本發(fā)明涉及一種包括有利于減少掩模的數(shù)量和處理的數(shù)量的in-cell(盒內(nèi))式觸摸板的背板基板,使用該背板基板的液晶顯示裝置及該背板基板的制造方法。
背景技術:
近來,隨著世界進入信息時代,在視覺上顯示電信號的顯示器的領域快速改進。相應地,變得更薄、更輕和功耗更低的各種平板顯示裝置發(fā)展以快速替代現(xiàn)有陰極射線管(CRT)。
作為平板顯示裝置的示例,存在液晶顯示裝置(LCD)、有機發(fā)光二極管(OLED)裝置、等離子體顯示面板(PDP)裝置、量子點顯示裝置、場發(fā)射顯示(FED)裝置、電泳顯示(EPD)裝置等。這些平板顯示裝置中的每一個主要包括用于顯示圖像的平板顯示面板。平板顯示裝置包括彼此面對同時彼此粘合的一對透明絕緣基板和介于它們之間的本征發(fā)光層或偏振層。
越來越需要可識別通過人手或其它輸入單元接觸的觸摸點并且發(fā)送對應于接觸的點的分離的信息的觸摸板。近來,采用附著于顯示裝置的外表面的觸摸板。
另外,觸摸板根據(jù)觸摸感測方式分為電阻式、電容式和紅外感應式。目前,基于容易制造和靈敏度考慮,電容式觸摸板比其它類型的觸摸板更好。
近來,其中觸摸板在顯示面板實現(xiàn)的in-cell式觸摸板因為基板的數(shù)量減少并且省略了粘合基板的處理而受到關注。
然而,在觸摸板布置在顯示面板中的情況下,在顯示面板中需要用于觸摸感測的觸摸電極。觸摸電極可豎直地連接至彼此而不干擾顯示面板中的薄膜晶體管。因此,在背板基板的制造中,難以減少掩模的數(shù)量。因此,總是出現(xiàn)處理的數(shù)量增加。
技術實現(xiàn)要素:
因此,本發(fā)明涉及一種包括in-cell式觸摸板的背板基板、使用其的液晶顯示裝置及其制造方法,其基本上避免了由于現(xiàn)有技術的局限和不足導致的一個或多個問題。
本發(fā)明的目的是提供一種包括有利于減少掩模的數(shù)量和處理的數(shù)量的in-cell式觸摸板的背板基板、使用該背板基板的液晶顯示裝置及該背板基板的制造方法。
本發(fā)明的額外優(yōu)點、目的和特點將一部分在以下描述中闡述,并且一部分將基于以下檢查對于本領域普通技術人員變得清楚或者可從本發(fā)明的實施學習到。本發(fā)明的目的和其它優(yōu)點可通過在撰寫的說明書及其權利要求以及附圖中特別指出的結構來實現(xiàn)和獲得。
根據(jù)本發(fā)明的實施方式,可通過提供包括in-cell式觸摸板的背板基板來實現(xiàn)以上和其它目的,其中布置在薄晶體管的漏極上的層間介電層被同時圖案化,其具有減少掩模的數(shù)量和處理的數(shù)量的優(yōu)點。
為了實現(xiàn)這些目的和其它優(yōu)點,并且根據(jù)如本文實現(xiàn)和廣泛描述的本發(fā)明的目的,一種包括in-cell式觸摸板的背板基板包括:基板,其包括矩陣形式的多個像素;薄膜晶體管,其布置在基板的各個像素;第一層間介電層,其覆蓋薄膜晶體管;感測線,其布置在第一層間介電層上;第二層間介電層,其覆蓋感測線,第二層間介電層布置在第一層間介電層上;公共電極,其布置在包括多個像素中的一些像素的各個塊中,公共電極與感測線交疊;第三層間介電層,其覆蓋公共電極;像素電極,其通過連續(xù)地穿過第三層間介電層、第二層間介電層和第一層間介電層的第一層間接觸孔連接至布置在各個像素的薄膜晶體管;以及連接圖案,其通過穿過第三層間介電層和第二層間介電層以暴露感測線的第二層間接觸孔連接至感測線,第二層間接觸孔對應于公共電極的鄰近于感測線與公共電極的交疊區(qū)域的側壁。
連接圖案可連接至公共電極的側表面并且可部分地連接至公共電極的上表面。
公共電極可具有與第二層間接觸孔一致的開孔,或者可具有大于第二層間接觸孔的開孔,并且公共電極的開孔可與連接圖案的側表面部分地接觸。
第一層間介電層可包括接觸薄膜晶體管的第一無機絕緣層和布置在第一無機絕緣層上的第二無機絕緣層,第二無機絕緣層接觸第二層間介電層和感測線的下部。第一層間介電層還可包括第一無機層與第二無機層之間的有機層,并且有機層可具有大于第一層間接觸孔的開口。
薄膜晶體管可包括布置在各個像素的特定部分的半導體層、與半導體層交疊的柵極、布置在半導體層上的柵極介電層(柵極介電層介于半導體層與柵極之間)和連接至半導體層的兩端的源極/漏極,并且第一層間接觸孔可布置在漏極的一部分處。背板基板還可包括與柵極交疊的遮光圖案,遮光圖案布置在半導體層下方。
