CN1142456C

CN1142456C - 视觉显示器及其象素结构

Info

Publication number: CN1142456C
Application number: CNB998037184A
Authority: CN
Inventors: 氣; 阿米奇埃·海内斯; 阿迪尔·卡尔特
Original assignee: Flixel Ltd
Current assignee: Flixel Ltd
Priority date: 1998-03-06
Filing date: 1999-03-04
Publication date: 2004-03-17
Anticipated expiration: 2019-03-04
Also published as: EP1060431B1; DE69910742T2; CN1292885A; CA2322627A1; AU2743799A; IL123579A0; ATE248382T1; DE69910742D1; JP2002506228A; KR20010041569A; WO1999045423A1; US6600474B1; EP1060431A1

Abstract

一种视觉显示器包含一组象素，每个象素分别包含：一个表面，其具有小于1平方毫米的面积并包含带表面精饰的第一和第二区域；以及一个薄平板，其具有带表面精饰的第一和第二侧，其中，板以可旋转的方式连接着表面，从而能够绕着一个平行于表面的轴线在第一和第二位置之间旋转；位于第一位置的板安置在第一区域上并以它的第二侧面对着第一区域，而位于第二位置的板安置在第二区域上并以它的第一侧面对着第二区域。

Description

视觉显示器及其象素结构

技术领域

本发明涉及视觉显示系统，特别是一种利用微加工技术制作的用于视觉显示器中的象素结构和包含这种象素结构的视觉显示器。

背景技术

平板视频显示器是许多民用、工业和军事制品和装置中必不可少的部件。它们存在于膝上计算机、汽车仪表盘、微波炉以及无数其它可以人机对话的机械和装置中。

有源矩阵式液晶显示器在高品质高分辨率平板显示器市场占据了主要地位。然而，这种显示器相对昂贵，而且相对于很多电池驱动装置可以提供的电源而言在工作时消耗的能量相对较大。

由于在范围从便携式GPS baedeker(全球定位的贝德克尔旅行指南装置)至玩具的越来越多的制品中均有安装视觉显示器的要求和愿望，因此对能够提供高品质图象并以低能耗操作的低价平板显示器产生了强大需求和膨胀的市场。

为了满足这种需求，利用MEMS(微机电系统)技术对硅加工而研制出了新型平板显示器。MEMS技术可以将具有几微米量级特征的微型结构形成在适宜的硅基片上。因此该技术可以用于在硅上形成“象素”尺寸的能够产生光的装置。这些装置的阵列可以用于形成潜在低价的平板显示器，这种显示器能够以低能耗操作并提供高品质图象。

大多数利用硅技术制造的平板显示器属于两种基本类型。第一种类型的平板显示器中的每个象素分别包含一个形成在硅基片上的晶体光电池。光线能够照明象素，光线可以是外界光，也可以是来自适宜光源的光。每个象素中的液晶透射率决定了象素呈现的亮度。液晶透射率是被象素电极上的电压控制的。通过控制显示器中的每个象素的电压，由不同亮度级别的象素构成的图案可以形成在显示器上以产生一个图象。通过这种类型的显示器提供的图象通常具有低亮度和低对比度的缺陷。

第二种类型的平板显示器，以下称作“微型机械式显示器”，其中的每个象素分别包含至少一个可以在硅基片上移动的结构。通过调节每个象素中的至少一个可移动结构的位置，可以控制象素反射或衍射的光线，从而控制象素呈现出的亮度。通常，至少一个可移动结构的位置是通过至少一个可移动结构与象素电极之间的静电力控制的，该力是通过向电极施加适宜的电压而产生的。这种电压通常相对较高，而且移动至少一个可移动结构需要相对较大的能量消耗。一般说来，在这种类型的显示器中，亮度和图象对比度取决于相对于显示器平面的法向测量的视角，即随着视角增大而降低。一些这种类型的显示器需要内部光源，其在操作时会消耗相对大量的能量。

一种微型机械式显示器描述于属于D.M.Bloom等并结合在此作为参考的美国专利5,841,579中，其中显示器象素中的至少一个可移动结构包含一组平行的柔性反射带。显示器象素中的柔性带在常态下平行于基片平面，象素即形成在平面上方一小段距离处。所述带可以被控制，即在施加到象素电极上的电压所产生的静电力的作用下向着基片下降。

为了在显示器上形成一个图象，显示器中的象素被来自适宜光源的光线照亮，以使光线以一个相对于显示器平面的预定角度入射。当一个象素的一组带中的交错的带下降时，象素中的一组带将形成一个衍射光栅，其能够将入射光线中的一些以一个角度衍射，以使该象素向显示器使用者呈现为明亮的。如果交错的带未下降，则象素中的一组带将以一个不同角度反射入射光线，以使象素发出的光线不能到达使用者眼睛，因而象素呈现为黯淡的。由明亮和黯淡的象素构成的图案将在显示器上形成一个图象。在该专利所描述的方法中，这种类型的象素可以用于制造能提供彩色图象的平板显示器。

另一种类型的微型机械式显示器描述于属于S.C.Arney等并结合在此作为参考的美国专利5,636,052中。在这种平板显示器中，位于一个象素中的至少一个可移动元件是一个薄膜。该薄膜被柔性支撑着，以使之平行于基片并在二者之间带有一个小的气隙。入射到象素上的光线会被基片和薄膜反射。气隙的高度决定了薄膜和基片反射的光线是相长干涉还是相消干涉，并因此而分别决定象素呈现为明亮还是黯淡的。象素中的一个可寻址电极在充电时会将薄膜向着基片吸引，从而控制气隙的高度并因此而控制象素为明亮或黯淡。为了使薄膜移动，必须向可寻址电极施加量级约为10伏的相对较高电压。

如果平板显示器能够利用外界光线而不需要单独的光源，而且能够提供高品质高对比度的图象同时又能够以低电压和低能耗操作，则是很有益的。

发明内容

本发明的一些优选实施例中的一个方面涉及提供一种微型机械式平板显示器，其利用外界光线并能够在相对于显示器平面的几乎全部视角内提供高对比度的图象。

本发明的一些优选实施例中的一个方面涉及提供一种平板显示器，其能够以低能耗操作。

本发明的一些优选实施例中的一个方面涉及提供一种平板显示器，其能够利用低电压供给电源进行操作。

本发明的一些优选实施例中的一个方面涉及提供一种平板显示器，其能够提供黑、白和/或灰色级别的图象。

本发明的一些优选实施例中的一个方面涉及提供一种平板显示器，其能够提供彩色图象。

本发明的一些优选实施例中的一个方面涉及提供一种微型机械式平板显示器，其形成在一个基片上并具有由可移动元件构成的象素。

在本发明的一个优选实施例中，可移动元件被成形为薄平板的形状，其具有第一和第二相对大的表面和薄边缘。该板以下称作“翻板”，其以这样的方式铰接在基片上，即可以绕着一条平行于基片表面的旋转轴线而从两个限制位置中的一个旋转至另一个。所述限制位置以下称作“打开”和“关闭”位置。翻板优选至少部分地由导电材料制成。

在打开位置，第一表面面对着正在注视显示器的使用者并可以被使用者看到。翻板的第二表面面对着基片而背对着使用者并不被使用者看到。在关闭位置，第二表面面对着使用者并可以被使用者看到，而第一面面对着基片。优选的结构是，在打开和关闭位置，翻板所在平面接近并基本上平行于基片表面。优选的结构是，翻板着旋转轴线旋转180°，以在打开和关闭位置之间旋转。

根据本发明的一些优选实施例，翻板的旋转是受控的，以使翻板双向稳定。翻板或者位于打开位置或者位于关闭位置，并且能够一直位于一个位置上直至被控制着旋转到另一位置。当翻板位于打开或关闭位置时，象素只消耗很少能量或几乎不消耗能量。

本发明的一些优选实施例涉及为基片中的每个象素提供可寻址电极，以施加不同配置的电压，从而控制象素翻板的旋转。对于某些施加到电极上的电压配置，产生于翻板与电极之间的静电力可以防止翻板在打开和关闭位置之间旋转。在这些电压配置下，几乎没有电流在象素中流过，因此象素只消耗很少或不消耗能量。在其它电压配置下，翻板与电极之间的静电力可以产生一个扭矩，以将翻板从打开和关闭位置中的一个翻转到另一个。

根据本发明的一些优选实施例，象素中的翻板的第一表面具有第一种颜色，而翻板的第二表面具有第二种颜色。此外，当翻板位于打开位置时，即翻板的第一表面可见时，象素中的几乎所有可见表面均被染成与翻板的第一表面相同的颜色。同样，当翻板位于关闭位置时，即翻板的第二表面可见时，象素中的几乎所有可见表面均被染成与翻板的第二表面相同的颜色。其结果是，当翻板位于打开位置时，象素呈现出第一种颜色，而当翻板位于关闭位置时，象素呈现出第二种颜色。

在本发明的一些优选实施例中，第一种颜色为白色而第二种颜色为黑色。在本发明的这些优选实施例中，当翻板位于打开位置时，显示器中的象素为白色的，而当翻板位于关闭位置时，显示器中的象素为黑色的，因而显示器可以提供出黑白图象。

在本发明的一些优选实施例中，即第一种颜色为白色而第二种颜色为黑色时，可以提供出灰色级别的图象。根据本发明的一个优选实施例，象素的灰色级别是这样获得的，即在打开和关闭位置之间快速旋转象素翻板，该速度如此之快，因而大脑不能分辨出象素是黑色还是白色。这样，大脑会判定象素是灰色的。所判定的灰色级别是由翻板在打开位置和关闭位置的时间决定的。

