微机电显示单元及其制作方法、显示装置

摘要

本发明提供了一种微机电显示单元及其制作方法、显示装置，该微机电显示单元包括第一电极、可发生形变的第二电极以及所述第一电极与所述第二电极之间的支撑结构，所述支撑结构包括与所述第二电极相接触的顶面、与第一电极相接触的底面以及与所述顶面和所述底面均相交的侧面，其中，所述顶面在所述底面的投影位于所述底面内，且所述侧面为斜坡状。本发明通过将两电极之间的支撑结构的侧面制作为斜坡状，在微机电显示单元呈暗态时，第二电极也可与支撑结构相紧贴，从而减小两电极之间的间隙，进而改善由于“关”态时两电极之间的间隙造成的漏光现象。

权利要求

1.一种微机电显示单元，包括第一电极、可发生形变的第二电极以及所述第一电极与所述第二电极之间的支撑结构，其特征在于，所述支撑结构包括与所述第二电极相接触的顶面、与第一电极相接触的底面以及与所述顶面和所述底面均相交的侧面，其中，所述顶面在所述底面的投影位于所述底面内，且所述侧面为斜坡状。

2.根据权利要求1所述的微机电显示单元，其特征在于，所述支撑结构为不透明结构。

3.根据权利要求1所述的微机电显示单元，其特征在于，所述侧面为平面。

4.根据权利要求1-3任一所述的微机电显示单元，其特征在于，所述侧面与所述底面间的夹角为30度～50度。

5.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1-4任一所述的微机电显示单元。

6.一种微机电显示单元的制作方法，其特征在于，包括：在基板上制作第一电极；

在所述第一电极上制作支撑结构，所述支撑结构包括与第一电极相接触的底面、与所述底面相对的顶面以及与所述顶面和所述底面均相交的侧面，所述顶面在所述底面的投影位于所述底面内，且所述侧面为斜坡状；

在所述支撑结构上制作可发生形变的第二电极。

7.根据权利要求6所述的微机电显示单元的制作方法，其特征在于，在所述第一电极上制作支撑结构包括：在所述第一电极上形成支撑层；

在所述支撑层上形成光刻胶层；

对所述光刻胶层进行图案化处理；

对所述支撑层中暴露出的区域进行刻蚀，所述刻蚀的过程中在平行所述基板方向的刻蚀速率为4000-15000埃米/分，在垂直所述基板方向的刻蚀速率为6000-11000埃米/分；

去除剩余的光刻胶。

8.根据权利要求7所述的微机电显示单元的制作方法，其特征在于，所述支撑层为不透明材料。

9.根据权利要求6所述的微机电显示单元的制作方法，其特征在于，在所述支撑结构上制作可发生形变的第二电极包括：在所述第一电极上形成牺牲层；

在所述牺牲层以及所述支撑结构上形成可发生形变的第二电极；

去除所述牺牲层。

10.根据权利要求6-9任一所述的微机电显示单元的制作方法，其特征在于，所述侧面与所述底面间的夹角为30度～50度。

说明书

微机电显示单元及其制作方法、显示装置

技术领域

[0001] 本发明涉及显示领域，尤其涉及一种微机电显示单元及其制作方法、显示装置。

背景技术

[0002] 目前，微机电开关(MEMS：Micro-Electro-Mechanical Systems)技术受到广泛关注，微机电是将微电子技术与机械工程融合到一起的一种工业技术，它的操作范围在微米范围内。

[0003] 传统的微机电开关结构如图1所示，主要由基板3’、第一电极4’、支撑结构2’、第二电极1’以及两电极之间的空腔构成，其中，第一电极4’具有光吸收率，可吸收部分可见光，第二电极1’为可发生形变的反射层，根据2D＝Nλ可知(D为空腔的长度，λ为入射光的波长)，当入射光穿透第一电极进入空腔中时，入射光所有光谱中只有符合上面公式的波长的光才能产生建设性干涉而输出，此时人眼才能观测到光线，即当前为“开“态(如图1所示)，而当对第一电极4’施加一电压，第二电极1’发生形变与第一电极4’接触，此时D的长度可以为零，此时入射的可见光要么被吸收要么被反射，或者透过的为非可见光，此时人眼不能观测到光线，即当前为“关”态(如图2所示)，然而，如图2所示，当上述的微电机开关处于“关”态时，两电极之间仍会存在空隙5’，使得光线经过此空隙后仍会继续进行传播，从而导致漏光现象。