在本發(fā)明的另一方面中,一種包括in-cell式觸摸板的液晶顯示裝置包括:基板,其包括矩陣形式的多個像素;薄膜晶體管,其布置在基板的各個像素上;第一層間介電層,其覆蓋薄膜晶體管;感測線,其布置在第一層間介電層上;第二層間介電層,其覆蓋感測線,第二層間介電層布置在第一層間介電層上;公共電極,其布置在包括多個像素中的一些像素的各個塊上,公共電極與感測線交疊;第三層間介電層,其覆蓋公共電極;像素電極,其通過連續(xù)地穿過第三層間介電層、第二層間介電層和第一層間介電層的第一層間接觸孔連接至布置在各個像素上的薄膜晶體管;連接圖案,其通過穿過第三層間介電層和第二層間介電層以暴露感測線的第二層間接觸孔連接至感測線,第二層間接觸孔對應于公共電極的鄰近于感測線與公共電極的交疊部分的側壁;相對基板,其面對基板;以及基板與相對基板之間的液晶層。
液晶顯示裝置還可包括布置在基板或相對基板上的濾色器層。
在本發(fā)明的另一方面中,一種制造包括in-cell式觸摸板的背板基板的方法,包括以下步驟:制備包括矩陣形式的多個像素的基板;在基板的各個像素提供薄膜晶體管;形成第一層間介電層以覆蓋薄膜晶體管;在第一層間介電層上形成感測線;在第一層間介電層上形成第二層間介電層以覆蓋感測線;在包括多個像素中的一些像素的各個塊中形成公共電極,以與感測線交疊;形成第三層間介電層以覆蓋公共電極;形成穿過第三層間介電層、第二層間介電層和第一層間介電層以在各個像素暴露薄膜晶體管的一部分的第一層間接觸孔和對應于公共電極的鄰近于感測線與公共電極的交疊部分的側壁的第二層間接觸孔,第二層間接觸孔穿過第三層間介電層和第二層間介電層以暴露感測線;以及形成通過第一層間接觸孔連接至薄膜晶體管的像素電極以及通過第二層間接觸孔連接至感測線的連接圖案。
在形成公共電極的過程中,公共電極可包括與像素電極間隔開的第一開孔和尺寸等于或大于第二層間接觸孔的第二開孔。
第一開孔可大于像素電極和薄膜晶體管的連接區(qū)域,并且連接圖案可與第二開孔的邊緣接觸。
應該理解,本發(fā)明的以上總體描述和以下詳細描述是示例性和解釋性的,并且旨在提供對要求保護的本發(fā)明的進一步解釋。
附圖說明
被包括以提供對本發(fā)明的進一步理解并且并入和構成本申請的一部分的附圖示出了本發(fā)明的實施方式,并且與說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。在附圖中:
圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的包括in-cell式觸摸板的背板基板的示圖;
圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的包括in-cell式觸摸板的背板基板的平面圖;
圖3是根據(jù)本發(fā)明的包括in-cell式觸摸板的背板的處理流程圖;
圖4A、圖4B、圖4C、圖4D、圖4E、圖4F、圖4G、圖4H、圖4I和圖4J是示出制造根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的包括in-cell式觸摸板的背板的方法的截面圖;
圖5A和圖5B是示出公共電極和像素電極在根據(jù)本發(fā)明的包括in-cell式觸摸板的背板中的布置的平面圖;
圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的包括in-cell式觸摸板的液晶顯示裝置的截面圖;
圖7是示出根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式的包括in-cell式觸摸板的背板的截面圖;以及
圖8A、圖8B和圖8C是示出制造根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式的包括in-cell式觸摸板的背板的方法的截面圖。
具體實施方式
現(xiàn)在,將詳細描述本發(fā)明的實施方式,其示例在附圖中示出。相同的附圖標記在整個附圖中將盡可能用于指示相同或相似的部件。應該注意,在確定已知技術將誤導本發(fā)明的實施方式的情況下,將省略對該技術的詳細描述??梢员阌谡f明的準備為考慮選擇在以下描述中使用的組件的名稱。因此,組件的名稱可與在實際產(chǎn)品中使用的組件的名稱不同。
