专利名称：基于mems光阀的显示装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及半导体制造领域，特别涉及一种基于MEMS光阀的显示装置。
背景技术：
液晶平板显示器，特别TFT-IXD，是目前在亮度、对比度、功耗、寿命、体积和重量等综合性能方面全面赶上和超过CRT的显示器件，它的性能优良、大规模生产特性好，自动化程度高，原材料成本低廉，发展空间广阔，有可能是下一代显示器的主流产品。液晶显示装置主要包括基底，在该基底内设有背光源；像素电极，位于所述基底上，基底上还具有TFT(薄膜晶体管开关)阵列，该TFT(薄膜晶体管开关)阵列用于与像素电极电连接，控制像素电极的电位；与像素电极对应的彩色滤光板，以及位于像素电极和彩色滤光板之间的液晶层，并且在彩色滤光板面向液晶层的一面上形成有公共电极层。通过 TFT (薄膜晶体管开关)阵列给像素电极提供电势，使公共电极层和像素电极之间具有电势差，通过该电势差使液晶层中的液晶偏转，根据电势差的大小控制液晶偏转的角度，从而可以控制背光源发出的光透过液晶层发送至彩色滤光板的光的多少。液晶显示装置中，使用的背光源为白光，首先只有成为偏振光才可以通过液晶层，偏振使得光的利用率仅有50%， 当光再通过彩色滤光板，光的利用率最多只有33%，因此液晶显示装置中光的利用率比较低。此外，上述液晶显示装置还具有其他方面的缺陷例如视角范围小，结构复杂、成本高寸。随着MEMS (微电子机械系统)技术的发展，在显示装置中利用MEMS光阀替换液晶层，从而控制背光源发出的光的透光率来实现液晶的显示。2008年3月26日公开的公开号为CN101151206A的中国专利公开了一种用MEMS光阀的显示装置，该专利采用高速高效的MEMS光阀替换液晶，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。但是，现有显示装置中的MEMS光阀，都是借助现有TFT-IXD平板微加工技术，结合 TFT与MEMS光阀来控制显示信号，因此，该工艺仍然复杂，制造成本仍较高。
实用新型内容本实用新型解决的问题是提供一种基于MEMS光阀的显示装置，解决现有 TFT-MEMS光阀的显示装置工艺复杂，制造成本较高的问题。为解决上述问题，本实用新型提供一种基于MEMS光阀的显示装置，包括基底；位于所述基底表面的MEMS开关和MEMS光阀，所述MEMS光阀至少包含有固定光栅和相对于固定光栅设置的可动光栅；所述MEMS开关电连接于MEMS光阀，所述MEMS开关包括第一电极和第三电极；相对于第一电极和第三电极设置的第二电极，所述第一电极和第二电极构成电容，在第一电极和第二电极具有电位差时，第一电极吸引第二电极向第三电极靠近，使得第二电极和第三电极电连接，从而通过MEMS开关施加电信号至MEMS光阀，以控制MEMS光阀中可动光栅与固定光栅的相对位置。可选的，所述MEMS开关包括第一电极和第三电极；相对于第一电极和第三电极设置的第二电极，所述第二电极包括支撑段及与支撑段连接的导电层，其中，第三电极相对于导电层的表面具有接触凸起；当第一电极和第二电极具有电位差时，所述导电层在静电力的作用下向第三电极靠拢，使得所述导电层与第三电极的接触凸起电接触，以通过MEMS 开关控制MEMS光阀。可选的，所述MEMS开关包括第一电极和第三电极；相对于第一电极和第三电极设置的第二电极，所述第二电极包括支撑段和导电层，所述导电层形成有接触凸起；当第一电极和第二电极具有电位差时，所述第二电极在静电力的作用下向第三电极靠拢，使得所述接触凸起与第三电极接触，以通过MEMS开关控制MEMS光阀。可选的，所述第一电极分别位于第三电极的一侧或两侧。可选的，位于所述第一电极与第二电极间的空腔。可选的，所述第三电极和MEMS光阀电连接。可选的，当第一电极和第二电极的电位差范围为2 50V时，所述导电层与第三电极电接触。可选的，所述第一电极、第二电极和第三电极的材料为导电金属或导电非金属。可选的，所述MEMS光阀还包括相对于可动光栅设置的驱动电极，及与所述可动光栅连接的光栅电极，当所述驱动电极和光栅电极具有电位差时，所述可动光栅沿朝向驱动电极方向，相对于固定光栅移动。可选的，所述驱动电极位于可动光栅的一侧或两侧。可选的，还包括与所述MEMS光阀和MEMS开关电连接的存储单元。可选的，所述存储单元为存储电容，所述存储电容具有两个极板，其中一个极板连接于MEMS光阀和MEMS开关之间，另一极板接地。与现有技术相比，本实用新型具有以下优点基于MEMS光阀的显示装置通过采用结构简单的MEMS开关替代传统的TFT开关， 所述MEMS开关包括第一电极和第三电极，及与第三电极相对设置的第二电极，通过第二电极与第三电极接触与否，控制MEMS光阀，从而实现对显示装置显示信号的控制。所述MEMS 开关结构简单，大大简化了所述显示装置的制造工艺，降低制造成本。
