包括感應單元的液晶顯示器的制作方法

專利名稱：包括感應單元的液晶顯示器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種液晶顯示器。
背景技術：
液晶顯示器(LCD)包括設置有像素電極和共電極的一對面板以及置于所述面板之間的具有介電各向異性的液晶層。像素電極以矩陣排列，并連接到開關元件例如薄膜晶體管(TFT)， TFT逐行接收圖像數據電壓。共電極覆蓋兩個面板中的一個的整個表面，并被供有共電壓。像素電極和共電極的相應部分以及液晶層的相應部分形成液晶電容器，液晶電容器和與其連接的開關元件一起構成基本像素元件。 施加到像素電極和共電極之間的電壓通過控制穿過液晶層的光的透射率來顯示圖像。 觸摸屏面板通過手指、觸筆或鐵筆接觸顯示面板來顯示字符或圖畫，或者通過操作圖標來執行機器例如計算機等的期望的操作。附于觸摸屏面板的LCD確定對顯示面板是否有觸摸發生和對顯示面板的觸摸在何處發生。然而，LCD的制造成本由于所附的觸摸屏面板而增加。此外，由于將觸摸屏面板附于LCD的額外的工藝，導致產量和亮度降低，LCD的厚度增加。

發明內容
根據本發明，觸摸屏LCD面板包括感應壓力變化的感應單元。連接到感應單元并基于觸摸顯示面板來產生傳感器數據信號的傳感器數據線位于相鄰的像素之間，并與相鄰的圖像數據線分開。感應單元包括感應元件，感應元件感應根據觸摸的從外部入射的光的變化，以產生傳感器數據信號，并將該傳感器數據信號輸出到傳感器數據線。形成在第一圖像數據線和第二圖像數據線下面并且在傳感器數據線上面的光阻擋構件可以與像素電極形成在同一層。


通過參照附圖描述優選實施例，本發明將變得更加清楚，附圖中 圖1是根據本發明實施例的包括多個像素和多個感應單元的LCD的方框圖； 圖2是根據本發明實施例的LCD的像素的等效電路圖； 圖3A和圖3B分別是根據本發明實施例的LCD的感應單元的等效電路圖； 圖4示出了根據本發明實施例的LCD的像素和感應單元的排列； 圖5是用于根據本發明實施例的LCD的共電極面板的布局圖，具體地講，是關于圖
4中的"RA"部分的布局 圖6是沿線VI-VI截取的圖5中示出的共電極面板的剖視圖； 圖7是用于根據本發明實施例的LCD的薄膜晶體管面板的布局圖，具體地講，是關
于圖4中的"RB "部分的布局圖； 圖8是用于根據本發明實施例的LCD的共電極面板的布局圖，具體地講，是關于圖 4中的"RB"部分的布局圖； 圖9是包括圖7中示出的薄膜晶體管面板和圖8中示出的共電極面板的LCD的布 局圖； 圖10至圖12分別是沿線X-X、XI-XI和XII-XII截取的圖9中示出的LCD的剖視 圖。
具體實施例方式
在附圖中，為了清晰起見，夸大了層和區域的厚度。相同的標號始終表示相同的元 件。應該理解，當元件例如層、膜、區域、基底或面板被稱為"在另一元件上"時，該層、膜、區 域、基底或面板可能直接在另一元件上，或者也可存在中間元件。相反，當元件被稱為"直接 在另 一元件上"時，不存在中間元件。 現在將參照圖1至圖4來描述根據本發明實施例的LCD。圖1是根據本發明實施 例的包括多個像素和多個感應單元的LCD的方框圖，圖2是根據本發明實施例的LCD的像 素的等效電路圖，圖3A和圖3B分別是根據本發明實施例的LCD的感應單元的等效電路圖， 圖4示出了根據本發明實施例的LCD的像素和感應單元的排列。 參照圖l，根據實施例的LCD包括液晶(LC)面板組件300、圖像掃描驅動器400、圖 像數據驅動器500、傳感器掃描驅動器700、與面板組件300連接的感應信號處理器800、與 圖像數據驅動器500連接的灰度電壓發生器550、用于控制上述元件的信號控制器600。
參照圖l至圖3B，面板組件300包括多條顯示信號線Gi和Dj(i、 j為自然數)； 多條傳感器信號線Sa 、Pe 、Psg和Psd ;多個像素PX，連接到顯示信號線&和Dj，并基本以矩 陣排列；多個感應單元SU，連接到傳感器信號線S。、Pe、Psg和Psd，并基本以矩陣排列。在 圖2中示出的結構圖中，面板組件300包括彼此面對的薄膜晶體管(TFT)陣列面板100和 共電極面板200以及置于TFT陣列面板100和共電極面板200之間的液晶(LC)層3。
顯示信號線&和Dj包括用于傳輸圖像掃描信號Vg的多條圖像掃描線&和用于 傳輸圖像數據信號Vd的多條圖像數據線Dj。傳感器信號線Sa 、 Pe 、 Psg和Psd包括多條 傳感器掃描線Sa ，用于傳輸傳感器掃描信號Vs ;多條傳感器數據線Pe ，用于傳輸傳感器數 據信號Vp ;多條控制電壓線Psg，用于傳輸傳感器控制電壓；多條輸入電壓線Psd，用于傳輸 傳感器輸入電壓。 圖像掃描線Gi、傳感器掃描線Sa和控制電壓線Psg基本在行方向上延伸，并且基 本彼此平行，而圖像數據線Dj、傳感器數據線Pe和輸入電壓線Psd基本在列方向上延伸，并 且基本彼此平行。 參照圖2，各像素PX包括連接到信號線Gi和Dj的開關元件Q以及連接到開關元 件Q的LC電容器C^和存儲電容器C『存儲電容器C^如果不必要，則可省略。開關元件 Q例如TFT設置在TFT陣列面板100上，并具有三個接線端控制端，連接到圖像掃描線^ 之一 ；輸入端，連接到圖像數據線D，.之一 ；輸出端，連接到LC電容器C^和存儲電容器CST。
