CN107275341B - 一种阵列基板及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种阵列基板及其制造方法,包括纵横交错的栅极线和数据线、触控走线、由栅极线和数据线交叉限定的多个像素区域、位于栅极线和数据线交叉处的TFT开关、位于栅极线上的栅极绝缘层、位于栅极绝缘层上的氧化物半导体、覆盖氧化物半导体和数据线的第一绝缘层、覆盖第一绝缘层的第三绝缘层、位于第三绝缘层上且位于像素区域内的像素电极和位于触控走线下方的垫层、覆盖触控走线和像素电极的第二绝缘层、位于第二绝缘层上的多个公共电极。本发明使用灰阶掩膜版通过较少的掩模工艺,制备出具有触控功能的阵列基板,相对于常规设计明显简化阵列基板制备工艺,提高阵列基板良品率,降低成本。

Description

一种阵列基板及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种触摸屏,具体涉及一种阵列基板及其制造方法。
背景技术
自从iPhone 4采用电容式触摸显示屏以来,大众对于触摸屏的体验要求也随之提高,触摸屏已经成为显示领域的主流。
目前应用最广的触摸屏为外挂于显示屏外侧的外挂式触摸屏(Add on TouchPanel)和内嵌于显示屏内的内嵌式触摸屏(In cell Touch Panel)。内嵌式触摸屏是将触摸功能集成于LCD内部,大大的满足了消费者对于薄化显示器的需求,同时也是高阶产品的代名词。
但是对于现有的内嵌式触摸屏阵列基板的设计,各膜层结构和工艺流程都比较复杂,掩膜版数量较多,导致制备成本较高,限制了其广泛发展。
发明内容
发明目的:本发明的目的在于针对现有技术的不足,提供一种阵列基板及其制造方法,以减少触摸屏制程中的掩膜版数量,降低成本。
技术方案:一种内嵌式触摸屏阵列基板,包括纵横交错的栅极线和数据线、触控走线、由栅极线和数据线交叉限定的多个像素区域、位于栅极线和数据线交叉处的TFT开关、位于栅极线上的栅极绝缘层、位于栅极绝缘层上的氧化物半导体、覆盖氧化物半导体和数据线的第一绝缘层、覆盖第一绝缘层的第三绝缘层、位于第三绝缘层上且位于像素区域内的像素电极和位于触控走线下方的垫层、覆盖触控走线和像素电极的第二绝缘层、位于第二绝缘层上的多个公共电极。
进一步,每个公共电极对应多个像素区域,假设像素区域设有X个,公共电极设有Y个,每个公共电极对应n个像素区域,则,Y*n=X。
进一步,所述垫层与像素电极同时形成。
进一步,第三绝缘层为有机绝缘层。
进一步,第一绝缘层和第三绝缘层内设有第一接触孔,通过第一接触孔像素电极与漏极连接。
进一步,第二绝缘层内设有第二接触孔,公共电极通过第二接触孔与触控走线连接。
一种阵列基板的制造方法,包括以下步骤:
第一步:在基板上形成由第一金属形成的栅极线;
第二步:在栅极线上覆盖栅极绝缘层;
第三步:在栅极绝缘层上制作氧化物半导体的图形;
第四步:在栅极绝缘层上形成由第二金属形成位于氧化物半导体的两侧进行源极和漏极的图案化制作;
第五步:在基板上沉积第一绝缘层,第一绝缘层上沉积第三绝缘层,使用灰阶掩膜版对第三绝缘层进行曝光,像素区域为完全曝光区并且形成第一接触孔,外围走线区域为部分曝光区形成第三接触孔;将完全曝光区中第一接触孔下方的第一绝缘层刻蚀掉,保留部分曝光区第三接触孔下方的第一绝缘层,通过对第三接触孔中第三绝缘层的灰化处理,去除孔中残留的第三绝缘层;
第六步:在完全曝光区的第一接触孔及第三绝缘层上制作像素电极,同时在所需触控走线的下方也进行垫层的图形化;
