阵列基板和触摸屏的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种阵列基板和触摸屏。该阵列基板包括：衬底基板，所述衬底基板上形成有栅线和数据线，所述栅线和所述数据线限定出像素单元，所述像素单元包括：显示薄膜晶体管和像素电极，所述衬底基板上还形成有扫描线、接收线和触摸电极，部分或者全部所述像素单元还包括：与所述触摸电极连接的触摸薄膜晶体管，所述触摸薄膜晶体管与所述扫描线和所述接收线连接。本实用新型中，触摸薄膜晶体管形成于像素单元中，实现了将显示薄膜晶体管和触摸薄膜晶体管同时设置于像素单元中，无需占用阵列基板上像素单元之外的空间，从而简化了阵列基板的结构。
【专利说明】阵列基板和触摸屏
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及显示【技术领域】，特别涉及一种阵列基板和触摸屏。
【背景技术】
[0002]触摸屏按照组成结构可以分为:外挂式触摸屏(Add on Mode Touch Panel)、覆盖表面式触摸屏(On Cell Touch Panel)以及内嵌式触摸屏(In Cell Touch Panel)。其中，内嵌式触摸屏是将触摸屏的触摸电极内嵌在液晶显示面板的内部而形成的触摸屏。
[0003]阵列基板是触摸屏的重要部件。现有技术中，阵列基板可包括:衬底基板和形成于衬底基板之上的栅线和数据线，栅线和数据线限定像素单元，像素单元内形成有显示薄膜晶体管和像素电极，衬底基板上还形成有触摸电极和触摸薄膜晶体管，显示薄膜晶体管和触摸薄膜晶体管均采用底栅型结构，且触摸薄膜晶体管形成于像素单元之外。
[0004]现有技术中，将显示薄膜晶体管和触摸薄膜晶体管分离设置，触摸薄膜晶体管单独形成于像素单元之外，需要占用阵列基板上像素单元之外的空间，从而使得阵列基板结构复杂。
实用新型内容
[0005]本实用新型提供一种阵列基板和触摸屏，用于简化阵列基板的结构。
[0006]为实现上述目的，本实用新型提供了一种阵列基板，包括:衬底基板，所述衬底基板上形成有栅线和数据线，所述栅线和所述数据线限定出像素单元，所述像素单元包括:显示薄膜晶体管和像素电极，所述衬底基板上还形成有扫描线、接收线和触摸电极，部分或者全部所述像素单元还包括:与所述触摸电极连接的触摸薄膜晶体管，所述触摸薄膜晶体管与所述扫描线和所述接收线连接。
[0007]可选地，所述触摸薄膜晶体管的栅极与所述扫描线连接，所述触摸薄膜晶体管的源极与所述触摸电极连接，所述触摸薄膜晶体管的漏极与所述接收线连接。
[0008]可选地，所述触摸电极与所述像素电极同层设置，所述触摸电极呈纵横交叉设置。
[0009]可选地，所述触摸薄膜晶体管的栅极与所述扫描线同层设置，所述触摸薄膜晶体管的栅极和所述扫描线位于所述数据线的上方，所述触摸薄膜晶体管的源极、所述触摸薄膜晶体管的漏极和所述接收线与所述数据线同层设置。
[0010]可选地，还包括:与所述栅线同层设置的第一遮挡图形以及与所述扫描线同层设置的第二遮挡图形；
[0011]所述触摸薄膜晶体管的栅极位于所述第一遮挡图形的上方，所述第二遮挡图形位于所述显示薄膜晶体管的栅极的上方。
[0012]可选地，所述触摸薄膜晶体管的栅极与所述第一遮挡图形部分或者全部重合，所述第二遮挡图形与所述显示薄膜晶体管的栅极部分或者全部重合。
[0013]可选地，还包括:公共电极，所述像素电极和所述公共电极之间形成有第一存储电容和第一液晶电容，所述触摸电极与所述公共电极之间形成有第二存储电容和第二液晶电容。
