CN103529600B - 一种隔垫物及其制作方法、显示器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种隔垫物及其制作方法、显示器，用以简化显示器的生产过程，降低显示器的生产成本。所述隔垫物的材料为无机柱状材料，所述隔垫物的直径在预设范围内。所述隔垫物通过采用化学气相沉积的方法或水溶液的方法进行制作，制作过程中减少了一次掩膜工艺，从而简化了显示器的生产过程，降低了显示器的生产成本。

Description

一种隔垫物及其制作方法、显示器

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种隔垫物及其制作方法、显示器。

背景技术

液晶显示器（LiquidCrystalDisplay，LCD）具有体积小、功耗低、无辐射等特点，近十年得到飞速发展，从屏幕尺寸到显示质量都取得了很大进步。目前，LCD发展重点集中在提高画面品质和降低生产成本等方面。现有液晶显示器包括两个基板：彩膜基板（ColorFilter，CF）和阵列基板（Array），两基板之间设置有液晶材料组成的液晶层。其中，阵列基板由薄膜晶体管和像素电极组成；彩膜基板由彩色树脂和黑矩阵组成，黑矩阵既可以隔离彩色树脂，防止混色，又可以阻挡外界光线照射到薄膜晶体管器件沟道区域，产生暗态漏电流，还可以防止像素区域的漏光现象。

现有技术为了控制彩膜基板与阵列基板之间液晶层厚度的稳定均一性，在两基板之间设置隔垫物。目前采用的隔垫物多为柱状隔垫物，柱状隔垫物是将树脂材料涂覆在彩膜基板上，通过掩膜、光刻等工艺形成，这样在制作隔垫物时会增加一次掩膜工艺，并在生产过程中增加了生产成本。

综上所述，现有技术中隔垫物的材料为树脂材料，通过掩膜、光刻等工艺制作得到，即现有技术中制作隔垫物时需要增加一次掩膜工艺，不利于工艺的简化和成本的降低。

发明内容

本发明实施例提供了一种隔垫物及其制作方法、显示器，用以简化显示器的生产过程，降低显示器的生产成本。

根据本发明实施例提供的一种隔垫物，所述隔垫物的材料为无机柱状材料，所述隔垫物的直径在预设范围内。

由本发明实施例提供的所述隔垫物的材料为无机材料，制作隔垫物的材料来源广泛，成本较低。

较佳地，所述隔垫物直径的预设范围为100纳米至1000纳米。

这样，隔垫物直径在100纳米至1000纳米的范围内时，隔垫物可以很好的控制彩膜基板与阵列基板之间液晶层厚度的稳定均一性，同时所述隔垫物也不会对液晶层的正常工作造成影响。

