CN109979882B - 一种内嵌式触控面板阵列基板及其制造方法 - Google Patents
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- H01L27/1259—Multistep manufacturing methods
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Abstract
本发明提供一种内嵌式触控面板阵列基板及其制造方法，阵列基板包括扫描线、数据线、导通线、TFT开关、像素电极和触控传感器连接线；TFT开关包括栅极、源极以及漏极；还包括第一接触孔，第一接触孔内像素电极的上方依次设有第三金属层和第二透明电极层；导通线包括第一透明电极层、第三金属层和第二透明电极层。本发明通过在第三金属层上方新增一层第二透明电极层，防止第一透明电极层高温退火时第三金属层被氧化，且采用第一透明层和第二透明电极层一次刻蚀，可有效避免有机绝缘层底切的问题，同时能够降低像素电极退火制程所需时间和提升了像素电极透过率，提升了生产效率和产品品质，降低了生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及显示装置制造技术领域，特别涉及一种内嵌式触控面板阵列基板及其制造方法。
背景技术
近年来触控显示屏展现出日新月异的发展趋势，根据触控技术的不同分为外嵌式触控屏和内嵌式触控屏。其中，外嵌式触控屏为在液晶屏制作完成后，在液晶面板彩膜玻璃的外侧制作触控Sensor电极；内嵌式触控屏为在液晶面板阵列玻璃(TFT Glass)与彩膜玻璃(Color Filter Glass)之间的液晶盒里面制作触控Sensor电极，具有成本更低、更轻薄且产品透过率更好等优点。
图1为现有FFS内嵌式触控屏阵列基板制造过程示意图，在玻璃基板1上依次形成栅极2、栅极绝缘层4、沟道层6、源极7、漏极8、第一绝缘层10、有机绝缘层11、像素电极14以及第三金属层15，为了减少光罩数量，采用HTM(Half-Tone Mask，半透掩膜)工艺对像素电极14和第三金属层15一起图案化处理，在此过程中无光阻20覆盖的有机绝缘层(JAS)11会被刻蚀，形成有机绝缘层11的底切(Undercut)，如图1所示；有JAS底切(Undercut)情况下沉积第二绝缘保护层(PAS2)，会导致PAS2膜破，降低了产品品质，且产品信赖性较差。此外，该制造方法中第一透明电极层(ITO)图案化以后沉积第二绝缘层再进行退火，但由于ITO退火是在N2氛围中进行，沉积绝缘层后退火，ITO退火时间大幅延长，且透过率比原来在N2退火氛围中要低。
发明内容
本发明的目的是提供一种内嵌式触控面板阵列基板及其制造方法，旨在解决现有第一透明电极层和触控金属层采用半透掩膜进行减光罩导致有机绝缘层形成底切，第二绝缘保护层膜破，产品品质不高，信赖性不佳和第一透明电极层烘烤退火时间长，透过率低，不利于提升生产效率和产品品质的问题。
本发明提供一种内嵌式触控面板阵列基板的制造方法，阵列基板包括位于中间的像素区和位于边缘的端子区，包括如下步骤：
S1：在玻璃基板上采用第一金属层形成位于像素区的栅极和位于端子区的扫描线；
S2：形成覆盖栅极和扫描线的栅极绝缘层；
S3：依次形成覆盖栅极绝缘层的半导体层和第二金属层，通过半透掩膜版对半导体层和第二金属层进行图案化处理形成位于端子区的数据线以及位于像素区的源极、漏极和沟道区；
