CN102736141A - 光束方向控制元件及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种光束方向控制元件，具有交替设置在基板表面上的透明区域和光吸收区域，其中，光吸收区域用作控制光的光束方向的遮板。光束方向控制元件以如下方式制造：把光透明材料布置在第一透明基板上，以形成组成透明区域的透明隆起；在透明隆起之间的间隙中填充可固化且光吸收流体；以及随后对该流体进行固化，以形成光吸收区域。
Description
本申请是2007年5月10日向中国专利局递交的题为“光束方向控制元件及其制造方法”的发明专利申请200710146408.X的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种控制发射光的方向性的光束方向控制元件，即遮板，及其制造方法，以及应用这种光束方向控制元件的各种装置。
背景技术
液晶显示器(LCD)的特点在于形状薄、重量轻和能耗低，因而广泛地应用于各种装置中，诸如薄型电视机、个人数字助理(PDA)、笔记本型个人电脑等，作为它们的显示单元。传统的LCDs的显示清晰度很大程度上依赖于它们的视角，这就导致了翻转的图像或不可见的图像依赖于一个人观看屏幕的角度的问题。然而近些年来，随着克服视角依赖性的补偿膜和诸如利用水平电场的平面内开关(IPS)方案、利用垂直对准的垂直对准(VA)方案等的显示方案的向前发展，LCDs已经实现了在任一视角处消除视角依赖性，并且甚至与阴极射线管(CRT)相比具有宽范围的视角。这种LCDs日益受到欢迎。
具有良好便携性的个人数字助理能够在会议中或类似情形中使用，在这些情形中，显示在个人数字助理上的屏幕由多个人共享。另外，个人数字助理在各种环境下使用，甚至在诸如列车、飞机或类似的公共空间中输入信息的情形下。因此，在共享个人数字助理的环境下，如首先描述的，个人数字助理优选地提供可能的最大范围的屏幕视角，以便显示的屏幕能够同时被多人观看。另一方面，当个人数字助理在公共空间中使用时，如其次描述的，过宽范围的视角会使得其他人看到屏幕，这样就不能保持信息的秘密和保护隐私。因此，在这种使用环境中，视角的范围优选地限制在用户能够单独观看屏幕的范围内。
为了响应这种视角范围的需求，微遮板(micro-louver)薄膜在光束从光源或显示装置发出来后限制其发散(spreading)。微遮板薄膜包括以等间隔布置在薄膜表面上的光吸收条板(slat)。条板在相对于垂直于薄膜表面的方向上具有特定高度，所以入射光束与条板方向大致平行，即大致垂直地触碰到薄膜表面上的光束能透过微遮板薄膜，而以与薄膜方向成大角度触碰到薄膜表面上的光束，即倾斜地触碰到薄膜表面上的光束被条板吸收从而不能透过微遮板薄膜。制造这种微遮板薄膜的方法已被披露，例如在JP-A-50-092751、WO92/11549、JP-A-6-305066、JP-A-6-294903和WO02/41048中。
JP-A-50-92751和WO92/11549中都披露了通过交替层压透明薄膜和薄的光吸收薄膜、软化(melt)和压缩所合成的层压板(laminate)以形成具有期望厚度的块、以及在垂直于薄板平面方向上从该块切去微遮板薄膜而制造微遮板薄膜的方法。
JP-A-6-305066中披露的微遮板薄膜具有如图1所示结构，其中在透明基底薄膜1和保护透明薄膜4之间，离子辐射固化树脂(ionizingradiation-curing resin)2、离子辐射固化树脂2’和光吸收(photo-absorbent)材料3等间隔地布置在薄膜的内平面方向上。这里，保护透明薄膜4可以省略。以下描述集中于制造这种微遮板薄膜的过程。
首先，该过程从供应模具开始，该模具由具有期望宽度的线性突出部和凹进部在底部以期望的间距形成。聚四氟乙烯(PTFE)涂在模具表面上，除了自凹进部向上的垂直壁的表面。其次，用电沉积方式把光吸收成分涂在垂直壁上。这样，离子辐射固化树脂2填充模具凹进部，而透明基底薄膜1置于离子辐射固化树脂2上并与之结合。然后，照射紫外(UV)线以固化离子辐射固化树脂2，从而利用光吸收材料对离子辐射固化树脂进行制模以形成层压薄膜，并且随后从模具上去除该层压薄膜。在层压薄膜的凹进部再次填充并固化离子辐射固化树脂2’，之后对所形成的层压薄膜表面进行平滑。从而，提供的微遮板薄膜如图1所示。应当注意，经由前述如图1所示过程制造的层压薄膜没有被设置有保护透明薄膜4。当添加保护透明薄膜4时，在离子辐射固化树脂2’被填充后，离子辐射固化树脂2’和层压薄膜被透明薄膜4覆盖，从而可以对离子辐射固化树脂2’进行固化。
JP-A-6-294903中所描述的微遮板薄膜具有如图2所示结构，其中在透明基底75和保护透明薄膜78之间，在薄膜的内平面方向上交替布置有具有期望图案的光吸收器76和光学透明树脂77。下面描述制造这种微遮板薄膜的方法。首先，把用来形成光吸收器的材料涂在透明基底75的整个表面上，用于喷砂处理的抗蚀剂以预定厚度涂在该材料上、并被曝光和显影以形成垂直上升光吸收器76的图案。在该过程中，喷砂掩模根据预期图案形成于形成光吸收器的材料上。然后，通过该掩模对所产生的层压薄膜进行喷砂处理，之后使用脱模剂(remover)剥掉掩模抗蚀剂。在该过程中，光吸收器76形成为垂直地在透明基底75上上升。随后，涂上UV固化丙烯酸树脂以填充光吸收器76之间的间隙，并刮掉过剩的树脂。然后利用紫外线照射所产生的层压板。随后，保护透明薄膜78通过粘合剂与层压板结合，以保护该层压板的表面。从而，微遮板薄膜如图2所示而制造。JP-A-6-294903中所描述的微遮板薄膜使用喷砂处理，喷砂处理为能获得高纵横比的各向异性处理，从而光吸收层能够以高纵横比形成图案，根据JP-A-6-294903，这便于对光束发散角度范围进行控制。
另一方面，微遮板83，即WO02/41048中描述的光控制元件，具有如图3所示的结构，其中具有光吸收区域81A的光学透明薄膜80A被布置在具有光吸收区域81B的光学透明薄膜80B上。接下来描述制造这种微遮板的方法。首先，通过建模、铸造和挤压、和/或直接机械处理，对光学透明薄膜80A和80B中的每一个形成凹槽或柱状凹进部。然后，把光吸收材料填充或涂在凹槽或柱状凹进部以形成光吸收区域80A和80B。随后，分别具有光吸收区域80A和80B的两个光学透明薄膜81A和81B通过光学清洁粘合剂等而相互结合，使得光吸收区域80A和80B相互对齐，从而制成微遮板83。
然而，在上述传统微遮板薄膜中仍存在一些没有解决的问题。
