WO2012142845A1

WO2012142845A1 - Mems光阀、显示装置及其形成方法

Info

Publication number: WO2012142845A1
Application number: PCT/CN2011/084718
Authority: WO
Inventors: 毛剑宏; 唐德明
Original assignee: 上海丽恒光微电子科技有限公司
Priority date: 2011-04-18
Filing date: 2011-12-27
Publication date: 2012-10-26
Also published as: CN102243369A; CN102243369B

Description

MEMS光阀、显示装置及其形成方法

技术领域

本发明的实施例涉及显示技术领域，尤其涉及一种 MEMS光阀、显示装置及其形成方法。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。发明内容

本发明的实施例解决的问题是提供一种灵敏度高的 MEMS光阀、显示装置及其形成方法。

为解决上述问题，本发明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，本发明的实施例的 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。

可选地，所述感应电极的厚度为 20ηηι〜10μηι_; 所述驱动电极的厚度为 20ηπι〜10μηι_ο

可选地，所述感应电极和驱动电极之间的距离为 0.5μη！〜 50μιη。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 20ηηι〜10μηι。

本发明的实施例提供了一种包括上述 MEMS光阀的显示装置。可选地，本发明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，本发明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 rm

本发明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。

本发明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。

本发明的实施例提供了一种 MEMS光阀的形成方法，包括：形成具有第一透光部的固定光栅；

形成具有第二透光部的可动光栅，所述可动光栅与所述固定光栅相对；

形成中心轴，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，本发明的实施例的 MEMS光阀的形成方法还包括：形成与所述可动光栅相连的感应电极；形成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。

可选地，所述可动光栅、所述感应电极和所述驱动电极在同一工艺歩骤中形成。

本发明的实施例提供了一种包括上述 MEMS光阀的显示装置的形成方法。

可选地，本发明的实施例的显示装置的形成方法还包括形成与所述感应电极或驱动电极相连的 TFT开关；或者包括形成与所述感应电极相连的第一 TFT开关，形成与所述驱动电极相连的第二 TFT开关。

可选地，本发明的实施例的显示装置的形成方法还包括：形成在基底表面的固定光栅；形成覆盖所述可动光栅、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；形成密封所述开口的密封盖。

可选地，本发明的实施例的显示装置的形成方法还包括：形成覆盖所述可动光栅、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；形成密封所述开口的密封盖；形成在密封盖表面的固定光栅。

可选地，本发明的实施例的显示装置的形成方法还包括：形成位于固定光栅不透光区域、与所述驱动电极相连的固定件。

可选地，所述固定件与所述中心轴在同一工艺歩骤中形成。

与现有技术相比，本发明的实施例具有以下优点：

本发明实施例的 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。本发明实施例的 MEMS光阀，可动光栅绕中心轴旋转的摩擦力小，灵敏度高。

本发明实施例的 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。

本发明实施例的具有 MEMS光阀的显示装置的摩擦力小，灵敏度高，体积轻巧。附图说明

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是本发明一实施例的具有 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是本实用新型一实施例的具有 MEMS光阀的显示装置形成方法的流程示意图；

图 5〜图 21是本发明一实施例的具有 MEMS光阀的显示装置形成方法的剖面结构的过程示意图；

图 22〜图 24为本发明一实施例的具有 MEMS光阀的显示装置形成方法的平面结构的过程示意图；

图 25是本发明另一实施例的具有 MEMS光阀的显示装置的剖面结构示意图。具体实施方式

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，本发明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。

本发明实施例的发明人经过进一歩研究发现，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发明，下面结合具体实施例详细说明本发明具体实施方式的 MEMS光阀、显示装置的结构。在本发明实施例的具有 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，本发明实施例的图中仅示出了一个固定光栅和一个可动光栅，本发明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是本发明一实施例的具有 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，本发明一实施例的 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 20ηπι〜10μηι。

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，本发明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合。

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，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。

本发明实施例的 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，在本发明的实施例中，所述感应电极 111的厚度为 20ηηι〜10μηι_; 所述驱动电极 107的厚度为 20ηιη〜10μηι。

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 0.5μη！〜 50μηι。因此，在本发明的实施例中，所述感应电极 111和驱动电极 107之间的距离为 0.5μη！〜 50μιη。

需要说明的是，在本发明的其他实施例中，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。

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，在本发明的其他实施例中，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，在本发明的其他实施例中，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。本发明的实施例中，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 10V; 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 0V; 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，本发明实施例的显示装置，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 μπι〜10μπι。

