专利名称：Mems光阀、显示装置的制作方法
技术领域：
本实用新型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。
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。
实用新型内容本实用新型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。为解决上述问题，本实用新型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，本实用新型的实施例的具有MEMS光阀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。[0014]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。本实用新型的实施例提供了一种包括上述MEMS光阀的显示装置。可选地，本实用新型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，本实用新型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。本实用新型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。本实用新型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。与现有技术相比，本实用新型的实施例具有以下优点本实用新型实施例的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。本实用新型的实施例的MEMS光阀，可动光栅绕中心轴旋转的摩擦力小，灵敏度高。本实用新型的实施例的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。本实用新型的实施例的具有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是本实用新型一实施例的具有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是本实用新型另一实施例的具有MEMS光阀的显示装置的剖面结构示意图。
具体实施方式
[0034]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，本实用新型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。本实用新型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实用新型，下面结合具体实施例详细说明本实用新型具体实施方式
的MEMS光阀、显示装置的结构。在本实用新型实施例的具有 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， 本实用新型实施例的图中仅示出了一个固定光栅和一个可动光栅，本实用新型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是本实用新型一实施例的具有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，本实用新型一实施例的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。[0046]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，本实用新型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，在其他实施例中，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。本实用新型实施例的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，在本实用新型的实施例中，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，在本实用新型的实施例中，所述感应电极111和驱动电极107之间的距离为0. 5 μ m 50 μ m。需要说明的是，在本实用新型的其他实施例中，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。[0058]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，在本实用新型的其他实施例中，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，在本实用新型的其他实施例中，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。本实用新型的实施例中，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OV ；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，本实用新型实施例的显示装置，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。请参考图4，本实用新型的另一实施例的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。与本实用新型的上一实施例不同，本实施例的固定光栅560位于可动光栅510的上方。[0079]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540，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。与本实用新型的上一实施例不同，本实施例的具有MEMS光阀的显示装置的封盖层540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。本实用新型实施例的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实用新型的上一实施例中的MEMS光阀、显示装置的结构相同，具体可参考本实用新型的上一实施例，在此不再赘述。综上，本实用新型的实施例具有以下优点本实用新型实施例的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。本实用新型实施例的MEMS光阀，可动光栅绕中心轴旋转的摩擦力小，灵敏度高。本实用新型实施例的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。本实用新型实施例的具有MEMS光阀的显示装置的摩擦力小，灵敏度高，体积轻巧。本实用新型虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本实用新型，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，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型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，均属于本实用新型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。
专利摘要本实用新型的实施例公开了一种MEMS光阀、显示装置。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。本实用新型实施例的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G02B26/02GK202025128SQ20112011445
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