CN104882345A - 阵列基板及制作方法、显示面板及制作方法和显示装置 - Google Patents

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肖文俊
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Abstract

本发明涉及一种阵列基板及其制作方法、一种显示面板及其驱动方法以及显示装置，上述阵列基板括：第一基底；设置在第一基底之上的第一电极；设置在第一电极之上的钝化层，其中，在钝化层中设置有多个第一过孔；多个发射源，设置于多个第一过孔中，每个过孔中设置有至少一个发射源；介电材料层，设置于多个第一过孔中，用于覆盖多个发射源的预设高度区域，使多个发射源在远离第一电极一侧露出预设长度的发射端。通过介电材料层覆盖发射源的预设高度区域，使发射源在远离栅绝缘层的一侧露出预设长度的发射端，使得发射源仅露出的一端发射电子，避免了发射源的另一端和中间段发射电子造成不同发射源之间的干扰。

Description

阵列基板及制作方法、显示面板及制作方法和显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，具体而言，涉及一种阵列基板、一种阵列基板制作方法，一种显示面板、一种显示面板制作方法、一种显示面板驱动方法和一种显示装置。
背景技术
场发射显示器(field emission display，FED)相对于现有的液晶显示器的具有显示品质优良、响应速度快、薄型化、视角广、工作温度范围大等优点。场发射显示器的发射源是靠电压驱动造成电子隧穿发射源表面势垒，经过轰击荧光层发光，属于自发光显示器，无需设置背光源，相对于液晶显示器可以使得器件薄型化。
但是，目前场发射显示器的制备成本较高且制备工艺不成熟，特别是发射源的发射效率及均一性较差造成亮度的不均匀，加之发射体相互之间的干扰降低发射源的发射效率进一步造成亮度的不均和以及亮度的下降。例如采用一维或是准一维的纳米结构作为发射源时，由于当前制备工艺的限制，难以做到每个发射源之间的完全独立或相互平行，发射源之间存在一定程度的交叉，因而造成发射源之间场发射效应的相互干扰使得发射源的发射效率有很大的损失。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，如何提高场发射显示器中发射源的发射效率。
为此目的，本发明提出了一种阵列基板，包括：
第一基底；
设置在所述第一基底之上的第一电极；
设置在所述第一电极之上的钝化层，
其中，在所述钝化层中设置有多个第一过孔；
多个发射源，设置于所述多个第一过孔中，
其中，所述发射源为一维或准一维结构，每个过孔中设置有至少一个发射源；
介电材料层，设置于所述多个第一过孔中，用于覆盖所述多个发射源的预设高度区域，使所述多个发射源在远离所述第一电极一侧露出预设长度的发射端。
优选地，还包括：
设置于所述钝化层之上的电子吸收层，用于吸收所述发射端发射的偏离预设方向的电子，
其中，所述电子吸收层中设置有与所述多个第一过孔对应的多个第二过孔。
优选地，所述第二过孔的尺寸大于或等于第一过孔的尺寸。
优选地，所述电子吸收层为接地金属层或栅格电极板。
优选地，还包括：
设置于所述第一基底之上的栅极；
设置在所述栅极之上的栅绝缘层；
设置在所述栅绝缘层之上的有源层；
设置在所述有源层之上的源极和漏极，
其中，所述第一电极设置在所述栅绝缘层之上，且与所述漏极电连接。
优选地，所述介电材料层的材料包括树脂。
优选地，所述发射源包括：
柱状、线状和/或锥状纳米材料。
优选地，所述发射源的材料包括：
碳纳米管和/或半导体氧化物。
优选地，所述发射源的材料包括：
掺杂碳纳米管和/或掺杂半导体氧化物。
本发明还提出了一种显示面板，包括上述任一项所述的阵列基板，还包括对盒基板，
所述对盒基板包括：
第二基底；
设置在所述第二基底上靠近所述阵列基板一侧的第二电极；
设置在所述第二电极靠近所述阵列基板一侧的荧光层。
优选地，还包括：
设置于所述阵列基板和所述对盒基板之间的隔垫物。
优选地，所述隔垫物与所述介电材料层同层形成。
本发明还提出了一种显示装置，包括上述任一项所述的显示面板。
本发明还提出了一种用于上述任一项所述的显示面板的驱动方法，包括：