第一个问题在于，难以以低成本提供大面积的微遮板薄膜，这是由于在制造中包括了大量的制造过程和复杂的过程。
例如，在JP-A-50-092751和WO92/11549中，对透明薄膜和薄光吸收薄膜多次交替地进行层压以形成块，这其中经历了形成具有均匀厚度的大薄膜的困难，特别是薄光电吸收薄膜。并且，随着微遮板薄膜面积增加，必须通过层压大量薄膜来形成块，导致制造需要更高成本和更长时间。此外，经历的困难也体现在以均匀的厚度从层压薄膜制成的块中切割具有统一厚度的、可能的最大和最长的薄膜。即使可以从块中切割出这种大且长的薄膜，该薄膜由于光学上的粗糙表面因而需要平滑处理，这可能包括例如加热和挤压，导致成本进一步增加。
JP-A-6-305066中描述的制造方法包括以下步骤，在模具凹进部侧表面形成光吸收器、将光吸收器和离子辐射固化混合物或树脂集成在一起以形成模制品(molding)、以及从模具上去除该模制品。因而，由于微遮板薄膜会更大，所以在精确控制光吸收器厚度方面会经历更多困难。因此，光吸收器的厚度发生变化，导致控制基底薄膜表面上光线发散的改变，减少了微遮板薄膜的产量。而且，这种制造方法包括复杂过程和不可避免的大量步骤，这是因为离子辐射固化混合物必须被再次填充并固化，然后在从模具上去除层压薄膜后，对离子辐射固化混合物的表面进行平滑。
JP-A-6-294903中描述的制造方法除了使光吸收器形成材料的喷砂处理外，还需要涂覆、曝光、显影、和剥掉喷砂掩模掩模抗蚀剂的步骤，以在透明基底上以期望的图案形成光吸收器。这导致制造过程步骤增加以及产品昂贵。另外，由于制造微遮板薄膜中使用喷砂处理，透明基底的表面变得粗糙，并且研磨剂能保持在表面上，这可能导致更低的产量。
在WO02/41048描述的微遮板中，光学透明薄膜经历建模、铸造和挤压、和/或直接机械加工以在其中形成凹槽或柱形凹进部。这种制造方法需要相对于所形成的凹槽或柱形凹进部的侧壁有大的侧壁角，对光吸收元件更高的纵横比造成了妨碍。此外，从制造观点看，实质上很难提供具有包含高纵横比的光吸收元件的结构的单一薄膜，而这个单一薄膜能够充分发挥遮板的功能。为此，WO02/41048中描述的微遮板通过提供两个光学透明薄膜而获得了更高的纵横比，其中每一个光学透明薄膜都具有彼此相邻的光吸收区域。然而，由于需要以下步骤，即在两个光学透明薄膜上都形成凹槽或凹进部、对凹槽或凹进部填充或涂覆光吸收材料、以及将两个光学透明薄膜相互结合在一起，WO02/41048的缺陷在于制造过程个数的增加和更高的成本。
根据现有技术的微遮板的第二个问题在于，对发散光的限制方向造成了限制。
在JP-A-50-092751和WO92/11549中，由于对透明薄膜和薄光吸收薄膜进行层压以产生上述的块，所制造的微遮板从而可简单地具有包括基板表面上透明区域7和光吸收区域5发生交替的线性图案，如图4所示。换句话说，光吸收区域不能形成为在基板表面上具有任意图案。因此，所产生的微遮板对光线进行限制，使其仅在透明区域7和光吸收区域5发生交替的方向6上发散。在克服了仅在一个方向上控制发散光的能力的难题的方法中，对两个微遮板薄膜进行层压，使得从上面看时它们的光吸收区域以栅格图案而设置。然而，这种方法使用至少两个微遮板薄膜，导致整个薄膜厚度增加以及微遮板的更高成本。
根据现有技术的微遮板的第三个问题在于，难以同时获得高的光透射率和限制光束发散角度范围。
例如，在能够以高纵横比形成光吸收层的图案的JP-A-6-294903中，一个实施例中示出的微遮板薄膜包括光吸收器，每个光吸收器为40μm宽、并以间距120μm布置。根据这些尺寸，排除由于界面反射损耗等所做贡献，所计算的透射率为66.67％(＝(120μm-40μm)/120μm)。另一方面，一些商业上可用的微遮板薄膜展示出大约65％的透射率，这包括由于界面反射造成的损耗等。换句话说，JP-A-6-294903中所示微遮板薄膜尽管具有能以高纵横比形成图案的光吸收层，但考虑到由于界面反射所造成的损耗，甚至仅展示出比市场上当前可用的微遮板薄膜更低的透射率。并且，由于该微遮板薄膜受到由于喷砂而造成的透明基底表面粗糙化的影响，并且难以完全去除研磨剂，该微遮板薄膜分散透射光以进一步降低透射率。基底的粗糙化表面和剩余的研磨剂妨碍了均匀地填充光固化树脂。进一步地，喷砂处理趋向于在吸收器底部(例如与基底接触的表面)向前扩展，导致锥形的凹进部。这导致纵横比减小，即透明区域相对于间距的比率减小，从而进一步减小了光透射率。
光吸收器可在宽度上减小以提高光透射率。JP-A-6-294904中描述，能形成喷砂掩模以获得几微米的线宽，但是没有描述光吸收器自身可以在该间距下被处理。利用当前的喷砂处理技术，处理过的光吸收器的线宽的下界为大约20μm，从而在提高透射率方面遭遇困难。
通常，可以增加光学透明树脂的宽度以提高光透射率。然而，由于光学透明树脂更宽的宽度导致光吸收器高度相对于光学透明树脂宽度的比率更小，光束可在更宽入射角范围内透过遮板，从而降低了微遮板薄膜的性能。
根据前述理解，现有技术仍留有未解决问题，即难以同时获得较高的光透射率和限制光束入射到微遮板薄膜上的角度范围。
发明内容
本发明的目的是提供一种制造光束方向控制元件的方法，该元件获得较高的光透射率，同时维持较高的方向性，以允许透射光高度笔直地从其中穿过。
本发明的另一个目的是提供一种光束方向控制元件，该元件获得较高的光透射率，同时维持较高的方向性，以允许透射光高度笔直地从其中穿过。
本发明的其他目的是提供使用光束方向控制元件的各种装置，例如光源、显示装置等等，，所述光束方向控制元件获得较高的光透射率，同时维持较高的方向性，以允许所传送的光高度笔直地从其中穿过。
本发明的目的通过一种光束方向控制元件的制造方法而达到，所述光束方向控制元件的透明区域和光吸收区域交替布置在基板表面上，其中光吸收区域用作控制光束方向的遮板。该方法包括：透明图案形成步骤，用于处理第一透明基板上的光透明材料，以形成构成透明区域的透明隆起；流体填充步骤，在透明隆起之间的间隙中填充可固化且光吸收的流体；以及流体固化步骤，对该流体进行固化以形成光吸收区域。
在本发明的制造方法中，由于光束方向控制元件中光吸收区域的厚度由透明隆起的厚度来支配，可以容易地控制光吸收区域的厚度以增加光吸收区域的纵横比，并提高光束方向控制元件的透射率，同时维持特定范围的光束发射角度。这里所使用的光吸收区域的纵横比是指光吸收区域横截面的高度与宽度之比。