[0014]为实现上述目的，本实用新型提供了一种触摸屏，包括:相对设置的彩膜基板和上述阵列基板，所述彩膜基板和所述阵列基板之间设置有液晶层。
[0015]本实用新型具有以下有益效果:
[0016]本实用新型提供的阵列基板和触摸屏的技术方案中，像素单元中包括显示薄膜晶体管且部分或者全部像素单元中包括触摸薄膜晶体管，触摸薄膜晶体管形成于像素单元中，实现了将显示薄膜晶体管和触摸薄膜晶体管同时设置于像素单元中，无需占用阵列基板上像素单元之外的空间，从而简化了阵列基板的结构。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型实施例一提供的一种阵列基板的结构示意图；
[0018]图2为图1中显示薄膜晶体管的栅极层的结构示意图；
[0019]图3为图1中触摸薄膜晶体管的栅极层的结构示意图；
[0020]图4为图1中显示薄膜晶体管的栅极层和触摸薄膜晶体管的栅极层的位置关系图；
[0021]图5为图1中阵列基板的等效电路不意图；
[0022]图6为栅线和扫描线的信号时序图；
[0023]图7为本实用新型实施例三提供的一种阵列基板的制造方法的流程图。
【具体实施方式】
[0024]为使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图对本实用新型提供的阵列基板及其制造方法和触摸屏进行详细描述。
[0025]图1为本实用新型实施例一提供的一种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，衬底基板上形成有栅线和数据线，栅线和数据线限定出像素单元1，像素单元I包括:显示薄膜晶体管Tl和像素电极2，衬底基板上还形成有扫描线、接收线和触摸电极3，部分或者全部像素单元I还包括:与触摸电极3连接的触摸薄膜晶体管T2，触摸薄膜晶体管T2与扫描线和接收线连接，触摸薄膜晶体管T2为顶栅型薄膜晶体管。其中，衬底基板在图中未具体画出。
[0026]本实施例中，每个像素单元I中可包括触摸薄膜晶体管T2。或者部分像素单元I中可包括触摸薄膜晶体管T2，优选地，一个像素中可包括一个触摸薄膜晶体管T2，一个像素可包括多个像素单元1，则触摸薄膜晶体管可设置于一个像素中的任意一个像素单元I中。需要说明的是:图1中仅画出了一个触摸薄膜晶体管T2以及与其连接的一个扫描线和接收线作为示例，但本领域技术人员应当清楚在实际应用中触摸薄膜晶体管T2以及与其连接的扫描线和接收线的数量不限于此。
[0027]本实施例中，触摸薄膜晶体管T2为顶栅型薄膜晶体管。触摸薄膜晶体管T2包括:栅极、有源层、源极和漏极。触摸薄膜晶体管T2的栅极与扫描线连接，触摸薄膜晶体管T2的源极与触摸电极3连接，触摸薄膜晶体管T2的漏极与接收线连接。优选地，触摸电极3与像素电极2同层设置，且触摸电极3呈纵横交叉设置。触摸薄膜晶体管T2的栅极与扫描线同层设置，触摸薄膜晶体管T2的栅极和扫描线位于数据线的上方，触摸薄膜晶体管T2的源极、触摸薄膜晶体管T2的漏极和接收线与数据线同层设置。触摸薄膜晶体管Τ2的源极和漏极位于触摸薄膜晶体管Τ2的有源层上。
