专利名称：平板显示器的制作方法
技术领域：
本发明涉及平板显示器，更具体地涉及用微机电装置挡光和透光的平板显示器。
图1是常规的彩色液晶显示器的剖面图。
如图1所示，后玻璃基片2的下部形成光漫射板(没画)和光偏振板1，后玻璃基片2的上部形成ITO透明电极3和校准膜4。光扩散板透过来自荧光灯的形成均匀平面光的背面光。此外，ITO透明电极3是透明的电导体。校准膜4是用聚酰亚胺的有机薄膜构成的，用于校准液晶分子。前玻璃基片9的上部形成光偏振板10，前玻璃基片9的下部，形成有根据拼图形式设置的滤色层8,ITO透明电极7和校准膜6。滤色层8用含(红、绿、兰)三原色的染料或涂料的树脂制成。液晶层5夹在后玻璃基片2和前玻璃基片9之间，以构成密封条11和支承梁12。液晶层5用扭曲向列型液晶材料制成。密封条11位于平板的边缘，用于粘接固定后玻璃基片2和前玻璃基片9。支承梁12支承它们。
在使用液晶的光开关器件中，如常规的显示器，光的对比度变化随视角变化而有极大的变化。而且，它很难显示移动图像。因为，液晶需要长的反应时间周期。而且还一些问题，如液晶显示器有光利用效率低，还需要注入和校准液晶的单独组装工艺、因此增大了制造成本的缺点。
通常，常规的机械光闸中，功耗太大，而且，很难让它迅速工作，也不能把它的大小尺寸限制在几百微米，也就不可能设置许多光栅，不可能把它用作显示图象的象素。
本发明的目的是，提供一种平板显示器，用微机电装置作光开关器件，它有高的光开关(switching)效率和低的制造成本。
根据本发明的第1个方面，利用微机电装置的平板显示器包括带有透明电导体的第1透明电极的后玻璃基片；带有滤色层和第2透明电极的前玻璃基片；在第1透明电极上形成的用于对光进行开关(switch)的微机电装置；和用于支承后玻璃基片和前玻璃基片的支承梁。
根据本发明第2方面，利用微机电装置的平板显示器包括带有透明电导体的透明电极的后玻璃基片；带有滤色波层的前玻璃基片；在透明电极上形成的用于光开关的微机电装置；和支承后玻璃基片和前玻璃基片的支承梁。
根据本发明第3方面，平板显示器中用的微机电装置1包括旋转移位器，它受移位电极和与移位电极垂直隔开的透明电极之间的电压差产生的静电力作用，旋转移动；在旋转移位器上形成掩模和窗口；和支承旋转移位器的支柱。
根据本发明的第4方面，平板显示器中用的支柱构成为足以支承旋转移位器又能使旋转移位器平稳旋转。
根据本发明第5方面，平板显示器中用的掩模和窗口遮挡光或允许光透过。
根据本发明第6方面，平板显示器中用的微机电装置构成为双翼形或单翼形。
根据本发明第7方面，平板显示器中用的微机电装置是不带窗口的反光型结构。
根据本发明第8方面，平板显示器中用的旋转移位器是具有2至10级的结构。
根据本发明第9方面，平板显示器中用的微机电装置包括用于支承水平移位器的下支柱；和增强光开关工作的上电极，用于支承上电极的上支柱，和在水平移位器和上电极上构成的掩模和窗口。
根据本发明第10方面，平板显示器中用的水平移位器是由加到上电极和透明电极上的电压与加到水平移位器上的电压之间的电压差而使其平行移动。
近来，用于制造大小为几微米至几百微米的机械结构的半导体制造技术，即，微机械加工技术用于制造大小为微米单位的传感器和驱动器的制造领域。本发明中，微机械加工技术用于制造用作光开关器件的微机电装置，而且，微机电装置用于用液晶的显示器。因此，本发明的显示器具有高的光利用效率。由于有高生产力的精密半导体制造技术用于制造微机电装置，可使生产成本明显降低，进一步减小显示器的象素尺寸。
图1是常规彩色液晶显示器的剖面图；图2是根据本发明的利用微机电装置的平板显示器的剖面图；图3是根据本发明的利用微机电装置的平板显示器的剖面图；图4a和4b分别是显示根据本发明的旋转移相型微机电装置的工作原理的剖面图；和图5a和5b是显示根据本发明的水平移相型微机电装置的工作原理的剖面图；通过以下结合附图对优选实施例的说明，将会理解本发明的目的，特征和优点。
图2是根据本发明的用微机电装置的平板显示器的横截面图。
