CN107316838A - 阵列基板、制作方法、触控显示面板及触控显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种阵列基板、制作方法、触控显示面板及触控显示装置,制作方法包括在基板上形成薄膜晶体管的栅极;形成覆盖栅极的第一绝缘层;形成薄膜晶体管的有源层以及压力传感器的感应电阻,二者同层制作;形成第一电极层,第一电极层覆盖感应电阻;形成薄膜晶体管的源极和漏极;刻蚀与源极和漏极未交叠部分的第一掺杂层,第一电极层仍覆盖感应电阻;形成覆盖源极和漏极的第二绝缘层;刻蚀与感应电阻交叠部分的第二绝缘层,以露出覆盖感应电阻的第一电极层;形成第二电极层,刻蚀与感应电阻交叠部分的第一电极层和第二电极层,露出感应电阻。通过本发明的技术方案简化了触控显示面板的制作工艺,降低了触控显示面板的制作成本。
Description
技术领域
本发明实施例涉及显示技术领域,尤其涉及一种阵列基板、制作方法、触控显示面板及触控显示装置。
背景技术
目前,带有触控功能的显示面板作为一种信息输入工具被广泛应用于各种电子设备,例如,公共场所大厅的信息查询机,用户在日常生活工作中使用的电脑、手机等。这样,用户只需用手指触摸触控显示屏上的标识就能够实现对该电子设备进行操作,摆脱了用户对其它输入设备,例如键盘和鼠标等的依赖,使人机交互更为直接简便。
为了更好地满足用户需求,通常在触控显示屏中设置有用于检测用户在触摸触控显示屏过程中触控压力的压力传感器,压力传感器既能采集触控位置信息,也能够采集触控压力的大小,丰富了触控显示技术的应用范围。
阵列基板中一般包括多个薄膜晶体管,每个薄膜晶体管包括栅极、有源层和源漏极,为了简化集成有压力传感器的显示面板的制作工艺,一般将压力传感器中的感应电阻与薄膜晶体管的有源层同层制作,且压力传感器中的感应电阻与薄膜晶体管的有源层均包括本征层和重掺杂层。在阵列基板中薄膜晶体管的制作过程中,形成图案化的源漏极后,为防止有源层紧邻源漏极的重掺杂层导致源极和漏极之间短路,需要对有源层的重掺杂层未与源漏极交叠的部分进行沟刻,以刻蚀掉源极与漏极之间对应有源层的导电沟道。但是在该刻蚀过程中,如果不对压力传感器上的重掺杂层进行刻蚀阻挡,就会导致在刻蚀导电沟道的过程中,将压力传感器中的重掺杂层刻蚀掉,使得压力传感器无法正常工作,即显示面板无法进行压力感测。为了保证在刻蚀导电沟道的过程中保留压力传感器中的重掺杂层,势必要添加一道掩膜工序,这样又使得显示面板的制作工序繁琐,增加了显示面板的制作成本。
发明内容
有鉴于此,本发明提供一种阵列基板、制作方法、触控显示面板及触控显示装置,相对于现有技术,利用第一电极层省掉了显示面板制作时的一道掩膜工艺,在保证显示面板中的压力传感器能够正常工作的同时,简化了触控显示面板的制作工艺,降低了触控显示面板的制作成本。
第一方面,本发明实施例提供了一种阵列基板的制作方法,包括:
提供一基板;
在所述基板上形成薄膜晶体管的栅极;
形成覆盖所述栅极的第一绝缘层;
形成所述薄膜晶体管的有源层以及压力传感器的感应电阻,所述感应电阻和所述有源层同层制作;
沿远离所述基板的方向,所述有源层包括第一掺杂层和第一本征层,所述感应电阻包括第二掺杂层和第二本征层;所述第一掺杂层和所述第二掺杂层同层制作,所述第一本征层和所述第二本征层同层制作;
形成第一电极层,所述第一电极层覆盖所述感应电阻;
形成所述薄膜晶体管的源极和漏极;
刻蚀与所述源极和漏极未交叠部分的所述第一掺杂层,且所述第一电极层仍覆盖所述感应电阻;
形成覆盖所述源极和漏极的第二绝缘层;
刻蚀与所述感应电阻交叠部分的所述第二绝缘层,以露出覆盖所述感应电阻的第一电极层;
形成第二电极层,刻蚀与所述感应电阻交叠部分的所述第一电极层和所述第二电极层,露出所述感应电阻。
第二方面,本发明实施例还提供了一种阵列基板,包括:
基板;
位于所述基板上的多个薄膜晶体管;沿远离所述基板的方向,每个所述薄膜晶体管包括栅极、第一绝缘层、有源层和同层制作的源极和漏极;
覆盖所述源极和漏极的第二绝缘层;
位于所述基板上的多个压力传感器,每个压力传感器包括一感应电阻;所述感应电阻和所述有源层同层制作;沿远离所述基板的方向,所述有源层包括第一掺杂层和第一本征层,所述感应电阻包括第二掺杂层和第二本征层;所述第一掺杂层和所述第二掺杂层位于同一层,所述第一本征层和所述第二本征层位于同一层;
位于所述第一绝缘层和所述第二绝缘层之间的第一电极层;
位于所述第二绝缘层远离所述基板一侧的第二电极层;
所述第二绝缘层具有一个通孔,所述感应电阻在所述基板上的垂直投影位于所述通孔在所述基板上的垂直投影内。
第三方面,本发明实施例还提供了一种触控显示面板,包括第二方面所述的阵列基板。
第四方面,本发明实施例还提供了一种触控显示装置,包括第三方面所述的触控显示面板。
