(57)【要約】【課題】上下方向の視野角を広げたＭＥＭＳシャッター及びこのようなＭＥＭＳシャッターを含む表示装置を提供する。【解決手段】表示装置は、光源と、光源から入射する光が通過可能な第１スリットが形成された第１基板と、第１スリットが対応する位置に形成された第２スリットを含む第２基板と、第２スリットを含み、第１基板と第２基板に平行な水平面であらかじめ決められた位置を周期的に往復運動するＭＥＭＳシャッターと、第１スリットと第２スリットとの重畳によって形成される非対称的形状の光開口部とを含み、複数の光開口部を幾何学的な対称パターンに２次元平面上に配置する。【選択図】図７
2011209689.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
前記光源から入射する光が通過可能な第１スリットが形成された第１基板と、
前記第１スリットが対応する位置に形成された第２スリットを含む第２基板と、
前記第２スリットを含み、前記第１基板と前記第２基板に平行な水平面であらかじめ決められた位置を周期的に往復運動するＭＥＭＳシャッターと、
前記第１スリットと前記第２スリットとの重畳によって形成される非対称的形状の光開口部とを含み、
複数の前記光開口部を幾何学的な対称パターンに２次元平面上に配置することを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記第２基板は複数の薄膜トランジスタスイッチング素子、複数のデータ配線、及び複数のゲート配線を含むことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記ＭＥＭＳシャッターは前記スイッチング素子と接続された帯電電極と対向電極との間の静電気力によって開閉されることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
前記光源は点光源であり、
前記点光源から入射される光の単位時間当り透過量が前記ＭＥＭＳシャッターによって調節されることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項５】
前記点光源は赤色、緑色、及び青色の点光源で構成されることを特徴とする請求項４に記載の表示装置。
【請求項６】
前記点光源は白色点光源で構成されることを特徴とする請求項４に記載の表示装置。
【請求項７】
前記光源と前記第１基板との間に位置し、前記光源から出射された光を前記ＭＥＭＳシャッターがある全面に向けて出射することができるようにする導光板を含むことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項８】
前記ＭＥＭＳシャッターは、それぞれの光開口部の形状が、第１方向、第２方向、及び前記第１及び第２方向を１８０度回転させた方向に９０度回転対称となるようにした４個のＭＥＭＳシャッターが配置されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項９】
前記ＭＥＭＳシャッターは、第１方向、第２方向、及び前記第１及び第２方向を１８０度回転させた方向に光開口部形状の基準軸が向かうように配置したＭＥＭＳシャッターが１単位群になるように配置することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記ＭＥＭＳシャッターは第１方向、第２方向に光開口部形状の基準軸が向かうように配置することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＭＥＭＳシャッター及びこれを有する表示装置に関する。より詳細には、表示装置の非対称的な単位ＭＥＭＳシャッターの対称的な配置を通じて広視野角を有する表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、ディスプレイ分野で複合技術を融和しようとする研究が徐々に拡大されている。液晶表示装置（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ：Ｐｌａｓｍ  Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｐａｎｅｌ）などについで次世代ディスプレイとして認識されている有機電界発光表示装置（ＯＬＥＤ：ｏｒｇａｎｉｃ  ｌｉｇｈｔ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｉｓｐｌａｙ）が一部常用化されており、これによって、最近その必要性及び価値に対して再認識されているフレキシブルディスプレイ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｄｉｓｐｌａｙ）と微細パターン技術が発達することによって、高い光利用効率及び高速スイッチング特性の長所を持つＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）を用いたディスプレイに対する関心が高くなっている。