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。

本发明的实施例还提供了一种上述实施例中 MEMS光阀的形成方法，为便于理解本发明实施例的 MEMS形成方法，下面结合附图对本实施例的 MEMS显示装置的形成方法作详细描述。

图 4为本发明具体实施例的形成显示装置的方法的流程示意图；图 5〜图 25 为本发明的实施例的形成显示装置的方法的剖面结构示意图。

执行歩骤 S31 , 请参考图 5，提供基底 401，在所述基底 401表面形成固定光栅 403，所述固定光栅 403具有第一透光部 404。

本发明的实施例中，所述基底 401为玻璃基底。所述基底 401 内形成有背光源（未标示）。

所述固定光栅 403的方法包括：在基底 401上形成导电层，之后在导电层表面形成具有开口的光刻胶层（未图示），所述开口的位置和形状与第一透光部 404 的位置和形状相对应，以所述光刻胶层为掩膜刻蚀导电层形成固定光栅 403，最后采用灰化工艺去除光刻胶层。

执行歩骤 S32, 请参考图 6和图 7，在所述固定光栅 403不透光区域的上方形成 TFT开关 407，用于提供电压。

请参考图 6，在形成所述 TFT开关 407之前，先形成覆盖所述固定光栅 403的第一介质层 405，用于隔离固定光栅 403和 TFT开关，防止短路。

请参考图 7，在所述第一介质层 405表面形成 TFT开关 407，所述 TFT开关 407形成在固定光栅 403不透光的区域的上方，所述 TFT开关 407与驱动电极和 /或感应电极电连接。

在形成所述 TFT开关 407后，在所述第一介质层 405表面形成第二介质层 411，所述第二介质层 411具有与第一导电层 413的位置相对应的开口，并形成填充所述开口的第一导电层 413，所述第一导电层 413形成在固定光栅 403不透光区域的上方。

需要说明的是，所述第二介质层 411 还具有与第一金属层（未图示）的位置相对应的开口，并填充导电材料形成第一金属层（未图示）。所述第一金属层位于固定光栅 403不透光区域的上方，所述第一金属层用于后续形成固定件。

所述第一介质层 405、第二介质层 411、第一导电层 413的工艺均为沉积工艺，例如物理或化学气相沉积。由于沉积工艺已为本领域技术人员所熟知，在此不再赘述。执行歩骤 S33，请结合参考图 8、图 9、图 22和图 23，形成在所述固定光栅 403 上的中心轴 418; 形成位于固定光栅不透光区域上方的，与固定光栅 403相连的固定件 421。

请参考图 8，形成覆盖所述 TFT开关 407、第二介质层 411和第一导电层 413表面的牺牲薄膜，在所述牺牲薄膜表面形成光刻胶层（未图示），所述光刻胶层具有与中心轴和后续形成的可动光栅的形状相对应的开口，以所述光刻胶层为掩膜刻蚀所述牺牲薄膜形成第一牺牲层 415，所述第一牺牲层 415具有与第一导电层 413相对应的第一凸起 416 和用于后续形成固定件的第二凸起 420 (详情见图 22)，所述第二凸起与第一金属层相对应，且所述第一牺牲层 415暴露出部分第一导电层 413和第二介质层 411的表面。

请参考图 9，形成覆盖所述第一凸起 416的第二导电层 417，所述第二导电层 417与所述第一导电层 413相接触。所述牺牲薄膜，即所述第一牺牲层 415 的材料为非晶碳、非晶碳、非晶锗、氧化硅、光刻胶中的一种。

所述牺牲薄膜和第二导电层的形成方法为沉积工艺，例如物理或化学气相沉积；所述刻蚀所述牺牲薄膜的方法为干法刻蚀。由于沉积工艺和干法刻蚀工艺已为本领域技术人员所熟知，在此不再赘述。

所述中心轴 418形成在所述固定光栅 403不透光区域的上方，用于使后续过程中形成的可动光栅绕其旋转。

所述中心轴 418包括：第一导电层 413，与第一导电层 413相对应的第一凸起 416以及覆盖所述第一凸起 416且与所述第一导电层 413 相接触的第二导电层 417。

在形成中心轴 418的同一工艺歩骤中，还形成有位于固定光栅 403 不透光区域上方的固定件（未图示）。由于所述固定件在本发明实施例的剖面结构中无法显示，为便于理解，特提供显示装置的平面结构示意图。