图1为一个实施例的基于MEMS光阀显示装置的电路结构示意图。图2为一个实施例的基于MEMS光阀的显示装置中MEMS光阀结构示意图。图3为另一实施例的基于MEMS光阀的显示装置中MEMS光阀结构示意图。图4为再一实施例的基于MEMS光阀的显示装置中MEMS光阀结构示意图。图5为一个实施例的基于MEMS光阀的显示装置中MEMS开关结构示意图。图6为图5所示基于MEMS光阀的显示装置中MEMS开关的俯视示意图。图7为又一个实施例的基于MEMS光阀的显示装置中MEMS开关结构示意图。具体实 施方式为使本实用新型上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
做详细的说明。下面结合具体实施例详细说明本实用新型的具体实施方式
的显示装置。图1为基于MEMS光阀显示装置的电路结构示意图。如图1所示，本实施例中显
示装置包括基底，位于基底上的多条扫描线11、12........lm，位于基底上的多条数据线
21、22、......、2n，位于基底上的多个MEMS开关30、电容40以及MEMS光阀50 ；多条扫描线
相互平行，多条数据线相互平行，且数据线与扫描线相互垂直。其中，所述MEMS开关30具有第一电极、第二电极和第三电极，所述扫描线与MEMS开关30的第一电极电连接，所述数据线与MEMS开关30的第二电极电连接，MEMS光阀50和MEMS开关30的第三电极电连接。通过在MEMS开关30的第一电极和第二电极上施加一个电位差，使得MEMS开关30 的第二电极与第三电极导通，又因第三电极和MEMS光阀50电连接，进而控制施加给MEMS 光阀50的电压；其中，电容40连接于MEMS开关的第三电极和地之间。在另一实施例中，第三电极和第二电极的连接方式可以互换，即所述数据线与 MEMS开关30的第三电极电连接，MEMS光阀50和MEMS开关30的第二电极电连接。电容40 连接于MEMS开关的第二电极和地之间。图2所示为本实施例中基于MEMS光阀的显示装置中MEMS光阀结构示意图。如图 2所示，包括基底001，位于所述基底001上的固定光栅002，所述固定光栅002固定于基底001表面；与所述固定光栅002相对设置的可动光栅003 ；所述MEMS光阀还包括光栅电极006，所述光栅电极006 —端电连接于可动光栅003 ；与所述光栅电极006相对设置的驱动电极005。当所述光栅电极006与驱动电极005具有电位差时，光栅电极006、驱动电极005 带有异种电荷，使得光栅电极006和驱动电极005之间产生静电力。在静电力的作用下，驱动电极005吸引光栅电极006朝驱动电极005方向靠近，进而带动与所述光栅电极006电连接的可动光栅003，使得所述可动光栅003与位于其下方的固定光栅002形成有相对位移。进而使得从固定光栅002透出的光线可以有选择性地透过所述可动光栅003。所述驱动电极005、可动光栅003及光栅电极006的材料为导电金属或导电非金属。其中，所述可动光栅003位于固定光栅002的一侧，所述固定光栅002的另一侧还形成有背光源(未图示)，所述背光源提供光线透过所述固定光栅002，并经过可动光栅003 的间隙透出，若被所述可动光栅002为不透光部分遮挡，则该部分光线不能透出。本实施例中，所述驱动电极的两侧均形成有光栅电极，作为其他实施例，还可以仅在所述驱动电极的一侧形成有光栅电极。本实施例中，所述驱动电极005仅位于可动光栅003的一侧，位于可动光栅003另一侧为固定支点007，用于固定可动光栅003。且所述固定支点007与所述可动光栅003之间的连接结构为图2示出的环形结构，即并未将所述可动光栅003和固定支点007进行笔直连接，而是通过两侧的环形结构将所述固定支点007和可动光栅003连接。