基于IGZO的觸控面板及其制造方法與流程

本發明屬于液晶顯示技術領域，尤其涉及一種基于IGZO的觸控面板及其制造方法。

背景技術：

目前，在諸如移動手機等電子消費品領域，觸摸屏已經成為必不可少的產品。目前主流的生產工藝大都采用在液晶顯示面板10上加一層觸控板21，即外置觸控面板(Out cell touch)100，如圖1所示，外置觸控面板100依序包括：觸控板21、第一偏光片12、彩膜基板11、液晶13、陣列基板14、以及第二偏光片15。外置觸控面板100不但體積大而且還比較重，不便于攜帶。因此，很多面板廠商開始試圖將touch sensor制作在陣列基板或者彩膜基板上，從而減小其體積。

內置觸控面板(On cell touch)200就是眾多方法中的一個，它是將觸控電極22制作在彩膜基板11的背面，如圖2所示，內置觸控面板200依序包括：第一偏光片12、觸控電極22、彩膜基板11、液晶13、陣列基板14、以及第二偏光片15。是內置觸控面板200制作工藝至少需要4道光罩，無疑增加了成本，并且還需要其他的制程來平衡所產生的電容。

另一個方式即投射式觸控面板(in cell touch)300，如圖3所示，它的驅動電極23在陣列基板12上，而接收電極需要單獨制作在彩膜基板上，投射式觸控面板300依序包括：第一偏光片12、彩膜基板11、液晶13、驅動電機23、陣列基板14、以及第二偏光片15。

隨著面板尺寸的增大，高阻抗的ITO會使得RC延遲。在以上這些觸控技術中，投射式由于其靈敏度高、體積小、攜帶方便等優點被越來越多的面板廠商研究和開發；投射式電容觸控模型分為自電容和互電容兩類。自電容靈敏度高，但是由于它存在寄生效應，因此不適合多點觸控。

技術實現要素：

本發明提供一種基于IGZO的觸控面板，其包括液晶顯示面板，液晶顯示面板設有公共電極和第二絕緣層，所述觸控面板還包括位于所述公共電極和第二絕緣層之間的第三絕緣層、以及位于第三絕緣層上的觸控電極。

優選地，所述第三絕緣層為氮化硅或氧化硅。

優選地，第二絕緣層的厚度為1800挨至2200挨，最好為2000挨。

優選地，所述第三絕緣層為氮化硅和氧化硅的雙層絕緣膜結構，其中，氮化硅位于底層，氧化硅為頂層。

優選地，氧化硅的厚度為800挨-1200挨，最好為1000挨；氮化硅的厚度為800挨-1200挨，最好為1000挨。

優選地，所述觸控電極的底層為Ti、上層為Cu。

優選地，Ti的厚度為320挨-380挨，最好為350挨；Cu的厚度為1650挨-2050挨，最后為1850挨。

優選地，液晶顯示面板設有還設有柵極、位于柵極上的柵極絕緣層、位于柵極絕緣層上的金屬氧化物半導體層、位于金屬氧化物半導體層上的刻蝕阻擋層、位于該刻蝕阻擋層兩側且均與金屬氧化物半導體接觸的源極和漏極、覆蓋在源極和漏極和刻蝕阻擋層上的第一絕緣層、覆蓋在該第一絕緣層上的有機絕緣層、以及像素電極；其中，所述公共電極位于所述有機絕緣層上，所述像素電極位于第二絕緣層上。

