CN109739391A - 触控阵列基板、制作方法及液晶显示装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种触控阵列基板、制作方法及液晶显示装置。该触控阵列基板包括：基板；薄膜晶体管，位于基板上；像素电极，与薄膜晶体管的漏极电连接；公共电极，与像素电极形成电容，并提供触控感应信号；第一金属层，形成与薄膜晶体管的栅极相连的多条扫描线；第二金属层，形成与薄膜晶体管的源极相连的多条数据线；第三金属层，形成与公共电极电连接的多条感应线，多条感应线分别传输相应的触控感应信号；隔离层，位于第二金属层和第三金属层之间，其中，多条感应线在第三金属层所在平面内的延伸方向与多条数据线在第二金属层所在平面内的延伸方向互不平行。该触控阵列基板的感应线与数据线互不平行，从而减小数据线对感应线的耦合作用。

Description

触控阵列基板、制作方法及液晶显示装置

技术领域

本发明涉及显示技术领域，更具体地，涉及一种触控阵列基板、制作方法及液晶显示装置。

背景技术

随着显示技术的飞速发展，触摸屏(touch panel)已经遍及人们生活中的各个方面。随着触控技术的不断进步，人们对触控产品的要求也越来越高，在关注灵敏度的同时还要考虑轻薄，使得显示面板厂商制程成本大幅度提升。

目前，触摸屏按照组成结构可以分为：覆盖表面式触摸屏(On-cell touch panel)以及内嵌式触摸屏(In-cell touch panel)。内嵌式触摸屏是将触摸屏的触控电极内嵌在显示屏内部，例如将触控电极内嵌在阵列基板上。

以内嵌式触摸屏为例，图1示出了根据现有技术的触控阵列基板的平面示意图，如图1所示，现有的一种触控阵列基板上设有公共电极层与感应线路层，其中公共电极层包括呈阵列排布且相互绝缘的多个公共电极150，感应线路层包括相互绝缘的多条感应线140，多条感应线140与所述多个公共电极150分别一一对应电连接。具体地，公共电极层与感应线路层之间设有绝缘层，绝缘层中在与每个公共电极150相对应的位置设有导通孔143，感应线路层中每条感应线140的一端通过导通孔143与一个对应的公共电极150电连接，感应线路层中每条感应线140的另一端与触控驱动集成芯片170电连接。

图2示出了根据现有技术的触控阵列基板上像素单元的结构示意图，如图2所示，所述阵列基板上还设有由扫描线142与数据线141绝缘交叉限定的多个像素单元，每个像素单元内设有像素电极160和薄膜晶体管。图2所示为感应线路层的各条感应线140与数据线141在同一层且紧邻并排设置。

图3示出了根据现有技术的触控阵列基板上像素单元的截面图，如图3所示，所述阵列基板在制作时，包括以下步骤：在基板101上进行第一道蚀刻制程，以制作薄膜晶体管的栅极110以及扫描线，以及形成第一绝缘层121；进行第二道蚀刻制程，以制作薄膜晶体管的第一沟道层131和第二沟道层132；进行第三道蚀刻制程，以制作薄膜晶体管的源极112、漏极111以及数据线和感应线路层的感应线，以及形成第二绝缘层122；第四道蚀刻制程用于制作导通公共电极的导通孔(图中未示出)；进行第五道蚀刻制程，以制作公共电极150，以及形成第三绝缘层123；第六道蚀刻制程用于制作像素电极160的导通孔，第七道蚀刻制程用于制作像素电极160，像素电极160通过导通孔与薄膜晶体管的漏极111接触。

上述的触控阵列基板的结构中，感应线路层的各条感应线与数据线在同一层且紧邻并排设置，会导致电路产生寄生电容，感应线的负载过重，灵敏度变差，并且感应线与数据线紧邻会导致像素的穿透率下降。因此，亟需对现有技术的触控阵列基板进行进一步改进，以解决上述问题。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种触控阵列基板、制作方法及液晶显示装置，其中，多条感应线在第三金属层所在平面内的延伸方向与多条数据线在第二金属层所在平面内的延伸方向互不平行，从而减小数据线对感应线的耦合作用。

根据本发明的一方面，提供一种触控阵列基板，包括：基板；薄膜晶体管，位于所述基板上；像素电极，与所述薄膜晶体管的漏极电连接；公共电极，与所述像素电极形成电容，并提供触控感应信号；第一金属层，形成与所述薄膜晶体管的栅极相连的多条扫描线；第二金属层，形成与所述薄膜晶体管的源极相连的多条数据线；第三金属层，形成与所述公共电极电连接的多条感应线，所述多条感应线分别传输相应的所述触控感应信号；隔离层，位于所述第二金属层和第三金属层之间，以将所述第二金属层与所述第三金属层电隔离，其中，所述多条感应线在所述第三金属层所在平面内的延伸方向与所述多条数据线在所述第二金属层所在平面内的延伸方向互不平行。

