CN110161772B - 光束方向控制元件 - Google Patents

光束方向控制元件 Download PDF

Info

Publication number
CN110161772B
CN110161772B CN201910112547.3A CN201910112547A CN110161772B CN 110161772 B CN110161772 B CN 110161772B CN 201910112547 A CN201910112547 A CN 201910112547A CN 110161772 B CN110161772 B CN 110161772B
Authority
CN
China
Prior art keywords
transparent substrate
resin layer
opening unit
light
light transmission
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910112547.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110161772A (zh
Inventor
盐田国弘
臼仓拓弥
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tianma Japan Ltd
Original Assignee
Tianma Japan Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2018204087A external-priority patent/JP7219591B2/ja
Application filed by Tianma Japan Ltd filed Critical Tianma Japan Ltd
Publication of CN110161772A publication Critical patent/CN110161772A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110161772B publication Critical patent/CN110161772B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/165—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on translational movement of particles in a fluid under the influence of an applied field
    • G02F1/1675—Constructional details
    • G02F1/1679—Gaskets; Spacers; Sealing of cells; Filling or closing of cells
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/165—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on translational movement of particles in a fluid under the influence of an applied field
    • G02F1/166—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on translational movement of particles in a fluid under the influence of an applied field characterised by the electro-optical or magneto-optical effect
    • G02F1/167—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on translational movement of particles in a fluid under the influence of an applied field characterised by the electro-optical or magneto-optical effect by electrophoresis
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/165—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on translational movement of particles in a fluid under the influence of an applied field
    • G02F1/1675—Constructional details
    • G02F1/16755—Substrates
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/165—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on translational movement of particles in a fluid under the influence of an applied field
    • G02F1/1675—Constructional details
    • G02F1/1676—Electrodes
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/1323—Arrangements for providing a switchable viewing angle

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)

Abstract

一种光束方向控制元件包括：第一透明基板；第二透明基板，其被布置为面对第一透明基板；光屏蔽元件，其被布置在第一透明基板和第二透明基板之间；光透射区域，其被布置在第一透明基板和第二透明基板之间，并且其侧壁被光屏蔽元件中的任一个围绕；树脂层，其被布置在第一透明基板和第二透明基板之间，围绕由光透射区形成的光透射区域图案的外周，并且包括密封的第一开口单元；以及第一缓冲区域，其被夹在包括树脂层的第一开口单元的表面和光透射区域图案之间，并且其中注入了光屏蔽元件。