S4：依次形成覆盖源极、漏极、沟道区和数据线的第一绝缘层和有机绝缘层，刻蚀掉像素区的漏极上方的部分有机绝缘层形成第一接触孔，刻蚀掉端子区的数据线和扫描线上方的部分有机绝缘层形成第二接触孔；
S5：在步骤S4的基础上，刻蚀掉像素区的第一接触孔内的第一绝缘层，刻蚀掉端子区的扫描线上方的部分第一绝缘层和部分栅极绝缘层，刻蚀掉数据线上方的部分第一绝缘层，使第二接触孔内暴露出扫描线和数据线；
S6：在步骤S5的基础上，依次形成第一透明电极层、第三金属层、第二透明电极层，并通过半透掩膜版对第一透明电极层、第三金属层和第二透明电极层进行图案化处理形成位于像素区的像素电极和触控传感器连接线以及位于端子区的连接扫描线和数据线的导通线；
S7：在步骤S6的基础上，形成第二绝缘层，并刻蚀掉像素区触控传感器连接线上方和端子区导通线上方部分第二绝缘层；
S8：在步骤S7的基础上，形成第三透明电极，并对第三透明电极进行图案化处理形成公共电极。
进一步，所述步骤S3、步骤S6和步骤S8中图案化处理过程包括曝光、显影、刻蚀和剥离。
进一步，所述步骤S3中源极、漏极以及数据线所在区域为半导体层和第二金属层重叠结构，所述沟道区仅保留半导体层。
进一步，所述步骤S3中半透掩膜版包括全透区、半透区以及全遮区，所述全遮区对应端子区数据线部分和像素区源漏极部分，所述半透区对应像素区的沟道区。
进一步，所述步骤S6中半透掩膜版包括全透区、半透区以及全遮区，所述全遮区对应传感器连接线、导通线以及第一接触孔，所述半透区对应像素区的像素电极，所述第一接触孔对应的全遮区大小大于第一接触孔上表面面积，小于漏极垂直投影面积。
进一步，所述半透掩膜版的半透区的光透过率为10％-50％。
进一步，所述第一金属层、第二金属层、第三金属层、半导体层、第一透明电极层、第二透明电极层通过物理溅射沉积的方法形成，所述栅极绝缘层、第一绝缘层、第二绝缘层通过化学气相沉积的方法形成，所述有机绝缘层通过涂覆的方法形成。
本发明提供一种内嵌式触控面板阵列基板，包括纵横交错的扫描线和数据线、连接扫描线和数据线的导通线、由扫描线和数据线交叉限定的像素区、位于像素区的TFT开关、像素电极以及触控传感器连接线；所述TFT开关包括与扫描线连接的栅极、与数据线连接的源极以及与像素电极连接的漏极；还包括将像素电极与漏极导通的第一接触孔，第一接触孔内像素电极的上方设有第三金属层，第三金属层上方设有第二透明电极层；所述导通线包括第一透明电极层、位于第一透明电极层上方的第三金属层和位于第三金属层上的第二透明电极层。
进一步，所述第三金属层由铜、铝单层金属构成或者由上层为铜、下层为钼的双层金属构成。
进一步，所述第一透明电极和第二透明电极由氧化铟锡或者纳米银线构成。
本发明
本发明通过源极、漏极和半导体层使用第一次半透掩膜版，在第一透明电极层和第三金属层使用第二次半透掩膜版，且在第三金属层上新增一层第二透明电极层，在第一透明电极制程高温退火制程时，第二透明电极层可以保护第三金属层不被氧化，如此缩短了第一透明电极层退火时间和透过率，且第二透明电极层和第一透明电极层一次刻蚀，解决了之前光阻灰化时有机绝缘层底切的问题，本发明既减少了阵列基板在制造过程中的总的光罩使用数量，提升了显示面板的开口率，提高显示效果，又解决了第一透明电极层退火制程时间长，透过率低导致生产效率、产品质量低等问题，同时采用采用第二透明电极层和第一透明电极层一次刻蚀，解决了机绝缘层底切的问题，防止了第二绝缘层成膜后膜厚，提升了产品品质和信赖性，同时能够降低像素电极退火制程所需时间和提升了像素电极透过率，提升了生产效率和产品品质，降低了生产成本。
附图说明
