專利名稱：具有觸摸屏功能的液晶顯示裝置及其構(gòu)造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有觸摸屏功能的液晶顯示裝置。更具體地講，本發(fā)明指一種被構(gòu)造成具有觸摸屏功能的液晶顯示裝置，該液晶顯示裝置利用由于液晶盒間隙的變化而導(dǎo)致的液晶盒電容的變化。
背景技術(shù)：
通常，液晶顯示裝置是一種顯示裝置，其用于通過向液晶材料施加電場并控制電場的強(qiáng)度從而調(diào)節(jié)透射過基底的光的量，來獲得期望的圖像信號，其中，液晶材料填充兩個基底之間的間隙并具有各向異性介電常數(shù)。
近來，觸摸屏面板(TSP)已經(jīng)被廣泛地用作一種輸入方式。TSP是一種以坐標(biāo)值的形式來讀取用戶的輸入并接收與讀取的坐標(biāo)值對應(yīng)的信息的裝置。
迄今為止，將附加的觸摸屏堆疊并附于液晶面板的表面以給液晶顯示(LCD)裝置增添觸摸屏功能是常見的。
然而，因?yàn)楫?dāng)用于顯示再現(xiàn)在液晶面板上的圖像的光透射過觸摸面板時，發(fā)生的光視差導(dǎo)致圖像過度漂浮，所以，如上所述的在其中觸摸面板附于液晶面板的LCD裝置不能提供高品質(zhì)的圖像。
此外，由于需要將兩個面板彼此附著的附加工藝，所以工藝數(shù)目增加。因此，問題在于制造LCD裝置花費(fèi)大量的時間，同時制造成本也增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明被構(gòu)思以解決上述問題。因此，本發(fā)明的目的在于提供一種LCD裝置，其可以通過構(gòu)造一種能讀取液晶盒間隙變化的電路來實(shí)現(xiàn)觸摸屏功能而不需要單獨(dú)地將觸摸屏附于LCD裝置。
根據(jù)本發(fā)明的用于實(shí)現(xiàn)目的的一個方面，提供了一種具有觸摸屏功能的液晶顯示(LCD)裝置，所述裝置包括多條柵極線，傳送掃描信號；多條數(shù)據(jù)線，與柵極線交叉；多條信號線，與數(shù)據(jù)線平行地形成；兩個或更多個開關(guān)元件，以矩陣形式形成在多個像素區(qū)中的每個中，像素區(qū)被柵極線和數(shù)據(jù)線環(huán)繞；信號放大器，響應(yīng)于兩個或更多個開關(guān)元件的操作來接收施加到信號線的信號。
此時，三個開關(guān)元件可形成在各像素區(qū)中。優(yōu)選地，當(dāng)柵極導(dǎo)通信號施加到相應(yīng)柵極線時，三個開關(guān)元件中的第一開關(guān)元件導(dǎo)通，以充入相應(yīng)數(shù)據(jù)電壓，當(dāng)柵極導(dǎo)通信號施加到前柵極線時，第二開關(guān)元件導(dǎo)通，以充入前數(shù)據(jù)電壓，當(dāng)柵極導(dǎo)通信號施加到第二前柵極線時，第三開關(guān)元件導(dǎo)通，以將前數(shù)據(jù)電壓施加到信號線。
此外，兩個開關(guān)元件可形成在各像素區(qū)中。優(yōu)選地，當(dāng)柵極導(dǎo)通信號施加到相應(yīng)柵極線時，第一開關(guān)元件導(dǎo)通，以充入相應(yīng)數(shù)據(jù)電壓，當(dāng)柵極導(dǎo)通信號施加到前柵極線時，第二開關(guān)元件導(dǎo)通，以將前幀時間期間充入的數(shù)據(jù)電壓施加到信號線。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種的用于具有觸摸屏功能的LCD裝置的薄膜晶體管基底，其包括絕緣基底；柵極線，形成在絕緣基底上；柵極絕緣膜，覆蓋在柵極線上；數(shù)據(jù)線，與柵極線交叉，并限定柵極絕緣膜上的像素區(qū)；信號線，與數(shù)據(jù)線平行地形成；第一薄膜晶體管，電連接到柵極線和數(shù)據(jù)線；第二薄膜晶體管，電連接到前柵極線和信號線；第三薄膜晶體管，電連接到第二前柵極線和數(shù)據(jù)線；保護(hù)膜，覆蓋第一薄膜晶體管至第三薄膜晶體管、數(shù)據(jù)線和信號線，并包括第一接觸孔至第三接觸孔，其中，通過第一接觸孔至第三接觸孔暴露第一薄膜晶體管至第三薄膜晶體管的漏電極中的每個；像素電極，通過第一接觸孔至第三接觸孔連接到第一漏電極至第三漏電極。
優(yōu)選地，第三薄膜晶體管形成在前像素區(qū)中，第三漏電極延伸至相應(yīng)像素區(qū)并通過第三接觸孔連接到相應(yīng)像素區(qū)。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種構(gòu)造用于具有觸摸屏功能的LCD裝置的薄膜晶體管基底的方法，該方法包括以下步驟在絕緣基底上形成柵極布線，其中，柵極布線包括在絕緣基底上的柵極線和第一柵電極至第三柵電極；形成用于覆蓋柵極布線的柵極絕緣膜；在柵極絕緣膜上形成第一半導(dǎo)體圖案至第三半導(dǎo)體圖案；在柵極絕緣膜上形成數(shù)據(jù)布線，數(shù)據(jù)布線包括數(shù)據(jù)線、第一源電極至第三源電極、第一漏電極至第三漏電極以及信號線，其中，數(shù)據(jù)線與柵極線交叉，第一源電極至第三源電極和第一漏電極至第三漏電極電連接到第一半導(dǎo)體圖案至第三半導(dǎo)體圖案，信號線連接到第二源電極；形成覆蓋半導(dǎo)體圖案和數(shù)據(jù)布線的保護(hù)膜；在保護(hù)膜中形成第一接觸孔至第三接觸孔，通過第一接觸孔至第三接觸孔暴露第一漏電極至第三漏電極；形成像素電極，像素電極通過第一接觸孔至第三接觸孔連接到第一漏電極至第三漏電極。
