专利名称：Mems光阀、显示装置及其形成方法
技术领域：
本发明的实施例涉及显示技术领域，尤其涉及一种MEMS光阀、显示装置及其形成方法。
背景技术：
由于液晶显示装置具有轻、薄、占地小、耗电小和辐射小等优点，被广泛应用于各种电子产品中，例如电视、笔记本电脑、移动电话、个人数字助理等。然而由于液晶显示装置采用白光作为背光源，只有白光中的偏振光通过液晶显示装置中的液晶层，并且在通过彩色滤光板时又会损失一部分偏振光，光的利用率低。此外，液晶显示装置还具有视觉范围小、结构复杂、成本高等缺陷。随着MEMS技术的发展，MEMS技术也广泛应用于显示装置中。利用高速高效的MEMS 光阀替换液晶层，通过MEMS光阀控制背光源发出的光的透过率，不再需要偏光片、彩色滤光板以及ITO电极，可大幅度提高光效率、降低功耗以及制造成本。请参考图1，现有技术的具有MEMS光阀的显示装置包括背光源10 ；用于反射背光源10发射的光线的反光镜20 ；固定光栅30，所述固定光栅30具有开口 31 ；与所述固定光栅30相对设置的可动光栅40，所述可动光栅40设置于卡口(未图示)内；与所述可动光栅40相连的感应电极50;以及与所述感应电极50相对的驱动电极60 ；与所述驱动电极60相连的TFT开关70。所述驱动电极60和所述感应电极50 在TFT开关70的驱动下，带动可动光栅40水平方向移动，当固定光栅30的开口 31被可动光栅40挡住时，从背光源10中发射的光线不能透过开口 31，当固定光栅30的开口 31未被可动光栅40挡住时，从背光源10中发射的光线可以透过开口 31。由于现有技术的可动光栅在驱动电极和感应电极的带动下水平移动，受重力的影响，可动光栅水平运动时与卡口之间产生的摩擦力较大，驱动所述可动光栅需要更大的驱动力，现有技术的显示装置灵敏度较低。公开号为US7271945B2的美国专利公开了一种MEMS显示装置，在此专利申请文件中，MEMS显示装置的结构较复杂，且不能很好的解决灵敏度低的问题。
发明内容
本发明的实施例解决的问题是提供一种灵敏度高的MEMS光阀、显示装置及其形成方法。为解决上述问题，本发明的实施例提供了一种MEMS光阀，包括固定光栅，所述固定光栅具有第一透光部；与所述固定光栅相对的可动光栅，所述可动光栅具有第二透光部；中心轴，所述可动光栅以所述中心轴为中心旋转，所述第二透光部与所述第一透光部随所述可动光栅的旋转而重叠或错开。可选地，本发明的实施例的MEMS光阀还包括与所述可动光栅相连的感应电极；
4与所述感应电极相对的驱动电极，所述感应电极和所述驱动电极构成电容，其相对运动，以带动所述可动光栅旋转。可选地，所述感应电极的厚度为20nm IOym;所述驱动电极的厚度为20nm 10 μ m。可选地，所述感应电极和驱动电极之间的距离为0. 5 μ m 50 μ m。可选地，所述中心轴的形状为圆柱、圆台、圆锥中的一种。可选地，所述固定光栅、可动光栅和中心轴的中心在同一直线上。可选地，所述第一透光部的形状为扇形，所述第二透光部的形状为扇形，所述可动光栅的形状为圆形，所述固定光栅的形状为圆形。可选地，所述可动光栅的厚度为20nm 10 μ m。本发明的实施例提供了一种包括上述MEMS光阀的显示装置。可选地，本发明的实施例的显示装置还包括TFT开关，所述感应电极和驱动电极中的一种电极与TFT开关相连，另一种电极接地；或者所述感应电极与第一 TFT开关电连接，所述驱动电极与第二 TFT开关相连，所述第一 TFT开关和第二 TFT开关提供的电压不同。可选地，本发明的实施例的显示装置还包括位于基底表面的固定光栅；覆盖所述可动光栅、固定光栅、中心轴、感应电极、驱动电极和TFT开关的封盖层，所述封盖层具有开口 ；密封所述开口的密封盖。本发明的实施例的显示装置还包括覆盖所述可动光栅、中心轴、感应电极、驱动电极和TFT开关的封盖层，所述封盖层具有开口 ；密封所述开口的密封盖；所述固定光栅形成在所述密封盖表面。本发明的实施例的显示装置还包括位于固定光栅不透光区域的固定件，所述固定件与驱动电极相连，所述固定件与TFT开关相连或者接地。可选地，所述中心轴与TFT开关相连或者接地。本发明的实施例提供了一种MEMS光阀的形成方法，包括形成具有第一透光部的固定光栅；形成具有第二透光部的可动光栅，所述可动光栅与所述固定光栅相对；形成中心轴，所述可动光栅以所述中心轴为中心旋转，所述第二透光部与所述第一透光部随所述可动光栅的旋转而重叠或错开。可选地，本发明的实施例的MEMS光阀的形成方法还包括形成与所述可动光栅相连的感应电极；形成与所述感应电极相对的驱动电极，所述感应电极和所述驱动电极构成电容，其相对运动，以带动所述可动光栅旋转。可选地，所述可动光栅、所述感应电极和所述驱动电极在同一工艺步骤中形成。本发明的实施例提供了一种包括上述MEMS光阀的显示装置的形成方法。可选地，本发明的实施例的显示装置的形成方法还包括形成与所述感应电极或驱动电极相连的TFT开关；或者包括形成与所述感应电极相连的第一 TFT开关，形成与所述驱动电极相连的第二 TFT开关。