在本发明的一些优选实施例中，灰色级别是这样获得的，即在一个平板显示器中将多个象素组成“超象素”。一个超象素包含一组象素，例如三个象素，每个象素分别与超象素中的至少一个其它象素邻接。一个超象素足够小，因而眼睛无法分辨出超象素中的一个单一象素是黑色还是白色。这样，眼睛将接收超象素中的各个象素的组合刺激，从而判定所接收到的组合刺激为灰色级别的。例如，由三个黑白象素构成的超象素可以提供四个亮度级别的灰色。

在本发明的其它优选实施例中，超象素中的第一种颜色为红色(R)、绿色(G)或蓝色(B)，而第二种颜色为黑色。这样，当翻板位于打开位置时，超象素中的象素为R、G或B，而当翻板位于关闭位置时，象素为黑色。根据本发明的一个优选实施例，由“彩色”象素构成的超象素可以用于提供彩色平板显示器。

本发明的一些优选实施例涉及提供一种包含至少两个翻板的象素，以下称作“多翻板象素”。各翻板在打开和关闭位置之间旋转的轴线是重合或彼此平行且接近的。翻板在打开和关闭位置之间翻转并彼此叠加的方式非常类似于一本打开放置在桌子上的书中的书页的前后翻转和相互叠加。

因此，根据本发明的一个优选实施例，提供了一种视觉显示器，其包含一组象素，每个象素分别包含：一个表面，其具有小于1平方毫米的面积并包含带表面加工的第一和第二区域；一个薄平板，其具有带表面加工的第一和第二侧，其中，上述板以可旋转的方式连接着上述表面，从而能够绕着一个平行于上述表面的轴线在一个第一和一个第二位置之间旋转；以及用于将薄平板在上述第一位置与第二位置之间进行旋转的结构。位于上述第一位置的上述板安置在上述第一区域上并以它的第二侧面对着上述第一区域，而且，位于上述第二位置的上述板安置在上述第二区域上并以它的第一侧面对着上述第二区域；上述第一和第二区域以及上述第一和第二侧面的表面加工满足下面两个条件中的至少一种：第一区域的表面加工与第二区域的表面加工不同，第一侧面的表面加工与第二侧面的表面加工不同。

优选的结构是，当板位于第一位置时，其遮蔽了几乎整个第一区域。作为附加或替换性特征，当板位于第二位置时，其遮蔽了几乎整个第二区域。

在本发明的一些优选实施例中，一组象素是利用微加工技术制造的。在本发明的一些优选实施例中，表面具有小于0.25平方毫米的面积。在本发明的一些优选实施例中，表面具有小于5000平方微米的面积。在本发明的一些优选实施例中，表面具有小于2000平方微米的面积。

根据本发明的一些优选实施例，表面的第一和第二区域分别具有第一和第二平面电极。优选的结构是，第一和第二电极中的至少一个在其表面上带有至少一个不导电凸块。

作为附加或替换性特征，板优选由一种导电材料制成。优选的结构是，板的至少一侧上带有至少一个不导电凸块。作为附加或替换性特征，第一和第二侧带有不导电涂层。

作为替换性或附加特征，板优选通过作用在板上的静电力而在第一和第二位置之间旋转，静电力是由于向第一和第二电极以及板施加电压而产生的。优选的结构是，通过将第二电极接地并向第一电极和板施加相同的电压，可以将板从第一位置旋转到第二位置。优选的结构是，通过将板和第二电极接地并向第一电极施加一个电压，可以将板从第二位置旋转到第一位置。作为替换性或附加特征，优选通过向第二电极和板施加相同的电压并将第一电极接地，以将板从第二位置旋转到第一位置。

在本发明的一些优选实施例中，板在一个短于眼睛反应时间的时间内快速地旋转于第一和第二位置之间，从而使得象素呈现为第一侧和第二区域的表面加工与第二侧和第一区域的表面加工之间的混合。

在本发明的一些优选实施例中，第一区域的表面加工与板的第二侧的表面加工相同。在本发明的一些优选实施例中，第二区域的表面加工与板的第一侧的表面加工相同。在本发明的一些优选实施例中，第一区域的表面加工呈现为白色。在本发明的一些优选实施例中，第一区域的表面加工呈现为一种颜色，该颜色为三色组中的一种。在本发明的一些优选实施例中，第一区域的表面加工是发光的。在本发明的一些优选实施例中，第二区域的表面加工可以显示为三色组中的一种颜色。在本发明的一些优选实施例中，第二区域的表面加工是发光的。在本发明的一些优选实施例中，第二区域的表面加工呈现为黑色。

在本发明的一些优选实施例中，一组象素中的至少一个包含至少一个附加薄板，其具有带表面加工的第一和第二侧，而且，至少一个附加薄板以可旋转的方式连接着至少一个象素的表面，从而能够绕一个平行于表面的轴线在第一和第二位置之间旋转。

优选的结构是，至少一个象素中的所述板绕着旋转的所有轴线是基本上重合的。作为附加或替换性特征，位于第一位置的至少一个象素的板彼此叠加在第一区域并以它们的第二侧面对着第一区域，而位于第二位置的板彼此叠加在第二区域并以它们的第一侧面对着第二区域。优选的结构是，叠加的板中的最上方板基本上遮蔽了位于最上方板下面的所有板和第一区域或第二区域，从而在任何时间至少一个象素均只显示表面加工中的两种。

至少一个象素中的所有板均优选由导电材料制成。优选的结构是，至少一个象素中的至少一个板的至少一侧上带有至少一个不导电凸块。作为附加或替换性特征，至少一个象素中的至少一个板的至少一侧带有不导电涂层。

作为附加或替换性特征，至少一个象素中的所述板通过作用在板上的静电力而在第一和第二位置之间旋转，静电力是由于向第一和第二电极以及至少一个象素中的所述板施加电压而产生的。

优选的结构是，通过将位于第一位置的所有板以及第一电极接地，可以将叠加的板中的最上方板旋转到一个第二位置。优选的结构是，当至少有一个板位于第二位置时，通过将位于第二位置的最上方板施加一个电压并将第二电极接地，可以旋转位于第一位置的最上方板。当没有板位于第二位置时，通过向第二电极施加一个电压，可以旋转位于第一位置的最上方板。

作为附加或替换性特征，通过将位于第二位置的所有板以及第二电极接地，可以将位于第二位置的叠加板中的最上方板旋转到一个第一位置。优选的结构是，当至少有一个板位于第一位置时，通过将位于第一位置的最上方板施加一个电压并将第一电极接地，可以旋转位于第二位置的最上方板。优选的结构是，当没有板位于第一位置时，通过向第一电极施加一个电压，可以旋转位于第二位置的最上方板。

作为替换性或附加特征，通过将第一电极接地并向位于第二位置的最上方板施加一个第一电压，可以将位于第二位置的至少一个板中的最上方板向着到一个第一位置。优选的结构是，当至少有一个板位于第一位置时，一个第二电压被施加到位于第一位置的至少一个板中的最上方板上，而位于第一位置的所有其它板接地，而且，第二电压不同于第一电压。作为附加或替换性特征，当至少有一个板安置在位于第二位置的最上方板下方时，第一电压施加到一个安置在位于第二位置的最上方板直接下方的板上，而位于第二位置的所有其它板以及第二电极接地。作为替换性或附加特征，当没有板安置在位于第二位置的最上方板下方时，第一电压被施加到第二电极上。

在本发明的一些优选实施例中，当至少一个象素的至少一个板位于第一位置而且至少一个板位于第二位置时，位于第一位置的最上方板的第一侧和位于第二位置的最上方板的第二侧具有相同的表面加工。优选的结构是，当至少一个象素中的所有板均位于第二位置时，第一区域和位于第二位置的最上方板的第二侧具有相同的表面加工。优选的结构是，当至少一个象素中的所有板均位于第一位置时，第二区域和位于第一位置的最上方板的第一侧具有相同的表面加工。优选的结构是，没有两种相同表面加工显示同一种颜色。

在本发明的一些优选实施例中，相同表面加工中的每一种分别显示一种不同级别的灰色。

在本发明的一些优选实施例中，相同表面加工中的至少一种是发光的。

在本发明的一些优选实施例中，至少一个象素包含两个板。优选的结构是，相同表面加工中的每一种分别是三色组中的一种。

在本发明的一些优选实施例中，三色组是RGB色。

在本发明的一些优选实施例中，第一组象素中的至少一个象素的至少一个板上邻近于其一个边缘成形出至少一个通孔。优选的结构是，至少一个象素包含至少一个固定在表面上的支架，至少一个支架具有一个带腿的U形件，U形件穿过至少一个通过中的一个，以将至少一个板以可旋转的方式连接在表面上。

优选的结构是，至少一个板在边缘上成形出至少一个槽，其与穿过一个U形件的至少一个通孔中的一个汇合。优选的结构是，穿过一个与槽汇合的通孔并由U形件构成的支架包含一个安置在槽中的隔板，而且，隔板限制了至少一个板平行于边缘的运动。

在本发明的一些优选实施例中，第一组象素中的至少一个象素的至少一个板上在其一个单一边缘的两端分别成形出一个凸块。优选的结构是，至少一个象素包含两个支架，它们固定在至少一个象素的表面上，其中，每个支架分别包含一个具有两条腿的U形件，其中，每个支架的U形件分别环绕着凸台中的一个，以将至少一个板以可旋转的方式连接在表面上。优选的结构是，至少一个支架具有一个表面，其按压在凸台中的一个的一端上，其中，表面限制了至少一个板平行于单一边缘的运动。

作为附加或替换性特征，至少一个板上成形出间隙槽，它们使得至少一个板能够从第一位置旋转到第二位置，而不会使至少一个板与一个用于将至少一个板中不同的一个连接到表面上的支架发生物理接触。

作为替换性或附加特征，至少一个支架在支架的一个单一定位区域处固定在至少一个象素的表面上，定位区域邻近于腿中的一个。作为替换性或附加特征，至少一个支架优选在支架的两个定位区域处固定在至少一个象素的表面上，其中，每个定位区域分别邻近于腿中的不同一个。

