CN117471739A - 阵列基板及其制造方法、触控显示面板 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种阵列基板及其制造方法、触控显示面板，阵列基板包括衬底以及沿远离衬底方向依次设置的扫描线、触控信号线以及多个触控电极，扫描线和触控信号线之间设有第一绝缘层和蚀刻阻挡层，蚀刻阻挡层位于第一绝缘层与触控信号线之间，触控信号线与触控电极之间设有第二绝缘层，在扫描线和触控信号线之间的交叉区域设有贯穿第二绝缘层的第一接触孔，触控电极通过第一接触孔与触控信号线导电连接，蚀刻阻挡层与第一接触孔相对应，蚀刻阻挡层在衬底上的投影区域完全覆盖住第一接触孔在衬底上的投影区域。通过在扫描线和触控信号线之间的交叉区域设置用于阻挡接触孔的蚀刻阻挡层，防止在蚀刻接触孔时，继续向下蚀刻出扫描线。
Description
技术领域
本发明涉及触控显示器技术领域，特别是涉及一种阵列基板及其制造方法、触控显示面板。
背景技术
液晶显示面板具有画质好、体积小、重量轻、低驱动电压、低功耗、无辐射和制造成本相对较低的优点，在平板显示领域占主导地位。随着显示技术的飞速发展，触控显示面板已经广泛地被人们所接受及使用，如智能手机、平板电脑等均使用了触控显示面板。触控显示面板采用嵌入式触控技术将触控面板和液晶显示面板结合为一体，并将触控面板功能嵌入到液晶显示面板内，使得液晶显示面板同时具备显示和感知触控输入的功能。
根据触控感测层在显示面板中的设置方式不同，触控显示面板分为外挂式(AddonMode)、内嵌式(In-cell)和外嵌式(On-cell)等结构。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并简化生产工艺，使得产品更加轻薄，生产成本更低，从而广受欢迎。
目前，对于内嵌式(in-cell)触摸屏，通常是将触摸屏结构直接设置在阵列基板上，主要是在阵列基板中将用于传输显示信号的一些结构部件复用为触控电极，比较常见的就是将公共电极复用为触控电极，然后控制公共电极传递公共信号和触控信号。其中，公共电极需要在显示区内通过接触孔与触控信号线导电连接，而触控信号线又需要在非显示区通过接触孔和桥接电极与外围走线导电连接，从而将信号引至绑定区。由于触控信号线与外围走线位于不同层，因此显示区和非显示区的开孔深度不同；再加上普通绝缘层(PV)的蚀刻速率为栅极绝缘层(GI)蚀刻速率的2倍(PV约为GI约为/>)，且开孔大小或位置的精度不足，即开孔区域会和触控信号线部分错开。从而导致，在开孔工艺时，容易在触控信号线的接触孔处向下蚀刻出扫描线，导致触控信号线和扫描线出现短路的问题。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种阵列基板及其制造方法、触控显示面板，以解决现有技术中触控信号线和扫描线容易出现短路的问题。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
本发明提供一种阵列基板，包括衬底以及沿远离所述衬底方向依次设置的扫描线、触控信号线以及多个触控电极，所述扫描线和所述触控信号线之间设有第一绝缘层和蚀刻阻挡层，所述蚀刻阻挡层位于所述第一绝缘层与所述触控信号线之间，所述触控信号线与所述触控电极之间设有第二绝缘层，在所述扫描线和所述触控信号线之间的交叉区域设有贯穿所述第二绝缘层的第一接触孔，所述触控电极通过所述第一接触孔与所述触控信号线导电连接，所述蚀刻阻挡层与所述第一接触孔相对应，所述蚀刻阻挡层在所述衬底上的投影区域完全覆盖住所述第一接触孔在所述衬底上的投影区域。
进一步地，所述阵列基板还包括像素电极，所述像素电极与所述触控信号线相互配合，所述蚀刻阻挡层与所述像素电极位于同一层并相互绝缘；
和/或，所述阵列基板还包括数据线，所述触控信号线与所述数据线位于同一层并相互绝缘。
进一步地，所述阵列基板还包括位于非显示区内的外围走线和桥接电极，所述桥接电极的一端与所述触控信号线电性连接，所述桥接电极的另一端与所述外围走线电性连接，所述桥接电极与所述触控电极位于同一层。
进一步地，所述外围走线与所述扫描线位于一层并相互绝缘；或，所述外围走线位于所述扫描线的下方并通过绝缘层相互间隔开。
本申请还提供一种阵列基板的制造方法，用于制造如上所述的阵列基板，该制造方法包括：
提供衬底；在所述衬底的上方形成图案化的扫描线和栅极，所述栅极与所述扫描线导电连接；
在所述扫描线和所述栅极的上方依次形成第一绝缘层、蚀刻阻挡层以及触控信号线，所述蚀刻阻挡层位于所述扫描线和所述触控信号线之间的交叉区域；
在所述触控信号线的上方形成覆盖所述触控信号线的第二绝缘层，对所述第二绝缘层进行蚀刻并形成与所述蚀刻阻挡层对应的第一接触孔，至少所述触控信号线从所述第一接触孔中露出，所述蚀刻阻挡层在所述衬底上的投影区域完全覆盖住所述第一接触孔在所述衬底上的投影区域；
在所述第二绝缘层的上方形成多个触控电极，所述触控电极通过所述第一接触孔与所述触控信号线导电连接。
进一步地，所述阵列基板还包括位于非显示区内的外围走线和桥接电极，所述外围走线和所述桥接电极的制造方法包括：
在所述衬底的上方形成第一金属层，对所述第一金属层进行蚀刻并形成所述扫描线、所述栅极以及外围走线，所述第一绝缘层覆盖住所述扫描线、所述栅极以及所述外围走线；
在对所述第二绝缘层进行蚀刻时，同时对位于所述非显示区内的所述第一绝缘层进行蚀刻，并在所述触控信号线的末端位置形成第二接触孔以及在所述外围走线位置形成第三接触孔；
在所述第二绝缘层的上方形成第二透明导电层，对所述第二透明导电层进行刻蚀并形成图案化的所述触控电极和所述桥接电极，所述桥接电极的一端通过所述第二接触孔与所述触控信号线电性连接，所述桥接电极的另一端通过所述第三接触孔与所述外围走线电性连接。