可选地，本发明的实施例的显示装置的形成方法还包括形成在基底表面的固定光栅；形成覆盖所述可动光栅、固定光栅、中心轴、感应电极、驱动电极和TFT开关的封盖层，所述封盖层具有开口 ；形成密封所述开口的密封盖。可选地，本发明的实施例的显示装置的形成方法还包括形成覆盖所述可动光栅、 中心轴、感应电极、驱动电极和TFT开关的封盖层，所述封盖层具有开口 ；形成密封所述开口的密封盖；形成在密封盖表面的固定光栅。可选地，本发明的实施例的显示装置的形成方法还包括形成位于固定光栅不透光区域、与所述驱动电极相连的固定件。可选地，所述固定件与所述中心轴在同一工艺步骤中形成。与现有技术相比，本发明的实施例具有以下优点本发明实施例的MEMS光阀设置有中心轴，可动光栅可绕所述中心轴旋转，所述第二透光部与所述第一透光部随所述可动光栅的旋转而重叠或错开。本发明实施例的MEMS 光阀，可动光栅绕中心轴旋转的摩擦力小，灵敏度高。本发明实施例的MEMS光阀的固定光栅和可动光栅为圆形，第一透光部和第二透光部为扇形，可以有效的节省空间、材料，从而使得MEMS显示装置的体积更加轻巧。本发明实施例的具有MEMS光阀的显示装置的摩擦力小，灵敏度高，体积轻巧。
图1为现有技术的具有MEMS光阀的显示装置的剖面结构示意图；图2是本发明一实施例的具有MEMS光阀的显示装置的平面结构示意图；图3是图2所示一实施例的具有MEMS光阀的显示装置沿A-A方向的剖面结构示意图；图4是本发明一实施例的具有MEMS光阀的显示装置形成方法的流程示意图；图5 图21是本发明一实施例的具有MEMS光阀的显示装置形成方法的剖面结构的过程示意图；图22 图M为本发明一实施例的具有MEMS光阀的显示装置形成方法的平面结构的过程示意图；图25是本发明另一实施例的具有MEMS光阀的显示装置的剖面结构示意图。
具体实施例方式针对现有技术中MEMS光阀、显示装置的灵敏度低，摩擦力较大的情况，本发明实施例的发明人经研究发现，如果将现有技术中可平移的可动光栅改为可旋转的可动光栅， 可以解决MEMS光阀、显示装置的灵敏度低、摩擦力较大的问题。本发明实施例的发明人经过进一步研究发现，设计绕中心轴旋转的可动光栅可以解决上述问题。为了使本领域的技术人员可以更好的理解本发明，下面结合具体实施例详细说明本发明具体实施方式
的MEMS光阀、显示装置的结构。在本发明实施例的具有MEMS光阀的显示装置中，所述固定光栅以及可动光栅均为多个，呈阵列排布。为方便起见，本发明实施例的图中仅示出了一个固定光栅和一个可动光栅，本发明的实施例也仅对一个固定光栅和一个可动光栅为例进行说明。图2是本发明一实施例的具有MEMS光阀的显示装置的平面结构示意图；图3是图2所示一实施例的具有MEMS光阀的显示装置沿A-A方向的剖面结构示意图，为便于理解，图 3中还示出了图2中未显示的TFT开关。请结合参考图2和图3，本发明一实施例的MEMS光阀，包括固定光栅103，所述固定光栅103具有第一透光部104 ；与所述固定光栅103相对的可动光栅109，所述可动光栅 109具有第二透光部117 ；中心轴113，所述可动光栅109以所述中心轴113为中心旋转，所述第二透光部117与所述第一透光部104随所述可动光栅109的旋转而重叠或错开。其中，所述固定光栅103为导电材料，所述固定光栅103具有第一透光部104，用于与可动光栅109的第二透光部117结合控制光线的通过量。在本实施例中，所述固定光栅 103的开口率为2% 50%。所述固定光栅103的开口率与所述第一透光部104的大小和数量有关，所述第一透光部104可以为一个或多个。在本实施例中，为节省空间并最大限度的利用材料，使得MEMS光阀的体积更加轻巧。所述固定光栅103可选为圆形，所述第一透光部104为扇形。需要说明的是，在其他实施例中，所述固定光栅103可以为其他形状，例如方形、 椭圆形等；所述第一透光部104的形状也可以为其他形状，例如圆形、方形或椭圆形等。所述可动光栅109与所述固定光栅103相对，所述可动光栅109具有第二透光部 117。在本实施例中，所述可动光栅109的开口率为2% 50%。所述可动光栅109的开口率与所述第二透光部117的大小和数量有关，所述第二透光部117可以为一个或多个。在外力(例如外加电压)的驱动下，所述可动光栅109绕中心轴113旋转。通过旋转合适的角度可以控制所述第二透光部117与所述第一透光部104相对，从而光线可以透过。其中，光线的通过量根据所述第一透光部104和第二透光部117的重叠面积而确定； 当所述第二透光部117与所述第一透光部104相错开时，光线则不可以透过。在本实施例中，所述可动光栅109为导电材料，且为了节省空间并最大限度的利用材料，使得显示装置的体积更加轻巧。所述可动光栅109可选为圆形，所述第二透光部 117为扇形。所述可动光栅109的厚度与MEMS光阀的大小和可动光栅109旋转所需提供的能量大小有关。如果可动光栅109太厚，则需要提供较大的能量才足以使所述可动光栅109 绕中心轴113旋转，并且可动光栅如果太厚，需要使用更多的材料，占用更大的空间。为节省能量、材料并节省空间，在本实施例中，所述可动光栅109的厚度为20nm ΙΟμπι。