本发明实施例提供了一种阵列基板、制作方法、触控显示面板及触控显示装置,设置压力传感器的感应电阻与薄膜晶体管的有源层同层制作,通过在阵列基板的制作过程中,在刻蚀与源极和漏极未交叠部分的第一掺杂层之前,使形成的第一电极层覆盖压力传感器的感应电阻,这样在刻蚀与源极和漏极未交叠部分的第一掺杂层时,第一电极层起到了对压力传感器的感应电阻中的第一掺杂层的刻蚀阻挡作用,且在刻蚀第二电极层时,可以刻蚀掉覆盖压力传感器的感应电阻的第一电极层,在不另外使用掩膜工序的前提下,防止了压力传感器的感应电阻中的第二掺杂层被刻蚀,相对于现有技术,利用第一电极层省掉了显示面板制作时的一道掩膜工艺,在保证显示面板中的压力传感器能够正常工作的同时,简化了触控显示面板的制作工艺,降低了触控显示面板的制作成本。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述,本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
图1为本发明实施例提供的一种阵列基板的制作方法的流程示意图;
图2a-图2j为图1中各步骤对应阵列基板的剖面结构示意图;
图3为本发明实施例提供的另一种阵列基板的剖面结构示意图;
图4为本发明实施例提供的一种阵列基板的俯视结构示意图;
图5为本发明实施例提供的一种压力传感器的感应电阻的结构示意图;
图6为本发明实施例提供的另一种压力传感器的感应电阻的结构示意图;
图7a-图7f为图1中各步骤对应阵列基板的感应电阻的俯视结构示意图;
图8为本发明实施例提供的另一种压力传感器的感应电阻的结构示意图;
图9为本发明实施例提供的另一种压力传感器的感应电阻的结构示意图;
图10为本发明实施例提供的另一种压力传感器的感应电阻的结构示意图;
图11为本发明实施例提供的一种阵列基板的俯视结构示意图;
图12为本发明实施例提供的一种触控显示面板的结构示意图;
图13为本发明实施例提供的一种触控显示装置的结构示意图。
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结构。贯穿本说明书中,相同或相似的附图标号代表相同或相似的结构、元件或流程。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本发明实施例提供了一种阵列基板的制作方法,包括提供一基板;在基板上形成薄膜晶体管的栅极;形成覆盖栅极的第一绝缘层;形成薄膜晶体管的有源层以及压力传感器的感应电阻,感应电阻和有源层同层制作;沿远离基板的方向,有源层包括第一掺杂层和第一本征层,感应电阻包括第二掺杂层和第二本征层;第一掺杂层和第二掺杂层同层制作,第一本征层和第二本征层同层制作;形成第一电极层,第一电极层覆盖感应电阻;形成薄膜晶体管的源极和漏极;刻蚀与源极和漏极未交叠部分的第一掺杂层,且第一电极层仍覆盖感应电阻;形成覆盖源极和漏极的第二绝缘层;刻蚀与感应电阻交叠部分的第二绝缘层,以露出覆盖感应电阻的第一电极层;形成第二电极层,刻蚀与感应电阻交叠部分的第一电极层和第二电极层,露出感应电阻。
将压力传感器中的感应电阻与薄膜晶体管的有源层同层制作时,由于在阵列基板中薄膜晶体管的制作过程中,形成图案化的源漏极后,为防止有源层紧邻源漏极的重掺杂层导致源极和漏极之间短路,需要对有源层的重掺杂层未与源漏极交叠的部分进行沟刻,以刻蚀掉源极与漏极之间对应有源层的导电沟道,但是在该刻蚀过程中,如果不对压力传感器的感应电阻上的重掺杂层进行刻蚀阻挡,就会导致在刻蚀导电沟道的过程中,将压力传感器的感应电阻中的重掺杂层刻蚀掉,使得压力传感器无法正常工作,即显示面板无法进行压力感测。为了保证在刻蚀导电沟道的过程中保留压力传感器中的重掺杂层,势必要添加一道掩膜工序,这样又使得显示面板的制作工序繁琐,增加了显示面板的制作成本。
本发明实施例设置压力传感器的感应电阻与薄膜晶体管的有源层同层制作,通过在阵列基板的制作过程中,在刻蚀与源极和漏极未交叠部分的第一掺杂层之前,使形成的第一电极层覆盖压力传感器的感应电阻,这样在刻蚀与源极和漏极未交叠部分的第一掺杂层时,第一电极层起到了对压力传感器的感应电阻中的第一掺杂层的刻蚀阻挡作用,且在刻蚀第二电极层时,可以刻蚀掉覆盖压力传感器的感应电阻的第一电极层,在不另外使用掩膜工序的前提下,防止了压力传感器的感应电阻中的第二掺杂层被刻蚀,相对于现有技术,利用第一电极层省掉了显示面板制作时的一道掩膜工艺,在保证显示面板中的压力传感器能够正常工作的同时,简化了触控显示面板的制作工艺,降低了触控显示面板的制作成本。
以上是本发明的核心思想,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下,所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
图1为本发明实施例提供的一种阵列基板的制作方法的流程示意图。如图1所示,制作方法包括:
S110、提供一基板,在基板上形成薄膜晶体管的栅极。
如图2a所示,提供一基板10,在基板10上形成薄膜晶体管的栅极201。示例性的,可以通过物理或化学气相沉积等方法在基板10上形成栅极层,对栅极层进行构图工艺,如依次进行旋涂光刻胶、曝光、显影和刻蚀工艺形成薄膜晶体管的栅极201。
S120、形成覆盖栅极的第一绝缘层。