进一步地，所述阵列基板还包括位于非显示区内的外围走线和桥接电极，所述外围走线和所述桥接电极的制造方法包括：
在所述衬底的上方形成第一金属层，对所述第一金属层进行蚀刻并形成所述外围走线；
在所述衬底的上方形成覆盖所述外围走线的绝缘层；
在所述绝缘层的上方形成第二金属层，对所述第二金属层进行蚀刻并形成所述扫描线和所述栅极，所述第一绝缘层覆盖住所述扫描线和所述栅极；
在对所述第二绝缘层进行蚀刻时，同时对位于所述非显示区内的所述第一绝缘层和所述绝缘层进行蚀刻，并在所述触控信号线的末端位置形成第二接触孔以及在所述外围走线位置形成第三接触孔；
在所述第二绝缘层的上方形成第二透明导电层，对所述第二透明导电层进行刻蚀并形成图案化的所述触控电极和所述桥接电极，所述桥接电极的一端通过所述第二接触孔与所述触控信号线电性连接，所述桥接电极的另一端通过所述第三接触孔与所述外围走线电性连接。
进一步地，所述阵列基板还包括像素电极、数据线、源极、漏极以及有源层，所述像素电极、所述数据线、所述源极、所述漏极以及所述有源层的制造方法包括：
在第一绝缘层的上方形成所述有源层；
在第一绝缘层的上方形成覆盖所述有源层的第一透明导电层，对所述第一透明导电层进行刻蚀并形成图案化的所述蚀刻阻挡层和像素电极，所述蚀刻阻挡层与所述像素电极相互绝缘；
在所述第一透明导电层的上方形成第三金属层，对所述第三金属层进行刻蚀并形成图案化的所述数据线、所述源极、所述漏极以及所述触控信号线，所述数据线与所述源极导电连接，所述漏极与所述像素电极导电连接，所述源极与所述漏极之间通过所述有源层连接。
本申请还提供一种触控显示面板，包括阵列基板、彩膜基板和位于所述阵列基板与所述彩膜基板之间的液晶层，所述阵列基板为如上所述的阵列基板。
本申请还提供一种触控显示装置，包括背光模组和触控显示面板，其特征在于，所述触控显示面板为如上所述的触控显示面板，所述背光模组位于所述阵列基板远离所述彩膜基板的一侧。
本发明有益效果在于：通过在扫描线和触控信号线之间的交叉区域设置用于阻挡接触孔的蚀刻阻挡层，蚀刻阻挡层在衬底上的投影区域完全覆盖住接触孔在衬底上的投影区域，从而在蚀刻接触孔时，蚀刻阻挡层可以防止继续向下蚀刻并露出扫描线，以便于在形成触控电极后，避免触控信号线和扫描线出现短路，而导致画面异常的问题。
附图说明
图1是本发明实施例一中触控电极的平面结构示意图；
图2是本发明实施例一中阵列基板的平面结构示意图；
图3是本发明实施例一中阵列基板边缘位置处的平面结构示意图；
图4是图3中A-A处的截面结构示意图；
图5是图3中B-B处的截面结构示意图；
图6是图3中C-C处的截面结构示意图；
图7是本发明实施例一中阵列基板的制作方法的流程框图；
图8a-8h2是本发明实施例一中阵列基板的制作方法的流程结构示意图；
图9是本发明实施例二中沿图3中C-C处的截面结构示意图；
图10是本发明中触控显示装置的结构示意图之一；
图11是本发明中触控显示装置的结构示意图之二。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的阵列基板及其制造方法、触控显示面板的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下：
[实施例一]
图1是本发明实施例一中触控电极的平面结构示意图。图2是本发明实施例一中阵列基板的平面结构示意图。图3是本发明实施例一中阵列基板边缘位置处的平面结构示意图。图4是图3中A-A处的截面结构示意图。图5是图3中B-B处的截面结构示意图。图6是图3中C-C处的截面结构示意图。
如图1至图6所示，本发明实施例一提供的一种阵列基板，包括衬底20以及沿远离衬底20方向依次设置的扫描线221、触控信号线254以及多个触控电极261。请参考图4，扫描线221和触控信号线254之间设有第一绝缘层202和蚀刻阻挡层242，蚀刻阻挡层242位于第一绝缘层202与触控信号线254之间。触控信号线254与触控电极261之间设有第二绝缘层203，在扫描线221和触控信号线254之间的交叉区域设有贯穿第二绝缘层203的第一接触孔H1，触控电极261通过第一接触孔H1与触控信号线254导电连接。蚀刻阻挡层242与第一接触孔H1相对应，蚀刻阻挡层242在衬底20上的投影区域完全覆盖住第一接触孔H1在衬底20上的投影区域。
本申请通过在扫描线221和触控信号线254之间的交叉区域设置用于阻挡第一接触孔H1的蚀刻阻挡层242，蚀刻阻挡层242在衬底20上的投影区域完全覆盖住第一接触孔H1在衬底20上的投影区域，从而在蚀刻第一接触孔H1时，蚀刻阻挡层242可以防止继续向下蚀刻并露出扫描线221，以便于在形成触控电极261后，避免触控信号线254和扫描线221出现短路，而导致画面异常的问题。
进一步地，阵列基板还包括栅极222，栅极222与扫描线221导电连接。本实施例中，扫描线221的其中一部分作为栅极222，即栅极222与扫描线221位于同一直线上，从而可以增加像素的开口率。当然，在其他实施例中，栅极222也可以与扫描线221不在同一直线上，即栅极222凸出于扫描线221进行设置，在此不作限制。
进一步地，阵列基板还包括像素电极241，像素电极241与触控电极261相互配合，即触控电极261可以复用作公共电极，以施加公共信号与像素电极241进行配合。其中，触控电极261位于像素电极241的上方，且触控电极261在对应像素电极241的区域设有狭缝，像素电极241为块状电极，从而实现边缘场开关模式(Fringe Field Switching，FFS)。