需要说明的是，在其他实施例中，所述可动光栅109可以为其他形状，例如方形、 椭圆形等；所述第二透光部117的形状也可以为其他形状，例如圆形、方形或椭圆形等。另外，需要说明的是，本发明实施例中提到的导电材料均选自金、银、铜、铝、钛、 铬、钼、镉、镍、钴、非晶硅、多晶硅、非晶锗硅、多晶锗硅其中之一或者他们的任意的组合。本实施例中，所述固定光栅103、可动光栅109和中心轴113的中心在同一直线上。 所述中心轴113位于固定光栅103不透光的区域的上方，用于使可动光栅109绕其旋转。需要说明的是，在其他实施例，所述固定光栅103、可动光栅109也可以位于所述中心轴113的一侧。在本实施例中，所述中心轴113的表面为导电材料。为使可动光栅109绕所述中心轴113旋转时的摩擦力最小，灵敏度高，所述中心轴113的形状为圆柱。需要说明的是， 在其他实施例中，所述中心轴113也可以为非导电材料，所述中心轴113的形状也可以为圆台、圆锥或其他形状，只要可使可动光栅109绕其旋转即可。需要说明的是，虽然图示的实施例中所述可动光栅109与中心轴113并不接触，所述可动光栅109处于悬空的状态，但是当显示装置正常放置时，由于受到重力的作用，所述可动光栅109与中心轴113是相接触的，因此在导电情况下，所述可动光栅109与中心轴 113具有相同的电压。本发明实施例的MEMS光阀，还包括与所述可动光栅109相连的感应电极111 ；与所述感应电极111相对的驱动电极107，所述感应电极111和所述驱动电极107相对运动， 以带动所述可动光栅109旋转。所述感应电极111和驱动电极107在外力(如外加电压)的作用下，发生相对运动，以带动所述可动光栅109旋转，使所述可动光栅109以所述中心轴113为中心旋转，所述第二透光部117与所述第一透光部104随所述可动光栅109的旋转而变化。所述感应电极111和所述驱动电极107的厚度与需要在感应电极111和驱动电极 107两端施加的外力大小有关。当所述感应电极111和所述驱动电极107的厚度较小时，只需要在感应电极111和驱动电极107两端施加很小的外力，即可使两者发生相对运动。因此，在本发明的实施例中，所述感应电极111的厚度为20nm ΙΟμπι ；所述驱动电极107的厚度为20nm 10 μ m。在图示的实施例中，所述驱动电极107为4个，所述感应电极111为4个。所述驱动电极107和与其相邻的感应电极111相对设置，且驱动电极107和与其相邻的感应电极 111之间存在间隙。所述驱动电极107和与其相邻的感应电极111之间的距离与第一透光部104和第二透光部117重叠的区域有关。若两电极间的间隙过小，则有可能导致第一透光部104和第二透光部117不能完全重叠，若两电极间的间隙过大，则需要在两电极间施加更大的外力。因此，所述驱动电极107和感应电极111之间在未施加外力时，两电极之间的距离可选为0. 5 μ m 50 μ m。因此，在本发明的实施例中，所述感应电极111和驱动电极107之间的
, ^ 0. 5μπι 50μπι。需要说明的是，在本发明的其他实施例中，所述感应电极111可以为一个或多个； 所述驱动电极107可以为一个或多个。本实施例的具有MEMS光阀的显示装置，除包括上述结构外，还包括基底101 ；位于所述固定光栅103上的TFT开关130，所述TFT开关130的数量与感应电极和驱动电极的数量对应，例如，至少为1个，与感应电极111或驱动电极107电连接；或者，所述TFT开关至少包括2个，即第一 TFT开关和第二 TFT开关，其中第一 TFT开关与感应电极111电连接，第二 TFT开关与驱动电极107电连接。其中，所述基底101内有背光源(未标示)，且背光源包括蓝光光源、红光光源和绿光光源，所述的蓝光光源、红光光源和绿光光源可以分别由蓝光LED、红光LED和绿光LED 提供，也可以通过激光提供，且提供红绿蓝三色激光。所述TFT开关130位于所述固定光栅103上，所述TFT开关130形成在固定光栅 103的不透光的部位；所述TFT开关130包括控制端(未标示)以及位于控制端上方的第一端(未标示)和第二端(未标示)。所述TFT开关130的控制端与外界的扫描线(未图示)相连，控制TFT开关130的导通或截止；每个所述TFT开关130的第一端与外界的数据线(未图示)相连，第二端与驱动电极107和/或感应电极111相连，以在TFT开关导通时，提供驱动电极107和/或感应电极111所需要的不同的电压。在本实施例中，选用N型的TFT开关，所述N型的TFT开关的控制端为栅极，第一端和第二端分别对应于源极和漏极。为减小功耗，减小显示装置的体积，所述TFT开关130 的为2个，每个所述TFT开关130的漏极与相对的两个驱动电极107电连接，用以控制可动光栅109逆时针或顺时针方向旋转。所述感应电极111接地，即所述感应电极111上的电压为0V。当TFT开关130导通时，所述驱动电极107和感应电极111之间具有电势差，所述驱动电极107和感应电极111之间会产生静电力，在静电力的作用下，所述驱动电极107和感应电极111相对运动，以带动可动光栅109旋转。