作为替换性或附加特征，用于将至少一个板连接到至少一个象素的表面上的支架中的至少一个由一种导电材料制成。优选的结构是，至少一个象素中除了第一和第二电极以外还包含至少一个附加电极。优选的结构是，由导电材料制成的至少一个支架固定在至少一个附加电极上。优选的结构是，当至少一个板与电极或导电支架接触时，板会与电极电接触。优选的结构是，通过向电极施加电压，可以将电压施加到板上。

在本发明的一些优选实施例中，一组象素中的至少一个象素的表面的第一和第二区域是平面的，其中，第一区域所在平面与第二区域所在平面之间的夹角小于180°。优选的结构是，该夹角大于140°。更优选的结构是，该夹角大于160°。

根据本发明的一个优选实施例，提供了一种视觉显示器，其包含：根据本发明的一组象素结构，它们被布置以便观看；用于将板固定在第一位置的装置；用于将板固定在第二位置的装置。

根据本发明的一个优选实施例，提供了一种用于象素的微加工支架，其中上述板被成形为具有一个轴，上述轴可以在支架中旋转，上述支架包括：一个U形件，其具有两条腿，它们被一个跨接元件连接着；以及一个基础件，其附着在所述腿中的一个上；其中，基础件附着在表面上，而且轴被俘获在表面与U形件的腿和跨接元件之间。

附图说明

通过参考下面对各优选实施例所作描述并阅读它们的附图，可以更清楚自理解本发明。在这些图中，在多于一个图中出现的相同结构、元件或部件将在所有包含它们的图中以相同的代号表述。这些图是：

图1A-1C显示了根据本发明一个优选实施例的微加工象素的示意性透视图，其中一个翻板位于三个不同位置上；

图2A-2D显示了图1A-1C所示象素的示意性侧视图，显示了根据本发明一个优选实施例利用静电力控制翻板运动和位置的方法；

图3A和3B显示了根据本发明一个优选实施例对图1A-1C所示象素所作的一种变型结构的示意性侧视图，其中象素结构被简化以显示静电力控制翻板运动和位置的方法；

图4示意显示了另一种根据本发明一个优选实施例的象素结构；

图5示意显示了根据本发明一个优选实施例的由一个阵列象素构成的平板显示器的一部分；

图6A-6D示意显示了根据本发明一个优选实施例的多翻板象素的结构和操作；

图7显示了根据本发明一个优选实施例构造的另一种多翻板象素；

图8A-8N示意显示了根据本发明一个优选实施例的用于制造图1A-1C所示象素的微加工制造过程；

图9A和9B分别示意显示了根据本发明一个优选实施例构造的另一种象素的透视图和横截面图；

图10A和10B分别示意显示了根据本发明一个优选实施例构造的另一种象素和一个翻板的透视图；

图11示意显示了根据本发明一个优选实施例另一种象素；以及

图12A-12L示意显示了用于制造图9A-9B所示象素的微加工制造过程。

具体实施方式

图1A-1C显示了根据本发明的一个优选实施例的用于微型机械式显示器中的一种象素20的示意性透视图。图1A-1C以及其它图中所示象素20中的部件和元件不是必须成比例的，而且这些图中的相对尺寸的选择仅是为了方便和清楚地显示。

象素20优选利用微加工技术形成在一个硅基片22上。根据本发明的一个优选实施例，象素20包含一个翻板24、相应的第一和第二侧电极26和28以及一个中央电极30。优选的结构是，一个绝缘材料制薄层23将电极26、28和30与基片22分隔开。优选的结构是，基片22上的一个与绝缘层23邻接的薄平面区域是良导体。在图1A中，翻板24位于打开位置，而在图1C中，翻板24位于关闭位置。翻板优选形成为薄矩形平板的形式，其具有两个相对大表面，即图1A中所示的第一表面40和图1B和1C中所示的第二表面42。翻板24上优选成形出安装孔32和34。U形支架36和38分别穿过安装孔32和34并将翻板24松弛支撑在中央电极30上，以使翻板24能够在翻板24的打开和关闭位置之间前后旋转。

根据本发明的一个优选实施例，对于黑、白和/或灰色级别的平板显示器，第一表面40(图1A)优选被处理成白色。第二表面42(图1B和1C)优选被处理成黑色。第一电极26优选被处理以使其表面为黑色，而第二电极28优选被处理以使其表面为白色。优选的结构是，在翻板24位于打开位置时中央电极30上的一个可见部分29(图1A)被处理成白色。优选的结构是，在翻板24位于关闭位置时中央电极30上的一个可见部分31(图1C)被处理成黑色。黑色表面将显示出阴影，而白色表面不会显示出阴影。

当翻板24位于图1A所示位置时，翻板24将基本上完全覆盖第一电极26以及电极30上的黑色部分31(图1C)。这样象素20上的几乎整个可见表面均为白色的，以使象素20呈现为白色。当翻板24位于图1C所示的位置时，翻板24将基本上完全覆盖电极28以及电极30上的白色部分31(图1A)。其结果是，象素20上的几乎整个可见表面均为黑色的，以使象素呈现为黑色。

应当指出，前面所述的象素20中被处理成黑色或白色的区域和元件也可以被处理得能够显示彩色而非黑色或白色。具体地讲，例如，象素20中的白色区域和元件可以被处理得具有RGB原色中的一种。这样，位于打开位置的象素20将显示相应的RGB色，而位于关闭位置的象素20将显示黑色。根据本发明的一个优选实施例，可以将象素20处理得具有RGB色中的不同颜色，以提供出彩色平板显示器。

根据本发明的一个优选实施例，翻板24在打开与关闭位置之间的运动可以通过翻板24与第一和第二电极26和28之间的静电力控制。

为了产生并控制这些静电力，翻板24和U形支架36和38优选由导电材料，如多晶硅或铝制成。优选使翻板24与中央电极30和/或U形支架36和38导电接触。其结果是，翻板24上的电压基本上总是等于施加到中央电极30上的电压。优选的结构是，翻板24与电极30之间的导电接触是通过翻板24与中央电极30和U形支架36和38之间的物理接触而实现的。

此外，翻板24优选基本上不与第一和第二电极26和28导电接触。优选的结构是，当翻板24位于打开位置时，翻板24与第一电极26之间的导电接触是通过在第一电极26上提供绝缘帽44而防止的。第一电极26上的绝缘帽44显示于图1B和1C中。优选的结构是，当翻板24位于关闭位置时，翻板24与第二电极28之间的导电接触是通过在翻板24的表面40上提供绝缘帽45而防止的，如图1A所示。优选的结构是，绝缘帽44和45由不良导体材料制成。在本发明的一些优选实施例中，在绝缘帽44上覆盖着一个绝缘涂层，以使它们不导电。绝缘帽44和45不但能够防止翻板24分别与电极26和28之间电接触，还可以减小翻板24与电极26和28之间的静态阻力。

绝缘帽44和45可以防止翻板24与电极26和28之间直接物理接触。当翻板24位于打开位置(图1A)时，翻板24会停靠在电极26的绝缘帽44上，从而不与第一电极26直接接触。由于绝缘帽44是不良导体，因此翻板24是基本上与第一电极26电绝缘的。即使电极26与电极28之间存在电位差，翻板24与电极26之间也几乎没有或没有电流。同样，当翻板24位于关闭位置时(图1C)，翻板24会停靠在位于翻板24的表面40上的绝缘帽45上，以使翻板24基本上与第二电极28电绝缘。

图2A-2D示意显示了根据本发明一个优选实施例的通过向电极26、28和30施加电压而产生静电力以控制翻板24运动的方法。在图2A-2D中，象素20所显示的轮廓是面对着翻板24短边的。在图2A-2D所示优选实施例中，基片22上的与绝缘层23邻接的导电层是接地的。在图2A-2D以及以下的图中，这一点是通过显示基片22接地而表示的。导电层用作象素20的接地平面。

在图2A所示的象素20中，翻板24的位置对应于图1A所示翻板24的位置，即象素20为白色。在打开位置，翻板24停靠在中央电极30和第一电极26的绝缘帽44上，其中只有一个绝缘帽被显示出。在图2A中，中央电极30显示出加载了正电压“+V_L”，而电极26和28接地。(电压的标记可以任意选择而且假定为正电压为了方便。)由于翻板24与中央电极30接触，因此翻板24的电压也是+V_L。其结果是，翻板24带有净正电荷分布，如图2A中的正号示意表示。翻板24上的正电荷将在第一电极26上感应出负电荷，如图中负号示意表示。正负电荷之间的静电引力可以防止翻板24从第一电极26上移开，从而将翻板24锁定在打开位置。由于绝缘帽44是基本上不导电的，因此几乎没有电流在中央电极30与第一电极26之间流过翻板24。其结果是，当翻板24锁定就位时，象素20中几乎没有能量消耗。

应当指出，尽管在图2A中所示的第一电极26是接地的，但为使翻板24与第一电极26之间存在吸引力，并不是必须将第一电极26接地。只要在翻板24与电极26之间存在电位差，它们之间就会有吸引力。根据本发明的一个优选实施例，可以采用与图2A中所示不同的电压将翻板24锁定在打开位置，只要这些电压能够在电极与翻板之间产生所需的压差即可。

将翻板24锁定在与图1C相对应的关闭位置，即象素20为白色时的方式类似于将翻板24锁定在打开位置。优选的结构是，第二电极28接地，而中央电极30施加电压+V_L。以下，为将翻板24锁定在打开或关闭位置而施加到中央电极30上的电压+V_L称作“锁定电压”。