为所述第一电极提供负电压，为所述第二电极提供正电压，使所述多个发射源中露出的发射端向所述第二电极发射电子，以撞击所述荧光层。
本发明还提出了一种阵列基板制作方法，包括：
在第一基底之上形成第一电极；
在所述第一电极之上形成钝化层，
其中，在所述钝化层中设置有多个第一过孔；
在所述多个过孔中设置多个发射源，
其中，所述发射源为一维或准一维结构，每个过孔中设置有至少一个发射源；
在所述多个第一过孔中形成介电材料层，用于覆盖所述多个发射源的预设高度区域，使所述多个发射源在远离所述第一电极一侧露出预设长度的发射端。
优选地，在设置所述多个发射源之后还包括：
在所述钝化层之上形成电子吸收层，用于吸收所述发射端发射的偏离预设方向的电子，
其中，所述电子吸收层中设置有与所述多个第一过孔对应的多个第二过孔。
优选地，在形成所述第一电极之前还包括：
在所述第一基底之上形成栅极；
在所述栅极之上形成栅绝缘层；
在所述栅绝缘层之上形成有源层；
在所述有源层之上形成源极和漏极，
其中，所述第一电极设置在所述栅绝缘层之上，且与所述漏极电连接。
本发明还提出了一种基于上述任一项所述阵列基板制作方法的显示面板制作方法，还包括形成对盒基板：
在与第一基底对应的第二基底靠近所述阵列基板的一侧形成第二电极；
在所述第二电极靠近所述阵列基板的一侧形成荧光层。
优选地，还包括：
在所述阵列基板和所述对盒基板之间形成隔垫物。
优选地，在形成所述介电材料层时形成所述隔垫物。
根据上述技术方案，通过介电材料层覆盖发射源的预设高度区域，使发射源在远离栅绝缘层的一侧露出预设长度的发射端，使得发射源仅露出的一端发射电子，避免了发射源的另一端和中间段发射电子造成不同发射源之间的干扰。
附图说明
通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：
图1示出了根据本发明一个实施例的阵列基板的结构示意图；
图2示出了图1中虚线处未设置介电材料层时阵列基板的结构示意图；
图3示出了图1中虚线处设置了介电材料层后阵列基板的结构示意图；
图4示出了图1中阵列基板的俯视图；
图5示出了根据本发明又一个实施例的阵列基板的结构示意图；
图6示出了图5中阵列基板的俯视图；
图7示出了根据本发明一个实施例的显示面板的结构示意图；
图8示出了根据本发明一个实施例的阵列基板制作方法的示意流程图。
附图标号说明：
1-第一基底；2-第一电极；3-钝化层；4-发射源；5-介电材料层；6-第二电极；7-荧光层；8-栅极；9-栅绝缘层；10-有源层；11-源极；12-漏极；13-电子吸收层；14-栅线；15-数据线；16-第二基底。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
如图1和图4所示，根据本发明一个实施例的阵列基板，包括：
第一基底1；
设置在第一基底1之上的第一电极2；
设置在第一电极2之上的钝化层3，
其中，在钝化层3中设置有多个第一过孔；
多个发射源4，设置于多个第一过孔中，
其中，发射源4为一维或准一维结构，每个过孔中设置有至少一个发射源4；
介电材料层5，设置于多个第一过孔中，用于覆盖多个发射源4的预设高度区域，使多个发射源在远离第一电极2一侧露出预设长度的发射端。
通过介电材料层5覆盖发射源4的预设高度区域，使发射源4在远离第一电极2的一侧露出预设长度的发射端，使得发射源4仅露出的一端发射电子，避免了发射源4的另一端和中间段发射电子造成不同发射源4之间的干扰。
除了上述结构，阵列基板还包括与栅极8相连的栅线14(即扫描线)以及数据线15。数据线15和阵列基板上的薄膜晶体管开关构成选址阵列，当选址打开某一个像素的晶体管时，如图7所示，在阵列基板上的第一电极2(可以是阴极)和对盒基板上的第二电极6(可以是阳极)之间施加电压，具体地，可以为第一电极2提供负电压，为第二电极6提供正电压，从而在第一电极2和第二电极6之间形成从第二电极6向第一电极2方向的电场。发射源4的发射端在第一电极2和第二电极6形成电场的驱动下向荧光层7发射电子，撞击荧光层7上的荧光粉，点亮该像素。