下文中,在in-cell式觸摸板中,假設各塊包括全部像素(m×n,這里,m和n是大于2的自然數(shù))中的一些像素(j×k,這里,j和k是小于m和n的自然數(shù))。這些塊在全部像素上規(guī)則地排列。各塊包括用作用于感測觸摸的電極的公共電極。這樣,為了施加順序信號,提供了與包括透明電極的公共電極不同的連接至由具有高電導率的金屬形成的感測線的接觸孔。
圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的包括in-cell式觸摸板的背板基板的圖。圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的包括in-cell式觸摸板的背板基板的平面圖。這里,圖1是對應于圖2的圈出的部分的圖。
如圖1所示,根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式,包括in-cell式觸摸板的背板基板包括:基板100,其包括按照矩陣排列的多個像素(見圖2);薄膜晶體管TFT,其布置在基板的各個像素上;第一層間介電層1650,其覆蓋薄膜晶體管TFT;感測線185,其布置在第一層間介電層1650上;第二層間介電層190,其覆蓋感測線185,同時布置在第一層間介電層1650上;公共電極195,其布置在包括多個像素中的一些像素的各個塊上,同時與感測線交疊;第三層間介電層200,其覆蓋公共電極195;以及像素電極210,其通過連續(xù)穿過第三層間介電層200、第二層間介電層190和第一層間介電層1650的第一層間接觸孔203a連接布置在每個像素中的薄膜晶體管TFT。
另外,背板基板還包括連接圖案205,其與像素電極210布置在相同水平以通過穿過第三層間介電層200和第二層間介電層190以暴露感測線185的第二層間接觸孔203b連接至感測線185,同時對應于鄰近于感測線185與公共電極195之間的交疊區(qū)域的公共電極的側壁。
這里,連接圖案205連接至公共電極195的側表面以及公共電極195的上表面的一部分。在連接圖案205與公共電極195之間側連接時,公共電極195可具有大于第二層間接觸孔203b的第二開孔200b,如圖1和圖4H所示,這將在稍后描述??商鎿Q地,公共電極195可具有第二開孔200b,其直徑與第二層間接觸孔203b的直徑相同,如圖7所示。在兩種情況下,公共電極195的側表面連接至連接圖案205的所述部分,同時,連接圖案205通過第二層間接觸孔203b連接至布置在公共電極195下方的感測線185,從而電信號從感測線185施加至各個塊的公共電極195。
根據(jù)本發(fā)明,在包括in-cell式觸摸板的背板基板中,通過相同處理執(zhí)行利用連接圖案的薄膜晶體管與像素電極之間的連接以及感測線與公共電極之間的連接。因此,與其中在不同的處理中形成上述連接的常規(guī)處理相比掩模的數(shù)量減少并且獲得結構性優(yōu)化。
另外,例如,如圖1和圖2所示,針對每3個至100個像素提供一個公共電極195,并且在每個像素分別布置一個薄膜晶體管TFT和一個像素電極210。此外,公共電極195布置在像素電極210下方。公共電極195布置為與其中薄膜晶體管TFT連接至像素電極210的連接區(qū)域在水平上間隔開,為了防止大小大于像素電極210的公共電極195與像素電極210之間的短路。也就是說,公共電極195具有與第一層間接觸孔203a充分間隔開以防止與第一層間接觸孔203a接觸的第一開孔200a。此外,針對公共電極195與連接圖案205之間的側連接設置大小等于或大于第二層間孔203b的大小的第二開孔200b。在這種情況下,雖然第二開孔200b大于第二層間孔203b,但是對應于第二開孔200b的公共電極195的側部的一部分與第二層間孔203b位于相同平面上。
這里,像素電極210可具有除其中未形成公共電極195的區(qū)(諸如第一開孔200a和第二開孔200b)以外與公共電極195交疊的區(qū)。在這種情況下,像素電極210和公共電極195分別位于不同的層,并且用于電分離的第三層間介電層200布置在它們之間。同時,第三層間介電層200可用于在公共電極195與在形成公共電極195之后形成的像素電極210之間的交疊區(qū)域形成存儲電容器。