【０００３】
ＭＥＭＳを用いたディスプレイの中には、反射型ディスプレイと透過型ディスプレイがあり、ＬＣＤ工程を利用して実現可能なＭＥＭＳ基盤ディスプレイのうちの一つとして、ＭＥＭＳシャッターディスプレイが注目されている。ＭＥＭＳシャッターディスプレイは水平運動するＭＥＭＳシャッターとオン及びオフ制御のために一定の領域にだけ開口部が形成されたスリット基板を有する。
【０００４】
水平運動するＭＥＭＳシャッターは一方向への動作長さを最小化するために上下方向の動作方向では長さが短く、左右方向では長い直四角形の開口部を主に利用していた。しかし、このような開口部の非対称的な形状は結果的に左右方向に比較して上下方向の視野角を狭くする問題点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】大韓民国特許出願公開第２００７−００９７７３１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、このような従来の問題点を解決するために、本発明の実施形態は上下方向の視野角を広げたＭＥＭＳシャッターを提供する。
【０００７】
また、本発明の実施形態はＭＥＭＳシャッターを含む表示装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前述したような本発明の技術的課題を解決するために、本発明に係る表示装置は、光源と、光源から入射する光が通過可能な第１スリットが形成された第１基板と、第１スリットが対応する位置に形成された第２スリットを含む第２基板と、第２スリットを含み、第１基板と第２基板に平行な水平面であらかじめ決められた位置を周期的に往復運動するＭＥＭＳシャッターと、第１スリットと第２スリットとの重畳によって形成される非対称的形状の光開口部とを含み、複数の光開口部を幾何学的な対称パターンに２次元平面上に配置することを特徴とする。
【０００９】
ＭＥＭＳシャッターはスイッチング素子によって上部基板の下面に画定された光制御領域で上部基板と並んだ水平方向に移動して光制御領域をターンオン及びターンオフさせる。導光板は第１基板の下面と向き合うように配置されており、この導光板には、光制御領域に対応して第１基板の下面と導光板の上面との間に配置される光出射突起が形成されている。光出射突起は、導光板によってガイドされた光を光制御領域に向けて出射させる。
【００１０】
本発明の実施形態では、長方形の単位ＭＥＭＳシャッターを所定の角度で回転対称形状である単位ＭＥＭＳシャッターと共にＭＥＭＳシャッターユニットの全面にかけて規則的に配置している。
【００１１】
単位ＭＥＭＳシャッターは、一方向に長く伸びた複数の直線型スリットを含むように形成され、例えば左右方向のスリット形状の場合、左右方向に比べて上下方向の視野角が悪くなる。このような非対称的な光特性を補償するために、左右方向のスリットを有する単位ＭＥＭＳシャッターの周りは上下方向のスリットを有する単位ＭＥＭＳシャッターを配置する。
【００１２】
本発明の他の実施形態に係るＭＥＭＳシャッターは透過層、シャッター、及び電極部を含んでいる。
【００１３】
透過層は、光が透過する複数のスリットで構成された第１スリットを含んでいる。第２スリットは、第１スリットに対応する複数のスリットで構成される。電極部はシャッターの一側に具備され、少なくとも１つの電極を含んでいる。また電極部は電極に印加される電圧の大きさによって第１スリットと第２スリットの重畳される面積を調節して２以上の階調を表示する。
【００１４】
本発明のまた他の実施形態に係る表示装置は、複数の画素領域が画定された基板及び各画素領域に形成されたＭＥＭＳシャッターを含んでいる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の実施形態に係るＭＥＭＳシャッターユニットを含んだ表示装置によれば、非対称的な形状の単位ＭＥＭＳシャッターを対称的に配置して、表示パネルをどの方向から見ても輝度、色相、彩度などの表示品質が歪曲されないようにする。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る表示装置の断面図である。