图1为现有FFS内嵌式触控屏阵列基板制造过程示意图；
图2为本发明阵列基板制造方法第一步示意图；
图3为本发明阵列基板制造方法第二步和第三步示意图；
图4为本发明阵列基板制造方法第四步示意图；
图5为本发明阵列基板制造方法第五步示意图；
图6为本发明阵列基板制造方法第六步示意图；
图7为本发明阵列基板制造方法第七步示意图；
图8为本发明阵列基板制造方法第八步示意图；
图中，1、玻璃基板，2、栅极，3、扫描线，4、栅极绝缘层，5、半导体层，6、沟道区，7、源极，8、漏极，9、数据线，10、第一绝缘层，11、有机绝缘层，12、第一接触孔，13、第二接触孔，14、像素电极，15、第三金属层，16、第二透明电极层，17、触控传感器连接线，18、第二绝缘层，19、公共电极，20、光阻。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
本发明提供一种内嵌式触控面板阵列基板的制造方法，阵列基板包括位于中间的像素区和位于边缘的端子区，包括如下步骤：
S1：如图2所示，在玻璃基板1上采用第一金属层形成位于像素区的栅极2和位于端子区的扫描线3；所述第一金属层为铜、铜/钼、铝等，厚度为
第一金属层的沉膜方式一般采用物理溅射沉积(PVD)；
S2：如图3所示，形成覆盖栅极2和扫描线3的栅极绝缘层4；栅极绝缘层4通过化学气相(CVD)沉积，一般采用氮化硅(SiNx)，氧化硅(SiO2)或两者混合使用，厚度为
S3：如图3所示，依次形成覆盖栅极绝缘层4的半导体层5和第二金属层；通过PVD沉积半导体层，半导体层常采用IGZO、IZO、IGZO/ITO、IGZO/ITO等常见氧化物半导体，厚度为
PVD沉积厚度为
第二金属层，一般采用铜/钛，铜/钼等，使其图案化以后成为源漏极层及相应配线；通过半透掩膜版(Half Tone Mask，HTM)对半导体层和第二金属层进行图案化处理也即曝光、显影和刻蚀处理，形成位于端子区的数据线9以及位于像素区的源极7、漏极8和沟道区6；
半透掩膜版包括全透区、半透区以及全遮区，全遮区对应端子区数据线9部分和像素区源极7和漏极8部分，半透区对应像素区的沟道区6；半透掩膜光罩半透区透过率为10％～50％；刻蚀完成后源极7、漏极8以及数据线9所在区域为半导体层和第二金属层重叠结构，沟道区6仅保留半导体层；
S4：如图4所示，在步骤S3的基础上，通过化学气相(CVD)沉积第一绝缘层10，在第一绝缘层10上涂覆有机绝缘层11，有机绝缘层11厚度约为
刻蚀掉像素区的漏极8上方的部分有机绝缘层11形成第一接触孔12，刻蚀掉端子区的数据线9和扫描线3上方的部分有机绝缘层11形成第二接触孔13；
S5：如图5所示，在步骤S4的基础上，刻蚀掉像素区的第一接触孔12内的第一绝缘层10，使第一接触孔12内暴露出漏极8，刻蚀掉端子区的扫描线3上方的部分第一绝缘层10和部分栅极绝缘层4，刻蚀掉数据线9上方的部分第一绝缘层10，使第二接触孔13内暴露出扫描线3和数据线9；
S6：如图6所示，在步骤S5的基础上，通过物理气相(PVD)依次沉积第一透明电极层、第三金属层15、第二透明电极层16，并通过半透掩膜版对第一透明电极层、第三金属层和第二透明电极层进行曝光、显影和刻蚀处理形成位于像素区的像素电极14和触控传感器连接线(Sensor线)17以及位于端子区的连接扫描线和数据线的导通线；导通线包括第一透明电极层、第三金属层15和第二透明电极层16；