优选地，所述公共电极包括排列成m行n列且相互电隔离的多个子电极，每个所述子公共电极分别与相应的所述感应线通过至少一个电连接结构相连，其中，每列所述子电极中的m个所述子电极分别与对应的m条相邻所述感应线电连接，其中m和n为非零自然数。

优选地，每条所述感应线在所述多个子电极的列方向上呈折线形延伸。

优选地，每条所述感应线包括直线型的m个顺次相连的子部分，每条所述感应线中相邻的两个所述子部分之间形成锐角、直角或钝角。

优选地，每个所述子部分在所述第二金属层所在平面内的投影与多条所述数据线相交。

优选地，位于同一个所述子电极上方的所述子部分相互平行分布。

优选地，与同一行所述子电极对应的各个所述子部分相互平行分布。

优选地，各条所述感应线在所述公共电极上方、在所述第三金属层所在平面内的延伸长度相同。

根据本发明的另一方面，提供一种触控显示装置，包括：如上所述的触控阵列基板；彩膜基板，与所述阵列基板相对设置；液晶层，位于所述彩膜基板和所述阵列基板之间；以及触控检测单元，与所述多条感应线相连，以接收所述触控感应信号。

根据本发明的另一方面，提供一种触控阵列基板的制造方法，包括：在基板上形成薄膜晶体管；形成像素电极，所述像素电极与所述薄膜晶体管的漏极电连接；形成公共电极，与所述像素电极形成电容，并提供触控感应信号；利用第一金属层形成与所述薄膜晶体管的栅极相连的多条扫描线；利用第二金属层形成与所述薄膜晶体管的源极相连的多条数据线；利用第三金属层形成与所述公共电极电连接的多条感应线，所述多条感应线分别传输相应的所述触控感应信号；形成隔离层，所述隔离层位于所述第二金属层和第三金属层之间，以将所述第二金属层与所述第三金属层电隔离，其中，所述多条感应线在所述第三金属层所在平面内的延伸方向与所述多条数据线在所述第二金属层所在平面内的延伸方向互不平行。

本发明提供的触控阵列基板、制作方法及液晶显示装置，在第二金属层和第三金属层之间设置隔离层，将第二金属层与第三金属层电隔离，并且多条感应线在第三金属层所在平面内的延伸方向与多条数据线在第二金属层所在平面内的延伸方向互不平行，从而减小感应线与数据线之间的寄生电容，减小数据线对感应线的耦合作用。进一步地，感应线与数据线的距离变远有利于提高显示面板的透过率。

附图说明

通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1示出了根据现有技术的触控阵列基板的平面示意图；

图2示出了根据现有技术的触控阵列基板上像素单元的结构示意图；

图3示出了根据现有技术的触控阵列基板上像素单元的截面图；

图4示出了根据本发明实施例的触控阵列基板的平面示意图；

图5示出了根据本发明实施例的触控阵列基板上像素单元的结构示意图；

图6a至6g示出了根据本发明实施例的制造触控阵列基板的方法的各个阶段的截面图。

附图标记如下：

101 基板

110 栅极

111 源极

112 漏极

121 第一绝缘层

122 第二绝缘层

123 第三绝缘层

124 隔离层

131 第一沟道层

132 第二沟道层

140 感应线

141 数据线

142 扫描线

143 导通孔

150 公共电极

160 像素电极

170 触控驱动集成芯片

具体实施方式

以下将参照附图更详细地描述本发明。在各个附图中，相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。此外，在图中可能未示出某些公知的部分。

在下文中描述了本发明的许多特定的细节，例如部件的结构、材料、尺寸、处理工艺和技术，以便更清楚地理解本发明。但正如本领域的技术人员能够理解的那样，可以不按照这些特定的细节来实现本发明。

应当理解，在描述部件的结构时，当将一层、一个区域称为位于另一层、另一个区域“上面”或“上方”时，可以指直接位于另一层、另一个区域上面，或者在其与另一层、另一个区域之间还包含其它的层或区域。并且，如果将部件翻转，该一层、一个区域将位于另一层、另一个区域“下面”或“下方”。

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

图4示出了根据本发明实施例的触控阵列基板的平面示意图，如图4所示，触控阵列基板上设有公共电极层与感应线路层，其中公共电极层包括呈阵列排布且相互绝缘的多个公共电极150，感应线路层包括相互绝缘的多条感应线140，多条感应线140与所述多个公共电极150分别一一对应电连接。具体地，公共电极层与感应线路层之间设有绝缘层，绝缘层中在与每个公共电极150相对应的位置设有导通孔143，感应线路层中每条感应线140的一端通过导通孔143与一个对应的公共电极150电连接，感应线路层中每条感应线140的另一端与触控驱动集成芯片170电连接。公共电极150包括排列成m行n列且相互电隔离的多个子电极，每个所述子公共电极分别与相应的感应线140通过至少一个电连接结构相连，其中，每列所述子电极中的m个所述子电极分别与对应的m条相邻感应线140电连接，其中m和n为非零自然数。

