专利名称：液晶显示器及其制作方法
技术领域：
本发明涉及液晶显示器技术领域，特别涉及一种不需要隔垫物也能够维持盒厚的液晶显示器及其制作方法。
背景技术：
现有的薄膜场效应晶体管液晶显示器(Thin Film Transistor Liquid CrystalDisplay, TFT-IXD)中，通常通过隔垫物(Ball Spacer, BS 或 Photo Spacer, PS)来支撑彩膜(Color Filter, CF)基板和阵列基板，使彩膜基板和阵列基板之间形成用于容置液晶的间隙。如图I所示，为现有技术中液晶显示器的结构示意图，其包括对盒的彩膜基板和阵列基板，其中彩膜基板包括透明基板I，透明基板I上形成有黑矩阵(Black Matrix，BM) 2和彩色滤光片3，黑矩阵2和彩色滤光片3上形成有公共电极4，公共电极4上形成有配向膜5 ；阵列基板包括透明基板I’，透明基板I’上形成有栅极(Gate) 17，栅极17上形成有栅极绝缘层(Gate Insulator) 11,栅极绝缘层11上形成有源极/漏极(Source/Drain, S/D)层8,有源(Active)层9，像素电极层10，源极/漏极层8和像素电极层10上形成有绝缘层(PVX层)7，绝缘层7上形成有配向膜5。彩膜基板的配向膜5和阵列基板的配向膜5之间具有隔垫物14，将彩膜基板和阵列基板之间隔出间隙，用于维持盒厚，容置液晶12。2001年Y. Matsumoto等人报道，将少量Co注入宽禁带半导体Ti02而形成的稀释磁性半导体具有室温铁磁性，由于Ti02本身有很好的物化特性，如高的折射率、在可见光和红外范围极好的透光性，因此CoxTil-x02又被称为透明铁磁体。日本物质材料研究机构(NMS)也已开发出一种新型薄膜状透明磁性半导体，该半导体是通过在 1-δ02(即将光触媒材料Ti02做成薄膜状)中添加Co和Fe磁性元素而制成的TiO. 8CoO. 202和TiO. 6FeO. 402。其厚度能达到约lnm，为迄今开发的材料中最薄的透明磁性材料。现有技术已经成熟地利用等离子体增强化学气相沉积法(PECVD)，成功的在低温下制备出具有室温铁磁性的Znl-xCoxO稀磁半导体薄膜，并系统的研究了薄膜的结构，表面形貌，光学性质和磁学性质。
发明内容
(一 )要解决的技术问题本发明要解决的技术问题是提供一种液晶显示器，使其在没有隔垫物的情况下也能够维持一定的盒厚。( 二 )技术方案为了解决上述技术问题，本发明提供了一种液晶显示器，包括对盒的彩膜基板和阵列基板，所述彩膜基板和阵列基板均包括透明基板，所述彩膜基板和阵列基板的透明基板上分别形成有透明磁性薄膜层。
其中，所述透明磁性薄膜层包括掺杂物和被掺杂物，所述掺杂物为含有磁性过渡族金属元素的乙酰丙酮盐中的一种或多种；所述被掺杂物为含有非磁性过渡族金属元素的乙酰丙酮盐中的一种或多种。所述磁性过渡族金属元素包括Fe、Co、Ni和Mn中的一种或多种；所述非磁性过渡族金属元素包括Zn、Zr、Ti及Ga中的一种或多种。所述彩膜基板的透明基板上形成有黑矩阵，所述黑矩阵上形成有彩色滤光片，所述彩色滤光片上形成有公共电极，所述透明基板与黑矩阵之间，或所述黑矩阵和彩色滤光片之间，或所述彩色滤光片与公共电极之间，或所述公共电极上形成有所述透明磁性薄膜层。