MX2007010909A

MX2007010909A - Dispositivo de pantalla bloqueadora de luz del tipo de excitacion de campo electrico.

Info

Publication number: MX2007010909A
Application number: MX2007010909A
Authority: MX
Inventors: Chun-Hyuk Lee
Original assignee: Dongjin Semichem Co Ltd
Priority date: 2005-03-11
Filing date: 2006-03-10
Publication date: 2007-11-23
Also published as: CN101138016B; WO2006096034A1; RU2394267C2; CN101138016A; TW200703172A; TWI413952B; KR100629207B1; RU2007137098A; EP1859430A1; JP2008533521A; EP1859430A4; US20090009445A1; JP5274240B2; KR20060098314A; US8289249B2; MY147015A

Abstract

Se proporciona un dispositivo de pantalla bloqueadora de luz de un tipo de excitacion de campo electrico, que incluye una capa de barrera (150) que incluye una pluralidad de orificios de excitacion (151) y que tiene una primera superficie y una segunda superficie, los cuerpos de excitacion (101) que son insertados dentro de los orificios de excitacion (151) y tienen cargas, un electrodo de pixel (120), formado sobre la primera superficie de la capa de barrera (150), y un electrodo comun (222) formado sobre la segunda superficie de la capa de barrera (150), en donde el area de una seccion transversal paralela a la primera y segunda superficies de los orificios de excitacion (151) es gradualmente cambiada de la primera superficie a la segunda superficie.

Description

DISPOSITIVO DE PANTALLA BLOQUEADORA DE LUZ DEL TIPO DE EXCITACIÓN DE CAMPO ELÉCTRICO CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a un dispositivo de pantalla plana, y más particularmente, a un dispositivo de pantalla de bloqueo de luz de un tipo de excitación de campo eléctrico.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Como un dispositivo de pantalla plana, existe una pantalla de cristal líquido (LCD por sus siglas en ingles) , un panel de pantalla de plasma (PDP) , una pantalla de electroluminiscencia orgánica (OLED por sus siglas en ingles) , una pantalla de efecto de campo (FED por sus siglas en ingles) , y un dispositivo de pantalla electroforética. Entre ellas, la LCD es ampliamente utilizada en un monitor o en un equipo de televisión, y el panel de pantalla de plasma es ampliamente utilizado en un equipo de televisión de pantalla grande. La pantalla de electroluminiscencia orgánica es utilizada en un dispositivo de pantalla a pequeña escala tal como una LCD de un teléfono móvil . La investigación en la aplicación de la pantalla de electroluminiscencia orgánica a un medio o a un dispositivo de pantalla a escala grande, está creciendo activamente.

REF. : 185911 Además, la investigación en la aplicación de la pantalla de efecto de campo o el dispositivo de pantalla electroforética a un monitor, un equipo de televisión, o un documento electrónico, está avanzando.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Problema Técnico No obstante, los dispositivos de pantalla que han sido ampliamente conocidos hasta ahora tienen problemasrespectivos . Por ejemplo, la LCD tiene un ángulo de visión estrecho, una baja velocidad de respuesta, y un alto costo de fabricación. En el dispositivo de pantalla de plasma, es difícil elaborar un píxel que tenga un tamaño menor que un tamaño predeterminado. Además, el consumo de energía es alto, y es generada una gran cantidad de calor.

Solución Técnica La presente invención está comprometida con la resolución de los problemas anteriormente mencionados, y uri objetivo de la presente invención es proporcionar un novedoso dispositivo de pantalla plana y los problemas de los dispositivos de pantalla plana convencionales. De acuerdo a un aspecto de la presente invención, se proporciona un dispositivo de pantalla bloqueadora de luz de un tipo de excitación de campo eléctrico, que incluye una capa de barrera que incluye una pluralidad de orificios de excitación y que tiene una primera superficie y una segunda superficie; los cuerpos de excitación que son insertados dentro de los orificios de excitación y tienen cargas; un electrodo de píxel formado sobre la primera superficie de la capa de barrera; y un electrodo común formado sobre la segunda superficie de la capa de barrera, en donde el área de una sección transversal paralela a la primera y segunda superficies de los orificios de excitación es gradualmente cambiada de la primera superficie a la segunda superficie. En el aspecto anteriormente mencionado de la presente invención, el dispositivo de pantalla bloqueadora de luz puede incluir además una primera capa aislante formada entre la primera superficie de la capa de barrera y el electrodo de píxel; y una segunda capa aislante formada entre la segunda superficie de la capa de barrera y el electrodo común. Al menos uno de gas inerte, nitrógeno y aire seco es llenado en los orificios de excitación. Los elementos interruptores formados sobre la primera superficie de la capa de barrera pueden ser además incluidos, y los elementos interruptores pueden estar conectados a los electrodos de píxel respectivos, para controlar los voltajes aplicados a los respectivos electrodos de píxel. Cada uno de los elementos interruptores puede incluir un transistor de película delgada.