如图2b所示,在栅极201上方形成覆盖栅极201的第一绝缘层202。第一绝缘层202的材料例如可以是SiO2或SiNx,或者SiO2和SiNx的组合。示例性的,可采用等离子增强化学气相沉积方法制作形成第一绝缘层202。等离子增强化学气相沉积需要的沉积温度较低,对膜层的结构和物理性质影响较小,形成的膜层厚度以及成分均匀性较好,且膜层较致密,附着力强。
S130、形成薄膜晶体管的有源层以及压力传感器的感应电阻,感应电阻和有源层同层制作。
如图2c所示,在第一绝缘层202上形成薄膜晶体管的有源层203以及压力传感器S的感应电阻30,沿远离基板10的方向,有源层203包括第一掺杂层2031和第一本征层2032,压力传感器S的感应电阻30包括第二掺杂层301和第二本征层302,压力传感器S的感应电阻30与薄膜晶体管的有源层203同层制作,即有源层203的第一掺杂层2031与感应电阻30的第二掺杂层301同层制作,有源层203的第一本征层2032与感应电阻30的第二本征层302同层制作,这样在实现将压力传感器集成在触控显示面板中的同时,简化了触控显示面板的制作工艺。
可选的,构成压力传感器S的感应电阻30和薄膜晶体管的有源层203的材料均可以包括非晶硅材料,有源层203的第一掺杂层2031和感应电阻30的第二掺杂层301可以均为N型半导体层,例如可以通过在非晶硅材料中掺杂入V族元素(如砷元素或锑元素)以获得N型半导体。通过在压力传感器S的感应电阻30的第二掺杂层301进行重掺杂,可以提高压力传感器S的感应电阻30的导电率,针对触控显示面板受到的同样大小的压力,压力传感器S产生的电信号的大小,进而提高了触控显示面板进行压力检测的灵敏度。
S140、形成第一电极层,第一电极层覆盖感应电阻。
如图2d所示,形成第一电极层40,使第一电极层40覆盖压力传感器S的感应电阻30。需要说明的是,本发明实施例对第一电极层40覆盖压力传感器S感应电阻30的方式不作限定,只要保证压力传感器S的感应电阻30远离基板10的正上方覆盖有第一电极层40即可。
S150、形成薄膜晶体管的源极和漏极。
如图2e所示,在薄膜晶体管的有源层203的上方形成薄膜晶体管20的源极204和漏极205。示例性的,可以在有源层203上方先形成源漏极金属膜层,再对源漏极金属膜层进行图案化处理形成薄膜晶体管20的源极204和漏极205。
可选的,第一电极层40可以为像素电极层,第一电极层40可以包括多个第一电极401,即像素电极,每个第一电极401可以与对应的薄膜晶体管的漏极205在图2e中的虚框位置处直接电连接。参照图2e,可以在形成薄膜晶体管20的源极204和漏极205的过程中,使薄膜晶体管20的漏极205与第一电极层40中的第一电极401接触,进而实现薄膜晶体管20的漏极205与第一电极401,即像素电极的电连接。薄膜晶体管20的源极204可以与数据线(未示出)电连接,栅极201可以与扫描线(未示出)电连接,通过扫描线上输送的扫描信号控制薄膜晶体管20的导通与关断,进而控制数据线通过薄膜晶体管的20源极204和漏极205向第一电极401,即像素电极输送显示数据信号,保证触控显示面板实现其显示功能。
S160、刻蚀与源极和漏极未交叠部分的第一掺杂层,且第一电极层仍覆盖感应电阻。
如图2f所示,有源层203的第一掺杂层2031存在与薄膜晶体管20的源极204和漏极205交叠的部分B,以及与薄膜晶体管20的源极204和漏极205未交叠的部分A,刻蚀有源层203中与薄膜晶体管的源极204和漏极205未交叠的部分A的第一掺杂层2031,即刻蚀掉使薄膜晶体管20的源极204和漏极205短路的导电沟道,以保证薄膜晶体管20的正常工作。同时,进行完该刻蚀步骤后,第一电极层40仍然覆盖感应电阻30。即,上述“刻蚀与源极和漏极未交叠部分的第一掺杂层”是指在刻蚀薄膜晶体管20中源极204和漏极205未交叠的部分A的第一掺杂层2031,并不刻蚀感应电阻30上方的第二掺杂层301。
可选的,可以采用干刻工艺刻蚀与薄膜晶体管20的源极204和漏极205未交叠部分的第一掺杂层2031。由于构成薄膜晶体管20的源极204和漏极205的材料一般为金属材料,而有源层203的第一掺杂层2031为掺杂有N型半导体材料的非晶硅材料,即有源层203的第一掺杂层2031为半导体材料,干刻工艺一般可以刻蚀掉半导体材料,而无法刻蚀金属氧化物材料,因此采用干刻工艺可以有效刻蚀掉与薄膜晶体管20的源极204和漏极205未交叠部分的第一掺杂层2031。另外,由于覆盖压力传感器S的感应电阻30的第一电极层40一般采用氧化铟锡等材料,干刻工艺不会刻蚀掉第一电极层40。
相对于现有技术,触控显示面板中的第一电极层40对压力传感器S的感应电阻30起到了有效的刻蚀阻挡作用,即保护压力传感器S的感应电阻30中的第二掺杂层301不会在干刻工艺中被刻蚀掉,且不需要现有技术中设置的另外一道掩膜工序,这样就在保证显示面板中的压力传感器S能够正常工作的同时,简化了触控显示面板的制作工艺,降低了触控显示面板的制作成本。
S170、形成覆盖源极和漏极的第二绝缘层。