较佳地，所述无机柱状材料为金属氧化物或硅。

这样，用金属氧化物或硅作为隔垫物的材料，在制作隔垫物时较方便、简单，且容易制作出性能较好的隔垫物。

较佳地，所述金属氧化物为氧化锌。

这样，用氧化锌作为隔垫物的材料，能够制作出结构规整且性能较好的隔垫物。

本发明实施例还提供了一种上述隔垫物的制作方法，所述方法包括：

在彩膜基板或阵列基板上形成金属薄膜；

保留需要形成隔垫物位置处的金属薄膜，去除其余位置处的金属薄膜；

采用化学气相沉积的方法在金属薄膜位置处形成所述柱状隔垫物。

这样，由于采用化学气相沉积的方法形成隔垫物时不需要进行掩膜工艺，故可以简化隔垫物的生产过程，并降低生产成本。

较佳地，所述金属薄膜为金或镍。

这样，当所述金属薄膜为催化活性较好的金或镍时，可以提高生产效率。

较佳地，所述保留需要形成隔垫物位置处的金属薄膜，去除其余位置处的金属薄膜包括：

在金属薄膜上涂覆光刻胶，并对光刻胶进行曝光、显影；

刻蚀掉暴露出来的金属薄膜，并去除光刻胶，形成隔垫物位置处的金属薄膜。

这样，通过刻蚀掉暴露出来的金属薄膜，形成隔垫物位置处的金属薄膜，可以很好的控制隔垫物生长的位置。

本发明实施例还提供了另一种上述隔垫物的制作方法，所述方法包括：

在彩膜基板上形成透明金属氧化物籽晶层；

在所述籽晶层上涂覆光刻胶，并对光刻胶进行曝光、显影，露出需要形成隔垫物位置处的籽晶层；

将上述基板放入预先设置好的水溶液中，在露出的籽晶层上形成所述柱状隔垫物；

去除光刻胶，形成透明导电层。

这样，通过水溶液的方法制备得到的隔垫物，制备工艺简单，生长条件要求较低，成本廉价，不需要结构复杂的大型设备。

较佳地，所述透明金属氧化物籽晶层为ITO膜或氧化锌膜。

这样，用ITO膜或氧化锌膜作为透明金属氧化物籽晶层，有利于实际生产过程中更好的制作隔垫物。

较佳地，所述将上述基板放入预先设置好的水溶液中，在露出的籽晶层上形成所述隔垫物包括：

将上述基板放入预先设置好的水溶液中，在90度至250度的密闭环境中与水溶液反应，形成所述隔垫物。

这样，由于制备隔垫物时需要的温度在90度至250度，所述温度范围容易实现，且在密闭环境中进行反应，不容易造成污染。

较佳地，所述水溶液为包括有锌离子的水溶液。

这样，当所述水溶液为包括有锌离子的水溶液时，可制作出氧化锌的隔垫物，用氧化锌作隔垫物，隔垫物结构规整且性能较好。

本发明实施例还提供了一种显示器，包括阵列基板、彩膜基板、位于阵列基板与彩膜基板之间的液晶和隔垫物，所述显示器还包括上述的隔垫物。

这样，由于本发明实施例提供的隔垫物的制作方法可以简化生产过程，降低生产成本，故包含本发明实施例提供的隔垫物的显示器在制作过程中同样也可以降低生产成本。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种隔垫物的制作方法流程图；

图2-图5为本发明实施例提供的按照图1所示的方法制作隔垫物的过程示意图；

图6为本发明实施例提供的另一种隔垫物的制作方法流程图；

图7-图10为本发明实施例提供的按照图6所示的方法制作隔垫物的过程示意图；

图11为本发明实施例提供的第三种隔垫物的制作方法流程图；

图12-图17为本发明实施例提供的按照图11所示的方法制作隔垫物的过程示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种隔垫物及其制作方法、显示器，简化了显示器的生产过程，降低了显示器的生产成本。

下面给出本发明实施例提供的技术方案的详细介绍。

本发明实施例提供的一种隔垫物的材料为无机柱状材料，所述隔垫物的直径在预设范围内。

较佳地，所述隔垫物直径的预设范围为100纳米至1000纳米。

较佳地，所述无机柱状材料为金属氧化物或硅，例如，本发明具体实施例中的隔垫物的材料为氧化锌（ZnO），或者是其它的金属氧化物材料，本发明的实施例以ZnO为例进行说明，将ZnO制作成直径为100～1000纳米的纳米棒隔垫物，当然也可以根据实际的需要将ZnO制作成直径在微米级别的微米棒，本发明并不对以ZnO为材料制作成的纳米棒或微米棒的隔垫物的直径尺寸做限定，其中，纳米棒是一种尺度从几纳米到一百纳米的棒状纳米颗粒，微米棒是一种尺度从一百纳米到微米量级的棒状纳米颗粒。

下面具体介绍本发明实施例提供的隔垫物的制作过程。

实施例一：

如图1所示，本发明实施例提供的一种隔垫物的制作方法包括：

S101、在彩膜基板或阵列基板上形成金属薄膜；

S102、保留需要形成隔垫物位置处的金属薄膜，去除其余位置处的金属薄膜；

S103、采用化学气相沉积的方法在金属薄膜位置处形成所述柱状隔垫物。

较佳地，所述金属薄膜为金或镍。

较佳地，所述保留需要形成隔垫物位置处的金属薄膜，去除其余位置处的金属薄膜包括：

在金属薄膜上涂覆光刻胶，并对光刻胶进行曝光、显影；

刻蚀掉暴露出来的金属薄膜，并去除光刻胶，形成隔垫物位置处的金属薄膜。

图1所示的制作隔垫物的方法适用于所有模式的显示器，下面以在彩膜基板上形成隔垫物为例，结合图2-图5具体说明隔垫物的制作过程，本发明具体实施例中的隔垫物为ZnO纳米棒或微米棒。

如图2所示，首先制作彩膜基板，所述彩膜基板包括：基板110、彩膜120、黑矩阵130，其中彩膜120包括红R、绿G和蓝B三种颜色。接着在制作好的彩膜基板上形成一层金属薄膜140，金属薄膜140具体可以为金薄膜或铜薄膜等，本发明具体实施例中不对金属薄膜的具体材料做限定，可以根据实际情况进行选择，优选催化活性较好的金属材料，例如金和镍等。接着在金属薄膜140上涂覆光刻胶150，并对光刻胶150进行曝光、显影，如图3所示，显影后保留需要形成隔垫物位置处的光刻胶150，之后对上述基板进行刻蚀，刻蚀去除掉无光刻胶覆盖的金属薄膜，保留光刻胶150覆盖处的金属薄膜140，之后去除剩余的光刻胶，形成隔垫物位置处的金属薄膜140，如图4所示。