此時，第三漏電極可從前像素區(qū)延伸到相應(yīng)像素區(qū)，并通過第三接觸孔連接到相應(yīng)像素區(qū)。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種用于具有觸摸屏功能的LCD裝置的薄膜晶體管基底，其包括絕緣基底；柵極線，形成在絕緣基底上；柵極絕緣膜，覆蓋在柵極線上；數(shù)據(jù)線，與柵極線交叉，并限定柵極絕緣膜上的像素區(qū)；信號線，平行于數(shù)據(jù)線形成；第一薄膜晶體管，電連接到柵極線和數(shù)據(jù)線；第二薄膜晶體管，電連接到前柵極線和信號線；保護(hù)膜，覆蓋第一薄膜晶體管和第二薄膜晶體管、數(shù)據(jù)線和信號線，并包括第一接觸孔和第二接觸孔，其中，通過第一接觸孔和第二接觸孔暴露第一薄膜晶體管和第二薄膜晶體管的漏電極中的每個；像素電極，通過第一接觸孔和第二接觸孔連接到第一漏電極和第二漏電極。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種構(gòu)造用于具有觸摸屏功能的LCD裝置的薄膜晶體管基底的方法，該方法包括以下步驟在絕緣基底上形成柵極布線，其中，柵極布線包括柵極線及第一柵電極和第二柵電極；形成用于覆蓋柵極布線的柵極絕緣膜；在柵極絕緣膜上形成第一半導(dǎo)體圖案和第二半導(dǎo)體圖案；在柵極絕緣膜上形成數(shù)據(jù)布線，數(shù)據(jù)布線包括數(shù)據(jù)線、第一源電極和第二源電極、第一漏電極和第二漏電極以及信號線，其中，數(shù)據(jù)線與柵極線交叉，第一源電極和第二源電極及第一漏電極和第二漏電極電連接到第一半導(dǎo)體圖案和第二半導(dǎo)體圖案，信號線連接到第二源電極；形成保護(hù)膜，保護(hù)膜覆蓋半導(dǎo)體圖案和數(shù)據(jù)布線；在保護(hù)膜中形成第一接觸孔和第二接觸孔，通過第一接觸孔和第二接觸孔暴露第一漏電極和第二漏電極；形成像素電極，像素電極通過第一接觸孔和第二接觸孔連接到第一漏電極和第二漏電極。


通過以下結(jié)合附圖對優(yōu)選實(shí)施例的描述，本發(fā)明的以上和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得明顯，在附圖中
圖1示出了在液晶面板沒有被觸摸的地方液晶的初始取向；圖2示出了當(dāng)液晶面板被觸摸時由于液晶盒間隙的變化而導(dǎo)致液晶的改變的取向；圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的具有觸摸屏功能的液晶顯示(LCD)裝置的構(gòu)造的電路圖；圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的具有觸摸屏功能的LCD裝置的構(gòu)造的電路圖；圖5是示出了用于根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的LCD裝置的薄膜晶體管基底的布置的視圖；圖6是沿著圖5中的線VI-VI′截取的薄膜晶體管基底的剖視圖；圖7是示出了在構(gòu)造用于根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的LCD裝置的薄膜晶體管基底的第一步驟中的基底的布置的視圖；圖8是沿著圖7中的線VII-VII′截取的基底的剖視圖；圖9是示出了圖7的下一個構(gòu)造步驟中的基底的布置的視圖；圖10是沿著圖9中的線VIII-VIII′截取的基底的剖視圖；圖11是示出了圖9的下一個構(gòu)造步驟中的基底的布置的視圖；圖12是沿著圖11中的線IX-IX′截取的基底的剖視圖；圖13是示出了圖11的下一個構(gòu)造步驟中的基底的布置的視圖；圖14是沿著圖13中的線X-X′截取的基底的剖視圖；圖15是示出了用于根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的LCD裝置的薄膜晶體管基底的布置的視圖；圖16是沿著圖15中的線XII-XII′截取的薄膜晶體管基底的剖視圖；圖17是示出了在構(gòu)造用于根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的LCD裝置的薄膜晶體管基底的第一步驟中的基底的布置的視圖；圖18是沿著圖17中的線XIII-XIII′截取的基底的剖視圖；圖19是示出了圖17的下一個構(gòu)造步驟中的基底的布置的視圖；圖20是沿著圖19中的線XIV-XIV′截取的基底的剖視圖；圖21是示出了圖19的下一個構(gòu)造步驟中的基底的布置的視圖；圖22是沿著圖21中的線XV-XV′截取的基底的剖視圖；圖23是示出了圖21的下一個構(gòu)造步驟中基底的布置的視圖；圖24是沿著圖23中的線XVI-XVI′截取的基底的剖視圖。
具體實(shí)施例方式