其中对上述三层结构进行曝光以后，会形成无光阻区，厚光阻区和薄光阻区；无光阻区、厚光阻区和薄光阻区分别对应光罩上为全透区，全遮区，半透区，全遮区对应触控传感器连接线17、导通线以及第一接触孔12，半透区对应像素区的像素电极14，第一接触孔12对应的全遮区大小大于第一接触孔12上表面面积，小于漏极8垂直投影面积。通过一次构图形成像素电极14和触控传感器连接线17，像素电极14连接漏极8，触控传感器连接线17连接自电容电极和触控侦测芯片；第一透明电极层厚度为
一般采用氧化铟锡(ITO)、纳米银线等；第二透明电极层16厚度为
第三金属层15厚度为
第三层金属层15一般采用铜，铝、铜/钼等；
在第三金属层上的材料除了是第二透明电极层(如ITO )外，也可以是其他能防止高温制程时Cu被氧化，且和第一透明电极层接触性良好、方便和第一透明电极层一次刻蚀的其他材料，此处不做材料限定；
S7：如图7所示，在步骤S6的基础上，进行第一透明电极层高温退火制程，通过化学气相(CVD)沉积形成第二绝缘层18，第二绝缘层18一般采用氮化硅(SiNx)，氧化硅(SiO2)或两者混合使用，厚度为
刻蚀掉像素区的触控传感器连接线17上方和端子区的导通线上方部分第二绝缘层18；
S8：如图8所示，在步骤S7的基础上，通过物理气相(PVD)沉积第三透明电极，第三透明电极层厚度厚度为
一般采用氧化铟锡(ITO)或纳米银线等；对第三透明电极进行曝光、显影、刻蚀形成公共电极19；正常显示时，该电极加载Common信号，作为公共电极19；当触控时，该电极为自电容电极，通过触控传感器连接线(Sensor线)与触控侦测芯片相连。
本发明提供一种内嵌式触控面板阵列基板，如图8所示，包括纵横交错的扫描线和数据线、连接扫描线和数据线的导通线、由扫描线和数据线交叉限定的像素区、位于像素区的TFT开关、像素电极以及触控传感器连接线；所述TFT开关包括与扫描线连接的栅极、与数据线连接的源极以及与像素电极连接的漏极；还包括将像素电极与漏极导通的第一接触孔，第一接触孔内像素电极的上方设有第三金属层，第三金属层上方设有第二透明电极层；所述导通线包括第一透明电极层、位于第一透明电极层上方的第三金属层和位于第三金属层上的第二透明电极层。
其中，第三金属层由铜、铝单层金属构成或者由上层为铜、下层为钼的双层金属构成。
其中，第一透明电极和第二透明电极由氧化铟锡或者纳米银线构成。
本发明通过源极、漏极和半导体层使用第一次半透掩膜版，在第一透明电极层和第三金属层使用第二次半透掩膜版，且在第三金属层上新增一层第二透明电极层，在第一透明电极制程高温退火制程时，第二透明电极层可以保护第三金属层不被氧化，如此缩短了第一透明电极层退火时间和透过率，且第二透明电极层和第一透明电极层一次刻蚀，解决了之前光阻灰化时有机绝缘层底切的问题，本发明既减少了阵列基板在制造过程中的总的光罩使用数量，提升了显示面板的开口率，提高显示效果，又解决了第一透明电极层退火制程时间长，透过率低导致生产效率、产品质量低等问题，同时采用采用第二透明电极层和第一透明电极层一次刻蚀，解决了机绝缘层底切的问题，防止了第二绝缘层成膜后膜厚，提升了产品品质和信赖性，同时能够降低像素电极退火制程所需时间和提升了像素电极透过率，提升了生产效率和产品品质，降低了生产成本。
Claims (10)
1.一种内嵌式触控面板阵列基板的制造方法，阵列基板包括位于中间的像素区和位于边缘的端子区，其特征在于：包括如下步骤：
S1：在玻璃基板上采用第一金属层形成位于像素区的栅极和位于端子区的扫描线；
S2：形成覆盖栅极和扫描线的栅极绝缘层；
S3：依次形成覆盖栅极绝缘层的半导体层和第二金属层，通过半透掩膜版对半导体层和第二金属层进行图案化处理形成位于端子区的数据线以及位于像素区的源极、漏极和沟道区；
