CN105573549A - 阵列基板、触控屏和触控显示装置及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种阵列基板，其外围驱动电路的驱动晶体管为双栅极氧化物半导体晶体管，且该双栅极氧化物半导体晶体管的顶栅极与位于其显示区域的触控引线同层同材料形成，且顶栅极的材料为钼、铝、铜等导电性能较好而又不透明的金属或者其合金。一方面，在不增加额外的制程工艺及光罩的情况下，可以在外围驱动电路中形成双栅极氧化物半导体晶体管，实现控制氧化物半导体晶体管的阈值电压的目的；另一方面，使用不透光的金属层作为顶栅极来遮盖半导体沟道区域，可以减少光生电流，以防止光照对氧化物半导体晶体管的稳定性的影响。

Description

阵列基板、触控屏和触控显示装置及其制作方法
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种集成有触控功能的阵列基板及其制作方法、触控屏和触控显示装置。
背景技术
在液晶显示领域中，薄膜晶体管的有源层一直使用稳定性、加工性等性能均表现优异的硅系材料。硅系材料主要分为非晶硅和多晶硅，其中非晶硅材料迁移率很低，而多晶硅材料虽然有较高的迁移率，但用其制造的器件均匀性较差、良率低、单价高。所以近年来，将透明氧化物半导体膜用于沟道形成区块来制造薄膜晶体管(TFT,ThinFilmTransistor)等器件的半导体有源层，并应用于电子器件及光器件的技术受到广泛关注。利用以铟、镓、辞、氧为构成元素的非晶质In-Ga-Zn-0系材料(a-IGZO)的场效应型晶体管因其具有较高迁移率，较大开关比、较好的大尺寸均匀性以及较低的工艺温度等，应用范围越来越广泛。
金属氧化物薄膜晶体管分为底栅型和顶栅型两种类型。底栅型金属氧化物薄膜晶体管包括基板，以及沿远离基板方向依次设置的栅极、栅极绝缘层、金属氧化物半导体层，源极/漏极导电层、保护层，其中金属氧化物半导体层在源极和漏极之间的部分为通常所述的沟道层。在金属氧化物薄膜晶体管的实际应用时，不可避免的会受到外界光线的照射。作为本领域技术人员所公知的，由于金属氧化物半导体层自身的性质，在光照条件下会出现光激发缺陷。当金属氧化物薄膜晶体管外加电压之后，这些光激发缺陷会在外加电场的作用下扩散到沟道与绝缘层间的界面，出现界面态(所谓的界面态是指半导体界面处位于禁带中的能级或能带，它们可在很短的时间内和半导体交换电荷)，由此会引起阈值电压Vth偏移，从而对晶体管的稳定性造成影响。
为了防止金属氧化物半导体在光照条件下出现的光激发缺陷，现有技术中通常采用的方法有两种：
一是在沟道层上生长保护层(ESLOrPassivationLayer)，例如SiO2、AL2O3、Y2O3等，来增加在光照条件下背沟道区产生光激发缺陷的势垒，从而降低光照对TFT性能地影响。但是，当光照能量较大时，光照能量依然会穿透上述保护层影响背沟道区，依然会影响金属氧化物半导体性能。
二是使用不透光的金属层或多层材料作为遮光层来遮盖半导体沟道区域以防止光照对半导体器件稳定性的影响：如果要附加遮光层的话需要通过额外的光罩来制作，这无疑会增加成本以及制备工艺的难度。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种集成有触控功能的阵列基板及其制作方法、触控屏和触控显示装置，在增加半导体器件稳定性的同时，减少光罩，降低制作成本。
因此，本发明提供一种阵列基板，包括显示区域与围绕所述显示区域的非显示区域，所述阵列基板还包括：
触控电极块，位于所述显示区域；
触控引线，与所述触控电极块电连接；
外围驱动电路，位于所述非显示区域；
所述外围驱动电路包括驱动晶体管，所述驱动晶体管的顶栅极与所述触控引线同层形成。
进一步的，本发明还提供一种阵列基板的制作方法，包括：
提供一衬底基板，包括显示区域与非显示区域；
在所述显示区域形成栅极，在所述非显示区域形成底栅极，所述栅极与所述底栅极同层形成；
在形成了所述栅极和所述底栅极的所述衬底基板上，同层形成显示区栅极绝缘层和非显示区栅极绝缘层；
在形成了所述显示区栅极绝缘层和所述非显示区栅极绝缘层的所述衬底基板上，形成金属氧化物半导体层，经过构图工艺，形成包括位于所述显示区域的第一有源层和位于所述非显示区域的第二有源层的图形；
在形成了包括所述第一有源层和第二有源层的图形的所述衬底基板上，同层的形成位于所述显示区的第一源极、第一漏极，和位于所述非显示区域的第二源极、第二漏极；
在形成了包括所述第一源极、第一漏极、第二源极和第二漏极的图形的所述衬底基板上，同层的形成显示区钝化层和非显示区钝化层；
在形成了所述显示区钝化层和非显示区钝化层的所述衬底基板上，同层的形成位于所述显示区域的触控引线和位于所述非显示区域的顶栅极。
进一步的，本发明还提供一种包括如上所述阵列基板的触控屏。
进一步的，本发明还提供一种包括如上所述触控屏的触控显示装置。