需要说明的是，在本发明的其他实施例中，所述TFT开关130的数量与驱动电极 107和感应电极111的数量有关，TFT开关130可以为1个或多个，只要能使的感应电极111 和驱动电极107之间具有电势差，相邻的两电极发生相对运动即可。使所述感应电极111、 驱动电极107之间的具有电势差的方法有很多种例如所述感应电极111和驱动电极107 中的一种电极与TFT开关相连，另一种电极接地；或者所述感应电极111和一个TFT开关电连接，所述驱动电极107和另一个TFT开关相连，与感应电极相连的TFT开关提供的电压不同于与驱动电极相连的TFT开关提供的电压。由于在显示装置正常放置时，所述可动光栅109与中心轴113相接触，为方便起见，所述感应电极111上的电压可以通过将中心轴113接地，或者将中心轴113与TFT开关 130相连的方式实现。所述感应电极111与可动光栅109、中心轴113具有相同的电压。本实施例的具有MEMS光阀的显示装置，除包括上述结构外，还包括一端与驱动电极107相连的固定件105。所述固定件105呈棱柱或圆柱形，位于固定光栅103面向可动光栅109的表面上，所述固定件105可用于固定驱动电极107。所述固定件105为导电材料，例如金、银、铜、铝、钛、铬、钼、镉、镍、钴、非晶硅、多晶硅、非晶锗硅、多晶锗硅其中之一或者他们的任意的组合。在本实施例中，所述TFT开关130与固定件105相连，用以提供电压给驱动电极107。所述固定件105的个数与驱动电极107的个数有关，可以为一个或多个。在本实施例中，所述固定件105为四个，且所述四个固定件105呈中心对称分布。所述驱动电极107 与固定件105具有相同的电压。需要说明的是，在本发明的其他实施例中，也可以所述固定件105接地；所述中心轴113与TFT开关电连接；或者所述固定件105与一 TFT开关连接，所述中心轴113与另一 TFT开关连接，与所述固定件105连接的TFT开关提供的电压不同于与所述中心轴113连接的TFT开关提供的电压。本发明的实施例中，显示装置的工作原理为所述TFT开关130的栅极通过与其相连的外界扫描线获取信号，所述TFT开关130导通，所述TFT开关130通过其漏极将施加在其源极的数据线上的电压传递到固定件105上，由于驱动电极107与固定件105相连，从而使得驱动电极107具有一电压，例如IOV ；所述中心轴113接地，所述中心轴113的电压为 0V，由于在显示装置正常放置时，所述可动光栅109与所述中心轴113相接触，因此，所述可动光栅109与中心轴113具有相同的电压，又感应电极111与可动光栅109相连，因此所述感应电极111、可动光栅109和中心轴113具有相同的电压，即0V;所述驱动电极107与感应电极111之间具有电势差，因此所述驱动电极107与感应电极111之间存在静电力，在静电力的作用下，所述驱动电极107和感应电极111发生相对运动；由于可动光栅109与感应电极111相连，在感应电极111的带动下，所述可动光栅109绕中心轴113旋转，所述第二透光部117与所述第一透光部104随所述可动光栅109的旋转而重叠或错开，用以控制光线的通过量。当TFT开关130截止时，驱动电极107和感应电极111之间的静电力消失，可动光栅109恢复到以前的位置。需要说明的是，本发明实施例的显示装置，还包括用于保护具有MEMS光阀的显示装置的各个部件的封盖层120，所述封盖层120具有开口 125，以及密封所述开口 125的密封盖127。所述封盖层120用于保护具有MEMS光阀的显示装置的各个部件，例如可动光栅 109、固定光栅103、驱动电极107、感应电极111、TFT开关130等。所述开口 125的深宽比范围应为0.5 20，所述开口的孔径范围为0. 1 μ π! 10 μ m。所述密封盖127用于密封所述开口 125，起到密封具有MEMS光阀的显示装置的作用，防止水蒸气、灰尘、杂质等进入显示装置内，这样可以提高显示装置的寿命。本实施例的显示装置摩擦力小，灵敏度高，且显示装置的体积可以更加轻巧。本发明的实施例还提供了一种上述实施例中MEMS光阀的形成方法，为便于理解本发明实施例的MEMS形成方法，下面结合附图对本实施例的MEMS显示装置的形成方法作详细描述。图4为本发明具体实施例的形成显示装置的方法的流程示意图；图5 图25为本发明的实施例的形成显示装置的方法的剖面结构示意图。执行步骤S31，请参考图5，提供基底401，在所述基底401表面形成固定光栅403， 所述固定光栅403具有第一透光部404。本发明的实施例中，所述基底401为玻璃基底。所述基底401内形成有背光源(未标不)O所述固定光栅403的方法包括在基底401上形成导电层，之后在导电层表面形成具有开口的光刻胶层(未图示)，所述开口的位置和形状与第一透光部404的位置和形状相对应，以所述光刻胶层为掩膜刻蚀导电层形成固定光栅403，最后采用灰化工艺去除光刻胶层。执行步骤S32，请参考图6和图7，在所述固定光栅403不透光区域的上方形成TFT 开关407，用于提供电压。