Description

光束方向控制元件
技术领域
本公开涉及一种光束方向控制元件。
背景技术
近年来，视角控制装置用于使智能手机、ATM和飞机娱乐显示器的显示内容对于除用户之外的人不可见。在这种视角控制装置中，形成用于控制视角的光屏蔽图案，并且在光屏蔽图案中注入光屏蔽材料(例如，电泳粒子或黑色墨水)(参见美国专利号7751667的说明书)。
发明内容
期望在制造视角控制装置期间增大光屏蔽材料的注入速度。本公开的目的是提供一种光束方向控制元件，其中可以以高速度注入光屏蔽材料。
为了解决上述问题，本公开的一个方面采用以下结构。一种光束方向控制元件包括：第一透明基板；第二透明基板，其被布置为面对第一透明基板；多个光屏蔽元件，其被布置在第一透明基板和第二透明基板之间；多个光透射区域，其被布置在第一透明基板和第二透明基板之间，并且其侧壁被多个光屏蔽元件中的任一个围绕；树脂层，其被布置在第一透明基板和第二透明基板之间，围绕由多个光透射区形成的多个光透射区域图案的外周，并且包括密封的第一开口单元；以及第一缓冲区域，其被夹在包括树脂层的第一开口单元的表面和光透射区域图案之间，并且其中注入了光屏蔽元件。
本公开的一个方面可以提供一种光束方向控制元件，其中可以以高速度注入光屏蔽材料。
要理解的是前面的总体性描述和以下的详细描述两者都是示例性和说明性的，而不是对此公开的限制。
附图说明
本公开可以通过以下结合附图的描述来理解，其中：
图1是示出了根据实施例1的窄视场模式(窄视场状态)的光束方向控制元件的一个示例的剖视图；
图2是示出了根据实施例1的宽视场模式(宽视场状态)的光束方向控制元件的一个示例的剖视图；
图3是根据实施例1的光束方向控制元件的平面图的一个示例；
图4是根据实施例1的光束方向控制元件的平面图的一个示例；
图5是根据实施例1的光束方向控制元件的平面图的一个示例；
图6是示出了根据实施例1的光束方向控制元件的一个示例的平面图；
图7是示出了根据实施例1的电泳元件被注入之前的光束方向控制元件的一个示例的平面图；
图8是示出了根据实施例2的电泳元件被注入之前的光束方向控制元件的一个示例的平面图；
图9是示出了根据实施例3的电泳元件被注入之前的光束方向控制元件的一个示例的平面图；
图10A示出了根据实施例3的用于制造光束方向控制元件的方法的过程(透明导电膜形成过程)的一个示例；
图10B示出了根据实施例3的用于制造光束方向控制元件的方法的过程(光敏树脂层压过程)的一个示例；
图10C示出了根据实施例3的用于制造光束方向控制元件的方法的过程(曝光照射过程)的一个示例；
图10D示出了根据实施例3的用于制造光束方向控制元件的方法的过程(透射区域形成过程)的一个示例；
图10E示出了根据实施例3的用于制造光束方向控制元件的方法的过程(坝(dam)形成过程)的一个示例；
图10F示出了根据实施例3的用于制造光束方向控制元件的方法的过程(透明基板安装过程)的一个示例；
图10G示出了根据实施例3的用于制造光束方向控制元件的方法的过程(树脂层形成过程)的一个示例；
图10H示出了根据实施例3的用于制造光束方向控制元件的方法的过程(电泳元件填充过程)的一个示例；
图11是示出了根据实施例4的电泳元件被注入之前的光束方向控制元件的一个示例的平面图；
图12是示出了根据实施例5的电泳元件被注入之前的光束方向控制元件的一个示例的平面图；
图13是示出了根据实施例6的电泳元件被注入之前的光束方向控制元件的一个示例的平面图；
图14是示出了根据实施例7的电泳元件被注入之前的光束方向控制元件的一个示例的平面图；
图15A示出了根据实施例3的用于制造光束方向控制元件的方法的过程(树脂层形成过程)的一个示例；
图15B示出了根据实施例3的用于制造光束方向控制元件的方法的过程(透明基板安装过程)的一个示例；
图15C示出了根据实施例3的用于制造光束方向控制元件的方法的过程(电泳元件填充过程)的一个示例；以及
图16是示出了根据实施例8的窄视场模式(窄视场状态)的光束方向控制元件的一个示例的剖视图。
具体实施方式