在具有上述特征的本发明中，优选地，通过基于光刻处理而形成图案的方式来形成透明隆起。当通过光刻处理形成透明隆起时，可防止光束方向控制元件透射率的降低，否则喷砂处理所造成的基板的粗糙化表面和剩余的研磨剂导致透射率降低，因而，能够展示出比以前更高的透射率。利用基于分步曝光的光刻处理，相同的透明隆起能重复地在整个基板上曝光，从而容易地提供具有更大面积的光束方向控制元件。
通常认为，难以依靠光刻处理形成具有足够纵横比的透明隆起，但是，如随后将要描述的那样，本发明通过使用例如包含双酚A酚醛清漆的对羟苯基甘氨酸衍生物的负光刻胶、并在借助光固化引发剂中产生的酸作为催化剂而进行的聚合中进行固化，允许形成具有光束方向控制元件所需的适当的纵横比的透明隆起，即微遮板。
通过将这种光束方向控制元件合并到终端装置的显示屏，当终端装置在公共场合或在公共交通设施中使用时，信息可以保密且隐私可以得到保护。
相应地，本发明的制造方法能制造光束方向控制元件，该元件获得了较高的光透射率以及从其中发射的透射光的小角度范围。而且，本发明可在这种光束方向控制元件的基板表面上形成具有任意形状的光吸收区域的图案，且能以低成本制造更大面积的光束方向控制元件。此外，本发明能提供使用这种光束方向控制元件的光源和显示装置。
附图说明
图1是示出了现有技术中的典型微遮板薄膜结构的截面图；
图2是示出了现有技术中的另一典型微遮板薄膜结构的截面视图；
图3是示出了现有技术中的典型微遮板结构的截面图；
图4是示出了现有技术中的微遮板薄膜一般结构的平面图；
图5是示出了根据本发明第一实施例的光束方向控制元件的结构的截面图；
图6是示出了图5所示光束方向控制元件中光吸收区域的布局图案的平面图；
图7A-7F中每一个是示出了图5所示光束方向控制元件中光吸收区域的布局图案的不同示例的平面图；
图8A-8E是按顺序示出了图5所示光束方向控制元件的制造方法的截面图；
图9A-9D是按顺序示出了根据本发明第二实施例的光束方向控制元件的制造方法的截面图；
图10A-10C是按顺序示出了根据本发明第三实施例的光束方向控制元件的制造方法的截面图；
图11A-11C是按顺序示出了根据本发明第四实施例的光束方向控制元件的制造方法的截面图；
图12A-12C是按顺序示出了根据本发明第五实施例的光束方向控制元件的制造方法的截面图；
图13A-13B是示出了利用仅形成在一个基板上的透明隆起而制造的光束方向控制元件的截面图；
图14A-14C是按顺序示出了根据本发明第六实施例的光束方向控制元件的制造方法的截面图；
图15是示出了本发明第七实施例中表面光源的截面图；
图16是示出了用在图15所示表面光源中的光束方向控制元件的截面图；
图17是示出了包括布置在图15所示表面光源上的LCD面板的显示装置的截面图；
图18是示出了根据本发明第八实施例的显示装置的截面图；
图19是示出了根据本发明第九实施例的方向性转换光源的配置的截面图；以及
图20是示出了根据本发明第十实施例的显示装置的配置的截面图。
具体实施方式
图5和图6示出了根据本发明第一实施例的光束方向控制元件(例如微遮板)55，包括在基板11表面上交替形成的由光固化材料制成的光吸收区域12和透明区域13。从图5的截面图所示结构可以看出，光束方向控制元件55的透明区域13在两透明基板11、14之间以规则间隔而设置，而在这些透明区域13之间的间隙中填充光吸收区域12。由于光束方向控制元件55包括以这种方式与透明区域13相邻而布置的光吸收区域12，以小角度经过基板11而入射到透明区域13上的光线，即大致垂直于基板表面而入射的光，穿过透明区域13，而以大角度入射的光被光吸收区域12吸收。这里，光吸收区域12用作控制光束方向的遮板，使得通过使入射光经过光束方向控制元件55，而把该入射光限制在特定的角度范围内。
如图6的平面图所示，当从光束方向控制元件55的任意基板表面观看时，光透明区域13形成了作为整体的透明图案。特别地，光吸收区域12以重复图案而形成，使得每一光吸收区域12看起来为连续的正弦形状。利用这种形状，当从入射光观看时，光吸收区域12存在于基板表面上的任何方向上，从而能够把入射光在基板表面上的任何方向上限制在特定的角度范围内。
应当理解，该实施例中光束方向控制元件的光吸收区域12并不局限于如图6所示的在基板表面上以规则间隔而形成的正弦形状或布局。例如，如图7A所阐述，具有均匀宽度的多个正弦光吸收区域12可布置在基板11表面上，使得透明区域13的宽度在具有交替图案的邻接光吸收区域12之间有所相同。在该布置中，虽然光吸收区域12没有在x方向上以规则间隔而重复，然而所产生的光束方向控制元件仍提供与前述类似的优点。或者，如图7B所示，在y方向上延伸的多个正弦光吸收区域12可在x方向上相邻的各个光吸收区域之间移相180度，这种情况下所产生的光束方向控制元件仍提供与前述类似的优点。
当所示的光吸收区域12被定义为具有在y方向上延伸的周期性曲线形状时，这里为了简便起见仅定义了x方向和y方向，且不需如上文所述那样而定义周期性曲线的方向。并且，光吸收区域12不局限于周期性曲线，而是能够以任意曲线而形成，只要该曲线具有多个弯曲的区域。
如上所述，在该实施例的光束方向控制元件中，当从垂直于基板表面的方向看时，光吸收区域可形成折线形、曲线形、栅格形和网状形中的任意形状，使得光束方向控制元件可在任意方向上将光限制在某个角度范围内。这种形状的光吸收区域不能通过传统的方法形成，所述传统方法包括：交替层压光吸收薄膜和透明薄膜，软化和压缩所产生的层压板以形成具有期望厚度的块，以及在垂直于层压板平面方向上从该块中切割出微遮板薄膜。需强调的是，这种形状的光吸收区域可专门由本发明的方法形成。当然，本发明的方法也可以容易地制造具有线性光吸收区域12的光束方向控制元件，该光吸收区域12例如可在基板上以规则间隔或以可变间距而设置，如图4所示。
如上所述，该实施例的光束方向控制元件55可由呈折线形的多个光吸收区域12形成，如图7C或7D所示，或由网状形或栅格形的多个光吸收区域12形成，如图7E或7F所示。即使光吸收区域12以这样的折线形、网状形或栅格形而形成，该实施例的光束方向控制元件仍可提供与前述类似的优点。
该实施例的光束方向控制元件55的特征在于，通过使用光固化材料以光刻处理；搜制造光束方向控制元件55，光吸收区域12的纵横比与传统的光束方向控制元件相比可以增大，从而增大了光透射率，同时维持光束在光束方向控制元件55上入射的特定角度范围。这里使用的纵横比是指前面提到的高度与线宽之比。