在下文中，將參照附圖來詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
圖1示出了在液晶面板沒有被觸摸的地方液晶的初始取向，圖2示出了當(dāng)液晶面板被觸摸時由于液晶盒間隙的變化而導(dǎo)致液晶的改變的取向。
當(dāng)液晶面板被觸摸時，可以看到液晶盒間隙改變，從而液晶的取向改變，如圖2中所示。
在液晶盒內(nèi)的液晶取向的變化和液晶盒間隙的變化導(dǎo)致像素的電容變化。
通常，液晶面板中各像素的電容是液晶電容Clc和存儲電容Cst之和。
這里，存儲電容Cst始終不變，液晶電容Clc可以如下面的等式1表達(dá)。
Clc＝ε0εrA/d...(1)其中，ε0εr是液晶的介電常數(shù)，A是像素的剖面面積，d是液晶盒間隙。
因此，由于液晶具有各向異性的特性即其垂直的介電常數(shù)和水平的介電常數(shù)互不相同，所以當(dāng)液晶面板被觸摸時由于介電常數(shù)和液晶盒間隙的變化導(dǎo)致液晶電容Clc的值改變。
因此，本發(fā)明的目的在于通過以電信號的形式來讀取液晶電容Clc的改變來實(shí)現(xiàn)觸摸屏的功能。
圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的具有觸摸屏功能的液晶顯示(LCD)裝置的構(gòu)造的電路圖。
如圖3中所示，根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的LCD包括多條柵極線Gn、Gn-1、Gn-2...，傳輸掃描信號；多條數(shù)據(jù)線Data，與柵極線Gn、Gn-1、Gn-2...交叉，傳輸圖像數(shù)據(jù)。
此外，多條信號線10與數(shù)據(jù)線Data絕緣并與數(shù)據(jù)線Data并列。
第一開關(guān)元件至第三開關(guān)元件TFT1、TFT2和TFT3以矩陣的形式形成在多個像素區(qū)的每個中，其中，多個像素區(qū)被柵極線Gn、Gn-1、Gn-2...和數(shù)據(jù)線Data環(huán)繞。此時，優(yōu)選地，開關(guān)元件中的每個是薄膜晶體管。
這里，第一開關(guān)元件TFT 1的柵電極連接到柵極線Gn，第一開關(guān)元件TFT1的源電極連接到數(shù)據(jù)線Data，第一開關(guān)元件TFT1的漏電極連接到像素電極P，其中，像素電極P形成在液晶面板的下基底上。此外，共電極Com形成在與下基底相對的上基底上。
液晶材料被填充在像素電極P和共電極Com之間，并被等效地表達(dá)為液晶電容Clc。也形成存儲電容Cst，存儲電容Cst用于保持施加到液晶電容Clc的電壓。液晶電容Clc和存儲電容(Cst)用作LCD裝置的驅(qū)動負(fù)載。
在這種情況下，由于液晶盒間隙的變化而導(dǎo)致液晶電容Clc改變。用于讀取液晶電容Clc變化的第二開關(guān)元件TFT 2和第三開關(guān)元件TFT3被構(gòu)造如下。
第二開關(guān)元件TFT2的源電極連接到像素電極P，第二開關(guān)元件TFT2的漏電極連接到信號線10，第二開關(guān)元件TFT2的柵電極連接到前柵極線Gn-1。
此外，第三開關(guān)元件TFT3的源電極連接到數(shù)據(jù)線Data，第三開關(guān)元件TFT3的漏電極連接到像素電極P，第三開關(guān)元件TFT3的柵電極連接到第二前柵極線Gn-2。
信號線10被分別連接到信號放大器20。響應(yīng)于第二開關(guān)元件TFT2或第三開關(guān)元件TFT3的導(dǎo)通操作，信號放大器20中的每個將施加到各信號線10的信號與基準(zhǔn)電壓REF作比較，并隨后放大所得到的信號，使得可以確定在液晶面板的期望的位置處液晶盒間隙是否有改變。
現(xiàn)在將描述根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的LCD裝置的操作。
當(dāng)柵極導(dǎo)通信號根據(jù)與柵極驅(qū)動信號對應(yīng)的柵極脈沖被順序地施加到多條柵極線時，與時鐘信號同步地，數(shù)據(jù)信號被施加到所有的數(shù)據(jù)線，從而圖像顯示在LCD裝置上。
當(dāng)柵極導(dǎo)通信號首先被施加到第二前柵極線Gn-2時，第三開關(guān)元件TFT3導(dǎo)通，從而將被施加到第二前像素區(qū)的數(shù)據(jù)電壓Vdata被充以像素電壓。
此時，充入像素的電荷Q的數(shù)量可用下面的等式2來表達(dá)。
Q＝(cell capacitance)×Vdata...(2)即，由于電荷的數(shù)量不變，所以施加的數(shù)據(jù)電壓Vdata根據(jù)液晶盒的電容(更具體地講，液晶電容)的變化而變化。
接著，當(dāng)柵極導(dǎo)通信號被施加到第一前柵極線Gn-1時，第二開關(guān)元件TFT2導(dǎo)通。因此，充入液晶盒的電壓被施加到信號線10，并隨后被輸入到信號放大器20。
此時，信號放大器20將施加到信號線10的信號與基準(zhǔn)電壓REF進(jìn)行比較，并隨后將所得到的信號放大。因此，信號放大器可以識別充電電壓的變化，因此確定在液晶面板的相應(yīng)位置處液晶盒間隙是否有變化。
