專利名稱：顯示裝置的開關(guān)陣列和顯示陣列的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及顯示技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及顯示裝置的開關(guān)陣列和顯示陣列。
背景技術(shù)：
在微投影顯示技術(shù)中，例如透射式液晶顯示0XD)、反射式數(shù)字光輸處理器 (DLP)、反射式硅上液晶(LC0S)等，或者平板顯示技術(shù)中，例如液晶顯示、有機發(fā)光顯示 (0LED)、電泳顯示、等離子顯示(PDP)等，顯示陣列的像素單元(或稱電控光學(xué)調(diào)制單元) 由行驅(qū)動信號逐行或隔行選通，根據(jù)列數(shù)據(jù)信號進行顯示。圖1顯示了現(xiàn)有的一種液晶顯示裝置的顯示陣列的電路圖，所示顯示陣列包括 MxN個像素單元(M、N為自然數(shù))，其中，M為行數(shù)，N為列數(shù)，圖1僅示例性地顯示了其中2 行x2列的像素單元。如圖1所示，各個像素單元分別包括開關(guān)元件T1、存儲電容Cst和像素電容Clc， 開關(guān)元件T1的柵極分別與對應(yīng)的行線耦接，源極與對應(yīng)的列線耦接，漏極耦接存儲電容 Cst和像素電容Clc。具體來說，像素單元pll的開關(guān)元件T1的柵極耦接行線L1，源極耦接 列線R1 ；像素單元pl2的開關(guān)元件T1的柵極耦接行線L1，源極耦接列線R2 ；像素單元p21 的開關(guān)元件T1的柵極耦接行線L2，源極耦接列線R1 ；像素單元p22的開關(guān)元件T1的柵極 耦接行線L2，源極耦接列線R2。當(dāng)行線L1上的柵驅(qū)動信號G1選通像素單元pll和pl2時，像素單元pll和pl2 的開關(guān)元件T1導(dǎo)通，列線R1、R2上的列數(shù)據(jù)信號D1、D2分別通過開關(guān)元件T1施加于像素 單元pll和pl2的存儲電容Cst和像素電容Clc ；當(dāng)行線L2上的柵驅(qū)動信號G2選通像素 單元p21和p22時，像素單元p21和p22的開關(guān)元件T1導(dǎo)通，列線Rl、R2上的列數(shù)據(jù)信號 Dl、D2分別通過開關(guān)元件T1施加于像素單元p21和p22的存儲電容Cst和像素電容Clc。當(dāng)列數(shù)據(jù)信號施加于存儲電容Cst和像素電容Clc時，存儲電容Cst充電以保持 列數(shù)據(jù)信號的電壓并提供予像素電容Clc，填充于像素電容Clc的兩電極間的液晶分子LC 發(fā)生偏轉(zhuǎn)，其偏轉(zhuǎn)程度由列數(shù)據(jù)信號的電壓決定，不同的液晶分子偏轉(zhuǎn)程度具有不同的二 向性光程差，通過與背光源、偏光片等裝置的配合可產(chǎn)生不同的光強。通常，圖1所示的像素單元的開關(guān)元件為晶體管，例如，薄膜晶體管、場效應(yīng)晶體 管等，由于晶體管具有柵極、源極和漏極，受設(shè)計規(guī)則、關(guān)鍵尺寸(CD)和布局等工藝因素的 影響，這些晶體管會占據(jù)必要的布局面積，因此限制了顯示裝置的小型化和高度集成化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的問題是提供一種顯示裝置的開關(guān)陣列和顯示陣列，以減小布局面 積，實現(xiàn)顯示裝置的小型化和高度集成化。為解決上述問題，本發(fā)明實施方式提供一種顯示裝置的開關(guān)陣列，包括MxN個微 機電系統(tǒng)(MEMS，Micro Electro Mechanical systems)開關(guān)，其中，M為行數(shù)，N為列數(shù)，各 行的MEMS開關(guān)分別由對應(yīng)的行驅(qū)動信號控制，其中，各個MEMS開關(guān)在對應(yīng)的行驅(qū)動信號控制下分別輸出對應(yīng)的列數(shù)據(jù)信號。 為解決上述問題，本發(fā)明實施方式還提供一種顯示裝置的顯示陣列，包括
