内嵌式触控阵列基板、显示面板及液晶显示装置的制作方法

本发明涉及显示技术领域，且特别涉及一种内嵌式触控阵列基板、显示面板及液晶显示装置。

背景技术：

随着显示技术的飞速发展，触摸屏(touchpanel)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-celltouchpanel)以及内嵌式触摸屏(in-celltouchpanel)。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。其中有一种方式是将阵列基板中的公共电极划分为多个块状电极，并分时复用为触控电极，使画面显示与触控感测交替进行，即一帧画面分为显示时间段和触控时间段，公共电极在显示时间段用于驱动液晶分子进行画面显示，在触控时间段用于实现触控感应检测，在需要实现触控功能时，每个块状电极以自容方式构成触控电容实现触控信号的检测，由于这种方式不需要在阵列基板中设置额外的电极层，从而降低了面板厚度和成本，成为主流的集成触控功能的显示面板。

但是，在产品的生产过程中发现，阵列基板中的数据线和引出公共电极中多个块状电极的触控线覆盖了绝大部分的扇出区域，以分辨率为全高清为例：阵列基板中源极侧数据线的扇出走线需要720*3根，当增加了触控线后就增加了1/3的扇出走线，此时则需要720*4根金属走线，会影响到源极侧的边框(下边框)的宽度，不利于窄边框设计的实现。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种内嵌式触控阵列基板、显示面板及液晶显示装置，可以节省扇出走线的空间，实现窄边框的设计。

本发明实施例提供一种内嵌式触控阵列基板，具有显示区与扇出区域，内嵌式触控阵列基板包括衬底以及沿垂直于衬底由下到上方向依次设置的第一金属层、第二金属层和第三金属层，第一金属层、第二金属层和第三金属层之间分别设置有绝缘层，第一金属层在显示区形成多条扫描线，第一金属层在扇出区域形成多条第一引线，第二金属层在显示区形成多条数据线和多条触控线，第二金属层在扇出区域形成多条第二引线，第三金属层在扇出区域形成多条第三引线，多条第一引线、多条第二引线和多条第三引线在扇出区域以相邻的每三条为一组，每组的三条引线包括一条第一引线、一条第二引线和一条第三引线，每组的三条引线分别位于不同层并且在阵列基板的垂直投影重合，每条引线用于与一条对应的数据线或触控线连接。

进一步地，多条第一引线和多条扫描线由第一金属层通过同一道光罩制程进行蚀刻图案化制作形成，多条第二引线、多条数据线和多条触控线由第二金属层通过同一道光罩制程进行蚀刻图案化制作形成，多条第三引线由第三金属层经过蚀刻图案化制作形成。

进一步地，第一金属层与第二金属层之间设置有第一绝缘层，第二金属层与第三金属层之间设置有第二绝缘层；第一绝缘层中形成有第一通孔，第一引线通过第一通孔与一条对应的触控线或数据线连接；第二引线直接与一条对应的触控线或数据线连接；第三引线通过第二通孔与一条对应的触控线或数据线连接。

进一步地，内嵌式触控阵列基板还包括触控电极，触控电极包括多个相互绝缘的触控电极块，多个触控电极块分别与多条触控线连接。

进一步地，触控电极同时也作为公共电极。

进一步地，内嵌式触控阵列基板由多条数据线与多条扫描线绝缘交叉限定形成多个像素单元，至少每三列像素单元内设有一条触控线。

进一步地，多条第一引线、多条第二引线和多条第三引线形成多组引线并在扫描线方向重复排列。

进一步地，每条引线包括引线支路及与引线支路形成一定角度的引线主路，每条引线支路位于对应的每条触控线或数据线的延长线方向上，每个第一通孔和每个第二通孔设置于对应引线支路的位置，每条引线支路用于与数据线或者触控线连接，每组引线内的每条引线主路在阵列基板的垂直投影重合。

本发明还提供一种显示面板，包括阵列基板、与阵列基板相对设置的彩膜基板及位于阵列基板与彩膜基板之间的液晶层，阵列基板为如上所述的内嵌式触控阵列基板。

本发明还提供一种液晶显示装置，包括如上所述的显示面板。

本发明的有益效果在于：通过将数据线和触控线的扇出走线分布在第一金属层、第二金属层和第三金属层，且扇出区域的引线以每三条为一组，每组的三条引线分别位于在不同层并且上下重叠设置，可以节省扇出走线的空间，实现窄边框设计需求。

附图说明

图1为本发明实施例中扇出区域的结构示意图。

图2为图1中虚线框c的放大示意图。

图3为图1沿着a-a线的截面示意图。

图4为本发明实施例中的阵列基板的平面示意图。

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方式及功效，以下结合附图及实施例，对本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

图1为本发明实施例中扇出区域的结构示意图，图2为图1中虚线框c的放大示意图，图3为图1沿着a-a线的截面示意图，图4为本发明实施例中的阵列基板的平面示意图。如图1至图4所示，本发明实施例提供一种内嵌式触控阵列基板，具有显示区100与非显示区，非显示区包括扇出区域200，该内嵌式触控阵列基板包括衬底11以及沿垂直于衬底11由下到上方向依次设置的第一金属层12、第二金属层14和第三金属层16，第一金属层12、第二金属层14和第三金属层16之间分别设置有绝缘层，其中第一金属层12与第二金属层14之间设置有第一绝缘层13，第二金属层14与第三金属层16之间设置有第二绝缘层15。