需要说明的是，为了描述方便，本实施例对应的附图中示出的每个第一过孔中包含三个发射源4，而实际上可以根据需要设置每个过孔中发射源4的数量(一般可以设置几个到几百个)，并且不同过孔中发射源4的数量可以不同。而且钝化层3中的过孔除了可以是圆形，还可以是其他形状，具体的形状和尺寸可以根据需要进行设置。另外，在第一基底1上还可以设置有其他阵列基板中的常规结构，仅是图中没有一一示出，在本实施例中不再赘述。
发射源4的长宽比越大或是越呈尖锥状且发射源4的功函数越低，越有利于发射源4的场发射，所以，一维或准一维的纳米材料作为发射源4最为合适。一维或准一维的发射源4，主要在两端发射电子，但是中间段也会发射电子，现有工艺难以将发射源4制作的百分之百整齐竖直排列，如图2所示，不同的发射源4并不平行，甚至存在交叉的情况，使得一个发射源4发射的电子可能会对相邻发射源4发射端发射的电子造成干扰。
通过介电材料层5(可以包含树脂等材料)覆盖发射源4的预设高度区域(例如等同于钝化层3的高度)，使发射源4在发射电子方向露出预设长度的发射端，从而使得发射源4仅露出的一端发射电子，避免了另一端和中间段发射电子造成不同发射源4之间的干扰。
如图5和图6所示，优选地，还包括：
设置于钝化层3之上的电子吸收层13，用于吸收发射端发射的偏离预设方向的电子，
其中，电子吸收层13中设置有与多个第一过孔对应的多个第二过孔。
电子吸收层13可以是接地的金属层，也可以是栅格电极板。
预设方向可以是根据具体需要的电子运动方向进行设置。优选地，若需要的电子运动方向为垂直射向荧光层，那么预设方向可以是与第一电极2的垂线平行，且远离第一电极2的方向。
通过电子吸收层13可以吸收从发射端射出的偏离预设方向的电子，从而保证只有沿着预设方向运动的电子能够通过，保证通过电子吸收层13后的电子运动方向相同，且与需要的电子运动方向相符，从而仅撞击相应像素中的荧光层7，不会对相邻像素中的荧光层7造成影响，保证发光的准确性。
优选地，第二过孔的尺寸大于或等于第一过孔的尺寸。
可以保证未偏离预设方向的电子可以顺利通过。
优选地，电子吸收层13为接地金属层或栅格电极板。
优选地，还包括：
设置于基底1之上的栅极8；
设置在栅极8之上的栅绝缘层9；
设置在栅绝缘层9之上的有源层10；
设置在有源层10之上的源极11和漏极12，有源层10之上还可以包括欧姆接触层，源极11和漏极12通过搭接至欧姆接触层，
其中，第一电极2设置在栅绝缘层9之上，且与漏极12电连接。
优选地，介电材料层5的材料包括树脂。
优选地，发射源4包括：
柱状、线状和/或锥状纳米材料。
根据场发射公式(Fowler-Nordheim公式)，影响场发射性能的因素主要有两个：一个是有关发射源形貌的几何因子参数，另一个是发射源本身的功函数，发射源发射端的长宽比越大或是越呈尖锥状，且发射源的功函数越低，越有利于发射源进行场发射。而柱状、线状和/或锥状纳米材料的一维的纳米材料的形貌特征正符合上述形貌特征。
优选地，发射源4的材料包括：
碳纳米管和/或半导体氧化物。其中的半导体氧化物具体可以是氧化锌、氧化钨和/或氧化铟等，
优选地，发射源4的材料包括：
掺杂碳纳米管和/或掺杂半导体氧化物。由于上述的一维纳米材料有的功函数可能较大，不利于场发射，通过向构成发射源4的材料中掺杂其他功函数较低的元素，降低发射源的功函数，从而提高发射源4的发射效率。
如图7所示，根据本发明一个实施例的显示面板，包括上述任一项的阵列基板，还包括对盒基板，
对盒基板包括：
第二基底16；
设置在第二基底16上靠近阵列基板一侧的第二电极6；
设置在第二电极6靠近阵列基板一侧的荧光层7。
第二电极6可以是阳极，阵列基板的第一电极2可以是阴极，在为第二电极6通以正电压，为第一电极2通以负电压之后，可以形成从第二电极6向第一电极2方向的电场。发射源4的发射端发射电子在第一电极2和第二电极6形成电场的驱动下向荧光层7运动，撞击荧光层7上的荧光粉，点亮该像素。
优选地，还包括：
设置于阵列基板和对盒基板之间的隔垫物(图中未示出)，用于支撑阵列基板和对盒基板。
优选地，隔垫物与介电材料层5同层形成。更近一步地，隔垫物可以与介电材料层5可以采用相同的树脂材料。
通过同层形成介电材料层5和隔垫物层，可以减少工艺次数，简化制作流程。
本发明还提出了一种显示装置，包括上述任一项的显示面板。
需要说明的是，本实施例中的显示装置可以为：电子纸、手机、平板电脑、电视机、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。