開關(guān)陣列，MxN個MEMS開關(guān)，其中，M為行數(shù)，N為列數(shù)，各行的MEMS開關(guān)分別由對 應(yīng)的行驅(qū)動信號控制，其中，各個MEMS開關(guān)在對應(yīng)的行驅(qū)動信號控制下分別輸出對應(yīng)的列 數(shù)據(jù)信號；像素陣列，包括MxN個像素單元，分別對應(yīng)耦接所述MxN個MEMS開關(guān)，所述各個像 素單元根據(jù)對應(yīng)的MEMS開關(guān)輸出的列數(shù)據(jù)信號進行顯示。與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述技術(shù)方案以MEMS開關(guān)取代晶體管作為開關(guān)元件，其具有以 下優(yōu)點MEMS開關(guān)結(jié)構(gòu)簡單，受工藝因素的影響較小，因此占據(jù)的布局面積很小，對于具有 數(shù)百萬甚至上千萬像素的顯示裝置而言，采用MEMS開關(guān)可以顯著縮小顯示芯片的布局面 積，進而實現(xiàn)顯示裝置的小型化和高度集成化。同一行的MEMS開關(guān)很容易整合在一起，更易于行驅(qū)動信號的布線和驅(qū)動，進一步 縮小了顯示芯片的布局面積，并且更利于集成于一個微型開關(guān)陣列器件中。產(chǎn)生行驅(qū)動信號的驅(qū)動電路和產(chǎn)生列數(shù)據(jù)信號的驅(qū)動電路可以分別采用較低電 壓工藝和較高電壓工藝，即用較低電壓工藝實現(xiàn)較高電壓對存儲電容的充放電，從而降低 了功耗和成本。采用MEMS開關(guān)的顯示裝置可以用較小的存儲電容來維持一幀圖像顯示的像素電 壓，從而提高了顯示裝置的顯示質(zhì)量和分辨率。MEMS開關(guān)導(dǎo)通時，數(shù)據(jù)信號直接從第一端流向第二端，可以提供更穩(wěn)定的充電電 流。MEMS開關(guān)集成使得像素的開口率提高，提高了圖像質(zhì)量，并且能進一步減小像素 尺寸，使得同等分辨率情況下的整個芯片尺寸減少，從而降低了生產(chǎn)成本。


圖1是現(xiàn)有的一種液晶顯示裝置的顯示陣列的電路圖；圖2是本發(fā)明實施例的顯示裝置的開關(guān)陣列的電路圖；圖3a和3b是本發(fā)明實施例的顯示裝置的開關(guān)陣列的結(jié)構(gòu)側(cè)視圖；圖4是本發(fā)明實施例的顯示裝置的開關(guān)陣列的結(jié)構(gòu)俯視圖；圖5是本發(fā)明顯示裝置的顯示陣列的一個實施例電路圖；圖6是本發(fā)明顯示裝置的顯示陣列的另一個實施例電路圖。
具體實施例方式本發(fā)明實施方式的顯示裝置的顯示陣列以微機電系統(tǒng)(MEMS，Micro Electro Mechanical systems)開關(guān)取代晶體管作為開關(guān)元件，MEMS開關(guān)可以整合(merge)在一起 形成開關(guān)陣列。MEMS技術(shù)是建立在微米/納米技術(shù)(micro/nanotechnology)基礎(chǔ)上的21世紀前 沿技術(shù)，是指對微米/納米材料進行設(shè)計、加工、制造、測量和控制的技術(shù)。MEMS技術(shù)利用微 電子技術(shù)和微加工技術(shù)相結(jié)合的制造工藝，可將機械構(gòu)件、光學(xué)系統(tǒng)、驅(qū)動部件、電控系統(tǒng)集成為一個整體單元的微型系統(tǒng)。MEMS開關(guān)是MEMS技術(shù)的一種應(yīng)用，利用半導(dǎo)體硅加工工 藝制成的超微型機械開關(guān)。本發(fā)明實施方式的顯示裝置的開關(guān)陣列包括MxN個MEMS開關(guān)，其中，M為行數(shù)，N 為列數(shù)，各行的MEMS開關(guān)分別由對應(yīng)的行驅(qū)動信號控制，其中，各個MEMS開關(guān)在對應(yīng)的行 驅(qū)動信號控制下分別輸出對應(yīng)的列數(shù)據(jù)信號。下面即結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明的實施方式做詳細的說明。圖2是本實施例顯 示裝置的開關(guān)陣列的電路圖，示例性地給出了 2行x2列的MEMS開關(guān)的電路；圖3a是本實 施例顯示裝置的開關(guān)陣列的結(jié)構(gòu)側(cè)視圖，示例性地給出了圖2所示第1行的2個MEMS開關(guān) 的結(jié)構(gòu)；圖4是對應(yīng)圖2所示開關(guān)陣列的結(jié)構(gòu)俯視圖。