在这种类型的光束方向控制元件(即微遮板)中，入射光限制在一定角度范围内，该范围由形成光透明区域13材料的折射率以及透明隆起的纵横比来支配。由于光透明区域13通过光刻处理而形成隆起状，光透明区域13的每个形成图案的部分也被称作透明隆起。例如，假定每个透明区域13都具有1.5的折射率、50μm的宽度、60μm的间距和100μm的高度，所产生的透明隆起的纵横比为2，准许光束方向控制元件限制入射光与基板表面上的正常方向脱离42.13度或更多。为了更严格地限制入射光的角度范围，纵横比原则上可增加。这里，透明区域13的间距是指透明区域13周期性设置的周期。在这里所示的示例中，由于间距为60μm且隆起宽度为50μm，光吸收区域12具有10μm的线宽。
当透明区域和光吸收区域的线宽分别被选定为等于或小于可见光波长时，因为光吸收区域吸收了在光吸收区域的宽度方向上振动的入射光，所以入射光产生偏振。这种光束方向控制元件可用作线网(wiregrid)型偏光镜，尽管它具有与微遮板相同的结构。这种类型的偏光镜的特征还在于发射高定向性的光。
接下来，参考图8A-8E描述根据本发明第一实施例的光束方向控制元件的制造方法。
首先，执行透明隆起形成过程，该过程用于在第一透明基板上布置光透明材料，以形成构成光透明区域的透明隆起。如图8A所示，透明隆起形成过程中的第一步是透明层形成步骤，该步骤包括使用光固化材料以与透明隆起相一致的厚度来涂覆透明基板11，以形成透明层39。光固化材料在可见光中是透明的。基板11可以是玻璃基板或薄膜基板，只要它是能够透射波长至少为365nm或更高的光的透明基板。在这个过程中，例如可以从光固化材料的粘性和生产率的角度来适当地选择光固化材料的涂覆方法。例如，涂覆的方法可以包括旋涂法、棒涂法、屏幕印刷法、喷墨法、狭缝挤压涂布(slit die coater)等等。或者，干膜可转印(transfer)到基板上。在这个过程中，当干膜比期望厚度更薄时，可对干膜再次进行层压直到达到期望厚度。此外，在该实施例中干膜的支撑基底可用作基板11。在把基板11涂上光固化材料后，可用电炉或电热板对基板11进行预烘烤。
这里，用于透明层39的光固化材料是可从Kayaku MicroChem公司和其它经销商获得的化学增强光致抗蚀剂(商品名：SU-8)。该光固化材料为基于环氧树脂的负抗蚀剂，该抗蚀剂用质子酸(proton acid)作为催化剂对可固化单体进行聚合，并通过用波长365nm的紫外线照射光固化材料而从光固化引发剂中生成质子酸。更具体地，光固化材料为双酚A酚醛清漆树脂的缩水甘油醚衍生物的负抗蚀剂。而且，该光固化材料特有地在可见光区域内展示出高透明度。包含在该光固化材料中的可固化单体在固化前具有相对小的分子量，因而可充分溶解于例如环戊酮、丙二醇甲基醚醋酸盐(PEGMEA)，γ丁基内酯(GBL)、异丁基酮(MIBK)等溶剂，使其自身形成厚膜。进一步地，由于该厚膜在近紫外线区域的波长上具有高的光透明度，即使由光固化材料制成的厚膜也能透射紫外线。
由于上述特性，该光固化材料可形成等于或大于五的高纵横比的图案。由于可固化单体包含多个功能组，固化后的可固化单体高度密集地交叉结合，从而不仅变为高度热稳定，而且也变为高度化学稳定，并且便于在图案形成后进行处理。例如，在J.M.Shaw、J.D.Gelorme、N.C.LaBianca、W.E.Conley和S.J.Holmes的“Negative photoresists foroptical lithography，”IBM J.Res.Develop.，Vol.41，No.1/2，pp.81-94(1997)中公开了该光固化材料(商品名：SU-8)的化学结构。当然，本发明中所用光固化材料不局限于这里介绍的一种(商品名：SU-8)，而是可以使用任何光固化材料，只要该材料具有类似特性。
然后，执行构图(patterning)过程，该过程用于通过使用与透明隆起相对应的光掩模进行光刻处理而形成透明层的图案，从而在第一基板上形成由固化后的光固化材料制成的透明隆起。如图8B所示，在该构图过程中，形成在基板11上的透明层39通过具有预定透明图案的光掩模41而曝光于紫外线42下。透明层39被紫外线42自垂直于基板11表面的方向照射。这样，透明层39中被紫外线42照射过的的部分被光固化，而透明层39中被光掩模41覆盖的部分维持未被固化。随后，透明层39可按需进行后烘烤。
然后，如图8C所示，使用专用显影剂对透明层39进行显影，以去除光透明材料的未固化部分。这样，光刻处理在基板11上形成具有高纵横比的透明隆起40，从而完成光束方向控制元件55的透明区域13。
然后，在图8D所示基板层压过程中，另一透明基板14与基板11上的透明隆起40的凸出部紧密接触，并且被紫外线照射或被加热。通过该过程，透明隆起40完全固化并与另一个基板14紧密接触。当基板14和透明隆起40之间的没有充分地紧密接触时，可在另一个基板14的表面上布置粘合剂层，利用该粘合剂层，透明隆起40应当与基板11紧密地接触。适合用于基板14表面的粘合剂层可以由具有光固化特性或热固特性的材料制成，只要该材料是透明的。或者，可固化密封材料可沿基板11的外围涂覆，以使两基板11和14相互紧密接触。当涂上密封材料时，基板11外围的密封材料可部分地打开以允许随后执行填充步骤。通过这个基板层压处理，两基板11和14通过透明隆起40而紧密接触，并且基板14被层压到基板11的透明隆起40上，导致间隙的形成，间隙的尺寸等于透明隆起40的厚度。
在该实施例中，与基板11上的透明隆起40紧密接触的基板14不局限于透明基板，而可以是滤色器基板或用在显示装置中的有源矩阵基板，或可选择地是例如偏振膜的半透明基板。例如，有源矩阵基板为薄膜晶体管(TFT)基板或薄膜二极管(MIM；金属-绝缘体-金属)基板等。
然后，在如图8E所示流体填充过程中，利用毛细行为把光吸收流体58填充或注入透明区域40之间的间隙。光吸收流体58具有的特性包括：在流体填充过程中为流体，并且可以用热、光等进行固化。在流体填充过程后，例如用流体固化过程中的紫外线或热等对流体58进行固化。利用这些过程，在该实施例的光束方向控制元件55中形成光吸收区域12。当流体58未充分固化时，可再次用紫外线或热对流体58进行固化。在该实施例中，可利用毛细行为把流体58填充到透明隆起40之间的间隙中，从而提高产量。为此，流体填充过程优选地在真空或减压下进行。
这里，光吸收流体58或填充物可以是：丙烯树脂，包含碳粒子且可以用热、紫外线、或紫外线和热进行固化；环氧树脂，包含炭黑或黑色颜料且可以用紫外线等进行固化。然而，组成流体58或填充物的材料不局限于上述材料，而可以采用任何流体，只要该流体是可固化的并在固化后至少具有光吸收特性。而且，当光吸收流体58具有亲水性时，通过先前进行透明区域40的表面处理而使透明区域40具有亲水性，可以把流体58平滑地填充在透明区域40之间的间隙中。当透明区域40表面具有亲水性时，也可选择具有亲水性的流体58。
