[發(fā)明專利]MEMS顯示器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010607808.8
• 申請日: 2010-12-27
• 公開（公告）號: CN102566040A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 毛劍宏;唐德明
• 申請（專利權(quán)）人: 上海麗恒光微電子科技有限公司
• 主分類號: G02B26/08
• 分類號: G02B26/08
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 駱蘇華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微機(jī)械機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)領(lǐng)域，特別涉及一種基于MEMS技術(shù)的光路切換開關(guān)以及使用所述光路切換開關(guān)實現(xiàn)圖像顯示的MEMS顯示器。

背景技術(shù)

液晶電視以及其他平板顯示器，已經(jīng)成為社會生活中常見的電子消費產(chǎn)品。如何進(jìn)一步的減小平板顯示器的尺寸，減薄其面板厚度，是平板顯示器的發(fā)展方向之一。由于液晶顯示裝置的光源必須設(shè)置于面板的背面或嵌入于面板中，才能獲得較好的亮度以及灰度的均勻性，因此上述光源的設(shè)置對減薄面板的厚度帶來了較大的困難。

采用機(jī)械結(jié)構(gòu)的光路切換開關(guān)制作平板顯示器是液晶顯示器的可供選擇的替代方案。機(jī)械的光路切換開關(guān)能夠快速地路由光源的光束，使其在所需的像素區(qū)域顯示，從而獲得良好的視角和大范圍的色彩、灰度顯示圖像內(nèi)容。所述光源可以獨立于像素陣列區(qū)，而設(shè)置于面板的任意位置，因而有利于縮小顯示器的面板厚度。更多關(guān)于利用機(jī)械結(jié)構(gòu)的光路切換開關(guān)，制作MEMS顯示器的內(nèi)容可以參見專利號為US2006006448的美國專利。

雖然采用MEMS技術(shù)的光路切換開關(guān)在投影顯示應(yīng)用中已獲得成功，然而在平板顯示裝置中缺乏實質(zhì)性的突破。制作靈敏可靠的光路切換開關(guān)，并將其應(yīng)用至MEMS顯示器中，成為MEMS顯示器的主要研究方向。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的問題是提供一種應(yīng)用光路切換開關(guān)的MEMS顯示器，具有控制機(jī)構(gòu)簡單，易于生產(chǎn)制造的特點。

本發(fā)明提供的一種MEMS顯示器。包括相互獨立的像素陣列區(qū)以及光源，所述像素陣列區(qū)包括陣列排布的像素單元，所述光源產(chǎn)生的光束入射像素陣列區(qū)后，經(jīng)過多級光路切換開關(guān)路由，從像素單元中出射成像。

所述光路切換開關(guān)，包括一個輸入光路、兩個輸出光路和光路轉(zhuǎn)換元件，所述光路轉(zhuǎn)換元件將光束選擇性地從輸入光路路由至其中一個輸出光路，所述光路轉(zhuǎn)換元件包括：

半導(dǎo)體襯底及其表面的層間介質(zhì)層；位于層間介質(zhì)層內(nèi)的空腔，所述空腔的一端連接輸入光路，另一端由隔離層間隔成上空腔以及下空腔，所述上空腔以及下空腔分別連接兩個輸出光路；位于所述空腔內(nèi)的彈性導(dǎo)光片，所述彈性導(dǎo)光片為反光材料，包括連接于所述隔離層的固定端以及朝向輸入光路懸置于空腔內(nèi)的自由端；所述自由端受到施加于空腔內(nèi)的力場影響在空腔頂部至空腔底部間移動。

所述光路轉(zhuǎn)換元件還包括分別位于空腔頂部以及底部的上誘導(dǎo)板、下誘導(dǎo)板，通過對所述上誘導(dǎo)板以及下誘導(dǎo)板通電，在空腔內(nèi)形成垂直于光路傳輸路徑的力場；所述彈性導(dǎo)光片的自由端位于所述力場中。

可選的，所述上誘導(dǎo)板以及下誘導(dǎo)板位于空腔腔壁上或作為空腔腔壁的一部分，且所述上誘導(dǎo)板以及下誘導(dǎo)板與空腔腔壁的其余部分絕緣隔離。

可選的，所述上誘導(dǎo)板以及下誘導(dǎo)板位于空腔外部的層間介質(zhì)層內(nèi)，且通過層間介質(zhì)層與空腔腔壁相間隔。

可選的，所述空腔腔壁的內(nèi)表面涂覆有反射涂層。

可選的，所述彈性導(dǎo)光片的自由端寬度大于固定端寬度。所述空腔的截面為矩形，且截面寬度沿彈性導(dǎo)光片的自由端向固定端方向逐漸遞減，保持空腔側(cè)壁與彈性導(dǎo)光片的間隙大小一致。

可選的，所述上空腔以及下空腔內(nèi)填充有透光介質(zhì)。

可選的，所述像素陣列區(qū)包括行光路切換開關(guān)、列光路切換開關(guān)以及控制上述光路切換開關(guān)的薄膜晶體管；所述入射光束先經(jīng)由列光路切換開關(guān)路由，再經(jīng)由行光路切換開關(guān)路由，從像素單元中出射。

可選的，所述MEMS顯示器的光源類型為三色光源，包括RGB三原色光或CMY三原色光。

可選的，所述像素陣列區(qū)包括一條入射光路，所述三原色光分時輸入，并經(jīng)由多級光路切換開關(guān)路由，從像素單元中出射。

可選的，所述像素陣列區(qū)包括第一子像素列、第二子像素列以及第三子像素列，上述三條子像素列周期重復(fù)排列；所述各第一子像素列具有第一入射光路，所述各第二子像素列具有第二入射光路，所述各第三子像素列具有第三入射光路；所述三原色光分別從上述三條入射光路入射，并經(jīng)由多級光路切換開關(guān)路由，從相應(yīng)子像素列的像素單元中出射。

可選的，所述光源類型為偏振3D光，包括P偏振光以及S偏振光。

可選的，所述像素陣列區(qū)包括交替設(shè)置的第一偏振像素列、第二偏振像素列；所述各第一偏振像素列具有第一偏振入射光路，所述各第二偏振像素列具有第二偏振入射光路；所述P偏振光以及S偏振光分別對應(yīng)從上述兩條偏振入射光路入射，并經(jīng)由多級光路切換開關(guān)路由，從相應(yīng)偏振像素列的像素單元中出射。