結(jié)合圖2、3a和4，本實施例的開關(guān)陣列中，各個MEMS開關(guān)分別包括第一電極E1， 具有第一端nl和第二端n2，第一端nl輸入對應(yīng)的列數(shù)據(jù)信號；第二電極E2，具有導(dǎo)電體 n0，對應(yīng)的行驅(qū)動信號控制第一電極E1和第二電極E2相對移動，使第二電極E1的導(dǎo)電體 n0導(dǎo)通所述第一電極El的第一端nl和第二端n2。如圖3a所示，本實施例的MEMS開關(guān)的第一電極E1形成于基板30上，基板30包 括襯底30a (例如硅襯底)和襯底30a表面的第一絕緣層30b (例如二氧化硅絕緣層)，第一 絕緣層30b具有開口。第一電極E1包括相互絕緣的第一極板(例如鋁極板)E11、第一端 nl和第二端n2。其中，第一極板E11形成于基板30的第一絕緣層30b表面，第一端nl和 第二端n2分別形成于基板30的第一絕緣層30b開口的側(cè)面。第二電極E2與第一電極E1相對設(shè)置，第二電極E2包括相互絕緣的第二極板(例 如鋁極板)E21和導(dǎo)電體nO。其中，第二極板E21和第一極板Ell相對設(shè)置；第二電極E2還 包括第二絕緣層(例如氮化硅絕緣層)31a，形成于第二極板E21相對于第一極板E11的表 面、并且暴露出第二極板E21對應(yīng)于第一極板E11的表面E21a ；第二絕緣層31a具有開口， 設(shè)置于對應(yīng)第一絕緣層30b開口的位置；導(dǎo)電體nO形成于第二絕緣層31a的開口中，第二 絕緣層31a使第二極板E21和導(dǎo)電體nO相互絕緣。第二電極E2的導(dǎo)電體nO與第一電極 E1的第一端nl、第二端n2之間具有垂直距離h，在MEMS開關(guān)沒有被選通時，導(dǎo)電體nO與第 一端nl、第二端n2不接觸。行驅(qū)動信號G1通過行線L1施加于MEMS開關(guān)S11的第二電極E2的第二極板E21 和MEMS開關(guān)S12的第二電極E2的第二極板E21 ；行驅(qū)動信號G2通過行線L2施加于MEMS 開關(guān)S21的第二電極E2的第二極板E21和MEMS開關(guān)S22的第二電極E2的第二極板E21。 列數(shù)據(jù)信號D1通過列線R1施加于MEMS開關(guān)S11的第一電極E1的第一端nl和MEMS開關(guān) S21的第一電極E1的第一端nl ；列數(shù)據(jù)信號D2通過列線R2施加于MEMS開關(guān)S12的第一 電極E1的第一端nl和MEMS開關(guān)S22的第一電極E1的第一端nl。當(dāng)選通MEMS開關(guān)S11和S12時，行驅(qū)動信號G1為正脈沖，MEMS開關(guān)S11和S12 的第一電極E1的第一極板E11和第二電極E2的第二極板E21之間產(chǎn)生電壓差(第一極板 E11為低電壓，第二極板E21為高電壓)，第一極板E11和第二極板E21因靜電力吸合，第二 電極E2的導(dǎo)電體nO跨接在第一電極E1的第一端nl和第二端n2之間，使得第一端nl和 第二端n2導(dǎo)通，列數(shù)據(jù)信號D1從MEMS開關(guān)S11的第一端nl流向第二端n2，即列數(shù)據(jù)信 號D1從MEMS開關(guān)S11的第二端n2輸出；列數(shù)據(jù)信號D2從MEMS開關(guān)S12的第一端nl流 向第二端n2，即列數(shù)據(jù)信號D2從MEMS開關(guān)S12的第二端n2輸出。