Cada uno de los cuerpos de excitación puede tener una forma esférica y ser elaborados de un material opaco. Cada uno de los orificios de excitación puede tener una forma cónica truncada. El área de una sección transversal que pasa a través de un centro de cada uno de los cuerpos de excitación puede ser mayor que la sección transversal de cada uno de los orificios de excitación. La capa de barrera puede ser negra . La capa de barrera puede ser formada mediante la exposición y desarrollo de una capa fotosensible que contiene pigmento negro utilizando una máscara. El dispositivo de pantalla que bloquea la luz puede incluir además una capa de blindaje de luz formada sobre cualquiera de la primera superficie y la segunda superficie de la capa de barrera. El dispositivo de pantalla bloqueadora de luz puede incluir además un sustrato aislante proporcionado sobre al menos una de una superficie externa del electrodo de píxel y una superficie externa del electrodo común. El sustrato aislante puede incluir un primer sustrato aislante proporcionado sobre la superficie externa del electrodo de píxel y un segundo sustrato proporcionado sobre la superficie externa del electrodo común. El electrodo de píxel puede traslaparse con la pluralidad de orificios de excitación. El área de la sección transversal paralela a la primera y segunda superficies de la capa de barrera, puede incrementarse o disminuir gradualmente mientras que el área es cambiada de la primera superficie a la segunda superficie. El dispositivo de pantalla bloqueadora de luz puede incluir además un filtro de color formado sobre una de la superficie externa del electrodo de píxel y una superficie externa del electrodo común. El dispositivo de pantalla bloqueadora de luz puede incluir además un sustrato aislante proporcionado sobre la superficie externa del electrodo de píxel, y el filtro de color puede ser colocado entre el electrodo de píxel y el sustrato de aislamiento. El electrodo de píxel y el electrodo común pueden ser elaborados de un material conductor transparente. Los ejemplos de materiales conductores transparentes incluyen óxido de indio-estaño (ITO) y óxido de indio-zinc (IZO) . El dispositivo de pantalla bloqueadora de luz puede incluir además un sensor de actitud para detectar un ángulo oblicuo de un monitor de pantalla. El dispositivo de pantalla bloqueadora de luz puede incluir además una unidad de luz de fondo la cual es proporcionada sobre cualquiera de la primera y la segunda superficie de la capa de barrera, y emite luz para visualizar una imagen. La unidad de luz de fondo puede incluir una lámpara que emite la luz y una placa de guía de luz que convierte la luz emitida proveniente de la lámpara en luz superficial. El dispositivo de pantalla bloqueadora de luz puede incluir además un arreglo de lente condensador que condensa la luz emitida de la unidad de luz de fondo a los orificios de excitación respectivos. El electrodo de píxel y el electrodo común pueden ser formados en una forma de tira y el electrodo de píxel y el electrodo común pueden cruzarse uno con el otro. El gris puede ser visualizado al controlar un periodo de tiempo cuando cada uno de los cuerpos de excitación bloquea cada uno de los orificios de excitación. El periodo de tiempo cuando cada uno de los cuerpos de excitación bloquea cada uno de los orificios de excitación, puede ser controlado al aplicar intermitentemente y de manera repetida el voltaje a través del electrodo de ' píxel y del electrodo común. El gris puede ser visualizado al hacer variar un voltaje aplicado a través del electrodo de píxel y el electrodo común, para controlar las posiciones de los cuerpos de excitación en los orificios de excitación. Los orificios de excitación pueden estar en un estado al vacío. El dispositivo de pantalla bloqueadora de luz puede incluir además una fuente de luz superficial que es proporcionada sobre cualquiera de la primera superficie y la segunda superficie de la capa de barrera, y emite luz para visualizar una imagen.

De acuerdo a un aspecto de la presente invención, se proporciona un dispositivo de pantalla bloqueadora de luz de un tipo de excitación de campo eléctrico, que incluye una capa de barrera que incluye una pluralidad de canales de excitación y que tiene una primera superficie y una segunda superficie; los cuerpos de excitación que son insertados dentro de los orificios de excitación y tienen cargas; un electrodo de píxel formado sobre la primera superficie de la capa de barrera; y un electrodo común formado sobre la segunda superficie de la capa de barrera, en donde el área de una sección transversal paralela a la primera y segunda superficies de los orificios de excitación es gradualmente cambiada de la primera superficie a la segunda superficie.

