CN108376687A - 阵列基板及其制备方法、内嵌式触摸屏 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种阵列基板，包括依次形成在衬底基板上并且相互绝缘的第一金属层、第二金属层和公共电极层，所述第一金属层包括栅极线，所述第二金属层包括数据线，所述公共电极层包括触控感应电极，所述第二金属层中包括触控信号线，所述触控信号线电性连接到所述触控感应电极，所述触控信号线与所述数据线相互交叉并且在交叉位置处断开；所述第一金属层中包括桥接连线，所述桥接连线的两端连接到所述触控信号线，以使在交叉位置处断开的所述触控信号线相互电性连接。本发明还公开了如上所述阵列基板的制备方法以及包含如上所述阵列基板的内嵌式触摸屏。

Description

阵列基板及其制备方法、内嵌式触摸屏
技术领域
本发明涉及显示技术领域,尤其涉及一种阵列基板及其制备方法，还涉及包含所述阵列基板的内嵌式触摸屏及液晶显示装置。
背景技术
随着信息时代的发展及生活节奏的加快，触控技术由于其人性化设计及简单快捷的输入等特点，已经逐渐取代传统的鼠标和键盘，广泛的应用到各式各样的电子产品中，其中，电容式触摸屏由于其具有反应速度快，灵敏度高，可靠度佳以及耐用度高等优点而被广为使用。
根据触控感测层的设置方式，触摸屏可以分为外挂式(Add on Mode)、内嵌式(In-cell)和外嵌式(On-cell)等结构。其中，内嵌式触摸屏将触控功能整合于显示屏内，因而能够有效的减少整个显示器的厚度，使得产品更加轻薄，从而广受欢迎。
对于内嵌式触摸屏，通常是将触摸屏结构中的触控感应电极和触控信号线直接设置在阵列基板或滤光基板上。图1是现有的一种具有触摸屏结构的阵列基板的结构示意图。如图1所示，该阵列基板包括：衬底基板1、设置于衬底基板1上的薄膜晶体管2、覆设于薄膜晶体管2上的平坦层3、设置于平坦层3上的触控信号线4、覆设于触控信号线4上的第一绝缘层5、设置于第一绝缘层5上的触控感应电极6、覆设于触控感应电极6上的第二绝缘层7以及设置于第二绝缘层7上的像素电极8。其中，触控信号线4通过设置在第一绝缘层5中的过孔连接到触控感应电极6，用于将触控感应电极6连接至外部的触控驱动芯片。像素电极8则通过设置在第一绝缘层7、第二绝缘层5以及平坦层3中的过孔电性连接到薄膜晶体管2。
阵列基板是通过多次光罩工序(构图工序)形成结构图形来完成，每一次光罩工序中又分别包括涂胶、曝光、显影、刻蚀和剥离等工艺，其中刻蚀工艺包括干法刻蚀和湿法刻蚀。光罩工序的次数可以衡量制造薄膜晶体管阵列基板的繁简程度，减少光罩工序的次数就意味着制造成本的降低。对于如图1所示的具有触摸屏结构的阵列基板，由于在阵列基板上增加了触控信号线4、触控感应电极6以及两者之间的第一绝缘层5，其制备过程中的光罩工序的次数也相应地增加。因此，如何减少具有触摸屏结构的阵列基板的光罩工序的次数，是业内一直在探索解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种阵列基板，其中内嵌有触摸屏结构，通过对触摸屏结构中的触控感应电极和触控信号线的布局进行改善，从而减少了阵列基板的制备过程中的光罩工序的次数，降低成本。
为了实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：
一种阵列基板，包括依次形成在衬底基板上并且相互绝缘的第一金属层、第二金属层和公共电极层，所述第一金属层包括栅极线，所述第二金属层包括数据线，所述公共电极层包括触控感应电极，其中，所述第二金属层中包括触控信号线，所述触控信号线电性连接到所述触控感应电极，所述触控信号线与所述数据线相互交叉并且在交叉位置处断开；所述第一金属层包括桥接连线，所述桥接连线的两端连接到所述触控信号线，以使在交叉位置处断开的所述触控信号线相互电性连接。