S4：依次形成覆盖源极、漏极、沟道区和数据线的第一绝缘层和有机绝缘层，刻蚀掉像素区的漏极上方的部分有机绝缘层形成第一接触孔，刻蚀掉端子区的数据线和扫描线上方的部分有机绝缘层形成第二接触孔；
S5：在步骤S4的基础上，刻蚀掉像素区的第一接触孔内的第一绝缘层，刻蚀掉端子区的扫描线上方的部分第一绝缘层和部分栅极绝缘层，刻蚀掉数据线上方的部分第一绝缘层，使第二接触孔内暴露出扫描线和数据线；
S6：在步骤S5的基础上，依次形成第一透明电极层、第三金属层、第二透明电极层，并通过半透掩膜版对第一透明电极层、第三金属层和第二透明电极层进行图案化处理形成位于像素区的像素电极和触控传感器连接线、以及位于端子区的连接扫描线和数据线的导通线；
S7：在步骤S6的基础上，形成第二绝缘层，并刻蚀掉像素区的触控传感器连接线上方和端子区的导通线上方部分第二绝缘层；
S8：在步骤S7的基础上，形成第三透明电极，并对第三透明电极进行图案化处理形成公共电极。
2.根据权利要求1所述的内嵌式触控面板阵列基板的制造方法，其特征在于：所述步骤S3、步骤S6和步骤S8中图案化处理过程包括曝光、显影、刻蚀和剥离。
3.根据权利要求1所述的内嵌式触控面板阵列基板的制造方法，其特征在于：所述步骤S3中源极、漏极以及数据线所在区域为半导体层和第二金属层重叠结构，所述沟道区仅保留半导体层。
4.根据权利要求3所述的内嵌式触控面板阵列基板的制造方法，其特征在于：所述步骤S3中半透掩膜版包括全透区、半透区以及全遮区，所述全遮区对应端子区数据线部分和像素区源漏极部分，所述半透区对应像素区的沟道区。
5.根据权利要求1所述的内嵌式触控面板阵列基板的制造方法，其特征在于：所述步骤S6中半透掩膜版包括全透区、半透区以及全遮区，所述全遮区对应传感器连接线、导通线以及第一接触孔，所述半透区对应像素区的像素电极，所述第一接触孔对应的全遮区大小大于第一接触孔上表面面积，小于漏极垂直投影面积。
6.根据权利要求4或5所述的内嵌式触控面板阵列基板的制造方法，其特征在于：所述半透掩膜版的半透区的光透过率为10％-50％。
7.根据权利要求1所述的内嵌式触控面板阵列基板的制造方法，其特征在于：所述第一金属层、第二金属层、第三金属层、半导体层、第一透明电极层、第二透明电极层通过物理溅射沉积的方法形成，所述栅极绝缘层、第一绝缘层和第二绝缘层通过化学气相沉积的方法形成，所述有机绝缘层通过涂覆的方法形成。
8.一种内嵌式触控面板阵列基板，由权利要求1-7任一所述内嵌式触控面板阵列基板的制造方法制造的，其特征在于：其包括纵横交错的扫描线和数据线、连接扫描线和数据线的导通线、由扫描线和数据线交叉限定的像素区、位于像素区的TFT开关、像素电极以及触控传感器连接线；所述TFT开关包括与扫描线连接的栅极、与数据线连接的源极以及与像素电极连接的漏极；还包括将像素电极与漏极导通的第一接触孔，第一接触孔内像素电极的上方设有第三金属层，第三金属层上方设有第二透明电极层；所述导通线包括第一透明电极层、位于第一透明电极层上方的第三金属层和位于第三金属层上的第二透明电极层。
9.根据权利要求8所述的内嵌式触控面板阵列基板，其特征在于：所述第三金属层由铜、铝单层金属构成或者由上层为铜、下层为钼的双层金属构成。
10.根据权利要求8所述的内嵌式触控面板阵列基板，其特征在于：所述第一透明电极和第三透明电极由氧化铟锡或者纳米银线构成。
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