Efectos Ventajosos De acuerdo a la presente invención, es posible lograr la pantalla deseada al controlar las posiciones de los cuerpos de excitación utilizando gravedad y una fuerza eléctrica para controlar la cantidad de luz.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS Las características y ventajas anteriormente mencionadas y otras de la presente invención se volverán más aparentes al describir con detalle las modalidades ejemplares de la misma, con referencia a las figuras anexas en las cuales : La Figura 1 es una vista en sección transversal de un dispositivo de pantalla bloqueadora de luz de un tipo de excitación de campo eléctrico de acuerdo a una modalidad de la presente invención; La Figura 2 es una vista agrandada parcial de la Figura 1 ; La Figura 3 es una vista en sección transversal de un panel de pantalla de un dispositivo de pantalla bloqueadora de luz de un tipo de excitación de campo eléctrico de acuerdo a otra modalidad más de la presente invención. Las Figuras 4 y 5 muestran un método de controlar un campo eléctrico de excitación de acuerdo a un ángulo oblicuo del dispositivo de pantalla bloqueadora de luz del tipo de excitación de campo eléctrico; y Las Figuras 6 a la 10 son vistas en sección transversal de los dispositivos de pantalla bloqueadora de luz de un tipo de excitación de campo eléctrico de acuerdo a las otras modalidades de la presente invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN De aquí en adelante, las modalidades ejemplares de la presente invención serán descritas con detalle con referencia a las figuras anexas tal que la presente invención puede ser fácilmente puesta en práctica por aquellos de experiencia en la técnica. En los dibujos, los espesores están agrandados para fines de ilustrar claramente las capas y las áreas. Además, elementos similares son denotados por números de referencia similares en la especificación completa. Si se menciona que una capa, una película, un área o una placa es colocada sobre un elemento diferente, ésta incluye un caso en que las capas, la película, el área o la placa son colocadas a la derecha sobre el elemento diferente, así como un caso en que otro elemento más es colocado entre éstos. Por el contrario, si se menciona que un elemento es colocado a la derecha sobre otro elemento, esto significa que ningún elemento es colocado entre éstos. La Figura 1 es una vista en sección transversal de un dispositivo de pantalla bloqueadora de luz de un tipo de excitación de campo eléctrico, de acuerdo a una modalidad de la presente invención, y la Figura 2 es una vista parcial agrandada de la Figura 1. Con referencia a la Figura 1, un dispositivo de pantalla bloqueadora de luz de acuerdo a la presente modalidad incluye un panel de pantalla 100 y una unidad 300 de luz de fondo. El panel de pantalla 100 controla la cantidad de luz para visualizar una imagen, e incluye una pluralidad de orificios de excitación 151 y cuerpos de excitación 101 insertados en los orificios de excitación 151, y que tienen cargas. La unidad 300 de luz de fondo emite luz hacia el panel 100 de pantalla e incluye una lámpara 302 para emitir la luz, una placa 301 de guía de luz para convertir la luz emitida, para convertir la luz emitida de la lámpara 302, que es una fuente de luz puntual o una fuente de luz lineal, en luz superficial, y un lente condensador 303 para condensar la luz emitida de la placa 301 de guía de luz y transmitir la luz hacia los orificios de excitación 151 del panel de pantalla 302. Aquí, la lámpara 302 puede ser la fuente de luz lineal tal como la lámpara fluorescente de cátodo frío (CCFL) o una lámpara fluorescente de electrodo externo (EEFL) o la fuente de luz puntual tal como un diodo emisor de luz (LED) . Alternativamente, la lámpara 302 puede ser una fuente de luz superficial, y en este caso, la placa 301 de guía de luz puede ser omitida. El lente condensador 303 puede ser directamente formado sobre la placa 301 de guía de luz como una monocapa o como una forma de película separada. Alternativamente, el lente condensador 303 puede ser formado a un lado del panel de pantalla 100 por una capa. En el dispositivo de pantalla bloqueadora de luz, es aplicada una fuerza eléctrica a los cuerpos de excitación 101 en los orificios de excitación 151, para mover el cuerpo de excitación 101 y para controlar el paso de la luz emitida desde la unidad 300 de luz de fondo, con lo cual se visualiza una imagen deseada. El panel 100 de pantalla del dispositivo de pantalla bloqueadora de luz será descrito con detalle con referencia a la Figura 2. Se forma una pluralidad de electrodos de píxel 120 sobre una superficie de un sustrato aislante transparente 110 elaborado de vidrio. Aquí, el electrodo, de píxel 120 es elaborado de material conductor transparente tal como óxido de indio-estaño (ITO) u óxido de indio-zinc (IZO) y uniformemente acomodado en una matriz . Los elementos interruptores 130 para interrumpir separadamente los voltajes aplicados a los electrodos de píxel 120 son formados sobre el sustrato aislante 110, y conectados a los electrodos de píxel 120. Aquí, el elemento interruptor 130 puede ser un transistor de película delgada. Los elementos interruptores 130 son formados sobre el sustrato aislante 110, tal que las líneas de entrada (no ilustradas) para transmitir las señales de exploración para apagar/encender los transistores de película delgada y las líneas de datos (no ilustradas) para transmitir los voltajes grises aplicados a los electrodos de píxel 120, se crucen