如图2g,在薄膜晶体管20的源极204和漏极205上方形成覆盖源极204和漏极205的第二绝缘层50,且第二绝缘层50覆盖第一电极层40。示例性的,同样可以通过物理或化学气相沉积等方法形成第二绝缘层50,构成第二绝缘层50的材料例如可以是SiO2或SiNx,或者SiO2和SiNx的组合。
S180、刻蚀与感应电阻交叠部分的第二绝缘层,以露出覆盖感应电阻的第一电极层。
如图2h所示,第二绝缘层50包括与压力传感器S的感应电阻30交叠的部分(图2h中虚框位置),刻蚀与感应电阻30交叠部分的第二绝缘层50,以露出覆盖压力传感器S的感应电阻30的第一电极层40。
可选的,第二绝缘层50刻蚀掉的部分在基板10上的垂直投影覆盖感应电阻30在基板10上的垂直投影。具体的,如图2h所示,刻蚀掉与感应电阻30交叠部分的第二绝缘层50后,会在第二绝缘层50上形成通孔51,这里对刻蚀第二绝缘层50形成的通孔51的大小不作限定,保证通孔51在基板10上的垂直投影能够覆盖压力传感器S的感应电阻30在基板10上的垂直投影即可。
S190、形成第二电极层,刻蚀与感应电阻交叠部分的第一电极层和第二电极层,露出感应电阻。
如图2i所示,在第二绝缘层50的上方形成第二电极层60,示例性的,同样可以通过物理或化学气相沉积等方法第二绝缘层50的上方形成第二电极层60。参照图2h,由于在刻蚀第二绝缘层50时,形成了在基板10上的垂直投影覆盖感应电阻30在基板10上的垂直投影的通孔51,因此压力传感器S感应电阻30的上方第一电极层40与第二电极层60接触。结合图2i和2j,压力传感器S的感应电阻30包括与第一电极层40和第二电极层60均交叠的部分(图2i中虚框位置),刻蚀与感应电阻30交叠部分的第一电极层40和第二电极层60。示例性的,如图2j所示,可以同时对第二电极层60进行构图工艺,形成图案化的第二电极601。
可选的,可以通过湿刻工艺刻蚀与压力传感器S的感应电阻30交叠部分的第一电极层40和第二电极层60,由于第一电极层40和第二电极层60一般均由氧化铟锡等金属氧化物材料构成,湿刻工艺能够有效刻蚀掉与感应电阻30交叠部分的第一电极层40和第二电极层60,同时构成感应电阻30的感应电阻30的材料为非晶硅半导体材料,第二掺杂层301也是掺杂有N型半导体材料的非晶硅材料,湿刻工艺不会刻蚀感应电阻30。刻蚀掉与感应电阻30交叠部分的第一电极层40和第二电极层60后露出压力传感器S的感应电阻30。示例性的,当第一电极层40为像素电极层时,第二电极层60可以为公共电极层。
可选的,图2e-2j只是示例性地第一电极层40为像素电极层,第一电极层40中的每个第一电极401与对应的薄膜晶体管的漏极205直接电连接,也可是设置第二电极层60为像素电极层,则如图3所示,第二电极层60可以包括多个第二电极601,每个第二电极601通过贯穿第二绝缘层50的过孔602与对应的薄膜晶体管20的漏极205电连接。同样的,薄膜晶体管20的源极204可以与数据线(图3中未示出)电连接,栅极201可以与扫描线(图3中未示出)电连接,通过扫描线上输送的扫描信号控制薄膜晶体管20的导通与关断,进而控制数据线通过薄膜晶体管20的源极204和漏极205向第二电极,即像素电极输送显示数据信号,保证触控显示面板实现其显示功能。此时,第一电极层40可以为公共电极层。
可选的,图4为本发明实施例提供的一种阵列基板的俯视结构示意图。如图4所示,基板10可以包括显示区AA和围绕显示区的周边电路区NAA,阵列基板可以包括多个薄膜晶体管(图4中未示出)和至少一个压力传感器S,薄膜晶体管可以位于显示区AA或周边电路区NAA,压力传感器S可以位于周边电路区NAA。
可选的,图5为本发明实施例提供的一种压力传感器的感应电阻的结构示意图。如图5所示,每个压力传感器S的感应电阻30可以包括第一感应电阻R1、第二感应电阻R2、第三感应电阻R3和第四感应电阻R4。第一感应电阻R1的第一端a1以及第四感应电阻R4的第一端a4与第一电源输入端Vcc1电连接,第一感应电阻R1的第二端b1以及第二感应电阻R2的第一端a2与第一感应信号测量端V+电连接,第四感应电阻R4的第二端b4以及第三感应电阻R3的第一端a3与第二感应信号测量端V-电连接,第二感应电阻R2的第二端b2以及第三感应电阻R3的第二端b3与第二电源输入端Vcc2电连接。示例性的,第一电源输入端Vcc1输入的电压例如可以是正电压,第二电源输入端Vcc2输入的电压例如可以是负电压,也可以是零电压,例如可以将第二电源输入端Vcc2接地。
具体的,图5所示压力传感器为一种惠斯通电桥结构,第一感应电阻R1、第二感应电阻R2、第三感应电阻R3和第四感应电阻R4连成四边形ABCD,称为电桥的四个臂。四边形ABCD的对角线BD连有检流计G,检流计G的两极即为第一感应信号测量端V+和第二感应信号测量端V-,四边形ABCD的对角线AC分别连接第一电源输入端Vcc1和第二电源输入端Vcc2。当第一电源输入端Vcc1与第二电源输入端Vcc2上的电压存在一定差值时,电桥线路中各支路均有电流通过。第一感应电阻R1、第二感应电阻R2、第三感应电阻R3和第四感应电阻R4满足时,BD两点之间的电位相等,流过检流计G的电流为零,检流计G指针指示零刻度,电桥处于平衡状态,并且称为电桥平衡条件。当第一感应电阻R1、第二感应电阻R2、第三感应电阻R3和第四感应电阻R4不满足上述电桥平衡条件时,BD两点之间的电位不相等,此时流过检流计G的电流不为0,检流计G的指针发生偏转,输出相应的信号值,根据检流计G输出的信号值实现对压力传感器S所受压力的检测。