所述环形结构具有弹性，使得可动光栅003和固定支点007间具有一定的可伸缩的空间，使得所述可动光栅003可以在静电力的作用下，朝向驱动电极005的方向移动。[0042]作为其他实施例，所述驱动电极005还可以同时位于所述可动光栅003的两侧，以使得所述可动光栅003可以向两侧的驱动电极方向移动。图3为另一具体实施例的MEMS光阀的平面示意图，参考图3，该具体实施例的固定光栅为圆形(图中未示)，具有多个扇形的透光开口，该固定光栅的形状与可动光栅31a的形状相配合；与固定光栅配合，所述可动光栅31a也为圆形，具有多个扇形的透光开口 ；卡口 21a底部固定在基底上，且位于固定光栅的圆周边缘，圆形的可动光栅31a可在卡口 21a 内沿可动光栅31a的圆周方向旋转；所述可动电极32a、固定电极33a和固定电极34a的数量分别为四个，在所述可动光栅31a的圆周上均勻对称分布。固定电极33a和固定电极34a 分别位于所述可动电极32a的两侧。可动电极32a的一端与所述圆形的可动光栅31a的圆周边缘固定电连接。当通过MEMS开关给各个电极施加一定的电压，使固定电极33a、34a、可动电极32a 之间具有电势差时，MEMS光阀会在静电力的作用下旋转，从而可以控制固定光栅的透光开口与可动光栅31a上的透光开口的吻合程度，控制固定光栅的透光。在此不对MEMS光阀的原理做详细说明。图4为又一具体实施例的MEMS光阀的平面示意图，参考图4，该具体实施例的所述固定光栅为扇形(图中未示)，具有多个条状的透光开口，该固定光栅的形状与可动光栅 31b的形状相配合；可动光栅31b为扇形，具有多个条状的透光开口(图中未标号)。卡口 21b底部固定在基底上，位于所述扇形的固定光栅的两个圆弧边的两侧，所述扇形的可动光栅31b可在所述卡口 21b内沿可动光栅31b的扇形边旋转；可动电极32b的一端与所述扇形的可动光栅31b的短圆弧边固定电连接。其中，固定电极33b、34b分别位于所述可动电极32b的两侧。当通过MEMS开关给各个电极施加一定的电压，使固定电极33b、34b、可动电极32b 之间具有电势差时，MEMS光阀会在静电力的作用下旋转，从而可以控制固定光栅的透光开口与可动光栅31b上的透光开口的吻合程度，控制固定光栅的透光。在此不对MEMS光阀的原理做详细说明。以上仅列举出了有限的固定光栅和MEMS光栅的形状，本领域技术人员根据本实用新型的实质可以得知随着固定光栅20和可动光栅31形状的改变，相应的可动电极、固定电极形状位置要跟着变化。图5为一个实施例的MEMS光阀的显示装置中MEMS开关结构示意图。如图5所示， 包括基底101，位于所述基底101上的第三电极1083及位于第三电极1083两侧的第一电极 104，所述第三电极1083位于介质块1084的表面，即所述第三电极1083具有接触凸起；分别位于第一电极104两侧的支撑段1081 ；位于所述第三电极1083、第一电极104及支撑段 1081间隙内的第一介质层103，所述第一介质层103与所述第三电极1083、第一电极104及支撑段1081表面齐平。所述MEMS开关还包括位于所述第一层间介质层103表面，且与所述第一电极104 和第三电极1083相对设置的导电层1082。具体地，所述导电层1082的两端分别与支撑段 1081电连接，所述导电层1082与第一电极104和第三电极1083形成有空腔。所述支撑段 1081和第三电极1083构成第二电极108。进一步地，所述第一电极104表面还形成有隔离层107，以避免所述导电层1082与所述第一电极104进行电接触。进一步地，所述MEMS开关表面还形成有第二介质层109。 本实施例中，所述第一电极104位于第三电极1083的两侧，作为其他实施例，所述第一电极104还可以位于所述第三电极1083的其中一侧。图5所示的实施例中所述第三电极1083位于所述介质块1084的表面，与所述第二电极108表面具有接触凸起。作为其他实施例，所述第三电极1083还可以不具有接触凸起，仅位于介质块1084与第二电极108相对的表面上，以实现在静电力的情况下，所述第二电极108和第三电极1083进行电接触。再作为其他实施例，所述第三电极1083还可以为其他形状和结构，以实现在静电力的情况下，所述第二电极108和第三电极1083进行电接触。