板的显示设备。
[0010]在下面的描述中将部分列出本发明的其它特征和优点，这些特征和优点的一部分根据所述描述将是显而易见的或者可通过本发明的实施领会到。通过说明书、权利要求以及附图中特别指出的结构可实现和获得本发明的这些和其他优点。
[0011]为了实现这些和其他优点并根据本发明的目的，如在此具体和概括描述的，一种显示设备，例如包括:在底板上沿第一方向设置并传递栅极信号的栅极线；在所述底板上沿第二方向设置并传递数据信号的数据线；位于由所述栅极线与所述数据线之间的交叉而界定的每个像素中的薄膜晶体管(TFT);与所述TFT的源极电极和漏极电极之一间隔开的第一电极；在与设置所述第一电极的层不同的层上设置的第二电极；设置在所述TFT上并具有第一接触孔的TFT钝化层；通过所述第一接触孔将所述源极电极和所述漏极电极之一连接到所述第一电极的第一连接图案；和第二连接图案，所述第二连接图案将触摸驱动信号传递至所述第二电极，并且由与所述第一连接图案基本相同的材料形成。
[0012]根据本发明的另一个方面，一种显示设备，例如可包括:显示面板，包括:薄膜晶体管(TFT)，所述TFT设置在NXP个像素的每一像素中，所述像素由在底板上沿第一方向设置并传递栅极信号的栅极线与在所述底板上沿第二方向设置并传递数据信号的数据线之间的交叉而界定，NXP个第一电极，每个第一电极设置成与所述TFT的源极电极和漏极电极之一间隔开，P个第二电极，每个第二电极设置成与所述第一电极对应并将相同的信号提供至所有N个像素，设置在所述TFT上并具有第一接触孔的TFT钝化层，设置在NXP个TFT上的NXP个第一连接图案，每个第一连接图案通过所述第一接触孔将所述第一电极连接到所述源极电极或所述漏极电极之一，和P个第二连接图案，所述第二连接图案将触摸驱动信号传递至所述P个第二电极，并由与所述第一连接图案基本相同的材料形成；触摸集成电路，当所述显示面板的驱动模式为触摸驱动模式时，所述触摸集成电路将触摸驱动信号施加至所述P个第二电极的全部或一部分；数据驱动器，当所述驱动模式为显示驱动模式时，所述数据驱动器将数据电压提供至所述数据线；以及栅极驱动器，当所述驱动模式为显示驱动模式时，所述栅极驱动器将扫描信号依次提供至所述栅极线。
[0013]根据本发明的另一个方面，一种制造具有触摸传感器的显示设备的方法，所述方法例如可包括:在底板上形成薄膜晶体管(TFT);形成覆盖所述TFT的TFT钝化层、以及第一电极层；通过使用第一光掩模蚀刻所述第一电极层和所述TFT钝化层，形成第一电极；通过使用第二光掩模，形成将所述TFT的源极电极或漏极电极之一连接到所述第一电极的第一连接图案、以及将触摸驱动信号传递至第二电极的第二连接图案；形成第一电极钝化层，并通过使用第三光掩模蚀刻所述第一电极钝化层；和通过使用第四光掩模形成所述第二电极。
[0014]根据本发明的另一个方面，一种制造具有触摸传感器的显示设备的方法，所述方法例如可包括:在底板上形成薄膜晶体管(TFT);在所述TFT上形成覆层和公共电极层；通过使用第一光掩模蚀刻所述公共电极层和所述覆层，形成公共电极；在所述覆层和所述公共电极上形成第一钝化层；通过使用第二光掩模，在所述第一钝化层上形成触摸信号线；在所述触摸信号线和所述第一钝化层上形成第二钝化层；通过使用第三掩模蚀刻所述第一钝化层、所述第二钝化层和所述覆层，形成暴露所述TFT的源极电极和漏极电极之一的第一接触孔、暴露所述公共电极的第二接触孔、以及暴露所述触摸信号线的第三接触孔；和通过使用第四光掩模在所述第二钝化层上形成像素电极，且同时地，通过使用与所述像素电极基本相同的材料，在所述第一接触孔上形成第一连接图案并在所述第二接触孔和所述第三接触孔上形成第二连接图案。
[0015]应当理解，本发明前面的一般性描述和下面的详细描述都是示例性的和解释性的，意在对要求保护的发明提供进一步的解释。
【附图说明】
[0016]给本发明提供进一步理解并并入本申请组成本申请一部分的附图图解了本发明的实施方式，并与说明书一起用于解释本发明的原理。在附图中:
[0017]图1是示意性图解集成有触摸屏面板的显示设备的一个例子的平面图；
[0018]图2是图解在集成有触摸屏面板的显示设备的一个例子中，在触摸驱动模式期间产生的电容分量Cself，Cparal和Cpara2的示图；
[0019]图3是图解在集成有触摸屏面板的显示设备的一个例子中包含的面板的平面图；
[0020]图4是图解当集成有触摸屏面板的显示设备的一个例子为液晶显示设备时面板的剖面图的一个例子的示图；
[0021]图5是图解在集成有触摸屏面板的显示设备的一个例子中包含的面板的另一平面图；