如上所述，该实施例中的制造方法把具有光吸收特性的可固化流体58填充在两基板11和14之间形成的透明隆起40之间的间隙中，并对流体58进行固化以产生光束方向控制元件55，导致产量提高。并且，与传统方法相比，由于消除了对表面平滑处理的需求，该实施例中的方法减少了制造过程的数目并且能以较低成本制造光束方向控制元件。
由于该制造方法使用能够形成高纵横比的隆起的光固化材料、通过光刻处理而产生透明隆起40，该纵横比可在光吸收区域中增大，即光吸收区域横截面的高度与宽度之比可以增大，从而还能够制造大面积的光束方向控制元件。因此，该方法可增大光透射率，同时维持光束入射角度范围的可控性。特别地，该方法可通过光掩模41设计的改变而有利地按照期望而改变对入射光角度范围的限制。此外，由于该方法能够在基板表面内形成任意形状的精确图案，所以可以制造适合于多种应用的光束方向控制元件。例如，当选择透明区域和光吸收区域的线宽等于或小于可见光的波长时，光束方向控制元件吸收在光吸收区域宽度方向上振动的入射光，从而光束方向控制元件可用作偏光镜。
应当注意，假如流体58可填充在通过毛细效应而形成在基板11上的透明隆起40之间的间隙中，则该实施例中并不总是需要基板14。当省略基板14时，光束方向控制元件能以较低成本制造，所减少的是基板14的成本。
以下描述本发明的第二实施例。
尽管与上述第一实施例中的光束方向控制元件类似，第二实施例的光束方向控制元件与第一实施例的不同在于：用透明保护层91取代基板14以及该光束方向控制元件的制造方法。图9A-9D是描述了根据第二实施例的光束方向控制元件制造方法的视图。第二实施例中的制造过程与第一实施例中的制造过程的不同在于：基板层压过程在可固化光吸收流体的填充过程之后进行。
与第一实施例类似，使用光刻处理在基板11上形成由光固化材料制成的透明隆起40。随后，如图9A所示，流体58施加到透明隆起40的末端侧(end side)，并使用橡胶滚筒90把流体58扩散或扫描(scan)到对面的末端侧，从而把流体58填充到透明隆起40之间的间隙中。这里所用的流体58可以是如第一实施例中的可固化光吸收流体。应当进行扩展或扫描以消除橡胶滚筒和透明隆起40的表面之间的净空(clearance)。这样，在流体58由橡胶滚筒90扩散或扫描后，流体58几乎不会残留在透明隆起40的上表面上。这里，上表面是指随后将与保护层91接触的透明隆起40的表面。当流体58残留在任意透明隆起40的上表面上时，剩余流体58可被擦去，或者透明隆起40的表面可在流体58固化后进行光学抛光，从而清洁透明隆起40的上表面，使得任何光吸收部件不会残留在任何透明隆起40的上表面上。该填充过程优选地在真空中进行，以减少有缺陷的填充，有缺陷的填充包括把空隙(void)、外界物质引入透明隆起40之间的间隙中。
然后，如图9B所示，紫外线42从与基板11相对的一侧照射，以对流体58进行固化。通过该处理，如图9C所示而形成光吸收区域13，以完成光束方向控制元件。随后，在该光束方向控制元件的表面上布置保护层91，如图9D所示。这里所用的保护层91可以是第一实施例中的基板14、硬涂层、可去除的粘合剂层、抗反射层或这些层的层压板。或者，保护层91可以省略。
虽然第二实施例采用与第一实施例中的方法不同的方法对透明隆起之间的间隙中的可固化光吸收流体进行填充和固化，然而根据第二实施例的光束方向控制元件提供了与根据第一实施例的光束方向控制元件类似的优点。
以下描述本发明的第三实施例。
尽管与第一和第二实施例中的光束方向控制元件类似，然而第三实施例中的光束方向控制元件与第一和第二实施例中的元件的不同在于：第三实施例的光束方向控制元件用两个基板制造，每一基板形成有透明隆起。图10A-10C是描述了这种第三实施例的光束方向控制元件的制造方法的视图。
首先，如图10A所示，通过光刻处理在每一基板11、14上形成由光固化材料制成的透明隆起40。组成透明隆起40的光固化材料可以与第一和第二实施例中所用的光固化材料相同。这里，形成在基板11、14上的透明隆起可以是具有与第一和第二实施例中类似的高纵横比的透明隆起，或者可以是具有大约为第一和第二实施例中透明隆起的纵横比的一半大小的纵横比的透明隆起。
然后，使用匹配标记等把两基板11、14上的透明隆起40的凸出部相互对齐，以使凸出部相互紧密接触。在这个过程中，可以在任一基板上的透明隆起的凸出部的峰表面上形成透明粘合剂层，然后可以把两基板11、14上的透明隆起40相互紧密接触。为了只在凸出部的峰表面上形成透明粘合剂层，透明隆起的凸出部可以与先前涂有均匀透明粘合剂层的平坦表面接触，就像把邮票按压在印泥上使得邮票涂有油墨那样。然而，透明粘合剂层的布置方式不局限于此前的描述，而是可以使用任何方法，只要透明粘合剂层能形成在透明隆起的凸出部的峰表面上。
然后，当两基板11、14上的透明隆起40的凸出部保持相互紧密接触时，通过用紫外线照射层压板、或向该层压板施加热量、或既使用紫外线又使用热量，把两基板11、14上的透明隆起40相互紧密地粘附在一起。这样，透明隆起40在其接触面上结合，从而能够防止在随后的填充过程中流体进入该接触面。随后，如图10C所示，流体58填充到被两基板11和14夹在中间的透明隆起40之间的间隙中，并且用紫外线或热对流体58进行固化，以形成第三实施例中的光束方向控制元件。这里所用的流体58可以是与第一和第二实施例中所用相类似的可固化光吸收流体。
根据第三实施例具有与第一和第二实施例类似的纵横比的，每个透明隆起40形成在两基板11和14上，使得纵横比大体上可以增加到第一和第二实施例中的纵横比的两倍，从而把透射光限制在更窄范围内。或者，具有第一和第二实施例中的纵横比的一半大小的纵横比的每个透明隆起40形成在两基板11和14上并紧密接触，从而导致基本上与第一和第二实施例中相同的纵横比。还可选择地，基板11上透明隆起40的纵横比和另一基板14上透明隆起40的纵横比可以被任意地设置，使得在整体上实现期望的纵横比。
如上所述，与只在一基板上形成透明隆起的光束方向控制元件相比，根据第三实施例的光束方向控制元件可容易地制造为具有更高的纵横比。对于其它方面，第三实施例提供了与第一和第二实施例中类似的优点。
以下描述本发明的第四实施例。