【図２】図２は、図１に示した第１基板の一部の斜視図である。
【図３】図３は、図１に示した第２基板の一部の斜視図である。
【図４】図４は、図３の第２基板上に形成されたアクティブマトリックス回路配線を示す。
【図５】図５は、図４のＩ−Ｉ’線に沿って切断した断面図である。
【図６】図６は、図３のＩＩ−ＩＩ’線に沿って切断した表示装置の断面図である。
【図７】図７は、図３に示したＭＥＭＳシャッターが複数個配置された本発明の第１実施形態に係る平面図である。
【図８Ａ】図８Ａは、図７に示した単位ＭＥＭＳシャッター配置による効果を示すグラフである。
【図８Ｂ】図８Ｂは、図７に示した単位ＭＥＭＳシャッター配置による効果を示すグラフである。
【図９】図９は、図３に示したＭＥＭＳシャッターが複数個配置された本発明の第２実施形態に係る平面図である。
【図１０】図１０は、図３に示したＭＥＭＳシャッターが複数個配置された本発明の第３実施形態に係る平面図である。
【図１１】図１１は、図３に示したＭＥＭＳシャッターが複数個配置された本発明の第４実施形態に係る平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。本発明の実施形態は、多様な形態に変形でき、本発明の範囲が後述する実施形態に限定されるものではない。本発明の実施形態は、本発明をさらに完全に説明するために提供されるものである。
【００１８】
明細書の全体にかけて同じ符号は同じ要素を示す。添付された図面において、構造物のサイズは本考案の明確性のために実際より拡大して示す。
【００１９】
本明細書の様々な実施形態において、第１、第２、第３などの用語は様々な構成要素の記述のために使用されるものであって、それらの構成要素は、それらの用語に限定されるものではない。それらの用語は、１つの構成要素を他の構成要素と区別するために用いられるだけである。本明細書で、単数として使われた用語は、それについての単数であることを示す明白な背景に関する言及がない限り、複数も含むものである。
【００２０】
本明細書で使われる「包含する」、「有する」という用語は、言及された構成要素を特定するものではあるが、１つまたはそれ以上の他の構成要素の存在または付加を除外するものではない。本明細書で使われたあらゆる用語（技術的用語及び科学的用語）は、当業者に、通常よく知られたということを意味する。また、通常使われる辞書に定義されたような用語は、関連した技術分野を背景とする意味と同じ意味を有すると解釈されねばならず、別途の記載がない限り、理想的であるか、または過度に解釈されてはならない。
【００２１】
図１は一実施形態に係る表示装置の断面図である。図２は図１に示した第１基板の一部の斜視図である。
【００２２】
図１に示すように、本実施形態の表示装置２００は、表示パネル１００と、光ガイドユニット２０１と、光源２５０とを含んでいる。表示パネル１００は、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ−Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）を利用した表示素子を含んでいる。表示パネル１００は、第１基板１０１と第２基板１０５とを含んでいる。
【００２３】
本実施形態の光ガイドユニット２０１は、光源２５０から出射された光をガイドして表示パネル１００に提供する。光源２５０は、発光ダイオードにより構成することができる。これと異なり、光源２５０は、冷陰極蛍光ランプにより構成することもできる。本実施形態では、光源２５０は発光ダイオードで構成することとする。発光ダイオードからなる光源２５０は、単数または複数の白色発光ダイオードで構成するか、または赤色、緑色、及び青色の発光ダイオードを順に配置したものを用いることができる。
【００２４】
光ガイドユニット２０１は導光板２１０と光出射突起２３０とを含んでいる。
【００２５】
導光板２１０は第１基板１０１の下部に配置されている。導光板２１０はプレート形状を有し、光源２５０から出射された光が入射する入光面２１１、入光面２１１に接続されて互いに対向する上面２１３及び下面２１５、入光面２１１と対向する対向面２１７を含んでいる。
【００２６】
光源２５０は、導光板２１０の一側面である入光面２１１に配置されている。導光板２１０は、光源２５０から出射された光を拡散させて表示パネル１００に提供される光の輝度を均一にする。発光ダイオードから出射されて入光面２１１に入射した光は、図１に示したように、導光板２１０の上面２１３、下面２１５及び対向面２１７で全反射する。光を全反射させるため、導光板２１０の上面２１３、下面２１５、対向面２１７には凹凸のようなパターンを形成せず、非常に平坦に加工することが望ましい。