请参考图6，在形成所述TFT开关407之前，先形成覆盖所述固定光栅403的第一介质层405，用于隔离固定光栅403和TFT开关，防止短路。请参考图7，在所述第一介质层405表面形成TFT开关407，所述TFT开关407形成在固定光栅403不透光的区域的上方，所述TFT开关407与驱动电极和/或感应电极电连接。在形成所述TFT开关407后，在所述第一介质层405表面形成第二介质层411，所述第二介质层411具有与第一导电层413的位置相对应的开口，并形成填充所述开口的第一导电层413，所述第一导电层413形成在固定光栅403不透光区域的上方。需要说明的是，所述第二介质层411还具有与第一金属层(未图示)的位置相对应的开口，并填充导电材料形成第一金属层(未图示)。所述第一金属层位于固定光栅403 不透光区域的上方，所述第一金属层用于后续形成固定件。所述第一介质层405、第二介质层411、第一导电层413的工艺均为沉积工艺，例如物理或化学气相沉积。由于沉积工艺已为本领域技术人员所熟知，在此不再赘述。执行步骤S33，请结合参考图8、图9、图22和图23，形成在所述固定光栅403上的中心轴418 ；形成位于固定光栅不透光区域上方的，与固定光栅403相连的固定件421。请参考图8，形成覆盖所述TFT开关407、第二介质层411和第一导电层413表面的牺牲薄膜，在所述牺牲薄膜表面形成光刻胶层(未图示)，所述光刻胶层具有与中心轴和后续形成的可动光栅的形状相对应的开口，以所述光刻胶层为掩膜刻蚀所述牺牲薄膜形成第一牺牲层415，所述第一牺牲层415具有与第一导电层413相对应的第一凸起416和用于后续形成固定件的第二凸起420 (详情见图22)，所述第二凸起与第一金属层相对应，且所述第一牺牲层415暴露出部分第一导电层413和第二介质层411的表面。请参考图9，形成覆盖所述第一凸起416的第二导电层417，所述第二导电层417 与所述第一导电层413相接触。所述牺牲薄膜，即所述第一牺牲层415的材料为非晶碳、非晶碳、非晶锗、氧化硅、光刻胶中的一种。所述牺牲薄膜和第二导电层的形成方法为沉积工艺，例如物理或化学气相沉积； 所述刻蚀所述牺牲薄膜的方法为干法刻蚀。由于沉积工艺和干法刻蚀工艺已为本领域技术人员所熟知，在此不再赘述。所述中心轴418形成在所述固定光栅403不透光区域的上方，用于使后续过程中形成的可动光栅绕其旋转。所述中心轴418包括第一导电层413，与第一导电层413相对应的第一凸起416 以及覆盖所述第一凸起416且与所述第一导电层413相接触的第二导电层417。在形成中心轴418的同一工艺步骤中，还形成有位于固定光栅403不透光区域上方的固定件(未图示)。由于所述固定件在本发明实施例的剖面结构中无法显示，为便于理解，特提供显示装置的平面结构示意图。请参考图22和图23，所述固定件421的形成步骤为采用沉积工艺例如物理或化学气相沉积工艺在所述第二凸起420表面形成第二金属层(未标示)，所述第二金属层与第一金属层相接触。所述固定件421和所述中心轴在同一工艺步骤中形成，有助于节省工艺。所述固定件421包括第一金属层，位于第一金属层上的第二凸起420，覆盖所述第二凸起420的
第二金属层。执行步骤S34，请参考图10 图14，形成与所述固定光栅403相对的可动光栅 429，所述可动光栅429以所述中心轴418为中心旋转，所述可动光栅4 具有第二透光部 431，所述第二透光部431与所述第一透光部随所述可动光栅429的旋转而重叠或错开；形成与所述固定件(参见图24)相连的驱动电极427、一端与所述可动光栅4 相连且与所述驱动电极427相对的感应电极426。请参考图10，形成覆盖所述第一牺牲层415、第二介质层411和中心轴418的第二牺牲层419，所述第二牺牲层419后续过程将被去除，用于使显示装置的感应电极和可动光栅处于悬空状态，增加其感应灵敏度。所述第二牺牲层419的形成方法为沉积工艺，例如物理或化学气相沉积，由于此工艺为本领域技术人员所熟知，在此不再赘述；所述第二牺牲层419、材料为非晶碳、非晶碳、非晶锗、氧化硅、光刻胶中的一种。请参考图11，形成覆盖第二牺牲层419的第三导电层423。所述第三导电层423的形成方法为沉积工艺，例如物理或化学气相沉积，由于此工艺为本领域技术人员所熟知，在此不再赘述；所述第三导电层423 —部分用于形成可动光栅，另一部分用于后续形成感应电极。由于所述第三导电层423的厚度与所述可动光栅、 感应电极的厚度有关，若第三导电层423太厚，那么形成的可动光栅、感应电极也较厚，需要较大的TFT开关提供较大的驱动电压才能使感应电极发生弹性形变吸附在后续形成的驱动电极上，带动可动光栅旋转。较大的TFT开关需要消耗更大的能量且需要更大的体积， 从节能和节省空间的角度考虑，所述第三导电层423的厚度为20nm ΙΟμπι ；所述第三导电层423的材料为导电材料，例如金、银、铜、铝、钛、铬、钼、镉、镍、钴、非晶硅、多晶硅、非晶锗硅、多晶锗硅其中之一或者他们的任意的组合，用于将TFT开关提供的电压通过中心轴 418传递给可动光栅4 和后续形成的感应电极。