尽管与第一实施例中的光束方向控制元件类似，然而第四实施例中的光束方向控制元件以不同的方法制造。图11A-11C是用于描述根据第四实施例的光束方向控制元件的制造方法的视图。
首先，以与第一到第三实施例中相类似的过程在基板11上产生透明隆起49然后，把光吸收可固化流体材料51涂在其上已经形成有透明隆起49的基板11上，如图11A所示。这里所用的可固化流体材料51为具有当被紫外线等照射时的光电吸收性和可固化性的流体材料，即光固化流体材料，但不局限于此，也可用热固性材料等替代。可固化流体材料51优选地由包括黑色的着色材料形成。随后，在如图11B所示可固化流体扩散过程中，透明基板50的一端置于可固化流体材料51上，并且基板50粘附到基板11上，同时通过扫描或按压滚轮52等把可固化流体材料51从基板50的一端到基板50的另一端而扩散在基板50上。
然后，如图11C所示，用紫外线42从两基板11和50之一的上面对相互粘附的两基板11和50进行照射，以对可固化流体材料51进行固化。当热固性流体材料用作可固化流体材料51时，把热施加到基板11和50上而不是照射紫外线。这样，形成了第四实施例中的光束方向控制元件。
在上述第四实施例中，由于可固化流体材料51填充在透明隆起的间隙中，同时基板11和50相互粘附，所以进一步提高了生产率。因此，能以较低成本制造光束方向控制元件。此外，与单一薄片处理(例如批处理)相比，第四实施例能显著提高生产率，因为可以通过使用对辊(roll-to-roll)技术形成透明隆起、以及对可固化材料进行填充和固化而使用滚压(rolled)薄膜作为基板来制造光束方向控制元件。
以下描述本发明的第五实施例。
第五实施例中的光束方向控制元件用两个基板制造，每一基板以类似于第三实施例的方式由透明隆起而形成，但是第五实施例中的光束方向控制元件与第三实施例中的不同在于：两基板上的透明隆起以交错格式而设置，更具体地，一个基板上的透明隆起的凸出部与另一基板紧密接触，而不是与另一基板上的透明隆起的凸出部相匹配。图12A-12C是用于描述这个第五实施例的光束方向控制元件的制造方法的视图。
首先，如图12A所示，以与第一至第四实施例中的过程相类似的过程产生具有透明隆起62的基板63和具有透明隆起69的基板67。随后，如图12B所示，基板63、67相互对准，使得透明隆起62、69互不匹配，并且基板63、67通过透明隆起62、69相互紧密接触。随后，如图12C所示，流体68填充在基板63、67之间的间隙中，并被固化以完成该光束方向控制元件。这里所用的流体68可以是第一到第三实施例中所用的流体。
与只在一个基板上形成透明隆起的光束方向控制元件相比，通过按照上述方式把具有透明隆起62、69的两基板63、67进行结合，第五实施例可以增大光吸收区域的纵横比。例如，当利用形成有透明凸出部/凹进部图案的基板制造光束方向控制元件时，其中透明凸出区域各自具有100μm中的65μm宽度、100μm中64μm厚度并以220μm中的66μm间距而设置，如图13A所示，则光吸收区域的纵横比是只在一个基板上具有透明隆起62的光束方向控制元件(参见图13B)的5/6，而第五实施例的光束方向控制元件的光吸收区域的纵横比增加到10，其中分别具有透明隆起62、69的两个基板63、67相互结合在一起，如图12C所示。
与只在一个基板上形成透明隆起的光束方向控制元件相比，第五实施例可以便于包括高纵横比光吸收区域的光束方向控制元件的制造。对于其它方面，第五实施例提供了与第一实施例中相类似的优点。
以下描述本发明的第六实施例。
尽管与第一实施例中的光束方向控制元件类似，第六实施例中的光束方向控制元件与第一实施例中的不同在于：当光固化材料曝光于紫外线下并进行构图以形成透明隆起时，紫外线自相对于基板表面倾斜的方向照射。图14A-图14C是用于描述这个第六实施例的光束方向控制元件的制造方法的视图。
如图14A所示，在把光掩模41置于基板11上的透明层39之上后，通过倾斜光掩模41或倾斜紫外线源，利用紫外线自相对于基板11倾斜的方向照射光掩模41，从而进行曝光。或者，如图14B所示，可把例如微棱镜阵列45的等光束角度改变元件置于光掩模41之上，并且紫外线42可从上方直接照射该光束角度改变元件。通过以倾斜方向对透明层39进行曝光，所产生的透明隆起40相对于基板11倾斜。随后，对光吸收流体58进行填充和固化，以完成光束方向控制元件，该光束方向控制元件具有垂直于基板11表面方向上不对称配置的光吸收区域。该光束方向控制元件可以将入射光限制在不对称的角度范围内。
以下描述本发明的第七实施例，它是使用根据本发明的光束方向控制元件的表面光源。图15是示出了第七实施例的表面光源的截面图。
所示表面光源包括布置在光源10上的根据本发明的光束方向控制元件55，并且能发射定向光。这里所用的光源10可以是采用白色发光二极管(白LED)或冷阴极光线管作光源的侧光型背光或直下(direct-under)型背光，无机电致发光(EL)元件，有机EL元件等。这里所用的光束方向控制元件55可以是与第一到第六实施例中任何一个相类似的光束方向控制元件。通过设计光束方向控制元件55的光吸收区域的形状和布置，该表面光源具有根据特定应用而限制从光源10发出光的范围的优点。
进一步地，如图16所示，光束方向控制元件55可以附加地被设置有由铝等制成的位于更接近光源的光吸收区域12表面上的反射薄膜61，以反射来自光源10、碰触光吸收区域12并被光吸收区域12吸收的光，使得反射光可以再次使用作源光(souorce light)以改进光源10的使用效率。这种光束方向控制元件能够以如下方式制造。在透明层形成于基板11上之前，把铝薄膜沉积到基板11上。把铝薄膜图案化为反射薄膜61，以使铝薄膜只残留在形成有反射薄膜61的位置上(即形成光吸收区域12的位置)。随后，执行上述从透明层形成过程开始的各个过程。
如图17所示，显示装置可包括布置在图15所示表面光源上的LCD面板57。所示显示装置能够限制可以看见其上所显示的屏幕的视角范围。从而，该显示装置可相对试图窥视屏幕的外人保持信息的保密性并保护隐私。另外，由于光束方向控制元件具有多种形状上的变化，所以光束方向控制元件可以依照连同使用的任何具体显示装置而制造。该显示装置的一个附加优点是减少网纹干扰。
以下描述本发明的第八实施例，它是使用根据本发明的光束方向控制元件的另一个显示装置。图18是示出了根据第八实施例的显示装置的截面图。
所示显示装置包括LCD面板57和布置在光源10上用作背光的光束方向控制元件55。这里所用的光源方向控制元件55可以与第一到第六实施例中任何光束方向控制元件相类似。这里所用的LCD面板57可以是所示显示装置中的透射式LCD面板。