【００２７】
導光板２１０は光透過率、光拡散率、耐熱性、耐化学性及び機械的強度などが優れた高分子樹脂（ｐｏｌｙｍｅｒ  ｒｅｓｉｎ）からなる。高分子樹脂の例では、ポリメチルメタクリレート（Ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）、ポリアミド（ｐｏｌｙａｍｉｄｅ）、ポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）、ポリプロピレン（ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）及びポリウレタン（ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ）などがある。
【００２８】
表示装置２００は、反射シート２０７をさらに含むことができる。反射シート２０７は導光板２１０の下面２１５に配置されて導光板２１０の下面２１５に漏洩する一部の光を反射させる。
【００２９】
図１及び図２に示すように、第１基板１０１は第１絶縁基板１１０及び光遮断層１２０を含んでいる。第１絶縁基板１１０は、ガラスまたはプラスチックで構成することができる。第１絶縁基板１１０の上面には複数の単位領域、例えば、画素領域を画定することができる。
【００３０】
光遮断層１２０は、第１絶縁基板１１０の上面に形成されている。光遮断層１２０は、外部から後述の第２基板１０５を通じて入射される光を遮断または吸収して不必要な反射光によって表示パネル１００のコントラスト比が低下することを防止する。光遮断層１２０は、光吸収層、例えば、ブラッククローム（ｂlａｃｋ  ｃｈｒｏｍｅ）層を含むことができる。光遮断層１２０は、単一層で形成することができる。
【００３１】
光遮断層１２０には第１スリットＳＬ１が形成されている。第１スリットＳＬ１は、単位領域ごとに複数個ずつ形成されている。本実施形態において、第１スリットＳＬ１は直線型で形成されており、単位領域当たり３個が互いに並んで形成されている。後述の光源２５０から出射されて光ガイドユニット２０１を経由した光は第１スリットＳＬ１を通じて第２基板１０５に提供される。
【００３２】
第１基板１０１は絶縁層（図示せず）をさらに含むことができる。絶縁層は、光遮断層１２０をカバーして絶縁し、物理的及び化学的に光遮断層１２０を保護することができる。
【００３３】
本実施形態において、第１絶縁基板１１０の上面と光遮断層１２０との間には光反射層１２５を形成することができる。すなわち光反射層１２５はアルミニウム層、二酸化ケイ素層及び二酸化チタン層などの複数層で構成することができ、光反射層１２５は第１絶縁基板１１０の下面に入射される光のうち第１スリットＳＬ１に入射されない光を反射してリサイクルすることによって、光利用効率を向上することができる。
【００３４】
図２に示すように、第１基板１０１はスペーサ１０８をさらに含むことができる。スペーサ１０８は、第１基板１０１と第２基板１０５との間に介在して第１基板１０１と第２基板１０５との間の間隔を保持する。実施形態によって、スペーサ１０８は第１絶縁基板１１０と一体で形成することができる。
【００３５】
光出射突起２３０は複数個形成することができる。光出射突起２３０は、導光板２１０と第１絶縁基板１１０との間に形成され、互いに隣接した２つの単位領域に位置して導光板２１０から出射された光を単位領域にガイドする役目を果たす。
【００３６】
図３は図１に示した第２基板１０５の一部の斜視図である。
【００３７】
図１及び図３に示すように、第２基板１０５は、第２絶縁基板１５０と、スイッチング素子１６１と、第２層間絶縁膜６０２と、ＭＥＭＳシャッター１８１とを含むことができる。
【００３８】
第２絶縁基板１５０は第１絶縁基板１１０の上面と向き合うように配置されており、ガラスまたはプラスチックで構成することができる。第２絶縁基板１５０の下面には単位領域に対応する光制御領域ＰＡ０１を画定することができる。第２絶縁基板１５０はゲートライン１２１及びデータライン１７１のようなアクティブマトリックス回路配線を含むことができる。
【００３９】
図２及び図３では、１つのＭＥＭＳシャッターは３個のスリットを含むと示したが、１つのＭＥＭＳシャッターに含まれるスリットの個数は実施形態によって異なるように構成できる。
【００４０】
図４は、図３の第２基板上に形成されたアクティブマトリックス回路配線を示す。
【００４１】