液晶電容器C^包括作為兩個接線端的設置在TFT陣列面板100上的像素電極191和設置在共電極面板200上的共電極270。設置在兩個電極191和270之間的LC層3用作LC電容器的電介質。像素電極191連接到開關元件Q，共電極270被供有共電壓Vcom并覆蓋共電極面板200的整個表面。與圖2中不同的是，共電極270可設置在TFT陣列面板100上，并且電極191和270可具有條形或帶形形狀。 存儲電容器CST是LC電容器Q的輔助電容器。存儲電容器CST包括像素電極191和設置在TFT陣列面板100上的單獨的信號線(未示出)，該單獨的信號線通過絕緣體與像素電極191疊置并被供有預定的電壓例如共電壓Vcom。可選擇地，存儲電容器CST包括像素電極191和通過絕緣體與像素電極191疊置的稱為前一圖像掃描線的相鄰的圖像掃描線。
對于彩色顯示器，各像素唯一地表示原色之一 (即，空分)或者各像素順序地依次表示原色(即，時分)，使得原色的空間之和或者時間之和被識別為期望的顏色。 一組原色的示例包括紅色、綠色和藍色。圖2示出了空分的示例，其中，各像素在共電極面板200的面對像素電極191的區域中包括表示原色之一的濾色器230。可選擇地，濾色器230設置在TFT陣列面板100上的像素電極191的上面或下面。 —個或多個偏光器(未示出)附于面板100和200中的至少一個。每個感應單元SU可具有在圖3A和圖3B中示出的結構中的一種。具有圖3A中示出的結構的感應單元SU中的每個包括感應元件Qp 1 ，連接到控制電壓線Psg和輸入電壓線Psd ;開關元件Qs，連接到感應元件Qpl、傳感器掃描線Sa和傳感器數據線Pe 。 感應元件Qpl具有三個接線端，即控制端，連接到控制電壓線Psg，從而被傳感器控制電壓偏置；輸入端，連接到輸入電壓線Psd，從而被傳感器輸入電壓偏置；輸出端，連接到開關元件Qs。感應元件Qpl包含一接收到光就產生光電流的光電材料。感應元件Qpl的示例為具有能夠產生光電流的非晶硅溝道或多晶硅溝道的薄膜晶體管。施加到感應元件Qpl的控制端的傳感器控制電壓足夠低或足夠高，以在沒有入射光的情況下將感應元件Qpl保持在截止狀態。施加到感應元件Qpl的輸入端的傳感器輸入電壓足夠高，以保持光電流在開關元件Qs方向上流動。 開關元件Qs也具有三個接線端，即控制端，連接到傳感器掃描線Sa ;輸入端，連接到感應元件Qpl的輸出端；輸出端，連接到傳感器數據線Pe。開關元件Qs響應來自傳感器掃描線S。的傳感器掃描信號將傳感器輸出信號輸出到傳感器數據線Pe。傳感器輸出信號是來自感應元件Qpl的光電流。 具有在圖3B中示出的結構的感應元件SU2中的每個包括連接到傳感器掃描線S。、傳感器數據線Pe和輸入電壓線Psd的感應元件Qp2。感應元件Qp2也具有三個接線端，即
控制端，連接到傳感器掃描線S。；輸入端，連接到輸入電壓線Psd;輸出端，連接到傳感器數
據線Pe 。感應元件Qp2包含一接收到光就產生光電流的光電材料，并在光照射的狀態下響應來自傳感器掃描線S。的傳感器掃描信號將傳感器輸出信號輸出到傳感器數據線Pe。
當傳感器掃描信號Vs大于預定電壓時，感應元件Qp2輸出傳感器輸出信號，并且在這種情況下，可考慮感應元件Qp2的工作區來限定所述預定電壓。當使用感應單元SU2時，可省略控制電壓線Psg。開關元件Q、Qs和感應元件Qpl、Qp2可以是具有非晶硅溝道或多晶硅溝道的薄膜晶體管。 各感應單元SU不需要感應入射光。可選擇地，各感應單元SU可感應從外部施加的壓力。在這種情況下，感應單元SU可包括電容根據所施加的壓力的大小而改變的可變電 容器(未示出)。可變電容器包括兩個感應電極(未示出)，分別設置在TFT陣列面板100 和共電極面板200上；LC層3，置于所述感應電極之間。當壓力施加到共電極面板200時， 兩個感應電極之間的間隔改變，因而可變電容器的電容改變。由于取決于電容大小的傳感 器數據信號的大小改變，所以利用傳感器數據信號來確定觸摸位置。 在兩個相鄰的像素PX中設置一個感應單元SU。例如，感應單元SU的密度可以是 "點(dot)"的密度的大約1/4，這里詞語"點"包括一組不同顏色的像素PX并且是用于表示 色彩和確定LCD分辨率的基本單元。像素PX的組可包括順序排列成行的紅色像素、綠色像 素和藍色像素。此外，像素PX的組可包括紅色像素、綠色像素、藍色像素和白色像素。
作為具有點密度的大約1/4的密度的感應單元SU的示例，與像素PX的水平方向 和豎直方向的密度相比，感應單元SU的水平方向和豎直方向上的密度分別為大約二分之 一。在這種情況下，如在圖1的LC面板組件300中以虛線符號"X"所表示的，可存在沒有 感應單元SU的像素行。具有如上所述感應單元SU和點的密度的LCD可使用在需要高字符 識別和精度的各種應用場合中。如果需要，則可改變感應單元SU的密度。