所述阵列基板的透明基板上形成有栅极，所述栅极上形成有栅极绝缘层，所述栅极绝缘层上形成有有源层、像素电极层和源极/漏极层，所述源极/漏极层和像素电极层上形成有绝缘层，所述透明基板与栅极之间，或所述栅极与栅极绝缘层之间，或所述栅极绝缘层与有源层、像素电极层和源极/漏极层之间，或所述源极/漏极层和像素电极层与绝缘层之间，或所述绝缘层上形成有所述透明磁性薄膜层。 进一步地，所述彩膜基板的最外层和阵列基板的最外层上分别形成有配向膜。为了解决上述技术问题，本发明实施例还提供了一种液晶显示器的制作方法，包括以下步骤步骤SI、制备彩膜基板，包括，在透明基板上形成黑矩阵，在所述黑矩阵上形成彩色滤光片，在所述彩色滤光片上形成公共电极，在所述透明基板与黑矩阵之间，或所述黑矩阵和彩色滤光片之间，或所述彩色滤光片与公共电极之间，或所述公共电极上形成所述透明磁性薄膜层；步骤S2、制备阵列基板，包括，在另一透明基板上依次形成栅极、栅极绝缘层，在所述栅极绝缘层上形成有源层、源极/漏极层和像素电极层，并在所述源极/漏极层和像素电极层上形成绝缘层；在所述透明基板与栅极之间，或所述栅极和栅极绝缘层之间，或所述栅极绝缘层与有源层、像素电极层和源极/漏极层之间，或所述源极/漏极层和像素电极层与绝缘层之间，或所述绝缘层上形成所述透明磁性薄膜层；步骤S4、将所述彩膜基板和阵列基板对盒，并在其间隙中注入液晶。所述步骤SI和步骤S2中透明磁性薄膜层的形成包括以下步骤步骤S11、将含有磁性过渡族金属元素的掺杂物和含有非磁性过渡族金属元素的被掺杂物按原子比例配置成混合原料，将所述混合原料压制成蒸发靶，将所述蒸发靶置于容器中；步骤S12、将所述容器置于等离子体增强化学气相沉积法沉积室中，对所述沉积室抽真空；步骤S13、将所述彩膜基板和阵列基板送入所述沉积室，将所述绝缘层和公共电极作为衬底，使所述绝缘层和公共电极正对蒸发靶的正上方，往所述沉积室中通入反应气体O2，控制反应气体O2起辉；步骤S14、对所述容器进行加热，所述蒸发靶中的混合原料在热辐射下先后从蒸发靶表面逸出，O2分子分解；经过化学反应沉积，所述绝缘层和公共电极表面混合原料的原子比例逐渐接近所述蒸发靶中的原子比例；步骤S15、停止加热，使得所述绝缘层和公共电极表面的透明薄膜自然降温，将所述彩膜基板和阵列基板取出沉积室；
步骤S16、将所述彩膜基板和阵列基板放置在有外加磁场的腔室中，对所述透明薄膜进行磁化处理，使其成为透明磁性薄膜层。其中，所述掺杂物为含有磁性过渡族金属元素的乙酰丙酮盐中的一种或多种；所述被掺杂物为含有非磁性过渡族金属元素的乙酰丙酮盐中的一种或多种。所述磁性过渡族金属元素包括Fe、Co、Ni和Mn中的一种或多种；所述非磁性过渡族金属元素包括Zn、Zr、Ti及Ga中的一种或多种。当所述磁性过渡族金属元素为Co、所述非磁性过渡族金属元素为Ti时，二者的所述原子比例为6%比94%。所述步骤S2和步骤S4之间，还包括步骤S3、在所述彩膜基板的最外层和阵列基板的最外层上分别形成配向膜；在步骤S4之后还包括S5、用感光胶将所述彩膜基板和阵列基板封装成液晶显示器。(三)有益效果上述技术方案具有如下有益效果通过将含有磁性过渡族金属元素的掺杂物和含有非磁性过渡族金属元素的被掺杂物按一定的原子比例配置成混合原料在彩膜基板和阵列基板上制成透明磁性薄膜层，使得彩膜基板和阵列基板之间通过透明磁性薄膜层的相斥力而具有一定的空隙，从而能够维持液晶显示器的均匀盒厚，而不需要单独制作隔垫物。