図３及び図４に示すように、ＭＥＭＳシャッター１８１には初期にプラスまたはマイナスの電荷が印加されている。ゲートライン１２１を通じてゲート電極１２４に走査信号が印加され、データライン１７１を通じてソース電極１７３にデータ信号が印加されると、電極部１６３、１６４、１６５、１６６にはデータ信号が印加される。したがって、ＭＥＭＳシャッター１８１は電極部１６３、１６４、１６５、１６６との静電気力によって左右に、すなわち第２基板１０５と平行な水平方向に移動する。データ信号がターンオン信号であれば、ＭＥＭＳシャッター１８１は第２スリットＳＬ２が第１スリットＳＬ１に一致するように水平移動し、データ信号がターンオフ信号であれば、第１スリットＳＬ１を遮蔽するように水平移動する。
【００４２】
コンタクトホール１４２を通じてドレイン電極１７５に流れた信号は、ゲートライン１２１に平行な方向に延長されている保持電極線１３１に接続された保持電極１３３を通じて充電されて保持される。
【００４３】
図１に示すように、表示パネル１００は絶縁性流体１０７をさらに含むことができる。絶縁性流体１０７、例えばオイル（ｏｉｌ）は、第１基板１０１と第２基板１０５との間に充填される。
【００４４】
図３に示したように、第２基板１０５は、ＭＥＭＳシャッター１８１、ＭＥＭＳシャッター１８１に作用する電気的入力または斥力を利用してＭＥＭＳシャッター１８１を水平移動させる電極部１６３、１６４、１６５、１６６、及び弾性力によってＭＥＭＳシャッター１８１を元の位置に移動させる復元部１６７、１６８を含んでいる。ＭＥＭＳシャッター１８１は、画像を表示する画素領域に位置し、電極部１６３、１６４、１６５、１６６及び復元部１６７、１６８は、第２基板１０５のゲートライン１２１とデータライン１７１が位置する領域に対応して配置されている。
【００４５】
ＭＥＭＳシャッター１８１は板状であり、複数個の第２スリットＳＬ２及び光遮断部１６９を含んでいる。第２スリットＳＬ２は第１スリットＳＬ１と同一の形状及び同一の大きさからなるか、または第１スリットＳＬ１の面積が第２スリットＳＬ２の面積の９５％以上９８％以下になるように設定される。
【００４６】
電極部１６３、１６４、１６５、１６６は、第２絶縁基板１５０上に形成される第１支持台１６５、第１支持台１６５に接続されている第１柔軟ビーム１６３、第１柔軟ビーム１６３と静電気力によって相互作用する第２柔軟ビーム１６４、第２柔軟ビーム１６４を第２絶縁基板１５０に固定する第２支持台１６６で構成されている。第２柔軟ビーム１６４は第１柔軟ビーム１６３と所定の間隔離間して配置され、静電気力が十分に及ぶことができる位置に形成される。
【００４７】
復元部１６７、１６８は、弾性力を提供する第３柔軟ビーム１６７と第３柔軟ビーム１６７を第２絶縁基板１５０に固定する第３支持台１６８で構成されている。
【００４８】
第１支持台１６５は、突起電極部１７５ａと接触している。したがって、突起電極部１７５ａに印加されるデータ電圧信号は第１支持台１６５を通じて第１柔軟ビーム１６３に伝達される。ＭＥＭＳシャッター１８１は第２支持台１６６によって距離ｄ２の間隔だけ第２層間絶縁膜６０２の表面から離間されるので、円滑に水平移動することができる。
【００４９】
第１柔軟ビーム１６３の一端は、第１支持台１６５に固定されており、第１柔軟ビーム１６３の他端は第１支持台１６５から弓形状で曲がって延長され、自由に撓むことができる。
【００５０】
第２柔軟ビーム１６４の一端は第２支持台１６６に固定されており、第２柔軟ビーム１６４の他端はＭＥＭＳシャッター１８１に接続されて第１柔軟ビーム１６３と相互作用し、自由に撓むことができる。
【００５１】
第３柔軟ビーム１６７は弾性を有するように十字形状で形成し、第３柔軟ビーム１６７の一端はＭＥＭＳシャッター１８１に接続されており、第３柔軟ビーム１６７の他端は第３支持台１６８に固定されている。第３柔軟ビーム１６７はスプリングの役目を果たすものであって、本実施形態では十字形状に構成しているが、多様なスプリングの形状で製造することができる。
【００５２】
このように、ＭＥＭＳシャッター１８１を水平移動させることで、第２スリットＳＬ２の位置を調節することができる。ＭＥＭＳシャッター１８１の第２スリットＳＬ２の位置を第１基板１０１の第１スリットＳＬ１の位置と一致するように整列させることで、第１スリットＳＬ１を通過する光の透過率を調節することができる。このように、本実施形態に係る平板表示装置は、機械的動作によって光の透過率を調節する光調節部をＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）を利用して製造することによって、液晶の配列状態を調節する液晶表示装置に比較して光利用効率が高い。すなわち、光源から第１スリットＳＬ１に入射する光は液晶表示装置とは異なり、光経路に影響を受けず、透明なガラス等からなる第１絶縁基板１１０及び第２絶縁基板１５０による光損失、隣接した画素との干渉及び回折の影響も無視できる程度であり、大部分が垂直に入射される光である。したがって、光利用効率が高くてその消費電力は低い。