此后，當(dāng)柵極導(dǎo)通信號被施加到相應(yīng)柵極線Gn時，第一開關(guān)元件TFT1導(dǎo)通，因此相應(yīng)數(shù)據(jù)電壓Vdata被充以像素電壓。
如果假設(shè)在相應(yīng)像素區(qū)處液晶盒間隙已經(jīng)改變，那么導(dǎo)通信號被施加到第二前柵極線，將被充入第二前像素區(qū)的數(shù)據(jù)電壓因此被暫時充入相應(yīng)像素區(qū)，以讀取相應(yīng)像素的液晶盒間隙的改變。由于與幀的時間相比這個時間非常短，所以不可能在視覺上感覺到它。
根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例，僅用開關(guān)元件的操作來識別由于液晶盒間隙的變化導(dǎo)致的像素電壓變化而不用將附加的觸摸屏附于LCD裝置。因此，可容易地實(shí)現(xiàn)觸摸屏功能。
接著，將參照圖4來描述根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的具有觸摸屏功能的LCD裝置。
圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的具有觸摸屏功能的LCD的構(gòu)造的電路圖。
如圖4中所示，根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的LCD裝置包括多條柵極線Gn、Gn-1...，傳輸掃描信號；多條數(shù)據(jù)線Data，與柵極線Gn、Gn-1...交叉，傳輸圖像數(shù)據(jù)。
此外，多條信號線10與數(shù)據(jù)線Data絕緣并與數(shù)據(jù)線Data并列。
第一開關(guān)元件TFT1和第二開關(guān)元件TFT2以矩陣的形式形成在多個像素區(qū)的每個中，其中，多個像素區(qū)被柵極線Gn、Gn-1...和數(shù)據(jù)線Data環(huán)繞。此時，優(yōu)選地，兩個開關(guān)元件中的每個是薄膜晶體管。
這里，第一開關(guān)元件TFT1的柵電極連接到柵極線Gn，第一開關(guān)元件TFT1的源電極連接到數(shù)據(jù)線Data，第一開關(guān)元件TFT1的漏電極連接到像素電極P，其中，像素電極P形成在液晶面板的下基底上。此外，共電極Com形成在與下基底相對的上基底上。
液晶材料被填充在像素電極P和共電極Com之間，并被等效地表示為液晶電容Clc。也形成存儲電容Cst，存儲電容Cst用于保持施加到液晶電容Clc的電壓。液晶電容Clc和存儲電容Cst用作LCD裝置的驅(qū)動負(fù)載。
在這種情況下，由于液晶盒間隙的變化而導(dǎo)致液晶電容Clc改變。用于讀取液晶電容Clc變化的第二開關(guān)元件TFT2被構(gòu)造的方式為第二開關(guān)元件TFT2的源電極連接到像素電極P，第二開關(guān)元件TFT2的漏電極連接到信號線10，第二開關(guān)元件TFT2的柵電極連接到前柵極線Gn-1。
信號線10分別連接到信號放大器20。響應(yīng)于第二開關(guān)元件TFT2的導(dǎo)通操作，信號放大器20中的每個將施加到各信號線10的信號與基準(zhǔn)電壓REF進(jìn)行比較，并隨后將所得到的信號放大，使得可以確定在液晶面板的期望的位置處液晶盒間隙是否有改變。
現(xiàn)在將描述根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的LCD裝置的操作。
當(dāng)柵極導(dǎo)通信號首先被施加到前柵極線Gn-1時，第二開關(guān)元件TFT2導(dǎo)通，因此在前幀的時間期間充入的像素電壓被施加到信號線10，并隨后輸入到信號放大器20。
此時，充入像素的電荷Q的數(shù)量可以用上面的等式2來表示。
即，由于電荷的數(shù)量不變，所以施加的數(shù)據(jù)電壓Vdata根據(jù)液晶盒的電容(更具體地講，液晶電容)的變化而變化。
此時，信號放大器20將施加到信號線10的信號與基準(zhǔn)電壓REF進(jìn)行比較，并隨后將所得到的信號放大。因此，信號放大器可以識別充入電壓的變化，因此確定在液晶面板的相應(yīng)位置處液晶盒間隙是否有變化。
此后，當(dāng)柵極導(dǎo)通信號被施加到相應(yīng)柵極線Gn時，第一開關(guān)元件TFT1導(dǎo)通，因此相應(yīng)數(shù)據(jù)電壓Vdata被充以像素電壓。
因此，本發(fā)明的第二實(shí)施例與本發(fā)明的第一實(shí)施例具有相同的效果。
接著，將參照圖5和圖6來詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的LCD裝置的薄膜晶體管基底的構(gòu)造。
圖5是示出了用于根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的LCD裝置的薄膜晶體管基底的布置的視圖，圖6是沿著圖5中的線VI-VI′截取的薄膜晶體管基底的剖視圖。
如圖5和圖6中所示，在絕緣基底10上形成有厚度為1000～3500的柵極布線20、21、22和23，其中，柵極布線由導(dǎo)電材料比如鋁或鋁合金、鉻或鉻合金、鉬或鉬合金、鉻氮化物或鉬氮化物等制成。