本发明还提出了一种用于上述任一项的显示面板的驱动方法，包括：
为第一电极提供负电压，为第二电极提供正电压，使多个发射源4中露出的发射端向第二电极发射电子，以撞击荧光层7。
如图8所示，根据本发明一个实施例的阵列基板制作方法，包括：
S11，在第一基底1之上形成第一电极2，具体可以通过沉积、曝光、显影等工艺制作；
S12，在第一电极2之上形成钝化层3，
其中，在钝化层3中设置有多个第一过孔，第一过孔的分布均匀，且相隔一定间距；
S13，在多个过孔中设置多个发射源4，
其中，发射源4为一维或准一维结构，每个过孔中设置有至少一个发射源4；
S14，在多个第一过孔中形成介电材料层5，用于覆盖多个发射源4的预设高度区域，使多个发射源4在远离第一电极2一侧露出预设长度的发射端。
根据上述制作方法形成的阵列基板，通过介电材料层5覆盖发射源4的预设高度区域，使发射源4在远离远离第一电极2一侧露出预设长度的发射端，使得发射源5仅露出的一端发射电子，避免了发射源5的另一端和中间段发射电子造成不同发射源5之间的干扰。
具体地，可以先在钝化层3之上形成一层约2μm的光刻胶，对准第一过孔，通过预定的掩膜进行曝光处理，将过孔位置的光刻胶去除，通过CVD(化学气相沉积)或者PECVD(等离子体增强化学气相沉积)或热蒸发沉积等方法制备发射源4，然后去除其他位置的光刻胶，随着其他位置光刻胶的去除，其他位置发射源4也会一起被去除，从而仅保留过孔中的发射源4。再在钝化层3之上形成一层约2μm的树脂层，进行平坦化处理，再次使用上述预定的掩膜进行适当剂量的曝光处理，使得过孔中的树脂层被去除一定高度，保留了预设高度，从而覆盖发射源4的预设高度区域，露出预设长度的发射端。
优选地，在设置多个发射源之后还包括：
在钝化层3之上形成电子吸收层13，用于吸收发射端4发射的偏离预设方向的电子，
其中，电子吸收层13中设置有与多个第一过孔对应的多个第二过孔。其中，第二过孔的尺寸可以大于或等于第一过孔的尺寸，以保证未偏离预设方向的电子可以顺利通过第二过孔。
优选地，在形成第一电极2之前还包括：
在第一基底1之上形成栅极8；
在栅极8之上形成栅绝缘层9；
在栅绝缘层9之上形成有源层10；
在有源层10之上形成源极11和漏极12，
其中，第一电极2设置在栅绝缘层9之上，且与漏极12电连接。
根据本发明一个实施例的显示面板制作方法包括形成对盒基板：
在与第一基底1对应的第二基底16靠近阵列基板的一侧形成第二电极6；
在第二电极6靠近阵列基板的一侧形成荧光层7。
优选地，还包括：
在阵列基板和对盒基板之间形成隔垫物。具体地，可以在阵列基板上的介电材料层4与对盒基板的荧光层7之间形成隔垫物。
优选地，在形成介电材料层5时形成隔垫物。
其中，上述流程所采用的形成工艺例如可包括：沉积、溅射等成膜工艺和刻蚀等构图工艺。
以上结合附图详细说明了本发明的技术方案，考虑到现有技术中，场发射显示器中发射源之间场发射效应的相互干扰使得发射源的发射效率有很大的损失。根据本发明的技术方案，通过介电材料层覆盖发射源的预设高度区域，使发射源在远离栅绝缘层的一侧露出预设长度的发射端，使得发射源仅露出的一端发射电子，避免了发射源的另一端和中间段发射电子造成不同发射源之间的干扰。
需要指出的是，在附图中，为了图示的清晰可能夸大了层和区域的尺寸。而且可以理解，当元件或层被称为在另一元件或层“上”时，它可以直接在其他元件上，或者可以存在中间的层。另外，可以理解，当元件或层被称为在另一元件或层“下”时，它可以直接在其他元件下，或者可以存在一个以上的中间的层或元件。另外，还可以理解，当层或元件被称为在两层或两个元件“之间”时，它可以为两层或两个元件之间惟一的层，或还可以存在一个以上的中间层或元件。通篇相似的参考标记指示相似的元件。
在本发明中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (20)

1.一种阵列基板，其特征在于，包括：
第一基底；
设置在所述第一基底之上的第一电极；
设置在所述第一电极之上的钝化层，
其中，在所述钝化层中设置有多个第一过孔；
多个发射源，设置于所述多个第一过孔中，
其中，所述发射源为一维或准一维结构，每个过孔中设置有至少一个发射源；