蚀刻阻挡层242与像素电极241位于同一层并相互绝缘，即蚀刻阻挡层242与像素电极241由同一透明金属层并经过同一道蚀刻工艺制作而成。其中，蚀刻阻挡层242与像素电极241由同一透明金属层蚀刻而成，不仅可以节省制作工艺，而且透明的蚀刻阻挡层242可以避免因蚀刻阻挡层242较大而影响开口率。
进一步地，请一并参考图3和图4，阵列基板还包括数据线251、源极252、漏极253以及有源层23，有源层23设置于第一绝缘层202的上方并于栅极222相对应。数据线251与源极252导电连接，漏极253与像素电极241导电连接，源极252与漏极253之间通过有源层23连接，源极252与漏极253之间在有源层23上方形成沟道。其中，触控信号线254与数据线251的走向方向相互平行。触控信号线254、数据线251、源极252以及漏极253位于同一层并相互绝缘，即数据线251、源极252、漏极253以及触控信号线254由同一金属层并经过同一道蚀刻工艺制作而成，从而进一步节省制作工艺。
其中，数据线251与扫描线221相互交叉限定形成多个像素单元SP，每个像素单元SP均设有像素电极241和薄膜晶体管1，像素电极241通过薄膜晶体管1与邻近薄膜晶体管1的数据线251电性连接。薄膜晶体管1由栅极222、有源层23、源极252以及漏极253组成。一个触控电极261可以对应多个像素单元SP，如图2所示，一个触控电极261可以对应9个像素单元SP，当然，在实际应用中，也可以根据实际需要进行设置。
进一步地，阵列基板还包括位于非显示区内的外围走线211和桥接电极262，桥接电极262的一端与触控信号线254电性连接，桥接电极262的另一端与外围走线211电性连接，桥接电极262与触控电极261位于同一层，从而节省制作工艺。其中，触控驱动芯片的触控信号通过电路板传输至阵列基板的绑定区，再依次通过外围走线211、桥接电极262以及触控信号线254传输至对应的触控电极261，以实现触控功能。
本实施例中，外围走线211位于扫描线221的下方并通过绝缘间隔层201相互间隔开。如图6所示，先在衬底20上形成外围走线211之后，再在覆盖外围走线211的绝缘间隔层201上制作扫描线221和栅极222。由于扫描线221和数据线251均需要在非显示区通过其他信号走线引至绑定区，将外围走线211和扫描线221设置于不同层可以减小扫描线221和外围走线211的设计难度，以及减小触控显示面板的边框。其中，在触控信号线254的末端位置形成有第二接触孔H2以及在外围走线211位置形成有第三接触孔H3，第二接触孔H2贯穿第二绝缘层203，第三接触孔H3贯穿第二绝缘层203、第一绝缘层202以及绝缘间隔层201。第一接触孔H1和第二接触孔H2的深度约为第三接触孔H3的深度为/>第二绝缘层203的厚度约为/>绝缘间隔层201和第一绝缘层202的厚度约为/>
通过在扫描线221和触控信号线254之间的交叉区域设置用于阻挡第一接触孔H1的蚀刻阻挡层242，因此，显示区域的第一接触孔H1可以与非显示区的第二接触孔H2和第三接触孔H3采用同一道蚀刻工艺一同制作，以节省制作工艺。其中，在第二接触孔H2的区域可以设置蚀刻阻挡层242，从而可以防止继续向下蚀刻并露出非显示区的扫描线221。当然，在第二接触孔H2的区域也可以不用设置蚀刻阻挡层242，因为在靠近非显示区具有一些无效像素，对应无效像素的那些扫描线221没有扫描作用。
进一步地，部分桥接电极262可以与部分触控电极261直接导电连接，因为，部分触控电极261在位于显示区的边缘处就需要直接与触控信号线254导电连接。
图7是本发明实施例一中阵列基板的制作方法的流程框图。图8a-8h2是本发明实施例一中阵列基板的制作方法的流程结构示意图。如图7-图8h2所述，本申请还提供一种阵列基板的制造方法，用于制造如上所述的阵列基板。其中，显示区内A-A处的制作流程结构示意图可以参考图8a-8h2中第二接触孔H2处的制作流程结构示意图。该制造方法包括：
步骤S1：如图7和图8a所示，提供衬底20。其中。衬底20可以由玻璃、石英、硅、丙烯酸或聚碳酸酯等材料制成，衬底20也可为柔性基板，用于柔性基板的适当材料包括例如聚醚砜(PES)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚乙烯(PE)、聚酰亚胺(PI)、聚氯乙烯(PVC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或其组合。
步骤S2：在衬底20的上方形成第一金属层21，对第一金属层21进行蚀刻并形成外围走线211；以及在衬底20的上方形成覆盖外围走线211的绝缘间隔层201，绝缘间隔层201为栅极绝缘层。具体地，第一金属层21直接设置于衬底20的上表面，并采用第一道掩膜工艺对第一金属层21进行蚀刻，第一金属层21在非显示区内形成图案化的外围走线211，当然，第一金属层21也可以在非显示区内形成给扫描线221和数据线251传输信号的信号走线。其中，第一金属层21可以采用金属例如铜(Cu)、银(Ag)、铬(Cr)、钼(Mo)、铝(Al)、钛(Ti)、锰(Mn)、镍(Ni)等，或者采用上述金属的组合例如Al/Mo、Cu/Mo等。绝缘间隔层201的材料为氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)或二者的组合。