uno con el otro. Una primera capa aislante 140 es formada sobre los electrodos de píxel 120 y los elementos interruptores 130. Aquí, la primera capa aislante 140 es elaborada de un material aislante inorgánico tal como nitruro de silicio SiNx u óxido de silicio Si02 o un material aislante orgánico tal como resina. Alternativamente, la primera capa aislante 140 puede ser formada por debajo de los elementos interruptores 130. Sobre la primera capa aislante 140, se forma una capa de barrera 150 que tiene una pluralidad de orificios de excitación 151. La capa de barrera 150 puede ser elaborada de un material permeable a la luz o un material opaco a través del cual no puede pasar la luz. La capa de barrera 150 es preferentemente elaborada de un material negro para prevenir que se deteriore la calidad de la pantalla debido a la permeación o reflexión de la luz no necesaria. La capa de barrera 150 puede ser formada al exponer y revelar una capa fotosensible que contiene pigmento negro, utilizando una máscara específica o un método de nanoimpresión. Alternativamente, la capa de barrera 150 puede ser formada al exponer y revelar la capa fotosensible como la máscara y realizar un post-proceso para bloquear la luz. El área de una sección transversal del orificio de excitación 151 paralela a una superficie de la capa de barrera (o una superficie de sustrato aislante 110) es gradualmente cambiada desde una superficie inferior hasta una superficie superior de la capa de barrera 150. En la Figura 2, el área de la sección transversal del orificio de excitación 151 se incrementa gradualmente, mientras que el área es cambiada desde la superficie inferior hacia la superficie superior de la capa de barrera 150. En contraste, el área de la sección transversal del orificio de excitación 151 puede disminuir gradualmente mientras que el área es cambiada desde la superficie inferior hasta la superficie superior de la capa de barrera 150. En la actual modalidad, el orificio de excitación .151 tiene una forma cónica truncada. Además, el orificio de excitación 151 puede tener diversas formas. Un gas inactivo tal como argón, neón, o helio es rellenado dentro del orificio de excitación 151 de la capa de barrera 150. Además, el cuerpo de excitación 101 es insertado en el orifico de excitación 151 de la capa de barrera 150. Aquí, el cuerpo de excitación 101 es elaborado de un material opaco, y la superficie del cuerpo de excitación 101 es negra para prevenir que la luz sea reflejada y tiene cargas predeterminadas. La carga puede ser carga negativa o positiva. En vez del gas inactivo, el otro gas adecuado para retener las cargas sobre el cuerpo de excitación 101, tal como nitrógeno o aire anhidro, puede ser llenado en el orificio de excitación 151. Alternativamente, el orificio de excitación 151 puede estar en un estado a vacío. No obstante, en la presente invención, el cuerpo de excitación 101 tiene una forma esférica, el cuerpo de excitación 101 puede tener una forma diferente tal como una forma cilindrica, dependiendo de la forma del orificio de excitación 151. El área de una sección transversal que pasa a través de un centro del cuerpo de excitación 101 (de aquí en adelante como una sección transversal central) es preferentemente mayor que un área más pequeña de la sección transversal del orificio de excitación 151, con el fin de bloquear completamente el orificio de excitación 151 para realizar un estado negro completo. Puede ser formada una cavidad en el cuerpo de excitación 101 para reducir así el peso del cuerpo de excitación 101. Una segunda capa aislante 210 es formada sobre la capa de barrera 151. La segunda capa aislante 210 puede ser formada en una forma de película. La segunda capa aislante 210 puede ser formada de nitruro de silicio u óxido de silicio. Un electrodo común 220 elaborado de material conductor transparente tal como ITO o IZO es formado sobre la segunda capa aislante 210. Una capa 230 de blindaje de luz para definir una región de píxel es formada sobre el electrodo común 220. La capa 230 de blindaje de luz previene que la luz emitida de los pixeles adyacentes se mezcle una con la otra. Cuando la capa de barrera 150 puede funcionar como la capa de blindaje de luz, la capa 230 de blindaje de luz puede ser omitida. Filtros de color rojos, verdes y azules 240R, 240G y 24OB son formados sobre la capa 230 de blindaje de luz. Los .filtros de color 240R, 240G y 240B están acomodados en las posiciones correspondientes a los respectivos orificios de excitación 151. Sobre el panel 100 de pantalla, una unidad 300 de luz posterior puede ser proporcionada en un lado del sustrato aislante 110 o los filtros de color 240R, 240G y 240B. Será ahora descrita la excitación del dispositivo de pantalla bloqueadora de luz del tipo de excitación de campo eléctrico. En general, el dispositivo de pantalla es utilizado en el estado en que un monitor de pantalla permanece en una posición recta vertical. En consecuencia, la superficie interna de la capa de barrera 151 en la capa de barrera 150 forma una superficie oblicua. El cuerpo de excitación 101 se desenrolla hacia abajo sobre la superficie oblicua por gravedad. No obstante, cuando es aplicado un voltaje a través del electrodo de píxel 120, y el electrodo común 220, es generado un campo eléctrico y el cuerpo de excitación que tiene cargas recibe una fuerza eléctrica y se enrolla hacia arriba sobre la superficie oblicua contra la gravedad. En consecuencia, al controlar el voltaje a través del electrodo de píxel 120 y