第一金属层12在显示区100形成栅极和多条扫描线121，第一金属层12在扇出区域200形成多条第一引线80a，其中第一引线80a、栅极和扫描线121可以由第一金属层12通过同一道光罩制程进行蚀刻图案化制作形成。

第二金属层14在显示区100形成源极、漏极、多条数据线141和多条触控线142，第二金属层14在扇出区域200形成多条第二引线80b，其中第二引线80b、源极、漏极、数据线141和触控线142可以由第二金属层14通过同一道光罩制程进行蚀刻图案化制作形成。

第三金属层16在扇出区域200形成多条第三引线80c，第三引线80c可以由第三金属层16经过蚀刻图案化制作形成。

即，第一金属层12、第二金属层14和第三金属层16均在扇出区域200形成有多条引线80，其中第一金属层12在扇出区域200形成有多条第一引线80a，第二金属层14在扇出区域200形成有多条第二引线80b，第三金属层16在扇出区域200形成有多条第三引线80c。多条第一引线80a、多条第二引线80b和多条第三引线80c在扇出区域200以相邻的每三条为一组，每组的三条引线80包括一条第一引线80a、一条第二引线80b和一条第三引线80c，每组的三条引线80分别位于不同层并且在阵列基板的垂直投影重合，每条引线80用于与一条数据线141或与一条触控线142对应连接。这样，可以通过引线的重叠来减少引线占用边框的面积，节约扇出走线的空间，进而降低边框宽度。

本实施例中，在第一绝缘层13中形成有第一通孔131，第一通孔131贯穿第一绝缘层13，位于第一金属层12的第一引线80a通过第一通孔131与位于第二金属层14的一条对应的触控线142或数据线141连接；在第二绝缘层15中形成有第二通孔151，第二通孔151贯穿第二绝缘层15，位于第三金属层16的第三引线80c通过第二通孔151与位于第二金属层14的一条对应的触控线142或数据线141连接；位于第二金属层14的第二引线80b直接与位于第二金属层14的一条对应的触控线142或数据线141连接。

本实施例中，内嵌式触控阵列基板还包括触控电极18，触控电极18可以与第三金属层16位于同一层中，触控电极18位于显示区100，触控电极18包括相互绝缘的多个触控电极块181。所述多条触控线142分别与所述多个触控电极块181连接，即每条触控线142与一个触控电极块181对应连接。具体地，可以在触控电极18与第二金属层14之间的第二绝缘层15中形成第三通孔152，每条触控线142通过第三通孔152与对应的一个触控电极块181连接。

本实施例中，内嵌式触控阵列基板由多条数据线141与多条扫描线121绝缘交叉限定形成多个像素单元p，每个像素单元p内设有像素电极19，像素电极19通过薄膜晶体管(tft)与对应的扫描线121和数据线141连接。具体地，薄膜晶体管的栅极与对应的扫描线121连接，薄膜晶体管的源极与对应的数据线141连接，薄膜晶体管的漏极与像素电极19连接。

本实施例中，触控线142和数据线141沿相同方向延伸，例如均沿竖直方向延伸，每三列像素单元p内设有一条触控线142，但不限于此。例如，也可以在三列以上的像素单元p内设有一条触控线142。每个触控电极块181在扫描线121方向上可以至少覆盖三个像素单元p并与一条触控线142连接。每个触控电极块181可以视触控灵敏度等需要而涵盖不同数量的像素单元p。

本实施例中，触控电极18同时也作为公共电极(commonelectrode)。即，利用阵列基板上的公共电极充当触控感应功能，公共电极采取分时复用，使画面显示与触控感测交替进行，即一帧画面分为显示时间段和触控时间段，公共电极在显示时间段用于施加公共电压(vcom)并与像素电极之间形成电场以驱动液晶分子进行画面显示，在触控时间段用于实现触控感应检测，以对显示屏上的触摸信号进行感测。触控线142和公共电极在阵列基板内形成内嵌式触摸传感器(in-celltouchsensors)，所述内嵌式触摸传感器为自容式架构，各条触控线142作为走线将探测信号引出至驱动芯片300，由驱动芯片300对探测信号进行处理。驱动芯片300可以采用驱动和触控集成为一体的芯片，即tddi(touchanddisplaydriverintegration)。

请参图1和图2，每条引线80包括引线支路81及与引线支路81形成一定角度的引线主路82，每条引线支路81位于对应的每条触控线142或数据线141的延长线方向上，每个第一通孔131和每个第二通孔151设置于对应引线支路81的位置，每条引线支路81用于与数据线141或者触控线142连接，每组三条引线80的引线主路82在阵列基板的垂直投影重合，即上下位置重叠。

本实施例中，多条第一引线80a、多条第二引线80b和多条第三引线80c形成多组引线并在扫描线121方向重复排列，每组的三条引线包括一条第一引线80a、一条第二引线80b和一条第三引线80c。

本发明实施例还提供一种显示面板，包括如上所述的内嵌式触控阵列基板、与内嵌式触控阵列基板相对设置的彩膜基板及位于内嵌式触控阵列基板与彩膜基板之间的液晶层。

本发明实施例还提供一种液晶显示装置，包括如上所述的显示面板。

本实施例中，通过将数据线和触控线的扇出走线分布在第一金属层、第二金属层和第三金属层，扇出区域的引线以每三条为一组，每组的三条引线分别位于不同层并且上下重叠设置，可以节省扇出走线的空间，实现窄边框设计需求。

以上仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，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范围内。