當(dāng)選通MEMS開關(guān)S21和S22時，行驅(qū)動信號G2為正脈沖，MEMS開關(guān)S21和S22 的第一電極E1的第一極板E11和第二電極E2的第二極板E21之間產(chǎn)生電壓差(第一極板 E11為低電壓，第二極板E21為高電壓)，第一極板E11和第二極板E21因靜電力吸合，第二 電極E2的導(dǎo)電體nO跨接在第一電極E1的第一端nl和第二端n2之間，使得第一端nl和 第二端n2導(dǎo)通，列數(shù)據(jù)信號D1從MEMS開關(guān)S21的第一端nl流向第二端n2，即列數(shù)據(jù)信 號D1從MEMS開關(guān)S21的第二端n2輸出；列數(shù)據(jù)信號D2從MEMS開關(guān)S22的第一端nl流 向第二端n2，即列數(shù)據(jù)信號D2從MEMS開關(guān)S22的第二端n2輸出。當(dāng)MEMS開關(guān)沒有被選通時，MEMS開關(guān)的第一電極E1的第一極板E11和第二電極 E2的第二極板E21之間沒有電壓差(第一極板E11和第二極板E21為低電壓)，第一極板 E11和第二極板E21因恢復(fù)力分開，第一端nl和第二端n2處于斷開狀態(tài)。開關(guān)陣列的MEMS開關(guān)的第一電極E1可以形成于同一基板上，并且第一電極E1的 第一極板E11可以形成同一極板。由于同一行的MEMS開關(guān)同時選通，因此，同一行的MEMS 開關(guān)的第二電極E2的第二極板E21可以形成同一極板，而不同行的MEMS開關(guān)的第二電極 E2的第二極板E21形成不同極板。結(jié)合圖2、3a和4，MEMS開關(guān)Sll、S12、S21和S22的第 一電極E1形成于同一基板30上，并且第一電極E1的第一極板形成同一極板40，MEMS開關(guān) S1US12的第二電極E2的第二極板形成同一極板31，MEMS開關(guān)S21、S22的第二電極E2的 第二極板形成同一極板32。本實施例中，極板3 1由支撐體3 lb連接至基板30，極板32由支撐體32b連接 至基板30，使得極板31、32可以相對于基板30移動。當(dāng)行驅(qū)動信號G1選通MEMS開關(guān)S11 和S12時，極板31向基板30移動，即MEMS開關(guān)S11和S12的第二電極E2向第一電極E1 移動，使第二電極E1的導(dǎo)電體nO導(dǎo)通所述第一電極E1的第一端nl和第二端n2 ；當(dāng)MEMS 開關(guān)S11和S12沒有選通時，極板31脫離基板30。當(dāng)行驅(qū)動信號G2選通MEMS開關(guān)S21和 S22時，極板32向基板30移動，即MEMS開關(guān)S21和S22的第二電極E2向第一電極E1移 動，使第二電極E1的導(dǎo)電體nO導(dǎo)通所述第一電極El的第一端nl和第二端n2 ；當(dāng)MEMS開 關(guān)S21和S22沒有選通時，極板32脫離基板30。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，開關(guān)陣列的結(jié)構(gòu)并不限于上述實施例所述，其可以有 多種不同結(jié)構(gòu)和連接變換，例如在其它實施例中，MEMS開關(guān)也可以是如下所述的結(jié)構(gòu)，包括第一電極，具有導(dǎo)電 體；第二電極，具有第一端和第二端，所述第一端輸入列數(shù)據(jù)信號，所述行驅(qū)動信號控制所 述第一電極和第二電極相對移動，使所述第一電極的導(dǎo)電體導(dǎo)通所述第二電極的第一端和第二端本實施例中，同一行的MEMS開關(guān)的第二電極的第二極板形成同一極板，不同行的 MEMS開關(guān)的第二電極的第二極板形成不同極板。在其它實施例中，考慮到列線的布線合理 性，同一行的預(yù)定列數(shù)的MEMS開關(guān)的第二電極的第二極板形成同一極板，例如同一行的第 1至10個MEMS開關(guān)的第二電極的第二極板形成一極板，第11至20個MEMS開關(guān)的第二電
極的第二極板形成另一極板，.......另外，也可以是同一行的MEMS開關(guān)的第一電極的第
一極板形成同一極板，不同行的MEMS開關(guān)的第一電極的第一極板形成不同極板；或者，各 個MEMS開關(guān)的第一電極的第一極板分別為不同的極板，第二電極的第二極板分別為不同 的極板。