如圖4所示，傳感器數據線Pe和鄰近于傳感器數據線Pe的圖像數據線Dj+2以插 入的像素PX而彼此分開；輸入電壓線Psd和鄰近于輸入電壓線Psd的圖像數據線Dj+3以插 入的像素PX而彼此分開。連接到三個各自的像素PX的三條相鄰的圖像數據線Dj、 Dj+1和 Dj+2包括在同一點中，并相對于連接到傳感器數據線Pe的感應單元SU排列在左側，而且設 置在相應的像素的左側。三條相鄰的圖像數據線Dj+3、 Dj+4和Dj+5連接到包括在同一點中的 相應的三個像素PX，并相對于感應單元SU排列在右側，而且設置在相應的像素PX的右側。 然而，除了最靠近感應單元SU的圖像數據線Dj+2和D,3，其余的圖像數據線Dj、 Dj+1、 Dj+4和 Dj+5的布置可與圖4中示出的布置相反。從結構視圖看，設置在感應單元SU的左側和右側 的像素PX基本對稱。 包括感應單元SU和鄰近于感應單元SU的兩側的兩個點的排列在像素行中重復。 在圖4中，在分別設置在兩個相鄰排列單元上的兩條相鄰的圖像數據線Dj—工和Dj以及Dj+5 和D，...之間沒有形成像素。然而，如上所述，在第二臨近于和第三臨近于感應單元SU的 圖像數據線Dj+1、 Dj、 Dj+4和Dj+5的布置相對于圖4相反的情況下，即在圖像數據線Dj+1和Dj 位于各像素PX的右側且圖像數據線Dj+4和Dj+5位于各像素PX的左側的情況下，在排列單元 中兩條相鄰的圖像數據線之間沒有形成像素PX。 因此，傳感器數據線Pe和圖像數據線Dj+2和Dj+3之間的間隔由于分別置于傳感器 數據線Pe和圖像數據線D^之間以及傳感器數據線Pe和圖像數據線D,3之間的像素PX而 變長，因而減小了傳感器數據信號Vp由于圖像數據信號Vd的變化而導致的失真。該排列 可用來以相同的方式來適應點具有四個或更多個像素的情形。 通過連接與形成于縱向上相鄰的兩個像素行中的兩個感應單元SU相連接的兩條 傳感器掃描線Sa ，來自各感應單元SU的傳感器輸出信號被疊加在傳感器數據線Pe上，從 而作為傳感器數據信號Vd輸出。當基于疊加在傳感器數據線Pe上的傳感器數據信號Vd 來控制時，減小了感應單元SU之間的特性偏差，并且信噪比加倍，從而提高了觸摸信息的 精度。雖然連接到傳感器數據線Pe的感應單元SU的數目加倍，但是傳感器數據信號Vp的 數目基本相同，所以，感應單元SU的密度由傳感器數據信號Vp的數目限定。
再參照圖1，灰度電壓發生器800產生兩組多個與像素的透射率相關的灰度電壓 (或參考灰度電壓)。 一組灰度電壓相對于共電壓Vcom具有正極性，而另一組灰度電壓相 對于共電壓Vcom具有負極性。 圖像掃描驅動器400連接到面板組件300的圖像掃描線Gi，并合成柵極導通電壓 和柵極截止電壓，以產生施加到圖像掃描線Gi的圖像掃描信號Vg。圖像數據驅動器500連 接到面板組件300的圖像數據線Dj，并將從由灰度電壓發生器800提供的灰度電壓中選擇 的圖像數據信號Vd施加到圖像數據線Dj。然而，當灰度電壓發生器550產生參考灰度電壓 時，數據驅動器500通過劃分參考灰度電壓可產生用于所有灰度的灰度電壓，并從所產生 的灰度電壓中選擇數據電壓。 傳感器掃描驅動器700連接到面板組件300的傳感器掃描線Sa ，并合成柵極導通 電壓和柵極截止電壓，以產生施加到傳感器掃描線S。的傳感器掃描信號Vs。可選擇地，傳 感器掃描驅動器700可合成用于產生光電流的高電壓和用于不產生光電流的低電壓，以產 生施加到傳感器掃描線S。的傳感器掃描信號Vs。 感應信號處理器800連接到面板組件300的傳感器數據線Pe ，在信號處理例如 放大和濾波之后，感應信號處理器800從傳感器數據線Pe接收傳感器數據信號Vp并對其 模_數轉換，以產生數字感應信號DSN。 在特定時間在傳感器數據線Pe中流動的傳感器數據信號Vp可包括來自一個感應 元件Qpl或Qp2的一個傳感器輸出信號，或者包括來自兩個或更多個感應元件Qpl和Qp2 的兩個或更多個傳感器輸出信號。 信號控制器600控制圖像掃描驅動器400、圖像數據驅動器500、傳感器掃描驅動 器700、感應信號處理器800等。 處理單元400、500、550、600、700和800中的每個可包括至少一個以載帶封裝 (TCP)類型安裝在附于面板組件300的柔性印刷電路(FPC)膜上或者LC面板組件300上的 集成電路(IC)芯片。可選擇地，處理單元400、500、550、600、700和800中的至少一個可與 信號線Gi、 Dj、 Sa 、 Pe 、 Psg和Psd以及開關元件Q、 Qs、 Qpl和Qp2 —起集成到面板組件300 中。可選擇地，所有的處理單元400、500、550、600、700和800可集成到單個IC芯片中，但 是處理單元400、 500、 550 、600、 700和800中的至少一個或者其中的至少一個電路元件可被 設置在單個IC芯片的外部。