请参考图12，在所述第三导电层423表面形成第三牺牲层425，所述第三牺牲层 425具有与可动光栅的形状和位置相对应的开口。所述第三牺牲层425的形成方法为沉积工艺，例如物理或化学气相沉积，由于此工艺为本领域技术人员所熟知，在此不再赘述；所述第三牺牲层425材料为非晶碳、非晶碳、非晶锗、氧化硅、光刻胶中的一种。请参考图13和图14，以所述第三牺牲层425为掩膜去除所述部分第三导电层，形成可动光栅429 ；去除所述第三牺牲层425。去除所述部分第三导电层的方法为干法刻蚀；去除所述第三牺牲层425的方法为湿法刻蚀或灰化工艺。上述过程完成之后，形成了与所述固定光栅403相对的可动光栅429。请继续参考图13，形成与所述固定件(详情见图2 相连的驱动电极427 ；形成一端与所述可动光栅4 相连且与所述驱动电极427相对的感应电极426。由于所述驱动电极427和感应电极似6均由第三导电层形成。为节省工艺步骤， 在形成所述可动光栅429的同时，还可以形成驱动电极427和感应电极426。因此，所述第三牺牲层425除具有与可动光栅4 的形状和位置相对应的开口外，还具有与感应电极似6 和驱动电极427之间的间隙相对应的开口。所述驱动电极427和感应电极426的形成步骤为以所述第三牺牲层425为掩膜刻蚀所述第三导电层，形成驱动电极427和感应电极426。所述驱动电极427与所述固定件相连。所述感应电极4 一端与所述可动光栅 429连接。在图示的实施例中，所述驱动电极427和感应电极似6相对设置，分别为四个，且驱动电极427和感应电极似6之间存在间隙。需要说明的是，在上述步骤完成之后，所述可动光栅、固定光栅和中心轴之间还存在第一牺牲层和第二牺牲层，所述可动光栅并不能绕中心轴旋转。因此，还需要去除所述第一牺牲层和第二牺牲层，并且未保护显示装置的各个部件，还需要形成封盖层和密封盖。本实施例的显示装置的形成方法还包括后续步骤。请参考图15 图21，图15 图21示出了本发明实施例的显示装置的后续形成步骤，具体地执行步骤S35，请参考图15和图16，形成覆盖所述第二牺牲层419和第三导电层的第四牺牲层433，平坦化所述第四牺牲层433。所述第四牺牲层433在后续工艺中会被去除，用于形成空腔，便于可动光栅的旋转；所述第四牺牲层433的材料可以为非晶碳、非晶碳、非晶锗、光阻、氧化硅中的一种；所述第四牺牲层433形成方法为沉积工艺，例如物理或化学气相沉积。由于此工艺为本领域技术人员所熟知，在此不再赘述。平坦化所述第四牺牲层433的方法为化学机械抛光的方法。执行步骤S36，请参考图17，形成覆盖第四牺牲层433的第五牺牲层435，所述第五牺牲层435具有开口，所述开口的位置与只形成有第一牺牲层415、第二牺牲层419和第四牺牲层433的位置相对应。所述第五牺牲层435的开口的位置与只形成有第一牺牲层415、第二牺牲层419 和第四牺牲层433的位置相对应，用于后续作为掩膜去除所述第一牺牲层415、第二牺牲层 419和第四牺牲层433以形成封盖层。执行步骤S37，请参考图18，以所述第五牺牲层435为掩膜去除部分第一牺牲层 415、第二牺牲层419和第四牺牲层433，暴露出TFT开关407、第二介质层411，用于后续形成封盖层；之后再去除所述第五牺牲层435。去除部分第一牺牲层415、第二牺牲层419和第四牺牲层433的方法为灰化工艺或刻蚀工艺，例如干法刻蚀，暴露出TFT开关407、第二介质层411，用于后续形成封盖层。待去除部分第一牺牲层415、第二牺牲层419和第四牺牲层433之后，再去除所述第五牺牲层435，具体可以采用灰化工艺或干法刻蚀的方法。由于灰化工艺和刻蚀工艺为本领域技术人员所熟知，在此不再赘述。执行步骤S38，请参考图19，形成覆盖所述第四牺牲层433、第二介质层411和TFT 开关407的封盖层437，所述封盖层437上具有多个开口 439，暴露出所述第四牺牲层433。所述封盖层437用于保护显示装置的各个部件，例如可动光栅、固定光栅、驱动电极、感应电极、TFT开关等。所述开口 439用于后续通入灰化气体以去除第四牺牲层433。所述开口 439的深宽比范围应为0.5 20，所述开口的孔径范围为0. Iym 10 μπι。执行步骤S39，请参考图20，去除所述图形化的第一牺牲层、第二牺牲层、第四牺牲层。去除所述图形化的第一牺牲层、第二牺牲层、第四牺牲层的方法为灰化工艺，具体为离化氧气形成氧等离子体；将所述氧等离子体通入所述开口 439，在温度范围为 150°C 450°C的条件下灰化所述第一牺牲层、第二牺牲层、第四牺牲层。去除所述图形化的第一牺牲层、第二牺牲层、第四牺牲层的目的是为了使MEMS显示装置的可动光栅4 可绕中心轴418旋转。执行步骤S40，请参考图21，形成密封所述开口 439的密封盖441。为更好的理解本发明，图22 图M示出了本发明实施例在显示装置形成方法的过程中的一些平面结构示意图。其中，图22中示出了本发明实施例中第二凸起420的形成位置；图23示出了本发明的实施例中显示装置的固定件的形成方法的平面结构示意图，形成覆盖第二凸起的金属层，形成固定件；图M示出了本发明的实施例中显示装置的驱动电极和感应电极的形成方法的平面结构示意图。