優選地，所述有機絕緣層為樹脂，其厚度為20000-25000挨。

本發明還提供觸控面板的制造方法，包括如下步驟：

第一步：形成柵極；

第二步：形成位于柵極上的柵極絕緣層；

第三步：形成位于柵極絕緣層上的金屬氧化物半導體層；

第四步：形成位于金屬氧化物半導體層上的刻蝕阻擋層；

第五步：形成位于刻蝕阻擋層兩側且均與金屬氧化物半導體接觸的源極和漏極；

第六步：形成覆蓋在源極和漏極和刻蝕阻擋層上的第一絕緣層；

第七步：形成覆蓋在該第一絕緣層上的有機絕緣層；

第八步：形成位于有機絕緣層上的公共電極；

第九步：形成覆蓋公共電極的第三絕緣層；

第十步：形成位于第三絕緣層上的觸控電極；

第十一步：形成覆蓋觸控電極上的第二絕緣層；

第十二：形成位于第二絕緣層上的接觸孔且接觸孔位于漏極上；

第十三步：位于第二絕緣層上的像素電極且像素電極通過接觸孔與漏極接觸。

本發明解決了非晶硅很難制作觸控面板和低溫多晶硅技術(LTPS)成本高的技術難題：本發明在公共電極和第二絕緣層之間增加第三絕緣層和觸控電極，且第三絕緣層為雙層絕緣膜的結構，成功制作了in cell touch多點觸控的5.5寸液晶面板。

附圖說明

圖1為現有外置觸控面板的結構示意圖；

圖2為現有內置觸控面板的結構示意圖；

圖3為現有投射式觸控面板的結構示意圖；

圖4為本發明基于IGZO的FFS液晶面板的結構示意圖；

圖5為本發明觸控面板的結構示意圖；

圖6為圖5所示觸控面板的剖視圖；

圖7為圖5所示觸控面板的有機絕緣層出現了較大的洞的示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例，進一步闡明本發明，應理解這些實施例僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍，在閱讀了本發明之后，本領域技術人員對本發明的各種等價形式的修改均落于本申請所附權利要求所限定的范圍。

本發明基于金屬氧化物半導體(金屬氧化物為銦鎵鋅和氧組成的IGZO)FFS(邊緣場開關技術，Fringe Field Switching)型的投射式觸控面板(in cell touch)。

圖4所示為基于IGZO的FFS液晶面板的結構示意圖，液晶面板包括：柵極1；位于柵極1上的柵極絕緣層2；位于柵極絕緣層2上的金屬氧化物半導體層3；位于金屬氧化物半導體層3上的刻蝕阻擋層4；位于該刻蝕阻擋層4兩側且均與金屬氧化物半導體3接觸的源極和漏極5；覆蓋在源極和漏極5和刻蝕阻擋層4上的第一絕緣層6；覆蓋在該第一絕緣層6上的有機絕緣層7；位于有機絕緣層7上的公共電極8；覆蓋在公共電極8上的第二絕緣層9；位于第二絕緣層9上的接觸孔且接觸孔位于漏極上；位于第二絕緣層9上的像素電極10且像素電極10通過接觸孔與漏極接觸。

金屬氧化物半導體層3是銦鎵鋅和氧組成的IGZO，且銦：鎵：鋅：氧之間的比例為1:1:1：4；第一絕緣層6為氮化硅或氧化硅，第一絕緣層6的厚度為1800挨至2200挨，最好為2000挨；有機絕緣層7為Arcy樹脂，有機絕緣層7的厚度為20000-25000挨，最好為23000挨；第二絕緣層9為氮化硅或氧化硅，其厚度為1800挨至2200挨，最好為2000挨。

由于金屬氧化物半導體層(IGZO)3的載流子遷移率顯著提高，本發明以IGZO的液晶面板作為襯底制作出性能優良的投射式觸控面板。

如圖5和圖6所示，觸控面板在圖4所示的液晶顯示面板的基礎上，在公共電極8和第二絕緣層9之間設置第三絕緣層11、和起到觸控信號連接的觸控電極12，以此制作了具有投射式觸控面板。

其中，第三絕緣層11為氮化硅或氧化硅，其厚度為1800挨至2200挨，最好為2000挨；觸控電極12的底層為Ti、上層為Cu，Ti的厚度為320挨-380挨，最好為350挨；Cu的厚度為1650挨-2050挨，最后為1850挨。