本實施例中，具有正脈沖的行驅(qū)動信號施加于第二電極的第二極板上，而第一電 極的第一極板施加低電壓，在其它實施例中，也可以有其它方式實現(xiàn)MEMS開關(guān)被選通時， 被選通MEMS開關(guān)的第一電極的第一極板和第二電極的第二極板間有電壓差。例如，具有負 脈沖的行驅(qū)動信號施加于第二電極的第二極板上，而第一電極的第一極板施加高電壓。又 如，當(dāng)同一行的MEMS開關(guān)的第一電極的第一極板形成同一極板，不同行的MEMS開關(guān)的第一 電極的第一極板形成不同極板，具有正脈沖的行驅(qū)動信號可以施加于第一電極的第一極板 上，而第二電極的第二極板施加低電壓；或者，具有負脈沖的行驅(qū)動信號可以施加于第一電 極的第一極板上，而第二電極的第二極板施加高電壓。另外，導(dǎo)電體的結(jié)構(gòu)也不限于本實施例所示的填充在第二絕緣層開口中的倒梯形 凸塊結(jié)構(gòu)，還可以是其他的結(jié)構(gòu)，只要能夠?qū)崿F(xiàn)當(dāng)?shù)诙姌O相對于第一電極移動而使導(dǎo)電 體連接(導(dǎo)通)第一端和第二端即可，例如圖3b所示的導(dǎo)電體nO’，當(dāng)?shù)诙姌OE2相對于 第一電極E1移動，第二電極E2的導(dǎo)電體nO’跨接在第一電極E1的第一端nl和第二端n2 之間。本發(fā)明實施方式的顯示裝置的顯示陣列包括開關(guān)陣列和像素陣列。開關(guān)陣列，包括MxN個MEMS開關(guān)，其中，M為行數(shù)，N為列數(shù)，各行的MEMS開關(guān)分別 由對應(yīng)的行驅(qū)動信號控制，輸出對應(yīng)的列數(shù)據(jù)信號；像素陣列，包括MxN個像素單元，分別對應(yīng)耦接所述MxN個MEMS開關(guān)，所述各個像 素單元根據(jù)對應(yīng)的MEMS開關(guān)輸出的列數(shù)據(jù)信號進行顯示。MEMS開關(guān)耦接對應(yīng)的像素單元，其中，像素單元的發(fā)光光源可以是液晶分子、可旋 轉(zhuǎn)微鏡、相干微鏡、有機發(fā)光二極管、電泳顆?；蛘唠娀」艿?。圖5是本發(fā)明顯示裝置的顯示陣列的一個實施例電路圖，示例性地給出了 2行x2 列的MEMS開關(guān)和像素單元的電路，本實施例的顯示裝置為透射式液晶投影顯示裝置。開關(guān)陣列51的各個MEMS開關(guān)的結(jié)構(gòu)和連接方式如上所述，在此不予重復(fù)。像素陣列52的各個像素單元分別包括像素電容Clc和耦接于像素電容Clc的存 儲電容Cst，對應(yīng)的MEMS開關(guān)輸出的列數(shù)據(jù)信號施加于所述像素電容Clc和存儲電容Cst 耦接的節(jié)點上。其中，像素電容Clc的兩個電極間填充有液晶分子。具體來說，像素單元P11的像素電容Clc的一個電極耦接共用電極(Common Electrode)，另一個電極耦接存儲電容Cst的一個電極，并耦接MEMS開關(guān)S11的第二端n2， 存儲電容Cst的另一個電極耦接低電壓。像素單元P12的像素電容Clc的一個電極耦接共 用電極，另一個電極耦接存儲電容Cst的一個電極，并耦接MEMS開關(guān)S12的第二端n2，存儲 電容Cst的另一個電極耦接低電壓。像素單元P21的像素電容Clc的一個電極耦接共用電 極，另一個電極耦接存儲電容Cst的一個電極，并耦接MEMS開關(guān)S21的第二端n2，存儲電容 Cst的另一個電極耦接低電壓。像素單元P22的像素電容Clc的一個電極耦接共用電極，另 一個電極耦接存儲電容Cst的一個電極，并耦接MEMS開關(guān)S22的第二端n2，存儲電容Cst 的另一個電極耦接低電壓。當(dāng)行線L1上的柵驅(qū)動信號G1選通MEMS開關(guān)S11和S12時，列線R1、R2上的列數(shù) 據(jù)信號Dl、D2分別通過MEMS開關(guān)S11和S12施加于像素單元P11和P12的存儲電容Cst 和像素電容Clc ；當(dāng)行線L2上的柵驅(qū)動信號G2選通MEMS開關(guān)S21和S22時，列線Rl、R2 上的列數(shù)據(jù)信號Dl、D2分別通過MEMS開關(guān)S21和S22施加于像素單元P21和P22的存儲電容Cst和像素電容Clc。像素單元根據(jù)對應(yīng)的MEMS開關(guān)輸出的列數(shù)據(jù)信號的電壓進行顯示。當(dāng)MEMS開關(guān) 輸出的列數(shù)據(jù)信號施加于像素單元的存儲電容Cst和像素電容Clc時，存儲電容Cst充電 以保持列數(shù)據(jù)信號的電壓并提供予像素電容Clc，填充于像素電容Clc的兩電極間的液晶 分子LC發(fā)生偏轉(zhuǎn)，其偏轉(zhuǎn)程度由列數(shù)據(jù)信號的電壓決定，不同的液晶分子偏轉(zhuǎn)程度具有不 同的二向性光程差，通過與背光源、偏光片等裝置的配合可產(chǎn)生不同的光強。