【００５３】
図５は図４のＩ−Ｉ’線に沿って切断した断面図である。
【００５４】
図５に示すように、透明な第２絶縁基板１５０上に酸化珪素（ＳｉＯ２）または窒化珪素（ＳｉＮｘ）からなる遮断層１１１が形成されている。遮断層１１１は第２絶縁基板１５０と多結晶珪素層１６０との間の接着性を向上させ、第２絶縁基板１５０の内部に存在する導電性不純物が多結晶珪素層１６０に拡散することを防止する役割を果たす。
【００５５】
遮断層１１１上にはソース領域１５３、ドレイン領域１５５、チャンネル領域１５４及び低濃度ドーピング領域（ｌｉｇｈｔｌｙ  ｄｏｐｅｄ  ｄｒａｉｎ）１５２が含まれた多結晶珪素層１６０が形成されている。
【００５６】
低濃度ドーピング領域１５２は漏洩電流（ｌｅａｋａｇｅ  ｃｕｒｒｅｎｔ）、パンチスルー（ｐｕｎｃｈ  ｔｈｒｏｕｇｈ）現象が発生することを防止する。ソース領域１５３とドレイン領域１５５はＮ型またはＰ型の導電型不純物が高濃度でドーピングされ、チャンネル領域１５４には不純物がドーピングされない。
【００５７】
多結晶珪素層１６０上にはゲート絶縁膜１４０が形成されている。
【００５８】
図４及び図５に示すように、ゲート絶縁膜１４０上には一方向に長いゲートライン１２１が形成されており、ゲートライン１２１の一部が延長されて多結晶珪素層１６０のチャンネル領域１５４と重畳されており、重畳されるゲートライン１２１の一部分は薄膜トランジスタのゲート電極１２４として用いられる。ゲートライン１２１の一方の端部は外部回路と接続するためにゲートライン１２１の幅より広く形成することができる。
【００５９】
また、画素の保持容量を増加させるための保持電極線１３１がゲートライン１２１と平行であり、同一の物質で同一の層に形成されている。多結晶珪素層１６０と重畳する保持電極線１３１の一部分は保持電極１３３になり、保持電極１３３と重畳する多結晶珪素層１６０は保持電極領域１５７になる。
【００６０】
ゲートライン１２１及び保持電極線１３１は比抵抗（ｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙ）が低い銀（Ａｇ）や銀合金などの銀系列の金属、またはアルミニウム（Ａl）やアルミニウム合金などのアルミニウム系列の金属等からなる導電膜を含み、このような導電膜に加えて、他の物質、特にＩＴＯまたはＩＺＯとの物理的、化学的、電気的接触特性が良いクロム（Ｃｒ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）及びこれらの合金（例えばモリブデン−タングステン（ＭｏＷ）合金）等からなる他の導電膜を含む多層膜構造を有することもできる。多層膜を下部膜と上部膜で構成する場合、下部膜と上部膜の組合せの例として、クロム／アルミニウム−ネオジム（Ｎｄ）合金とすることができる。
【００６１】
ゲートライン１２１及び保持電極線１３１が形成されているゲート絶縁膜１４０上には、第１層間絶縁膜６０１が形成されている。第１層間絶縁膜６０１はＳｉＯ２／ＳｉＮからなる二重層で形成する。ＳｉＯ２／ＳｉＮの二重層で形成する場合、ＳｉＯ２の単一層で形成する場合より、薄膜トランジスタの信頼性が向上する。
【００６２】
第１層間絶縁膜６０１はソース領域１５３とドレイン領域１５５を各々露出する第１及び第２コンタクトホール１４１、１４２を含んでいる。
【００６３】
第１層間絶縁膜６０１上には、高さｄ１の突起部１８５が形成されている。そして、第１層間絶縁膜６０１上にはゲートライン１２１と交差して画素領域を画定するデータライン１７１が形成されている。データライン１７１の一部分または分枝型部分は第１コンタクトホール１４１を通じてソース領域１５３と接続されており、ソース領域１５３と接続されている部分は薄膜トランジスタのソース電極１７３として用いられる。データライン１７１の一端は、外部回路と接続するためにデータライン１７１の幅より広く形成することができる。
【００６４】
データライン１７１と同一の層には、ソース電極１７３と一定の距離だけ離間して形成されており、第２コンタクトホール１４２を通じてドレイン領域１５５と接続されているドレイン電極１７５が形成されている。ドレイン電極１７５は突部１８５上まで延長されて突起電極部１７５ａを形成する。突起電極部１７５ａはフォトリソグラフィ工程を通じて形成することができ、これの役目に対しては後述する。