图I是现有技术中液晶显示器的结构示意图；图2是本发明实施例的液晶显示器的结构示意图；图3是本发明实施例的液晶显示器的制作方法的流程图；图4是本发明实施例的透明磁性薄膜层的制作方法流程图；其中，1、1’ 透明基板；2 BM ；3 :彩色滤光片；4 :公共电极；5 :配向膜；6 :感光胶；7 :绝缘层；8 :源极/漏极；9 :有源层；10 :像素电极；11 :棚极绝缘层；12 :液晶；14 :隔塾物；16、16’ 透明磁性薄膜层；17 :栅极。
具体实施例方式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。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。如图2所示，为本发明实施例的液晶显示器的结构示意图，其包括对盒的彩膜基板和阵列基板。其中彩膜基板包括透明基板1，透明基板I上形成有黑矩阵2，黑矩阵2上形成有彩色滤光片3，彩色滤光片3上形成有公共电极4，透明基板I与黑矩阵2之间，或黑矩阵2和彩色滤光片3之间，或彩色滤光片3与公共电极4之间，或公共电极4上形成有透明磁性薄膜层16，彩膜基板的最外层上形成有配向膜5。阵列基板包括透明基板I’，透明基板I’上形成有栅极17，栅极17上形成有栅极绝缘层11，栅极绝缘层11上形成有有源层9，像素电极层10和源极/漏极层8，源极/漏极层8和像素电极层10上形成有绝缘层7，透明基板I’和栅极17之间，或栅极17和栅极绝缘层11之间，或栅极绝缘层11与有源层9、像素电极层10和源极/漏极层8之间，或源极/漏极层8和像素电极层10与绝缘层7之、间，或绝缘层7上形成有透明磁性薄膜层16’，阵列基板的最外层形成有配向膜5。彩膜基板上的透明磁性薄膜层16和阵列基板上的透明磁性薄膜层16’磁性相同，通过同极相斥的均匀弱磁场将彩膜基板和阵列基板之间隔出间隙，用于维持盒厚，容置液晶12。本实施例中的透明磁性薄膜层16以形成于公共电极4上为例进行说明，透明磁性薄膜层16’以形成于绝缘层7上为例进行说明。本实施例中的透明磁性薄膜层是一种稀磁半导体薄膜，该稀磁半导体薄膜是由掺杂物和被掺杂物经过一定的化学反应沉积形成。其中掺杂物为含有磁性过渡族金属元素的乙酰丙酮盐中的一种或多种，该磁性过渡族金属元素包括Fe、Co、Ni和Mn中的一种或多种，被掺杂物为含有非磁性过渡族金属元素的乙酰丙酮盐中的一种或多种，该非磁性过渡族金属元素包括Zn、Zr、Ti及Ga中的一种或多种。乙酰丙酮盐的分子式表示为(CxHyOz) X，其中X = Fe，Co，Ni ,Mn，Zn，Zr，Ti ,Ga。例如:乙酰丙酮锌一CltlH14O4Zn ;乙酰丙酮锰一C15H21O6Mn。
通过改变透明磁性薄膜层的厚度，以及其中所含的磁性过渡族金属元素的种类，配比及浓度，能够改变该两层膜之间的磁场的大小，从而能够实现不同盒厚(Cell Gap)。