Mems開(kāi)關(guān)裝置、陣列基板及其制作方法和顯示裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及顯不技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種MEMS (Micro-electromechanicalSystem,微電子機(jī)械系統(tǒng))開(kāi)關(guān)裝置、陣列基板及其制作方法、顯示裝置和MEMS開(kāi)關(guān)裝置的驅(qū)動(dòng)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]液晶顯示裝置根據(jù)采用的光源不同，可分為透射式、反射式和半透半反式。其中，透射式液晶顯示裝置以背光源作為光源，優(yōu)點(diǎn)是可以在暗的環(huán)境下顯示明亮的圖像，但缺點(diǎn)是能透過(guò)的光線占背光源發(fā)射光線的比例較小，功耗較高；反射式液晶顯示裝置以前置光源或者環(huán)境光源作為光源，其陣列基板上采用金屬或者其它具有良好反射特性的材料層作為反射區(qū)，從而可以將前置光源或者環(huán)境光源的光線反射來(lái)顯示圖像，其優(yōu)點(diǎn)是能利用前置光源或者環(huán)境光源作為光源，功耗相對(duì)較低，但缺點(diǎn)是由于對(duì)外部光源的依賴而無(wú)法在暗處顯示圖像；半透半反式液晶顯示裝置則可以視為透射式液晶顯示裝置與反射式液晶顯示裝置的結(jié)合，在陣列基板上既設(shè)置有反射區(qū)，又設(shè)置有透射區(qū)，可以同時(shí)利用背光源以及外界光源進(jìn)行顯示。
[0003]隨著MEMS技術(shù)的發(fā)展，目前顯示產(chǎn)品中已開(kāi)始應(yīng)用MEMS開(kāi)關(guān)裝置替換液晶層，通過(guò)MEMS開(kāi)關(guān)裝置來(lái)控制背光的透過(guò)。相比傳統(tǒng)的液晶顯示裝置，這種顯示裝置可大幅度提高光效率，從而降低了顯示裝置的功耗和制造成本。
[0004]在目前的MEMS顯示領(lǐng)域，還沒(méi)有出現(xiàn)透射模式、反射模式和半透半反模式三種顯示模式可以靈活切換的顯示裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明實(shí)施例的目的是提供一種MEMS開(kāi)關(guān)裝置、陣列基板及其制作方法、顯示裝置和MEMS開(kāi)關(guān)裝置的驅(qū)動(dòng)方法，顯示裝置可以在透射模式、反射模式和半透半反模式三種顯示模式下靈活切換，以滿足不同場(chǎng)景的顯示需求。
[0006]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種MEMS開(kāi)關(guān)裝置，包括光閥元件和開(kāi)關(guān)元件，其中:
[0007]所述光閥元件包括:垂直于光透射方向的第一感應(yīng)電極；平行于光透射方向的第二感應(yīng)電極；覆蓋于所述第一感應(yīng)電極和第二感應(yīng)電極，并將所述第一感應(yīng)電極和第二感應(yīng)電極絕緣隔離的絕緣層；位于所述第一感應(yīng)電極和第二感應(yīng)電極交匯處的錨定部；與所述錨定部連接的移動(dòng)光柵，所述移動(dòng)光柵可在與第二感應(yīng)電極具有夾角時(shí)反射環(huán)境光或前置光源發(fā)出的光；
[0008]當(dāng)系統(tǒng)電路通過(guò)所述開(kāi)關(guān)元件對(duì)所述光閥元件施加電場(chǎng)電壓時(shí)，所述光閥元件工作于透射模式、反射模式或半透半反模式。
[0009]在本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案中，當(dāng)系統(tǒng)電路通過(guò)開(kāi)關(guān)元件對(duì)光閥元件施加不同的電場(chǎng)電壓時(shí)，光閥元件的移動(dòng)光柵與第一感應(yīng)電極的夾角也相應(yīng)改變，從而可以使光閥元件工作于透射模式、反射模式或半透半反模式。將該MEMS開(kāi)關(guān)裝置的設(shè)計(jì)應(yīng)用于顯示裝置并給予適當(dāng)?shù)臅r(shí)序控制，可以使顯示裝置在透射模式、反射模式和半透半反模式三種顯示模式下靈活切換，以滿足不同場(chǎng)景的顯示需求。此外，該結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的MEMS開(kāi)關(guān)裝置的出光口面積較大，因此，顯示裝置的顯示效果也較佳。另外，顯示裝置也無(wú)需另外設(shè)置液晶來(lái)控制光控量，成本較低。