el electrodo común 220, la fuerza eléctrica aplicada al cuerpo de excitación 101 puede ser controlada y de este modo la posición del cuerpo de excitación 101 es también controlable. En esta modalidad, el ángulo de la superficie oblicua del orificio de excitación 151 es constante. Alternativamente, el ángulo de la superficie oblicua del orificio de excitación 151 puede incrementarse gradualmente hacia arriba, es decir, el orificio de excitación 151 puede tener una forma de trompeta. Ya que el área del electrodo de píxel 120 es más pequeña que aquella del electrodo común 220, la intensidad del campo eléctrico generada entre los electrodos 120 y 220 se vuelve gradualmente más fuerte hacia el electrodo de píxel 120. En este caso, el voltaje a través de los electrodos 120 y 220 es controlado tal que el cuerpo de excitación 101 se detiene en un punto predeterminado en el orificio de excitación 151. El área del orificio de excitación 151 para pasar la luz varía dependiendo de la posición del cuerpo de excitación 101. En particular, entre más alta sea la posición del cuerpo de excitación 101, más estrecha es el área del orificio de excitación 151 para pasar la luz. Cuando el cuerpo de excitación 101 está localizado en un lado más bajo de la superficie oblicua, el área del orificio de excitación 151 para pasar la luz se vuelve máxima. Cuando el cuerpo de excitación 101 está localizado en un lado más elevado de la superficie oblicua para bloquear completamente el orificio de excitación 151, la luz es completamente bloqueada. En consecuencia, al controlar el voltaje a través del electrodo de píxel 120 y el electrodo común 220, es posible controlar el paso de la luz. Aunque la cantidad de la luz es controlada al controlar la posición del cuerpo de excitación 101 en el orificio de excitación 151, la cantidad de la luz puede ser controlada al controlar un periodo de tiempo cuando el cuerpo de excitación 101 bloquea la luz. De aquí en adelante, será descrito este método. Cuando un periodo de tiempo para un píxel para visualizar continuamente información de imagen específica, corresponde a un cuadro, la cantidad de la luz puede ser controlada al hacer variar el periodo de tiempo cuando el cuerpo de excitación 101 bloquea el orificio de excitación 151 en un cuadro. Por ejemplo, cuando el voltaje no es continuamente aplicado en un cuadro tal que el cuerpo de excitación 101 está localizado en el lado más bajo de la superficie oblicua, es visualizado un estado blanco el cual es de una más alta graduación, mientras que cuando el voltaje es al final aplicado en un cuadro tal que el cuerpo de excitación 101 bloquea el orificio de excitación 151, es visualizado un estado negro que es un gris más bajo. Además, cuando el voltaje es aplicado tal que cuerpo de excitación 101 bloquea el orificio de excitación 151 durante un periodo de tiempo correspondiente a la mitad de un cuadro, es visualizado un gris intermedio. A este tiempo, el periodo de tiempo cuando el cuerpo de excitación 101 bloquea el orificio de excitación 151, puede ser controlado al aplicar continuamente el voltaje al orificio de excitación 151 o al aplicar intermitente y repetidamente el voltaje al orificio de excitación 151 en el periodo de tiempo correspondiente al gris. Por ejemplo, cuando el 156°. gris es visualizado utilizando el dispositivo de pantalla bloqueadora de luz que puede visualizar 256 grises, un cuadro es dividido en 256 secciones y el voltaje es continuamente aplicado en el periodo de tiempo correspondiente a 100 secciones, o la aplicación del voltaje en el periodo de tiempo correspondiente a una sección es repetidamente realizada 100 veces, con lo cual se logra la brillantez correspondiente al 156°. gris. Además, mediante el uso de los filtros de color 240R, 240G, 240B, es visualizada una imagen en color. Aquí, ya que el tamaño del cuerpo de excitación 101 es de aproximadamente pocos micrómetros y el cuerpo de excitación 101 puede ser excitado por un voltaje de unas pocas decenas de milivoltios (mV) o unos pocos cientos de milivoltios, y operado a una alta velocidad, es posible proporcionar un dispositivo de pantalla que tenga una alta velocidad de respuesta y una función de ajuste preciso. Ya que la velocidad de operación del cuerpo de excitación 101 es inversamente proporcional al peso del cuerpo de excitación 101, puede ser formada una cavidad en el cuerpo de excitación 101 con el fin de reducir el peso del cuerpo de excitación 101. Aunque el cuerpo de excitación 101 es excitado utilizando la gravedad y la fuerza eléctrica, una fuerza eléctrica que actúa en la dirección opuesta de la fuerza eléctrica existente, puede ser utilizada como un medio para reemplazar o compensar la gravedad. En otras palabras, al revertir el voltaje a través del electrodo de píxel 120 y el electrodo común 220, el cuerpo de excitación 101 puede moverse recíprocamente independiente de la gravedad. La Figura 3 es una vista en sección transversal de un panel de pantalla de un dispositivo de pantalla bloqueadora de luz de un tipo de excitación de campo eléctrico de acuerdo a otra modalidad más de la presente invención. Con referencia a la Figura 3, sobre una superficie de un primer sustrato aislante 110 elaborado de un material transparente tal como vidrio, se forman en una matriz los filtros de color 240 de rojo, verde y azul. Los electrodos de píxel 120 son formados sobre filtros de color respectivos 240. Aquí, el electrodo de píxel 120 es elaborado de un material conductor transparente tal como ITO o IZO.