由于显示装置包括布置在与用户相对的前端的光束方向控制元件55，即LCD面板57的显示屏幕，该显示装置可以限制LCD面板57的视角范围，只允许LCD面板57正前方的使用者看到LCD面板57上显示的内容。因此，该显示装置可以保持信息的保密性和保护隐私。虽然之前结合采用透射式LCD面板57来显示屏幕的显示设备进行描述，然而第八实施例可以采用半透射式LCD面板而不是透射式LCD面板。进一步地，取代光源10和透射式LCD面板57的组合，可以由反射式LCD、有机EL显示装置、等离子显示装置等提供显示屏幕。换句话说，根据本发明的光束方向控制元件在用于任何类型的显示装置中时都可以限制显示在显示装置上的屏幕的视角范围。具体地，当本发明的光束方向控制元件应用于例如有机EL显示装置、等离子显示装置等的自发射式显示装置时，光束方向控制元件可以令人满意地控制这些显示装置的视角范围。
凭借丰富的形状变化，本发明的光束方向控制元件可以依照采用光束方向控制元件的显示装置和显示屏幕的具体规格而制造，或者依照显示装置的任意的具体使用情况而制造，并可以提供如下优点：减小当显示装置与光束方向控制元件结合时趋于发生的网纹干扰。
以下结合方向性切换光源来描述本发明的第九实施例，该光源采用了根据本发明的光束方向控制元件。图19是示出了根据第九实施例的方向性切换光源的截面图。
所示方向性切换光源56包括，光束方向控制元件55和能在透明状态和散射状态之间进行电切换的透射/散射元件36。光束方向控制元件55和透射/散射元件36按照该顺序被层压在表面光源20上。这里所用的光束方向控制元件55可以与第一到第六实施例中任何光束方向控制元件相类似。
作为侧光型背光源的表面光源20包括光导板20c、紧邻光导板20c一端表面而布置的光源20a、以及沿着光导板20c背面而布置的反射体20b，即沿着非发光表面的表面而布置的反射体20b。
透射/散射元件36包括密封在一对基板23、27之间的聚合物分散(dispersed)液晶层25。电极24、26分别形成于基板23、27的表面上，并与聚合物分散液晶层25接触。聚合物分散液晶层25包括分散在聚合物薄膜25a中的液晶分子25b，而且被设计为响应施加到电极24、26之间的电压而改变液晶分子25b的折射率。利用上述结构，当液晶分子25b的折射率基本上与聚合物薄膜25a的折射率匹配时，分散在液晶层25中的聚合物使入射到其上的光束直接通过。换句话说，透射/散射元件36变为透明的。另一方面，当液晶分子25b的折射率与聚合物薄膜25a的折射率不匹配时，入射到聚合物分散液晶层25b上的光束被散射，并朝不同方向发射。换句话说，透射/散射元件36变为散射的。因此，透射/散射元件36可以通过改变施加到电极24、26之间的电压而在透明状态和散射状态之间切换。
第九实施例中的方向性切换光源可以通过在对透射/散射元件36进行透明状态和散射状态之间的电切换这样的方式而对表面光源20的方向性、即对从表面光源20中发射出的光的发散进行切换。具体地，当透射/散射元件36处于透明状态时，从表面光源20发射的光基本上平行，而当处于散射状态时，所发射的光向四处发散。这样，本发明可以提供能够对发射光的发散角度范围进行切换的方向性切换光源。
以下结合显示装置的另一个示例来描述本发明的第十实施例，该显示装置采用根据本发明的光束方向控制元件。图20是示出了第十实施例中的显示装置的截面图。
所示显示装置包括层压在第九实施例中的方向性切换光源56上的LCD面板35。因此，显示装置包括：光束方向控制元件55、透射/散射元件36和LCD面板35，它们按照这个顺序被层压到表面光源20上。这里所用的光束方向控制元件55可以与第一到第六实施例中的任何光束方向控制元件相类似。这里所用的表面光源20和透射/散射元件36可以与第九实施例中所用的类似。
通过把透射/散射元件36在透明状态和散射状态之间进行切换，显示装置可以控制从表面光源20发射且经过光束方向控制元件55的光的发散，以改变入射到LCD面板35上光的发散。因此，通过控制施加到透射/散射元件36上的电压使其在透明状态和散射状态之间切换，可因显示装置而切换视角范围。当透射/散射元件36被切换到散射状态时，显示装置具有更宽的视角范围，因而可被用于多人共享信息的宽视野显示模式中。相反，当透射/散射元件36被切换到透明状态时，显示装置具有更窄的视角范围，因而可用于使用者希望相对于他人保持信息的保密性或保护隐私的窄视野显示模式中。这样，根据所使用的特定环境，根据第十实施例的显示装置可以在宽视野显示模式和窄视野显示模式之间切换使用。例如，装备有这种显示装置的终端设备可根据使用情况选择适当模式显示图像。
进一步地，由于该显示装置能够根据该显示装置的规格而设置光束方向控制元件55中光吸收区域的形状和布局，所以该显示装置可以减少网纹干扰以抑制显示清晰度的降低。
Claims (21)
1.一种制造光束方向控制元件的方法，该元件具有交替设置在基板表面上的透明区域和光吸收区域，其中，所述光吸收区域用作控制光的光束方向的遮板，所述方法包括：
在第一透明基板上布置光透明材料，以形成组成透明区域的透明隆起；
在所述透明隆起之间的间隙中填充可固化且光吸收的流体；以及
对该流体进行固化，以形成光吸收区域，
其中，透明隆起的形成包括：
在所述第一基板上以和所述透明隆起一致的厚度涂覆光透明和光固化材料，以形成透明层；以及
使用与所述透明隆起相对应的光掩模、通过光刻处理对所述透明层进行构图，以形成由所述第一基板上固化后的光固化材料而制成的透明隆起；以及
其中，所述光吸收区域的宽度与所述透明区域的间距的比值处于从10/110到10/60的范围内。
2.一种制造光束方向控制元件的方法，该元件具有交替设置在基板表面上的透明区域和光吸收区域，其中，所述光吸收区域用作控制光的光束方向的遮板，所述方法包括：
在第一透明基板上布置光透明材料，以形成组成透明区域的透明隆起；
在所述透明隆起之间的间隙中填充可固化且光吸收的流体；以及
对该流体进行固化，以形成光吸收区域，
其中，所述形成透明隆起的步骤包括：
在所述第一基板上以和所述透明隆起一致的厚度涂覆光透明和光固化材料，以形成透明层；以及
使用与所述透明隆起相对应的光掩模、通过光刻处理对所述透明层进行构图，以形成由所述第一基板上固化后的光固化材料而制成的透明隆起；以及
其中，所述光吸收区域的纵横比处于从10到20的范围内。
3.一种制造光束方向控制元件的方法，该元件具有交替设置在基板表面上的透明区域和光吸收区域，其中，所述光吸收区域用作控制光的光束方向的遮板，所述方法包括：