本觸控面板的制造方法，包括如下步驟：

第一步：形成柵極1；

第二步：形成位于柵極1上的柵極絕緣層2；

第三步：形成位于柵極絕緣層2上的金屬氧化物半導體層3；

第四步：形成位于金屬氧化物半導體層3上的刻蝕阻擋層4；

第五步：形成位于刻蝕阻擋層4兩側且均與金屬氧化物半導體3接觸的源極51和漏極52；

第六步：形成覆蓋在源極和漏極5和刻蝕阻擋層4上的第一絕緣層6；

第七步：形成覆蓋在該第一絕緣層6上的有機絕緣層7；

第八步：形成位于有機絕緣層7上的公共電極8；

第九步：形成覆蓋公共電極8的第三絕緣層11；

第十步：形成位于第三絕緣層11上的觸控電極12；

第十一步：形成覆蓋觸控電極12上的第二絕緣層9；

第十二：形成位于第二絕緣層9上的接觸孔13且接觸孔13位于漏極上；

第十三步：位于第二絕緣層9上的像素電極10且像素電極10通過接觸孔13與漏極52接觸。

在其他實施例中，第三絕緣層11為氧化硅和氮化硅的組合，氧化硅的厚度為800挨-1200挨，最好為1000挨；氮化硅的厚度為800挨-1200挨，最好為1000挨。

即：第三絕緣層11為雙層絕緣膜結構，可以用于制作5.5寸觸控面板手機屏為例，說明本結構的優勢。

在制作觸控面板的過程中，當選擇第三絕緣層11的厚度為2000挨的氧化硅時，當工藝進行到觸控電極12時，發現觸控電極12出現斷裂或者脫落。通過了切片分析，看到的結果，如圖7所示，是由于有機絕緣層7出現了較大的洞71，因此再將觸控電極12覆蓋時會在該處發生斷裂。在排查有機絕緣層7的洞71原因的過程中，發現，在公共電極8的成膜、Photo、刻蝕三個過程中不存在有機絕緣層7的洞71，導致有機絕緣層7的洞71的原因不在公共電極8的制作過程中。之后，通過對第三絕緣層11的刻蝕、Photo進行切片SEM觀察，發現已經出現有機絕緣層7的洞71，再對第三絕緣層11成膜研究發現，有機絕緣層7的洞71依然存在。

針對以上分析可知，有機絕緣層7的洞71的形成發生于第三絕緣層11的氧化硅成膜工藝中。

知曉氧化硅成膜會導致有機絕緣層7的洞71之后，將第三絕緣層11的膜成分更換為2000A的氮化硅。在觸控電極12完成后，第三絕緣層11的厚度只剩下了20nm，也就是說，第三絕緣層11幾乎全部都被吃掉，如圖7所示。經分析，是由于觸控電極12的刻蝕液對氮化硅的刻蝕速率非常快，幾乎等同于觸控電極12的刻蝕速率。

經查閱多方資料，知曉觸控電極12的刻蝕液對氧化硅的刻蝕速率非常小，幾乎不會刻蝕氧化硅，結合第一部分的問題，本發明無法直接用氧化硅代替氮化硅，因此設計了1000挨氮化硅和1000挨氧化硅的雙層絕緣膜結構，其中先完成氮化硅，再做氧化硅。這樣既解決了氧化硅成膜造成有機絕緣層7的洞71的問題，同時又解決了觸控電極12刻蝕液影響氮化硅厚度的問題。

在完成以上改進后，我們成功制作了5.5寸手機顯示屏。

本發明解決了非晶硅很難制作觸控面板和低溫多晶硅技術(LTPS)成本高的技術難題：本發明在公共電極和第二絕緣層之間增加第三絕緣層和觸控電極，且第三絕緣層為雙層絕緣膜的結構，成功制作了in cell touch多點觸控的5.5寸液晶面板。