同時,當像素電極210和連接圖案205如上所述形成在同一層時,像素電極210和連接圖案205在水平上彼此間隔開以在它們之間電分離。在這種情況下,像素電極210用于顯示各個像素的圖像,并且連接圖案205用于通過感測線185與公共電極195之間的電連接感測觸摸,以獨立地施加和檢測信號。
同時,第一層間介電層1650包括第一無機絕緣層165和第二無機絕緣層180。這里,第一無機絕緣層165布置在薄膜晶體管TFT上。第一無機絕緣層165上的第二無機絕緣層180位于第二層間介電層190和感測線185下方,以與第二層間介電層190和感測線185接觸。
如圖所示,在第一無機絕緣層165與第二無機絕緣層180之間還可設置有機絕緣層170。這里,有機絕緣層170具有大于第一層間接觸孔203a的開口。具有該開口的有機絕緣層170可形成為利用分離的掩模執(zhí)行圖案化工藝??商鎿Q地,在未使用分離的掩模形成有機絕緣層170的情況下,當?shù)谝粚娱g介電層1650、第二層間介電層190和第三層間介電層200同時通過干蝕刻被蝕刻時,有機絕緣層170可通過干蝕刻被蝕刻。
另外,薄膜晶體管TFT包括:半導體層130,其布置在各個像素區(qū)的特定區(qū);柵極140,其布置在半導體層130上以與半導體層130交疊;柵極介電層135,其位于半導體與柵極140之間;以及源極161和漏極162,其連接至半導體層130的兩端。第一層間接觸孔203a可布置在漏極162的上表面的一部分上。
半導體層130可包括多晶硅。雜質注射至半導體層130的兩端中以限定源極/漏極區(qū)130b,以連接至源極161和漏極162。在這種情況下,半導體層130的未注射的區(qū)限定了溝道區(qū)130a。
有時候,當半導體層130包括非晶硅或者氧化物半導體時,還可設置用于低阻抗的雜質層或者可執(zhí)行結構性改變。當半導體層130由多晶硅形成時,薄膜晶體管TFT的移動性高。另外,在形成薄膜晶體管TFT的過程中,用于驅動布置在用作背板基板的基板100上的柵極線和數(shù)據(jù)線的至少一個驅動器嵌入于基板100中。
此外,還設置了與柵極140交疊并且被布置在半導體層130下方的遮光圖案110。因此,遮光圖案110防止來自布置在下側的背光單元(未示出)的光干擾半導體層130的溝道區(qū)130a。
這里,遮光圖案110可由金屬材料形成。在半導體層130與遮光圖案110之間還設置了緩沖層120以防止與半導體層130電干擾。
此外,在柵極140與源極/漏極161和162之間還設置了第四層間介電層150,以在柵極140與源極/漏極161和162之間保持電隔離。
同時,附圖標記600是MUX部件,其用于將順序信號施加至在有源區(qū)中布置在同一行的塊的公共電極。MUX部件600連接至觸摸驅動器500,以接收施加至各個公共電極195的信號。這里,各個公共電極195通過各條感測線185連接至MUX部件600。
在本發(fā)明的包括in-cell式觸摸板的背板基板中,就其中像素電極布置在公共電極上的結構而言,通過相同處理執(zhí)行像素電極與薄膜晶體管TFT之間的連接以及公共電極與感測線之間的連接。因此,處理的數(shù)量減少。具體地說,公共電極通過與像素電極形成在同一層的連接圖案連接至感測線,而不是公共電極直接連接至感測線。因此,與其中利用不同掩模形成連接的常規(guī)處理相比,掩模的數(shù)量和處理的數(shù)量減少。
下文中,參照附圖描述制造根據(jù)本發(fā)明的包括in-cell式觸摸板的背板基板的方法。
此外,圖3是根據(jù)本發(fā)明的包括in-cell式觸摸板的背板的處理流程圖。圖4A至圖4J是示出制造根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的包括in-cell式觸摸板的背板的方法的截面圖。圖5A和圖5B是示出根據(jù)本發(fā)明的包括in-cell式觸摸板的背板中的公共電極和像素電極的布置的平面圖。
圖3中所示的各個步驟需要不同的掩模。
如圖3和圖4A所示,首先,制備包括按照矩陣排列的多個像素的基板100。按照次序,在基板100上沉積金屬,接著利用第一掩模(未示出)選擇性地將其去除,以形成對應于各個像素的遮光圖案110(100S)。