柵極布線20、21、22和23包括柵極線20，在水平方向上延伸；第一柵電極至第三柵電極21、22和23，第一柵電極至第三柵電極21、22和23中的每一個從柵極線20突出。
為了解釋方便，柵極線20在這里被描述為其可以與前柵極線20′和第二前柵極線20″不同。
第一柵電極21、第二柵電極22和第三柵電極23分別從柵極線20、前柵極線20′和第二前柵極線20″突出，其中，第一柵電極21、第二柵電極22和第三柵電極23用于形成在單個像素區(qū)內(nèi)操作的三個薄膜晶體管。
同時，柵極布線20、21、22和23可被構(gòu)造為具有兩層或者更多層的結(jié)構(gòu)。在這種情況下，優(yōu)選地，至少一層由電阻低的金屬材料形成。
在絕緣基底10上，柵極布線20、21、22和23被厚度為3500～4500的柵極絕緣膜30覆蓋，其中，柵極絕緣膜30由絕緣材料比如硅氮化物或硅氧化物制成。
在柵極絕緣膜30上形成有厚度為800～1500的第一半導(dǎo)體圖案至第三半導(dǎo)體圖案41、42和43，其中，半導(dǎo)體圖案41、42和43分別與第一柵電極至第三柵電極21、22、23疊置，并由非晶硅等制成。厚度為500～800的歐姆接觸層51、52、53、54、55和56由摻雜有導(dǎo)電雜質(zhì)的非晶硅制成。
在歐姆接觸層51、52、53、54、55和56及柵極絕緣膜30上形成有厚度為1500～3500的數(shù)據(jù)布線60、61、62、63、64、65、66和67，其中，數(shù)據(jù)布線60、61、62、63、64、65、66和67由導(dǎo)電材料比如鋁或其合金、鉻或其合金、鉬或其合金、鉻氮化物或鉬氮化物等制成。
數(shù)據(jù)布線60～67包括數(shù)據(jù)線60，在垂直方向上延伸，并與柵極線20交叉，從而限定特定的像素區(qū)；信號線65，與數(shù)據(jù)線60平行地形成；第一源電極61，從數(shù)據(jù)線60突出；第一漏電極62，被形成為面對第一源電極61；第二源電極66，從信號線65突出；第二漏電極67被形成為面對第二源電極66；第三源電極63，位于第三柵電極23上方并從數(shù)據(jù)線60突出，其中，第三柵電極23形成在第二前柵極線20″中；第三漏電極64，被形成為面對第三源電極63，并從前像素區(qū)延伸到相應(yīng)像素區(qū)。
第一源電極61延伸至位于第一半導(dǎo)體圖案41上的歐姆接觸層51的頂部，第一漏電極62在像素區(qū)內(nèi)從另一歐姆接觸層52的頂部延伸至柵極絕緣膜30的頂部。此外，第二源電極66延伸至位于第二半導(dǎo)體圖案42上的歐姆接觸層53的頂部，第二漏電極67在像素區(qū)內(nèi)從另一歐姆接觸層54的頂部延伸至柵極絕緣膜30的頂部。此外，第三源電極63延伸至位于第三半導(dǎo)體圖案43上的歐姆接觸層55的頂部，第三漏電極64在前像素區(qū)內(nèi)和相應(yīng)像素區(qū)內(nèi)從另一歐姆接觸層56的頂部延伸至柵極絕緣膜30的頂部。
此時，數(shù)據(jù)布線60～67可被形成為具有兩層或更多層的結(jié)構(gòu)。在這種情況下，至少一層優(yōu)選地由電阻低的金屬材料形成。
數(shù)據(jù)布線60～67和半導(dǎo)體圖案41、42和43被保護(hù)膜70覆蓋，其中，保護(hù)膜70由絕緣材料比如硅氮化物或硅氧化物制成。
第一接觸孔至第三接觸孔71、72和73形成在保護(hù)膜70中，其中，第一接觸孔至第三接觸孔71、72和73用于使得第一漏電極62、第二漏電極67和第三漏電極64暴露在相應(yīng)像素區(qū)中。此外，像素電極80形成在保護(hù)膜70上，其中，像素電極80通過第一接觸孔至第三接觸孔71、72和73連接到第一漏電極62、第二漏電極67和第三漏電極64。這里，像素電極80由透明導(dǎo)電材料比如ITO(氧化銦錫)或IZO(氧化銦鋅)制成。
現(xiàn)在將參照圖7至圖14以及圖5和圖6來描述構(gòu)造根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的薄膜晶體管基底的方法。
如圖7和圖8中所示，用于柵極布線的金屬層沉積在絕緣基底10上，然后通過光刻工藝將金屬層圖案化，以在絕緣基底10上形成柵極布線20、21、22和23。此時，柵極布線20、21、22和23包括柵極線20和第一柵電極至第三柵電極21、22和23。
如圖9和圖10中所示，由絕緣材料比如硅氮化物制成的柵極絕緣膜30沉積在絕緣基底10上，以覆蓋柵極布線20、21、22和23。
此后，非晶硅層和另一摻雜有導(dǎo)電雜質(zhì)的非晶硅層順序地形成在柵極絕緣膜30上，并隨后通過光刻工藝被圖案化，從而形成第一半導(dǎo)體圖案至第三半導(dǎo)體圖案41、42和43以及歐姆接觸層圖案50。
如圖11和圖12中所示，用于數(shù)據(jù)布線的金屬層沉積在基底的整個暴露表面的上方，隨后通過光刻工藝被圖案化，從而形成數(shù)據(jù)布線60～67。數(shù)據(jù)布線60～67包括數(shù)據(jù)線60、信號線65、第一源電極至第三源電極61、63和66以及第一漏電極至第三漏電極62、67和64。