第七步:在垫层上形成由第三金属形成的触控走线,并在第三绝缘层上制作第二绝缘层;像素区域中,第二绝缘层覆盖触控走线、第三绝缘层和第一像素电极,并刻蚀形成供公共电极与触控走线相连的第二接触孔,外围走线区域内,对第三接触孔中的第一绝缘层和第二绝缘层进行刻蚀,供公共电极与源漏极相连;
第八步:在第二绝缘层上形成多个公共电极。
进一步,在第二步中,栅极绝缘层的周边区域形成第一金属和第二金属连接的第四接触孔。
进一步,每个公共电极对应多个像素区域,假设像素区域设有X个,公共电极设有Y个,每个公共电极对应n个像素区域,则,Y*n=X。
一种由阵列基板及其制造方法的显示装置,所述显示装置为用于集成显示和触控驱动的芯片及其控制的显示面板。
有益效果:本发明使用灰阶掩膜版通过较少的掩模工艺,制备出具有触控功能的阵列基板,相对于常规设计明显简化阵列基板制备工艺,提高阵列基板良品率,降低成本。
附图说明
图1(a)~(j)为阵列基板的制造过程示意图;
图2为本发明阵列基板的结构示意图;
图3为本发明显示面板的结构示意图。
具体实施方式
下面对本发明技术方案进行详细说明,但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。
实施例:一种阵列基板,具体制造过程如下:
步骤一:如图1(a)所示,在基板Glass 1上采用第一金属通过成膜、曝光、显影、刻蚀的方法形成栅极线Gate 2金属层、与该栅极线Gate 2连接的栅极,第一金属线为铝、钼、铜、钛、铬、钕的单层膜或者为其中任意组合的复合膜。
步骤二:如图1(b)所示,在栅极线Gate 2金属层上形成栅极绝缘层GI 3的薄膜,该材料可以是氧化硅或者氮化硅的单一体,或者两者叠加,厚度约为在栅极绝缘层GI3上通过成膜、曝光、显影、刻蚀的方法形成氧化物半导体OS 4的图形,该半导体不仅限于氧化铟镓锌,也可用本领域所用的其他氧化物半导体材料完成。
步骤三:在完成上述工艺后,通过掩膜版对栅极绝缘层GI 3的周边进行曝光、显影、刻蚀形成第四接触孔400,为了面板的周边电路中第一金属与第二金属,如图1(c)所示;
步骤四:第二金属通过成膜、曝光、显影、刻蚀的方法在栅极绝缘层GI 3上氧化物半导体OS 4的两侧形成源漏极SD 5(其中一个源极S,一个是漏极D,一般左边是源极S,右边是漏极D)、以及与栅极纵横交错的数据线,如图1(d)所示,第二金属为铝、钼、铜、钛、铬、钕的单层膜或者为其中任意组合的复合膜。
步骤五:在上述氧化物半导体OS 4和源漏极SD 5上进行第一绝缘层PAS1 6的成膜,在第一绝缘层PAS1 6上进行第三绝缘层JAS 7的成膜,如图1(e)所示。第一绝缘层PAS16为无机绝缘层,第一绝缘层PAS1 6的材料可以是氧化硅或者氮化硅的单一体,或者两者叠加,厚度为第三绝缘层JAS 7为有机绝缘层,第三绝缘层JAS 7的厚度约为
使用灰阶掩膜版技术对第三绝缘层JAS 7进行曝光,预定的像素区域为完全曝光区,形成深度d1的第一接触孔100;外围走线区域为部分曝光区,形成深度d2的第三接触孔300,第一接触孔100的深度d1大于第三接触孔300的深度d2,如图1(f)所示,第三接触孔300的深度d2的值根据工艺进行调整。
具体地,灰阶掩膜版(Gray Tone Mask)技术是在掩膜版上形成半透明的图形区域,和全透明的区域,在曝光过程中,光线可以全部通过全透明区域,光线只能部分透过半透明的图形区域,通过控制曝光量,可以使光线通过掩膜版上半透明的区域后照射到光刻胶上,使这个区域的光刻胶只能部分曝光,而全透明区域的光刻胶可以充分曝光。通过控制半透明的图形区域的光透过率,可以控制d2的深度。