请参考图 22和图 23，所述固定件 421的形成歩骤为：采用沉积工艺例如物理或化学气相沉积工艺在所述第二凸起 420表面形成第二金属层（未标示），所述第二金属层与第一金属层相接触。

所述固定件 421 和所述中心轴在同一工艺歩骤中形成，有助于节省工艺。所述固定件 421 包括：第一金属层，位于第一金属层上的第二凸起 420，覆盖所述第二凸起 420的第二金属层。

执行歩骤 S34,请参考图 10〜图 14，形成与所述固定光栅 403相对的可动光栅 429，所述可动光栅 429以所述中心轴 418为中心旋转，所述可动光栅 429具有第二透光部 431，所述第二透光部 431与所述第一透光部随所述可动光栅 429 的旋转而重叠或错开；形成与所述固定件 (参见图 24) 相连的驱动电极 427、一端与所述可动光栅 429相连且与所述驱动电极 427相对的感应电极 426。

请参考图 10，形成覆盖所述第一牺牲层 415、第二介质层 411和中心轴 418的第二牺牲层 419，所述第二牺牲层 419后续过程将被去除，用于使显示装置的感应电极和可动光栅处于悬空状态，增加其感应灵敏度。

所述第二牺牲层 419 的形成方法为沉积工艺，例如物理或化学气相沉积，由于此工艺为本领域技术人员所熟知，在此不再赘述；所述第二牺牲层 419、材料为非晶碳、非晶碳、非晶锗、氧化硅、光刻胶中的一种。

请参考图 11，形成覆盖第二牺牲层 419的第三导电层 423。

所述第三导电层 423 的形成方法为沉积工艺，例如物理或化学气相沉积，由于此工艺为本领域技术人员所熟知，在此不再赘述；所述第三导电层 423 —部分用于形成可动光栅，另一部分用于后续形成感应电极。由于所述第三导电层 423 的厚度与所述可动光栅、感应电极的厚度有关，若第三导电层 423太厚，那么形成的可动光栅、感应电极也较厚，需要较大的 TFT开关提供较大的驱动电压才能使感应电极发生弹性形变吸附在后续形成的驱动电极上，带动可动光栅旋转。较大的 TFT开关需要消耗更大的能量且需要更大的体积，从节能和节省空间的角度考虑，所述第三导电层 423的厚度为 20ηηι〜10μηι_; 所述第三导电层 423的材料为导电材料，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，用于将 TFT开关提供的电压通过中心轴 418传递给可动光栅 429和后续形成的感应电极。

请参考图 12，在所述第三导电层 423表面形成第三牺牲层 425，所述第三牺牲层 425具有与可动光栅的形状和位置相对应的开口。所述第三牺牲层 425 的形成方法为沉积工艺，例如物理或化学气相沉积，由于此工艺为本领域技术人员所熟知，在此不再赘述；所述第三牺牲层 425材料为非晶碳、非晶碳、非晶锗、氧化硅、光刻胶中的一种。

请参考图 13和图 14，以所述第三牺牲层 425为掩膜去除所述部分第三导电层，形成可动光栅 429; 去除所述第三牺牲层 425。

去除所述部分第三导电层的方法为干法刻蚀；去除所述第三牺牲层 425的方法为湿法刻蚀或灰化工艺。

上述过程完成之后，形成了与所述固定光栅 403 相对的可动光栅

429。

请继续参考图 13，形成与所述固定件（详情见图 23 )相连的驱动电极 427; 形成一端与所述可动光栅 429相连且与所述驱动电极 427 相对的感应电极 426。

由于所述驱动电极 427和感应电极 426均由第三导电层形成。为节省工艺歩骤，在形成所述可动光栅 429 的同时，还可以形成驱动电极 427和感应电极 426。因此，所述第三牺牲层 425除具有与可动光栅 429的形状和位置相对应的开口外，还具有与感应电极 426和驱动电极 427之间的间隙相对应的开口。

所述驱动电极 427和感应电极 426的形成歩骤为：以所述第三牺牲层 425为掩膜刻蚀所述第三导电层，形成驱动电极 427和感应电极 426

所述驱动电极 427与所述固定件相连。所述感应电极 426—端与所述可动光栅 429连接。在图示的实施例中，所述驱动电极 427和感应电极 426相对设置，分别为四个，且驱动电极 427和感应电极 426 之间存在间隙。

需要说明的是，在上述歩骤完成之后，所述可动光栅、固定光栅和中心轴之间还存在第一牺牲层和第二牺牲层，所述可动光栅并不能绕中心轴旋转。因此，还需要去除所述第一牺牲层和第二牺牲层，并且未保护显示装置的各个部件，还需要形成封盖层和密封盖。