图6为图5所示MEMS开关结构的俯视图，包括位于所述第三电极1083两侧的第一电极104，及分别位于所述第一电极104两侧的第二电极的支撑段1081。其中，所述第一电极104、第三电极1083及支撑段1081上方还形成有第二电极的导电层1082，所述导电层 1082与所述支撑段1081电连接。所述导电层1082和支撑段1081构成了第二电极108。其中，所述第三电极1083相对于所述第二电极的导电层1082形成有接触凸起(未图示)。图7为又一个实施例的基于MEMS光阀的显示装置中MEMS开关结构示意图。如图 7所示，包括基底101'，位于所述基底101'上的第三电极1083'及位于第三电极1083' 两侧的第一电极104'；分别位于第一电极104'两侧的支撑段1081'；位于所述第三电极1083'、第一电极104'及支撑段1081'间隙内的第一介质层103 ‘，所述第一介质层 103'与所述第三电极1083'、第一电极104'及支撑段1081'表面齐平。所述MEMS开关还包括位于所述第一层间介质层103'上，且与所述第一电极 104'和第三电极1083'相对设置的导电层1082'。具体地，所述导电层1082‘的两端分别与支撑段1081'电连接，所述导电层1082'与第一电极104'和第三电极1083'形成有空腔。其中，所述导电层1082'相对于所述第三电极1083'具有接触凸起。所述支撑段 1081'和第三电极1083'构成第二电极108'。进一步地，所述第一电极104'表面还形成有隔离层107'，以避免所述导电层 1082'与所述第一电极104'进行电接触。进一步地，所述MEMS开关表面还形成有第二介质层109'。本实施例中，所述第一电极104'位于第三电极1083'的两侧，作为其他实施例， 所述第一电极104'还可以位于所述第三电极1083'的其中一侧。图5和图7仅示出了两种MEMS开关的结构示意图，作为其他实施例，所述导电层和第三电极还可以同时形成有接触凸起。下面结合图2、图5和图6对MEMS开关和MEMS光阀的连接方式及工作原理进行说明。具体地，所述MEMS开关通过第二电极108或者第三电极1083与所述MEMS光阀进行电连接。本实施例中，通过第三电极1083与所述MEMS光阀进行电连接。具体地，所述第三电极1083与所述MEMS光阀的驱动电极005进行电连接。与所述驱动电极005相对设置的光栅电极006则可以接地或其他非零电位。本实施例中，当对第一电极104和第二电极108施加一个电位差时，如所述电位差范围为2 50V，第一电极104、第二电极108带有异种电荷，使得第一电极104和第二电极 108之间产生静电力。在静电力的作用下，第一电极104吸引第二电极108的导电层1082向下弯曲靠近，直至所述导电层1082与第三电极1083的接触凸起相接触。此时，第二电极 108通过第三电极1083将电信号传送至与第三电极1083电连接的MEMS光阀驱动电极005， 从而控制MEMS光阀的开启与关闭。当电信号传送至与第三电极1083电连接的驱动电极005后，因为所述光栅电极 006接地或具有不等于第三电极1083电位的非零电位，则驱动电极005与光栅电极006之间形成有电位差，即驱动电极005和光栅电极006带有异种电荷，使得驱动电极005和光栅电极006之间产生静电力。在静电力的作用下，驱动电极005吸引光栅电极006朝向驱动电极005的方向靠近。进而使得所述光栅电极006带动可动光栅003朝向驱动电极005的方向靠近，与固定光栅002间形成有相对位移，对透过固定光栅002的光线进行选择性透过。本实施例中，第一电极104、第二电极108和第三电极1083的材料可以选自导电金属或导电非金属，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。作为其他实施例，所述MEMS开关的第三电极1083或第二电极108还可以电连接光栅电极006，对应地，与所述光栅电极006相对设置的驱动电极005则可以接地或不等于第三电极1083电位的非零电位。本实施方式的基于MEMS光阀的显示装置还包括与所述MEMS光阀和MEMS开关电连接的存储单元，所述存储单元为存储电容，所述存储电容具有两个极板，其中一个极板连接于MEMS光阀和MEMS开关之间，另一极板接址。本实施方式通过采用结构简单的MEMS开关替代传统的TFT开关，所述MEMS开关包括第一电极和第三电极，及与第三电极相对设置的第二电极，通过第二电极与第三电极接触与否控制MEMS光阀，从而实现对显示装置显示信号的控制。所述MEMS开关结构简单， 大大简化了所述显示装置的制造工艺，降低制造成本。虽然本实用新型披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