如图5所示，采用化学气相沉积方式在图4形成的基板上形成ZnO纳米棒或微米棒160，即形成本发明实施例中的隔垫物160，由于采用化学气相沉积方式形成隔垫物160时，金属氧化物140作为反应的催化剂，故金属薄膜140位于隔垫物160的上方。图5所示为本发明实施例形成的以ZnO纳米棒或微米棒160为隔垫物的彩膜基板。

实施例二：

如图6所示，本发明实施例提供的另一种隔垫物的制作方法包括：

S201、在彩膜基板上形成透明金属氧化物籽晶层；

S202、在所述籽晶层上涂覆光刻胶，并对光刻胶进行曝光、显影，露出需要形成隔垫物位置处的籽晶层；

S203、将上述基板放入预先设置好的水溶液中，在露出的籽晶层上形成所述柱状隔垫物；

S204、去除光刻胶，形成透明导电层。

较佳地，所述透明金属氧化物籽晶层为ITO膜或氧化锌膜。

较佳地，所述将上述基板放入预先设置好的水溶液中，在露出的籽晶层上形成所述隔垫物包括：

将上述基板放入预先设置好的水溶液中，在90度至250度的密闭环境中与水溶液反应，形成所述隔垫物。

较佳地，所述水溶液为包括有锌离子的水溶液。

图6所示的制作隔垫物的方法适用于扭曲向列型（TwistNematic，TN）的显示器，下面以在彩膜基板上形成隔垫物为例，结合图7-图10具体说明隔垫物的制作过程，本发明具体实施例中的隔垫物为ZnO纳米棒或微米棒。

如图7所示，首先制作彩膜基板，所述彩膜基板包括：基板210、彩膜220、黑矩阵230，其中彩膜220包括红R、绿G和蓝B三种颜色。接着在制作好的彩膜基板上形成一层透明金属氧化物籽晶层240，其中，透明金属氧化物籽晶层240的材料优选氧化铟锡（Indiumtinoxide，ITO）材料或氧化锌材料。在所述籽晶层240上涂覆光刻胶250，并对光刻胶250进行曝光、显影，如图8所示，显影后露出需要形成隔垫物位置处的籽晶层240。

将图8所示基板放入带有Zn²⁺的水溶液中，例如可以为醋酸锌、硝酸锌、二氧化锌等。所述基板在温度为90度至250度的密闭环境中，与水溶液反应一定时间，反应时间可以根据反应温度的不同进行适当的调整，当反应温度较高时，可适当降低反应时间。

如图9所示，反应一定时间后形成相同高度的ZnO纳米棒或微米棒260，即形成本发明实施例中的隔垫物260。可以通过控制反应时间和水溶液的浓度控制隔垫物260的高度，隔垫物260的位置与在水溶液中暴露出的籽晶层240的位置有关，暴露在水溶液中的籽晶层240的位置处会生长ZnO纳米棒或微米棒，而有光刻胶250覆盖的籽晶层240的位置处不会生长ZnO纳米棒或微米棒，在形成ZnO纳米棒或微米棒260的过程中，籽晶层240作为种子诱导层，锌离子和氧离子会在彩膜基板上自组装形成ZnO纳米棒或微米棒260。

如图10所示，将经过上述反应后的基板取出，去除剩余的光刻胶，形成以ZnO纳米棒或微米棒260为隔垫物的彩膜基板，由于采用上述水溶液法形成ZnO纳米棒或微米棒260时，籽晶层240作为种子诱导层，故籽晶层240位于ZnO纳米棒或微米棒260的下方。其中，不作为种子诱导层的籽晶层240去除光刻胶后，形成透明导电层。

实施例三：

如图11所示，针对阵列基板侧，本发明实施例提供的第三种隔垫物的制作方法包括：

S301、在阵列基板上形成透明金属氧化物籽晶层；

S302、在所述籽晶层上涂覆光刻胶，采用半阶曝光技术对光刻胶进行曝光、显影，露出需要形成隔垫物位置处的籽晶层；

S303、将上述基板放入预先设置好的水溶液中，在露出的籽晶层上形成所述柱状隔垫物；

S304、去除光刻胶，形成透明导电层。

图11所示的制作隔垫物的方法适用于高级超维场转换（AdvancedSuperDimensionSwitch，ADS）模式的显示器，对于ADS模式的显示器，由于在彩膜基板上没有形成透明导电层，因此可以在阵列基板上形成隔垫物，下面结合图12-图17具体说明隔垫物的制作过程，本发明具体实施例中的隔垫物为ZnO纳米棒或微米棒。