然后,如圖4B所示,緩沖層120形成在包括遮光圖案110的基板100上。在緩沖層120上沉積非晶硅層并且隨后使其結晶。利用第二掩模(未示出)選擇性地去除結晶的硅層以形成與遮光層110充分交疊的半導體層(有源層130)(110S)。
接著,如圖4C所示,柵極介電層135形成在緩沖層120上以覆蓋半導體層130。
然后,在柵極介電層135上沉積金屬,并且利用第三掩模(未示出)選擇性地將其去除,以形成部分地覆蓋布置在遮光層110上的半導體層130的柵極140(120S)。柵極140布置為具有一定寬度,該寬度小于在一個方向上長長地形成以限定基板100的像素電極的柵極線(未示出)的內(nèi)線寬度。另一方面,柵極140從柵極線突出。柵極140與同柵極140集成的柵極線接收相同信號。
此外,利用柵極140作為掩模在暴露的半導體層130上執(zhí)行雜質注射處理以在半導體層130的兩端形成雜質區(qū)130b。在該處理中,將與本征區(qū)的柵極140交疊的半導體層130限定為溝道區(qū)130a。
另外,在柵極140的描述的處理中,柵極140可形成為具有諸如雙柵極或者三柵極的多個分離的柵極。因此,截止電流可穩(wěn)定??筛鶕?jù)柵極140的形狀限定并且可根據(jù)導通狀態(tài)下的移動性和截止狀態(tài)下的截止電流的期望值選擇半導體的溝道區(qū)130a。
接下來,如圖4D所示,第四層間介電層150形成在柵極介電層135上以覆蓋柵極140。利用第四掩模(未示出)選擇性地去除第四層間介電層150和柵極介電層135以形成暴露半導體層130的兩端的雜質區(qū)130b的第一接觸孔155a和第二接觸孔155b(130S)。
然后,如圖4E所示,在具有第一接觸孔155a和第二接觸孔155b的第四層間介電層150上沉積金屬,并且利用第五掩模(未示出)選擇性地將其去除,以形成通過第一接觸孔155a和第二接觸孔155b連接至半導體層130的兩端的雜質區(qū)130b的源極161和漏極162(140S)。
源極161形成為位于與柵極線交叉的數(shù)據(jù)線(未示出)(其中,通過數(shù)據(jù)線和柵極線限定各個像素)的線寬以內(nèi)或者從數(shù)據(jù)線突出。漏極162與源極161間隔開并且連接至半導體層130的其它雜質區(qū)。同時,數(shù)據(jù)線和與數(shù)據(jù)線交叉的柵極線限定了各個像素區(qū)。
接著,如圖4F所示,第一無機層165完全沉積以覆蓋源極161和漏極162。
然后,涂布諸如光學丙烯(photo acryl)的有機絕緣材料并且利用第六掩模(未示出)將其選擇性地去除,以形成具有開孔170a的有機絕緣層170(150S)。開孔170a暴露漏極162以具有對應于漏極162的寬度的寬度。
如圖4G所示,第二無機絕緣層180形成為覆蓋有機絕緣層170。
接著,在第二無機絕緣層180上沉積金屬并且利用第七掩模(未示出)將其選擇性地去除以形成感測線185(160S)。
這里,感測線185與有機絕緣層170的開孔170a布置在不同的區(qū)。感測線185是用于將各個公共電極195連接至觸摸驅動器或觸摸MUX的線。感測線185由具有高電導率的金屬形成。通過比透明電極的公共電極195具有更高電導率的材料使用感測線185。
接著,如圖4H所示,在感測線185上沉積第二層間介電層190。然后,透明電極完全形成在第二層間介電層190上,并且利用第八掩模(未示出)選擇性地將其去除,以形成對應于各個塊的分離的公共電極195,如圖5A所示(170S)。
公共電極195對應于各個塊。另外,由于各個塊包括多個像素,因此為了防止在各個像素公共電極與像素電極之間形成短路,公共電極195具有對應于漏極162的第一開孔200a以與漏極162具有相同寬度。此外,公共電極195具有對應于感測線185的上表面的不與公共電極195交疊的一部分的第二開孔200b。
如圖4I所示,第三層間介電層200形成在包括公共電極195的第二層間介電層185上。
然后,在第三層間介電層200上散布光致抗蝕劑并且利用第九掩模(未示出)將其圖案化以形成光致抗蝕劑圖案203。光致抗蝕劑圖案203包括對應于漏極162的第一開口和對應于感測線185的通過公共電極195的第二開孔200b暴露的一部分同時對應于公共電極195與感測線185之間的交疊區(qū)域的第二開口。