接着用干刻将完全曝光区第一接触孔下方的第一绝缘层PAS1 6刻掉,形成图案;部分曝光区第三接触孔300下方第一绝缘层PAS1 6保留,如图1(g)所示:
最后进行灰化处理,去除第三接触孔下方剩余的第三绝缘层JAS 7,形成图案,如图1(h)所示。
步骤六:如图1(i)所示,采用氧化铟锡材料在预定的像素区域进行像素电极Pix181的镀膜、曝光、显影、刻蚀,并同时采用氧化铟锡材料在像素区域外围形成垫层82,即即Pix2。由于在实际制作过程中,触控走线M3 9不能直接与第三绝缘层JAS 7接触,两者的接触粘附性较差,因此在所需触控走线M3 9的下方进行由氧化铟锡材料材料形成垫层82的图形化,此方法可以节省一道绝缘层掩膜版。此外,在第一接触孔中及第三绝缘层JAS 7上制作需要的像素电极Pix1 81的图形。
步骤七:如图1(j)所示,在垫层82上进行由第三金属形成触控走线M3 9的镀膜、曝光、显影、刻蚀,形成图形;所用第三金属为铝、钼、铜、钛、铬、钕的单层膜或者为其中任意组合的复合膜。
步骤八:在完成上述的制程后,进行第二绝缘层PAS2 10的成膜、曝光、显影、刻蚀。在像素区,第二绝缘层PAS2 10覆盖在第三绝缘层JAS 7、像素电极Pix1 81和触控走线走线M3 9上;在外围走线区,第二绝缘层PAS2 10直接覆盖在第三绝缘层JAS 7上。
像素区域只对第二绝缘层PAS2 10进行刻蚀,形成第二接触孔200,用于触控走线M3 9与公共电极com 11的连接。外围走线区域对第三接触孔300中的第一绝缘层PAS1 6和第二绝缘层PAS2 10进行刻蚀,用于外围走线区域源漏极SD 5与公共电极com 11的连接,如图1(k)所示。第二绝缘层PAS2 10材料可以是氧化硅或者氮化硅的单一体,或者两者叠加,厚度约为
步骤九:公共电极com 11的成膜、曝光、显影、刻蚀,形成图案化,公共电极com 11分成若干小块,与触控走线M3 9相连,通过触控走线M3 9连入芯片,当触控的时候,公共电极com 11作为触控走线M3 9使用,所用材料为氧化铟锡,在显示屏工作的过程中,公共电极com 11与触控驱动是分时操作的。
制成的阵列基板如图2所示,包括外围走线区域和像素区域。
阵列基板包括纵横交错的栅极线Gate 2和数据线、触控走线M3 9、由栅极线Gate2和数据线交叉限定的多个像素区域、位于栅极线Gate 2和数据线交叉处的TFT开关、位于栅极线Gate 2上的栅极绝缘层GI 3、位于栅极绝缘层GI 3上的氧化物半导体OS 4、覆盖氧化物半导体OS 4和数据线的第一绝缘层PAS1 6、覆盖第一绝缘层PAS1 6的第三绝缘层JAS7、位于第三绝缘层JAS 7上且位于像素区域内的像素电极Pix1 81和位于触控走线M3 9下方的垫层82、覆盖触控走线M3 9和像素电极Pix1 81的第二绝缘层PAS2 10、位于第二绝缘层PAS2 10上的多个公共电极com 11。
其中,每个公共电极com 11对应多个像素区域,如像素区域设有X个,公共电极com11设有Y个,每个公共电极com 11对应n个像素区域,则,Yn=X。
其中,垫层82与像素电极Pix1 81同时形成。第三绝缘层PAS1 6为有机绝缘层。
第一绝缘层PAS1 6和第三绝缘层PAS1 6内设有第一接触孔100,通过第一接触孔100像素电极Pix1 81与漏极SD 5连接。第二绝缘层PAS2 10内设有第二接触孔200,公共电极com 11通过第二接触孔200与触摸走线M3 9连接。