其中，所述阵列基板中设置有薄膜晶体管，所述薄膜晶体管包括半导体有源层、栅电极、源电极和漏电极；其中，所述半导体有源层形成在所述衬底基板上，所述半导体有源层上覆设有栅极绝缘层，所述第一金属层形成在所述栅极绝缘层上，所述栅电极形成于所述第一金属层中，所述第一金属层上覆设有层间介质层，所述第二金属层形成在所述层间介质层上，所述源电极和漏电极形成于所述第二金属层中，所述第二金属层上覆设有平坦层，所述公共电极层形成在所述平坦层上；其中，所述桥接连线通过设置在所述层间介质层中的第一过孔与所述触控信号线相互连接，所述触控感应电极通过设置在所述平坦层中的第二过孔与所述触控信号线相互连接，所述源电极和漏电极通过设置在所述层间介质层和所述栅极绝缘层中的第三过孔与所述半导体有源层相互连接。
其中，所述公共电极层上依次设置有钝化层和像素电极层，所述像素电极层通过设置在所述钝化层和所述平坦层中的第四过孔连接到所述漏电极。
其中，所述半导体有源层的材料为低温多晶硅。
其中，所述半导体有源层和所述衬底基板之间还设置有缓冲层。
本发明提供了如上所述阵列基板的制备方法，所述制备方法包括步骤：
S101、提供衬底基板，在所述衬底基板上沉积半导体薄膜层，对所述半导体薄膜层进行图案化处理，形成半导体有源层；
S102、在所述衬底基板上沉积栅极绝缘层，所述栅极绝缘层覆盖所述半导体有源层；
S103、在所述栅极绝缘层上沉积第一金属层，对所述第一金属层进行图案化处理，形成栅电极、栅极线和桥接连线；
S104、在所述第一金属层上沉积层间介质层，对所述层间介质层和所述栅极绝缘层进行图案化处理，形成暴露出所述桥接连线两端的第一过孔和暴露出所述半导体有源层两端的第三过孔；
S105、在所述层间介质层上沉积第二金属层，对所述第二金属层进行图案化处理，形成源电极、漏电极、数据线和触控信号线，所述触控信号线与所述数据线相互交叉并且在交叉位置处断开；其中，所述源电极和漏电极通过所述第三过孔分别连接到所述半导体有源层的两端，位于交叉位置处两侧的触控信号线通过所述第一过孔分别连接到所述桥接连线的两端；
S106、在所述第二金属层上沉积平坦层，对所述平坦层进行图案化处理，形成暴露出所述触控信号线的第二过孔；
S107、在所述平坦层上沉积公共电极层，对所述公共电极层进行图案化处理，形成触控感应电极，所述触控感应电极通过所述第二过孔连接到所述触控信号线。
其中，所述制备方法还包括步骤：
S108、在所述公共电极层上沉积钝化层，对所述钝化层和所述平坦层进行图案化处理，形成暴露出所述漏电极的第四过孔；
S109、在所述钝化层上沉积像素电极薄膜层，对所述像素电极薄膜层进行图案化处理，形成像素电极层，所述像素电极层通过所述第四过孔连接到所述漏电极。
其中，所述半导体薄膜层的材料为低温多晶硅。
其中，所述步骤S101中，首先在所述衬底基板上沉积缓冲层，然后在所述缓冲层上制备形成所述半导体薄膜层。
本发明还提供了一种内嵌式触摸屏，其包括相对设置的阵列基板和滤光基板，所述阵列基板和所述滤光基板之间设置有液晶层，其中，所述阵列基板为如上所述的阵列基板。
相比于现有技术，本发明实施例中提供的阵列基板，将触摸屏结构中的触控信号线设置在与数据线相同的结构层中，不需要单独设置用于形成触控信号线的金属层，同时也节省了由于增加金属层而相应增加的层间绝缘层，降低了材料成本。进一步地，由于触控信号线与数据线均是位于第二金属层中，两者可以在同一道光罩工艺中制备形成，由此减少的阵列基板的制备过程中的光罩工序的次数，进一步降低成本。
附图说明
图1是现有的一种具有触摸屏结构的阵列基板的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的阵列基板的结构示意图；
图3是本发明实施例中触控信号线与桥接连线相互连接的示例性图示；
图4是本发明实施例提供的内嵌式触摸屏的结构示意图；
图5是本发明实施例提供的液晶显示装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。这些优选实施方式的示例在附图中进行了例示。附图中所示和根据附图描述的本发明的实施方式仅仅是示例性的，并且本发明并不限于这些实施方式。
在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。