在该实施例中，感应线140在所述多个子电极的列方向上呈折线形延伸，每条感应线140包括直线型的m个顺次相连的子部分，每条所述感应线中相邻的两个所述子部分之间形成锐角、直角或钝角。

可以使感应线140与数据线141，减小寄生电容，从而减小数据线141对感应线140的耦合作用，并且感应线140与数据线141的距离变远有利于提高面板的透过率。

图5示出了根据本发明实施例的触控阵列基板上像素单元的结构示意图，如图5所示，所述阵列基板上还设有由扫描线142与数据线141绝缘交叉限定的多个像素单元，每个像素单元内设有像素电极161和薄膜晶体管。图5所示为感应线路层的各条感应线140呈折线分布，数据线141呈直线分布，感应线140与数据线141不平行，能减小寄生电容，从而减小数据线141对感应线140的耦合作用。

图6a至6g示出了根据本发明实施例的制造触控阵列基板的方法的各个阶段的截面图。所述截面图沿着图5中的AA’线截取。

该方法开始于已经在基板101上形成栅极110的结构，如图6a所示。在该步骤中，在基板101上形成栅极薄膜和第一金属层，第一金属层包括栅极110的引出电极和多条扫描线(参见图5)，其中，每条扫描线与对应的栅极110电连接，栅极110可以独立设置或者也可以为扫描线的一部分。

栅极110例如为多晶硅，第一金属层可以由Mo、Al、Au、Ag、Cu等电阻率较低的金属或包含其中任一种材料的合金或其它复合膜层制成，利用第一道光罩制程对第一金属层进行蚀刻，以形成栅极110和扫描线，其中栅极110与扫描线相连或者栅极110为扫描线的一部分。

进一步地，形成覆盖于基板101和栅极110表面的第一绝缘层121，以及形成位于第一绝缘层121表面的第一沟道层131和第二沟道层132，如图6b所示。

在基板101和栅极110暴露在空气中的表面的形成第一沟道层薄膜和第二沟道层薄膜，利用第二道光罩制程对第一沟道层薄膜和第二沟道层薄膜进行蚀刻，以形成第一沟道层131和第二沟道层132。第一沟道层131例如为非晶硅(a-Si)半导体层，第二沟道层132例如为n型多晶硅层，第一绝缘层121例如为无机绝缘材料，例如由氧化硅、氮化硅、氮氧化硅等制成，但不限于此。

进一步地，形成覆盖于第一绝缘层121表面的源极112和漏极111，如图6c所示。

在该步骤中，形成源极和漏极薄膜以及第二金属层，第二金属层包括源极112、漏极111的引出电极和多条数据线(参见图5)，源极112和漏极111分别与第二沟道层132的两端接触连接，每条数据线与对应的源极112连接，每个源极112、漏极111和栅极110都对应组成一个薄膜晶体管。

在该步骤中，在第一绝缘层121上沉积掺杂半导体薄膜和第二金属层，利用第三道光罩制程对第二金属层进行蚀刻形成源极112、漏极111和多条数据线，其中源极112和漏极11分别与第二沟道层132的两端接触连接，数据线与源极112连接。源极112和漏极111例如为N掺杂多晶硅，第二金属层可以由Mo、Al、Au、Ag、Cu等电阻率较低的金属或包含其中任一种材料的合金或其它复合膜层制成。

进一步地，形成覆盖于第一绝缘层121表面的隔离层124，在隔离层124的表面形成感应线140，如图6d所示。

感应线140呈折现分布(参见图4)，各条感应线140在第三金属层所在平面内的延伸长度相同。在隔离层124的隔离作用下，感应线140与源极111分布于不同层面，源极111引出数据线。因此该结构可以减小感应线140与数据线之间的寄生电容，从而减小数据线对感应线140的耦合作用，并且感应线140与数据线的距离变远有利于提高面板的透过率。

在该步骤中，在第一绝缘层121表面形成隔离层124，在隔离层124的表面形成第三金属层，采用利用第四道光罩制程对第三金属层进行蚀刻形成感应线140。隔离层124例如为无机绝缘材料，例如由氧化硅、氮化硅、氮氧化硅等制成，但不限于此。