在其它實施例中，顯示裝置也可以是其他結(jié)構(gòu)與透射式液晶投影顯示裝置相似的 投影顯示裝置，例如反射式數(shù)字光輸處理器投影顯示裝置、反射式硅上液晶投影顯示裝置， 或者平板顯示裝置，例如，液晶顯示裝置、有機發(fā)光顯示裝置(0LED)、電泳顯示裝置、等離子 顯示裝置等，顯示陣列的像素單元由行驅(qū)動信號逐行或隔行選通，根據(jù)列數(shù)據(jù)信號進行顯示。圖6是本發(fā)明顯示裝置的顯示陣列的另一個實施例電路圖，示例性地給出了 2行 x2列的MEMS開關(guān)和像素單元的電路，本實施例的顯示裝置為有機發(fā)光顯示裝置，開關(guān)陣列 61的結(jié)構(gòu)與圖5所示液晶顯示裝置的開關(guān)陣列51的結(jié)構(gòu)相同，像素陣列62的像素單元的 結(jié)構(gòu)不同于圖5所示液晶顯示裝置的的像素陣列52的像素單元。如圖6所示，各個像素單元分別包括驅(qū)動晶體管T2、有機發(fā)光二極管LD1和存儲 電容Cst 1，驅(qū)動晶體管T2的柵極耦接存儲電容Cst 1，漏極耦接有機發(fā)光二極管LD1，對應(yīng)的 MEMS開關(guān)輸出的列數(shù)據(jù)信號施加于驅(qū)動晶體管T2的柵極和存儲電容Cstl耦接的節(jié)點上。具體來說，各個像素單元的驅(qū)動晶體管T2的柵極耦接存儲電容Cstl的一個電極， 源極耦接存儲電容Cstl的另一個電極、并耦接高電壓，漏極耦接有機發(fā)光二極管LD1的一 端，有機發(fā)光二極管LD1的另一端耦接低電壓。像素單元？_11的驅(qū)動晶體管T2的柵極耦 接MEMS開關(guān)S11的第二端n2，像素單元？_12的驅(qū)動晶體管T2的柵極耦接MEMS開關(guān)S12 的第二端n2，像素單元？_21的驅(qū)動晶體管T2的柵極耦接MEMS開關(guān)S21的第二端n2，像素 單元P_22的驅(qū)動晶體管T2的柵極耦接MEMS開關(guān)S22的第二端n2。像素單元根據(jù)對應(yīng)的MEMS開關(guān)輸出的列數(shù)據(jù)信號的電壓進行顯示。當(dāng)MEMS開 關(guān)輸出的列數(shù)據(jù)信號施加于像素單元的存儲電容Cstl和驅(qū)動晶體管T2的柵極時，存儲電 容Cstl充電以保持列數(shù)據(jù)信號的電壓并提供予驅(qū)動晶體管T2，驅(qū)動晶體管T2受存儲電容 Cstl的電壓驅(qū)動，以提供驅(qū)動電流給有機發(fā)光二極管LD1，有機發(fā)光二極管LD1接收驅(qū)動電 流并發(fā)出光能，有機發(fā)光二極管LD1發(fā)出的光亮度取決于驅(qū)動電流的大小。綜上所述，相比于現(xiàn)有技術(shù)采用晶體管作為開關(guān)元件，上述技術(shù)方案采用MEMS開 關(guān)作為開關(guān)元件，具有以下優(yōu)點晶體管具有柵極、源極和漏極，受設(shè)計規(guī)則、關(guān)鍵尺寸和布局等工藝因素的影響， 這些晶體管會占據(jù)必要的布局面積；而MEMS開關(guān)為超微型機械開關(guān)，利用導(dǎo)電體接觸實 現(xiàn)信號傳輸，其結(jié)構(gòu)簡單，受工藝因素的影響較小，因此占據(jù)的布局面積很小，對于具有數(shù) 百萬甚至上千萬像素的顯示裝置而言，采用MEMS開關(guān)可以顯著縮小顯示芯片的布局面積， 進而實現(xiàn)顯示裝置的小型化和高度集成化。由于同一行的像素單元同時選通，即同一行的開關(guān)元件同時閉合或斷開，并且 MEMS開關(guān)占據(jù)的布局面積很小，因此，同一行的MEMS開關(guān)很容易整合在一起，更易于行驅(qū) 動信號的布線和驅(qū)動，進一步縮小了顯示芯片的布局面積。并且，晶體管占據(jù)較大的布局面積，而MEMS開關(guān)占據(jù)的布局面積很小，更利于集成于一個微型開關(guān)陣列器件中。