权利要求1.一种基于MEMS光阀的显示装置，其特征在于，包括基底；位于所述基底表面的MEMS开关和MEMS光阀，所述MEMS光阀至少包含有固定光栅和相对于固定光栅设置的可动光栅；所述MEMS开关电连接于MEMS光阀，所述MEMS开关包括第一电极和第三电极；相对于第一电极和第三电极设置的第二电极，所述第一电极和第二电极构成电容，在第一电极和第二电极具有电位差时，第一电极吸引第二电极向第三电极靠近，使得第二电极和第三电极电连接，从而通过MEMS开关施加电信号至MEMS光阀，以控制MEMS光阀中可动光栅与固定光栅的相对位置。
2.根据权利要求1所述的基于MEMS光阀的显示装置，其特征在于，所述MEMS开关包括第一电极和第三电极；相对于第一电极和第三电极设置的第二电极，所述第二电极包括支撑段及与支撑段连接的导电层，其中，第三电极相对于导电层的表面具有接触凸起；当第一电极和第二电极具有电位差时，所述导电层在静电力的作用下向第三电极靠拢，使得所述导电层与第三电极的接触凸起电接触，以通过MEMS开关控制MEMS光阀。
3.根据权利要求1所述的基于MEMS光阀的显示装置，其特征在于，所述MEMS开关包括第一电极和第三电极；相对于第一电极和第三电极设置的第二电极，所述第二电极包括支撑段和导电层，所述导电层形成有接触凸起；当第一电极和第二电极具有电位差时，所述第二电极在静电力的作用下向第三电极靠拢，使得所述接触凸起与第三电极接触，以通过MEMS开关控制MEMS光阀。
4.根据权利要求2或3所述的基于MEMS光阀的显示装置，其特征在于，所述第一电极分别位于第三电极的一侧或两侧。
5.根据权利要求2或3所述的基于MEMS光阀的显示装置，其特征在于，位于所述第一电极与第二电极间的空腔。
6.根据权利要求2或3所述的基于MEMS光阀的显示装置，其特征在于，所述第二电极或第三电极和MEMS光阀电连接。
7.根据权利要求2或3所述的基于MEMS光阀的显示装置，其特征在于，当第一电极和第二电极的电位差范围为2 50V时，所述导电层与第三电极电接触。
8.根据权利要求2或3所述的基于MEMS光阀的显示装置，其特征在于，所述第一电极、 第二电极和第三电极的材料为导电金属或导电非金属。
9.根据权利要求1所述的基于MEMS光阀的显示装置，其特征在于，所述MEMS光阀还包括相对于可动光栅设置的驱动电极，及与所述可动光栅连接的光栅电极，当所述驱动电极和光栅电极具有电位差时，所述可动光栅沿朝向驱动电极方向，相对于固定光栅移动。
10.根据权利要求9所述的基于MEMS光阀的显示装置，其特征在于，所述驱动电极位于可动光栅的一侧或两侧。
11.根据权利要求1所述的基于MEMS光阀的显示装置，其特征在于，还包括与所述 MEMS光阀和MEMS开关电连接的存储单元。
12.根据权利要求11所述的基于MEMS光阀的显示装置，其特征在于，所述存储单元为存储电容，所述存储电容具有两个极板，其中一个极板连接于MEMS光阀和MEMS开关之间，另一极板接地。
专利摘要提供一种基于MEMS光阀的显示装置，包括基底；位于基底表面的MEMS开关和MEMS光阀，MEMS光阀至少包含有固定光栅和相对于固定光栅设置的可动光栅；MEMS开关电连接于MEMS光阀，通过MEMS开关施加电信号至MEMS光阀，以控制MEMS光阀中可动光栅与固定光栅的相对位置。通过采用结构简单的MEMS开关替代传统的TFT开关，所述MEMS开关包括第一电极和第三电极，及与第三电极相对设置的第二电极，通过第二电极与第三电极接触与否，控制MEMS光阀，从而实现对显示装置显示信号的控制。所述MEMS开关结构简单，大大简化了所述显示装置的制造工艺，降低制造成本。
文档编号G02B26/02GK202025127SQ20112011441
公开日2011年11月2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