发明内容

[0004] (一)要解决的技术问题

[0005] 本发明要解决的技术问题是如何改善现有的微机电开关结构在“关”态时由于两电极之间的间隙造成的漏光现象。

[0006] (二)技术方案

[0007] 为解决上述技术问题，本发明的技术方案提供了一种微机电显示单元，包括第一电极、可发生形变的第二电极以及所述第一电极与所述第二电极之间的支撑结构，所述支撑结构包括与所述第二电极相接触的顶面、与第一电极相接触的底面以及与所述顶面和所述底面均相交的侧面，其中，所述顶面在所述底面的投影位于所述底面内，且所述侧面为斜坡状。

[0008] 进一步地，所述支撑结构为不透明结构。

[0009] 进一步地，所述侧面为平面。

[0010] 进一步地，所述侧面与所述底面间的夹角为30度～50度。

[0011] 为解决上述技术问题，本发明一种显示装置，其特征在于，包括上述任一的微机电显示单元。

[0012] 为解决上述技术问题，本发明还提供了一种微机电显示单元的制作方法，包括：

[0013] 在基板上制作第一电极；

[0014] 在所述第一电极上制作支撑结构，所述支撑结构包括与第一电极相接触的底面、与所述底面相对的顶面以及与所述顶面和所述底面均相交的侧面，所述顶面在所述底面的投影位于所述底面内，且所述侧面为斜坡状；

[0015] 在所述支撑结构上制作可发生形变的第二电极。

[0016] 进一步地，在所述第一电极上制作支撑结构包括：

[0017] 在所述第一电极上形成支撑层；

[0018] 在所述支撑层上形成光刻胶层；

[0019] 对所述光刻胶层进行图案化处理；

[0020] 对所述支撑层中暴露出的区域进行刻蚀，所述刻蚀的过程中在平行所述基板方向的刻蚀速率为4000-15000埃米/分，在垂直所述基板方向的刻蚀速率为6000-11000埃米/分；

[0021] 去除剩余的光刻胶。

[0022] 进一步地，所述支撑层为不透明材料。

[0023] 进一步地，在所述支撑结构上制作可发生形变的第二电极包括：

[0024] 在所述第一电极上形成牺牲层；

[0025] 在所述牺牲层以及所述支撑结构上形成可发生形变的第二电极；

[0026] 去除所述牺牲层。

[0027] 进一步地，所述侧面与所述底面间的夹角为30度～50度。

[0028] (三)有益效果

[0029] 本发明通过将两电极之间的支撑结构的侧面制作为斜坡状，在微机电显示单元呈暗态时，第二电极也可与支撑结构相紧贴，从而减小两电极之间的间隙，进而改善由于“关”态时两电极之间的间隙造成的漏光现象。

附图说明

[0030] 图1是现有技术中的一种微机电开关的示意图；

[0031] 图2是图1所示的微机电开关“关”态时的示意图；

[0032] 图3是本发明实施方式提供的一种微机电显示单元的示意图；

[0033] 图4是图3所示的微机电显示单元“关”态时的示意图；

[0034] 图5-10是本发明实施方式提供的一种微机电显示单元制作方法的示意图。

具体实施方式

[0035] 下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

[0036] 图3是本发明实施方式提供的一种微机电显示单元的示意图，该微机电显示单元包括基板3，形成在该基板3上的第一电极4、可发生形变的第二电极1以及所述第一电极4与所述第二电极1之间的支撑结构2，所述支撑结构2包括与所述第二电极1相接触的顶面21、与第一电极4相接触的底面22以及与所述顶面21和所述底面22均相交的侧面23，其中，所述顶面21在所述底面22的投影位于所述底面22内，且所述侧面23为斜坡状。

[0037] 其中，侧面23可以为弧面或者平面，优选地，可以为平面，如图4所示，当微机电显示单元为“关”态时，可发生形变的第二电极1向第一电极4靠拢，由于支撑结构的侧面23为斜坡状，从而使得第二电极1的一部分也能与支撑结构的侧面相紧贴，从而大大减小在微机电显示单元为“关”态时两电极之间的间隙，其中，侧面23与所述底面22间的夹角可为30度～50度，例如，可以为35度、40度、45度等。