如图3所示，为本发明实施例的液晶显示器的制作方法的流程图，包括以下步骤步骤SI、在透明基板I上形成黑矩阵2，在黑矩阵2上形成彩色滤光片3，在彩色滤光片3上形成公共电极4，在透明基板I与黑矩阵2之间，或黑矩阵2和彩色滤光片3之间，或彩色滤光片3与公共电极4之间，或公共电极4上形成透明磁性薄膜层16 ；此步骤用于制作彩膜基板；步骤S2、在另一透明基板I’上依次形成栅极17、栅极绝缘层11，在栅极绝缘层11上形成有源层9、源极/漏极层8和像素电极层10，并在源极/漏极层8和像素电极层10上形成绝缘层7 ;在透明基板I’和栅极17之间，或栅极17和栅极绝缘层11之间，或栅极绝缘层11与有源层9、像素电极层10和源极/漏极层8之间，或源极/漏极层8和像素电极层10与绝缘层7之间，或绝缘层7上形成透明磁性薄膜层16’ ；此步骤用于制作阵列基板；具体地，形成透明磁性薄膜层16、16’的过程通过等离子体增强化学气相沉积法工艺实现，如图4所示，其包括以下步骤步骤S11、将含有磁性过渡族金属元素的掺杂物和含有非磁性过渡族金属元素的被掺杂物按一定的原子比例配置，得到混合原料，对其进行研磨使其混合均匀，然后将该混合原料在特定的高压下压制成一定直径的蒸发靶，并置于一清洁容器，比如石英器皿中；本实施例中掺杂物为含有磁性过渡族金属元素的乙酰丙酮盐中的一种或多种；被掺杂物为含有非磁性过渡族金属元素的乙酰丙酮盐中的一种或多种；其中磁性过渡族金属元素包括Fe、Co、Ni和Mn中的一种或多种；非磁性过渡族金属元素包括Zn、Zr、Ti及Ga中的一种或多种。具体地，若将含有磁性过渡族金属元素Co的掺杂物和含有非磁性过渡族金属元素Ti的被掺杂物配置成混合原料，并使得磁性过渡族金属元素Co的原子百分比为6%，非磁性过渡族金属元素Ti的原子百分比为94%，这样制备出的透明磁性薄膜层呈现较好的多晶特性且没有杂质相的生成；具有较好的室温铁磁性；无色，在可见光范围内具有较好的透光性。步骤S12、将装有蒸发祀的石英器皿置于PECVD沉积室(Chamber)中，利用分子泵和机械泵对PECVD沉积室抽真空；待真空达到一定条件后，即可进行薄膜的沉积制备；步骤S13、将彩膜基板和阵列基板由机械手送入PECVD沉积室中，将绝缘层和公共电极作为衬底，使绝缘层和公共电极正对蒸发靶的正上方，然后往沉积室中通入一定流量的反应气体O2，通过控制分子泵的闸板阀调制沉积室内的工作气压，并调谐电容匹配器，使得沉积室内的反应气体O2在一定功率的射频作用下起辉。起辉后，沉积室中充满大量的等离子体，包括O等离子体和高速运动的电子；步骤S14、运行加热源，使得加热器对盛载有均匀混合原料蒸发靶的石英器皿进行加热，当蒸发源受热到一定程度时，蒸发靶中的混合原料就会在热辐射下先后从靶表面逸出，此时O2分子在等离子体受到高速运动电子的持续轰击下而分解；经过一定的化学反应 沉积，绝缘层和公共电极表面混合原料的原子比例将接近于蒸发靶中的原子比例；步骤S15、待沉积在衬底表面的薄膜中原料的配比，厚度，均匀性等达到要求后，停止加热，使衬底自然降温；在冷却的过程中，其它工作参数始终不变，待温度降至一定温度后，利用机械手取出沉积有透明薄膜的衬底；步骤S16、将衬底表面放置在有外加磁场的腔室中，对衬底表面的透明薄膜进行磁化处理；通过本步骤的磁化处理使透明薄膜具有室温均匀弱铁磁性，形成透明磁性薄膜层；本实施例的步骤Sll-步骤S16中涉及到的混合原料的种类及配比，蒸发靶直径大小，工作气压，射频功率，加热时间和温度，沉积时间和温度，反应速率，冷却时间和温度等等工艺条件，均由制备出的透明磁性薄膜层所需要的磁性大小来综合决定。因为制作出不同盒厚的液晶显示器，需要不同磁性大小的透明磁性薄膜形成的均匀相斥磁场来控制；而透明磁性薄膜层的磁性大小是通过上述工艺条件来共同决定。