本发明提供的一种集成有触控功能的阵列基板、触控屏和触控显示装置，在增加半导体器件稳定性的同时，减少光罩，降低制作成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一实施例提供的阵列基板的俯视图；
图2为本发明一实施例提供的阵列基板的显示区的示意图；
图3为本发明一实施例提供的阵列基板的截面图；
图4为本发明另一实施例提供的阵列基板非显示区域的连接结构示意图；
图5为本发明又一实施例提供的阵列基板非显示区域的连接结构示意图；
图6为本发明又一实施例提供的阵列基板非显示区域的连接结构示意图；
图7为本发明又一实施例提供的阵列基板非显示区域的连接结构示意图；
图8a-8g为本发明实施例提供的阵列基板的制程示意图；
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。
首先，本发明提供一种阵列基板，图1为本发明一实施例提供的阵列基板示意图，如图1所示，阵列基板10包括用于显示图像的显示区域11与至少位于所述显示区域11一侧的非显示区域12。或者，也可以如图1中所示，非显示区域12位于显示区域11的周边。
所述阵列基板的显示区11包括多个呈阵列排布的像素单元(未示出)，用于显示图像。在非显示区域12中，设置构成本发明的外围驱动电路121的数据线驱动电路、扫描线驱动电路与触控驱动电路，以及外部电路连接端子等(图中未示出)。例如，可以设置为，数据线驱动电路与外部电路连接端子沿阵列基板10的一边所设置，扫描线驱动电路与触控驱动电路沿相邻于该一边的两边设置。
图2为本发明一实施例提供的外接有驱动IC的阵列基板的显示区域俯视图，图中所示包括阵列基板10以及外部驱动IC13。阵列基板10的显示区域11内还设置有触控电极块119a，触控电极块119a可以单独作为触控用的电极，也可以是阵列基板的公共电极层划分的多个公共电极块，所述公共电极块复用为触控电极块119a，而触控电极块与公共电极块复用，可以减少触控显示面板的厚度，并且触控电极块与公共电极块复用，在制作过程中只需一次刻蚀工艺，减少了制程数量，提高了生产效率。每个触控电极块119a分别通过触控引线116电连接至位于非显示区域12或者驱动IC13的驱动电路，用以分时的给触控电极块119a传输触控信号或者显示用公共信号。
图3为本发明一实施例提供的阵列基板的截面图。如图3所示，本实施例提供的阵列基板包括显示区域11与非显示区域12。
在衬底基板110上，显示区域11包括多个呈阵列排布的像素单元，每个像素单元包括用于控制该像素单元的显示晶体管T1、位于显示晶体管T1上的显示区钝化层115、位于显示区钝化层115远离衬底基板110一侧的触控引线116、像素电极117与公共电极119。其中，像素电极117通过贯穿显示区钝化层115的第一过孔A1与显示晶体管T1的第一源极(或第一漏极)114电连接，像素电极117与公共电极119之间绝缘间隔有显示区层间绝缘层118。在本实施例中，公共电极119分成了多个公共电极块，所述公共电极块复用为触控电极块119a，每个触控电极块119a通过贯穿显示区层间绝缘层118的第二过孔A2与触控引线116电连接，用以给触控电极块119a传输触控信号。
非显示区域12设置有外围驱动电路，该外围驱动电路包括多个驱动晶体管T2与位于驱动晶体管T2上的非显示区层间绝缘层128，该非显示区层间绝缘层128可以与位于显示区域11的显示区层间绝缘层118同层同材料形成。
其中，显示晶体管T1为栅极层位于底层的薄膜晶体管结构(即底栅极型)。该显示晶体管T1包括：位于衬底基板110上的栅极111、分别位于栅极111远离衬底基板110一侧的显示区栅极绝缘层112和第一有源层113、位于显示区栅极绝缘层112和第一有源层113远离衬底基板110一侧的第一源极(第一漏极)114，第一有源层113位于显示区栅极绝缘层112与第一源极(第一漏极)114之间。第一源极(第一漏极)114形成在第一有源层113之上，彼此隔开一段距离并彼此相对，第一有源层113位于第一源极(第一漏极)114之间的部分形成沟道。
在本实施例中，显示晶体管T1为氧化物半导体晶体管，其第一有源层113为氧化物半导体层，该氧化物半导体层的材料可以包括铟镓锌氧化物(IGZO)、铟锡锌氧化物(ITZO)、铟镓锡氧化物(IGTO)、铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)中的一种或者与其相关的不同比例的配合物。
驱动晶体管T2为栅极层同时位于底层和顶层的的薄膜晶体管结构(即双栅极型)。该驱动晶体管T2包括：位于衬底基板110上的底栅极121、位于底栅极121上的非显示区栅极绝缘层122、位于非显示区栅极绝缘层122远离衬底基板110一侧的第二有源层123、位于非显示区栅极绝缘层122和第二有源层123远离衬底基板110一侧的第二源极(第二漏极)124、位于第二有源层123和第二源极(第二漏极)124远离衬底基板110一侧的非显示区钝化层125、以及位于非显示区钝化层125远离衬底基板110一侧的顶栅极126，第二有源层123位于非显示区栅极绝缘层122与第二源极(第二漏极)124之间，非显示区钝化层125位于第二源极(第二漏极)124与顶栅极126之间，且顶栅极126对应于底栅极122所在的位置。第二源极(第二漏极)124形成在第二有源层123之上，彼此隔开一段距离并彼此相对，第二有源层123位于第二源极(第二漏极)124之间的部分形成沟道。