現在，將詳細描述上述LCD的操作。 信號控制器600被從外部圖形控制器(未示出)提供有輸入圖像信號R、G和B以 及用于控制輸入圖像信號R、G和B的顯示的輸入控制信號。輸入圖像信號R、G和B含有每 個像素PX的亮度信息，所述亮度具有預定數目的灰度，例如1024 ( = 21Q) 、256 ( = 28)、或者 64 ( = 26)個灰度。輸入控制信號包括豎直同步信號Vsync、水平同步信號Hsync、主時鐘信 號MCLK、數據使能信號DE等。 基于輸入控制信號和輸入圖像信號R、 G和B，信號控制器600產生圖像掃描控制 信號C0NT1、圖像數據控制信號C0NT2、傳感器掃描控制信號C0NT3和傳感器數據控制信號 C0NT4，并且信號控制器600將圖像信號R、G和B處理成適于面板組件300的操作。信號控 制器600將圖像掃描控制信號C0NT1發送到圖像掃描驅動器400，將處理了的圖像信號DAT 和圖像數據控制信號C0NT2發送到圖像數據驅動器500 ，將傳感器掃描控制信號C0NT3發送到傳感器掃描驅動器700，并且將傳感器數據控制信號C0NT4發送到感應信號處理器800。
圖像掃描控制信號C0NT1包括用于指示開始圖像掃描的圖像掃描起始信號STV和 用于控制第一高電壓的輸出時間的至少一個時鐘信號。圖像掃描控制信號C0NT1可包括用 于限定第一高電壓的持續時間的輸出使能信號0E。 圖像數據控制信號C0NT2包括水平同步起始信號STH，用于通知一組像素PX的 圖像數據傳輸的開始；加載信號LOAD，用于指示將圖像數據信號Vd施加到圖像數據線Dj ; 數據時鐘信號HCLK。圖像數據控制信號C0NT2還可包括反轉信號RVS，用于使圖像數據信 號(相對于共電壓Vcom)的極性反轉。 響應來自信號控制器600的圖像數據控制信號C0NT2，圖像數據驅動器500從信號 控制器600接收用于像素PX組的數字圖像數據DAT的包，將數字圖像信號DAT轉換成從由 灰度電壓發生器550供給的灰度電壓中選擇的模擬圖像數據信號Vd，并把模擬圖像數據信 號施加到圖像數據線Dj。 圖像掃描驅動器400響應來自信號控制器600的圖像掃描控制信號C0NT1將第一
高電壓Von施加到圖像掃描線Gi，從而導通連接到圖像掃描線Gi的開關元件Q。施加到圖
像數據線Dj的圖像數據電壓Vd通過激活的開關元件Q被提供到像素PX。 圖像數據信號Vd和共電壓Vcom的電壓之差被表示為LC電容器Q的電壓，該電
壓稱為像素電壓。LC電容器C^中的LC分子具有取決于像素電壓的大小的取向，分子取向
確定穿過LC層3的光的偏振。偏光器將光偏振轉化為光透射率，從而顯示圖像。 通過每個水平周期(也稱為"lH"，lH等于水平同步信號Hsync和數據使能信號DE
的一個周期)重復這個過程，所有圖像掃描線&被順序供有第一高電壓，從而將圖像數據
信號Vd施加到所有像素PX，以顯示幀的圖像。 當一幀結束之后下一幀開始時，控制施加到圖像數據驅動器500的反轉控制信號 RVS，使得數據電壓的極性被反轉(稱為"幀反轉")。也可這樣控制反轉控制信號RVS，使得 在圖像數據線中流動的圖像數據信號的極性在一幀期間周期性反轉(例如，行反轉和點反 轉)，或者在一包中圖像數據信號的極性反轉(例如，列反轉和點反轉)。
傳感器掃描驅動器700響應感應控制信號C0NT3將柵極導通電壓施加到傳感器掃 描線Sa，以導通連接到傳感器掃描線S。的開關元件Qs。然后，開關元件Qs將來自感應元 件Qpl的傳感器輸出信號輸出到傳感器數據線Pe ，以形成傳感器數據信號Vp，傳感器數據 信號Vp被輸入到感應信號處理器800中。可選擇地，傳感器掃描驅動器700可將高電壓施 加到傳感器掃描線S。。因而，連接到傳感器掃描線S。的感應元件Qp2可將光電流作為傳 感器數據信號Vp施加到傳感器數據線Pe 。 感應信號處理器800響應傳感器數據控制信號C0NT4讀取在傳感器數據線Pe中 流動的傳感器數據信號Vp。感應信號處理器800處理(例如通過放大和濾波)所讀取的傳 感器數據信號Vp，并將模擬傳感器數據信號轉換為將被發送到信號控制器600的數字感應 信號DSN。 通過根據形成在縱向上的感應單元SU的豎直密度將這個過程重復一個或多個水 平周期，所有圖像傳感器掃描線Sa被順序供有柵極導通電壓或高電壓，從而處理來自所有 感應單元SU的傳感器數據信號Vp，以產生數字感應信號DSN。 信號控制器600適當地處理來自感應信號處理器800的關于幀的數字感應信號DSN,以確定是否發生觸摸和何處發生觸摸，并將是否發生觸摸和何處發生觸摸發送到外部 器件(未示出)。 外部器件將基于觸摸信息產生的圖像信號R、 G和B發送到LCD。可選擇地，外部 器件可直接接收并處理感應信號DSN,以確定觸摸信息。感應操作單獨執行，并不影響顯示 操作。 接著，將參照圖5至圖12來描述根據本發明實施例的LCD的結構。圖5是用于 根據本發明實施例的LCD的共電極面板的布局圖，具體地講，是關于圖4的"RA"部分的布 局圖，圖6是沿線VI-VI截取的圖5中示出的共電極面板的剖視圖。圖7是用于根據本發 明實施例的LCD的薄膜晶體管面板的布局圖，具體地講，是關于圖4中的"RB"部分的布局 圖，圖8是用于根據本發明實施例的LCD的共電極面板的布局圖，具體地講，是關于圖4中 的"RB"部分的布局圖。