根据本发明的一个优选实施例，通过向中央电极30和第一电极26施加相同的电压并将电极28接地，可以将翻板24从打开位置“松开”并翻转到关闭位置。因施加电压而在电极26和30以及翻板24(因与电极30接触而导致)上产生的电荷将在电极28上感应出与电极26、30和翻板24上符号相反的电荷。电极26、28、30和翻板24上的电荷将产生静电力，以迫使翻板24从第一电极26上抬升起来并翻转到第二电极28上。施加到中央电极30和第一电极26上的电压应选择得足够大，以使静电力足够强而能够克服作用在翻板24质量上的静态阻力和重力。

图2B示意显示了分布在中央电极30和第一电极26上的电荷，其中中央电极30和第一电极26上升到相同的正电压+V_F(选择正号是为了方便)，以将翻板24从打开位置翻转到关闭位置。中央电极30、第一电极26和翻板24上的正电荷将在第二电极28上感应出负电荷。由正负电荷引起的静电场将产生一个沿箭头25所示方向作用在翻板24上的力。力25会将翻板24从第一电极24上抬起并将翻板24从第一电极24向着第二电极28旋转，以使翻板24翻转到关闭位置。

根据本发明的一个优选实施例，通过向中央电极30和第二电极28施加电压+V_F，可以将翻板24以类似方式从关闭位置翻转返回到打开位置。这个过程示意显示于图2C中，其中通过向中央电极30和第二电极28施加电压+V_F，可以在翻板24和第二电极28上获得正电荷分布。这种正电荷分布会在第一电极26上感应出负电荷分布。由电荷分布而感应出的静电场将在翻板24上产生一个沿箭头27所示方向的力。

图2D示意显示了根据本发明的一个优选实施例的另一种在打开与关闭位置之间翻转翻板24的方法。在图2D中，所示翻板24位于关闭位置，其中中央电极30和第二电极28接地。第一电极26被加载到正电位V_F。第一电极26上的合成正电荷分布将在翻板24和第二电极28上感应出负电荷分布。正负电荷分布将在翻板24上产生一个沿箭头29所示方向的净力，以将翻板24从第二电极28抬升起来，并使翻板24向着第一电极26旋转。

本发明人曾在计算机上利用ANSYS有限元分析程序模拟了在图2C和2D所示形态下向象素20的电极26、28和30施加电压而产生的静电场。分别显示于图2C和2D中的力27和29可以从模拟静电场中确定。本发明人发现，如果在两种情况下V_F的量值相等，则力27等于力29。对于相同的电压V_F，图2C所示的翻板24的翻转方法与图2D所示的翻板24的翻转方法能够产生相等的“翻转力”。以下，用于翻转翻板24的电压所示的翻板24的翻转方法称作“翻转电压”。

图2C和2D中的翻转翻板24的方法的等效性可以通过图3A和3B中的象素50而理解，该象素是象素20的“理想化”型式。图3A和3B中象素50的侧视图等效于图2A-2D中象素20的侧视图。在图3A和3B中，翻板24均位于关闭位置。

象素50中包含与象素20大致相同的部件。然而，在象素50中省略了绝缘帽44和45。中央电极30被“缩减”为一个电触点30，其用于将翻板24连接到一个电源。U形支架36和38被替换为铰链52，以使翻板24能够在打开和关闭位置之间翻转，在图3A和3B中只显示出一个铰链。

第一和第二电极26和28以及翻板24的尺寸几乎相同。假定翻板24上涂敷有一个绝缘涂层(未示出)，以便在翻板24位于打开和关闭位置时分别使翻板24基本上与第一和第二电极绝缘。基片22接地，以使基片22上的与绝缘层23邻接的导电层用作象素50的一个接地平面。

在图3A中，翻板24和第二电极28均施加了正电压+V_F(正号仅是为了表示上的方便)而第一电极26接地。图3A中所示的电压配置与图2C所示象素20的电极26、28和30以及翻板24的电压配置相同。图3B中所示的电压配置与图2D所示象素20的电极26、28和30以及翻板24的电压配置相同。象素50中的电极26、28、30、翻板24和位于绝缘层23与基片22之间边界上的正负电荷分布以正负号示意表示。

请参考图3A，由于第二电极28和翻板24施加了正电压+V_F，因此正电荷会附着在第二电极28和翻板24上。由于第二电极28和翻板24是导体并且通过连接到相同电压上而电气连接着，因此第二电极28和翻板24可以起到一个单一导体的作用。其结果是，附着的正电荷中没有电荷存留(在象素50的理想几何形状下)第二电极28与翻板24之间的边界处。如图3A所示，电荷存留在由第二电极28和翻板24构成的“单一导体”体积的外侧表面上。第二电极28中的正电荷集中在第二电极28与绝缘层23之间的边界区域54上。翻板24中的正电荷集中的翻板24的表面42(图3A中只显示出一个边缘)上。

第二电极28上的正电荷会在基片22的导电层上感应出负电荷。基片22中的负电荷集中在第二电极28与绝缘层23之间的边界区域56上。除了边缘效应之外，绝缘层23的边界区域54和56出的电荷产生的静电场被限制在绝缘层23中的一个位于电荷之间的体积内，而在这个体积之外则几乎没有影响。第二电极28、基片22的导电层以及绝缘层23上的位于它们之间的区域可以起到一个薄平行板电容器的作用。第二电极28上的正电荷量可以从平行板电容器的电容值估算出来，而该电容值可以从第二电极28和绝缘层23的尺寸以及绝缘层23的材料介电常数估算出来。

翻板24的表面42上的正电荷，而且几乎只有这些电荷(除了边缘效应以外)，会在第一电极26上感应出负电荷，这是因为边界区域54和56出的电荷不会产生位于绝缘层23以外的静电场。其结果是，翻板24和第一电极26上正负电荷的量和分布基本上只取决于第一电极26和翻板24的形状以及它们之间的电位差V_F。因此，位于翻板24和第一电极26上方空间中的静电场基本上只是第一电极26和翻板24的形状和相对位置以及V_F的函数。因此，静电场产生的用于将翻板24从第二电极28上抬升起来并向着第一电极26翻转的力27基本上只是第一电极26和翻板24的形状和相对位置以及V_F的函数。

对图3B所示电荷分布所作的类似分析将导致与图3A中所示电荷分布相同的结论。在图3B中，位于翻板24和第一电极26上方空间中的静电场基本上只是第一电极26和翻板24的形状和相对位置以及它们之间压差V_F的函数。同样，图3B中的静电场产生的用于将翻板24从第二电极28上抬升起来并向着第一电极26翻转的力29基本上只是第一电极26和翻板24的形状和相对位置以及V_F的函数。

在图3A和3B中，第一电极26和翻板24的形状和相对位置基本相同。除了极性相反以外，翻板24与第一电极26之间的电位差相同。其结果是，在图3A和3B中，产生在翻板24和第一电极26上方空间中的静电场除了极性以外完全相同。因此，在图3A和3B中用于将翻板24从第二电极28上抬升起来的力27和29相等。将“理想”象素50的分析结论应用于图2C和2D所示象素20中，可以得出，有关图2C和2D中所示的力27和29以及翻板24的翻转方法的结论几乎是相同的。

在各种电压配置下，为将翻板24在打开和关闭状态之间旋转而附着和感应在翻板24、第一电极26和第二电极28上的电荷基本上集中在翻板24的旋转轴线附近。因此，作用的翻板24上的力也集中在翻板24的旋转轴线附近。其结果是，用于旋转翻板24的力矩的大部分是由作用在相对较短力臂上的力产生的。此外，力的大小基本上与翻板24上的点与翻板24将要旋转至的电极26或28上的点之间的距离的负二次方成正比。

如象素20和50中所示的第一和第二电极26和28基本上共面的几何形状将使得电荷在翻板24的旋转轴线附近的集中最大化。此外，对于第一和第二电极26和28上的与翻板24旋转轴线毗邻的边缘之间的给定距离，电极26和28的共面几何形状可以使两个电极上的点之间的距离最大化。其结果是，对于给定的翻转电压和给定的电极26和28的“毗邻边缘”之间的距离，当电极26和28共面时，翻转力最小。

因此，在本发明的一些优选实施例中，为了增大对于给定翻转电压的翻转力，第一和第二电极26和28呈斜角，从而使得它们的平面之间的夹角小于180°。图4中显示了根据本发明一个优选实施例的象素60，其中第一和第二电极26和28的平面之间的夹角θ小于180°。优选使θ在140°至180°之间。最优选使θ在150°至180°之间。

象素20或其它根据本发明优选实施例的象素的面积优选为1平方毫米或以下。优选使翻板24小于1000微米长和500微米宽。这些尺寸可以提供出边长为1mm的正方形象素。对于某些应用，翻板24优选小于100微米长和50微米宽，从而提供出边长为大于100微米的正方形象素。这种尺寸的象素适合于制造分辨率为250DPI的黑白(二级)显示器。

在本发明的一个优选实施例中，翻板24由多晶硅制成而且尺寸为1×14×83微米，从而获得尺寸为大约28×83微米的象素。电极26、28和30也优选由多晶硅制成而且厚度优选为0.5微米。绝缘帽44和45的高度优选为大约1.5微米。对于这样的尺寸和高度，本发明人已经确定出在使用大约等于5伏的翻转电压时，翻板24可以在12微秒左右的时间内在打开与关闭位置之间翻转。大约2.5伏的锁定电压可以将翻板24锁定在打开或关闭位置。

根据本发明一个优选实施例，28×83微米的象素20可以用以提供黑和白或灰色级别的平板显示器。包含这种尺寸象素20的平板显示器的分辨率为，在第一尺寸方向为300DPI，在第二尺寸方向为大约900DPI。

或者，根据本发明一个优选实施例，这种尺寸的象素可以用于提供彩色显示器。对于平板彩色显示器，象素20中的曾在图1A-1C中被处理为白色的区域现在被处理为RGB色中的一种。平板显示器中的每个象素分布是一个“超象素”，其基本上为正方形且边长为大约83微米，并且包含三个象素20，每个象素分布具有一种不同的RGB色。