此后，通過利用第一源電極至第三源電極61、66和63以及第一漏電極至第三漏電極62、67和64作為掩模來刻蝕歐姆接觸層圖案50。此時，歐姆接觸層圖案50被劃分為歐姆接觸層51和52，其中，歐姆接觸層51接觸第一源電極61，歐姆接觸層52接觸第一漏電極62。類似地，歐姆接觸層圖案50也被劃分為歐姆接觸層53和54，其中，歐姆接觸層53接觸第二源電極66，歐姆接觸層54接觸第二漏電極67。此外，歐姆接觸層圖案50被劃分為歐姆接觸層55和56，其中，歐姆接觸層55接觸第三源電極63，歐姆接觸層56接觸第三漏電極64。
參照圖13和圖14，保護(hù)膜70隨后形成在包括數(shù)據(jù)布線60～67、具有硅氮化物、硅氧化物等的半導(dǎo)體圖案41、42、43的整個基底上方。
隨后通過光刻工藝將保護(hù)膜70圖案化來形成第一接觸孔至第三接觸孔71、72和73，其中，第一漏電極至第三漏電極62、67和64通過第一接觸孔至第三接觸孔71、72和73暴露在相應(yīng)的像素區(qū)中。
如圖5和圖6中所示，由ITO或IZO制成的透明導(dǎo)電層沉積在基底的整個暴露表面的上方，并隨后通過光刻工藝被圖案化，使得通過第一接觸孔至第三接觸孔71、72和73連接到第一漏電極至第三漏電極62、67和64的像素電極80可以形成在各像素區(qū)上。
現(xiàn)在，將參照圖15和圖16來詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的LCD裝置的薄膜晶體管基底的構(gòu)造。
圖15是示出了用于根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的LCD裝置的薄膜晶體管基底的布置的視圖，圖16是沿著圖15中的線XII-XII′截取的薄膜晶體管基底的剖視圖。
參照這些附圖，在絕緣基底10上形成有厚度為1000～3500的柵極布線20、21和22，其中，柵極布線20、21和22由導(dǎo)電材料比如鋁或其合金、鉻或其合金、鉬或其合金、鉻氮化物或鉬氮化物等制成。
柵極布線20、21、22包括柵極線20，在水平方向上延伸；第一柵電極21和第二柵電極22，每個都從柵極線20突出。
此時，相對的第一柵電極21和第二柵電極22分別從柵極線和前柵極線突出，其中，第一柵電極21和第二柵電極22用于形成兩個在單個像素區(qū)內(nèi)操作的薄膜晶體管。
柵極布線20、21和22可以被構(gòu)造為具有兩層或更多層的結(jié)構(gòu)。在這種情況下，優(yōu)選地，至少一層由電阻低的金屬材料形成。
在絕緣基底10上，柵極布線20、21和22被厚度為3500～4500的柵極絕緣膜30覆蓋，其中，柵極絕緣膜30由絕緣材料比如硅氮化物或硅氧化物制成。
在柵極絕緣膜30上，形成有厚度為800～1500的第一半導(dǎo)體圖案41和第二半導(dǎo)體圖案42，其中，第一半導(dǎo)體圖案41和第二半導(dǎo)體圖案42分別與第一柵電極21和第二柵電極22疊置并由非晶硅等制成。厚度為500～800的歐姆接觸層51、52、53和54由摻雜有導(dǎo)電雜質(zhì)的非晶硅制成。
在歐姆接觸層51、52、53和54以及柵極絕緣膜30上形成有厚度為1500～3500的數(shù)據(jù)布線60、61、62、65、66和67，其中，數(shù)據(jù)布線60、61、62、65、66和67由導(dǎo)電材料比如鋁或其合金、鉻或其合金、鉬或其合金、鉻氮化物或鉬氮化物等制成。
數(shù)據(jù)布線60、61、62、65、66和67包括數(shù)據(jù)線60，在垂直方向上延伸，并與柵極線20交叉，從而限定特定的像素區(qū)；信號線65，與數(shù)據(jù)線60平行地形成；第一源電極61，從數(shù)據(jù)線60突出；第一漏電極62，被形成為面對第一源電極61；第二源電極66，從信號線65突出；第二漏電極67，被形成為面對第二源電極66。
第一源電極61延伸至位于第一半導(dǎo)體圖案41上的歐姆接觸層51的上方，第一漏電極62在像素區(qū)內(nèi)從另一歐姆接觸層52的上方延伸至柵極絕緣膜30的上方。此外，第二源電極66延伸至位于第二半導(dǎo)體圖案42上的歐姆接觸層53的上方，第二漏電極67在像素區(qū)內(nèi)從另一歐姆接觸層54的上方延伸至柵極絕緣膜30的上方。
此時，數(shù)據(jù)布線60、61、62、65、66和67可被形成為具有兩層或更多層的結(jié)構(gòu)。在這種情況下，至少一層優(yōu)選地由電阻低的金屬材料形成。
數(shù)據(jù)布線60、61、62、65、66和67以及半導(dǎo)體圖案41和42被保護(hù)膜70覆蓋，其中，保護(hù)膜70由絕緣材料比如硅氮化物或硅氧化物制成。
第一接觸孔71和第二接觸孔72形成在保護(hù)膜70中，其中，第一漏電極62和第二漏電極67通過第一接觸孔71和第二接觸孔72暴露在相應(yīng)像素區(qū)中。此外，像素電極80形成在保護(hù)膜70上，其中，像素電極80通過第一接觸孔71和第二接觸孔72連接到第一漏電極62和第二漏電極67。這里，像素電極80由透明導(dǎo)電材料比如ITO或IZO制成。