[0038] 具体地，该微机电显示单元可通过TFT进行控制，当TFT为开状态下，第二电极或第一电极被施加电压，如图4所示，可发生形变的第二电极1向第一电极4靠拢，入射光6中可见光的一部分被第一电极吸收，另一部分被第二电极反射，因而无可见光透过该显示单元，该显示单元呈暗态(即为“关”态)，当TFT为关状态下，第一电极与第二电极之间保持长度为D的空腔，入射光中可见光的一部分被第一电极吸收，另一部分经过该空腔产生建设性干涉而投射出，该显示单元呈亮态(即为“开”态)，在该显示单元呈暗态时，由于将支撑结构的侧面设为斜坡状，使得第二电极也可与支撑结构相紧贴，从而减小两电极之间的间隙，进而改善由于“关”态时两电极之间的间隙造成的漏光现象。

[0039] 优选地，上述支撑结构可以为不透明结构，由于支撑结构的顶面21在自身底面22的投影完全位于底面22内，使得顶面完全被底面所遮挡，将该支撑结构设为不透明状，当显示单元为“关”态时，可以减少射入支撑结构的侧面与第二电极之间间隙的光量，从而进一步地改善漏光现象。

[0040] 此外，本发明实施方式还提供了一种显示装置，该显示装置包括上述的微机电显示单元。其中，该显示装置可以为：液晶面板、手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。

[0041] 此外，本发明实施方式提供的一种微机电显示单元的制作方法，该制作方法包括以下的步骤S1～S3；

[0042] S1:在基板上制作第一电极；其中，其中，基板可以是玻璃材质，形成第一电极的材质可以是氧化铟锡玻璃(ITO)，或者氧化铟锌(IZO)；

[0043] S2:在所述第一电极上制作支撑结构，所述支撑结构包括与第一电极相接触的底面、与所述底面相对的顶面以及与所述顶面和所述底面均相交的侧面，所述顶面在所述底面的投影位于所述底面内，且所述侧面为斜坡状；具体地，该步骤具体包括S21～S25；

[0044] S21:首先在所述第一电极上形成支撑层，优选地，为了使形成的支撑结构为不透明结构，该支撑层20可采用不透明材料；

[0045] S22:在所述支撑层上形成光刻胶层；

[0046] S23:对所述光刻胶层进行图案化处理；具体地，如图5所示，通过掩膜板8对光刻胶层进行曝光，而后进行显影形成图案化的光刻胶层7；

[0047] S24:对所述支撑层中暴露出的区域进行刻蚀，所述刻蚀的过程中在平行所述基板方向的刻蚀速率为4000-15000埃米/分，在垂直所述基板方向的刻蚀速率为6000-11000埃米/分；具体地，可采用刻蚀速率差异形成上述的支撑结构，如图6所示，可对支撑层20进行干法刻蚀，利用调节干法刻蚀的参数，例如进行气体比率，功率，压强的调整，增加支撑层平行基板3方向的横向刻蚀的速率至4000-15000埃米/分，例如可以为6000埃米/分、10000埃米/分等，减小垂直基板3方向的纵向刻蚀的速率至6000-11000埃米/分，例如可以为7000埃米/分、9000埃米/分等，这样在刻蚀的过程中随着刻蚀时间的延长，会形成如图6所示的梯形结构，此外，还可通过控制干法刻蚀的刻蚀条件，控制最终形成的支撑结构2的侧面23与底面22间的坡度角，控制在30～50度左右为最佳状态，刻蚀完成后会最终形成如图7所示形貌；

[0048] S25:去除剩余的光刻胶完成支撑结构的制作；

[0049] S3:在所述支撑结构上制作可发生形变的第二电极，具体地，该步骤包括S31～S33；

[0050] S31:在所述第一电极上形成牺牲层；具体地，可如图8所示，在第一电极4上沉积牺牲层9，牺牲层9的材料可以是非晶碳材料等后续能用湿法或者干法刻蚀进行去除的物质；

[0051] S32:在所述牺牲层以及所述支撑结构上形成可发生形变的第二电极；具体地，参见图9，可采用沉积的方法制作一层柔性的导电薄膜层作为第二电极1，

[0052] S33:去除所述牺牲层，具体地，参见图10，可利用氯化锂和氯化钾溶液进行非晶碳的去除，最终形成带有空腔的MEMS结构。

[0053] 本发明实施方式提供的微机电显示单元的制作方法，通过将两电极之间的支撑结构的侧面制作为斜坡状，在微机电显示单元呈暗态时，第二电极也可与支撑结构相紧贴，从而减小两电极之间的间隙，进而改善由于“关”态时两电极之间的间隙造成的漏光现象。

[0054] 以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。