应当认识到，虽然象素20被描述为白色、黑色或一种RGB色，但根据本发明的一个优选实施例，象素20的表面可以被处理为其它颜色或精饰。

图5示意显示了根据本发明一个优选实施例的由一组矩形象素20构成的黑白平板显示器62的一部分。在平板显示器62中，象素20中的翻板24的位置分别由行和列控制线64和66控制。每个行控制线64分别连接着平板显示器62的一列象素中的每个象素20的第一电极26。每个列控制线66分别连接着平板显示器62的一行象素中的每个象素20的中央电极30。所有象素20中的第二电极28均永久接地。(在包含超象素的彩色平板显示器中，每个超象素64分别包含如图5所示的一行象素中的三个象素20，以形成大致正方形的超象素。一个超象素中的每个象素20分别在打开位置不是显示白色而是显示一种不同的RGB色)。

在平板显示器62中，利用根据图2B所讨论的方法，即向象素20的中央电极30和第一电极26同时充电到翻转电压，可以将象素的翻板24从打开位置翻转到关闭位置。利用根据图2D所讨论的方法，即中央电极30接地并向第一电极26施加翻转电压，可以将翻板24从关闭位置翻转到打开位置。利用图2A所示方法，即中央电极30充电到锁定电压而第一和第二电极26和28接地，翻板24可以被锁定在打开或关闭位置。以下，将象素20的翻板24设置在打开或关闭位置也被分别称作将象素20设置或转动到打开或关闭。

为了在平板显示器62上形成一个图象，象素20根据图象所需而被一行一行地设置在打开或关闭位置。将一行中的象素20设置打开或关闭位置起始于将平板显示器62中的所有行控制线64接地而平板显示器62中的所有列控制线66上升到锁定电压。之后，需要被设置为打开的一行象素20的列控制线66接地，而需要被设置为关闭的一行象素20的列控制线66则保持在翻转电压。接着，该行中的行控制线64被设置到翻转电压。这种情况发生后，该行中的所有象素20会在一定时间内被同时设置到它们的所需打开或关闭状态，该时间以下称作“翻转时间”，即翻板24在打开与关闭位置之间翻转所需的时间。如果该行象素20中的翻板24位于打开位置并需要保持在打开位置，或位于关闭位置时需要翻转到打开位置，则它们的列控制线66被设置为零。而如果该行象素20中的翻板24位于关闭位置并需要保持在关闭位置，或位于打开位置时需要翻转到关闭位置，则它们的列控制线66被设置为翻转电压。在该行的象素20被设置好后，该行的行控制线接地。

在利用相同方式继续设置下一行的象素20之前，平板显示器62中的所有列控制线66在一个短时间内被设置为锁定电压。这样，如果在此行象素的设置时间内有其它行象素的翻板24从它们相应的的打开和关闭位置上移开，例如因平板显示器62振动而导致，则可以保证其它行中的所有象素20安全返回它们的位置。通过这种方式，平板显示器62中的象素20永远不会松开足够长的时间而使某个象素20无意中改变自己的位置。(在每行的设置时间内，列控制线66接地而使许多象素20松开)。

在显示器62中所有象素20被适宜地设置后，所有列控制线66上升到锁定电压，以将各象素锁定在它们被设置的打开和关闭状态。在平板显示器62上形成一个图象所用时间大致等于平板显示器62中的行数乘以平板显示器中象素的翻转时间。

根据本发明的一些优选实施例，在某些平板显示器中，形成一个图象的时间大大短于平板显示器62形成图象所需时间。图象形成时间大致等于显示器中象素20的翻转时间，而不是等于翻转时间乘以显示器行数。

根据本发明的一个优选实施例，可以通过为每个象素20提供可寻址开关而在平板显示器中实现这一点。可寻址开关以可控方式将象素的中央电极30和第一电极26彼此独立接地或连接到显示器电源的输出电压。在这种方法中，每个象素20是可以单独控制的，而且将显示器中的一个象素20设置到打开或关闭是与显示器中其它象素的设置分开的。电源的输出电压是这样的，即可以被设置为接地或适宜的锁定和翻转电压。当输出电压被设置为锁定或翻转电压时，电压可以在显著少于象素翻转时间的时间内基本上同时将显示器中所有象素20的电极26和30同时充电到锁定或翻转电压。

为了在显示器上形成一个图象，根据本发明的一个优选实施例，电源的输出电压接地。显示器中所有可寻址开关利用适宜的扫描方法寻址并被控制着将各象素20的第一电极26和中央电极30接地或连接到电源。对于需要被设置为打开的象素20，中央电极30接地而中央电极26连接到电源。而对于需要被设置为关闭的象素20，中央电极30和第一电极26均连接到输出电压。之后，输出电压上升到翻转电压，从而导致显示器中所有象素20均同时翻转到它们的打开或关闭状态。之后，所有象素20的第一电极26接地，所有象素20的中央电极20连接到输出电压并将输出电压设置为锁定电压。这样可以将所有象素20锁定在它们被设定的打开或关闭状态。

同象素20的翻转时间相比，扫描和设置开关的时间非常短。其结果是，将象素20设置并锁定在它们适宜的打开或关闭状态以形成图象所需的全部时间大致等于象素20的翻转时间。

根据本发明的一些优选实施例，可以在象素20中使用各种形式的电源和开关以形成平板显示器，其中象素20可以被单独和/或同时控制着打开和关闭。这些形式对于本技术领域内的人士来说是很容易实现的。

优选的结构是，根据本发明的一个优选实施例，在将电子和机械部件层组合为一体的过程中，一个阵列的单独和/或同时控制的象素20被形成为一个单体，从而形成一个单一的单元。

在本发明的一些优选实施例中，一个象素中包含多于一个的翻板。包含一个翻板的象素可以具有两种状态，即打开和关闭状态，而根据本发明一个优选实施例的包含一组“N”个翻板的象素具有(N+1)个状态。因此，多翻板象素可以显示的颜色数量多于具有单翻板的象素。

图6A-6D示意显示了根据本发明一个优选实施例的一种多翻板象素160的透视图。象素160包含两个翻板，即一个第一翻板162和一个第二翻板164。多翻板象素160具有三个状态，即分别如图6A-6C所示的第一、第二和第三状态。图6D中显示了象素160位于图6B所示第二状态时的分解俯视图。

多翻板象素160包含一个基片22，基片上带有一个绝缘层23。第一和第二侧向电极26和28以及第一、第二、第三和第四中央电极171、172、173和174形成在绝缘层23上。第一、第二、第三和第四中央电极171、172、173和174在图6A和图6D中显示得最清楚。

第一翻板162通过一对支架176连接着象素160，每个支架分别穿过第一翻板162上的一个不同的安装孔178。一个支架176固定在第二中央电极172上，而另一个固定在第三中央电极173上。支架176优选由导电材料制成。第一翻板162与第二和第三中央电极172和173以及支架176电接触。优选的结构是，这种电接触是通过第一翻板162上的区域与第二和第三中央电极172和173以及支架176上的区域物理接触而实现的。

第二翻板164通过一对支架180连接着象素160，支架穿过第二翻板164上的安装孔182。一个支架180固定在第一中央电极171上，而另一个固定在第四中央电极174上。支架180优选由导电材料制成。第二翻板164与第一和第四中央电极171和174以及支架180电接触。优选的结构是，这种电接触是通过第二翻板164上的区域与第一和第四中央电极171和174以及支架180上的区域物理接触而实现的。

将支架176和180安装在它们相应的中央电极上的方式最清楚显示于图6A中。安装孔178和182以及支架176和180分别穿过安装孔178和182的方式最清楚显示于图6B中。

请参考图6B，第一翻板162上优选成形出间隙槽184，该槽足够大，从而使得翻板162上没有任何部位与第一和第四中央电极171和174以及支架180的任何部位电接触。同样，第一翻板164上优选成形出间隙槽186，该槽足够大，从而使得第二翻板164上没有任何部位与第二和第三中央电极172和173以及支架176的任何部位电接触。支架176和180的外表面优选覆盖着一层绝缘材料，以有助于防止分别与第一翻板162和第二翻板164出现不希望有的电接触。第一翻板162和第二翻板164优选通过安置不导电绝缘帽(未示出)或在它们的表面上沉积绝缘材料层而实现它们之间以及与第一和第二侧向电极26和28之间的电绝缘。翻板162的安装孔178和间隙槽184以及翻板164的安装孔182和间隙槽186最清楚显示于图6D中。

一条控制线190连接着第二和第三中央电极172和173，以向第二和第三中央电极172和173并因此而向第一翻板162施加电压。控制线190与第二和第三中央电极172和173之间的连接显示于图6A和图6D中。一条控制线192连接着第一和第四中央电极171和174，以向第一和第四中央电极171和174并因此而向第二翻板164施加电压。控制线192与第一和第四中央电极171和174之间的连接显示于图6C和图6D中。第一侧向电极26连接着一条控制线194，而第二侧向电极28优选永久接地。

第一和第二侧向电极26和28以及象素160的每个翻板162和164的表面优选被处理得显示一种RGB色。通过适宜的选择，即电极26和28以及各翻板表面被处理得显示一种RGB色，象素160可以在其三个不同状态中分别显示一种不同的RGB色。在图6A-6C中，第一和第二侧向电极26和28的暴露表面以及翻板162和164的表面分别以它们所呈现的RGB色标识。在显示了象素160第一状态的图6A中，象素160显示出大致饱和的红色。在分别如图6B和6C所示的象素160的第二和第三状态中，象素160分别显示出大致饱和的蓝色和绿色。对翻板162和164的表面以及电极26和28的颜色选择仅是示例性的，其它颜色选择也是可以的并且可能有益。例如，翻板162和164的表面可以被处理得显示不同级别的灰色。这样，象素160在其每个状态不是显示一种RGB色，而是在其每个状态显示不同级别的灰色。