此外，將參照圖17至圖24連同圖15和圖16來描述構(gòu)造根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的薄膜晶體管基底的方法。
如圖17和圖18中所示，用于柵極布線的金屬層沉積在絕緣基底10上，并隨后通過光刻工藝被圖案化，以在絕緣基底10上形成柵極布線20、21和22。此時，柵極布線20、21和22包括柵極線20以及第一柵電極21和第二柵電極22。
如圖19和圖20中所示，由絕緣材料比如硅氮化物制成的柵極絕緣膜30沉積在絕緣基底10上，以覆蓋柵極布線20、21和22。
此后，非晶硅層和另一摻雜有導(dǎo)電雜質(zhì)的非晶硅層順序地形成在柵極絕緣膜30上，并隨后通過光刻工藝被圖案化，以形成第一半導(dǎo)體圖案41和第二半導(dǎo)體圖案42以及歐姆接觸層圖案50。
如圖21和圖22中所示，用于數(shù)據(jù)布線的金屬層沉積在基底的整個暴露表面的上方，并隨后通過光刻工藝被圖案化，從而形成數(shù)據(jù)布線60、61、62、65、66和67。數(shù)據(jù)布線60、61、62、65、66和67包括數(shù)據(jù)線60、信號線65、第一源電極61和第二源電極66、第一漏電極62和第二漏電極67。
此后，通過利用第一源電極61和第二源電極66以及第一漏電極62和第二漏電極67作為掩模來刻蝕歐姆接觸層圖案50。此時，歐姆接觸層圖案50被劃分為歐姆接觸層51和52，其中，歐姆接觸層51與第一源電極61接觸，歐姆接觸層52與第一漏電極62接觸。類似地，歐姆接觸層圖案50也被劃分為歐姆接觸層53和54，其中，歐姆接觸層53接觸第二源電極66，歐姆接觸層54接觸第二漏電極67。
參照圖23和圖24，保護(hù)膜70隨后形成在包括數(shù)據(jù)布線60、61、62、65、66和67以及具有硅氮化物、硅氧化物等的半導(dǎo)體圖案41和42的整個基底上方。
隨后，通過光刻工藝將保護(hù)膜70圖案化來形成第一接觸孔71和第二接觸孔72，其中，第一漏電極62和第二漏電極67通過第一接觸孔71和第二接觸孔72暴露在相應(yīng)像素區(qū)中。
如圖15和圖16中所示，由ITO或IZO制成的透明導(dǎo)電層沉積在基底的整個暴露表面的上方，并隨后通過光刻工藝被圖案化，使得像素電極80可以形成在各像素區(qū)上，其中，像素電極80通過第一接觸孔71和第二接觸孔72連接到第一漏電極62和第二漏電極67。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性根據(jù)本發(fā)明，每個像素區(qū)設(shè)置了兩個或更多個開關(guān)裝置，用于讀取液晶盒間隙的變化。因此，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，即使沒有將附加的觸摸面板附于LCD裝置，仍然可以實(shí)現(xiàn)觸摸屏的功能。
雖然已經(jīng)結(jié)合本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是本發(fā)明不限于此。因此，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員將是明顯的是，在不脫離由權(quán)利要求限定的本發(fā)明的范圍和精神的情況下可以對本發(fā)明進(jìn)行各種改變和更改。
權(quán)利要求
1.一種具有觸摸屏功能的液晶顯示裝置，包括多條柵極線，傳輸掃描信號；多條數(shù)據(jù)線，與所述柵極線交叉；多條信號線，與所述數(shù)據(jù)線平行地形成；兩個或更多個開關(guān)元件，以矩陣形式形成在多個像素區(qū)的每個中，所述像素區(qū)被所述柵極線和所述數(shù)據(jù)線環(huán)繞；信號放大器，響應(yīng)于所述兩個或更多個開關(guān)元件的操作來接收施加到所述信號線的信號。
2.如權(quán)利要求1中所述的液晶顯示裝置，其中，三個開關(guān)元件形成在各像素區(qū)中，其中，當(dāng)柵極導(dǎo)通信號施加到相應(yīng)柵極線時，所述三個開關(guān)元件中的第一開關(guān)元件導(dǎo)通，以充入相應(yīng)數(shù)據(jù)電壓，當(dāng)所述柵極導(dǎo)通信號施加到前柵極線時，第二開關(guān)元件導(dǎo)通，以充入前數(shù)據(jù)電壓，當(dāng)所述柵極導(dǎo)通信號施加到第二前柵極線時，第三開關(guān)元件導(dǎo)通，以將所述前數(shù)據(jù)電壓施加到所述信號線。
3.如權(quán)利要求1中所述的液晶顯示裝置，其中，在各像素區(qū)中形成兩個開關(guān)元件，其中，當(dāng)柵極導(dǎo)通信號施加到相應(yīng)柵極線時，第一開關(guān)元件導(dǎo)通，以充入相應(yīng)數(shù)據(jù)電壓，當(dāng)所述柵極導(dǎo)通信號施加到前柵極線時，第二開關(guān)元件導(dǎo)通，以將前幀時間期間充入的數(shù)據(jù)電壓施加到所述信號線。