Los elementos interruptores 130 para interrumpir separadamente los voltajes aplicados a los electrodos de píxel 120, son formados sobre el sustrato aislante 110 y conectados a los electrodos de píxel 120. Aquí, el elemento interruptor 130 puede ser un transistor de película delgada. Los elementos interruptores 130 son formados sobre el sustrato aislante 110, tal que las líneas de entrada (no ilustradas) para transmitir las señales de exploración para encender y apagar los transistores de película delgada y las líneas de datos (no ilustradas) para transmitir los voltajes de gris aplicados a los electrodos de píxel 120, se cruzan uno con el otro. Una primera capa aislante 140 es formada sobre los electrodos de píxel 120 y los elementos interruptores 130. Aquí, la primera capa aislante 140 es elaborada de un material aislante inorgánico tal como nitruro de silicio SiNx u óxido de silicio Si02 o un material aislante orgánico tal como resina. Alternativamente, la primera capa aislante 140 puede ser formada por debajo de los elementos interruptores 130. Sobre la primera capa aislante 140, es formada una capa de barrera 150 que tiene una pluralidad de orificios de excitación 151. La capa de barrera 150 es preferentemente negra. La capa de barrera 150 puede ser formada al exponer y revelar una capa fotosensible que contiene pigmento negro, utilizando una máscara específica o un método de nanoimpresión. El área de una sección transversal del orificio de excitación 151, paralela a una superficie de la capa de barrera (o una superficie del sustrato aislante 110) , es gradualmente cambiada desde una superficie inferior hasta una superficie superior de la capa de barrera 150. En la Figura 3, el área de la sección transversal del orificio de excitación 151 se incrementa gradualmente mientras que el área es cambiada desde la superficie inferior a la superficie superior de la capa de barrera 150. En contraste, el área de la sección transversal del orificio de excitación 151 puede disminuir gradualmente mientras que el área es cambiada desde la superficie inferior hasta la superficie superior de la capa de barrera 150. En la presente modalidad, el orificio de excitación 151 tiene una forma de cono truncado. Además, el orificio de excitación 151 puede tener diversas formas. Con el fin de prevenir una falla del orificio de excitación 151, una pluralidad de orificios de excitación 151 son formados para traslapar un electrodo de píxel 120. Al acomodar unas pocas decenas de orificios de excitación 151 sobre cada píxel, es posible obtener la característica de operación uniforme. Un gas inactivo tal como argón, neón o helio es llenado dentro del orificio de excitación 151 de la capa de barrera 150. Aquí, es preferible que la superficie del cuerpo de excitación 101 sea negra y tenga cargas predeterminadas . La carga puede ser carga negativa o positiva. En vez del gas inerte, otro gas adecuado para retener las cargas sobre el cuerpo de excitación 101, tal como nitrógeno o aire anhidro, puede ser llenado en el orificio de excitación 151. Alternativamente, el orificio de excitación 151 puede estar en un estado a vacío. Aunque en la presente modalidad el cuerpo de excitación 101 tiene una forma esférica, el cuerpo de excitación 101 puede tener una forma diferente, tal como una forma cilindrica, dependiendo de la forma del orificio de excitación 151. El área de la sección transversal central es preferentemente mayor que un área más pequeña de la sección transversal del orificio de excitación 151, con el fin de bloquear completamente el orificio de excitación 151 para realizar un estado negro completo. Puede ser formada una cavidad en el cuerpo de excitación 101 con el fin de reducir el peso del cuerpo de excitación 101. Una segunda capa aislante 210 es formada sobre el orificio de excitación 151. La segunda capa aislante 210 puede ser formada en una forma de película. La segunda capa aislante 210 puede ser elaborada de nitruro de silicio u óxido de silicio. Un electrodo común 220 elaborado de un material conductor transparente tal como ITO o IZO es formado sobre la segunda capa aislante 210. Un segundo sustrato aislante 290 es proporcionado sobre el electrodo común 220. El panel de pantalla que tiene la configuración anteriormente mencionada puede ser fabricado mediante la formación de filtros de color 240, los electrodos de píxel 120, los elementos interruptores 130, y la primera capa aislante 140, y la capa de barrera 150 sobre el primer sustrato aislante 110, formando el electrodo común 220 y la segunda capa aislante 210 sobre el segundo sustrato aislante 290, insertando los cuerpos de excitación 101 dentro de los orificios de excitación 151, y combinando los sustratos 110 y 290 uno con el otro en una atmósfera tal como gas inactivo o nitrógeno. Ya que únicamente el electrodo común 220 y la segunda capa aislante 210 son formados sobre el segundo sustrato aislante 290, es fácil alinear los sustratos 110 y 290. Las Figuras 4 y 5 ilustran un método para controlar un campo eléctrico de excitación de acuerdo a un ángulo oblicuo del dispositivo de pantalla bloqueadora de luz del tipo de excitación de campo eléctrico. El dispositivo de pantalla es en general utilizado en el estado en que el monitor de la pantalla permanece en una posición recta vertical, pero puede ser utilizado ya que la pantalla está ligeramente inclinada con respecto a un plano vertical como una computadora tipo cuaderno (noteboo ) . En el dispositivo de pantalla bloqueadora de luz de acuerdo a la presente invención, cuando el monitor de la pantalla está inclinado con respecto al plano vertical, el ángulo de la superficie oblicua del orificio de excitación 151 varía y de este modo tiene influencia sobre la excitación del cuerpo de excitación 101 utilizando el campo eléctrico. Como se ilustra en la Figura 4, cuando el panel de pantalla 100 está inclinado por ?o, el cuerpo de excitación 101 colocado sobre la superficie oblicua del orificio de excitación 151 se enrolla hacia abajo sobre la superficie oblicua por una fuerza mgcos(?o+??) debido a la gravedad (ver Figura 5) . Aquí, qi denota un ángulo de la superficie oblicua del orificio de excitación 151. Cuando es aplicado un voltaje V a través del electrodo de píxel 120 y el electrodo común 220, el cuerpo de excitación 101 se enrolla hacia arriba sobre la superficie oblicua por una fuerza QVcos ?¡ debido a la fuerza eléctrica. Aquí, Q denota la cantidad de las cargas del cuerpo de excitación 101, y d denota una distancia entre los electrodos 120 y 220. En consecuencia, con el fin de permitir que la fuerza debida a la gravedad y la fuerza debida al campo eléctrico esté en un estado de equilibrio, es aplicado un voltaje mg m COSQ (/fl?0 + , ?}) }=_ QVc -7os T¿ J- a través del electrodo de píxel 120 y el electrodo común 220.