在本实施例中，驱动晶体管T2为氧化物半导体晶体管，其第二有源层123为氧化物半导体层，该氧化物半导体层的材料可以包括铟镓锌氧化物(IGZO)、铟锡锌氧化物(ITZO)、铟镓锡氧化物(IGTO)、铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)中的一种或者与其相关的不同比例的配合物。
在本发明实施例中，阵列基板10的一个特色便是在于显示区域11与非显示区域12的组件可以整合于相同的工艺中制作。例如，非显示区域12的外围驱动电路中的驱动晶体管T2可以与显示区域11中的显示晶体管T1同时制作。具体的：该驱动晶体管T2的底栅极121可以与位于显示区域11的栅极111同层同材料形成；该驱动晶体管T2的顶栅极126可以与位于显示区域11的触控引线116同层同材料形成，触控引线116与顶栅极126的材料可以为钼、铜、铝、银、钛、镍、铌、钕、钽、铬中的一种或者其合金等导电性能较好而又不透明的金属。一方面，可以提高触控引线116的信号传输性能，减少因布线电阻过大引起的触控信号减弱对触控性能带来的影响，提高阵列基板的触控形成；另一方面，使用不透光的金属层作为顶栅极来遮盖半导体沟道区域，可以减少光生电流，以防止光照对氧化物半导体器件稳定性的影响；再一方面，因为顶栅极126与触控引线116同层形成，在不增加支撑工艺及光罩的情况下，可以在外围驱动电路中形成双栅极氧化物半导体晶体管，实现控制氧化物薄膜晶体管的阈值电压的目的，从而既不增加成本，又能够增加外围驱动电路的可靠性。
进一步的，第二有源层123可以与位于显示区域11的第一有源层113同层同材料形成，该有源层为氧化物半导体层；第二源极(第二漏极)124可以与位于显示区域11的第一源极(第一漏极)114同层同材料形成。
进一步的，非显示区栅极绝缘层122可以与位于显示区域11的显示区栅极绝缘层112同层同材料形成，可以为二氧化硅薄膜、氮化硅薄膜、氮氧化硅薄膜、氧化铝薄膜或氧化钛薄膜中的一种或多种。本发明实施例中，显示区栅极绝缘层112与非显示区栅极绝缘层122除可以釆用二氧化硅薄膜、氮化硅薄膜、氮氧化硅薄膜、氧化铝薄膜或氧化钛薄膜外，还可以釆用与上述各物质的材料特性相同或相近的其他无机绝缘材料形成的薄膜。如果显示区栅极绝缘层112与非显示区栅极绝缘层122的厚度太薄，则起不到避免含氢基团对氧化物半导体的影响的作用，而如果显示区栅极绝缘层112与非显示区栅极绝缘层122过厚，则需要更长的成膜时间，造成生产效率下降。优选地，可以设置为显示区栅极绝缘层112与非显示区栅极绝缘层122的的厚度为100nm～300nm，此时可以最好地平衡避免含氢基团对氧化物半导体的影响与合适的成膜时间之间的关系，即可以在有效避免含氢基团对氧化物半导体的影响的情况下，使用最短的成膜时间，提高生产效率。
进一步的，非显示区钝化层125可以与位于显示区域11的显示区钝化层115同层同材料形成，该钝化层可以为氧化硅、氮化硅氧化硅、或氮化硅中的两种或者多种的任意组合所构成的复合层结构。
在本发明实施例中，为了通过顶栅极126实现控制氧化物半导体晶体管的阈值电压的目的，需要给顶栅极126供给合适的电压。例如，可以供给顶栅极126与底栅极121具有相同电位的电压，此时，可以设置为，通过位于两者之间的信号线将顶栅极126电连接至底栅极121；也可以设置为，顶栅极126与底栅极121分别电连接至驱动IC，由驱动IC分别供给顶栅极126与底栅极121相同电位的电压信号；当然，也可以根据需要供给顶栅极126与底栅极121不同电位的电压，此时，可以设置为，顶栅极126与底栅极121分别电连接至驱动IC，由驱动IC分别供给顶栅极126与底栅极121不同电位的电压信号，实现控制驱动晶体管的阈值电压的目的。
本发明另一实施例中，阵列基板10的非显示区域12还包括如图4所示的连接结构，所述连接结构包括位于衬底基板110上的第一布线131、位于第一布线131远离衬底基板110一侧的绝缘间隔层133、位于绝缘间隔层133远离衬底基板110一侧的顶栅极126，绝缘间隔层133包括非显示区栅极绝缘层122与非显示区钝化层125。顶栅极126通过贯穿绝缘间隔层133的第三过孔A3与第一布线131电连接。其中，第一布线131与底栅极121同层同材料形成，顶栅极126通过第一布线131与底栅极121电连接，或者顶栅极126通过第一布线131电连接至驱动IC，以给顶栅极126提供合适的驱动电压。