具体的,公共电极com 11为不连续的,分成若干小块,每块公共电极com 11对应多个像素区域,通过触控走线M3 9将所有的公共电极com 11连入芯片,通过芯片侦测出面板上容值的改变,从而给出触摸点位。第一绝缘层PAS1 6和第二绝缘层PAS2 10为无机绝缘层,第三绝缘层JAS 7为有机绝缘层。第一接触孔100的深度小于第三接触孔300的深度。
本实施例还提供了一种显示面板,包括上述阵列基板,以及阵列基板上与其对应的彩膜基板201,两者之间设有介质层液晶301,如图3所示。
本实施例还提供了一种显示装置,包括上述显示面板以及控制显示面板的芯片,该芯片用于面板的集成显示和触控驱动。

Claims (8)

1.一种阵列基板,其特征在于:包括纵横交错的栅极线和数据线、触控走线、由栅极线和数据线交叉限定的多个像素区域、位于栅极线和数据线交叉处的TFT开关、位于栅极线上的栅极绝缘层、位于栅极绝缘层上的氧化物半导体、覆盖氧化物半导体和数据线的第一绝缘层、覆盖第一绝缘层的第三绝缘层、位于第三绝缘层上且位于像素区域内的像素电极和位于触控走线下方的垫层、覆盖触控走线和像素电极的第二绝缘层、位于第二绝缘层上的多个公共电极,所述垫层与像素电极同时形成,所述第三绝缘层为有机绝缘层。
2.根据权利要求1所述的阵列基板,其特征在于:每个公共电极对应多个像素区域,假设像素区域设有X个,公共电极设有Y个,每个公共电极对应n个像素区域,则,Y*n=X。
3.根据权利要求1所述的阵列基板,其特征在于:第一绝缘层和第三绝缘层内设有第一接触孔,通过第一接触孔像素电极与漏极连接。
4.根据权利要求1所述的阵列基板,其特征在于:第二绝缘层内设有第二接触孔,公共电极通过第二接触孔与触控走线连接。
5.根据权利要求1所述的阵列基板的制造方法,其特征在于:包括以下步骤:
第一步:在基板上形成由第一金属形成的栅极线;
第二步:在栅极线上覆盖栅极绝缘层;
第三步:在栅极绝缘层上制作氧化物半导体的图形;
第四步:在栅极绝缘层上形成由第二金属形成位于氧化物半导体的两侧进行源极和漏极的图案化制作;
第五步:在基板上沉积第一绝缘层,第一绝缘层上沉积第三绝缘层,使用灰阶掩膜版对第三绝缘层进行曝光,像素区域为完全曝光区并且形成第一接触孔,外围走线区域为部分曝光区形成第三接触孔;将完全曝光区中第一接触孔下方的第一绝缘层刻蚀掉,保留部分曝光区第三接触孔下方的第一绝缘层,通过对第三接触孔中第三绝缘层的灰化处理,去除孔中残留的第三绝缘层;
第六步:在完全曝光区的第一接触孔及第三绝缘层上制作像素电极,同时在所需触控走线的下方也进行垫层的图形化;
第七步:在垫层上形成由第三金属形成的触控走线,并在第三绝缘层上制作第二绝缘层;像素区域中,第二绝缘层覆盖触控走线、第三绝缘层和第一像素电极,并刻蚀形成供公共电极与触控走线相连的第二接触孔,外围走线区域内,对第三接触孔中的第一绝缘层和第二绝缘层进行刻蚀,供公共电极与源漏极相连;
第八步:在第二绝缘层上形成多个公共电极。
6.根据权利要求5所述的阵列基板的制造方法,其特征在于:在第二步中,栅极绝缘层的周边区域形成第一金属和第二金属连接的第四接触孔。
7.根据权利要求5所述的阵列基板的制造方法,其特征在于:每个公共电极对应多个像素区域,假设像素区域设有X个,公共电极设有Y个,每个公共电极对应n个像素区域,则,Y*n=X。
8.一种显示装置,其特征在于:包括如权利要求1-4所述任一阵列基板,所述显示装置为用于集成显示和触控驱动的芯片及其控制的显示面板。
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