本实施例的显示装置的形成方法还包括后续歩骤。请参考图 15〜图 21，图 15〜图 21示出了本发明实施例的显示装置的后续形成歩骤，具体地：

执行歩骤 S35 ,请参考图 15和图 16，形成覆盖所述第二牺牲层 419 和第三导电层的第四牺牲层 433，平坦化所述第四牺牲层 433。

所述第四牺牲层 433在后续工艺中会被去除，用于形成空腔，便于可动光栅的旋转；所述第四牺牲层 433 的材料可以为非晶碳、非晶碳、非晶锗、光阻、氧化硅中的一种；所述第四牺牲层 433 形成方法为沉积工艺，例如物理或化学气相沉积。由于此工艺为本领域技术人员所熟知，在此不再赘述。

平坦化所述第四牺牲层 433的方法为化学机械抛光的方法。

执行歩骤 S36 , 请参考图 17，形成覆盖第四牺牲层 433的第五牺牲层 435，所述第五牺牲层 435具有开口，所述开口的位置与只形成有第一牺牲层 415、第二牺牲层 419和第四牺牲层 433的位置相对应。

所述第五牺牲层 435的开口的位置与只形成有第一牺牲层 415、第二牺牲层 419和第四牺牲层 433的位置相对应，用于后续作为掩膜去除所述第一牺牲层 415、第二牺牲层 419和第四牺牲层 433以形成封盖层。

执行歩骤 S37 , 请参考图 18，以所述第五牺牲层 435为掩膜去除部分第一牺牲层 415、第二牺牲层 419和第四牺牲层 433，暴露出 TFT 开关 407、第二介质层 411，用于后续形成封盖层；之后再去除所述第五牺牲层 435。

去除部分第一牺牲层 415、第二牺牲层 419和第四牺牲层 433的方法为灰化工艺或刻蚀工艺，例如干法刻蚀，暴露出 TFT开关 407、第二介质层 411，用于后续形成封盖层。

待去除部分第一牺牲层 415、第二牺牲层 419和第四牺牲层 433 之后，再去除所述第五牺牲层 435，具体可以采用灰化工艺或干法刻蚀的方法。

由于灰化工艺和刻蚀工艺为本领域技术人员所熟知，在此不再赘述。

执行歩骤 S38 , 请参考图 19，形成覆盖所述第四牺牲层 433、第二介质层 411和 TFT开关 407的封盖层 437，所述封盖层 437上具有多个开口 439，暴露出所述第四牺牲层 433。

所述封盖层 437用于保护显示装置的各个部件，例如可动光栅、固定光栅、驱动电极、感应电极、 TFT开关等。

所述开口 439用于后续通入灰化气体以去除第四牺牲层 433。所述开口 439 的深宽比范围应为 0.5〜20，所述开口的孔径范围为 Ο. ΐμιη 〜10μπι。

执行歩骤 S39, 请参考图 20，去除所述图形化的第一牺牲层、第二牺牲层、第四牺牲层。

去除所述图形化的第一牺牲层、第二牺牲层、第四牺牲层的方法为灰化工艺，具体为：离化氧气形成氧等离子体；将所述氧等离子体通入所述开口 439，在温度范围为 150°C〜450°C的条件下灰化所述第一牺牲层、第二牺牲层、第四牺牲层。

去除所述图形化的第一牺牲层、第二牺牲层、第四牺牲层的目的是为了使 MEMS显示装置的可动光栅 429可绕中心轴 418旋转。

执行歩骤 S40,请参考图 21，形成密封所述开口 439的密封盖 441。为更好的理解本发明，图 22〜图 24示出了本发明实施例在显示装置形成方法的过程中的一些平面结构示意图。

其中，图 22中示出了本发明实施例中第二凸起 420的形成位置；图 23示出了本发明的实施例中显示装置的固定件的形成方法的平面结构示意图，形成覆盖第二凸起的金属层，形成固定件；图 24示出了本发明的实施例中显示装置的驱动电极和感应电极的形成方法的平面结构示意图。

本发明的实施例的 MEMS光阀、显示装置的形成方法，首先在基底上形成固定光栅，然后在固定光栅之上形成可动光栅。在本发明的其他实施例中，也可以首先在基底上形成可动光栅，然后在可动光栅之上固定光栅。