步骤S3：如图7、图8b1和图8b2所示，在绝缘间隔层201的上方形成第二金属层22，对第二金属层22进行蚀刻并形成扫描线221和栅极222；以及扫描线221和栅极222上方形成覆盖住扫描线221和栅极222的第一绝缘层202。具体地，第二金属层22直接设置于绝缘间隔层201的上表面，并采用第二道掩膜工艺对第二金属层22进行蚀刻，使第二金属层22形成图案化的扫描线221和栅极222，栅极222与扫描线221导电连接。其中，第二金属层22可以采用金属例如铜(Cu)、银(Ag)、铬(Cr)、钼(Mo)、铝(Al)、钛(Ti)、锰(Mn)、镍(Ni)等，或者采用上述金属的组合例如Al/Mo、Cu/Mo等。第一绝缘层202的材料为氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)或二者的组合。
由于扫描线221和数据线251均需要在非显示区通过其他信号走线引至绑定区，因此，将外围走线211和扫描线221分别由位于不同的第一金属层21和二金属层22蚀刻而成，可以减小扫描线221和外围走线211的设计难度，以及减小触控显示面板的边框。
步骤S4：如图7、图8c、图8d1和图8d2所示，在第一绝缘层202的上方形成有源层23；以及覆盖有源层23的第一透明导电层24，对第一透明导电层24进行刻蚀并形成图案化的蚀刻阻挡层242和像素电极241，蚀刻阻挡层242与像素电极241相互绝缘。具体地，如图8c所示，在第一绝缘层202的上表面覆盖半导体层，采用第三道掩膜工艺对半导体层进行蚀刻，使半导体层形成图案化的有源层23，有源层23位于第一绝缘层202的上方并于栅极222相对应。如图8d1和图8d2所示，第一透明导电层24直接设置于第一绝缘层202的上表面并覆盖住有源层23，采用第四道掩膜工艺对第一透明导电层24进行蚀刻，使第一透明导电层24形成图案化的像素电极241和蚀刻阻挡层242。其中，第一透明导电层24采用氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)等透明电极制成。半导体层的材料采用非晶硅(a-Si)和掺杂非晶硅(N+a-Si)材料。通过将蚀刻阻挡层242与像素电极241由同一透明金属层蚀刻而成，不仅可以节省制作工艺，而且透明的蚀刻阻挡层242可以避免因蚀刻阻挡层242较大而影响开口率。
步骤S5：如图7、图8e1、图8e2、图8f1和图8f2所示，在第一透明导电层24的上方形成第三金属层25，对第三金属层25进行刻蚀并形成图案化的数据线251、源极252、漏极253以及触控信号线254；以及覆盖第三金属层25的第二绝缘层203。具体地，如图8e1和图8e2所示，第三金属层25直接设置于第一绝缘层202的上表面并覆盖住有源层23、像素电极241和蚀刻阻挡层242，采用第五道掩膜工艺对第三金属层25进行蚀刻，使第三金属层25形成图案化的数据线251、源极252、漏极253以及触控信号线254，触控信号线254与数据线251的走向方向相互平行，数据线251与源极252导电连接，漏极253与像素电极241导电连接，源极252与漏极253之间通过有源层23连接，源极252与漏极253之间在有源层23上方形成沟道。通过将数据线251、源极252、漏极253以及触控信号线254由同一金属层并经过同一道蚀刻工艺制作而成，从而进一步节省制作工艺。其中，蚀刻阻挡层242位于扫描线221和触控信号线254之间的交叉区域。第三金属层25可以采用金属例如铜(Cu)、银(Ag)、铬(Cr)、钼(Mo)、铝(Al)、钛(Ti)、锰(Mn)、镍(Ni)等，或者采用上述金属的组合例如Al/Mo、Cu/Mo等。第二绝缘层203的材料为氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)或二者的组合。
数据线251与扫描线221相互交叉限定形成多个像素单元SP，每个像素单元SP均设有像素电极241和薄膜晶体管1，像素电极241通过薄膜晶体管1与邻近薄膜晶体管1的数据线251电性连接。薄膜晶体管1由栅极222、有源层23、源极252以及漏极253组成。一个触控电极261可以对应多个像素单元SP，如图2所示，一个触控电极261可以对应9个像素单元SP，当然，在实际应用中，也可以根据实际需要进行设置。
步骤S6：如图7和图8g所示，对绝缘间隔层201、第一绝缘层202以及第二绝缘层203同时进行蚀刻，形成与蚀刻阻挡层242对应的第一接触孔H1(图3和图4)、与触控信号线254的末端位置对应的第二接触孔H2以及与外围走线211位置对应的第三接触孔H3。具体地，采用第六道掩膜工艺对绝缘间隔层201、第一绝缘层202以及第二绝缘层203同时进行蚀刻，在第二绝缘层203上形成第一接触孔H1和第二接触孔H2，第一接触孔H1和第二接触孔H2贯穿第二绝缘层203，以至少触控信号线254从第一接触孔H1中露出；在绝缘间隔层201、第一绝缘层202以及第二绝缘层203上共同形成第三接触孔H3，第三接触孔H3贯穿绝缘间隔层201、第一绝缘层202以及第二绝缘层203，以露出外围走线211。第一接触孔H1和第二接触孔H2的深度约为第三接触孔H3的深度为/>第二绝缘层203的厚度约为/>绝缘间隔层201和第一绝缘层202的厚度约为/>
其中，蚀刻阻挡层242在衬底20上的投影区域完全覆盖住第一接触孔H1在衬底20上的投影区域。由于具有蚀刻阻挡层242，在第一接触孔H1和第二接触孔H2处，可以防止继续向下蚀刻并露出非显示区的扫描线221。由图4和图8g中可以看出，第一接触孔H1和第二接触孔H2已经蚀刻出触控信号线254的边缘，如果没有蚀刻阻挡层242的阻挡，在第一接触孔H1和第二接触孔H2将继续向下蚀刻，并导致扫描线221露出。当然，在第二接触孔H2的区域也可以不同设置蚀刻阻挡层242，因为在靠近非显示区具有一些无效像素，对应无效像素的那些扫描线221没有扫描作用。通过在扫描线221和触控信号线254之间的交叉区域设置用于阻挡第一接触孔H1、第二接触孔H2的蚀刻阻挡层242，因此，显示区域的第一接触孔H1可以与非显示区的第二接触孔H2和第三接触孔H3采用同一道蚀刻工艺一同制作，以节省制作工艺。