接著,如圖5B所示,對應于光致抗蝕劑圖案203的第一開口的第一層間接觸孔203a形成為連續(xù)地穿過第三層間介電層200、第二層間介電層190和第一層間介電層1650。對應于第二開口和感測線185和公共電極195的非交疊區(qū)域的第二層間接觸孔203b形成為穿過第三層間介電層200和第二層間介電層190以暴露感測線185(180S)。這里,公共電極195具有大于第二層間接觸孔203b的第二開孔200b。第二層間接觸孔203b的一側與第二開孔200b的邊緣接觸。另外,當在形成第二層間接觸孔203b之后形成連接圖案205時,暴露連接圖案205的第二開孔200b的邊緣與公共電極195接觸并且與通過位于其下側的第二層間接觸孔203b暴露的感測線185接觸。這樣,在第二層間接觸孔203b形成感測線185、公共電極195與連接圖案205之間的連接。
利用一個干蝕刻處理形成第一層間接觸孔203a和第二層間接觸孔203b。第一接觸孔203a和第二接觸孔203b中的每一個具有穿過層間介電層的連續(xù)性。在每個層間介電層,第一層間接觸孔203a和第二層間接觸孔203b中的每一個的尺寸不會突然變化。
另外,第一層間介電層至第三層間介電層(1650、190和200)和暴露的公共電極195可通過利用在由諸如銦錫氧化物(ITO)的透明電極形成的公共電極195與第二層間介電層190和第三層間介電層200之間具有不同蝕刻選擇率(并且具體地說,對無機絕緣層具有高蝕刻選擇率,而不蝕刻暴露的公共電極195)的蝕刻劑的干蝕刻處理被蝕刻。這里,通過公共電極的透明電極材料與形成層間介電層的SiNx或SiOx之間的蝕刻選擇率差異,公共電極195的上表面和側表面暴露而不被蝕刻。
在制造背板基板的方法中,公共電極195當同時蝕刻多個層間介電層200、190、180和165時用作勢壘。因此,掩模的數(shù)量可減少。
第二層間接觸孔203b可形成為小于布置在其下側的公共電極195的第二開孔200b。在這種情況下,第二層間接觸孔203b的一側可與在形成公共電極195時限定的第二開孔200b的一側位于相同平面上。這里,第二層間接觸孔203b的一側和第二開孔200b的一側位于相同平面上,第二層間接觸孔203b的直徑或寬度小于第二開孔200b,并且這樣,第二層間接觸孔203b的其余區(qū)可形成在第二開孔200b中以與第二開孔200b間隔開。
這里,公共電極195的上表面和側表面通過第二層間接觸孔203b中的第二層間接觸孔203b的一側暴露。感測線185通過第二層間接觸孔203b的下側暴露。將要形成的連接圖案205可連接至公共電極195和感測線185。在該蝕刻處理中,雖然布置在公共電極195下方的第二層間接觸孔203b通過各向異性蝕刻處理被部分地蝕刻,在暴露公共電極195之后執(zhí)行下一連接處理,從而防止由于工藝波動導致的短路。
接下來,如圖4J和圖5B所示,通過連續(xù)地穿過第三層間介電層200、第二層間介電層190和第一層間介電層1650的第一層間接觸孔203a形成連接至各個像素中的薄膜晶體管的像素電極210。在相同處理中,還通過第二層間接觸孔203a形成連接至感測線185的連接圖案205(190S)。
此外,由于工藝波動,在對應于感測線185的上表面的公共電極195的第二開孔200b與第二層間接觸孔203b之間可存在尺寸差異。雖然它們之間存在尺寸差異,第二層間接觸孔203b的至少一側也形成為與公共電極的側壁接觸,從而同時執(zhí)行連接圖案205與感測線185的上表面之間的接觸和連接圖案205與公共電極195的側壁之間的接觸。
這里,連接至漏極162的像素電極210與公共電極195的第一開孔200a間隔開,從而防止像素電極210與漏極162之間的連接干擾公共電極195。
另外,連接圖案205與像素電極210布置在同一層,但是與像素電極210間隔開以形成島狀物。因為施加至像素電極210的信號與連接圖案205無關,所以布置在不同層的公共電極195和感測線185可通過連接圖案205電連接至彼此。
同時,如圖5B所示,將像素電極210圖案化為對應于每個像素區(qū)的一個圖案,但是不限于此。像素電極210可形成為多個分散的圖案。
另外,為了實現(xiàn)相同的目的,將描述本發(fā)明的液晶顯示裝置。
圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的包括in-cell式觸摸板的液晶顯示裝置的截面圖。