El voltaje de excitación a través del electrodo de píxel 120 y el electrodo común 220 es calculado por una función de ?o y ?i. Aquí, ya que ?i es previamente determinada, puede ser calculado un voltaje de excitación necesario, al medir ?o . En consecuencia, un sensor de actitud para medir un ángulo oblicuo, es montado en el dispositivo de pantalla bloqueadora de luz de acuerdo a una modalidad de la presente invención, una unidad de control del voltaje de excitación recibe el ángulo oblicuo detectado por el sensor de actitud, y un voltaje de excitación correspondiente al ángulo oblicuo es aplicado a través del electrodo de píxel 120 y el electrodo común 220, con lo cual se logra la visualización deseada . Aunque un dispositivo de pantalla bloqueadora de luz, del tipo activo es descrito en la descripción anterior, la presente invención puede aplicar a un dispositivo de pantalla bloqueadora de luz del tipo pasivo.

Las Figuras 6 a la 10 son vistas en sección transversal de los dispositivos de pantalla bloqueadora de luz de un tipo de excitación de campo eléctrico de acuerdo a las otras modalidades de la presente invención. Primeramente, con referencia a la Figura 6, una primera capa aislante 140 y una segunda capa aislante 210 son formadas sobre ambas superficies de la capa de barrera 150 y los electrodos de píxel 121 y común 221, en forma de tira son formados sobre la superficie externa de las capas aislantes 140 y 210, respectivamente. Aquí, las direcciones longitudinales de los electrodos de píxel 121 y los electrodos comunes 221 son perpendiculares una a la otra. En la presente modalidad, el cuerpo de excitación 101 y la capa de barrera 150 son negros y no se requiere una capa de blindaje de luz. En el dispositivo de pantalla de tipo pasivo, cuando son aplicados los voltajes a uno de la pluralidad de electrodos de píxel 121 y uno de la pluralidad de electrodos comunes 221, respectivamente, el cuerpo de excitación 101 localizado en una posición donde los electrodos 121 y 221 se cruzan uno con el otro, es excitado por una fuerza eléctrica. Una modalidad ilustrada en la Figura 7 es diferente de la modalidad ilustrada en la Figura 6 ya que los lentes condensadores 303 son además formados sobre los electrodos comunes 221.