本实施例首先提供了一种阵列基板，参阅图2和图3，所述阵列基板包括依次形成在衬底基板10上并且相互绝缘的第一金属层11、第二金属层12和公共电极层13。其中，所述第一金属层11中形成有栅极线111，所述第二金属层12中形成有数据线121，所述公共电极层13中形成有触控感应电极131，所述第一金属层11和第二金属层12之间设置有层间介质层15以使所述第一金属层11和所述第二金属层12相互绝缘，所述第二金属层12和公共电极层13之间设置有层间介质层15以使所述第二金属层12和所述公共电极层13相互绝缘。
其中，所述公共电极层13中的触控感应电极131是复用为公共电极，在一帧画面的显示时间内，所述触控感应电极131用于分时地传递公共电压和触控信号。在本实施例中，如图2和图3所示，所述第二金属层12中还形成有触控信号线122，所述触控信号线122电性连接到所述触控感应电极131，所述触控信号线122与所述数据线121相互交叉并且在交叉位置处A断开。所述第一金属层11中还形成有桥接连线112，所述桥接连线112的两端连接到所述触控信号线122，以使在交叉位置处A断开的所述触控信号线122相互电性连接。所述桥接连线112通过桥接的方式使得在所述第二金属层12中断开的触控信号线122相互电性连接，由此将触控感应电极131连接至外部的驱动芯片。
具体地，如图2所示，所述阵列基板中设置有薄膜晶体管20，所述薄膜晶体管20包括半导体有源层21、栅电极22、源电极23和漏电极24。其中，所述衬底基板10上首先设置有缓冲层10a，所述半导体有源层21形成在所述衬底基板10上，所述半导体有源层21上覆设有栅极绝缘层14。所述第一金属层11形成在所述栅极绝缘层14上，所述栅电极22形成于所述第一金属层11中，所述第一金属层11上覆设有层间介质层15，所述第二金属层12形成在所述层间介质层15上，所述源电极23和漏电极24形成于所述第二金属层12中，所述第二金属层12上覆设有平坦层16，所述公共电极层13形成在所述平坦层16上。
进一步地，所述阵列基板还包括像素电极层18。具体地，所述公共电极层13上覆设有钝化层17，所述像素电极层18设置在所述钝化层17，所述像素电极层18电性连接到所述薄膜晶体管20。
具体地，如图2所示，所述桥接连线112通过设置在所述层间介质层15中的第一过孔31与所述触控信号线122相互连接。所述触控感应电极131通过设置在所述平坦层16中的第二过孔32与所述触控信号线122相互连接。所述源电极23和漏电极24通过设置在所述层间介质层15和所述栅极绝缘层14中的第三过孔33与所述半导体有源层21相互连接；其中，所述源电极23通过其中一个第三过孔33连接到所述半导体有源层21的一端，所述漏电极24通过其另一个第三过孔33连接到所述半导体有源层21的另一端。所述像素电极层18通过设置在所述钝化层17和所述平坦层16中的第四过孔34连接到所述漏电极24。
参阅图2和图3，本实施例中，所述触控信号线122与所述数据线121相互垂直交叉，所述桥接连线112与所述栅极线111相互平行排列。需要说明的是，所述触控信号线122、数据线121以及源电极23和漏电极24均是位于所述第二金属层12中，是在同一道光罩工艺中对所述第二金属层12进行图案化处理制备形成，并且所述数据线121与所述源电极23相互连接。所述桥接连线112、栅极线111以及栅电极22均是位于所述第一金属层11中，是在同一道光罩工艺中对所述第一金属层11进行图案化处理制备形成，并且所述栅极线111与所述栅电极22相互连接。
本实施例还提供了如上所述的阵列基板的制备方法。下面结合图2和图3介绍所述阵列基板的的制备工艺过程。所述制备方法包括以下步骤：
步骤S101、提供衬底基板10，在所述衬底基板10上沉积半导体薄膜层，对所述半导体薄膜层进行图案化处理，形成半导体有源层21。本实施例中，所述半导体薄膜层的材料为低温多晶硅。所述步骤S101具体包括：首先在所述衬底基板10上沉积缓冲层10a，然后在所述缓冲层10a上沉积非晶硅层，再应用准分子激光退火工艺使所述非晶硅层晶化形成低温多晶硅层，最后对所述低温多晶硅层进行图案化处理，形成半导体有源层21。其中，所述衬底基板10选择使用玻璃基板。所述缓冲层10a的材料可以选择为SiNx、SiOx或两者的结合。