步骤S7：如图7、图8h1和图8h2所示，在第二绝缘层203的上方形成第二透明导电层26，对第二透明导电层26进行刻蚀并形成图案化的触控电极261和桥接电极262，触控电极261通过第一接触孔H1与触控信号线254导电连接，桥接电极262的一端通过第二接触孔H2与触控信号线254电性连接，桥接电极262的另一端通过第三接触孔H3与外围走线211电性连接。具体地，第二透明导电层26直接设置于第二绝缘层203的上表面，第二透明导电层26伸入第一接触孔H1、第二接触孔H2以及第三接触孔H3内，并采用第七道掩膜工艺对第二透明导电层26进行蚀刻，使第二透明导电层26形成图案化的触控电极261和桥接电极262。其中，触控电极261不仅具有触控功能，还可以与像素电极241相互配合，即触控电极261可以复用作公共电极，以施加公共信号与像素电极241进行配合。触控电极261位于像素电极241的上方，且触控电极261在对应像素电极241的区域设有狭缝，像素电极241位块状电极，从而实现边缘场开关模式(Fringe Field Switching，FFS)。第一透明导电层24采用氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)等透明电极制成。
进一步地，部分桥接电极262可以与部分触控电极261直接导电连接，因为，部分触控电极261在位于显示区的边缘处就需要直接与触控信号线254导电连接。
[实施例二]
图9是本发明实施例二中沿图3中C-C处的截面结构示意图。如图9所示，本发明实施例二提供的阵列基板及其制造方法与实施例一(图3至图5)中的阵列基板及其制造方法基本相同，不同之处在于，在本实施例中：
外围走线211与扫描线221位于一层并相互绝缘。通过将外围走线211与扫描线221设置于同一层，因此，外围走线211与扫描线221可以采用同一层金属膜层一同蚀刻而成，从而节省制作工艺。缺点是：由于扫描线221和数据线251均需要在非显示区通过其他信号走线引至绑定区，将外围走线211与扫描线221设置于同一层，会增加设计难度以及触控显示面板的边框，但并不排除此实施方式。
本实施例中还提供一种阵列基板的制造方法，用于制造如上所述的阵列基板。该制造方法包括：
步骤S1：提供衬底20。其中。衬底20可以由玻璃、石英、硅、丙烯酸或聚碳酸酯等材料制成，衬底20也可为柔性基板，用于柔性基板的适当材料包括例如聚醚砜(PES)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚乙烯(PE)、聚酰亚胺(PI)、聚氯乙烯(PVC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或其组合。
步骤S2：在衬底20的上方形成第一金属层21，对第一金属层21进行蚀刻并形成扫描线221、栅极222以及外围走线211；以及在衬底20的上方形成覆盖外围走线211的绝缘间隔层201。具体地，第一金属层21直接设置于衬底20的上表面，并采用第一道掩膜工艺对第一金属层21进行蚀刻，第一金属层21形成图案化的扫描线221、栅极222以及外围走线211，外围走线211位于在非显示区内，栅极222与扫描线221导电连接。当然，第一金属层21也可以在非显示区内形成给扫描线221和数据线251传输信号的信号走线。其中，第一金属层21可以采用金属例如铜(Cu)、银(Ag)、铬(Cr)、钼(Mo)、铝(Al)、钛(Ti)、锰(Mn)、镍(Ni)等，或者采用上述金属的组合例如Al/Mo、Cu/Mo等。绝缘间隔层201的材料为氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)或二者的组合。
通过将外围走线211与扫描线221采用同一层金属膜层一同蚀刻而成，从而节省制作工艺。缺点是：由于扫描线221和数据线251均需要在非显示区通过其他信号走线引至绑定区，将外围走线211与扫描线221设置于同一层，会增加设计难度以及触控显示面板的边框，但并不排除此实施方式。
步骤S3：在绝缘间隔层201的上方形成有源层23；以及覆盖有源层23的第一透明导电层24，对第一透明导电层24进行刻蚀并形成图案化的蚀刻阻挡层242和像素电极241，蚀刻阻挡层242与像素电极241相互绝缘。具体地，在绝缘间隔层201的上表面覆盖半导体层，采用第二道掩膜工艺对半导体层进行蚀刻，使半导体层形成图案化的有源层23，有源层23位于绝缘间隔层201的上方并与栅极222相对应。第一透明导电层24直接设置于绝缘间隔层201的上表面并覆盖住有源层23，采用第四道掩膜工艺对第一透明导电层24进行蚀刻，使第一透明导电层24形成图案化的像素电极241和蚀刻阻挡层242。其中，第一透明导电层24采用氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)等透明电极制成。半导体层的材料采用非晶硅(a-Si)和掺杂非晶硅(N+a-Si)材料。通过将蚀刻阻挡层242与像素电极241由同一透明金属层蚀刻而成，不仅可以节省制作工艺，而且透明的蚀刻阻挡层242可以避免因蚀刻阻挡层242较大而影响开口率。