第一与第二状态的转换是通过与象素20在打开与关闭状态的转换方式相似的方式实现的。例如，为将象素160从图6A所示第一状态转换到图6B所示第二状态，翻板162和164接地而第一侧向电极26上升到翻转电压。为将象素160从第二状态转换到图6C所示第三状态，第一侧向电极26、第二翻板164和第二侧向电极28接地而第一翻板162上升到翻转电压。为将象素160从其第三状态转换回第二状态(图6B)，第一和第二侧向电极26和28接地而第一和第二翻板162和164上升到翻转电压。通过将第二翻板164上升到翻转电压并将第一侧向电极26和第一翻板26接地，可以使象素160从第二状态转换回第一状态(从图6B至图6A)。

为将象素160锁定在其任一状态，第一和第二侧向电极26和28接地而电压施加到第一和第二翻板162和164上，以使相邻侧向电极与翻板之间产生适宜的小压差。

图7示意显示了根据本发明一个优选实施例的另一种多翻板象素200的透视图。象素200包含两个翻板202和204。所示多翻板象素200位于第二状态，类似于图6B所示多翻板象素160的第二状态。翻板202通过两个箱形铰链208而连接着一个第一中央电极206，所示铰链分别俘获了从翻板202伸出的安装延伸段210(只有一个被示出)。同样，翻板204通过两个箱形铰链214而连接着一个第二中央电极212，所示铰链分别俘获了安装延伸段216(只有一个被示出)。翻板202上成形出间隙槽202，当翻板202从图7所示位置翻转向一个位于翻板204顶部的位置时，该间隙槽能够确保翻板202绕过两组箱形铰链208和214。翻板204上带有类似的间隙槽220。

图8A-8I示意显示了根据本发明一个优选实施例的用于成形图1A-1C所示象素20的制造过程。

图8A显示了制造过程的第一步，其中，优选由硅片制成的基片22被覆盖上一个由诸如氮化硅等材料制成的薄绝缘层23。

图8B显示了制造过程的下一步，其中绝缘层23上被覆盖上一层80导电材料，如多晶硅或诸如铝等金属。之后，导电层80被蚀刻以形成第一和第二电极26和28以及中央电极30，这些电极26、28和30在形出后如图8C所示。

之后，第一、第二和中央电极26、28和30以及基片22的暴露表面被覆盖上一个牺牲层82，如图8D所示，该层由诸如二氧化硅等适宜的材料构成。之后，绝缘帽坑81和绝缘帽孔83蚀刻在牺牲层82中。绝缘帽坑81是位于牺牲层82中的盲孔，即不穿透整个第二电极28。绝缘帽孔83是穿透整个第一电极26的通孔。绝缘帽坑81用于在翻板24上形成绝缘帽45(图1A)，而绝缘帽孔83用于在第一电极26上形成绝缘帽44。之后，一个由诸如多晶硅或铝等导电材料构成的层84被沉积在牺牲层82上，如图8E所示。之后，导电层84被蚀刻，优选被蚀刻至牺牲层82的深度，以形成带安装孔32和34的翻板24，如图8F所示。在图8F中，绝缘帽孔83被填充了层84的材料，以在第一电极26上形成绝缘帽44。

之后，如图8G所示，一个第二牺牲层被沉积到成形出的翻板24以及牺牲层82的暴露表示上。优选的结构是，如果翻板24的材料为多晶硅，则牺牲层86由二氧化硅构成，而如果翻板24的材料为铝，则牺牲层86由聚合物构成。

牺牲层86的形状贴合着它所沉积的表面。其结果是，牺牲层86具有一个与翻板24的一个边缘87相邻的一个台阶85和位于安装孔32和34上的凹座89。图8H中示意显示了图8G所示象素20各层的横截面，该横截面是沿图8G中的线A-A而作的。该横截面所在平面经过一个凹座89的中心。在横截面上，所示翻板24具有两个不相连部分，即一个大部分91和一个小部分93。以下被称作“轴部分93”的小部分93是翻板24上的穿过象素20的U形支架38(图1A-1C)的部分。以下被称作本体部分91的大部分91是翻板24本体的一部分。轴部分91并不与本体部分93分开，只是看上去如此而已，这是因为横截面举国了翻板24的安装孔34(图8F)。

在牺牲层86沉积之后，通过本技术领域公知的方法，例如等离子体或其它蚀刻法，四个孔90被“钻出”，它们穿透牺牲层86和82直至中央电极30所在表面。图8I中显示了两个孔90的顶部。在每个凹座90中分别钻出另外两个孔90中的一个，其穿透牺牲层86和82，并且在图8I的透视图中未示出。图8J示意显示了沿图8I中线A-A所作横截面上的象素20中的两个孔90和各层。

孔90和凹座89可以用在U形支架36和38(图1A-1C)的“腿”的成形方法中，所述支架将穿过翻板24的安装孔32和34。孔90的位置确定了U形支架36和38在中央电极30上的固定位置。孔90不与层86上的覆盖着轴部分93的区域平齐，而是从这些区域上错开。孔90的定位精度上的技术限制要求孔90离开层86上的覆盖着轴部分93的区域，以防止这些区域在孔90的成形过程中受损。牺牲层86用于将轴部分93(和本体部分91)与图8K和8L中所示的下一个导电层92物理隔离，该层92沉积在层86和象素20的其它暴露区域上。层92用于形成U形支架36和38。层86上的与轴部分93邻接的部分受损将导致，例如，轴部分93粘着在U形支架38上，从而使得翻板24无法旋转。

在层86沉积并钻孔之后，沉积在象素20上的导电材料层92将填充孔90并镶衬凹座89的壁。图8L显示了沿图8K中的线A-A所作的横截面。优选的结构是，层92由多晶硅构成。层92被蚀刻以形成支架36和38的上部。(U形支架36和38的下部由沉积了层90的材料的孔90和凹座形成)。牺牲层86和82通过本技术领域公知的方法蚀刻掉，以留下完全成形的象素20，如图8M所示。沿图8M中的线A-A所作的横截面显示于图8N中。

图8M和8N中所示的支架36和38显示了通过图8A-8L所示制造方法所产生但未在前面的图中显示于支架36和38中的一些细节。这些细节包括图8M和8N中所示的外台肩97和图8N中所示的内台肩99。台肩97和99是根据图8I和8J所描述的孔90的定位而产生的。图8M中所示U形支架36和38的腿的不均匀宽度是由于孔90与U形支架36和38上因蚀刻层92的材料而形成的部分之间的尺寸差异而导致的。在前面图中，为了表示清楚，U形支架36和38被简化而且这些细节未示出。

应当指出，如果轴部分93落在于8N所示台肩99之下，则翻板24定位时的“跳动”会增大。此外，如果轴部分93落在一个台肩99之下，则翻板24会被阻塞在台肩之下并且不能自由旋转。台肩99的高度由牺牲层82的厚度决定。为了防止翻板24落在一个台肩99之下，图8A-8N中所示制造过程中的牺牲层82的厚度必须小于用于形成翻板24的层91的厚度。

在层91的厚度大于翻板24的厚度的象素中，支架36和38可以利用这样的方法制作出来，即台肩99的高度不是由牺牲层82的厚度决定的，或者也可以采用不同于支架36和38的支架将翻板24连接到中央电极30上。有益的结构是采用相对较厚的牺牲层82，从而在翻板24位于打开和关闭位置时分别提高翻板24与第一电极26和第二电极28之间的间隙，以提高静态阻力。一种用于制造带“低”台肩的支架36和38的方法将在最后通过图12L进行讨论。

图9A-11中显示了根据本发明优选实施例的其它象素和用于将翻板安装到象素上的支架。图9A-11中所示的象素和支架是利用图8A-8I中所示制造过程的改型方法制造的。

图9A-9B示意显示了根据本发明一个优选实施例的包含一个翻板24的象素100。请参考图9A，在透视图中显示的象素100非常类似于象素20。唯一的差别在于将翻板24连接到电极30上的支架的结构。在象素20中，翻板24通过U形支架36和38而连接在电极30上，每个支架分别具有两条腿，以将U形支架固定在电极30上。在象素100中，翻板24通过支架102和104而连接在电极30上，每个支架分别具有一条单一的腿106，以将支架固定在电极30上。每个支架102和104分别具有一条第二腿108，其不完全延伸到电极30上。在每个支架102和104的腿108与电极30之间有一个间隙110。间隙110最清楚显示于沿图9A中线B-B所作的象素100的剖面图中。间隙100被制作得足够小，以使翻板24不会从支架102和104滑出或震松。支架102和104小于支架36和38，这是因为支架102和104在一个位置固定在中央电极30上，而支架36和38在两个位置固定在中央电极30上。

支架102和104相对于支架36和38减小的尺寸是有益的。如果根据本发明一个优选实施例的象素的表面需要被处理以使象素具有第一和第二颜色，例如黑色和白色，则作为示例可以将象素的翻板转动到打开位置，并将象素的所有暴露表面处理得具有第一颜色。之后，象素的翻板转动到打开位置，并将象素的所有暴露表面处理得具有第二颜色。这样不论翻板位于打开还是关闭位置，象素的暴露表面上均带有第二颜色。其结果是，翻板位于关闭位置时象素所显示的第二颜色多于翻板位于打开位置时象素所显示的第一颜色。这种不对称性是不理想的，而且象素上的总是暴露的表面应当减小到最低程度。在翻板的打开和关闭位置，用于将翻板连接到象素上的支架的几乎所有表面均是暴露的，因此降低用于将翻板连接到象素上的支架的尺寸是有益的。