[0028]本实施例中，显示薄膜晶体管Tl为底栅型薄膜晶体管。显示薄膜晶体管Tl包括:栅极、有源层、源极和漏极。显示薄膜晶体管Tl的栅极位于衬底基板上且与栅线同层设置；显示薄膜晶体管Tl的栅极和栅线上形成有栅绝缘层；显示薄膜晶体管Tl的有源层形成于栅绝缘层之上，触摸薄膜晶体管Τ2的有源层与显示薄膜晶体管Tl的有源层同层设置；显示薄膜晶体管Tl的源极和漏极形成于有源层之上，数据线位于栅绝缘层上且数据线与显示薄膜晶体管Tl的源极和漏极同层设置，显示薄膜晶体管Tl的源极与数据线连接；数据线和显示薄膜晶体管Tl的源极和漏极之上形成有第一钝化层；第一钝化层上形成有触摸薄膜晶体管Τ2的栅极与扫描线；触摸薄膜晶体管Τ2的栅极与扫描线上形成有第二钝化层;第二钝化层上形成有像素电极2，像素电极2通过设置于第一钝化层和第二钝化层上的第一过孔与显示薄膜晶体管Tl的漏极连接，触摸电极3通过设置于第一钝化层和第二钝化层上的第二过孔与触摸薄膜晶体管Τ2的漏极连接。
[0029]图2为图1中显示薄膜晶体管的栅极层的结构示意图，如图2所示，该阵列基板还包括:与栅线同层设置的第一遮挡图形4。显示薄膜晶体管Tl的栅极5和栅线连接，且显示薄膜晶体管Tl的栅极5和栅线一体成型。
[0030]图3为图1中触摸薄膜晶体管的栅极层的结构示意图，如图3所示，该阵列基板还包括:与扫描线同层设置的第二遮挡图形6。触摸薄膜晶体管Τ2的栅极7和扫描线连接，且触摸薄膜晶体管Τ2的栅极7和扫描线一体成型。本实施例中，第二遮挡图形6包括:第一遮挡子图形61和第二遮挡子图形62，第二遮挡子图形62为环形结构且该第二遮挡子图形62围绕第一遮挡子图形61设置。
[0031]图4为图1中显示薄膜晶体管的栅极层和触摸薄膜晶体管的栅极层的位置关系图，如图4所示，触摸薄膜晶体管Τ2的栅极7位于第一遮挡图形4的上方，第二遮挡图形6位于显示薄膜晶体管Tl的栅极5的上方。第二遮挡图形6可对显示薄膜晶体管Tl的栅极5起到遮挡作用，以实现对显示薄膜晶体管Tl的沟道处的遮挡，有效避免环境光对显示薄膜晶体管Tl的沟道处的影响，从而减小了显示薄膜晶体管Tl中由光产生的漏电流；第一遮挡图形4可对触摸薄膜晶体管Τ2的栅极7起到遮挡作用，以实现对触摸薄膜晶体管Τ2的沟道处的遮挡，有效避免背光对触摸薄膜晶体管Τ2的沟道处的影响，从而减小了触摸薄膜晶体管Τ2中由光产生的漏电流。从图4中还可以看出，扫描线位于栅线的上方。
[0032]结合图2至图4所示，具体地，触摸薄膜晶体管Τ2的栅极7可与第一遮挡图形4部分或者全部重合，第二遮挡图形6可与显示薄膜晶体管Tl的栅极5部分或者全部重合。本实施例中，优选地，触摸薄膜晶体管Τ2的栅极7与第一遮挡图形4部分重合，第二遮挡图形6与显示薄膜晶体管Tl的栅极5部分重合。从图4中可以看出，触摸薄膜晶体管Τ2的栅极7覆盖了第一遮挡图形4的中间部分而未覆盖第一遮挡图形4的边缘部分，并且由于第一遮挡图形4与栅线之间不连接，使得第一遮挡图形4与栅线之间的间隔部分未覆盖触摸薄膜晶体管Τ2的栅极7，因此触摸薄膜晶体管Τ2的栅极7与第一遮挡图形4部分重合；第一遮挡子图形61围绕显示薄膜晶体管Tl的栅极5设置，第二遮挡子图形62覆盖部分薄膜晶体管Tl的栅极5，因此第二遮挡图形6与显示薄膜晶体管Tl的栅极5部分重合。本实施例中，触摸薄膜晶体管Τ2的栅极7与第一遮挡图形4部分重合，从而有效避免了栅线上加载的栅极信号对触摸薄膜晶体管T2的影响；第二遮挡图形6与显示薄膜晶体管Tl的栅极5部分重合，从而有效避免了扫描线上加载的扫描信号对显示薄膜晶体管Tl的影响。从图4中还可以看出，扫描线可与栅线部分或者全部重合，本实施例中，优选地，扫描线与栅线部分重合。由于扫描线的宽度大于栅线的宽度，但在栅线与显示薄膜晶体管Tl的栅极5连接的部位，扫描线的宽度小于栅线的宽度，因此扫描线与栅线部分重合。