本发明又一实施例中，阵列基板10的非显示区域12还包括如图5所示的连接结构，所述连接结构包括位于衬底基板110上的第一布线131’、位于第一布线131’远离衬底基板110一侧的非显示区钝化层125、位于非显示区钝化层125远离衬底基板110一侧的顶栅极126。顶栅极126通过贯穿非显示区钝化层125的第三过孔A3’与第一布线131’电连接。其中，第一布线131’与第二源极(第二漏极)124同层同材料形成，顶栅极126通过第一布线131’与底栅极121电连接，或者顶栅极126通过第一布线131’电连接至驱动IC，以给顶栅极126提供合适的驱动电压。
本发明又一实施例中，阵列基板10的非显示区域12还包括如图6所示的连接结构，所述连接结构包括位于衬底基板110上的第二布线141、位于第二布线141远离衬底基板110一侧的绝缘间隔层133、位于绝缘间隔层133远离衬底基板110一侧的触控引线116，绝缘间隔层133包括非显示区栅极绝缘层122与非显示区钝化层125。触控引线116通过贯穿绝缘间隔层133的第四过孔A4与第二布线141电连接。其中，第二布线141与底栅极121同层同材料形成，触控引线116通过第二布线141电连接至驱动IC，以给触控电极块119a提供合适的触控信号。本实施例中，第二布线141与底栅极121同层同材料形成，可以通过一道光罩同时形成，节省工艺步骤及成本；同时免去了非显示区域布线的多层跨层设计，减少了非显示区域布线设计的复杂度，提高了制程良率。
本发明又一实施例中，阵列基板10的非显示区域12还包括如图7所示的连接结构，所述连接结构包括位于衬底基板110上的第二布线141’、位于第二布线141’远离衬底基板110一侧的非显示区钝化层125、位于非显示区钝化层125远离衬底基板110一侧的触控引线116。触控引线116通过贯穿非显示区钝化层125的第四过孔A4’与第二布线141’电连接。其中，第二布线141’与第二源极(第二漏极)124同层同材料形成，触控引线116通过第二布线141’电连接至驱动IC，以给触控电极块119a提供合适的触控信号。本实施例中，第二布线141’与第二源极(第二漏极)124同层同材料形成，可以通过一道光罩同时形成，节省工艺步骤及成本；同时免去了非显示区域布线的多层跨层设计，减少了非显示区域布线设计的复杂度，提高了制程良率。
本发明实施例提供的阵列基板，位于非显示区的外围驱动电路的驱动晶体管为双栅极氧化物半导体晶体管，且该双栅极氧化物半导体晶体管的顶栅极与位于显示区域的触控引线同层同材料形成，且顶栅极的材料为钼、铝、铜等导电性能较好而又不透明的金属或者其合金。一方面，在不增加额外的制程工艺及光罩的情况下，可以在外围驱动电路中形成双栅极氧化物半导体晶体管，实现控制氧化物半导体晶体管的阈值电压的目的，从而既不增加成本，又能够增加外围驱动电路的可靠性；另一方面，使用不透光的金属层作为顶栅极来遮盖半导体沟道区域，可以减少光生电流，以防止光照对氧化物半导体晶体管的稳定性的影响。
另外，本实施例还提供了一种制作上述阵列基板的方法，如图8a-8g所示。该方法包括如下步骤。
步骤S101(如图8a所示)：提供一衬底基板110，所述衬底基板110包括显示区域11与非显示区域12，在衬底基板110的显示区域11上形成栅极111与栅线(图中未示出)，同时在衬底基板110的非显示区域12上形成底栅极121，栅极111与底栅极121同层同材料形成。
例如，在作为衬底基板110的示例的玻璃基板上形成金属层。该金属层通常釆用磁控溅射的方法来制备，该金属层的材料可以选用钼、铝、铜等导电性能较好而又不透明的金属或者其合金，厚度一般釆用200nm-350nm，令其方块电阻保持在一个相对比较低的水平。接着，通过湿法刻蚀方式，对该金属层进行图形化，形成位于衬底基板110的显示区域11上的栅极111、栅线(图中未示出)以及位于衬底基板110的非显示区域12上的底栅极121。
步骤S102(如图8b所示)：在形成有栅极111的显示区域11上形成显示区栅极绝缘层112，在形成有底栅极121的非显示区域12上形成非显示区栅极绝缘层122，非显示区栅极绝缘层122与显示区栅极绝缘层112同层同材料形成。
本实施例中的显示区栅极绝缘层112与非显示区栅极绝缘层122釆用二氧化硅薄膜、氮化硅、氮氧化硅、氧化铝、氧化钛或其他无机绝缘材料形成。优选地，显示区栅极绝缘层112与非显示区栅极绝缘层122的厚度为100nm～300nm，此时可以在有效避免含氢基团对氧化物半导体的影响的情况下，使用最短的成膜时间，提高生产效率。
在步骤S102中可以对显示区栅极绝缘层112与非显示区栅极绝缘层122进行退火工艺处理，该退火工艺可优化为釆用高温退火炉对显示区栅极绝缘层112与非显示区栅极绝缘层122进行脱氢化。例如，退火釆用氮气、真空或稀有气体进行保护，退火温度为250℃～450℃，退火时间为20min～150min。或者，该退火工艺还可以优化为在PECVD(PlasmaEnhancedChemicalVaporDeposition)设备中加入真空的加热腔室，气压为1E(-4)Pa～lPa，对显示区栅极绝缘层112与非显示区栅极绝缘层122进行脱氢工艺。例如，退火腔室温度为350℃～480℃，退火时间为10min～30min。相对于传统的退火工艺，可以缩短工艺时间，提高产品的产量，同时降低设备的资金投入。