进一步地，形成覆盖于第二金属层和感应线140表面的第二绝缘层122，以及形成覆盖于第二绝缘层122表面的公共电极150，如图6e所示。

在该步骤中，形成覆盖于第二金属层和感应线140表面的第二绝缘层122，在第二绝缘层122上沉积第一透明导电层，利用第五道光罩制程对第一透明导电层进行蚀刻形成公共电极150，公共电极150包括呈阵列排布且相互绝缘的多个公共电极块，多个公共电极块之间露出第二绝缘层122，并且每个公共电极块与对应的感应线140相连的位置上露出第二绝缘层122，第一透明导电层例如是由氧化铟锡(Indium TinOxide,ITO)或氧化铟锌(indium zinc oxide,IZO)等透明导电材料制成，但不以此为限。

进一步地，形成覆盖于公共电极150表面的第三绝缘层123，如图6f所示。

第三绝缘层123覆盖每个公共电极块和将第二绝缘层122露出的位置，利用第六道光罩制程对第三绝缘层123进行蚀刻，以形成开口，开口设于与漏极111相对应的位置。第三绝缘层123例如为无机绝缘材料，例如由氧化硅、氮化硅、氮氧化硅等制成，但不限于此。

进一步地，在第三绝缘层123表面形成第二透明导电层，如图6g所示。

利用第七道光罩制程对第二透明导电层进行蚀刻形成像素电极160，像素电极181填入所述开口中与漏极111导电连接。第二透明导电层例如是由氧化铟锡(Indium TinOxide,ITO)或氧化铟锌(indium zinc oxide,IZO)等透明导电材料制成，但不以此为限。

应当说明的是，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。

依照本发明的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (10)

1.一种触控阵列基板，其特征在于，包括：

基板；

薄膜晶体管，位于所述基板上；

像素电极，与所述薄膜晶体管的漏极电连接；

公共电极，与所述像素电极形成电容，并提供触控感应信号；

第一金属层，形成与所述薄膜晶体管的栅极相连的多条扫描线；

第二金属层，形成与所述薄膜晶体管的源极相连的多条数据线；

第三金属层，形成与所述公共电极电连接的多条感应线，所述多条感应线分别传输相应的所述触控感应信号；

隔离层，位于所述第二金属层和第三金属层之间，以将所述第二金属层与所述第三金属层电隔离，

其中，所述多条感应线在所述第三金属层所在平面内的延伸方向与多条所述数据线在所述第二金属层所在平面内的延伸方向互不平行。

2.根据权利要求1所述的触控阵列基板，其特征在于，所述公共电极包括排列成m行n列且相互电隔离的多个子电极，每个所述子公共电极分别与相应的所述感应线通过至少一个电连接结构相连，

其中，每列所述子电极中的m个所述子电极分别与对应的m条相邻所述感应线电连接，其中m和n为非零自然数。

3.根据权利要求2所述的触控阵列基板，其特征在于，每条所述感应线在所述多个子电极的列方向上呈折线形延伸。

4.根据权利要求3所述的触控阵列基板，其特征在于，每条所述感应线包括直线型的m个顺次相连的子部分，每条所述感应线中相邻的两个所述子部分之间形成锐角、直角或钝角。

5.根据权利要求4所述的触控阵列基板，其特征在于，每个所述子部分在所述第二金属层所在平面内的投影与多条所述数据线相交。

6.根据权利要求4所述的触控阵列基板，其特征在于，位于同一个所述子电极上方的所述子部分相互平行分布。

7.根据权利要求4所述的触控阵列基板，其特征在于，与同一行所述子电极对应的各个所述子部分相互平行分布。

8.根据权利要求1所述的触控阵列基板，其特征在于，各条所述感应线在所述公共电极上方、在所述第三金属层所在平面内的延伸长度相同。

9.一种触控显示装置，其特征在于，包括：

如权利要求1-8任一项所述的触控阵列基板；

彩膜基板，与所述阵列基板相对设置；

液晶层，位于所述彩膜基板和所述阵列基板之间；以及

触控检测单元，与所述多条感应线相连，以接收所述触控感应信号。

10.一种触控阵列基板的制造方法，其特征在于，包括：

在基板上形成薄膜晶体管；

形成像素电极，所述像素电极与所述薄膜晶体管的漏极电连接；

形成公共电极，与所述像素电极形成电容，并提供触控感应信号；

利用第一金属层形成与所述薄膜晶体管的栅极相连的多条扫描线；

利用第二金属层形成与所述薄膜晶体管的源极相连的多条数据线；

利用第三金属层形成与所述公共电极电连接的多条感应线，所述多条感应线分别传输相应的所述触控感应信号；

形成隔离层，所述隔离层位于所述第二金属层和第三金属层之间，以将所述第二金属层与所述第三金属层电隔离，

其中，所述多条感应线在所述第三金属层所在平面内的延伸方向与所述多条数据线在所述第二金属层所在平面内的延伸方向互不平行。