可选的,图6为本发明实施例提供的另一种压力传感器的感应电阻的结构示意图。在图5所示压力传感器S的感应电阻30结构的基础上,设置第一延伸方向100和第二延伸方向200交叉设置,可选地,如图6所示,第一延伸方向100和第二延伸方向200垂直。第一感应电阻R1由第一端a1到第二端b1的延伸长度在第一延伸方向100上的分量可以大于在第二延伸方向200上的分量,第二感应电阻R2由第一端a2到第二端b2的延伸长度在第二延伸方向200上的分量可以大于在第一延伸方向100上的分量,第三感应电阻R3由第一端a3到第二端b3的延伸长度在第一延伸方向100上的分量可以大于在第二延伸方向200上的分量,第四感应电阻R4由第一端a4到第二端b4的延伸长度在第二延伸方向200上的分量可以大于在第一延伸方向100上的分量。
采用图6所示结构的压力传感器S的感应电阻30,通过第一电源输入端Vcc1和第二电源输入端Vcc2对第一感应电阻R1、第二感应电阻R2、第三感应电阻R3和第四感应电阻R4阻施加电信号后,无压力作用时,压力感应电桥满足电桥平衡条件,其处于平衡状态,第一感应信号测量端V+与第一感应信号测量端V-之间的输出的信号值为零;当存在压力按压触控显示面板时,第一感应电阻Rl和第三感应电阻R3感应到第一延伸方向100的应变,其对应阻值相应发生变化,第二感应电阻R2和第四感应电阻R4感应到第二延伸方向200的应变,其对应阻值相应发生变化,而第一延伸方向100与第二延伸方向200的应变不同,Rl与R2以及R3与R4的阻值变化不同,此时压力感应电桥不满足电桥平衡条件,其失去平衡,第一感应信号测量端V+与第一感应信号测量端V-之间的输出的信号值不为零,可以根据该信号值得到压力传感器S的感应电阻30所受的压力,实现触控显示面板的压力感应功能。
由于图5所示压力传感器S的感应电阻30通常要求第一感应电阻R1、第二感应电阻R2、第三感应电阻R3和第四感应电阻R4所感受的形变不同,比如第一感应电阻R1和第三感应电阻R3感受压缩形变,第二感应电阻R2和第四感应电阻感受R4拉伸形变,因此,第一感应电阻R1、第二感应电阻R2、第三感应电阻R3和第四感应电阻R4在空间上是分开的,当局部温度变化时,使得第一感应电阻R1、第二感应电阻R2、第三感应电阻R3和第四感应电阻R4处于不同的温度环境,温度对第一感应电阻R1、第二感应电阻R2、第三感应电阻R3和第四感应电阻R4产生不同的影响,影响压力传感器S的感应电阻进行压力检测的精确度。而相比于图5所示结构的压力传感器S的感应电阻30,图6所示结构的压力传感器S的感应电阻30通过设置第一感应电阻R1和第三感应电阻R3感应第一延伸方向100的应变,第二感应电阻R2和第四感应电阻R4感应第二延伸方向200的应变,使得第一感应电阻R1、第二感应电阻R2,以及第三感应电阻R3和第四感应电阻R4可以分布在空间同一处,或者分布在比较小的区域内。进而使得第一感应电阻R1、第二感应电阻R2、第三感应电阻R3和第四感应电阻R4有同步温度变化,消除了温度差异的影响,提高了触控显示面板进行压力感应的精度。
以图6所示的惠斯通电桥式压力传感器S的感应电阻30为例,结合俯视图7a-7f,对阵列基板的制作流程中的部分步骤进行说明:
参照图7a,形成压力传感器S的感应电阻30;参照图7b,形成覆盖压力传感器S的感应电阻30的第一电极层40,且该部分第一电极层40在刻蚀薄膜晶体管的有源层中第一掺杂层后,仍覆盖感应电阻30;参照图7c,形成第二绝缘层50,且第二绝缘层50覆盖与压力传感器S的感应电阻30交叠部分的第一电极层40;参照图7d,刻蚀与感应电阻30交叠部分的第二绝缘层50,以露出覆盖感应电阻30的第一电极层40;参照图7e,形成第二电极层60,由于图7d所示步骤已经刻蚀掉与感应电阻30交叠部分的第二绝缘层50,露出覆盖感应电阻30的第一电极层40,因此,图7e所示步骤在对应感应电阻30的位置,第二电极层60与第一电极层40接触,需要说明的是,图7e将对应感应电阻30位置处的第二电极层660的面积画的小于第一电极层40的面积,只是为了清楚地表示第一电极层40与第二电极层60之间的位置关系,本领域技术人员可以理解,这里对应感应电阻30位置处的第二电极层60和第一电极层40的面积应该相同;参照图7f为刻蚀掉与感应电阻30交叠部分的第一电极层40和第二电极层60后,露出感应电阻30,感应电阻30上方未覆盖第二绝缘层50。相对于现有技术,利用第一电极层40省掉了显示面板制作时的一道掩膜工艺,在保证显示面板中的压力传感器S能够正常工作的同时,简化了触控显示面板的制作工艺,降低了触控显示面板的制作成本。