晶體管工作時，提供給源極和柵極的高電壓相同，由于液晶顯示驅(qū)動需要較高的 高電壓(例如+15V)，即用較高的電壓對存儲電容充放電，因此，產(chǎn)生行驅(qū)動信號的驅(qū)動電 路和產(chǎn)生列數(shù)據(jù)信號的驅(qū)動電路都采用較高電壓工藝來實現(xiàn)；而MEMS開關(guān)采用較低的高 電壓(例如+5V)的驅(qū)動信號就可以產(chǎn)生導(dǎo)通輸入端和輸出端的電壓差，因此，產(chǎn)生行驅(qū)動 信號的驅(qū)動電路和產(chǎn)生列數(shù)據(jù)信號的驅(qū)動電路可以分別采用較低電壓工藝和較高電壓工 藝，也就是說，采用較低電壓工藝就可以實現(xiàn)較高電壓對存儲電容的充放電，從而降低了功 耗和成本。晶體管在沒有導(dǎo)通時有漏電流，存儲電容除了提供電壓給像素電容外，還需要提 供晶體管的漏電電壓；而MEMS開關(guān)在導(dǎo)電體不接觸第一端和第二端時是不會有漏電流的， 存儲電容僅需提供電壓給像素電容，因此，采用MEMS開關(guān)的顯示裝置采用較小的存儲電 容，就可以維持一幀圖像顯示的像素電壓。較小的存儲電容有更快的充放電速度，而且由于 沒有其他漏電路徑，像素電容可以迅速地獲得預(yù)定的像素電壓以使液晶分子產(chǎn)生光強，因 而提高了顯示裝置的顯示質(zhì)量。并且，較小的存儲電容占據(jù)較少的布局面積，因此，在顯示 區(qū)域的布局面積相同的情況下，可以排布更多的像素單元，從而提高顯示裝置的顯示分辨 率。工作在飽和區(qū)的晶體管導(dǎo)通時，數(shù)據(jù)信號從源極流向漏極，晶體管的漏極電壓隨 存儲電容的充電而逐漸增大，晶體管的源漏極電壓逐漸減小，源漏極電流也隨之減小，即晶 體管提供給存儲電容的充電電流逐漸減小；而MEMS開關(guān)導(dǎo)通時，數(shù)據(jù)信號直接從第一端流 向第二端，也就是說，MEMS開關(guān)的第二端提供給存儲電容的充電電流不會受晶體管的影響， 因此，采用MEMS開關(guān)可以提供更穩(wěn)定的充電電流。MEMS開關(guān)集成使得像素的開口率提高，提高了圖像質(zhì)量，并且能進一步減小像素 尺寸，使得同等分辨率情況下的整個芯片尺寸減少，從而降低了生產(chǎn)成本。雖然本發(fā)明已以較佳實施例披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù) 人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動與修改，因此本發(fā)明的保護范圍應(yīng) 當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準。
權(quán)利要求
1.一種顯示裝置的開關(guān)陣列，其特征在于，包括M χ N個MEMS開關(guān)，其中，M為行數(shù)，N 為列數(shù)，各行的MEMS開關(guān)分別由對應(yīng)的行驅(qū)動信號控制，其中，各個MEMS開關(guān)在對應(yīng)的行 驅(qū)動信號控制下分別輸出對應(yīng)的列數(shù)據(jù)信號。
2.如權(quán)利要求1所述的顯示裝置的開關(guān)陣列，其特征在于，所述各個MEMS開關(guān)分別包括第一電極，包括第一端和第二端，所述第一端輸入列數(shù)據(jù)信號； 第二電極，包括導(dǎo)電體，所述行驅(qū)動信號控制所述第一電極和第二電極相對移動，使所 述第二電極的導(dǎo)電體導(dǎo)通所述第一電極的第一端和第二端。
3.如權(quán)利要求2所述的顯示裝置的開關(guān)陣列，其特征在于，所述第一電極還包括與所 述第一端、第二端絕緣的第一極板，所述第二電極還包括與所述導(dǎo)電體絕緣的第二極板。
4.如權(quán)利要求1所述的顯示裝置的開關(guān)陣列，其特征在于，所述各個MEMS開關(guān)分別包括第一電極，包括導(dǎo)電體；第二電極，包括第一端和第二端，所述第一端輸入列數(shù)據(jù)信號，所述行驅(qū)動信號控制所 述第一電極和第二電極相對移動，使所述第一電極的導(dǎo)電體導(dǎo)通所述第二電極的第一端和A-Ap ■上山弟一) 而。
5.如權(quán)利要求4所述的顯示裝置的開關(guān)陣列，其特征在于，所述第一電極還包括與所 述導(dǎo)電體絕緣的第一極板，所述第二電極還包括與所述第一端、第二端絕緣的第二極板。