而且现有技术中已经有了关于制作不同磁力大小的透明磁性薄膜的方法，且PECVD方法也是本领域非常成熟的方法，再此就不再进行详细描述。步骤S3、在彩膜基板的最外层和阵列基板的最外层上分别形成配向膜，并对配向膜进行摩擦(Rubbing)处理或者光配向处理；步骤S4、由于同极相斥，因此阵列基板和彩膜基板之间能够存在一定的间隙，将液晶注入到阵列基板和彩膜基板的间隙中；步骤S5、用感光胶6将彩膜基板和阵列基板封装成液晶显示器。本实施例以PECVD工艺为例来说明如何制备透明磁性薄膜层。事实上还有其他工艺均可以实现制备透明磁性薄膜层。通过上述工艺，即制作出了一种不需要隔垫物的液晶显示器。由以上实施例可以看出，本发明实施例通过将含有磁性过渡族金属元素的掺杂物和含有非磁性过渡族金属元素的被掺杂物按一定的原子比例配置成混合原料在彩膜基板和阵列基板上制成透明磁性薄膜层，使得彩膜基板和阵列基板之间通过透明磁性薄膜层的相斥力而具有一定的空隙，从而能够维持液晶显示器的均匀盒厚，而不需要单独制作隔垫物。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和 变型也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.液晶显示器，包括对盒的彩膜基板和阵列基板，所述彩膜基板和阵列基板均包括透明基板，其特征在于，所述彩膜基板和阵列基板的透明基板上分別形成有透明磁性薄膜层。
2.如权利要求I所述的液晶显示器，其特征在于，所述透明磁性薄膜层包括掺杂物和被掺杂物，所述掺杂物为含有磁性过渡族金属元素的こ酰丙酮盐中的ー种或多种；所述被掺杂物为含有非磁性过渡族金属元素的こ酰丙酮盐中的ー种或多种。
3.如权利要求2所述的液晶显示器，其特征在干，所述磁性过渡族金属元素包括Fe、Co,Ni和Mn中的ー种或多种；所述非磁性过渡族金属元素包括Zn、Zr、Ti及Ga中的ー种或多种。
4.如权利要求I所述的液晶显示器，其特征在于，所述彩膜基板的透明基板上形成有黑矩阵，所述黑矩阵上形成有彩色滤光片，所述彩色滤光片上形成有公共电极，所述透明基板与黑矩阵之间，或所述黑矩阵和彩色滤光片之间，或所述彩色滤光片与公共电极之间，或所述公共电极上形成有所述透明磁性薄膜层。
5.如权利要求I所述的液晶显示器，其特征在于，所述阵列基板的透明基板上形成有栅极，所述栅极上形成有栅极绝缘层，所述栅极绝缘层上形成有有源层、像素电极层和源极/漏极层，所述源扱/漏极层和像素电极层上形成有绝缘层，所述透明基板与栅极之间，或所述栅极与栅极绝缘层之间，或所述栅极绝缘层与有源层、像素电极层和源扱/漏极层之间，或所述源扱/漏极层和像素电极层与绝缘层之间，或所述绝缘层上形成有所述透明磁性薄膜层。
6.如权利要求1-5中任意一项所述的液晶显示器，其特征在于，所述彩膜基板的最外层和阵列基板的最外层上分別形成有配向膜。