[0010]可選的，所述錨定部為樞軸，所述移動(dòng)光柵與所述樞軸樞接；或者，所述錨定部為彈簧，所述移動(dòng)光柵與所述彈簧的一端固定連接。這兩種結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)單、可靠。
[0011]優(yōu)選的，所述開(kāi)關(guān)元件包括分別對(duì)應(yīng)第一感應(yīng)電極和第二感應(yīng)電極所設(shè)置的兩個(gè)薄膜晶體管。
[0012]可選的，所述第一感應(yīng)電極的材質(zhì)為透明導(dǎo)電金屬或透明導(dǎo)電非金屬，所述第二感應(yīng)電極和移動(dòng)光柵的材質(zhì)為不透明導(dǎo)電金屬或不透明導(dǎo)電非金屬。
[0013]本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種MEMS陣列基板，包括:襯底基板，以及位于襯底基板之上且呈陣列排布的多個(gè)如前述任一技術(shù)方案所述的MEMS開(kāi)關(guān)裝置。將該MEMS陣列基板應(yīng)用于顯示裝置并給予適當(dāng)?shù)臅r(shí)序控制，顯示裝置可以在透射模式、反射模式和半透半反模式三種顯示模式下靈活切換，以滿足不同場(chǎng)景的顯示需求。
[0014]本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種顯示裝置，包括背光裝置、位于所述背光裝置前側(cè)的如前述技術(shù)方案所述的MEMS陣列基板，以及位于所述MEMS陣列基板前側(cè)的彩膜基板。顯示裝置可以在透射模式、反射模式和半透半反模式三種顯示模式下靈活切換，以滿足不同場(chǎng)景的顯示需求，并且顯示效果也較佳。
[0015]本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種制作MEMS陣列基板的方法，包括在襯底基板之上制作光閥元件和開(kāi)關(guān)元件，其中，所述在襯底基板之上制作光閥元件包括如下步驟:
[0016]在襯底基板之上形成垂直于光透射方向的第一感應(yīng)電極；
[0017]在第一感應(yīng)電極的圖層之上形成第一絕緣層；
[0018]在第一絕緣層之上形成平行于光透射方向的第二感應(yīng)電極；
[0019]在第二感應(yīng)電極的圖層之上形成第二絕緣層；
[0020]在第一感應(yīng)電極和第二感應(yīng)電極的交匯處裝配錨定部；
[0021]在第二絕緣層之上形成與錨定部連接的移動(dòng)光柵。
[0022]將采用該方法制作的MEMS陣列基板應(yīng)用于顯示裝置并給予適當(dāng)?shù)臅r(shí)序控制，可以使顯示裝置在透射模式、反射模式和半透半反模式三種顯示模式下靈活切換，以滿足不同場(chǎng)景的顯示需求。
[0023]可選的，所述第一感應(yīng)電極的材質(zhì)為透明導(dǎo)電金屬或透明導(dǎo)電非金屬，所述第二感應(yīng)電極和移動(dòng)光柵的材質(zhì)為不透明導(dǎo)電金屬或不透明導(dǎo)電非金屬。
[0024]本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種MEMS開(kāi)關(guān)裝置的驅(qū)動(dòng)方法，包括:
[0025]向第二感應(yīng)電極施加第一偏置電壓，向移動(dòng)光柵施加接地電壓或與第一偏置電壓極性相反的第二偏置電壓，使所述光閥元件工作于透射模式；或者
[0026]向第一感應(yīng)電極施加第一偏置電壓，向移動(dòng)光柵施加接地電壓或與第一偏置電壓極性相反的第二偏置電壓，使所述光閥元件工作于反射模式；或者
[0027]向第一感應(yīng)電極或第二感應(yīng)電極施加第三偏置電壓，向移動(dòng)光柵施加接地電壓或與第三偏置電壓極性相反的第二偏置電壓，使所述光閥元件工作于半透半反模式，所述第三偏置電壓小于所述第一偏置電壓。
[0028]較佳的，所述第一偏置電壓為5V，所述第三偏置電壓為2V。
[0029]可見(jiàn)，只需改變對(duì)光閥元件施加的電場(chǎng)電壓，便可切換光閥元件的工作模式，進(jìn)行光通量控制。
【附圖說(shuō)明】
[0030]圖1為本發(fā)明實(shí)施例的MEMS陣列基板處于透射模式示意圖；
[0031]圖2為本發(fā)明實(shí)施例的MEMS陣列基板處于反射模式示意圖；
[0032]圖3為本發(fā)明實(shí)施例的MEMS陣列基板處于半透半反模式示意圖；