【００６５】
データライン１７１及びドレイン電極１７５はＩＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ  ｚｉｎｃ  ｏｘｉｄｅ）またはＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ  ｔｉｎ  ｏｘｉｄｅ）との物理的、化学的、電気的接触特性が優れた物質、例えばモリブデン（Ｍｏ）、モリブデン合金（例えば、モリブデン−タングステン（ＭｏＷ）合金）等のモリブデン系列の金属からなる。また、データライン１７１及びドレイン電極１７５は、銀系列の金属またはアルミニウム系列の金属等からなる導電膜とすることができる。このような導電膜に加えて、クロム（Ｃｒ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）及びこれらの合金等からなる他の導電膜を含む多層膜構造とすることができる。
【００６６】
本発明の一実施形態では多結晶珪素層１６０からなる薄膜トランジスタを記載しているが、突起電極部１７５ａを有する構造は非晶質珪素層からなる薄膜トランジスタにも同様に適用することが可能である。
【００６７】
図６は、図３のＩＩ−ＩＩ’線に沿って切断した表示装置の断面図である。第１基板１０１と第２基板１０５が絶縁性流体１０７を挟んでスペーサ１０８を通じて結合する。ＭＥＭＳシャッター１８１の水平動作に障害を与えないために、ＭＥＭＳシャッター１８１が形成された第２基板１０５と第１基板１０１との間に１０μｍ程度の厚さで別途のスペーサを形成することができる。
【００６８】
一方、図１、図４及び図６に示すように、第２絶縁基板１５０上に形成されたゲートライン１２１は、図１に示した隣接した２つの光制御領域ＰＡ０１の間の周辺領域から一方向に延長して形成することができる。データライン１７１はゲートライン１２１と絶縁されてゲートライン１２１と交差する方向に延長して形成することができる。
【００６９】
第２絶縁基板１５０は駆動部（図示せず）をさらに含むことができる。駆動部は第２絶縁基板１５０の端部にチップ形態として実装することができ、また、第２絶縁基板１５０に集積することができる。この他にも、駆動部は、外部の印刷回路基板に実装されて第２絶縁基板１５０と接続することもできる。
【００７０】
スイッチング素子１６１は周辺領域に形成することができる。スイッチング素子１６１は、ゲートライン１２１と接続するゲート電極１２４、データライン１７１と接続するソース電極１７３、ソース電極１７３と向き合うドレイン電極１７５を含む構成とすることができる。ゲートライン１２１、データライン１７１及びスイッチング素子１６１はアクティブマトリックスタイプの液晶表示装置において、駆動基板として用いられる薄膜トランジスタ基板に形成されることと類似の構造で形成することができる。
【００７１】
第１層間絶縁膜６０１は、回路配線とスイッチング素子１６１をカバーして絶縁し、第１層間絶縁膜６０１にはドレイン電極１７５の一部を露出させるコンタクトホール１４２を形成する。
【００７２】
第１層間絶縁膜６０１上には光制御領域ＰＡ０１の端部に対応して電極部１６３、１６４、１６５、１６６と復元部１６７、１６８が互いに向き合うように配置されている。図３に示した第１支持台１６５及び第１柔軟ビーム１６３はドレイン電極１７５からコンタクトホール１４２を通じてドレイン電極１７５に接続される突部１８５上に形成された突起電極部１７５ａに沿ってスイッチング素子１６１に電気的に接続することができる。
【００７３】
図７は、図３に示したＭＥＭＳシャッターが複数個配置された本発明の第１実施形態に係る平面図である。
【００７４】
第１単位ＭＥＭＳシャッター３０１は、第２方向Ｄ２に長く伸びた複数の直線型スリットを含み、第１単位ＭＥＭＳシャッター３０１の周辺部に位置した第２単位ＭＥＭＳシャッター３０２は、第１方向Ｄ１に長く伸びた複数の直線型スリットを含んでいる。第１単位ＭＥＭＳシャッター３０１の周辺部には、第１方向Ｄ１、第２方向Ｄ２、そして各方向の１８０度の逆方向に総４方向の周辺部に第２単位ＭＥＭＳシャッター３０２を配置することができる。
【００７５】
図８Ａ及び図８Ｂは、図７に示した単位ＭＥＭＳシャッターの配置による効果を示すグラフである。
【００７６】
