[发明专利]微镜阵列和应用其的背光模组及显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种微镜阵列和应用其的背光模组及显示装置。

背景技术

微镜阵列是一种MEMS（微机电系统）器件，其基本原理是通过驱动力（例如，静电力或磁力）使可以活动的微镜面发生转动或平动，从而改变输入光的传播方向或相位。微镜阵列已经广泛用于光通讯中的光交换、光谱分析仪器和投影成像等各种领域。特别地，微镜阵列在投影机中的应用是基于前投布置方式，与大屏幕和平板显示的背投领域属于不同的应用。

在液晶显示技术领域中，对背光能量和方向的调节正处于研究之中。将背光强度集中于一个区域以在局部区域提供超高亮度的技术在某些应用场合下（例如，大屏幕展示）是有利的。还没有使用微镜阵列来为液晶显示器提供具有可调强度分布的背光的现有技术。

发明内容

本发明的目的是提供一种微镜阵列和应用该微镜阵列的背光模组及显示装置。

根据本发明的第一方面，提供了一种静电驱动的偏转式微镜阵列，包括：基板；以及形成于所述基板上的多个微镜单元，所述多个微镜单元中的每一个包括：反射镜，其可分别绕第一偏转轴和垂直于所述第一偏转轴的第二偏转轴偏转；框架，其借助于第一铰链和第二铰链支撑所述反射镜，所述第一铰链和所述第二铰链限定所述第一偏转轴；第一支柱和第二支柱，其分别借助于第三铰链和第四铰链支撑所述框架，所述第三铰链和所述第四铰链限定所述第二偏转轴；第一电极对，其包括第一驱动电极和第二驱动电极，所述第一驱动电极和所述第二驱动电极关于所述第一偏转轴在所述基板上的投影对称；第二电极对，其包括第三驱动电极和第四驱动电极，所述第三驱动电极和所述第四驱动电极关于所述第二偏转轴在所述基板上的投影对称；以及反射镜电极，其通过所述第一支柱和所述第二支柱与所述反射镜电连接；其中，在所述第一电极对与所述反射镜之间形成静电场，使得所述反射镜可绕所述第一偏转轴偏转，并且，在所述第二电极对与所述反射镜之间形成静电场，使得所述反射镜可绕所述第二偏转轴偏转；其中，所述多个微镜单元中的每一个的反射镜的偏转角度单独连续可控。有利地，所述微镜阵列可以提供反射光方向的灵活调整。

所述微镜阵列还可以包括形成于所述基板上并在所述反射镜电极与所述第一电极对和所述第二电极对之间提供绝缘的绝缘层。绝缘层可以减少电极之间的干扰。

所述多个微镜单元中的每一个还可以包括环绕所述第一电极对和所述第二电极对布置的保护电极，所述保护电极被施加与所述反射镜电极相同的驱动电压。

所述反射镜、所述第一、第二、第三、第四铰链和所述框架可以由铝一体地制成。

所述反射镜可以为正方形。这样的反射镜可以实现高效利用微镜单元之间的空隙，并且因此增大其反射面积。

根据本发明的第二方面，提供了一种显示面板的背光模组，包括：光源；微镜阵列，其包括多个微镜单元，所述多个微镜单元中的每一个具有可分别绕第一偏转轴和垂直于所述第一偏转轴的第二偏转轴偏转的反射镜，所述微镜阵列中的每一个反射镜的偏转角度单独连续可控；以及控制单元，其用于响应于背光控制信号来调节所述微镜阵列中的每一个反射镜的偏转角度，使得所述微镜阵列取决于所述背光控制信号将所述光源发射的光均匀地反射到显示屏幕的整个表面或者汇聚于显示屏幕的一个或多个区域。有利地，所述背景模组可以对背光能量（强度）的分布进行控制，提供在一个或多个局部区域具有超高亮度的背光输出。

所述微镜阵列可以为如本发明的第一方面中描述的静电驱动的偏转式微镜阵列。

所述控制单元可以包括：偏转角度确定单元，其根据所述背光控制信号所指示的在显示屏幕上要照亮的目标区域为所述微镜阵列中的每一个反射镜确定一个相应的偏转角度，所述偏转角度包括对应于所述第一偏转轴的第一偏转分量和对应于所述第二偏转轴的第二偏转分量；角度-驱动电压转换单元，其将用于每一个反射镜的相应第一偏转分量和第二偏转分量分别转换为用于驱动对应于该反射镜的第一电极对和第二电极对的驱动电压值；以及微镜阵列驱动器，其根据所述角度-驱动电压转换单元所转换的驱动电压值向对应于每一个反射镜的所述第一电极对和第二电极对分别施加相应的驱动电压。特别地，与电学地调节背光模组的光源的光强度的方案相比，所述微镜阵列中的反射镜是机械式地偏转，并且因此对于光源的寿命没有影响，导致背光模组的寿命更长。