步骤S103(如图8c所示)：在形成有显示区栅极绝缘层112的衬底基板110的显示区域11上形成第一有源层113，在形成有非显示区栅极绝缘层122的衬底基板110的非显示区域12上形成第二有源层123，第二有源层123与第一有源层113同层同材料形成。
在本实施例中，首先要通过磁控溅射沉积(Sputtering)以及溶液法等方法形成氧化物半导体层，形成该氧化物半导体层使用的氧化物半导体材料有铟镓锌氧化物(IGZO)、铟锡锌氧化物(ITZO)、铟镓锡氧化物(IGTO)、铟锌氧化物(IZO)、铟锡氧化物(ITO)等以及与其相关的不同比例的配合物；接着，对于该氧化物半导体进行图形化，形成位于显示区域11的第一有源层113与位于非显示区域12的第二有源层123。对于该氧化物半导体图形化工艺主要的刻蚀工艺有两种：湿法刻蚀和干法刻蚀。釆用不同的方法将会对氧化物半导体层造成不同的伤害，选用合适的图形化工艺是改善氧化物TFT特性的重要途径。
进一步的，在该步骤中，还包括在所述第一有源层113与第二有源层123上形成刻蚀阻挡层(图中未示出)。刻蚀阻挡层的材料通常需用如SiOx、SiNx,SiOxNy、A1203、TiOx等无机绝缘材料，其目的就是为了减少在后续制作工艺中数据线图形化的过程中，对氧化物半导体薄膜造成伤害。在刻蚀阻挡层薄膜形成之后，进行图形化。通常釆用干法刻蚀的方法对刻蚀阻挡层薄膜进行图形化形成刻蚀阻挡层。
步骤S104(如图8c所示)：在形成有第一有源层113的衬底基板110的显示区域11上形成第一源极(第一漏极)114，在形成有第二有源层123的衬底基板110的非显示区域12上形成第二源极(第二漏极)124、数据线(图中未示出)。其中第一源极(第一漏极)114、第二源极(第二漏极)124与数据线同层同材料形成。
在形成刻蚀阻挡层之后，形成第一源极(第一漏极)114、第二源极(第二漏极)124、数据线(图中未示出)。首先，在形成有第一有源层113与第二有源层123的的衬底基板110上沉积一层金属层，而后通过湿法刻蚀的方法对该金属层进行图形化，形成形成第一源极(第一漏极)114、第二源极(第二漏极)124、数据线(未示出)。
步骤S105(如图8d所示)：在形成有第一源极(第一漏极)114的衬底基板110的显示区域11上形成显示区钝化层115，在形成有第二源极(第二漏极)124的衬底基板110的非显示区域12上形成非显示区钝化层125。其中，显示区钝化层115与非显示区钝化层125同层同材料形成。
在形成第一源极(第一漏极)114、第二源极(第二漏极)124之后，在整个衬底基板110上沉积一层钝化层，该钝化层的材料可以采用SiOx、SiNx,SiOxNy、A1203、TiOx等无机绝缘材料。在衬底基板110的显示区域11上形成显示区钝化层115，同时在衬底基板110的非显示区域12上非显示区钝化层125。在该步骤中，还包括：在显示区钝化层115形成之后在所述显示区钝化层115上进行过孔的刻蚀，形成第一过孔A1，用以实现第一源极(或第一漏极)114与后续形成的像素电极的电连接，第一过孔A1的位置对应于第一源极(或第一漏极)114的位置。
步骤S106(如图8e所示)：在形成有显示区钝化层115与非显示区钝化层125的衬底基板110上形成触控引线116、顶栅极126。
首先，在形成有显示区钝化层115与非显示区钝化层125上的衬底基板110上形成一遮光金属层，该遮光金属层通常釆用磁控溅射的方法来制备，遮光金属层的材料可以选用Cu及其合金，以使其方块电阻保持在一个相对比较低的水平。接着，通过湿法刻蚀方式，对该遮光金属层进行图形化，形成触控引线116、驱动晶体管T2的顶栅极126，顶栅极126位于驱动晶体管T2的第二有源层123的上方，并与驱动晶体管T2的底栅极121的位置相对应。本实施例中的遮光金属层除了Cu及其合金，还可以为通常所釆用的钼、铜、铝、银、钛、镍、铌、钕、钽、铬等金属或其合金。
步骤S107：在形成了顶栅极126和触控引线116的衬底基板110上，形成第一透明导电层。
具体地，可通过镀膜工艺在显示区钝化层115之上形成第一透明导电层(图中未示出)；在本实施例中，对该第一透明导电层进行构图工艺形成像素电极117。像素电极117部分填充于第一过孔A1中以使其与第一源极(或第一漏极)114电连接。构图工艺可包括光刻胶涂覆、曝光、显影、刻蚀和光刻胶剥离等工艺。
在另外的实施方式中，也可以为，对该第一透明导电层进行构图工艺形成多个触控电极块，每个触控电极块分别与触控引线116电连接，该多个触控电极块组成公共电极层。
步骤S108(如图8f所示)：在形成有第一透明导电层的衬底基板110上形成显示区层间绝缘层118、非显示区层间绝缘层128与第二过孔A2。