在下文中，参考附图来描述实施例。应当注意的是，实施例仅是用于实施此公开的示例，而不是限制此公开的技术范围。图中共有的元件由相同的附图标记来表示。图中的元件可能与实际尺寸或比例不一致。
实施例1
图1是示出了窄视场模式(窄视场状态)的光束方向控制元件的一个示例的剖视图。图2是示出了宽视场模式(宽视场状态)的光束方向控制元件的一个示例的剖视图。
光束方向控制元件11包括第一透明基板21、透明导电膜31、光透射区域40、电泳元件60、第二透明基板22和透明导电膜32。透明导电膜31被形成在第一透明基板21的表面(主表面)21a上。透明导电膜32被形成在第二透明基板22的表面(主表面)22a上。第一透明基板21和第二透明基板22被布置为使得透明导电膜31的主表面31a和透明导电膜32的主表面32a彼此面对。
在本公开中，垂直于显示面板5和光束方向控制元件11的主表面的方向将被称为Z轴方向，并且主表面中垂直的两个方向将被称为X轴方向和Y轴方向。Z轴方向是透明基板和透明导电膜的层压方向。
电泳元件60被夹在并布置在透明导电膜31的主表面31a和透明导电膜32的主表面32a之间。电泳元件60包括电泳粒子61(着色的)和分散介质62。此外，在图1和图2的示例中，电泳元件60的整个上表面60a与透明导电膜32接触，并且电泳元件60的整个下表面60b与透明导电膜31接触。
光透射区域40和电泳元件60被交替地布置(彼此不重叠)在透明导电膜31的主表面31a上。类似地，光透射区域40和电泳元件60被交替地布置(彼此不重叠)在透明导电膜32的主表面32a上。
另外，为了便于说明，示出了光透射区域40和分散介质62的每个截面而没有剖面线。光透射区域40被布置在透明导电膜31和透明导电膜32之间的间隙中。
另外，图1所示的窄视场模式通过在被布置在光透射区域40之间的每个间隙中的电泳元件60中将电泳粒子61分散在介质62中来实现。因此，图1中从下侧至上侧透射的光束被第一透明基板21和第二透明基板22之间的电泳元件60限制变宽。因此，当在透射之前和之后进行比较时，视角变窄，从而实现窄视场模式。
与此相反，图2所示的宽视场模式通过将电泳粒子61集中在透明导电膜31附近来实现。例如，使透明导电膜31相对于透明导电膜32的相对电位为与电泳粒子61的表面电荷相反的极性，使得电泳粒子61被收集在透明导电膜31附近。因此，图1中从下侧至上侧透射的光束不被第一透明基板21和第二透明基板22之间的电泳粒子61限制变宽。因此，当在透射之前和之后进行比较时，视角几乎没有差异，从而实现了宽视场模式。
也就是说，当电泳粒子61的表面电荷为负电荷(-)时，透明导电膜31成为阳极。此外，当电泳粒子61的表面电荷是正电荷(+)时，透明导电膜31成为阴极。
随后，将描述在电泳粒子61的表面电荷是负电荷(-)情况下的配置内容。即使在电泳粒子61的表面电荷是正电荷(+)的情况下，也可以通过使透明导电膜的极性相反来同样地支持。
透明导电膜31被布置为覆盖第一透明基板21的主表面21a。类似地，透明导电膜32被布置为覆盖第二透明基板22的主表面22a。在这点上，开口单元可以被形成在透明导电膜31和透明导电膜32中的不与电泳元件60接触的部分处。也就是说，在这种情况下，光透射区域40被布置在开口单元中。此外，第一透明基板21的主表面21a和光透射区域40在透明导电膜31的开口单元中接触，并且第二透明基板22的主表面22a和光透射区域40是在透明导电膜32的开口单元中接触。
接下来，将参考图1更详细地描述光束方向控制元件11的配置内容。第一透明基板21由例如玻璃基板、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PC(聚碳酸酯)、PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)或COT(环烯烃聚合物)制成。这也同样适用于第二透明基板22。
透明导电膜31的膜厚度适宜在10[nm]至1000[nm]的范围内，并且在本实施例中为50[nm]。此外，透明导电膜31的构成材料可以采用ITO(氧化铟锡)、ZnO、IGZO(铟镓锌氧化物)或导电纳米线，并且在本实施例中采用ITO。这也同样适用于透明导电膜32。