请参考图 25，本发明的另一实施例的 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。

与本发明的上一实施例不同，本实施例的固定光栅 560位于可动光栅 510的上方。

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。

与本发明的上一实施例不同，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。

本发明实施例的 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发明的上一实施例中的 MEMS光阀、显示装置的结构相同，具体可参考本发明的上一实施例，在此不再赘述。

请继续参考图 25，本发明实施例的 MEMS光阀的形成方法，包括：提供基底 501，在所述基底 501表面形成中心轴 505;

形成以所述中心轴 505为中心旋转的可动光栅 510，所述可动光栅 510具有第二透光部 515;

形成位于可动光栅 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; 所述第一透光部 515 与所述第二透光部 565随所述可动光栅 510的旋转而重叠或错开。与本发明的上一实施例的区别在于：本发明实施例的 MEMS光阀先形成可动光栅 510，然后在可动光栅 510上方形成与所述可动光栅 510相对的固定光栅 560。

本实施例的 MEMS光阀的形成方法，还包括：与可动光栅 510在同一工艺歩骤中形成的感应电极 530和驱动电极 520。所述感应电极 530与可动光栅 510相连，所述驱动电极 520与所述感应电极 530相对。

本实施例的具有 MEMS光阀的显示装置的形成方法，还包括：在形成所述固定光栅 560之前，形成与所述感应电极 530和 /或驱动电极 520电连接的 TFT开关（未图示），所述 TFT开关形成在基底 501上，所述 TFT开关导通时，所述感应电极 530和驱动电极 520之间存在电势差。

本实施例的具有 MEMS光阀的显示装置的形成方法，还包括：在形成所述固定光栅 560之前，形成位于基底 501上的固定件，所述固定件与中心轴 505在同一工艺歩骤中形成。

本实施例的具有 MEMS光阀的显示装置的形成方法，还包括：在形成所述固定光栅 560之前，形成覆盖所述可动光栅 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; 形成密封所述开口 545的密封盖 550。

与本发明的上一实施例不同，所述封盖层 540 不覆盖固定光栅 560，即先形成封盖层 540和密封盖 550，再在所述密封盖 550的表面形成所述固定光栅 560。

本实施例的 MEMS光阀、显示装置的其他形成方法与本发明的上一实施例的 MEMS光阀、显示装置的形成方法相同，具体可参考本发明的上一实施例，在此不再赘述。

综上，本发明的实施例具有以下优点：

本发明实施例的 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。本发明实施例的 MEMS光阀，可动光栅绕中心轴旋转的摩擦力小，灵敏度高。

本发明实施例的 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，从而使得本发明实施例的具有 MEMS光阀的显示装置的摩擦力小，灵敏度高，体积轻巧。

本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明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，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims

权利要求书：

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；

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 20ηηι〜10μηι_; 所述驱动电极的厚度为 20ηηι〜10μηι。

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为 0.5μη！〜 50μιη。

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 20ηιη〜10μηι_ο

9、一种包括权利要求 1〜8中的任一项所述 MEMS光阀的显示装直。

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。

15、一种 MEMS光阀的形成方法，其特征在于，包括：形成具有第一透光部的固定光栅；

16、如权利要求 15所述的 MEMS光阀的形成方法，其特征在于，还包括：形成与所述可动光栅相连的感应电极；形成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。

17、如权利要求 15所述的 MEMS光阀的形成方法，其特征在于，所述可动光栅、所述感应电极和所述驱动电极在同一工艺歩骤中形成。

18、一种包括权利要求 15〜17中任一项所述的 MEMS光阀的显示装置的形成方法。

19、如权利要求 18所述的显示装置的形成方法，其特征在于，还包括形成与所述感应电极或驱动电极相连的 TFT开关；或者包括形成与所述感应电极相连的第一 TFT开关，形成与所述驱动电极相连的第二 TFT开关。

20、如权利要求 19所述的显示装置的形成方法，其特征在于，还包括：形成在基底表面的固定光栅；形成覆盖所述可动光栅、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；形成密封所述开口的密封盖。

21、如权利要求 19所述的显示装置的形成方法，其特征在于，还包括：形成覆盖所述可动光栅、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；形成密封所述开口的密封盖；形成在密封盖表面的固定光栅。

22、如权利要求 18所述的显示装置的形成方法，其特征在于，还包括：形成位于固定光栅不透光区域、与所述驱动电极相连的固定件。

23、如权利要求 20所述的显示装置的形成方法，其特征在于，所述固定件与所述中心轴在同一工艺歩骤中形成。