S102、在所述衬底基板10上沉积栅极绝缘层14，所述栅极绝缘层14覆盖所述半导体有源层21。其中，所述栅极绝缘层14的材料可以选择为SiNx、SiOx或两者的结合。
S103、在所述栅极绝缘层14上沉积第一金属层11，对所述第一金属层11进行图案化处理，形成栅电极22、栅极线111和桥接连线112。本实施例中，所述第一金属层11的材料选择为钼(Mo)。
S104、在所述第一金属层11上沉积层间介质层15，对所述层间介质层15和所述栅极绝缘层14进行图案化处理，形成暴露出所述桥接连线112两端的第一过孔31和暴露出所述半导体有源层21两端的第三过孔33。其中，所述层间介质层15的材料可以选择为SiNx、SiOx或两者的结合。
S105、在所述层间介质层15上沉积第二金属层12，对所述第二金属层12进行图案化处理，形成源电极23、漏电极24、数据线121和触控信号线122，所述触控信号线122与所述数据线121相互交叉并且在交叉位置处A断开。其中，所述源电极23和漏电极24通过所述第三过孔33分别连接到所述半导体有源层21的两端，位于交叉位置处A两侧的触控信号线122通过所述第一过孔31分别连接到所述桥接连线112的两端，通过所述桥接连线112的连接，使得在所述第二金属层12中断开的触控信号线122相互电性连接。本实施例中，所述第二金属层12的材料选择为钼(Mo)。
S106、在所述第二金属层12上沉积平坦层16，对所述平坦层16进行图案化处理，形成暴露出所述触控信号线122的第二过孔32。其中，所述平坦层16的材料可以选择为SiNx、SiOx或两者的结合。
S107、在所述平坦层16上沉积公共电极层13，对所述公共电极层13进行图案化处理，形成触控感应电极131，所述触控感应电极131通过所述第二过孔32连接到所述触控信号线122。本实施例中，所述公共电极层13的材料选择为ITO。
S108、在所述公共电极层13上沉积钝化层17，对所述钝化层17和所述平坦层16进行图案化处理，形成暴露出所述漏电极24的第四过孔34。其中，所述钝化层17的材料可以选择为SiNx、SiOx或两者的结合。
S109、在所述钝化层17上沉积像素电极薄膜层，对所述像素电极薄膜层进行图案化处理，形成像素电极层18，所述像素电极层18通过所述第四过孔34连接到所述漏电极24。本实施例中，所述像素电极层18的材料选择为ITO。
如上所述的阵列基板及其制备方法，将触摸屏结构中的触控信号线122设置在与数据线121相同的结构层中，与现有技术相比(如图1的结构示意图)，不需要单独设置用于形成触控信号线122的金属层，同时也节省了由于增加金属层而相应增加的层间绝缘层(如图1中的绝缘层5)，降低了材料成本。进一步地，由于触控信号线122与数据线121均是位于第二金属层中，两者可以在同一道光罩工艺中制备形成，由此减少的阵列基板的制备过程中的光罩工序的次数，进一步降低成本。
本实施例还提供了一种内嵌式触摸屏，如图4所示，所述内嵌式触摸屏100包括相对设置的阵列基板101和滤光基板102，所述阵列基板101和所述滤光基板102之间设置有液晶层103。其中，所述阵列基板101采用了本实施例如上所述的阵列基板。
进一步地，本实施例还提供了一种液晶显示装置，如图5所示，所述液晶显示装置包括背光模组200和如上所述的内嵌式触摸屏100。所述背光模组200设置在所述内嵌式触摸屏100的背面，所述背光模组200可以选择为直下式背光模组或侧入式背光模组，所述背光模组200向所述内嵌式触摸屏100提供显示光线，以使所述内嵌式触摸屏100显示画面。
综上所述，本发明实施例中提供的阵列基板以及相应的内嵌式触摸屏和液晶显示装置，通过对触摸屏结构中的触控感应电极和触控信号线的布局进行改善，从而降低了生产成本。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种阵列基板，包括依次形成在衬底基板上并且相互绝缘的第一金属层、第二金属层和公共电极层，所述第一金属层包括栅极线，所述第二金属层包括数据线，所述公共电极层包括触控感应电极，其特征在于，所述第二金属层包括触控信号线，所述触控信号线电性连接到所述触控感应电极，所述触控信号线与所述数据线相互交叉并且在交叉位置处断开；所述第一金属层包括桥接连线，所述桥接连线的两端连接到所述触控信号线，以使在交叉位置处断开的所述触控信号线相互电性连接。