4.一種具有觸摸屏功能的液晶顯示裝置，包括絕緣基底；柵極線，形成在所述絕緣基底上；柵極絕緣膜，覆蓋在所述柵極線上；數(shù)據(jù)線，與所述柵極線交叉，限定所述柵極絕緣膜上的像素區(qū)；信號線，與所述數(shù)據(jù)線平行地形成；第一薄膜晶體管，電連接到所述柵極線和所述數(shù)據(jù)線；第二薄膜晶體管，電連接到前柵極線和所述信號線；第三薄膜晶體管，電連接到第二前柵極線和所述數(shù)據(jù)線；保護(hù)膜，覆蓋所述第一薄膜晶體管至所述第三薄膜晶體管、所述數(shù)據(jù)線和所述信號線，并包括第一接觸孔至第三接觸孔，其中，通過所述第一接觸孔至所述第三接觸孔暴露所述第一薄膜晶體管至所述第三薄膜晶體管的漏電極中的每個；像素電極，通過所述第一接觸孔至所述第三接觸孔連接到所述第一漏電極至所述第三漏電極。
5.如權(quán)利要求4中所述的液晶顯示裝置，其中，所述第三薄膜晶體管形成在前像素區(qū)中，所述第三漏電極延伸至相應(yīng)像素區(qū)并通過所述第三接觸孔連接到所述相應(yīng)像素電極。
6.一種構(gòu)造具有觸摸屏功能的液晶顯示裝置的方法，包括以下步驟在絕緣基底上形成柵極布線，所述柵極布線包括柵極線和第一柵電極至第三柵電極；形成用于覆蓋所述柵極布線的柵極絕緣膜；在所述柵極絕緣膜上形成第一半導(dǎo)體圖案至第三半導(dǎo)體圖案；在所述柵極絕緣膜上形成數(shù)據(jù)布線，所述數(shù)據(jù)布線包括數(shù)據(jù)線、第一源電極至第三源電極、第一漏電極至第三漏電極以及信號線，其中，所述數(shù)據(jù)線與所述柵極線交叉，所述第一源電極至所述第三源電極和所述第一漏電極至所述第三漏電極電連接到所述第一半導(dǎo)體圖案和所述第三半導(dǎo)體圖案，所述信號線連接到所述第二源電極；形成覆蓋所述半導(dǎo)體圖案和所述數(shù)據(jù)布線的保護(hù)膜；在所述保護(hù)膜中形成第一接觸孔至第三接觸孔，通過所述第一接觸孔至所述第三接觸孔暴露所述第一漏電極至所述第三漏電極；形成像素電極，所述像素電極通過所述第一接觸孔至所述第三接觸孔連接到所述第一漏電極至所述第三漏電極。
7.如權(quán)利要求6中所述的方法，其中，所述第三漏電極從前像素區(qū)延伸到相應(yīng)像素區(qū)，并通過所述第三接觸孔連接到相應(yīng)像素電極。
8.一種具有觸摸屏功能的液晶顯示裝置，包括絕緣基底；柵極線，形成在所述絕緣基底上；柵極絕緣膜，覆蓋在所述柵極線上；數(shù)據(jù)線，與所述柵極線交叉，并限定所述柵極絕緣膜上的像素區(qū)；信號線，平行于所述數(shù)據(jù)線形成；第一薄膜晶體管，電連接到所述柵極線和所述數(shù)據(jù)線；第二薄膜晶體管，電連接到前柵極線和所述信號線；保護(hù)膜，覆蓋所述第一薄膜晶體管和所述第二薄膜晶體管、所述數(shù)據(jù)線和所述信號線，并包括第一接觸孔和第二接觸孔，其中，通過所述第一接觸孔和所述第二接觸孔暴露所述第一薄膜晶體管和所述第二薄膜晶體管的漏電極中的每個；像素電極，通過所述第一接觸孔和所述第二接觸孔連接到所述第一漏電極和所述第二漏電極。
9.一種構(gòu)造具有觸摸屏功能的液晶顯示裝置的方法，包括以下步驟在絕緣基底上形成柵極布線，所述柵極布線包括柵極線及第一柵電極和第二柵電極；形成用于覆蓋所述柵極布線的柵極絕緣膜；在所述柵極絕緣膜上形成第一半導(dǎo)體圖案和第二半導(dǎo)體圖案；在所述柵極絕緣膜上形成數(shù)據(jù)布線，所述數(shù)據(jù)布線包括數(shù)據(jù)線、第一源電極和第二源電極、第一漏電極和第二漏電極以及信號線，其中，所述數(shù)據(jù)線與所述柵極線交叉，所述第一源電極和所述第二源電極及所述第一漏電極和所述第二漏電極電連接到所述第一半導(dǎo)體圖案和所述第二半導(dǎo)體圖案，所述信號線連接到所述第二源電極；形成保護(hù)膜，所述保護(hù)膜覆蓋所述半導(dǎo)體圖案和所述數(shù)據(jù)布線；在所述保護(hù)膜中形成第一接觸孔和第二接觸孔，通過所述第一接觸孔和所述第二接觸孔暴露所述第一漏電極和所述第二漏電極；形成像素電極，所述像素電極通過所述第一接觸孔和所述第二接觸孔連接到所述第一漏電極和所述第二漏電極。
全文摘要
一種具有觸摸屏功能的液晶顯示裝置，包括多條柵極線；多條數(shù)據(jù)線，與柵極線交叉；多條信號線，與數(shù)據(jù)線絕緣并與數(shù)據(jù)線并列。第一至第三開關(guān)元件，以矩陣的形式形成在多個被柵極線和數(shù)據(jù)線環(huán)繞的像素區(qū)的每個中。第一開關(guān)元件的柵電極連接到柵極線，源電極連接到數(shù)據(jù)線，漏電極連接到像素電極。像素電極和共電極之間形成液晶電容和存儲電容。由于液晶盒間隙的變化導(dǎo)致液晶電容改變。第二和第三開關(guān)元件被設(shè)計成讀取液晶電容的變化。第二開關(guān)元件的源電極連接到像素電極，漏電極連接到信號線，柵電極連接到前柵極線。第三開關(guān)元件的源電極連接到數(shù)據(jù)線，漏電極連接到像素電極，柵電極連接到第二前柵極線。各信號線連接到各信號放大器。
文檔編號G02F1/1333GK1875312SQ200480032685
公開日2006年12月6日 申請日期2004年2月2日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月4日
發(fā)明者崔埈厚, 朱仁秀 申請人:三星電子株式會社