在形成有第一透明导电层的衬底基板110的显示区域11上制备显示区层间绝缘层118，同时在非显示区域12的驱动晶体管之上形成非显示区层间绝缘层128。具体地可通过镀膜工艺在形成有第一透明导电层的衬底基板110上与非显示区域12的驱动晶体管之上制备绝缘材料层，优选地，该绝缘材料层为无机膜层，例如：该无机膜层的材料可以为氮化硅或者二氧化硅；对显示区层间绝缘层118进行构图工艺形成第二过孔A2，该第二过孔A2贯穿显示区层间绝缘层118且位于触控引线116的上方。构图工艺可包括光刻胶涂覆、曝光、显影、刻蚀和光刻胶剥离等工艺。
步骤S109(如图8g所示)：在形成有显示区层间绝缘层118的衬底基板110显示区域11上形成第二透明导电层。
在显示区层间绝缘层118之上制备第二透明导电层，具体地可通过镀膜工艺在显示区层间绝缘层118之上形成第二透明导电层；在本实施例中，对该第二透明导电层进行构图工艺形成公共电极119，同时，将该公共电极119分割成多个相互绝缘的多个触控电极块119a。公共电极119填充于第二过孔A2中以使每个触控电极块119a分别与与之对应的触控引线116电连接。构图工艺可包括光刻胶涂覆、曝光、显影、刻蚀和光刻胶剥离等工艺。
需要说明的是，所述阵列基板的公共电极块复用为触控电极块可以减少触控显示面板的厚度，并且触控电极块与公共电极块复用，在制作过程中只需一次刻蚀工艺，减少了制程数量，提高了生产效率。
当然，在其他实施方式中，所述阵列基板的触控电极块也可以单独作为触控用的电极，所述公共电极与所述触控电极块为同层或不同层设置，在此并不做特别限制。
另外，在本发明的一个实施例中(具体结构见图3与图4所示)，上述步骤S101还包括：在非显示区域12上形成第一布线131，所述第一布线131与底栅极121同层同材料形成；上述步骤S108还包括：形成贯穿非显示区钝化层125和非显示区栅极绝缘层122的第三过孔A3，顶栅极126通过第三过孔A3与第一布线131电连接。其中，第一布线131可以与底栅极121电连接；或者，第一布线131与底栅极121分别电连接至驱动IC。
在本发明的又一个实施例中(具体结构见图3与图5所示)，上述步骤S104还包括：在非显示区域12上形成第一布线131’，第一布线131’与第二源极(第二漏极)124同层同材料形成；上述步骤S108还包括：形成贯穿非显示区钝化层125的第三过孔A3’，顶栅极126通过第三过孔A3’与第一布线131’电连接。其中，第一布线131’可以与底栅极121电连接；或者，所述第一布线131’与底栅极121分别电连接至驱动IC。
在本发明的又一个实施例中(具体结构见图3与图6所示)，上述步骤S101还包括：在非显示区域12上形成第二布线141，所述第二布线141与栅极111同层同材料形成；上述步骤S108还包括：形成贯穿非显示区钝化层125和非显示区栅极绝缘层122的第四过孔A4，触控引线116通过第四过孔A4与第二布线A4电连接，第二布线141电连接至驱动IC。本实施例中，第二布线141与底栅极111同层同材料形成，可以通过一道光罩同时形成，节省工艺步骤及成本；同时免去了非显示区域布线的多层跨层设计，减少了非显示区域布线设计的复杂度，提高了制程良率。
在本发明的又一个实施例中(具体结构见图3与图7所示)，上述步骤S104还包括：在非显示区域12上形成第二布线141’,第二布线141’与第二源极(第二漏极)124同层同材料形成；上述步骤S108还包括：形成贯穿非显示区钝化层125的第四过孔A4’，触控引线116通过第四过孔A4’与第二布线141’电连接，第二布线141’电连接至驱动IC。本实施例中，第二布线141’与第二源极(第二漏极)124同层同材料形成，可以通过一道光罩同时形成，节省工艺步骤及成本；同时免去了非显示区域布线的多层跨层设计，减少了非显示区域布线设计的复杂度，提高了制程良率。
在本发明的又一个实施例中，阵列基板可以同时包括第二布线与第一布线，第二布线可以与第一布线同层同材料形成，第四过孔与第三过孔在同一工艺制程中形成。
本发明实施例提供的阵列基板的制备方法中，位于非显示区域的外围驱动电路的驱动晶体管的顶栅极与位于显示区域的用于传输触控信号线的触控引线在同一制作工艺中，由同种材料制成，因此在制作过程中只需一次刻蚀工艺，无需对触控信号线与顶栅极分别制作掩膜板，节省了成本，减少了制程数量，提高了生产效率；同时，在不增加额外的制程工艺及光罩的情况下，可以在外围驱动电路中形成双栅极氧化物半导体晶体管，实现控制氧化物半导体晶体管的阈值电压的目的；而且，本发明中使用不透光的金属层作为顶栅极来遮盖半导体沟道区域，减少光生电流，以防止光照对氧化物半导体器件稳定性的影响。
本发明实施例还提供一种触控屏，包括：阵列基板，与所述阵列基板相对设置的彩膜基板，以及位于该阵列基板和该彩膜基板之间的显示功能层。其中该阵列基板为上述各实施例所述的阵列基板。由于所述显示面板采用上述各实例所述的阵列基板，且该阵列基板位于非显示区域的外围驱动电路的驱动晶体管的顶栅极与位于显示区域的用于传输触控信号线的触控引线在同一制作工艺中，由同种材料制成，因此在制作过程中只需一次刻蚀工艺，无需对触控信号线与顶栅极分别制作掩膜板，节省了成本，减少了制程数量，提高了生产效率；同时，在不增加额外的制程工艺及光罩的情况下，可以在外围驱动电路中形成双栅极氧化物半导体晶体管，实现控制氧化物半导体晶体管的阈值电压的目的；而且，本发明中使用不透光的金属层作为顶栅极来遮盖半导体沟道区域，减少光生电流，以防止光照对氧化物半导体器件稳定性的影响。由该阵列基板组成的触控屏同样具有该有益效果。