[0033]图5为图1中阵列基板的等效电路不意图，如图1和图5所不,进一步地，该阵列基板还包括:公共电极。优选地，像素电极2之上形成有第三钝化层，公共电极形成于第三钝化层之上。该公共电极在图1中未具体画出。像素电极2和公共电极之间形成有第一存储电容Cst和第一液晶电容Clc，触摸电极3与公共电极之间形成有第二存储电容Cst’和第二液晶电容Clc’。
[0034]本实施例中，阵列基板为高级超维场转换技术(ADvanced Super DimensionSwitch，简称:ADS)型阵列基板或者平面转换(In-Plane Switching，简称:IPS)型阵列基板，此时公共电极设置于阵列基板中。
[0035]在实际应用中，可选地,阵列基板还可以为扭曲向列(Twisted Nematic,简称:TN)型阵列基板，此时，公共电极设置于彩膜基板中。
[0036]图6为栅线和扫描线的信号时序图,下面结合图5和图6对本实施例中阵列基板的工作原理进行详细描述。
[0037]在显示时间段，栅线上加载栅极信号，显示薄膜晶体管Tl在栅线输出的栅极信号的控制下导通，如图6所示，此时栅极信号为高电平信号。数据线通过导通的显示薄膜晶体管T2向像素电极输出数据信号，以实现向第一存储电容Cst和第一液晶电容Clc写入充电电压。同时，在显不时间段，由于扫描线上加载的扫描信号为低电平信号，因此，触摸薄膜晶体管T2断开。
[0038]在触摸时间段，扫描线上加载扫描信号，触摸薄膜晶体管T2在扫描线输出的扫描信号的控制下导通，如图6所示，此时扫描信号为高电平信号。当未发生触摸时，接收线输出的是第二存储电容Cst’和第二液晶电容Clc’上的初始电压信号；当触摸发生时，第二液晶电容Clc’的电容值发生变化，相当于并联一个电容Cf，此时第二存储电容Cst’和第二液晶电容Clc’上的电压发生变化，使得接收线输出的是变化后的触摸电压信号。根据该触摸电压信号可判断出触摸位置。同时，在触摸时间段，由于栅线上加载的扫描信号为低电平信号，因此，显示薄膜晶体管Tl断开。
[0039]本实施例中，若阵列基板为双栅(Dual gate)结构的阵列基板，则接收线可以采用空设数据(Du_y)线。此种方案无需再单独设置接收线，从而节省了阵列基板上的空间，并简化了电路结构。
[0040]本实施例提供的阵列基板中,像素单元中包括显示薄膜晶体管且部分或者全部像素单元中包括触摸薄膜晶体管，该触摸薄膜晶体管为顶栅型薄膜晶体管，触摸薄膜晶体管形成于像素单元中，实现了将显示薄膜晶体管和触摸薄膜晶体管同时设置于像素单元中，无需占用阵列基板上像素单元之外的空间，从而简化了阵列基板的结构。接收线以及触摸薄膜晶体管的源极和漏极可以与数据线以及显示薄膜晶体管的源极和漏极同层设置，实现了共用一层源漏极金属层，从而进一步简化了阵列基板的结构，且使得制造过程简单，易于实现。[0041]本实用新型实施例二提供了一种触摸屏，该触摸屏包括:相对设置的彩膜基板和阵列基板，彩膜基板和阵列基板之间设置有液晶层，阵列基板采用上述实施例一提供的阵列基板，此处不再重复描述。
[0042]本实施例提供的触摸屏中，像素单元中包括显示薄膜晶体管且部分或者全部像素单元中包括触摸薄膜晶体管，该触摸薄膜晶体管为顶栅型薄膜晶体管，触摸薄膜晶体管形成于像素单元中，实现了将显示薄膜晶体管和触摸薄膜晶体管同时设置于像素单元中，无需占用阵列基板上像素单元之外的空间，从而简化了阵列基板的结构。接收线以及触摸薄膜晶体管的源极和漏极可以与数据线以及显示薄膜晶体管的源极和漏极同层设置，实现了共用一层源漏极金属层，从而进一步简化了阵列基板的结构，且使得制造过程简单，易于实现。