如图2所示，根据本发明的平板显示器具有在包括用透明导体制成的透明电极21的后玻璃基片20上构成的微机电装置22，在前玻璃基片25上形成的用含(红、绿、兰)三原色的染料或涂料的树脂构成的拼图(mosaic)形式的滤色层24，在前玻璃基片25与后玻璃基片20之间形成的用于支承前、后玻璃基片15、20的支承梁23。
图3是根据本发明实施例的用微机电装置的平板显示器的横截面图。如图3所示，根据本发明的平板显示器具有在包括用透明导体制成的透明电极21的后玻璃基片20上形成的微机电装置，在前玻璃基片25上形成的用含(红、绿、兰)三原色的染料和涂料的树脂膜制成拼图形式的滤色层24和透明电极26。在前玻璃基片25和后玻璃基片20之间形成的用于支承前玻璃基片25和后玻璃基片20的支柱23。
图4a和4b是显示根据本发明的旋转移相型微机电装置的工作原理的横截面图。
如图4a和4b所示，双翼形旋转移相型微机电装置22包括旋转移位器30，移位电极32，在后玻璃基片20的透明电极21上形成的用于支承旋转移位器30和移位电极32的支承梁31，在光开关工作中帮助微机电装置22的掩模33，和掩模33上形成的窗口34。微机电装置22根据用途可构成为无窗口的反光型或单翼型。
图4a是后玻璃基片20的透明电极21和前玻璃基片25的透明电极26上没加电压的初始状态。这种状态下，由于旋转移位器30没旋转并保持平衡状态，从光源来的光允许透过掩模33的窗口34并到达滤色层24。滤色层24组合红、绿和兰色，显示所需的颜色。
图4b显示后玻璃基片20的透明电极21和前玻璃基片25的透明电极26加电压的驱动状态。该状态下，由上移位电极32与下透明电极21之间的电压差，或上透明电极与下旋转移位器30之间的电压差，而产生了静电引力差。从光源来的光被旋转移位器30、掩模33和掩模33上形成的窗口34阻挡。如果以光源来的光35被阻挡，光35不能到达滤色层24。因此，显示黑色。在该情况中，如果加的电压关断，旋转移位器30返回到初始状态。换句话说，用于支承旋转移位器30的支柱31因静电吸引力差而弹性变形。此时，如果加到所有电极上的电压都关断，储存在下支柱31中的弹力使旋转相器30返回到初始状态。这里，旋转移位器30由允许光35透过的窗口34和阻挡光35的掩模33构成。旋转移位器构成为其中有许多紧密排列的光栅的窗口形。正常时，旋转移位器30允许光35透过。但是，如果驱动电极上加电压、具有由两个或多个窗口构成的多级驱动结构的移位电极32旋转到紧靠窗口的光栅之间的间隙处，因此，阻挡光35。根据本发明，可根据相反的顺序使用初始状态和驱动状态，即，图4b和4a可分别用作初始状态和驱动状态。而且，支柱31具有的结构可在旋转方向上有小的坚固强度，而在垂直方向能足以支承移位电极32。此时，若支柱31的垂直强度太小，旋转移位器会贴到基片上。因此，支柱31要有足够的垂直强度以防止出现紧贴现象。
图5a和5b显示根据本发明的水平移相型微机电装置的工作原理。
如图5a和5b所示，水平移相型微机电装置22由下支柱42，上支柱44，掩模45和窗口46构成。下支柱42支承水平移位器41，上支柱支承上电极43。下支柱42和上支柱44形成在后玻璃基片20的透明电极21上。掩模45帮助光开关47并有窗口46。
图5a示出初始状态，在该状态下，由于透明电极21，水平移位器41和上电极43加有相等的电压，因此，没产生电场。该状态下，水平移位器41不水平移动，而保持平衡状态，所以完全档光47。如果来自光源的光47被挡，光47不到达滤色层24，因此显示黑色。
图5b显示驱动状态，该状态下，加到透明电极21和电极43的电压与加到水平移位器41上的电压之间有电压差，因而产生了电场。水平移位器中的自由电荷在电场作用下水平移动。即，在设置透明电极21，水平移位器41和上电极43的空间中产生了边缘(fringe)电场和垂直电场。因此，静电力使水平移位器41水平移动。允许光46通过上电极43的掩模45上形成的水平移位器41和窗口46，到达滤色层24。滤色层24组合红、绿和兰色，显示所要的颜色。如果水平移位器41移动，支承水平移位器41的下支柱42弹性变形。如果加到全部电极上的电压关断，储存在下支柱中的弹性能使水平移位器返回到初始状态。