可选的,压力传感器的感应电阻可以为块状,由半导体材料制成,其形状为至少包括四个边的多边形。压力传感器可以包括第一连接端、第二连接端、第三连接端和第四连接端。第一连接端与第一电源输入端电连接;第二连接端与第二电源输入端电连接;第三连接端与第一感应信号测量端电连接;第四连接端与第二感应信号测量端电连接。第一连接端、第二连接端、第三连接端和第四连接端分别设置于多边形的四个边上,第一连接端所在的边与第二连接端所在的边不相连,第三连接端所在的边和第四连接端所在的边不相连。示例性的,图8以压力传感器的感应电阻为四边形进行说明,但本发明实施例对压力传感器的感应电阻的形状并不限定。
示例性的,如图8所示,压力传感器S的感应电阻30可以呈四边形,可以设置第一连接端201、第二连极端202、第三连接端203和第四连接端204分别为压力传感器S的感应电阻30的第一边221、第二边222、第三边223和第四边224,压力传感器S的感应电阻30的第一边221和第二边222相对设置,第三边223和第四边224相对设置,第一连极端201与第一电源输入端Vcc1电连接,第二连极端202与第二电源输入端Vcc2电连接,第三连极端203与第一感应信号测量端V+电连接,第四连极端204与第二感应信号测量端V-电连接。
具体的,第一电源输入端Vcc1和第二电源输入端Vcc2可以通过压力传感器S的感应电阻30的第一连接端201和第二连接端202向压力传感器S的感应电阻30施加偏置电压,当存在压力按压触控显示面板时,压力传感器S的感应电阻30的阻值发生变化,其对应的第一感应信号测量端V+和第二感应信号测量端V-输出的应变电压发生相应的变化,则可以通过检测应感应电阻30上电压的变化检测压力传感器S受到的压力,实现触控显示面板的压力感应功能。
可选的,压力传感器可以为块状,由半导体材料制成,包括形状为至少包括四个边的多边形本征部,以及分别设置于多边形的四个边上的第一突出部、第二突出部、第三突出部和第四突出部。第一突出部所在的边与第二突出部所在的边不相连,第三突出部所在的边和第四突出部所在的边不相连。第一突出部与第一电源输入端电连接;第二突出部与第一电源输入端电连接;第三突出部与第一感应信号测量端电连接;第四突出部与第二感应信号测量端电连接。示例性的,图9以压力传感器S的感应电阻30为四边形进行说明,但本发明实施例对压力传感器S的感应电阻30的形状并不限定。与图8不同的是,图9将第一连接端201、第二连极端202、第三连接端203和第四连接端204分别独立设置成在四边形压力传感器S的感应电阻30的四个边上的突出部。设置第一突出部241与第一电源输入端Vcc1电连接,第二突出部242与第二电源输入端Vcc2电连接,第三突出部243与第一感应信号测量端V+电连接,第四突出部244与第二感应信号测量端V-电连接。其进行压力检测的原理与图8所示的压力传感器S的检测原理相同,这里不再赘述。
示例性的,可以设置第一突出部241、第二突出部242、第三突出部243和第四突出部244与压力传感器S的应变电阻片211采用相同的材料制成,这样能够有效减小第一突出部241、第二突出部242、第三突出部243和第四突出部244与压力传感器S的感应电阻30之间的肖特基势垒,进一步提高压力传感器S的检测精度。
可选的,图10为本发明实施例提供的另一种压力传感器的结构示意图。图10在图8所示压力传感器S的感应电阻30结构的基础上,可以在压力传感器S的感应电阻30上设置镂空区域212。由于压力传感器S的感应电阻30为整片式电阻,通过镂空区域212的设置,减小了感应电阻30的导通面积,即增大了压力传感器S的感应电阻30的电阻。图8-图10所示结构的压力传感器S的感应电阻30所在的阵列基板在制作过程中同样能够利用第一电极层40省掉显示面板制作时的一道掩膜工艺,在保证显示面板中的压力传感器S能够正常工作的同时,简化触控显示面板的制作工艺,降低触控显示面板的制作成本。
需要说明的是,本发明实施例示附图只是示例性的表示各元件的大小以及各膜层的厚度,并不代表显示面板中各元件以及各膜层实际尺寸。
本发明实施例设置压力传感器S的感应电阻30与薄膜晶体管20的有源层203同层制作,通过在阵列基板的制作过程中,在刻蚀与源极204和漏极205未交叠部分的第一掺杂层2031之前,使形成的第一电极层40覆盖压力传感器S的感应电阻30,这样在刻蚀与源极204和漏极205未交叠部分的第一掺杂层2031时,第一电极层40起到了对压力传感器S的感应电阻30中的第一掺杂层2031的刻蚀阻挡作用,且在刻蚀第二电极层60时,可以刻蚀掉覆盖压力传感器S的感应电阻30的第一电极层40,在不另外使用掩膜工序的前提下,防止了压力传感器S的感应电阻30中的第二掺杂层301被刻蚀,相对于现有技术,利用第一电极层40省掉了显示面板制作时的一道掩膜工艺,在保证显示面板中的压力传感器S能够正常工作的同时,简化了触控显示面板的制作工艺,降低了触控显示面板的制作成本。