本发明的实施例的MEMS光阀、显示装置的形成方法，首先在基底上形成固定光栅，然后在固定光栅之上形成可动光栅。在本发明的其他实施例中，也可以首先在基底上形成可动光栅，然后在可动光栅之上固定光栅。请参考图25，本发明的另一实施例的MEMS光阀的结构，包括基底501，位于基底501表面的中心轴505 ；具有第二透光部515的可动光栅510 ；位于可动光栅510上方且与所述可动光栅510相对的固定光栅560，所述固定光栅 560具有第一透光部565 ；所述可动光栅510绕中心轴505旋转，控制所述第二透光部515与所述第一透光部565相对，所述第二透光部515与所述第一透光部565随所述可动光栅510的旋转而重
叠或错开。与本发明的上一实施例不同，本实施例的固定光栅560位于可动光栅510的上方。本实施例的具有MEMS光阀还包括与可动光栅510相连的感应电极530 ；与所述感应电极530相对的驱动电极520。本实施例的具有MEMS光阀的显示装置，还包括与上述MEMS光阀中的感应电极 530和/或驱动电极520电连接的TFT开关(未图示)，所述TFT开关位于基底501上，所述TFT开关导通时，所述感应电极530和驱动电极520之间具有电势差。本实施例的具有MEMS光阀的显示装置，还包括位于基底501上的固定件(未图示)°本实施例的具有MEMS光阀的显示装置，还包括覆盖所述可动光栅510、中心轴 505、感应电极530、驱动电极520和TFT开关的封盖层M0，所述封盖层540具有开口 545 ； 密封所述开口 545的密封盖550，所述封盖层540和密封盖550位于可动光栅510和固定光栅560之间。与本发明的上一实施例不同，本实施例的具有MEMS光阀的显示装置的封盖层MO 不覆盖所述固定光栅560。所述固定光栅560位于密封盖550表面。本发明实施例的MEMS光阀、显示装置的结构的其他部分及各个部件之间的关系与本发明的上一实施例中的MEMS光阀、显示装置的结构相同，具体可参考本发明的上一实施例，在此不再赘述。请继续参考图25，本发明实施例的MEMS光阀的形成方法，包括提供基底501，在所述基底501表面形成中心轴505 ；形成以所述中心轴505为中心旋转的可动光栅510，所述可动光栅510具有第二透光部515 ；形成位于可动光栅510上方且与所述可动光栅510相对的固定光栅560，所述固定光栅560具有第一透光部565 ；所述第一透光部515与所述第二透光部565随所述可动光栅510的旋转而重叠或错开。与本发明的上一实施例的区别在于本发明实施例的MEMS光阀先形成可动光栅 510，然后在可动光栅510上方形成与所述可动光栅510相对的固定光栅560。本实施例的MEMS光阀的形成方法，还包括与可动光栅510在同一工艺步骤中形成的感应电极530和驱动电极520。所述感应电极530与可动光栅510相连，所述驱动电极 520与所述感应电极530相对。本实施例的具有MEMS光阀的显示装置的形成方法，还包括在形成所述固定光栅 560之前，形成与所述感应电极530和/或驱动电极520电连接的TFT开关(未图示)，所述TFT开关形成在基底501上，所述TFT开关导通时，所述感应电极530和驱动电极520之间存在电势差。本实施例的具有MEMS光阀的显示装置的形成方法，还包括在形成所述固定光栅 560之前，形成位于基底501上的固定件，所述固定件与中心轴505在同一工艺步骤中形成。本实施例的具有MEMS光阀的显示装置的形成方法，还包括在形成所述固定光栅 560之前，形成覆盖所述可动光栅510、中心轴505、感应电极530、驱动电极520和TFT开关的封盖层讨0，所述封盖层540具有开口 545 ；形成密封所述开口 545的密封盖550。与本发明的上一实施例不同，所述封盖层540不覆盖固定光栅560，即先形成封盖层540和密封盖550，再在所述密封盖550的表面形成所述固定光栅560。本实施例的MEMS光阀、显示装置的其他形成方法与本发明的上一实施例的MEMS 光阀、显示装置的形成方法相同，具体可参考本发明的上一实施例，在此不再赘述。综上，本发明的实施例具有以下优点本发明实施例的MEMS光阀设置有中心轴，可动光栅可绕所述中心轴旋转，所述第二透光部与所述第一透光部的相对部分随所述可动光栅的旋转而重叠或错开。本发明实施例的MEMS光阀，可动光栅绕中心轴旋转的摩擦力小，灵敏度高。本发明实施例的MEMS光阀的固定光栅和可动光栅为圆形，第一透光部和第二透光部为扇形，可以有效的节省空间、材料，从而使得MEMS显示装置的体积更加轻巧。本发明实施例的具有MEMS光阀的显示装置的摩擦力小，灵敏度高，体积轻巧。本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，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、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。