图10A-10B示意显示了根据本发明一个优选实施例的另一个包含一个翻板122的象素120。请参考图10B，翻板122具有安装孔124和一个带有槽128的边缘126，所述槽分别与安装孔汇合。请参考图10A，翻板通过优选相同的支架129和130而连接着中央电极30。在图10A中支架130被切开以显示它的构造。每个支架129和130分别包含一个隔板132和一个轮缘134。支架129和130的隔板132装配在翻板122的槽128中并防止翻板122沿着平行于边缘126的方向移动。支架129和130的轮缘134可以防止翻板122从支架129和130上脱离。

与图9A所示支架102和104相似，每个支架129和130也优选只在一个位置固定在中央电极30上。优选的结构是，轮缘134的一端固定在中央电极30上，而一个小间隔133将每个隔板132的大部分和轮缘134的另一端与中央电极30分隔开。图10A中的插图135示意显示了支架129和中央电极30的剖面图，以解释支架129固定在中央电极30上的方式。

图11示意显示了根据本发明一个优选实施例的另一个包含翻板142的象素140。翻板142具有凸块144，它们分别位于翻板边缘146的相反端上。凸块144保持在插槽支架148中。插槽支架148包含一个背板150和一个轮缘152。背板150可以防止翻板142沿着平行于边缘146的方向侧向平移。轮缘152可以防止翻板142与插槽支架146分开。每个支架148分别优选在一个位置上通过一个“脚”149固定在中央电极30上，在图11中只显示出一个脚。一个小间隔151将每个支架148的本体的大部分与中央电极30分隔开。

在插槽支架148的一种替换性结构中，插槽支架148只包含一个轮缘152。由于轮缘152与翻板142的短边缘接触，因此轮缘152可以防止翻板142沿着平行于边缘146的方向侧向平移。

应当指出，尽管在图1A-11中所示的象素和翻板为矩形的，但根据本发明的优选实施例，具有除矩形之外其它形状的象素是可行的并可能有益。例如，根据本发明的优选实施例，象素成形为菱形或六边形。菱形象素的翻板将是三角形的并覆盖了象素面积的一半。六边形象素的翻板将覆盖象素的六边形区域的一半。

图12A-12K示意显示了图9A-9B所示象素100的成形过程。图12A-12K显示了沿图9A中的线B-B的横截面图，以显示制造象素100所需的成形和蚀刻过程。

图12A-12F分别与图8A-8F中的透视图所示的象素20的制造步骤相同。在图12A中，绝缘层23沉积在基片22上。之后，如图12B所示，一个导电材料层80沉积在绝缘层23上。层80被蚀刻以分别形成第一、第二和中央电极26、28和30，如图12C所示。在图12D中，电极26、28和30以及绝缘层23的暴露表面被覆盖上牺牲层82。牺牲层82被覆盖上一个导电材料层84，如图12E所示。层84被蚀刻以产生翻板24，如图12F所示。在图12F和以下图12G-12K中的横截面图中，所示翻板24具有两个不相连部分，即一个轴部分93和一个本体部分91，然而，这只是选择横截面剖切的产物。

在蚀刻出翻板24后，牺牲层82上的一些部分被蚀刻掉，如图12G所示，以留下中央电极30的裸露区域228和229。之后，一个相对较薄的牺牲层226沉积在象素100的所有暴露表面上。之后，牺牲层226被蚀刻以露出中央电极30上的一个小区域230，如图12I所示。牺牲层226用于将轴部分93(和本体部分)与图12J中所示的沉积在象素100上的下一个导电层232物理隔离。当牺牲层226被蚀刻后，区域230露出，从而用在中央电极30上的一个用于强力粘接导电层232的区域。

导电层232被蚀刻以形成支架104，而且所有牺牲层均被腐蚀掉以形成象素100，如图12K以及图9A和9B所示。

应当指出，如果在牺牲层226上蚀刻区域229的方式与在牺牲层226上蚀刻区域228以露出区域230的方式相同，则导电层232将在两个位置强力粘着在中央导电层30上，这两个位置分别位于轴部分93的两侧。这样就会形成与图8N中所示支架38形状类似的在两个位置固定在中央电极30上的对称支架。通过这种方式形成的支架将具有由支架38的台肩99类似的台肩，但支架高度不是由牺牲层82的厚度确定而是由牺牲层226的厚度确定的。

在本申请的说明书和权利要求书中，每个动词“包含”、“包括”和“具有”以及它们的时态变化均用于指示动词的宾语，而不需要完全列出动词主语中的所有部件、元件和部分。

前面通过对各实施例的非限制性详细说明而描述了本发明，这些实施例仅是作为示例而非对本发明的范围构成限制。本技术领域内的人士可以看出所述实施例的各种改型结构。例如，根据本发明的一个优选实施例的象素中可以包含前面所述本发明各实施例中的特点和元件之间的不同组合。在本发明的一些优选实施例中，象素中可以略去前面所述各实施例中的特点和/或元件。在其它根据本发明的优选实施例的象素中，可以组合前面所述各实施例中的不同特点和/或元件。本发明的范围只由下面的权利要求书限制。

Claims

1.一组用于视觉显示器中的象素结构，每个上述象素分别包含：

一个表面，其具有小于1平方毫米的面积并包含带表面加工的第一和第二区域；

一个薄平板，其具有带表面加工的第一和第二侧，其中，上述板以可旋转的方式连接着上述表面，从而能够绕着一个平行于上述表面的轴线在一个第一和一个第二位置之间旋转；以及

用于将薄平板在上述第一位置与第二位置之间进行旋转的结构；

其中，位于上述第一位置的上述板安置在上述第一区域上并以它的第二侧面对着上述第一区域，而且，位于上述第二位置的上述板安置在上述第二区域上并以它的第一侧面对着上述第二区域；

上述第一和第二区域以及上述第一和第二侧面的表面加工满足下面两个条件中的至少一种：

第一区域的表面加工与第二区域的表面加工不同；

第一侧面的表面加工与第二侧面的表面加工不同。

2.根据权利要求1所述的一组象素结构，其特征在于，当上述板位于上述第一位置时，其遮蔽了几乎整个上述第一区域。

3.根据权利要求1所述的一组象素结构，其特征在于，当上述板位于上述第二位置时，其遮蔽了几乎整个上述第二区域。

4.根据权利要求1-3中任一所述的一组象素结构，其特征在于，上述一组象素是利用微加工技术制造的。

5.根据权利要求4所述的一组象素结构，其特征在于，上述表面具有小于0.25平方毫米的面积。

6.根据权利要求4所述的一组象素结构，其特征在于，上述表面具有小于5000平方微米的面积。

7.根据权利要求4所述的一组象素结构，其特征在于，上述表面具有小于2000平方微米的面积。

8.根据权利要求4所述的一组象素结构，其特征在于，上述表面的上述第一和第二区域分别具有第一和第二平面电极。

9.根据权利要求8所述的一组象素结构，其特征在于，上述第一和第二电极中的至少一个在其表面上带有至少一个不导电凸块。

10.根据权利要求8所述的一组象素结构，其特征在于，上述板由一种导电材料制成。

11.根据权利要求10所述的一组象素结构，其特征在于，上述板的至少一侧上带有至少一个不导电凸块。

12.根据权利要求10所述的一组象素结构，其特征在于，上述第一和第二侧带有不导电涂层。

13.根据权利要求10所述的一组象素结构，其特征在于，上述板通过作用在上述板上的静电力而在第一和第二位置之间旋转，上述静电力是由于向上述第一和第二电极以及上述板施加电压而产生的。

14.根据权利要求13所述的一组象素结构，其特征在于，通过将上述第二电极接地并向上述第一电极和上述板施加相同的电压，可以将上述板从上述第一位置旋转到上述第二位置。

15.根据权利要求14所述的一组象素结构，其特征在于，通过将上述板和上述第二电极接地并向上述第一电极施加一个电压，可以将上述板从上述第二位置旋转到上述第一位置。

16.根据权利要求14所述的一组象素结构，其特征在于，通过向上述第二电极和上述板施加相同的电压并将上述第一电极接地，可以将上述板从上述第二位置旋转到上述第一位置。

17.根据权利要求1-3中任一所述的一组象素结构，其特征在于，上述板在一个短于眼睛反应时间的时间内快速地旋转于第一和第二位置之间，从而使得上述象素呈现为上述第一侧和上述第二区域的表面加工与上述第二侧和上述第一区域的表面加工之间的混合。

18.根据权利要求1-3中任一所述的一组象素结构，其特征在于，上述第一区域的上述表面加工与上述板的上述第二侧的上述表面加工相同。

19.根据权利要求1-3中任一所述的一组象素结构，其特征在于，上述第二区域的上述表面加工与上述板的上述第一侧的上述表面加工相同。

20.根据权利要求1-3中任一所述的一组象素结构，其特征在于，上述第一区域的上述表面加工呈现为白色。

21.根据权利要求1-3中任一所述的一组象素结构，其特征在于，上述第一区域的上述表面加工呈现为一种颜色，上述颜色为三色组中的一种。

22.根据权利要求1-3中任一所述的一组象素结构，其特征在于，上述第一区域的上述表面加工是发光的。

23.根据权利要求1-3中任一所述的一组象素结构，其特征在于，上述第二区域的上述表面加工可以显示为三色组中的一种颜色。

24.根据权利要求1-3中任一所述的一组象素结构，其特征在于，上述第二区域的上述表面加工是发光的。

25.根据权利要求1-3中任一所述的一组象素结构，其特征在于，上述上述第二区域的上述表面加工呈现为黑色。

26.根据权利要求8所述的一组象素结构，其特征在于，上述一组象素中的至少一个象素包含至少一个附加薄板，其具有带表面加工的第一和第二侧，而且，上述至少一个附加薄板以可旋转的方式连接着上述至少一个象素的上述表面，从而能够绕着一个平行于上述表面的轴线在第一和第二位置之间旋转。