制備通過圖4A至圖4J所示的方法形成的背板基板的基板100。如圖6所示,制備面對基板100的相對基板300,并且液晶層400填充基板100與相對基板300之間的空間。因此,可實現(xiàn)in-cell式液晶顯示裝置。
另外,為了顯示顏色,基板100和相對基板300之一可包括濾色器層310。在圖6中,濾色器層310布置在相對基板300側,但是不限于此。有時候,濾色器層310可布置為替代基板100上的有機絕緣層170。
圖7是示出根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式的包括in-cell式觸摸板的背板的截面圖。
如圖7所示,在根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式的包括in-cell式觸摸板的背板基板中,對應于第二層間接觸孔203b的公共電極295的開孔與第二接觸孔203b具有相同寬度(直徑)。在這種情況下,與上述第一實施方式相比,公共電極295的邊緣(側壁)與第二層間接觸孔203b的邊緣位于相同平面上。
除以上結構以外,根據(jù)第二實施方式的包括in-cell式觸摸板的背板基板與根據(jù)第一實施方式的包括in-cell式觸摸板的背板基板相同。下文中,將描述制造根據(jù)第二實施方式的包括in-cell式觸摸板的背板基板的方法。在這種情況下,從在形成公共電極之后開始描述。
圖8A至圖8C是示出制造根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式的包括in-cell式觸摸板的背板的方法的截面圖。
如圖8A所示,第二層間介電層190沉積在感測線185上。透明電極完全沉積在第二層間介電層190上。利用第八掩模(未示出)選擇性地去除透明電極以形成彼此分離以對應于各個塊的公共電極295,如圖5A所示。
這里,由于各個公共電極295對應于各個塊,并且各個塊包括多個像素,為了防止公共電極295與像素電極之間短路,公共電極295具有寬度對應于漏極162的第一開孔200a。另外,公共電極295具有對應于感測線185的上表面的不與公共電極295交疊的一部分的第二開孔200b。這里,第二開孔200b的直徑(寬度)可與上述第一實施方式不同。
接著,如圖8B所示,第三層間介電層200形成在包括公共電極295的第二層間介電層190上。同時,第三層間介電層200可用于在公共電極295與將在形成公共電極295之后形成的像素電極210之間的交疊區(qū)域形成存儲電容器。
接下來,在第三層間介電層200上散布光致抗蝕劑并且利用第九掩模(未示出)將其圖案化以形成光致抗蝕劑圖案203。光致抗蝕劑圖案203包括對應于漏極162的第一開口和對應于感測線185的由公共電極295的第二開孔200b暴露的一部分同時對應于公共電極295與感測線185之間的交疊區(qū)域的第二開口。
接著,對應于光致抗蝕劑圖案203的第一開口的第一層間接觸孔203a形成為連續(xù)地穿過第三層間介電層200、第二層間介電層190和第一層間介電層1650。對應于第二開口和感測線185與公共電極295的非交疊區(qū)域的第二層間接觸孔203b形成為穿過第三層間介電層200和第二層間介電層190以暴露感測線185。
利用一個干蝕刻處理形成第一層間接觸孔203a和第二層間接觸孔203b。各個接觸孔具有穿過層間介電層的連續(xù)性。在每個層間介電層,各接觸孔的大小不會突然改變。
另外,第一層間介電層至第三層間介電層(1650、190和200)和暴露的公共電極295可通過利用在由諸如銦錫氧化物(ITO)的透明電極材料形成的公共電極295與第二層間介電層190和第三層間介電層200之間具有不同蝕刻選擇率(具體地說,對無機絕緣層具有高蝕刻選擇率,而不蝕刻暴露的公共電極295)的蝕刻劑的干蝕刻處理被蝕刻。這里,通過公共電極的透明電極材料與形成層間介電層的SiNx或SiOx之間的蝕刻選擇率差異,公共電極295的上表面和側表面暴露而不被蝕刻。
在第二實施方式中,公共電極295當同時蝕刻多個層間介電層200、190、180和165時用作勢壘。因此,掩模的數(shù)量可減少。