2.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述阵列基板中设置有薄膜晶体管，所述薄膜晶体管包括半导体有源层、栅电极、源电极和漏电极；其中，所述半导体有源层形成在所述衬底基板上，所述半导体有源层上覆设有栅极绝缘层，所述第一金属层形成在所述栅极绝缘层上，所述栅电极形成于所述第一金属层中，所述第一金属层上覆设有层间介质层，所述第二金属层形成在所述层间介质层上，所述源电极和漏电极形成于所述第二金属层中，所述第二金属层上覆设有平坦层，所述公共电极层形成在所述平坦层上；其中，所述桥接连线通过设置在所述层间介质层中的第一过孔与所述触控信号线相互连接，所述触控感应电极通过设置在所述平坦层中的第二过孔与所述触控信号线相互连接，所述源电极和漏电极通过设置在所述层间介质层和所述栅极绝缘层中的第三过孔与所述半导体有源层相互连接。
3.根据权利要求2所述的阵列基板，其特征在于，所述公共电极层上依次设置有钝化层和像素电极层，所述像素电极层通过设置在所述钝化层和所述平坦层中的第四过孔连接到所述漏电极。
4.根据权利要求1-3任一所述的阵列基板，其特征在于，所述半导体有源层的材料为低温多晶硅。
5.根据权利要求4所述的阵列基板，其特征在于，所述半导体有源层和所述衬底基板之间还设置有缓冲层。
6.一种阵列基板的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括步骤：
S101、提供衬底基板，在所述衬底基板上沉积半导体薄膜层，对所述半导体薄膜层进行图案化处理，形成半导体有源层；
S102、在所述衬底基板上沉积栅极绝缘层，所述栅极绝缘层覆盖所述半导体有源层；
S103、在所述栅极绝缘层上沉积第一金属层，对所述第一金属层进行图案化处理，形成栅电极、栅极线和桥接连线；
S104、在所述第一金属层上沉积层间介质层，对所述层间介质层和所述栅极绝缘层进行图案化处理，形成暴露出所述桥接连线两端的第一过孔和暴露出所述半导体有源层两端的第三过孔；
S105、在所述层间介质层上沉积第二金属层，对所述第二金属层进行图案化处理，形成源电极、漏电极、数据线和触控信号线，所述触控信号线与所述数据线相互交叉并且在交叉位置处断开；其中，所述源电极和漏电极通过所述第三过孔分别连接到所述半导体有源层的两端，位于交叉位置处两侧的触控信号线通过所述第一过孔分别连接到所述桥接连线的两端；
S106、在所述第二金属层上沉积平坦层，对所述平坦层进行图案化处理，形成暴露出所述触控信号线的第二过孔；
S107、在所述平坦层上沉积公共电极层，对所述公共电极层进行图案化处理，形成触控感应电极，所述触控感应电极通过所述第二过孔连接到所述触控信号线。
7.根据权利要求6所述的阵列基板的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括步骤：
S108、在所述公共电极层上沉积钝化层，对所述钝化层和所述平坦层进行图案化处理，形成暴露出所述漏电极的第四过孔；
S109、在所述钝化层上沉积像素电极薄膜层，对所述像素电极薄膜层进行图案化处理，形成像素电极层，所述像素电极层通过所述第四过孔连接到所述漏电极。
8.根据权利要求6或7所述的阵列基板，其特征在于，所述半导体薄膜层的材料为低温多晶硅。
9.根据权利要求8所述的阵列基板，其特征在于，所述步骤S101中，首先在所述衬底基板上沉积缓冲层，然后在所述缓冲层上制备形成所述半导体薄膜层。
10.一种内嵌式触摸屏，包括相对设置的阵列基板和滤光基板，所述阵列基板和所述滤光基板之间设置有液晶层，其特征在于，所述阵列基板为权利要求1-5任一所述的阵列基板。
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