圖9是包括圖7中示出的薄膜晶體管面板和圖8中示出的共電極 面板的LCD的布局圖，圖10至圖12分別是沿線X-X、 Xl-XI和XII-XII截取的圖9中示出 的LCD的剖視圖。 參照圖5至圖12， LCD包括TFT陣列面板100、共電極面板200、置于面板100和 200之間的LC層3。現在將參照圖5至圖7和圖9至圖12來詳細描述TFT陣列面板100。 包括多條圖像掃描線121a、多條傳感器掃描線121b、多條控制電壓線122、多條存儲電極線 131以及多個光阻擋構件島139的多個柵極導體形成在由材料例如透明玻璃或塑料制成的 絕緣基底110上。 圖像掃描線121a傳輸圖像掃描信號Vg，并基本在橫向上延伸。每條圖像掃描線 121a包括多個向上突出的第一控制電極124a。 傳感器掃描線121b傳輸傳感器掃描信號Vs，并基本平行于圖像掃描線121a延伸。 每條傳感器掃描線121b包括多個向上突出的第二控制電極124b。每個第二控制電極124b 具有較大面積并防止光泄漏。 控制電壓線122被供有傳感器控制電壓，并基本平行于傳感器掃描線121b延 伸。每條控制電壓線122與傳感器掃描線121b相鄰，并包括多個向下突出的第三控制電極 124c。每個第三控制電極124c具有較大面積并防止光泄漏。 存儲電極131被供有預定電壓例如共電壓Vcom，并基本平行于圖像掃描線121a延 伸。每個存儲電極131與圖像掃描線121a相鄰地設置，并包括多個用于存儲電容器C^的 存儲電極137和多個向上突出并防止光泄漏的光阻擋部分138。光阻擋部分138包括第一 光阻擋部分和第二光阻擋部分，第一光阻擋部分具有比第二光阻擋部分的寬度相對較寬的 寬度。 光阻擋構件島139防止光泄漏，并且在存儲電極線131的光阻擋部分138的延長 線上設置于前一圖像掃描線121a和傳感器掃描線121b之間。光阻擋構件島139還包括第 一光阻擋構件島和第二光阻擋構件島。設置在第一光阻擋部分138的延長線上的第一光阻 擋構件島具有比第二光阻擋構件島的寬度相對較寬的寬度。第二光阻擋構件島設置在第二 光阻擋部分138的延長線上。 柵極導體121a、 121b、 122、 131和139優選地由含Al金屬例如Al和Al合金、含Ag 金屬例如Ag和Ag合金、含Cu金屬例如Cu和Cu合金、含Mo金屬例如Mo和Mo合金、Cr、 Ta或Ti制成。然而，柵極導體121a、121b、122、131和139可具有包括物理特性不同的兩導電膜(未示出)的多層結構。兩膜之一優選地由低阻金屬制成以減小信號延遲或電壓降， 所述低阻金屬包括含Al金屬、含Ag金屬、含Cu金屬。另一膜優選地由材料例如含Mo金 屬、Cr、Ta或Ti制成，這些材料具有優良的物理特性、化學特性以及與其它材料例如氧化銦 錫(IT0)或氧化銦鋅(IZ0)的優良的電接觸特性。兩膜的組合的典型示例是下Cr膜和上 Al(合金)膜以及下A1(合金)膜和上Mo(合金)膜。然而，柵極導體121a、121b、122、131 和139可由各種金屬或導體制成。 柵極導體121a、121b、122、131和139的側面相對于基底110的表面以大約30_80 度的范圍內的傾角傾斜。 優選地由硅氮化物(SiNx)或硅氧化物(Si0x)制成的柵極絕緣層140形成在柵極 導體121a、121b、122、131和139上。優選地由氫化非晶硅(簡寫為"a-Si")或多晶硅制成 的多個半導體帶151a、151b和152以及多個半導體島153、 154b和154c形成在絕緣層140 上。半導體帶151a中的每個基本在縱向上延伸，并包括多個朝第一控制電極124分支出的 突出154a。半導體帶151a中的每個在與掃描線121a和121b、控制電壓線122以及存儲電 極線131的交叉部分附近變寬，使得半導體帶151a覆蓋掃描線121a和121b、控制電壓線 122以及存儲電極線131的較大面積。 半導體帶151b和152基本在縱向上延伸，并在掃描線121a和121b、控制電壓線 122以及存儲電極線131的附近變寬，使得半導體帶151b和152覆蓋掃描線121a和121b、 控制電壓線122以及存儲電極線131的較大面積。然而，半導體帶151b和152沒有形成在 第二控制電極124b和第三控制電極124c部分上。 每個半導體島153設置在傳感器掃描線121b和控制電壓線122之上。半導體島 154b和154c分別設置在第二控制電極124b和第三控制電極124c之上，并且設置在沒有半 導體帶151b和152的部分上。 多個歐姆接觸帶和島161a、161b、162、163b、163c、165a、165b和165c形成在半導 體151a、151b、152、153、154b和154c上。歐姆接觸161a、 161b、 162、 163b、 163c、 165a、 165b 和165c優選地由以n型雜質例如磷重摻雜的n+氫化a-Si制成，或者歐姆接觸161a、 161b、 162、 163b、 163c、 165a、 165b和165c可由硅化物制成。