步骤S4：参考图8e1、图8e2、图8f1和图8f2所示，在第一透明导电层24的上方形成第三金属层25，对第三金属层25进行刻蚀并形成图案化的数据线251、源极252、漏极253以及触控信号线254；以及覆盖第三金属层25的第二绝缘层203。具体地，如图8e1和图8e2所示，第三金属层25直接设置于绝缘间隔层201的上表面并覆盖住有源层23、像素电极241和蚀刻阻挡层242，采用第四道掩膜工艺对第三金属层25进行蚀刻，使第三金属层25形成图案化的数据线251、源极252、漏极253以及触控信号线254，触控信号线254与数据线251的走向方向相互平行，数据线251与源极252导电连接，漏极253与像素电极241导电连接，源极252与漏极253之间通过有源层23连接，源极252与漏极253之间在有源层23上方形成沟道。通过将数据线251、源极252、漏极253以及触控信号线254由同一金属层并经过同一道蚀刻工艺制作而成，从而进一步节省制作工艺。其中，蚀刻阻挡层242位于扫描线221和触控信号线254之间的交叉区域。第三金属层25可以采用金属例如铜(Cu)、银(Ag)、铬(Cr)、钼(Mo)、铝(Al)、钛(Ti)、锰(Mn)、镍(Ni)等，或者采用上述金属的组合例如Al/Mo、Cu/Mo等。第二绝缘层203的材料为氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)或二者的组合。
数据线251与扫描线221相互交叉限定形成多个像素单元SP，每个像素单元SP均设有像素电极241和薄膜晶体管1，像素电极241通过薄膜晶体管1与邻近薄膜晶体管1的数据线251电性连接。薄膜晶体管1由栅极222、有源层23、源极252以及漏极253组成。一个触控电极261可以对应多个像素单元SP，如图2所示，一个触控电极261可以对应9个像素单元SP，当然，在实际应用中，也可以根据实际需要进行设置。
步骤S5：参考图8g所示，对绝缘间隔层201以及第二绝缘层203同时进行蚀刻，形成与蚀刻阻挡层242对应的第一接触孔H1(图3和图4)、与触控信号线254的末端位置对应的第二接触孔H2以及与外围走线211位置对应的第三接触孔H3。具体地，采用第五道掩膜工艺对绝缘间隔层201以及第二绝缘层203同时进行蚀刻，在第二绝缘层203上形成第一接触孔H1和第二接触孔H2，第一接触孔H1和第二接触孔H2贯穿第二绝缘层203，以至少触控信号线254从第一接触孔H1中露出；在绝缘间隔层201以及第二绝缘层203上共同形成第三接触孔H3，第三接触孔H3贯穿绝缘间隔层201以及第二绝缘层203，以露出外围走线211。第一接触孔H1和第二接触孔H2的深度约为第三接触孔H3的深度为/>第二绝缘层203的厚度约为/>绝缘间隔层201的厚度约为/>
其中，蚀刻阻挡层242在衬底20上的投影区域完全覆盖住第一接触孔H1在衬底20上的投影区域。由于具有蚀刻阻挡层242，在第一接触孔H1和第二接触孔H2处，可以防止继续向下蚀刻并露出非显示区的扫描线221。参考图4和图8g中可以看出，第一接触孔H1和第二接触孔H2已经蚀刻出触控信号线254的边缘，如果没有蚀刻阻挡层242的阻挡，在第一接触孔H1和第二接触孔H2将继续向下蚀刻，并导致扫描线221露出。当然，在第二接触孔H2的区域也可以不用设置蚀刻阻挡层242，因为在靠近非显示区具有一些无效像素，对应无效像素的那些扫描线221没有扫描作用。通过在扫描线221和触控信号线254之间的交叉区域设置用于阻挡第一接触孔H1、第二接触孔H2的蚀刻阻挡层242，因此，显示区域的第一接触孔H1可以与非显示区的第二接触孔H2和第三接触孔H3采用同一道蚀刻工艺一同制作，以节省制作工艺。
步骤S6：参考图8h1和图8h2所示，在第二绝缘层203的上方形成第二透明导电层26，对第二透明导电层26进行刻蚀并形成图案化的触控电极261和桥接电极262，触控电极261通过第一接触孔H1与触控信号线254导电连接，桥接电极262的一端通过第二接触孔H2与触控信号线254电性连接，桥接电极262的另一端通过第三接触孔H3与外围走线211电性连接。具体地，第二透明导电层26直接设置于第二绝缘层203的上表面，第二透明导电层26伸入第一接触孔H1、第二接触孔H2以及第三接触孔H3内，并采用第六道掩膜工艺对第二透明导电层26进行蚀刻，使第二透明导电层26形成图案化的触控电极261和桥接电极262。其中，触控电极261不仅具有触控功能，还可以与像素电极241相互配合，即触控电极261可以复用作公共电极，以施加公共信号与像素电极241进行配合。触控电极261位于像素电极241的上方，且触控电极261在对应像素电极241的区域设有狭缝，像素电极241位块状电极，从而实现边缘场开关模式(Fringe Field Switching，FFS)。第二透明导电层26采用氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)等透明电极制成。
进一步地，部分桥接电极262可以与部分触控电极261直接导电连接，因为，部分触控电极261在位于显示区的边缘处就需要直接与触控信号线254导电连接。
本领域的技术人员应当理解的是，本实施例的其余结构以及工作原理均与实施例一相同，这里不再赘述。
图10是本发明中触控显示装置的结构示意图之一。图11是本发明中触控显示装置的结构示意图之二。如图10和图11所示，本发明还提供一种触控显示装置，包括背光模组50和触控显示面板。背光模组50可以是侧入式背光模组，也可以是直下式背光模组。优选地，背光模组50采用准直背光(CBL，collimated backlight)模式，可对光线起到收光的作用，保证显示效果。触控显示面板包括阵列基板、彩膜基板10和位于阵列基板与彩膜基板10之间的液晶层30，阵列基板为如上(实施例一、实施例二)所述的阵列基板。