权利要求
1.一种MEMS光阀，其特征在于，包括固定光栅，所述固定光栅具有第一透光部；与所述固定光栅相对的可动光栅，所述可动光栅具有第二透光部；中心轴，所述可动光栅以所述中心轴为中心旋转，所述第二透光部与所述第一透光部随所述可动光栅的旋转而重叠或错开。
2.如权利要求1所述的MEMS光阀，其特征在于，还包括与所述可动光栅相连的感应电极；与所述感应电极相对的驱动电极，所述感应电极和所述驱动电极构成电容，其相对运动，以带动所述可动光栅旋转。
3.如权利要求2所述的MEMS光阀，其特征在于，所述感应电极的厚度为20nm 10μ m ； 所述驱动电极的厚度为20nm 10 μ m。
4.如权利要求2所述的MEMS光阀，其特征在于，所述感应电极和驱动电极之间的距离力 0. 5 μ m 50 μ m。
5.如权利要求1所述的MEMS光阀，其特征在于，所述中心轴的形状为圆柱、圆台、圆锥中的一种。
6.如权利要求1所述的MEMS光阀，其特征在于，所述固定光栅、可动光栅和中心轴的中心在同一直线上。
7.如权利要求1所述的MEMS光阀，其特征在于，所述第一透光部的形状为扇形，所述第二透光部的形状为扇形，所述可动光栅的形状为圆形，所述固定光栅的形状为圆形。
8.如权利要求1所述的MEMS光阀，其特征在于，所述可动光栅的厚度为20nm 10μ m。
9.一种包括权利要求1 8中的任一项所述MEMS光阀的显示装置。
10.如权利要求9所述的显示装置，其特征在于，还包括TFT开关，所述感应电极和驱动电极中的一种电极与TFT开关相连，另一种电极接地；或者所述感应电极与第一 TFT开关电连接，所述驱动电极与第二 TFT开关相连，所述第一 TFT开关和第二 TFT开关提供的电压不同。
11.如权利要求10所述的显示装置，其特征在于，还包括位于基底表面的固定光栅； 覆盖所述可动光栅、固定光栅、中心轴、感应电极、驱动电极和TFT开关的封盖层，所述封盖层具有开口 ；密封所述开口的密封盖。
12.如权利要求10所述的显示装置，其特征在于，还包括覆盖所述可动光栅、中心轴、 感应电极、驱动电极和TFT开关的封盖层，所述封盖层具有开口 ；密封所述开口的密封盖； 所述固定光栅形成在所述密封盖表面。
13.如权利要求10所述的显示装置，其特征在于，还包括位于固定光栅不透光区域的固定件，所述固定件与驱动电极相连，所述固定件与TFT开关相连或者接地。
14.如权利要求10所述的显示装置，其特征在于，所述中心轴与TFT开关相连或者接地。
15.一种MEMS光阀的形成方法，其特征在于，包括形成具有第一透光部的固定光栅；形成具有第二透光部的可动光栅，所述可动光栅与所述固定光栅相对；形成中心轴，所述可动光栅以所述中心轴为中心旋转，所述第二透光部与所述第一透光部随所述可动光栅的旋转而重叠或错开。
16.如权利要求15所述的MEMS光阀的形成方法，其特征在于，还包括形成与所述可动光栅相连的感应电极；形成与所述感应电极相对的驱动电极，所述感应电极和所述驱动电极构成电容，其相对运动，以带动所述可动光栅旋转。
17.如权利要求15所述的MEMS光阀的形成方法，其特征在于，所述可动光栅、所述感应电极和所述驱动电极在同一工艺步骤中形成。
18.一种包括权利要求15 17中任一项所述的MEMS光阀的显示装置的形成方法。
19.如权利要求18所述的显示装置的形成方法，其特征在于，还包括形成与所述感应电极或驱动电极相连的TFT开关；或者包括形成与所述感应电极相连的第一 TFT开关，形成与所述驱动电极相连的第二 TFT开关。
20.如权利要求19所述的显示装置的形成方法，其特征在于，还包括形成在基底表面的固定光栅；形成覆盖所述可动光栅、固定光栅、中心轴、感应电极、驱动电极和TFT开关的封盖层，所述封盖层具有开口 ；形成密封所述开口的密封盖。
21.如权利要求19所述的显示装置的形成方法，其特征在于，还包括形成覆盖所述可动光栅、中心轴、感应电极、驱动电极和TFT开关的封盖层，所述封盖层具有开口 ；形成密封所述开口的密封盖；形成在密封盖表面的固定光栅。
22.如权利要求18所述的显示装置的形成方法，其特征在于，还包括形成位于固定光栅不透光区域、与所述驱动电极相连的固定件。
23.如权利要求20所述的显示装置的形成方法，其特征在于，所述固定件与所述中心轴在同一工艺步骤中形成。
全文摘要
本发明的实施例公开了一种MEMS光阀、显示装置及其形成方法。所述MEMS光阀包括固定光栅，所述固定光栅具有第一透光部；与所述固定光栅相对的可动光栅，所述可动光栅具有第二透光部；中心轴，所述可动光栅以所述中心轴为中心旋转，所述第二透光部与所述第一透光部随所述可动光栅的旋转而重叠或错开。本发明实施例的MEMS光阀及显示装置的摩擦力小，灵敏度高，体积更加轻巧。
文档编号G02B26/02GK102243369SQ201110097110
公开日2011年11月16日 申请日期2011年4月18日 优先权日2011年4月18日
发明者唐德明, 毛剑宏 申请人:上海丽恒光微电子科技有限公司