En una modalidad ilustrada en la Figura 8, los canales de excitación 151 son formados en una capa de barrera 150, y una capa de blindaje 230 de luz es formada sobre una superficie de la capa de barrera 150, y los electrodos comunes 221 son formados sobre la capa 230 de blindaje de luz. Ya que los orificios de excitación 151 no pasan a través de la capa de barrera 150, una capa aislante para aislar los electrodos comunes 221 de los cuerpos de excitación 101, no necesita ser formada. La capa de barrera 150 puede ser fácilmente formada utilizando un método de nanoimpresión. Además, ya que la capa 230 de blindaje de luz previene que la luz sea mezclada con otra entre los orificios de excitación 151, la capa de barrera 150 puede ser elaborada de un material permeable a la luz . Una modalidad ilustrada en la Figura 9 es diferente de la modalidad ilustrada en la Figura 8, ya que los orificios de excitación 151 pasan a través de la capa de barrera 150 y el canal 230 de blindaje de luz, y es formada una segunda capa aislante 210 para aislar los electrodos comunes 221 de los cuerpos de excitación 101. Una modalidad ilustrada en la Figura 10 es diferente de la modalidad ilustrada en la Figura 9, ya que la capa 230 de blindaje de luz es formada sobre una superficie externa de los electrodos comunes 221. Como se mencionó anteriormente, de acuerdo a la presente invención, es posible lograr la pantalla deseada al controlar las posiciones de los cuerpos de excitación utilizando gravedad y una fuerza eléctrica para controlar la cantidad de luz . Aunque las modalidades ejemplares y los ejemplos modificados de la presente invención han sido descritas, la presente invención no está limitada a las modalidades y a los ejemplos, pero puede ser modificada en diversas formas sin apartarse del alcance de las reivindicaciones anexas, la descripción detallada, y los dibujos anexos de la presente invención. Por lo tanto, es natural que tales modificaciones pertenezcan al alcance de la presente invención. Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones : 1. Un dispositivo de pantalla bloqueadora de luz de un tipo de excitación de campo eléctrico, caracterizado porque comprende : una capa de barrera que incluye una pluralidad de orificios de excitación y que tiene una primera superficie y una segunda superficie; los cuerpos de excitación que son insertados dentro de los orificios de excitación y tienen cargas; un electrodo de píxel formado sobre la primera superficie de la capa de barrera; y un electrodo común formado sobre la segunda superficie de la capa de barrera, en donde el área de una sección transversal paralela a la primera y segunda superficies de los orificios de excitación es gradualmente cambiada de la primera superficie a la segunda superficie.
2. El dispositivo de pantalla bloqueadora de luz de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende además : una primera capa aislante formada entre la primera superficie de la capa de barrera y el electrodo de píxel; y una segunda capa aislante formada entre la segunda superficie de la capa de barrera y el electrodo común.
3. El dispositivo de pantalla bloqueadora de luz de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque al menos un gas inactivo, nitrógeno y aire seco es llenado en los orificios de excitación.
4. El dispositivo de pantalla bloqueadora de luz de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el electrodo de píxel es formado en plural, el electrodo común es formado de un electrodo simple correspondiente a todos los electrodos de píxel, los elementos interruptores formados sobre la primera superficie de la capa de barrera son además incluidos, y los elementos interruptores están conectados a los respectivos electrodos de píxel, para controlar los voltajes aplicados a los respectivos electrodos de píxel.
5. El dispositivo de pantalla bloqueadora de luz de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque cada uno de los elementos interruptores incluye un transistor de película delgada.
6. El dispositivo de pantalla bloqueadora de luz de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque cada uno de los cuerpos de excitación tiene una forma esférica.
7. El dispositivo de pantalla bloqueadora de luz de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque la superficie de cada uno de los cuerpos de excitación es negra.
8. El dispositivo de pantalla bloqueadora de luz de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque cada uno de los orificios de excitación tiene una forma de cono truncado .
9. El dispositivo de pantalla bloqueadora de luz de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque cada uno de los orificios de excitación tiene una forma esférica y el área de una sección transversal que pasa a través de un centro de cada uno de los cuerpos de excitación es mayor que la sección transversal de cada uno de los orificios de excitación.
10. El dispositivo de pantalla bloqueadora de luz de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la capa de barrera es negra.
11. El dispositivo de pantalla bloqueadora de luz de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque la capa de barrera es formada al exponer y revelar una capa fotosensible que contiene pigmento negro, utilizando una máscara.
12. El dispositivo de pantalla bloqueadora de luz de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende además una capa de blindaje de luz formada sobre cualquiera de la primera superficie y la segunda superficie de la capa de barrera.
13. El dispositivo de pantalla bloqueadora de luz de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende además un sustrato aislante proporcionado sobre al menos una de una superficie exterior del electrodo de píxel y una superficie exterior del electrodo común.
14. El dispositivo de pantalla bloqueadora de luz de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque el sustrato aislante comprende un primer sustrato aislante proporcionado sobre la superficie externa del electrodo de píxel y un segundo sustrato proporcionado sobre la superficie externa del electrodo común.
15. El dispositivo de pantalla bloqueadora de luz de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el electrodo de píxel se traslapa con la pluralidad de orificios de excitación.
16. El dispositivo de pantalla bloqueadora de luz de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el área de la sección transversal paralela a la primera y segunda superficies de la capa de barrera se incrementa gradualmente, mientras que el área cambia de la primera superficie a la segunda superficie.
17. El dispositivo de pantalla bloqueadora de luz de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el área de la sección transversal paralela a la primera y segunda superficies de las capas de barrera disminuye gradualmente, mientras que el área cambia de la primera superficie a la segunda superficie.
18. El dispositivo de pantalla bloqueadora de luz de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende además un filtro de color formado sobre una de una superficie externa del electrodo de píxel y una superficie externa del electrodo común.
19. El dispositivo de pantalla bloqueadora de luz de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque comprende además un sustrato aislante proporcionado sobre la superficie externa del electrodo de píxel, en donde el filtro de color está colocado entre el electrodo de píxel y el sustrato aislante.
20. El dispositivo de pantalla bloqueadora de luz de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el electrodo de píxel y el electrodo común son elaborados de un material conductor transparente.
21. El dispositivo de pantalla bloqueadora de luz de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque el electrodo de píxel y el electrodo común son elaborados de óxido de indio-estaño (ITO) u óxido de indio- zinc (IZO) .
22. El dispositivo de pantalla bloqueadora de luz de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende además un sensor de actitud para detectar un ángulo oblicuo de un monitor de pantalla.
23. El dispositivo de pantalla bloqueadora de luz de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado porque comprende además una unidad de control del voltaje de excitación, que controla un voltaje de gris aplicado a través del electrodo común y el electrodo de píxel, de acuerdo al ángulo oblicuo detectado por el sensor de actitud.
24. El dispositivo de pantalla bloqueadora de luz de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende además una unidad de luz de fondo que es proporcionada sobre cualquiera de la primera superficie y la segunda superficie de la capa de barrera, y emite luz para la pantalla.
25. El dispositivo de pantalla bloqueadora de luz de conformidad con la reivindicación 24, caracterizado porque la unidad de luz de fondo comprende una lámpara que emite la luz y una placa de guía de luz que convierte la luz emitida de la lámpara en luz superficial.
26. El dispositivo de pantalla bloqueadora de luz de conformidad con la reivindicación 25, caracterizado porque comprende además un arreglo de lente condensador que condensa la luz emitida de la unidad de luz de fondo a los respectivos orificios de excitación.
27. El dispositivo de pantalla bloqueadora de luz de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el electrodo de píxel y el electrodo común son formados en una forma de tira y el electrodo de píxel y el electrodo común se cruzan uno con el otro.
28. El dispositivo de pantalla bloqueadora de luz de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque un gris es visualizado por el control de un periodo de tiempo cuando cada uno de los cuerpos de excitación bloquea cada uno de los orificios de excitación.
29. El dispositivo de pantalla bloqueadora de luz de conformidad con la reivindicación 28, caracterizado porque el periodo de tiempo cuando cada uno de los cuerpos de excitación bloquea cada uno de los orificios de excitación, es controlado al aplicar intermitentemente y de manera repetida el voltaje a través del electrodo de .píxel y el electrodo común.
30. El dispositivo de pantalla bloqueadora de luz de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque es visualizado un gris al hacer variar un voltaje aplicado a través del electrodo de píxel y el electrodo común, para controlar las posiciones de los cuerpos de excitación en los orificios de excitación.
31. El dispositivo de pantalla bloqueadora de luz de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque los orificios de excitación están en un estado al vacío.
32. El dispositivo de pantalla bloqueadora de luz de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende además una fuente de luz superficial que es proporcionada sobre cualquiera de la primera superficie y la segunda superficie de la capa de barrera, y emite luz para la pantalla.
33. Un dispositivo de pantalla bloqueadora de luz de un tipo de excitación de campo eléctrico, caracterizado porque comprende : una nervadura de barrera que incluye una pluralidad de canales de excitación y que tiene una primera superficie y una segunda superficie; cuerpos de excitación que están insertados dentro de los orificios de excitación y tienen cargas; un electrodo de píxel formado sobre la primera superficie de la nervadura de barrera; y un electrodo común formado sobre la segunda superficie de la nervadura de barrera, en donde el área de una sección transversal paralela a la primera y segunda superficie de los orificios de excitación es gradualmente cambiada de la primera superficie a la segunda superficie.