[0033]圖4為本發(fā)明實(shí)施例的MEMS陣列基板的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖5為本發(fā)明實(shí)施例的顯示裝置處于反射模式示意圖；
[0035]圖6為本發(fā)明實(shí)施例MEMS陣列基板的制作方法流程示意圖。
[0036]附圖標(biāo)記:
[0037]20-MEMS 開(kāi)關(guān)裝置；
[0038]21-光閥元件；
[0039]22-開(kāi)關(guān)元件；
[0040]211-第一感應(yīng)電極；
[0041]212-第二感應(yīng)電極；
[0042]213-絕緣層；
[0043]214-錨定部；
[0044]215-移動(dòng)光柵；
[0045]10-襯底基板；
[0046]100-背光裝置；
[0047]200-MEMS 陣列基板；
[0048]300-彩膜基板；
[0049]30-掃描線；
[0050]40-數(shù)據(jù)線。
【具體實(shí)施方式】
[0051]為了滿足不同場(chǎng)景的顯示需求，使顯示裝置可以在透射模式、反射模式和半透半反模式三種顯示模式下靈活切換，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種MEMS開(kāi)關(guān)裝置、陣列基板及其制作方法、顯示裝置和MEMS開(kāi)關(guān)裝置的驅(qū)動(dòng)方法。為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，以下舉實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0052]如圖1至圖4所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的MEMS開(kāi)關(guān)裝置20(圖1至圖3中，襯底基板10上方僅示意出了 4個(gè)MEMS開(kāi)關(guān)裝置)，包括光閥元件21和開(kāi)關(guān)元件22，其中:
[0053]光閥元件21包括:垂直于光透射方向的第一感應(yīng)電極211 ;平行于光透射方向的第二感應(yīng)電極212 ;覆蓋于第一感應(yīng)電極211和第二感應(yīng)電極212，并將第一感應(yīng)電極211和第二感應(yīng)電極212絕緣隔離的絕緣層213 ;位于第一感應(yīng)電極211和第二感應(yīng)電極212交匯處的錨定部214 ;與錨定部214連接的移動(dòng)光柵215，移動(dòng)光柵215可在與第二感應(yīng)電極212具有夾角時(shí)反射環(huán)境光或前置光源發(fā)出的光；
[0054]當(dāng)系統(tǒng)電路(圖中未示出)通過(guò)開(kāi)關(guān)元件22對(duì)光閥元件21施加電場(chǎng)電壓時(shí)，光閥元件21工作于透射模式、反射模式或半透半反模式。
[0055]開(kāi)關(guān)元件22具體可以為薄膜晶體管。在MEMS開(kāi)關(guān)裝置中，薄膜晶體管可以為兩個(gè)，分別對(duì)應(yīng)第一感應(yīng)電極211和第二感應(yīng)電極212所設(shè)置。
[0056]可選的，第一感應(yīng)電極211的材質(zhì)為透明導(dǎo)電金屬或透明導(dǎo)電非金屬，例如可以采用氧化銦錫等材質(zhì)，第二感應(yīng)電極212和移動(dòng)光柵215的材質(zhì)為不透明導(dǎo)電金屬或不透明導(dǎo)電非金屬，例如可以采用銅、銀等材質(zhì)。
[0057]如圖1所示，當(dāng)向第二感應(yīng)電極212施加第一偏置電壓(例如5V電壓)，向移動(dòng)光柵215施加接地電壓或與第一偏置電壓極性相反的第二偏置電壓(例如-5V電壓)時(shí)，移動(dòng)光柵215在電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)下，以錨定部214為固定端向第二感應(yīng)電極212轉(zhuǎn)動(dòng)至與其平行，此時(shí)透射光可以穿出光閥元件，光閥元件工作于透射模式。
[0058]如圖2所示，當(dāng)向第一感應(yīng)電極211施加第一偏置電壓(例如5V電壓)，向移動(dòng)光柵215施加接地電壓或與第一偏置電壓極性相反的第二偏置電壓(例如-5V電壓)時(shí)，移動(dòng)光柵215在電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)下，以錨定部214為固定端向第一感應(yīng)電極211轉(zhuǎn)動(dòng)至與其平行，此時(shí)環(huán)境光或前置光源發(fā)出的光可以在移動(dòng)光柵215的上表