[发明专利]MEMS开关装置、阵列基板及其制作方法和显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及显示技术领域，特别是涉及一种MEMS(Micro-electromechanical System，微电子机械系统)开关装置、阵列基板及其制作方法、显示装置和MEMS开关装置的驱动方法。

背景技术

液晶显示装置根据采用的光源不同，可分为透射式、反射式和半透半反式。其中，透射式液晶显示装置以背光源作为光源，优点是可以在暗的环境下显示明亮的图像，但缺点是能透过的光线占背光源发射光线的比例较小，功耗较高；反射式液晶显示装置以前置光源或者环境光源作为光源，其阵列基板上采用金属或者其它具有良好反射特性的材料层作为反射区，从而可以将前置光源或者环境光源的光线反射来显示图像，其优点是能利用前置光源或者环境光源作为光源，功耗相对较低，但缺点是由于对外部光源的依赖而无法在暗处显示图像；半透半反式液晶显示装置则可以视为透射式液晶显示装置与反射式液晶显示装置的结合，在阵列基板上既设置有反射区，又设置有透射区，可以同时利用背光源以及外界光源进行显示。

随着MEMS技术的发展，目前显示产品中已开始应用MEMS开关装置替换液晶层，通过MEMS开关装置来控制背光的透过。相比传统的液晶显示装置，这种显示装置可大幅度提高光效率，从而降低了显示装置的功耗和制造成本。

在目前的MEMS显示领域，还没有出现透射模式、反射模式和半透半反模式三种显示模式可以灵活切换的显示装置。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种MEMS开关装置、阵列基板及其制作方法、显示装置和MEMS开关装置的驱动方法，显示装置可以在透射模式、反射模式和半透半反模式三种显示模式下灵活切换，以满足不同场景的显示需求。

本发明实施例提供了一种MEMS开关装置，包括光阀元件和开关元件，其中：

所述光阀元件包括：垂直于光透射方向的第一感应电极；平行于光透射方向的第二感应电极；覆盖于所述第一感应电极和第二感应电极，并将所述第一感应电极和第二感应电极绝缘隔离的绝缘层；位于所述第一感应电极和第二感应电极交汇处的锚定部；与所述锚定部连接的移动光栅，所述移动光栅可在与第二感应电极具有夹角时反射环境光或前置光源发出的光；

当系统电路通过所述开关元件对所述光阀元件施加电场电压时，所述光阀元件工作于透射模式、反射模式或半透半反模式。

在本发明实施例的技术方案中，当系统电路通过开关元件对光阀元件施加不同的电场电压时，光阀元件的移动光栅与第一感应电极的夹角也相应改变，从而可以使光阀元件工作于透射模式、反射模式或半透半反模式。将该MEMS开关装置的设计应用于显示装置并给予适当的时序控制，可以使显示装置在透射模式、反射模式和半透半反模式三种显示模式下灵活切换，以满足不同场景的显示需求。此外，该结构设计的MEMS开关装置的出光口面积较大，因此，显示装置的显示效果也较佳。另外，显示装置也无需另外设置液晶来控制光控量，成本较低。

可选的，所述锚定部为枢轴，所述移动光栅与所述枢轴枢接；或者，所述锚定部为弹簧，所述移动光栅与所述弹簧的一端固定连接。这两种结构形式简单、可靠。

优选的，所述开关元件包括分别对应第一感应电极和第二感应电极所设置的两个薄膜晶体管。

可选的，所述第一感应电极的材质为透明导电金属或透明导电非金属，所述第二感应电极和移动光栅的材质为不透明导电金属或不透明导电非金属。

本发明实施例还提供了一种MEMS阵列基板，包括：衬底基板，以及位于衬底基板之上且呈阵列排布的多个如前述任一技术方案所述的MEMS开关装置。将该MEMS阵列基板应用于显示装置并给予适当的时序控制，显示装置可以在透射模式、反射模式和半透半反模式三种显示模式下灵活切换，以满足不同场景的显示需求。

本发明实施例还提供了一种显示装置，包括背光装置、位于所述背光装置前侧的如前述技术方案所述的MEMS阵列基板，以及位于所述MEMS阵列基板前侧的彩膜基板。显示装置可以在透射模式、反射模式和半透半反模式三种显示模式下灵活切换，以满足不同场景的显示需求，并且显示效果也较佳。

本发明实施例还提供了一种制作MEMS阵列基板的方法，包括在衬底基板之上制作光阀元件和开关元件，其中，所述在衬底基板之上制作光阀元件包括如下步骤：

在衬底基板之上形成垂直于光透射方向的第一感应电极；

在第一感应电极的图层之上形成第一绝缘层；

在第一绝缘层之上形成平行于光透射方向的第二感应电极；

在第二感应电极的图层之上形成第二绝缘层；