歐姆接觸帶161a中的每個包括多個突 出163a，突出163a和歐姆接觸島165a成對位于半導體帶151a的突出154a上。突出163b 和歐姆接觸島165b成對位于半導體島154c的突出154b上。 半導體151a、151b、152、153、154b和154c以及歐姆接觸161a、 161b、 162、 163b、 163c、165a、165b和165c的側面相對于基底110的表面傾斜，傾角優選地在大約30-80度的 范圍內。 包括多條圖像數據線171a、多條輸入電壓線172、多個輸入電極173b以及多個第 一輸出電極175a和第三輸出電極175c的多個數據導體形成在歐姆接觸161a、 161b、 162、 163b、163c、165a、165b和165c以及柵極絕緣層140上。 圖像數據線171a傳輸圖像數據信號Vd，并基本在縱向上延伸，從而與掃描線121a 和121b、控制電壓線122以及存儲電極線131交叉。每條圖像數據線171a包括多個延展部 分178a和多個第一輸入電極173a。每個延展部分178a在掃描線121a和121b、控制電壓 線122以及存儲電極線131附近變寬，以覆蓋掃描線121a和121b、控制電壓線122以及存 儲電極線131的較大面積。每個第一輸入電極173a朝第一控制電極124突出。
第一輸出電極175a與圖像數據線171a分開，并關于第一控制電極124a與輸入電 極173a相對地設置。第一輸出電極175a中的每個具有與存儲電極137疊置的寬的矩形延 展部分177和被彎曲的第一輸入電極173a包圍的條形部分。 第一控制電極124a、第一輸入電極173a和第一輸出電極175a與半導體帶151a的 突出154a —起形成具有形成在位于第一輸入電極173a和第一輸出電極175a之間的突出 154a中的溝道的TFT。該TFT用作開關元件Q。 傳感器數據線171b傳輸傳感器數據信號Vp，并基本在縱向上延伸，從而與掃描線
121a和121b、控制電壓線122以及存儲電極線131交叉。每個傳感器數據線171b包括多
個用于阻擋光的延展部分178b和多個設置在半導體島154b上的第二輸出電極175b。每個
延展部分178b在掃描線121a和121b、控制電壓線122以及存儲電極線131附近變寬，以覆
蓋掃描線121a和121b、控制電壓線122以及存儲電極線131的較大面積。 第二輸入電極173b與傳感器數據線171b分開，并關于半導體島154b與第二輸出
電極175b相對地設置。 第二控制電極124b、第二輸入電極173b、第二輸出電極175b與半導體島154b — 起形成具有形成在位于第二輸入電極173b和第二輸出電極175b之間的半導體島154b中 的溝道的TFT。該TFT用作開關元件Qs。 輸入電壓線172被供有傳感器輸入電壓，并基本在縱向上延伸，從而與掃描線 121a和121b、控制電壓線122以及存儲電極線131交叉。每條輸入電壓線172包括多個用 于阻擋光的延展部分178c和多個設置在半導體島154c上的第三輸入電極173c。每個延展 部分178c在掃描線121a和121b、控制電壓線122以及存儲電極線131附近變寬，以覆蓋掃 描線121a和121b、控制電壓線122以及存儲電極線131的較大面積。 第三輸出電極175c與輸入電壓線172分開，并關于半導體島154c與第三輸入電 極173c相對地設置。第三輸出電極175c連接到第二輸入電極173b。 第三控制電極124c、第三輸入電極173c和第三輸出電極175c與半導體島154c — 起形成具有形成在位于第三輸入電極173c和第三輸出電極175c之間的半導體島154c中 的溝道的TFT。如上所述，由于溝道形成于在縱向上具有較長形狀的半導體島154c上，所以 溝道寬度變大，通過溝道的電流量增加。該TFT用作感應元件Qpl。 如上所述，用于阻擋光的延展部分178a-178c在掃描線121a和121b、控制電壓線 122以及存儲電極線131附近變大，從而防止沒有被存儲電極線131的光阻擋部分138、光 阻擋構件島139以及第二控制電極124b和第三控制電極124c覆蓋的部分泄漏光。
數據導體171a、 171b、 172、 173b、 175a和175c優選地由難熔金屬例如Cr、Mo、Ta、Ti 或它們的合金制成。然而，數據導體171a、171b、 172、 173b、 175a和175c可具有包括難熔金 屬膜(未示出)和低阻膜(未示出)的多層結構。多層結構的典型示例是包括下Cr/Mo(合 金)膜和上A1(合金)膜的雙層結構以及下Mo(合金)膜、中A1(合金)膜和上Mo(合金) 膜的三層結構。然而，數據導體171a、 171b、 172、 173b、 175a和175c可由各種金屬或導體制 成。 數據導體171a、171b、 172、 173b、 175a和175c具有以在大約30-80度的范圍內的 角度傾斜的傾斜的邊緣輪廓。 