在第一透明基板上布置光透明材料，以形成组成透明区域的透明隆起；
在所述透明隆起之间的间隙中填充可固化且光吸收的流体；以及
对该流体进行固化，以形成光吸收区域，
其中，所述形成透明隆起的步骤包括：
在所述第一基板上以和所述透明隆起一致的厚度涂覆光透明和光固化材料，以形成透明层；以及
使用与所述透明隆起相对应的光掩模、通过光刻处理对所述透明层进行构图，以形成由所述第一基板上固化后的光固化材料而制成的透明隆起；以及
其中，所述流体填充包括：使用毛细行为填充流体。
4.根据权利要求1的方法，还包括：在所述第一基板的所述透明隆起上层压第二透明基板，与所述透明隆起的凸出部紧密接触，
其中，所述流体填充包括：把流体填充到由所述第一基板、所述第二基板和所述透明隆起而围绕的空间内。
5.根据权利要求2的方法，还包括：在所述第一基板的所述透明隆起上层压第二透明基板，与所述透明隆起的凸出部紧密接触，
其中，所述流体填充包括：把流体填充到由所述第一基板、所述第二基板和所述透明隆起而围绕的空间内。
6.根据权利要求3的方法，还包括：在所述第一基板的所述透明隆起上层压第二透明基板，与所述透明隆起的凸出部紧密接触，
其中，所述流体填充包括：把流体填充到由所述第一基板、所述第二基板和所述透明隆起而围绕的空间内。
7.一种制造光束方向控制元件的方法，该元件具有交替设置在基板表面上的透明区域和光吸收区域，其中，所述光吸收区域用作控制光的光束方向的遮板，所述方法包括：
在第一透明基板上布置光透明材料，以形成组成透明区域的透明隆起；
在所述透明隆起之间的间隙中填充可固化且光吸收的流体；
对该流体进行固化，以形成光吸收区域；
在第二透明基板上布置光透明材料，以形成组成透明区域的透明隆起；以及
把所述第二基板放置在所述第一基板上，使得所述第一基板上透明隆起的凸出部的峰表面与所述第二基板上透明隆起的凸出部的峰表面紧密接触，
其中，所述流体填充包括：把流体填充到由所述第一基板、所述第二基板和所述透明隆起而围绕的空间内。
8.一种制造光束方向控制元件的方法，该元件具有交替设置在基板表面上的透明区域和光吸收区域，其中，所述光吸收区域用作控制光的光束方向的遮板，所述方法包括：
在第一透明基板上布置光透明材料，以形成组成透明区域的透明隆起；
在所述透明隆起之间的间隙中填充可固化且光吸收的流体；以及
对该流体进行固化，以形成光吸收区域；
在第二透明基板上布置光透明材料，以形成透明隆起；以及
把所述第二基板放置在所述第一基板上，使得所述第一基板上透明隆起的凸出部的峰表面与所述第二基板表面紧密接触，而且使得所述第二基板上透明隆起的凸出部的峰表面与所述第一基板表面紧密接触，
其中，所述流体填充包括：把流体填充到由所述第一基板、所述第二基板和所述透明隆起而围绕的空间内。
9.一种制造光束方向控制元件的方法，该元件具有交替设置在基板表面上的透明区域和光吸收区域，其中，所述光吸收区域用作控制光的光束方向的遮板，所述方法包括：
在第一透明基板上布置光透明材料，以形成组成透明区域的透明隆起；
在所述透明隆起之间的间隙中填充可固化且光吸收的流体；以及
对该流体进行固化，以形成光吸收区域；其中，所述流体填充包括：在包括所述透明隆起的所述第一基板上涂覆流体，以及
所述方法还包括：扩散可固化流体，同时使第二透明基板与涂有该流体的所述第一基板紧密接触，从而将所述第二基板粘附到所述第一基板。
10.一种制造光束方向控制元件的方法，该元件具有交替设置在基板表面上的透明区域和光吸收区域，其中，所述光吸收区域用作控制光的光束方向的遮板，所述方法包括：
在第一透明基板上布置光透明材料，以形成组成透明区域的透明隆起；
在所述透明隆起之间的间隙中填充可固化且光吸收的流体；以及
对该流体进行固化，以形成光吸收区域；
其中，所述流体填充包括：涂覆流体，使得流体仅残留在透明隆起之间的间隙中，以及
所述方法还包括：把第二基板放置在所述第一基板上，使得所述第二基板与所述透明隆起的凸出部的峰表面紧密接触。
11.一种制造光束方向控制元件的方法，该元件具有交替设置在基板表面上的透明区域和光吸收区域，其中，所述光吸收区域用作控制光的光束方向的遮板，所述方法包括：
在第一透明基板上布置光透明材料，以形成组成透明区域的透明隆起；
在所述透明隆起之间的间隙中填充可固化且光吸收的流体；以及
对该流体进行固化，以形成光吸收区域；
其中，透明隆起的形成包括：
在所述第一基板上以和所述透明隆起一致的厚度涂覆光透明和光固化材料，以形成透明层；以及
使用与所述透明隆起相对应的光掩模、通过光刻处理对所述透明层进行构图，以形成由所述第一基板上的固化后的光固化材料制成的透明隆起，以及
其中，所述光固化材料包含双酚A酚醛清漆缩水甘油基乙醚衍生物，并且经聚合反应而固化，该聚合反应使用从光固化引发剂中产生的酸作为催化剂。
12.一种光束方向控制元件，具有交替设置在基板上的透明区域和光吸收区域，其中所述光吸收区域用作控制光的光束方向的遮板，
其中，当从垂直于所述基板表面的方向看时，所述光吸收区域的形状为折线形、曲线形、栅格形和网状形中的一种，以及
其中，使用毛细行为来形成所述光吸收区域。
13.一种光束方向控制元件，具有交替设置在基板上的透明区域和光吸收区域，其中所述光吸收区域用作控制光的光束方向的遮板，
其中，当从垂直于所述基板表面的方向看时，所述光吸收区域的形状为折线形、曲线形、栅格形和网状形中的一种，
其中，使用毛细行为来形成所述光吸收区域，以及
其中，在所述光吸收区域的底部上设置光反射区域。
14.一种表面光源，包括：
光源；以及
布置在所述光源上的根据权利要求10的光束方向控制元件。
15.一种方向性切换光源，包括：
根据权利要求13的表面光源；以及
透射/散射元件，布置在所述光源上并且能够将入射光在直线方向发射和散射发射之间进行电切换。
16.一种显示装置，包括：
根据权利要求13的表面光源；以及
布置在所述表面光源上的液晶显示面板。
17.一种显示装置，包括：
根据权利要求14的方向性切换光源；以及
布置在所述方向性切换光源上的液晶显示面板。
18.一种显示装置，包括：
显示屏幕；以及
布置在所述显示屏幕上的根据权利要求10的光束方向控制元件。
19.一种终端设备，装备有根据权利要求15的显示装置。
20.一种终端设备，装备有根据权利要求16的显示装置。
21.一种终端设备，装备有根据权利要求17的显示装置。
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