本实施例中，背光模组50位于阵列基板远离彩膜基板10的一侧，即彩膜基板10位于触控显示装置的外侧。当然，在其他实施例中，背光模组50也可以位于彩膜基板10远离阵列基板的一侧，也就是说，阵列基板位于触控显示面板的外侧，从而用户在触摸屏幕时，可以减小触控电极261与用户之间的间距，以增强触控灵敏度。
其中，液晶层30中的液晶分子采用正性液晶分子(介电各向异性为正的液晶分子)，在初始状态时，正性液晶分子处理于平躺姿态，靠近彩膜基板10的正性液晶分子的配向方向与靠近阵列基板的正性液晶分子的配向方向相平行。可以理解地是，阵列基板和彩膜基板10在朝向液晶层30的一层还设有配向层，从而对液晶层30中的正性液晶分子进行配向。
彩膜基板10上设有黑矩阵11和色阻层12，黑矩阵11与扫描线221、数据线251、薄膜晶体管1以及外围非显示区相对应，黑矩阵11将多个色阻层12间隔开。色阻层12包括红(R)、绿(G)、蓝(B)三色的色阻材料，并对应形成红(R)、绿(G)、蓝(B)三色的子像素。
彩膜基板10上设有上偏光片41，阵列基板上设有下偏光片42，上偏光片41的透光轴与下偏光片42的透光轴相互垂直。
如图10所示，触控显示装置在显示画面时间段，通过触控信号线254向触控电极261施加公共电压，通过数据线251向像素电极241施加对应的灰阶电压，像素电极241与触控电极261之间形成压差并产生水平电场(图10中的E1)，液晶层30中的正性液晶分子在水平方向上发生偏转，从而在控制光线穿过液晶层30的强度，实现灰阶显示。灰阶电压包括0～255级灰阶电压，像素电极241施加不同的灰阶电压时，像素单元SP呈现不同的亮度，从而实现显示装置显示不同的画面。而触控显示装置在触控时间段，通过触控信号线254向触控电极261触控信号，从而实现触控功能。
在本文中，所涉及的上、下、左、右、前、后等方位词是以附图中的结构位于图中的位置以及结构相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。还应当理解，本文中使用的术语“第一”和“第二”等，仅用于名称上的区分，并不用于限制数量和顺序。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限定，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰，为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种阵列基板，其特征在于，包括衬底(20)以及沿远离所述衬底(20)方向依次设置的扫描线(221)、触控信号线(254)以及多个触控电极(261)，所述扫描线(221)和所述触控信号线(254)之间设有第一绝缘层(202)和蚀刻阻挡层(242)，所述蚀刻阻挡层(242)位于所述第一绝缘层(202)与所述触控信号线(254)之间，所述触控信号线(254)与所述触控电极(261)之间设有第二绝缘层(203)，在所述扫描线(221)和所述触控信号线(254)之间的交叉区域设有贯穿所述第二绝缘层(203)的第一接触孔(H1)，所述触控电极(261)通过所述第一接触孔(H1)与所述触控信号线(254)导电连接，所述蚀刻阻挡层(242)与所述第一接触孔(H1)相对应，所述蚀刻阻挡层(242)在所述衬底(20)上的投影区域完全覆盖住所述第一接触孔(H1)在所述衬底(20)上的投影区域。
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像素电极(241)，所述像素电极(241)与所述触控信号线(254)相互配合，所述蚀刻阻挡层(242)与所述像素电极(241)位于同一层并相互绝缘。
3.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数据线(251)，所述触控信号线(254)与所述数据线(251)位于同一层并相互绝缘。
4.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位于非显示区内的外围走线(211)和桥接电极(262)，所述桥接电极(262)的一端与所述触控信号线(254)电性连接，所述桥接电极(262)的另一端与所述外围走线(211)电性连接，所述桥接电极(262)与所述触控电极(261)位于同一层。
5.根据权利要求4所述的阵列基板，其特征在于，所述外围走线(211)与所述扫描线(221)位于一层并相互绝缘；或，所述外围走线(211)位于所述扫描线(221)的下方并通过绝缘间隔层(201)相互间隔开。
6.一种阵列基板的制造方法，其特征在于，用于制造如权利要求1-5任一项所述的阵列基板，该制造方法包括：
提供衬底(10)；
在所述衬底(10)的上方形成图案化的扫描线(221)和栅极(222)，所述栅极(222)与所述扫描线(221)导电连接；
在所述扫描线(221)和所述栅极(222)的上方依次形成第一绝缘层(202)、蚀刻阻挡层(242)以及触控信号线(254)，所述蚀刻阻挡层(242)位于所述扫描线(221)和所述触控信号线(254)之间的交叉区域；
在所述触控信号线(254)的上方形成覆盖所述触控信号线(254)的第二绝缘层(203)，对所述第二绝缘层(203)进行蚀刻并形成与所述蚀刻阻挡层(242)对应的第一接触孔(H1)，至少所述触控信号线(254)从所述第一接触孔(H1)中露出，所述蚀刻阻挡层(242)在所述衬底(20)上的投影区域完全覆盖住所述第一接触孔(H1)在所述衬底(20)上的投影区域；
在所述第二绝缘层(203)的上方形成多个触控电极(261)，所述触控电极(261)通过所述第一接触孔(H1)与所述触控信号线(254)导电连接。