歐姆接觸161a、 161、 162、 163b、 163c和165a—165c僅置于下面的半導體151a、151b、152、153、154b和154c與其上的上面的數據導體171a、 171b、 172、 173b、 175a和175c 之間，以減小半導體151a、151b、152、153、154b和154c與數據導體171a、 171b、 172、 173b、 175a和175c之間的接觸電阻。雖然半導體151a、 151b、 152、 153在大部分位置比數據線 171a、171b和輸入電壓線172窄，但是如上所述，半導體151a、151b、152、153的寬度在掃描 線121a和121b、控制電壓線122以及存儲電極線131附近變大，從而使表面的輪廓平滑，因 而防止了數據線171a、171b與輸入電壓線172斷開。半導體151a、151b、152、153、154b和 154c包括一些沒有覆蓋數據導體171a、 171b、 172、 173b、 175a和175c的暴露部分，例如位于 輸入電極173a-173c和輸出電極175a_175c之間的部分。 鈍化層180形成在半導體151a、 151b、 152、 153、 154b和154c的暴露部分以及數據 導體171a、171b、172、173b、175a和175c上。鈍化層180包括下鈍化膜180p，優選地由無 機絕緣體例如硅氮化物或硅氧化物制成；上鈍化膜180q，優選地由有機絕緣體制成。優選 地，上鈍化膜180q可具有小于大約4. 0的介電常數和光敏性，并且它可提供平坦的表面。鈍 化層180可具有優選地由無機或有機絕緣體制成的單層結構。鈍化層180具有多個暴露第 一輸出電極175的接觸孔185。 多個像素電極191和多個用于阻擋光的第一縱向線194以及第二縱向線195形成 在鈍化層180上。像素電極191通過接觸孔185物理且電連接到第一輸出電極175a，使得 像素電極191接收來自第一輸出電極175a的數據電壓Vd。被供有數據電壓Vd的像素電極 191與相對的共電極面板200的被供有共電壓Vcom的共電極270協作產生電場，該電場確 定設置在兩面板100、200之間的LC層3的LC分子(未示出)的取向。穿過LC層3的光 的偏振基于所確定的LC分子的取向而改變。像素電極191和共電極270形成稱為"液晶電 容器"的電容器C^，該電容器在TFT截止之后存儲施加的電壓。 像素電極191和連接到像素電極191的第一輸出電極175a的延展部分177與存儲 電極137疊置。像素電極191、連接到像素電極191的第一輸出電極175a和存儲電極137 形成存儲電容器(^，存儲電容器(^提高LC電容器C^的電壓存儲容量。像素電極191與 圖像掃描線121a、圖像數據線171a、傳感器數據線171b和輸入電壓線172疊置以增大開口 率，但是像素電極191可不與圖像掃描線121a、圖像數據線171a、傳感器數據線171b和輸 入電壓線172疊置。 在相鄰的像素電極191之間設置有兩條圖像數據線171a的部分上設置的光阻擋 構件島139和存儲電極線131的光阻擋部分138具有較大的寬度，而在相鄰的像素電極191 之間設置有一條圖像數據線171a的部分上設置的光阻擋構件島139和光阻擋部分138具 有較窄的寬度。 第一縱向線194和第二縱向線195防止光泄漏，并基本在縱向上延伸。每條第一 縱向線194設置在兩條相鄰的圖像數據線171a上，每條第二縱向線195包括覆蓋半導體島 154b的延展部分196。第二縱向線195設置在傳感器數據線171b和輸入電壓線172上，但 不設置在半導體島154c上。 第一縱向線194和第二縱向線195防止沒有被存儲電極線131的光阻擋部分138、 光阻擋構件島139以及第二控制電極124b和第三控制電極124c覆蓋的部分的光泄漏。具 體地講，第二縱向線195的延展部分196防止從上側入射的光并阻擋從上側入射的光被導 向半導體島154b。然而，因為第二縱向線195沒有形成在半導體島154c上，所以半導體島154c暴露于來自外部的入射光。 第一縱向線194和第二縱向線195優選地由不透明材料例如Al、 Ag、 Cr或它們的 合金制成。然而，第一縱向線194和第二縱向線195可具有包括下IT0或IZ0膜和上A1、 Ag或它們的合金膜的雙層結構，此外，第一縱向線194和第二縱向線195可具有三層結構， 該三層結構由與ITO或IZO具有優良的接觸特性的中間膜以及下膜和上膜一起構成。