図８Ａ及び図８Ｂは、４個のシャッターを用いて上下左右の４方向に透過された光の強度をシミュレーションしたものである。図８Ａは、４個の第１単位ＭＥＭＳシャッター３０１を配置した場合であり、図８Ｂは２つの第１単位ＭＥＭＳシャッター３０１と２つの第２単位ＭＥＭＳシャッター３０２を配置した場合の結果である。図８Ａ及び図８Ｂは、同じ光の強度を有する角度位置を結ぶ線を示しており、図８Ａに示す例に比して、図８Ｂに示す例において、第２方向Ｄ２への視野角が改善することを確認することができる。
【００７７】
図９は、図３に示したＭＥＭＳシャッターが複数個配置された本発明の第２実施形態に係る平面図である。
【００７８】
第３単位ＭＥＭＳシャッター３０３は、第１及び第２方向Ｄ１、Ｄ２の間の第３方向Ｄ３に長く伸びた複数の直線型スリットを含み、第３単位ＭＥＭＳシャッター３０３の周辺部に位置した第４単位ＭＥＭＳシャッター３０４は第３方向Ｄ３と略垂直な第４方向Ｄ４に長く伸びた複数の直線型スリットを含んでいる。第３方向Ｄ３に形成された第３単位ＭＥＭＳシャッター３０３は第４方向Ｄ４、第３方向Ｄ３と第４方向Ｄ４の１８０度の逆方向に形成された３個の追加単位ＭＥＭＳシャッターと共に一つの対称的形状のＭＥＭＳシャッターグループを形成することができる。第３方向Ｄ３の１８０度の逆方向に長く伸びた複数の直線型スリットを含む第５単位ＭＥＭＳシャッター３０５、第４方向Ｄ４の１８０度の逆方向に長く伸びた複数の直線型スリットを含む第６単位ＭＥＭＳシャッター３０６を各々配置することができる。一つの単位群ＭＥＭＳシャッター３１０は、第３単位ＭＥＭＳシャッター３０３、第４単位ＭＥＭＳシャッター３０４、第５単位ＭＥＭＳシャッター３０５、及び第６単位ＭＥＭＳシャッター３０６を含むことができ、第２基板１０５上の全面に単位群ＭＥＭＳシャッター３１０を対称構造で配置することができる。第１方向Ｄ１と第３方向Ｄ３との間の角度θ１は４５度を基本とし、０度より大きく、９０度未満の角度を有することができる。第１方向Ｄ１と第４方向Ｄ４との間の角度θ２は角度θ１と同一とすることができ、また、異なる角度であってもよい。
【００７９】
図１０は図３に示したＭＥＭＳシャッターが複数個配置された本発明の第３実施形態に係る平面図である。
【００８０】
図３で例示したＭＥＭＳシャッター１８１に形成している複数のスリット形状を、図１０に例示した第７単位ＭＥＭＳシャッター４００に変更する場合、図９で例示した発明と同じ水準の効果を得ることができる。図１０に示す第７単位ＭＥＭＳシャッター４００は、第３方向Ｄ３に長く伸びた第１直線型スリット４０１と、第４方向Ｄ４に長く伸びた第２直線型スリット４０２とを含んでいる。第７単位ＭＥＭＳシャッター４００は、さらに、第３方向Ｄ３の１８０度の逆方向に長く伸びた第３直線型スリット４０３と第４方向Ｄ４の１８０度の逆方向に長く伸びた第４直線型スリット４０４とを含むことができる。第１方向Ｄ１と前記第３方向Ｄ３との間の角度θ１は、４５度を基本とし、０度より大きく、９０度未満の角度を有することができる。第１方向Ｄ１と第４方向Ｄ４との間の角度θ２は、角度θ１と同一とすることができ、また、異なる角度とすることもできる。
【００８１】
また、図１０において、第１方向Ｄ１または第２方向Ｄ２に隣接した２つのスリットの間の間隔は実施形態によって異なることができる。
【００８２】
図１１は、図３に示したＭＥＭＳシャッターが複数個配置された本発明の第４実施形態に係る平面図である。
【００８３】
図７、図９、及び図１０で各々例示したＭＥＭＳシャッターを、図１１に例示した第８単位ＭＥＭＳシャッター５００のように互いに異なる２つの方向に折れた複数のｖ字形スリット５０１構造に取り替えて適用することができる。または、図示しないが、他の実施形態において、図７、図９、及び図１０で各々例示したＭＥＭＳシャッターは複数のＵ字形スリット構造または複数のＷ字形スリット構造に取り替えて適用することができる。
【００８４】
本発明の実施形態によれば、表示装置の構造が単純化され、光利用効率が向上して表示装置の表示品質が向上する。したがって、ＭＥＭＳシャッターのようなＭＥＭＳ素子を有する表示装置の構造及び光効率が向上する。したがって、本発明はＭＥＭＳ素子を有する光制御装置に適用することができる。
【００８５】
上述の本発明の詳細な説明では本発明の望ましい実施形態を参照して説明したが、該当の技術分野の熟練された当業者または該当の技術分野に通常の知識を有する者であれば、後述の特許請求の範囲に記載した本発明の思想及び技術領域から逸脱しない範囲内で本発明を多様に修正及び変更させることができることを理解することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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