[0022]图6A是图解每个薄膜晶体管的底板的制造工艺的示图；
[0023]图6B是图解根据本发明一实施方式的工艺的例子的示图；
[0024]图7A到7E是图解根据本发明一实施方式的形成显示设备的像素单元、栅极焊盘单元和数据焊盘单元的工艺的平面图；
[0025]图8是图解根据本发明一实施方式的显示设备的像素单元、栅极焊盘单元和数据焊盘单元的剖面图；
[0026]图9是图解根据本发明一实施方式的显示设备的结构的示图；
[0027]图10是图解堆叠和层叠薄膜晶体管、第一钝化层、平坦化层和第一电极的状态的剖面图；
[0028]图11A到11D是图解根据本发明一实施方式的通过使用一个掩模形成第一电极的工艺的剖面图；
[0029]图12是图解根据本发明一实施方式的在进行干蚀刻之后第一电极的突出部的剖面图；
[0030]图13A到13E是图解根据本发明一实施方式的通过使用三个光掩模形成连接图案、形成第一电极钝化层和形成第二电极的工艺的剖面图；
[0031]图14是图解根据本发明一实施方式的工艺步骤的流程图；
[0032]图15是图解根据本发明一实施方式的其中薄膜晶体管的有源层由金属氧化物半导体形成的例子的剖面图；
[0033]图16是图解根据本发明一实施方式其中薄膜晶体管的有源层由低温多晶硅形成的例子的剖面图；
[0034]图17是图解根据本发明一实施方式的在像素电极在上(P0T，Pixel On Top)结构的情形中减少工艺步骤的示图；
[0035]图18是图解根据本发明一实施方式的在底板上形成遮光层、有源层和栅极的工艺的剖面图；
[0036]图19是图解根据本发明一实施方式的形成源极电极和漏极电极的工艺的剖面图；
[0037]图20是图解根据本发明一实施方式的形成作为第二电极的公共电极和形成覆层的工艺的剖面图；
[0038]图21是图解根据本发明一实施方式的形成触摸信号线以及通过使用连接图案将触摸信号线连接到作为第二电极的公共电极的工艺的剖面图；
[0039]图22是图解根据本发明一实施方式的制造显示设备的工艺的流程图。
【具体实施方式】
[0040]现在将详细描述本发明的实施方式，在附图中图示了这些实施方式的一些例子。在下面的描述中，在整个附图中使用相同的参考标记表示相同或相似的部件，并在此结合的省略公知功能和结构的详细描述。
[0041]此外，当描述本发明的组件时可使用诸如第一、第二、A、B、(a)、(b)等这样的术语。这些术语每一个不是用来限定相应元件的本质、次序或顺序，而是仅用于区分该相应元件与其他元件。在描述一特定结构元件与另一结构元件“连接”、“结合”或“接触”的情形中，应当解释为其他结构元件可与所述结构元件“连接”、“结合”或“接触”以及所述特定结构元件与所述另一结构元件直接连接或直接接触。
[0042]根据本发明的实施方式是提供一种为了使像素电极能够与源极电极或漏极电极连接(或接触)而使用金属材料形成触摸信号线的处理方法、以及包括使源极电极或漏极电极能够连接到像素电极的连接图案结构的显示设备。
[0043]图1是示意性图解集成有触摸屏面板的显示设备的一个例子的平面图。
[0044]参照图1，集成有触摸屏面板的显示设备100包括面板110、数据驱动器120、栅极驱动器130和用于控制触摸信号的集成电路140 (之后称为“触摸集成电路)等。
[0045]在面板110中，在第一方向(例如水平方向或垂直方向)上形成多条栅极线GL，在第二方向(例如垂直方向或水平方向)上形成多条数据线DL，并在多条数据线DL和多条栅极线GL之间的每个交叉部分处界定多个相应像素P。
[0046]在每个像素P的像素区域处，源极电极或漏极电极与数据线DL连接，栅极电极与栅极线GL连接，且漏极电极和源极电极之一与像素电极(或第一电极)连接。
[0047]此外，在面板110中，进一步形成彼此间隔开的多个电极S11到S14、S21到S24和S31到S34，所述多个电极S11到S14、S21到S24和S31到S34被分组或分块成多个电极组。
[0048]面板110用作显示面板以及触摸屏面板(TSP)。
[0049]具体地说，面板110可以是其中显示面板和TSP集成在一起的面板，或者可构造成其中TSP内置到显示面板的单元中的内置式触摸屏。
[0050]当面板110用作显示面板时，面板110的驱动模式称为“显示驱动模式”，当面板110用作TSP时，面板110的驱动模式称为“触摸驱动模式”。
[0051]当面板110处于显示驱动模式时，为了显示图像，数据驱动器120给多条数据线DL提供数据电压Vdata或数据信号，且栅极驱动器130依次给多条栅极线GL提供栅极信号或扫描信号。
[0052]当面板1