介电材料层，设置于所述多个第一过孔中，用于覆盖所述多个发射源的预设高度区域，使所述多个发射源在远离所述第一电极一侧露出预设长度的发射端。
2.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，还包括：
设置于所述钝化层之上的电子吸收层，用于吸收所述发射端发射的偏离预设方向的电子，
其中，所述电子吸收层中设置有与所述多个第一过孔对应的多个第二过孔。
3.根据权利要求2所述的阵列基板，其特征在于，所述第二过孔的尺寸大于或等于所述第一过孔的尺寸。
4.根据权利要求2所述的阵列基板，其特征在于，所述电子吸收层为接地金属层或栅格电极板。
5.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，还包括：
设置于所述第一基底之上的栅极；
设置在所述栅极之上的栅绝缘层；
设置在所述栅绝缘层之上的有源层；
设置在所述有源层之上的源极和漏极，
其中，所述第一电极设置在所述栅绝缘层之上，且与所述漏极电连接。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的阵列基板，其特征在于，所述介电材料层的材料包括树脂。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的阵列基板，其特征在于，所述发射源包括：
柱状、线状和/或锥状纳米材料。
8.根据权利要求7所述的阵列基板，其特征在于，所述发射源的材料包括：
碳纳米管和/或半导体氧化物。
9.根据权利要求8所述的阵列基板，其特征在于，所述发射源的材料包括：
掺杂碳纳米管和/或掺杂半导体氧化物。
10.一种显示面板，其特征在于，包括权利要求1至9中任一项所述的阵列基板，还包括对盒基板，
所述对盒基板包括：
第二基底；
设置在所述第二基底上靠近所述阵列基板一侧的第二电极；
设置在所述第二电极靠近所述阵列基板一侧的荧光层。
11.根据权利要求10所述的显示面板，其特征在于，还包括：
设置于所述阵列基板和所述对盒基板之间的隔垫物。
12.根据权利要求11所述的显示面板，其特征在于，所述隔垫物与所述介电材料层同层形成。
13.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求10至12中任一项所述的显示面板。
14.一种用于权利要求10至12中任一项所述的显示面板的驱动方法，其特征在于，包括：
为所述第一电极提供负电压，为所述第二电极提供正电压，使所述多个发射源中露出的发射端向所述第二电极发射电子，以撞击所述荧光层。
15.一种阵列基板制作方法，其特征在于，包括：
在第一基底之上形成第一电极；
在所述第一电极之上形成钝化层，
其中，在所述钝化层中设置有多个第一过孔；
在所述多个过孔中设置多个发射源，
其中，所述发射源为一维或准一维结构，每个过孔中设置有至少一个发射源；
在所述多个第一过孔中形成介电材料层，用于覆盖所述多个发射源的预设高度区域，使所述多个发射源在远离所述第一电极一侧露出预设长度的发射端。
16.根据权利要求15所述的显示面板制作方法，其特征在于，在设置所述多个发射源之后还包括：
在所述钝化层之上形成电子吸收层，用于吸收所述发射端发射的偏离预设方向的电子，
其中，所述电子吸收层中设置有与所述多个第一过孔对应的多个第二过孔。
17.根据权利要求15所述的显示面板制作方法，其特征在于，在形成所述第一电极之前还包括：
在所述第一基底之上形成栅极；
在所述栅极之上形成栅绝缘层；
在所述栅绝缘层之上形成有源层；
在所述有源层之上形成源极和漏极，
其中，所述第一电极设置在所述栅绝缘层之上，且与所述漏极电连接。
18.一种基于权利要求15至17中任一项所述阵列基板制作方法的显示面板制作方法，其特征在于，还包括形成对盒基板：
在与第一基底对应的第二基底靠近所述阵列基板的一侧形成第二电极；
在所述第二电极靠近所述阵列基板的一侧形成荧光层。
19.根据权利要求18所述的显示面板制作方法，其特征在于，还包括：
在所述阵列基板和所述对盒基板之间形成隔垫物。
20.根据权利要求19所述的显示面板制作方法，其特征在于，在形成所述介电材料层时形成所述隔垫物。
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