本发明实施例还提供了一种阵列基板,图11为本发明实施例提供的一种阵列基板的俯视结构示意图,结合图11和图2j,阵列基板包括基板10、位于基板10上的多个薄膜晶体管20、覆盖薄膜晶体管20的源极204和漏极205的第二绝缘层50、位于基板10上的多个压力传感器S、第一电极层40以及位于第二绝缘层50远离基板10一侧的第二电极层60。其中,沿远离基板10的方向,每个薄膜晶体管20包括栅极201、第一绝缘层202(图11中未示出)、有源层203和同层制作的源极204和漏极205;每个压力传感器S包括一感应电阻30,感应电阻30和有源层203同层制作,沿远离基板10的方向,有源层203包括第一掺杂层2031和第一本征层2032,感应电阻30包括第二掺杂层301和第二本征层302,第一掺杂层2031和第二掺杂层301位于同一层,第一本征层2032和第二本征层302位于同一层;第一电极层40位于第一绝缘层202和第二绝缘层50之间的。第二绝缘层50具有通孔51,感应电阻30在基板10上的垂直投影位于通孔51在基板上的垂直投影内。图11只示例性地画出了触控显示面板显示区AA的部分结构。
本发明实施例提供的阵列基板中的压力传感器S的感应电阻30上未覆盖有第二绝缘层50,即感应电阻30在基板10上的垂直投影位于第二绝缘层50能的通孔51在基板10上的垂直投影内,就是因为相对于现有技术利用了第一电极层40覆盖压力传感器S的感应电阻30,在刻蚀有源层203的第一掺杂层2031与薄膜晶体管的源极204和漏极205未交叠部分时,第一电极层40起到了对压力传感器S的刻蚀阻挡作用,在后续的制作工艺中,通过在第二绝缘层50对应感应电阻30的位置设置通孔,实现了与压力传感器S的感应电阻30交叠部分,覆盖感应电阻30的第一电极层40和第二电极层60。相对于现有技术,利用第一电极层40省掉了显示面板制作时的一道掩膜工艺,在保证显示面板中的压力传感器S能够正常工作的同时,简化了触控显示面板的制作工艺,降低了触控显示面板的制作成本。
本发明实施例还提供了一种触控显示面板,图12为本发明实施例提供的一种触控显示面板的结构示意图。如图12所示,触控显示面板80包括上述实施例中的阵列基板70,示例性的,触控显示面板80可以为液晶显示面板,触控显示面板80还可以包括与阵列基板70相对设置的彩膜基板701,以及位于阵列基板70和彩膜基板701之间的液晶层702,本发明实施例提供的触控显示面板80也具备上述实施例所描述的有益效果,此处不再赘述。
示例性的,触控显示面板还可以是有机发光显示面板,则触控显示面板可以包括上述实施例中的阵列基板,以及位于阵列基板上的有机发光结构和封装层等,同样具备上述实施例所描述的有益效果,此处不再赘述。示例性的,触控显示面板还可以是电泳显示面板,本发明实施例对此不作限定。
需要说明的是,如果触控显示面板为电泳显示面板或者垂直电场模式的液晶显示面板时,上述实施例中的阵列基板中的第一电极层40和第二电极层60中,只有一者为像素电极,且另一者不是公共电极。如果触控显示面板为有机发光显示面板或者面内电场模式的液晶显示面板时,可选地,上述实施例的阵列基板中的第一电极层40和第二电极层60中一者为像素电极,另一者为公共电极。
本发明实施例还提供了一种触控显示装置,图13为本发明实施例提供的一种显触控示装置的结构示意图。如图13所示,触控显示装置90包括上述实施例中的触控显示面板80,因此本发明实施例提供的触控显示装置90也具备上述实施例中所描述的有益效果,此处不再赘述。示例性的,触控显示装置90可以是手机、电脑或电视等电子显示设备。
注意,上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解,本发明不限于这里的特定实施例,对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此,虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明,但是本发明不仅仅限于以上实施例,在不脱离本发明构思的情况下,还可以包括更多其他等效实施例,而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (18)
1.一种阵列基板的制作方法,其特征在于,包括:
提供一基板;
在所述基板上形成薄膜晶体管的栅极;
形成覆盖所述栅极的第一绝缘层;
形成所述薄膜晶体管的有源层以及压力传感器的感应电阻,所述感应电阻和所述有源层同层制作;
沿远离所述基板的方向,所述有源层包括第一掺杂层和第一本征层,所述感应电阻包括第二掺杂层和第二本征层;所述第一掺杂层和所述第二掺杂层同层制作,所述第一本征层和所述第二本征层同层制作;
形成第一电极层,所述第一电极层覆盖所述感应电阻;
形成所述薄膜晶体管的源极和漏极;
刻蚀与所述源极和漏极未交叠部分的所述第一掺杂层,且所述第一电极层仍覆盖所述感应电阻;
形成覆盖所述源极和漏极的第二绝缘层;
刻蚀与所述感应电阻交叠部分的所述第二绝缘层,以露出覆盖所述感应电阻的第一电极层;
形成第二电极层,刻蚀与所述感应电阻交叠部分的所述第一电极层和所述第二电极层,露出所述感应电阻。