[0043]图7为本实用新型实施例三提供的一种阵列基板的制造方法的流程图，如图7所示，该方法包括:
[0044]步骤101、在衬底基板上形成栅线、数据线、扫描线、接收线、显示薄膜晶体管和触摸薄膜晶体管，栅线和数据线限定像素单元，显示薄膜晶体管位于像素单元中，触摸薄膜晶体管位于部分或者全部像素单元中。
[0045]本实施例中，步骤101具体可包括:
[0046]步骤1011、在衬底基板上形成栅线和显示薄膜晶体管的栅极。
[0047]具体地，在衬底基板上形成栅极金属层，对栅极金属层进行构图工艺，形成栅线和显示薄膜晶体管的栅极。可选地，若阵列基板包括与栅线同层设置的第一遮挡图形，则本步骤在形成栅线和显示薄膜晶体管的栅极的同时还形成第一遮挡图形。
[0048]步骤1012、在衬底基板上形成栅绝缘层，该栅绝缘层位于栅线和显示薄膜晶体管的栅极之上。
[0049]可选地，该栅绝缘层还位于第一遮挡图形之上。
[0050]步骤1013、在栅绝缘层上形成显示薄膜晶体管的有源层和触摸薄膜晶体管的有源层。
[0051]步骤1014、在衬底基板上形成数据线、接收线、显示薄膜晶体管的源极和漏极以及触摸薄膜晶体管的源极和漏极，显示薄膜晶体管的源极和漏极位于显示薄膜晶体管的有源层上，触摸薄膜晶体管的源极和漏极位于触控薄膜晶体管的有源层上。
[0052]具体地，在衬底基板上形成源漏极金属层，对源漏极金属层进行构图工艺，形成数据线、接收线、显示薄膜晶体管的源极和漏极以及触摸薄膜晶体管的源极和漏极。
[0053]步骤1015、在衬底基板上形成第一钝化层，该第一钝化层位于数据线、接收线、显示薄膜晶体管的源极和漏极以及触摸薄膜晶体管的源极和漏极之上。
[0054]步骤1016、在第一钝化层上形成扫描线和触摸薄膜晶体管的栅极。
[0055]具体地，在衬底基板上形成扫描金属层，对扫描金属层进行构图工艺，形成扫描线和触摸薄膜晶体管的栅极。可选地，若阵列基板包括与扫描线同层设置的第二遮挡图形，则本步骤在形成扫描线和触摸薄膜晶体管的栅极的同时还形成第二遮挡图形。
[0056]步骤1017、在衬底基板上形成第二钝化层，该第二钝化层位于扫描线和触摸薄膜晶体管的栅极上。
[0057]步骤102、在衬底基板上形成像素电极和触摸电极，像素电极与显示薄膜晶体管连接，触摸电极与触摸薄膜晶体管连接，像素电极位于像素单元中，扫描线通过触摸薄膜晶体管和接收线连接，触摸薄膜晶体管为顶栅型薄膜晶体管。
[0058]本实施例中，步骤102具体可包括:
[0059]步骤1021、在第一钝化层和第二钝化层上形成第一过孔和第二过孔，第一过孔位于显示薄膜晶体管的漏极上方，第二过孔位于触摸薄膜晶体管的漏极上方。
[0060]可选地，步骤1021具体包括:在第二钝化层上进行光刻胶涂覆，通过掩膜板进行曝光，而后进行显影、刻蚀和光刻胶剥离，以在第一钝化层和第二钝化层上形成第一过孔和第二过孔。其中，掩膜板用于形成第一过孔和第二过孔。本方案仅采用一张掩膜板形成第一过孔和第二过孔，从而节省了掩膜板的费用。
[0061]步骤1022、在衬底基板上形成像素电极和触摸电极，像素电极通过第一过孔与显示薄膜晶体管的漏极连接，触摸电极通过第二过孔与触摸薄膜晶体管的漏极连接。
[0062]具体地，在第二钝化层上形成透明导电层，对透明导电层进行构图工艺，形成像素电极和触摸电极，像素电极填充于第一过孔中以实现与显示薄膜晶体管的漏极连接，触摸电极填充于第二过孔中以实现与触摸薄膜晶体管的漏极连接。
[0063]步骤1023、在衬底基板上形成第三钝化层，该第三钝化层位于像素电极和触摸电极之上。