本发明实施例还提供一种触控显示装置，包括：驱动IC与触控屏，该驱动IC用于显示驱动和触控驱动。其中该触控屏为上述各实施例所述的触控屏。由于所述触控显示装置包括上述实施例所述的触控屏，因此具备与所述触控屏相同的有益效果。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (31)

1.一种阵列基板，包括显示区域与围绕所述显示区域的非显示区域，其特征在于，所述阵列基板还包括：
触控电极块，位于所述显示区域；
触控引线，与所述触控电极块电连接；
外围驱动电路，位于所述非显示区域；
所述外围驱动电路包括驱动晶体管，所述驱动晶体管的顶栅极与所述触控引线同层形成。
2.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述阵列基板还包括衬底基板，所述驱动晶体管包括：
依次形成于所述衬底基板上的底栅极、非显示区栅极绝缘层和第二有源层；
第二源极和第二漏极，位于所述第二有源层远离所述衬底基板的一侧；
非显示区钝化层，位于所述第二源极和第二漏极远离所述衬底基板的一侧；
所述顶栅极位于所述非显示区钝化层远离所述衬底基板的一侧。
3.根据权利要求2所述的阵列基板，其特征在于，所述第二有源层为金属氧化物半导体层，所述金属氧化物半导体层的材料为铟镓锌氧化物、铟镓锡氧化物、铟锡锌氧化物、铟锡氧化物、铟锌氧化物中的一种。
4.据权利要求2所述的阵列基板，其特征在于，所述顶栅极的材料为非透明导电金属。
5.据权利要求4所述的阵列基板，其特征在于，所述顶栅极的材料为钼、铜、铝、银、钛、镍、铌、钕、钽、铬中的一种或者其合金。
6.根据权利要求2所述的阵列基板，其特征在于，所述阵列基板还包括位于所述显示区域的显示晶体管与覆盖所述显示晶体管的显示区钝化层，所述触控引线位于所述显示区钝化层远离所述衬底基板的一侧。
7.根据权利要求6所述的阵列基板，其特征在于，所述触控电极块位于所述显示区钝化层远离所述衬底基板的一侧，所述触控电极块组成所述阵列基板上的公共电极。
8.根据权利要求6所述的阵列基板，其特征在于，所述阵列基板还包括：
像素电极，位于所述显示区钝化层远离所述衬底基板的一侧；
显示区层间绝缘层，位于所述像素电极远离所述衬底基板的一侧；
所述触控电极块位于所述显示区层间绝缘层远离所述衬底基板的一侧，并通过贯穿所述显示区层间绝缘层的第二过孔与所述触控引线电连接。
9.根据权利要求2所述的阵列基板，其特征在于，所述阵列基板还包括位于所述非显示区域的第一布线，所述顶栅极通过所述第一布线电连接至所述驱动晶体管的所述底栅极；
或者，所述顶栅极通过所述第一布线电连接至驱动IC。
10.根据权利要求9所述的阵列基板，其特征在于，所述第一布线和所述驱动晶体管的底栅极同层形成，所述阵列基板还包括贯穿所述非显示区钝化层和所述非显示区栅极绝缘层的第三过孔，所述顶栅极通过所述第三过孔与所述第一布线电连接。
11.根据权利要求9所述的阵列基板，其特征在于，所述第一布线与所述驱动晶体管的所述第二源极同层形成，所述阵列基板还包括贯穿所述非显示区钝化层的第三过孔，所述顶栅极通过所述第三过孔与所述第一布线电连接。
12.根据权利要求2所述的阵列基板，其特征在于，所述阵列基板还包括位于所述非显示区域的第二布线，所述触控引线通过所述第二布线电连接至驱动IC。
13.根据权利要求12所述的阵列基板，其特征在于，所述第二布线与所述驱动晶体管的所述底栅极同层形成，所述阵列基板还包括贯穿所述非显示区钝化层和所述非显示区栅极绝缘层的第四过孔，所述触控引线通过所述第四过孔与所述第二布线电连接。
14.根据权利要求12所述的阵列基板，其特征在于，所述第二布线与所述驱动晶体管的所述第二源极同层形成，所述阵列基板还包括贯穿所述非显示区钝化层的第四过孔，所述触控引线通过所述第四过孔与所述第二布线电连接。
15.一种阵列基板的制作方法，其特征在于：
提供一衬底基板，包括显示区域与非显示区域；
在所述显示区域形成栅极，在所述非显示区域形成底栅极，所述栅极与所述底栅极同层形成；
在形成了所述栅极和所述底栅极的所述衬底基板上，同层形成显示区栅极绝缘层和非显示区栅极绝缘层；
在形成了所述显示区栅极绝缘层和所述非显示区栅极绝缘层的所述衬底基板上，形成金属氧化物半导体层，经过构图工艺，形成包括位于所述显示区域的第一有源层和位于所述非显示区域的第二有源层的图形；
在形成了包括所述第一有源层和第二有源层的图形的所述衬底基板上，同层的形成位于所述显示区的第一源极、第一漏极，和位于所述非显示区域的第二源极、第二漏极；