如图12所示，首先制作阵列基板，所述阵列基板包括：基板310、栅极320、栅极绝缘层330、半导体有源层340、源漏电极350、钝化层360及透明导电层370，其中透明导电层370作为阵列基板的透明电极，其材料优选ITO材料。接着在透明导电层370上涂覆光刻胶380，如图13所示，采用半阶曝光技术对光刻胶380进行曝光、显影，其中，半阶曝光技术显影后会形成光刻胶完全保留区域、光刻胶部分保留区域和光刻胶完全去除区域三个区域。

如图14所示，光刻胶完全去除区域露出透明导电层370，无光刻胶覆盖的透明导电层370的位置即透明金属氧化物籽晶层370的位置对应需要形成隔垫物的位置，图14中的光刻胶380包括光刻胶的完全保留区域与部分保留区域，实际光刻胶380通过半阶曝光技术曝光、显影后光刻胶的完全保留区域与部分保留区域处的光刻胶厚度并不相同，图14中的光刻胶380仅为示意图。

如图15所示，将图14所示的基板放入带有Zn²⁺的水溶液中，制作ZnO纳米棒或微米棒390，即形成本发明实施例中的隔垫物390，其中隔垫物390的制作过程与实施例二相同，在此不再赘述。

如图16所示，去除光刻胶部分保留区域处的光刻胶，露出透明导电层370，并对图16所示的基板进行刻蚀，刻蚀掉暴漏出的透明导电层370，之后去除剩余部分的光刻胶，形成狭缝状的透明导电层370，即狭缝状的透明电极370，如图17所示，此时形成了以ZnO纳米棒或微米棒390为隔垫物的阵列基板。

综上所述，本发明实施例提供的一种隔垫物及所述隔垫物的制作方法，其中在制作所述隔垫物时采用的化学气相沉积的方法和水溶液的方法是两种并列的方法，本发明的具体实施例中采用的方法为优选的方法，本发明并不对这两种方法作限定，采用化学气相沉积的方法制作得到的隔垫物也可以采用水溶液的方法制作得到，同样地，采用水溶液的方法制作得到的隔垫物也可以采用化学气相沉积的方法制作得到。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (12)

1.一种隔垫物，其特征在于，所述隔垫物的材料为无机柱状材料，所述隔垫物的直径在预设范围内，所述隔垫物是采用化学气相沉积的方法或水溶液的方法制得的。

2.根据权利要求1所述的隔垫物，其特征在于，所述隔垫物直径的预设范围为100纳米至1000纳米。

3.根据权利要求2所述的隔垫物，其特征在于，所述无机柱状材料为金属氧化物或硅。

4.根据权利要求3所述的隔垫物，其特征在于，所述金属氧化物为氧化锌。

5.一种制作权利要求1-4任一权项所述隔垫物的方法，其特征在于，所述方法包括：

在彩膜基板或阵列基板上形成金属薄膜；

保留需要形成隔垫物位置处的金属薄膜，去除其余位置处的金属薄膜；

采用化学气相沉积的方法在金属薄膜位置处形成所述柱状隔垫物。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述金属薄膜为金或镍。

7.根据权利要求5或6任一权项所述的方法，其特征在于，所述保留需要形成隔垫物位置处的金属薄膜，去除其余位置处的金属薄膜包括：

在金属薄膜上涂覆光刻胶，并对光刻胶进行曝光、显影；

刻蚀掉暴露出来的金属薄膜，并去除光刻胶，形成隔垫物位置处的金属薄膜。

8.一种制作权利要求1-4任一权项所述隔垫物的方法，其特征在于，所述方法包括：

在彩膜基板上形成透明金属氧化物籽晶层；

在所述籽晶层上涂覆光刻胶，并对光刻胶进行曝光、显影，露出需要形成隔垫物位置处的籽晶层；

将上述基板放入预先设置好的水溶液中，在露出的籽晶层上形成所述柱状隔垫物；

去除光刻胶，形成透明导电层。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述透明金属氧化物籽晶层为ITO膜或氧化锌膜。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述将上述基板放入预先设置好的水溶液中，在露出的籽晶层上形成所述隔垫物包括：

将上述基板放入预先设置好的水溶液中，在90度至250度的密闭环境中与水溶液反应，形成所述隔垫物。

11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述水溶液为包括有锌离子的水溶液。

12.一种显示器，包括阵列基板、彩膜基板、位于阵列基板与彩膜基板之间的液晶和隔垫物，其特征在于，所述隔垫物为权利要求1-4任一权项所述的隔垫物。