27.根据权利要求26所述的一组象素结构，其特征在于，上述至少一个象素中的上述板绕着旋转的所有上述轴线是基本上重合的。

28.根据权利要求26所述的一组象素结构，其特征在于，位于上述第一位置的上述至少一个象素的上述板彼此叠加在上述第一区域上述并以它们的第二侧面对着上述第一区域，而位于上述第二位置的上述板彼此叠加在上述第二区域上述并以它们的第一侧面对着上述第二区域。

29.根据权利要求28所述的一组象素结构，其特征在于，叠加的板中的最上方板基本上遮蔽了位于上述最上方板下面的所有板和上述第一区域或上述第二区域，从而在任何时间上述至少一个象素均只显示上述表面加工中的两种。

30.根据权利要求29所述的一组象素结构，其特征在于，上述至少一个象素中的所有板均由导电材料制成。

31.根据权利要求30所述的一组象素结构，其特征在于，上述至少一个象素中的至少一个板的至少一侧上带有至少一个不导电凸块。

32.根据权利要求30所述的一组象素结构，其特征在于，上述至少一个象素中的至少一个板的至少一侧带有不导电涂层。

33.根据权利要求30所述的一组象素结构，其特征在于，上述至少一个象素中的上述板通过作用在上述板上的静电力而在上述第一和第二位置之间旋转，上述静电力是由于向上述第一和第二电极以及上述至少一个象素中的上述板施加电压而产生的。

34.根据权利要求33所述的一组象素结构，其特征在于，通过将位于上述第一位置的所有板以及第一电极接地，可以将叠加的板中的最上方板旋转到一个第二位置。

35.根据权利要求34所述的一组象素结构，其特征在于，当至少有一个板位于上述第二位置时，通过将位于上述第二位置的最上方板施加一个电压并将上述第二电极接地，可以旋转位于上述第一位置的上述最上方板。

36.根据权利要求34所述的一组象素结构，其特征在于，当没有板位于上述第二位置时，通过向上述第二电极施加一个电压，可以旋转位于上述第一位置的上述最上方板。

37.根据权利要求33所述的一组象素结构，其特征在于，通过将位于上述第二位置的所有板以及第二电极接地，可以将位于上述第二位置的叠加板中的最上方板旋转到一个第一位置。

38.根据权利要求37所述的一组象素结构，其特征在于，当至少有一个板位于上述第一位置时，通过将位于上述第一位置的最上方板施加一个电压并将上述第一电极接地，可以旋转位于上述第二位置的上述最上方板。

39.根据权利要求38所述的一组象素结构，其特征在于，当没有板位于上述第一位置时，通过向上述第一电极施加一个电压，可以旋转位于上述第二位置的上述最上方板。

40.根据权利要求33所述的一组象素结构，其特征在于，通过将上述第一电极接地并向位于上述第二位置的最上方板施加一个第一电压，可以将位于上述第二位置的至少一个板中的上述最上方板向着到一个第一位置。

41.根据权利要求40所述的一组象素结构，其特征在于，当至少有一个板位于上述第一位置时，一个第二电压被施加到位于上述第一位置的至少一个板中的最上方板上，而位于上述第一位置的所有其它板接地，而且，上述第二电压不同于上述第一电压。

42.根据权利要求40所述的一组象素结构，其特征在于，当至少有一个板安置在位于上述第二位置的上述最上方板下方时，上述第一电压施加到一个安置在位于上述第二位置的上述最上方板直接下方的板上，而位于上述第二位置的所有其它板以及上述第二电极接地。

43.根据权利要求40所述的一组象素结构，其特征在于，当没有板安置在位于上述第二位置的上述最上方板下方时，上述第一电压被施加到上述第二电极上。

44.根据权利要求26所述的一组象素结构，其特征在于，当上述至少一个象素的至少一个板位于上述第一位置而且至少一个板位于上述第二位置时，位于上述第一位置的最上方板的上述第一侧和位于上述第二位置的最上方板的上述第二侧具有相同的表面加工。

45.根据权利要求44所述的一组象素结构，其特征在于，当上述至少一个象素中的所有板均位于上述第二位置时，上述第一区域和位于上述第二位置的最上方板的上述第二侧具有相同的表面加工。

46.根据权利要求45所述的一组象素结构，其特征在于，当上述至少一个象素中的所有板均位于上述第一位置时，上述第二区域和位于上述第一位置的最上方板的上述第一侧具有相同的表面加工。

47.根据权利要求46所述的一组象素结构，其特征在于，没有两种相同表面加工显示同一种颜色。

48.根据权利要求46所述的一组象素结构，其特征在于，上述相同表面加工中的每一种分别显示一种不同级别的灰色。

49.根据权利要求47所述的一组象素结构，其特征在于，上述相同表面加工中的至少一种是发光的。

50.根据权利要求47所述的一组象素结构，其特征在于，上述至少一个象素包含两个板。

51.根据权利要求50所述的一组象素结构，其特征在于，上述相同表面加工中的每一种分别是三色组中的一种。

52.根据权利要求21所述的一组象素结构，其特征在于，上述三色组是RGB色。

53.根据权利要求1-3中任一所述的一组象素结构，其特征在于，上述第上述一组象素中的至少一个象素的至少一个板上邻近于其一个边缘成形出至少一个通孔。

54.根据权利要求53所述的一组象素结构，其特征在于，上述至少一个象素包含至少一个固定在上述表面上的支架，上述至少一个支架具有一个带腿的U形件，上述U形件穿过上述至少一个通过中的一个，以将上述至少一个板以可旋转的方式连接在上述表面上。

55.根据权利要求54所述的一组象素结构，其特征在于，上述至少一个板在上述边缘上成形出至少一个槽，其与穿过一个U形件的上述至少一个通孔中的一个汇合。

56.根据权利要求55所述的一组象素结构，其特征在于，穿过一个与槽汇合的通孔并由上述U形件构成的上述支架包含一个安置在上述槽中的隔板，而且，上述隔板限制了上述至少一个板平行于上述边缘的运动。

57.根据权利要求1-3中任一所述的一组象素结构，其特征在于，上述第上述一组象素中的至少一个象素的至少一个板上在其一个单一边缘的两端分别成形出一个凸块。

58.根据权利要求57所述的一组象素结构，其特征在于，上述至少一个象素包含两个支架，它们固定在上述至少一个象素的上述表面上，其中，每个支架分别包含一个具有两条腿的U形件，其中，每个支架的上述U形件分别环绕着上述凸台中的一个，以将上述至少一个板以可旋转的方式连接在上述表面上。

59.根据权利要求58所述的一组象素结构，其特征在于，至少一个上述支架具有一个表面，其按压在上述凸台中的一个的一端上，其中，上述表面限制了上述至少一个板平行于上述单一边缘的运动。

60.根据权利要求54所述的一组象素结构，其特征在于，上述至少一个板上成形出间隙槽，它们使得上述至少一个板能够从上述第一位置旋转到上述第二位置，而不会使上述至少一个板与一个用于将上述至少一个板中不同的一个连接到上述表面上的支架发生物理接触。

61.根据权利要求54所述的一组象素结构，其特征在于，至少一个上述支架在上述支架的一个单一定位区域处固定在上述至少一个象素的上述表面上，上述定位区域邻近于上述腿中的一个。

62.根据权利要求54所述的一组象素结构，其特征在于，至少一个上述支架在上述支架的两个定位区域处固定在上述至少一个象素的上述表面上，其中，每个上述定位区域分别邻近于上述腿中的不同一个。

63.根据权利要求54所述的一组象素结构，其特征在于，用于将上述至少一个板连接到上述至少一个象素的上述表面上的上述支架中的至少一个由一种导电材料制成。

64.根据权利要求63所述的一组象素结构，其特征在于，上述至少一个象素中除了上述第一和第二电极以外还包含至少一个附加电极。

65.根据权利要求64所述的一组象素结构，其特征在于，由上述导电材料制成的上述至少一个支架固定在上述至少一个附加电极上。

66.根据权利要求65所述的一组象素结构，其特征在于，当上述至少一个板与上述电极或上述导电支架接触时，上述板会与上述电极电接触。

67.根据权利要求66所述的一组象素结构，其特征在于，通过向上述电极施加电压，可以将电压施加到上述板上。

68.根据权利要求1-3中任一所述的一组象素结构，其特征在于，上述一组象素中的至少一个象素的上述表面的上述第一和第二区域是平面的，其中，上述第一区域所在平面与上述第二区域所在平面之间的夹角小于180°。

69.根据权利要求68所述的一组象素结构，其特征在于，上述夹角大于140°。

70.根据权利要求68所述的一组象素结构，其特征在于，上述夹角大于160°。

71.根据权利要求1-3中任一所述的一组象素结构，其特征在于，上述板被成形为具有一个轴，并且上述板包含一个支架，用于使上述轴在支架中旋转，上述支架包括：

一个U形件，其具有两条腿，它们被一个跨接元件连接着；以及

一个基础件，其附着在上述腿中的一个上；

其中，上述基础件附着在上述表面上，而且上述轴被俘获在上述表面与上述U形件的上述腿和跨接元件之间。

72.根据权利要求71所述的一组象素结构，其特征在于，上述腿是大致直线形的。

73.根据权利要求71所述的一组象素结构，其特征在于，跨接件是大致直线形的。

74.根据权利要求71所述的一组象素结构，其特征在于，由上述腿、支架和基础件所描绘并俘获了轴的区域是矩形的。

75.一种包含根据权利要求1-3中任一所述的一组象素结构的视觉显示器，上述象素结构被布置以便观看，该视觉显示器还包含：

用于将板固定在第一位置的装置；以及

用于将板固定在第二位置的装置。