2.根据权利要求1所述的制作方法,其特征在于,采用干刻工艺刻蚀与所述源极和漏极未交叠部分的所述第一掺杂层。
3.根据权利要求1所述的制作方法,其特征在于,采用湿刻工艺刻蚀与所述感应电阻交叠部分的所述第一电极层和所述第二电极层。
4.根据权利要求1所述的制作方法,其特征在于,所述第二绝缘层刻蚀掉的部分在所述基板上的垂直投影覆盖所述感应电阻在所述基板上的垂直投影。
5.根据权利要求1所述的制作方法,其特征在于,构成所述感应电阻和所述薄膜晶体管的有源层的材料包括非晶硅材料。
6.根据权利要求1所述的制作方法,其特征在于,所述第一掺杂层和所述第二掺杂层均为N型半导体层。
7.根据权利要求1所述的制作方法,其特征在于,所述基板包括显示区和围绕显示区的周边电路区;
所述阵列基板包括多个薄膜晶体管和至少一个压力传感器;所述薄膜晶体管位于所述显示区或所述周边电路区;所述压力传感器位于所述周边电路区。
8.根据权利要求1所述的制作方法,其特征在于,所述第一电极层为像素电极层,包括多个第一电极,每个所述第一电极与对应的所述薄膜晶体管的漏极直接电连接。
9.根据权利要求1所述的制作方法,其特征在于,所述第二电极层为像素电极层,包括多个第二电极,每个所述第二电极通过贯穿所述第二绝缘层的过孔与对应的所述薄膜晶体管的漏极电连接。
10.根据权利要求1所述的制作方法,其特征在于,所述感应电阻包括:
第一感应子电阻、第二感应子电阻、第三感应子电阻和第四子感应电阻;
所述第一感应子电阻的第一端以及所述第四感应子电阻的第一端与第一电源输入端电连接,所述第一感应子电阻的第二端以及所述第二感应子电阻的第一端与第一感应信号测量端电连接,所述第四感应子电阻的第二端以及所述第三感应子电阻的第一端与第二感应信号测量端电连接,所述第二感应子电阻的第二端以及所述第三感应子电阻的第二端与第二电源输入端电连接。
11.根据权利要求10所述的制作方法,其特征在于,
所述第一感应子电阻由第一端到第二端的延伸长度在第一延伸方向上的分量大于在第二延伸方向上的分量,所述第二感应子电阻由第一端到第二端的延伸长度在所述第二延伸方向上的分量大于在所述第一延伸方向上的分量,所述第三感应子电阻由第一端到第二端的延伸长度在所述第一延伸方向上的分量大于在所述第二延伸方向上的分量,所述第四感应子电阻由第一端到第二端的延伸长度在所述第二延伸方向上的分量大于在所述第一延伸方向上的分量;
所述第一延伸方向和所述第二延伸方向交叉设置。
12.根据权利要求1所述的制作方法,其特征在于,所述感应电阻为块状,由半导体材料制成,其形状为至少包括四个边的多边形;
所述感应电阻包括第一连接端、第二连接端、第三连接端和第四连接端;所述第一连接端与第一电源输入端电连接;所述第二连接端与所述第二电源输入端电连接;所述第三连接端与第一感应信号测量端电连接;所述第四连接端与第二感应信号测量端电连接;所述第一连接端、所述第二连接端、所述第三连接端和所述第四连接端分别设置与所述多边形的四个边上,所述第一连接端所在的边与所述第二连接端所在的边不相连,所述第三连接端所在的边和所述第四连接端所在的边不相连。
13.根据权利要求12所述的制作方法,其特征在于,所述感应电阻上设置有镂空区域。
14.根据权利要求1所述的制作方法,其特征在于,所述压力传感器为块状,由半导体材料制成,包括形状为至少包括四个边的多边形本体部,以及分别设置于所述多边形的四个边上的第一突出部、第二突出部、第三突出部和第四突出部;所述第一突出部所在的边与所述第二突出部所在的边不相连,所述第三突出部所在的边和所述第四突出部所在的边不相连;
所述第一突出部与第一电源输入端电连接;所述第二突出部与第二电源输入端电连接;所述第三突出部与第一感应信号测量端电连接;所述第四突出部与第二感应信号测量端电连接。
15.根据权利要求14所述的制作方法,其特征在于,构成所述本体部、所述第一突出部、所述第二突出部、所述第三突出部和所述第四突出部的材料相同。
16.一种阵列基板,其特征在于,包括:
基板;
位于所述基板上的多个薄膜晶体管;沿远离所述基板的方向,每个所述薄膜晶体管包括栅极、第一绝缘层、有源层和同层制作的源极和漏极;
覆盖所述源极和漏极的第二绝缘层;
位于所述基板上的多个压力传感器,每个压力传感器包括一感应电阻;所述感应电阻和所述有源层同层制作;沿远离所述基板的方向,所述有源层包括第一掺杂层和第一本征层,所述感应电阻包括第二掺杂层和第二本征层;所述第一掺杂层和所述第二掺杂层位于同一层,所述第一本征层和所述第二本征层位于同一层;
位于所述第一绝缘层和所述第二绝缘层之间的第一电极层;
位于所述第二绝缘层远离所述基板一侧的第二电极层;
所述第二绝缘层具有通孔,所述感应电阻在所述基板上的垂直投影位于所述通孔在所述基板上的垂直投影内。
17.一种触控显示面板,其特征在于,包括权利要求16所述的阵列基板。
18.一种触控显示装置,其特征在于,包括权利要求17所述的触控显示面板。
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