下面描述共電極面板200。多條用于阻擋光的橫向線220形成在由材料例如透明 玻璃或塑料制成的絕緣基底210上。橫向線220基本面對圖像掃描線121a和存儲電極線 131。每條橫向線220包括多個朝圖像數據線171a和第一輸出電極175a突出的突出。橫 向線220防止沒有被存儲電極線131的光阻擋部分138、光阻擋構件島139、第二控制電極 124b和第三控制電極124c、延展部分178a-178b以及第一縱向線194和第二縱向線195阻 擋的部分的光泄漏，從而用它們防止光泄漏。 根據現有技術的LCD包括用于防止光泄漏的黑色矩陣。黑色矩陣在橫向和縱向上 延伸，并被設置在共電極面板200上。為了減小TFT面板100和共電極面板200之間的對 準誤差，黑色矩陣的寬度需要變寬，因而開口率降低。然而，通過使用橫向線220，防止了開 口率降低以及光泄漏。 在基底210和橫向線220上還形成多個濾色器231-233，并且濾色器231-233被設 置在基本面對像素電極191的部分上。濾色器231-233分別表示原色例如紅色、綠色和藍 色之一。濾色器231-233在相鄰的像素電極191之間設置有一條圖像數據線171a的部分 上彼此疊置。然而，濾色器231-233在相鄰的像素電極191之間設置有兩條圖像數據線以 及設置有傳感器數據線171b和輸入電壓線172的部分上彼此分開。 共電極270形成在濾色器231-233和橫向線220上。共電極270優選地由透明導 電材料例如IT0和IZ0制成。 一個或多個偏光器(未示出)設置在面板100和200之一的 外表面上。 雖然描述了作為根據本發明實施例的顯示裝置的LCD，但是本發明的許多上述特 征可適用于平板顯示裝置例如等離子體顯示裝置(PDP)和有機發光顯示器(0LED)。
根據本發明，感應單元設置在像素之間，并且形成用于阻擋光的橫向線代替黑色 矩陣，因而增加了像素的透射區域，從而提高了像素的透射率。此外，可在縱向上增大感應 單元的半導體的溝道寬度，從而增加感應數據信號的大小。此外，圖像數據線和傳感器數據 線設置得分開越遠越好，以減小圖像數據信號和傳感器數據信號之間的干擾。根據本發明， 可變電容器和參考電容器與LC面板組件集成在一起，以檢測是否有觸摸發生以及觸摸發 生在何處。 雖然已經參照優選實施例詳細描述了本發明，但是應該明白，在不脫離本發明的 精神和范圍的情況下，各種變化和等價布置對本領域技術人員將是明顯的。
權利要求
一種顯示裝置，包括第一面板；第二面板，面對所述第一面板；圖像掃描線，形成在所述第二面板上；第一和第二圖像數據線，形成在所述第二面板上，并與所述圖像掃描線交叉；第一和第二薄膜晶體管，分別連接到所述第一圖像數據線和所述第二圖像數據線；第一和第二像素電極，分別連接到所述第一和第二薄膜晶體管；傳感器掃描線，形成在所述第二面板上；傳感器數據線，形成在所述第二面板上，并與所述傳感器掃描線交叉；第三薄膜晶體管，連接到所述傳感器掃描線和所述傳感器數據線，其中，所述第一像素電極和所述第二像素電極分別形成在所述第三薄膜晶體管的左側和右側，所述第一圖像數據線和所述第二圖像數據線分別形成在所述第一像素電極的左側和所述第二像素電極的右側。
2. 如權利要求1所述的顯示裝置，其中，所述傳感器數據線形成在所述第一像素電極 和所述第二像素電極之間。
3. 如權利要求1所述的顯示裝置，其中，所述第一像素電極和所述第二像素電極基本 彼此對稱。
4. 如權利要求1所述的顯示裝置，還包括形成在所述第一圖像數據線和所述第二圖像 數據線下面的光阻擋構件。
5. 如權利要求1所述的顯示裝置，還包括形成在所述第一圖像數據線和所述第二圖像 數據線中的至少一個上的光阻擋構件。
6. 如權利要求5所述的顯示裝置，其中，所述光阻擋構件與所述第一像素電極和所述 第二像素電極形成在同一層。
7. 如權利要求1所述的顯示裝置，還包括形成在所述傳感器數據線上的光阻擋構件。
8. 如權利要求7所述的顯示裝置，其中，所述光阻擋構件與所述第一像素電極和所述 第二像素電極形成在同一層。
9. 如權利要求1所述的顯示裝置，其中，所述第一圖像數據線和所述第二圖像數據線 各包括多個與所述圖像掃描線和所述傳感器掃描線交叉的延展部分。
10. 如權利要求1所述的顯示裝置，其中，所述傳感器數據線包括多個與所述圖像掃描 線和所述傳感器掃描線交叉的延展部分。
11. 如權利要求l所述的顯示裝置，還包括 控制電壓線，形成在所述第二面板上； 輸入電壓線，形成在所述第二面板上；第四薄膜晶體管，連接到所述控制電壓線、所述輸入電壓線和所述第三薄膜晶體管， 其中，所述輸入電壓線和所述第四薄膜晶體管形成在所述第一像素電極和所述第二像 素電極之間。
12. 如權利要求11所述的顯示裝置，還包括形成在所述傳感器數據線和所述輸入電壓 線上并且覆蓋所述第三薄膜晶體管而不覆蓋所述第四薄膜晶體管的光阻擋構件。
13. 如權利要求1所述的顯示裝置，還包括形成在所述第一面板上并平行于所述圖像掃描線延伸的光阻擋構件c
全文摘要
本發明涉及一種液晶顯示器。該液晶顯示器包括顯示面板；多個像素，形成在顯示面板上；感應單元，設置在像素之間，并基于對顯示面板的觸摸產生傳感器數據信號；多條圖像數據線，連接到像素，并傳輸圖像數據信號；傳感器數據線，連接到感應單元，并傳輸傳感器數據信號。傳感器數據線與鄰近于其的圖像數據線相對于像素分開。
文檔編號G02F1/1362GK101750782SQ20101000140
公開日2010年6月23日 申請日期2006年8月29日 優先權日2005年8月29日
發明者樸商鎮, 李明雨, 李柱亨, 魚基漢 申請人:三星電子株式會社