根据本发明，初始状态和驱动状态可以根据相反的顺序出现，即，分别用图5b和5a作初始状态和驱动状态。
本发明中，下基片采用微机技术用玻璃基片制成。下基片上形成埋入绝缘体中的透明电极。其上形成能旋转和水平移动的薄膜电极。之后，在上空间处形成的电极和透明电极加适当的电压，使电极根据要求的方向移动，因此而光开关。
如上所述，用制造尺寸为几微米到几百微米的机械结构的半导体制造技术，即，微机械加工技术，制造根据本发明的平板显示器。因此，根据本发明的平板显示器具有高的光利用率，能很好地显示移动图像。因为具有高生产力的精密半导体制造技术制造微机电装置，能使制造成本明显降低，和更明显地减小显示器的象素尺寸。
尽管为便于说明而说明了根据本发明的实施例。但本领域的技术人员会发现，在不脱离所附的权利要求书所规定的本发明精神和发明范围的情况下还会有各种改型、添加和替换。
权利要求
1．一种平板显示器，包括具有透明电导体的透明电极的后玻璃基片；具有滤色层的前玻璃基片；在透明电极处形成的用于光开关的微机电装置；和支承后玻璃基片和前玻璃基片的支承梁。
2．根据权利要求1的显示器，其中，所述微机电装置包括受移位电极和与移位电极垂直隔开的透明电极之间的电压差产生的静电力而可旋转移动的旋转移位器，在旋转移位器处形成的掩模和窗口，和支承旋转移位器用的支柱。
3．根据权利要求2的显示器，其中，所述支柱构成为足以支承旋转移位器又能使旋转移位器平稳转动。
4．根据权利要求2的显示器，其中，所述掩模和窗口挡光或允许光透过。
5．根据权利要求2的显示器，其中，所述微机电装置构成为双翼形或单翼形。
6．根据权利要求5的显示器，其中，所述的柱构成为足以支承旋转移位器又能使所述旋转移位器平稳转动。
7．根据权利要求5的显示器，其中，所述掩模和窗口挡光或允许光透过。
8．根据权利要求2的显示器，其中，所述微机电装置是无窗口的反光型结构。
9．根据权利要求8的显示器，其中，所述支柱构成为足以支承旋转移位器又能使所述旋转移位器平稳转动。
10．根据权利要求8的显示器，其中，所述的掩模和窗口挡光或允许光透过。
11．根据权利要求2的显示器，其中，所述的旋转移位器是具有2至10级的结构。
12．根据权利要求11的显示器，其中，所述的支柱构成为足以支承旋转移位器又能使所述的旋转移位器平稳转动。
13．根据权利要求11的显示器，其中，所述的掩模和窗口挡光或允许光透过。
14．根据权利要求1的显示器，其中，所述的微机电装置包括支承水平移位器的下支柱，帮助光开关工作的上电极，支承上电极的上支柱，和在水平移位器和上电极处形成的掩模和窗口。
15．根据权利要求14的显示器，其中，所述的支柱构成为足以支承旋转移位器，又能使所述的旋转移位器平稳转动。
16．根据权利要求14的显示器，其中，所述的掩模和窗口挡光或允许光透过。
17．根据权利要求14的显示器，其中，所述的水平移位器由加到上电极和透明电极上的电压与加到水平移位器上的电压之间的电压差而水平移动。
18．一种平板显示器，包括具有透明电导体的第1透明电极的后玻璃基片；具有滤色层和第2透明电极的前玻璃基片；在第1透明电极处形成的用于光开关的微机电装置；和用于支承后玻璃基片和前玻璃基片的支承梁。
全文摘要
提供一种利用微机电装置的平板显示器,包括有透明电导体的透明电极的后玻璃基片;有滤色层的前玻璃基片;在透明电极处形成的用于光开关的微机电装置;和支承后玻璃基片和前玻璃基片的支承梁。在平板显示器中用的微机电装置是用微机械加工技术制造,由此提高光的利用效率,更明显降低制造成本。
文档编号G02B26/02GK1323997SQ01101670
公开日2001年11月28日 申请日期2001年1月19日 优先权日2000年5月15日
发明者李庸谨 申请人:海罗系统株式会社