6.如權(quán)利要求3或5所述的顯示裝置的開關(guān)陣列，其特征在于，所述MxN個MEMS開關(guān) 的第一電極的第一極板形成同一極板。
7.如權(quán)利要求3或5所述的顯示裝置的開關(guān)陣列，其特征在于，所述同一行的MEMS開 關(guān)的第二電極的第二極板形成同一極板。
8.如權(quán)利要求3或5所述的顯示裝置的開關(guān)陣列，其特征在于，所述同一行的預(yù)定列數(shù) 的MEMS開關(guān)的第二電極的第二極板形成同一極板。
9.如權(quán)利要求3或5所述的顯示裝置的開關(guān)陣列，其特征在于，所述行驅(qū)動信號施加于 所述第二電極的第二極板上。
10.如權(quán)利要求3或5所述的顯示裝置的開關(guān)陣列，其特征在于，所述行驅(qū)動信號為正 脈沖信號。
11.如權(quán)利要求3或5所述的顯示裝置的開關(guān)陣列，其特征在于，所述行驅(qū)動信號為負 脈沖信號。
12.如權(quán)利要求3所述的顯示裝置的開關(guān)陣列，其特征在于，所述第一電極形成于基板 上，所述基板包括襯底和襯底表面的第一絕緣層，所述第一絕緣層具有開口，所述第一電極 的第一極板形成于所述基板的第一絕緣層表面，第一端和第二端分別形成于基板的第一絕 緣層開口的側(cè)面。
13.如權(quán)利要求12所述的顯示裝置的開關(guān)陣列，其特征在于，所述第二電極的第二極 板與第一電極的第一極板相對設(shè)置；所述第二電極還包括第二絕緣層，形成于第二極板相 對于第一極板的表面、并且暴露出第二極板對應(yīng)于第一極板的表面；所述第二絕緣層具有 開口，設(shè)置于對應(yīng)第一絕緣層開口的位置；所述導(dǎo)電體形成于第二絕緣層的開口中。
14.如權(quán)利要求12所述的顯示裝置的開關(guān)陣列，其特征在于，所述第二電極由支撐體連接至所述基板。
15.一種顯示裝置的顯示陣列，其特征在于，包括權(quán)利要求1至5、12至14中任一項所述的開關(guān)陣列；像素陣列，包括MxN個像素單元，分別對應(yīng)耦接所述MxN個MEMS開關(guān)，所述各個像素單 元根據(jù)對應(yīng)的MEMS開關(guān)輸出的列數(shù)據(jù)信號進行顯示。
16.如權(quán)利要求15所述的顯示裝置的顯示陣列，其特征在于，所述顯示裝置為投影顯 示裝置或平板顯示裝置。
17.如權(quán)利要求15所述的顯示裝置的顯示陣列，其特征在于，所述各個像素單元分別 包括像素電容和耦接于所述像素電容的存儲電容，所述列數(shù)據(jù)信號施加于所述像素電容 和存儲電容耦接的節(jié)點上。
18.如權(quán)利要求15所述的顯示裝置的顯示陣列，其特征在于，所述各個像素單元分別 包括驅(qū)動晶體管、有機發(fā)光二極管和存儲電容，所述驅(qū)動晶體管的柵極耦接所述存儲電 容，漏極耦接所述有機發(fā)光二極管，所述列數(shù)據(jù)信號施加于所述驅(qū)動晶體管的柵極和存儲 電容耦接的節(jié)點上。
全文摘要
一種顯示裝置的開關(guān)陣列和顯示陣列。所述顯示裝置的顯示陣列包括開關(guān)陣列，包括MxN個MEMS開關(guān)，其中，M為行數(shù)，N為列數(shù)，各行的MEMS開關(guān)分別由對應(yīng)的行驅(qū)動信號控制，其中，各個MEMS開關(guān)在對應(yīng)的行驅(qū)動信號控制下分別輸出對應(yīng)的列數(shù)據(jù)信號；像素陣列，包括MxN個像素單元，分別對應(yīng)耦接所述MxN個MEMS開關(guān)，所述各個像素單元根據(jù)對應(yīng)的MEMS開關(guān)輸出的列數(shù)據(jù)信號進行顯示。所述顯示裝置的開關(guān)陣列和顯示陣列可以減小布局面積，實現(xiàn)高度集成化。
文檔編號G02F1/133GK101995689SQ200910164858
公開日2011年3月30日 申請日期2009年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月11日
發(fā)明者張鐳, 黃河 申請人:江蘇麗恒電子有限公司