在形成了包括所述第一源极、第一漏极、第二源极和第二漏极的图形的所述衬底基板上，同层的形成显示区钝化层和非显示区钝化层；
在形成了所述显示区钝化层和非显示区钝化层的所述衬底基板上，同层的形成位于所述显示区域的触控引线和位于所述非显示区域的顶栅极。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述第二有源层为金属氧化物半导体层，所述金属氧化物半导体层的材料为铟镓锌氧化物、铟镓锡氧化物、铟锡锌氧化物、铟锡氧化物、铟锌氧化物中的一种。
17.据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述顶栅极的材料为非透明导电金属。
18.据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述顶栅极的材料为钼、铜、铝、银、钛、镍、铌、钕、钽、铬中的一种或者其合金。
19.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，还包括：在形成了所述顶栅极和所述触控引线的所述衬底基板上，形成第一透明导电层。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述第一透明导电层包括多个触控电极块，所述多个触控电极块组成公共电极层。
21.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述第一透明导电层包括像素电极，所述阵列基板的制作方法还包括：
在形成了所述第一透明导电层的所述衬底基板上，形成显示区层间绝缘层；
在形成了所述显示区层间绝缘层的所述衬底基板上，形成第二透明导电层，经过构图工艺，形成多个触控电极块，所述多个触控电极块组成公共电极层；
在所述形成显示区层间绝缘层之后、形成第二透明导电层之前，还包括：形成贯穿所述显示区层间绝缘层的第二过孔，所述触控电极块通过所述第二过孔与所述触控引线电连接。
22.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述阵列基板的制作方法还包括：
在形成所述底栅极的同时，形成第一布线；
在所述形成非显示区钝化层之后、形成第一透明导电层之前，还包括：形成贯穿所述非显示区钝化层和所述非显示区栅极绝缘层的第三过孔，所述顶栅极通过所述第三过孔与所述第一布线电连接。
23.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，所述阵列基板的制作方法还包括：
在形成所述第一布线的同时，形成第二布线；
在所述形成贯穿所述非显示区钝化层和所述非显示区栅极绝缘层的第三过孔的同时，形成贯穿所述非显示区钝化层和所述非显示区栅极绝缘层的第四过孔，所述触控引线通过所述第四过孔与所述第二布线电连接。
24.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述阵列基板的制作方法还包括：
在形成所述第二源极、第二漏极的同时，形成第一布线；
在所述形成非显示区钝化层之后、形成第一透明导电层之前，还包括：形成贯穿所述非显示区钝化层的第三过孔，所述顶栅极通过所述第三过孔与所述第一布线电连接。
25.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，所述阵列基板的制作方法还包括：
在形成所述第一布线的同时，形成第二布线；
在所述形成贯穿所述非显示区钝化层的第三过孔的同时，形成贯穿所述非显示区钝化层的第四过孔，所述触控引线通过所述第四过孔与所述第二布线电连接。
26.根据权利要求22或24所述的方法，其特征在于，所述第一布线与所述底栅极电连接；或者，所述第一布线与所述底栅极分别电连接至驱动IC。
27.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述阵列基板的制作方法还包括：
在形成所述底栅极的同时，形成第二布线；
在所述形成非显示区钝化层之后、形成第一透明导电层之前，还包括：形成贯穿所述非显示区钝化层和所述非显示区栅极绝缘层的第四过孔，所述触控引线通过所述第四过孔与所述第二布线电连接。
28.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述阵列基板的制作方法还包括：
在形成所述第二源极、第二漏极的同时，形成第二布线；
在所述形成非显示区钝化层之后、形成第一透明导电层之前，还包括：形成贯穿所述非显示区钝化层的第四过孔，所述触控引线通过所述第四过孔与所述第二布线电连接。
29.根据权利要求23、25、27或28所述的方法，其特征在于，所述第二布线电连接至驱动IC。
30.一种触控屏，包括如权利要求1-14任一项所述的阵列基板。
31.一种触控显示装置，包括如权利要求30所述的触控屏。
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