7.根据权利要求6所述的制造方法，其特征在于，所述阵列基板还包括位于非显示区内的外围走线(211)和桥接电极(262)，所述外围走线(211)和所述桥接电极(262)的制造方法包括：
在所述衬底(10)的上方形成第一金属层(21)，对所述第一金属层(21)进行蚀刻并形成所述扫描线(221)、所述栅极(222)以及外围走线(211)，所述第一绝缘层(202)覆盖住所述扫描线(221)、所述栅极(222)以及所述外围走线(211)；
在对所述第二绝缘层(203)进行蚀刻时，同时对位于所述非显示区内的所述第一绝缘层(202)进行蚀刻，并在所述触控信号线(254)的末端位置形成第二接触孔(H2)以及在所述外围走线(211)位置形成第三接触孔(H3)；
在所述第二绝缘层(203)的上方形成第二透明导电层(26)，对所述第二透明导电层(26)进行刻蚀并形成图案化的所述触控电极(261)和所述桥接电极(262)，所述桥接电极(262)的一端通过所述第二接触孔(H2)与所述触控信号线(254)电性连接，所述桥接电极(262)的另一端通过所述第三接触孔(H3)与所述外围走线(211)电性连接。
8.根据权利要求6所述的制造方法，其特征在于，所述阵列基板还包括位于非显示区内的外围走线(211)和桥接电极(262)，所述外围走线(211)和所述桥接电极(262)的制造方法包括：
在所述衬底(10)的上方形成第一金属层(21)，对所述第一金属层(21)进行蚀刻并形成所述外围走线(211)；
在所述衬底(10)的上方形成覆盖所述外围走线(211)的绝缘间隔层(201)；
在所述绝缘间隔层(201)的上方形成第二金属层(22)，对所述第二金属层(22)进行蚀刻并形成所述扫描线(221)和所述栅极(222)，所述第一绝缘层(202)覆盖住所述扫描线(221)和所述栅极(222)；
在对所述第二绝缘层(203)进行蚀刻时，同时对位于所述非显示区内的所述第一绝缘层(202)和所述绝缘间隔层(201)进行蚀刻，并在所述触控信号线(254)的末端位置形成第二接触孔(H2)以及在所述外围走线(211)位置形成第三接触孔(H3)；
在所述第二绝缘层(203)的上方形成第二透明导电层(26)，对所述第二透明导电层(26)进行刻蚀并形成图案化的所述触控电极(261)和所述桥接电极(262)，所述桥接电极(262)的一端通过所述第二接触孔(H2)与所述触控信号线(254)电性连接，所述桥接电极(262)的另一端通过所述第三接触孔(H3)与所述外围走线(211)电性连接。
9.根据权利要求6所述的制造方法，其特征在于，所述阵列基板还包括像素电极(241)、数据线(251)、源极(252)、漏极(253)以及有源层(23)，所述像素电极(241)、所述数据线(251)、所述源极(252)、所述漏极(253)以及所述有源层(23)的制造方法包括：
在第一绝缘层(202)的上方形成所述有源层(23)；
在第一绝缘层(202)的上方形成覆盖所述有源层(23)的第一透明导电层(24)，对所述第一透明导电层(24)进行刻蚀并形成图案化的所述蚀刻阻挡层(242)和像素电极(241)，所述蚀刻阻挡层(242)与所述像素电极(241)相互绝缘；
在所述第一透明导电层(24)的上方形成第三金属层(25)，对所述第三金属层(25)进行刻蚀并形成图案化的所述数据线(251)、所述源极(252)、所述漏极(253)以及所述触控信号线(254)，所述数据线(251)与所述源极(252)导电连接，所述漏极(253)与所述像素电极(241)导电连接，所述源极(252)与所述漏极(253)之间通过所述有源层(23)连接。
10.一种触控显示面板，包括阵列基板、彩膜基板(10)和位于所述阵列基板与所述彩膜基板(10)之间的液晶层(30)，其特征在于，所述阵列基板为如权利要求1-5任意一项所述的阵列基板。
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|---|---|---|---|
| CN202310789510.0A CN117471739A (zh) | 2023-06-29 | 2023-06-29 | 阵列基板及其制造方法、触控显示面板 |
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| CN202310789510.0A CN117471739A (zh) | 2023-06-29 | 2023-06-29 | 阵列基板及其制造方法、触控显示面板 |
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| Publication Number | Publication Date |
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| CN117471739A true CN117471739A (zh) | 2024-01-30 |
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| CN202310789510.0A Pending CN117471739A (zh) | 2023-06-29 | 2023-06-29 | 阵列基板及其制造方法、触控显示面板 |
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2023
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