7.液晶显示器的制作方法，其特征在于，包括以下步骤 步骤SI、制备彩膜基板，包括，在透明基板上形成黑矩阵，在所述黑矩阵上形成彩色滤光片，在所述彩色滤光片上形成公共电极，在所述透明基板与黑矩阵之间，或所述黑矩阵和彩色滤光片之间，或所述彩色滤光片与公共电极之间，或所述公共电极上形成所述透明磁性薄膜层； 步骤S2、制备阵列基板，包括，在另一透明基板上依次形成栅极、栅极绝缘层，在所述栅极绝缘层上形成有源层、源极/漏极层和像素电极层，并在所述源极/漏极层和像素电极层上形成绝缘层；在所述透明基板与栅极之间，或所述栅极和栅极绝缘层之间，或所述栅极绝缘层与有源层、像素电极层和源扱/漏极层之间，或所述源扱/漏极层和像素电极层与绝缘层之间，或所述绝缘层上形成所述透明磁性薄膜层； 步骤S4、将所述彩膜基板和阵列基板对盒，并在其间隙中注入液晶。
8.如权利要求7所述的液晶显示器的制作方法，其特征在于，所述步骤SI和步骤S2中透明磁性薄膜层的形成包括以下步骤 步骤S11、将含有磁性过渡族金属元素的掺杂物和含有非磁性过渡族金属元素的被掺杂物按原子比例配置成混合原料，将所述混合原料压制成蒸发靶，将所述蒸发靶置于容器中； 步骤S12、将所述容器置于等离子体增强化学气相沉积法沉积室中，对所述沉积室抽真空； 步骤S13、将所述彩膜基板和阵列基板送入所述沉积室，将所述绝缘层和公共电极作为衬底，使所述绝缘层和公共电极正对蒸发靶的正上方，往所述沉积室中通入反应气体O2，控制反应气体O2起辉； 步骤S14、对所述容器进行加热，所述蒸发靶中的混合原料在热辐射下先后从蒸发靶表面逸出，O2分子分解；经过化学反应沉积，所述绝缘层和公共电极表面混合原料的原子比例逐渐接近所述蒸发靶中的原子比例； 步骤S15、停止加热，使得所述绝缘层和公共电极表面的透明薄膜自然降温，将所述彩膜基板和阵列基板取出沉积室； 步骤S16、将所述彩膜基板和阵列基板放置在有外加磁场的腔室中，对所述透明薄膜进行磁化处理，使其成为透明磁性薄膜层。
9.如权利要求8所述的液晶显示器的制作方法，其特征在于，所述掺杂物为含有磁性过渡族金属元素的乙酰丙酮盐中的一种或多种；所述被掺杂物为含有非磁性过渡族金属元素的乙酰丙酮盐中的一种或多种。
10.如权利要求9所述的液晶显示器的制作方法，其特征在于，所述磁性过渡族金属元素包括Fe、Co、Ni和Mn中的一种或多种；所述非磁性过渡族金属元素包括Zn、Zr、Ti及Ga中的一种或多种。
11.如权利要求10所述的液晶显示器的制作方法，其特征在于，当所述磁性过渡族金属元素为Co、所述非磁性过渡族金属元素为Ti时,二者的所述原子比例为6%比94%。
12.如权利要求6所述的液晶显示器的制作方法，其特征在于，所述步骤S2和步骤S4之间，还包括 步骤S3、在所述彩膜基板的最外层和阵列基板的最外层上分别形成配向膜； 在步骤S4之后还包括 S5、用感光胶将所述彩膜基板和阵列基板封装成液晶显示器。
全文摘要
本发明涉及液晶显示技术领域，具体公开了一种液晶显示器及其制作方法，该液晶显示器包括对盒的彩膜基板和阵列基板，所述彩膜基板和阵列基板均包括透明基板，所述彩膜基板和阵列基板的透明基板上分别形成有透明磁性薄膜层。该方法通过等离子体增强化学气相沉积工艺分别在彩膜基板和阵列基板上形成透明磁性薄膜层。本发明的彩膜基板和阵列基板之间通过透明磁性薄膜层的相斥力而具有一定的空隙，从而能够维持液晶显示器的均匀盒厚，而不需要单独制作隔垫物。
文档编号G02F1/1333GK102654671SQ20111036013
公开日2012年9月5日 申请日期2011年11月14日 优先权日2011年11月14日
发明者左雄灿, 林准焕 申请人:京东方科技集团股份有限公司, 成都京东方光电科技有限公司