在這種情況下,第二層間接觸孔203b可形成為等于或大于布置在其下側的公共電極的第二開孔200b。這里,雖然第二層間接觸孔203b形成為大于第二開孔200b,但是公共電極295由于公共電極295與層間介電層之間的蝕刻選擇率大而用作勢壘。因此,布置在對應于第二層間接觸孔203b的寬度或直徑(即,大于第二開孔200b的寬度或直徑)的公共電極295上的第三層間介電層200被去除,但是公共電極295可保持第二開孔200b的原始寬度或直徑。
接下來,如圖8C所示,像素電極210形成為通過穿過第三層間介電層200、第二層間介電層190和第一層間介電層1650的第一層間接觸孔203a在每個像素處連接至薄膜晶體管。在相同的工藝中,連接圖案205形成為通過第二層間接觸孔203b連接至感測線185。
有時,在布置在公共電極295下方的第二層間介電層190產(chǎn)生底切(undercut),以可去除第二層間介電層190以具有比公共電極295更大的寬度。在這種情況下,公共電極295的上部和側部通過第二層間接觸孔203b暴露,并且感測線185通過第二層間接觸孔203b的下部暴露。因此,在形成像素電極的過程中,像素電極材料可電連接至公共電極295和感測線185。
這里,由于公共電極295的上部和側部通過第二層間接觸孔203b的至少一側暴露,并且感測線185通過第二層間接觸孔203b的下部暴露,因此連接圖案205可電連接至公共電極295和感測線185。在蝕刻處理中,雖然布置在公共電極295下方的第二層間介電層190通過各向同性蝕刻被部分地去除,但是由于在公共電極被部分地暴露之后執(zhí)行下一連接處理而可防止由于工藝波動導致的短路。
此外,雖然由于工藝波動在公共電極295的對應于感測線185的上部的第二開孔200b與第二層間接觸孔203b之間可存在尺寸差異,第二層間接觸孔203b也形成為使得第二層間接觸孔203b的至少一側與公共電極295的側壁接觸。因此,像素電極210與漏極162之間的接觸和連接圖案205與公共電極295之間的側接觸同時執(zhí)行。
這里,由于連接至漏極162的像素電極210與公共電極295的第一孔200a間隔開,因此像素電極210與漏極162之間的連接不干擾公共電極295。
另外,連接圖案205與像素電極210布置在同一層,但是與像素電極210間隔開以形成島狀物。因為施加至像素電極210的信號與連接圖案205無關,所以布置在不同層的公共電極295和感測線185可通過連接圖案205電連接至彼此。
根據(jù)第二實施方式,除上述制造方法之外,in-cell式觸摸板具有與第一實施方式相同的效果。也就是說,掩模的數(shù)量和處理的數(shù)量減少。因此,根據(jù)第二實施方式的in-cell式觸摸板可等同地應用于液晶顯示裝置。
在包括in-cell式觸摸板的上述背板基板、該背板基板的制造方法和包括該背板基板的液晶顯示裝置中,在形成感測線和公共電極之后,通過干蝕刻同時蝕刻多個層間介電層。因此,可通過減少掩模的數(shù)量來降低成本。
從以上描述中清楚的是,根據(jù)本發(fā)明,包括in-cell式觸摸板的背板基板、包括其的液晶顯示裝置及其制造方法具有以下優(yōu)點。
首先,在包括多個像素的各個塊設置一個公共電極并且在每個像素中設置像素電極。當像素電極位于公共電極上時,多個層間介電層被同時圖案化,以形成用于薄膜晶體管與像素電極之間的連接的層間接觸孔,從而減少掩模的數(shù)量。
第二,當形成層間接觸孔時,同時形成與層間接觸孔具有不同厚度的另一層間接觸孔以暴露用于將信號獨立地施加至各個公共電極的感測線。因此,掩模的數(shù)量和處理的數(shù)量可一起減少。
第三,在形成具有不同厚度的層間接觸孔之后,像素電極和連接圖案形成在各個層間接觸孔。因此,可同時執(zhí)行像素電極與薄膜晶體管之間的連接和連接圖案、感測線與公共電極之間的連接。結果,掩模的數(shù)量和處理的數(shù)量可因此減少,從而降低制造成本。
本領域技術人員應該清楚,在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下,可在本發(fā)明中作出各種修改和改變。因此,本發(fā)明旨在涵蓋落入本發(fā)明的權利要求及其等同物的范圍內(nèi)的修改和改變。
本申請要求于2015年11月10日提交的韓國專利申請No.P 10-2015-0157500的利益,該申請以引用方式并入本文中,如在本文中完全闡述一樣。