[0064]可选地，若阵列基板还包括:公共电极，则该方法还包括:
[0065]步骤103、在第三钝化层上形成公共电极。
[0066]本实施例中，构图工艺可包括:光刻胶涂覆、曝光、显影、刻蚀、光刻胶剥离等工艺。
[0067]本实施例提供的阵列基板的制造方法可用于制造上述实施例一提供的阵列基板，对阵列基板具体结构的描述可参见上述实施例一，此处不再赘述。
[0068]本实施例提供的阵列基板的制造方法制造出的阵列基板中，像素单元中包括显示薄膜晶体管且部分或者全部像素单元中包括触摸薄膜晶体管，该触摸薄膜晶体管为顶栅型薄膜晶体管，触摸薄膜晶体管形成于像素单元中，实现了将显示薄膜晶体管和触摸薄膜晶体管同时设置于像素单元中，无需占用阵列基板上像素单元之外的空间，从而简化了阵列基板的结构。接收线以及触摸薄膜晶体管的源极和漏极可以与数据线以及显示薄膜晶体管的源极和漏极同层设置，实现了共用一层源漏极金属层，从而进一步简化了阵列基板的结构，且使得制造过程简单，易于实现。
[0069]可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种阵列基板，包括:衬底基板，所述衬底基板上形成有栅线和数据线，所述栅线和所述数据线限定出像素单元，所述像素单元包括:显示薄膜晶体管和像素电极，其特征在于，所述衬底基板上还形成有扫描线、接收线和触摸电极，部分或者全部所述像素单元还包括:与所述触摸电极连接的触摸薄膜晶体管，所述触摸薄膜晶体管与所述扫描线和所述接收线连接。
2.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述触摸薄膜晶体管的栅极与所述扫描线连接，所述触摸薄膜晶体管的源极与所述触摸电极连接，所述触摸薄膜晶体管的漏极与所述接收线连接。
3.根据权利要求2所述的阵列基板，其特征在于，所述触摸电极与所述像素电极同层设置，所述触摸电极呈纵横交叉设置。
4.根据权利要求2所述的阵列基板，其特征在于，所述触摸薄膜晶体管的栅极与所述扫描线同层设置，所述触摸薄膜晶体管的栅极和所述扫描线位于所述数据线的上方，所述触摸薄膜晶体管的源极、所述触摸薄膜晶体管的漏极和所述接收线与所述数据线同层设置。
5.根据权利要求2所述的阵列基板，其特征在于，还包括:与所述栅线同层设置的第一遮挡图形以及与所述扫描线同层设置的第二遮挡图形； 所述触摸薄膜晶体管的栅极位于所述第一遮挡图形的上方，所述第二遮挡图形位于所述显示薄膜晶体管的栅极的上方。
6.根据权利要求5所述的阵列基板，其特征在于，所述触摸薄膜晶体管的栅极与所述第一遮挡图形部分或者全部重合，所述第二遮挡图形与所述显示薄膜晶体管的栅极部分或者全部重合。
7.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，还包括:公共电极，所述像素电极和所述公共电极之间形成有第一存储电容和第一液晶电容，所述触摸电极与所述公共电极之间形成有第二存储电容和第二液晶电容。
8.一种触摸屏，其特征在于，包括:相对设置的彩膜基板和阵列基板，所述彩膜基板和所述阵列基板之间设置有液晶层，所述阵列基板采用上述权利要求1至7任一所述的阵列基板。
【文档编号】G02F1/1333GK203688937SQ201320839019
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2013年12月17日 优先权日:2013年12月17日
【发明者】木素真, 胡明 申请人:合肥京东方光电科技有限公司, 京东方科技集团股份有限公司