光透射区域40的高度适宜在3[μm]至300[μm]的范围内，并且在本实施例中为60[μm]。此外，光透射区域40的宽度(光透射图案宽度)适宜在1[μm]至150[μm]的范围内，并且在本实施例中为20[μm]。此外，光透射区域40之间的宽度适宜在0.25[μm]至40[μm]的范围内，并且在本实施例中为5[μm]。
如上所述，作为电泳粒子61和分散介质62的混合物的电泳元件60被布置在光透射区域40之间。
接下来，将参考图3至图6描述四个示例作为每个光透射区域40和每个电泳元件60的布置示例。图3至图6中的每个示出了光束方向控制元件11的平面图的一个示例。图3至图6省略了透明导电膜32和第二透明基板22的图示。此外，图3至6也省略了下面描述的树脂层。
图3中的方形图案结构的示例(第一示例)示出了其中方形的光透射区域40以格子布置提供的平面形状。此外，电泳元件60(透明导电膜31和32)掩埋多个光透射区域40之间的间隙。在第一示例中，在光束方向控制元件11中，与每个光透射区域40的宽度对应的光透射图案宽度41a和光透射图案宽度42a被形成为相等，并且与电泳元件60的宽度(光透射区域40之间的宽度)对应的光屏蔽图案宽度41b和光屏蔽图案宽度42b也被形成为相等。
图4中的第二方形图案结构的示例(第二示例)示出了其中方形的光透射区域40以交错布置提供的平面形状。此外，电泳元件60(透明导电膜31和32)掩埋多个光透射区域40之间的间隙。在光束方向控制元件11中，与每个光透射区域40的宽度对应的光透射图案宽度41a和光透射图案宽度42a被形成为相等，并且与电泳元件60的宽度(光透射区域40之间的宽度)对应的光屏蔽图案宽度41b和光屏蔽图案宽度42b也被形成为相等。
图5中的矩形图案结构的示例(第三示例)示出了其中矩形的光透射区域40以交错布置提供的平面形状。此外，电泳元件60(透明导电膜31和32)掩埋多个光透射区域40之间的间隙。在第三示例中，在光束方向控制元件11中，光透射图案宽度42a形成为长于光透射图案宽度41a。另一方面，光屏蔽图案宽度41b和光屏蔽图案宽度42b的长度被形成为相等。
图6中的条纹图案结构的示例(第四示例)示出了光透射区域40和电泳元件60(透明导电膜31和32)的平面形状的条纹形状。在第四示例中，在光束方向控制元件11中，每个光透射区域40的光透射图案宽度41a和电泳元件60的光屏蔽图案宽度41b被布置为交替地连续。另外，在条纹图案的情况下，多个透明导电膜31和32在未示出的外部被电连接并被驱动。
在这点上，在第一示例至第四示例的每种情况下，为了实现光束方向控制元件11的高透射率，当光屏蔽图案宽度41b被设置为1时，光透射图案宽度41a相对于光屏蔽图案宽度41b的比率需要是三倍或更多(优选四倍或更多)(光屏蔽图案宽度41b/光透射图案宽度41a≤1/3(优选1/4))。类似地，当光屏蔽图案宽度42b被设置为1时，光透射图案宽度42a相对于光屏蔽图案宽度42b的比率需要是三倍或更多(优选四倍或更多)(即，光屏蔽图案宽度42b/光透射图案宽度42a≤1/3(最好是1/4))。
虽然在下面进行了详细描述，但是在光束方向控制元件11的制造过程中，首先在其上层压了透明导电膜31的第一透明基板21上形成光透射区域40。包括透明导电膜32的第二透明基板22被安装在光透射区域40的表面上。此外，包括注入孔的树脂层被形成为覆盖由光透射区域40形成的图案的外周。最后，通过真空注入或在大气压下使用毛细管现象的注入，通过树脂层的注入孔注入电泳元件60。随后，密封注入孔。
另外，图3至图6假设在尚未注入电泳元件60的状态下仅通过开口单元63注入电泳元件60的情形。图3至图6中的光束方向控制元件11中的箭头指示基于该假设的电泳元件60的注入流。
在图6的示例中，不能沿Y轴方向注入电泳元件60。此外，在图3至图5的示例中，光透射图案宽度相对于光屏蔽图案宽度的比率是三倍或更多，并且因此在Y轴方向上的电泳元件60的注入速率慢于在X轴方向上的电泳元件60的注入速率。
下面将参考图7描述用于以高速度注入电泳元件60的配置。图7是示出了在注入电泳元件60之前光束方向控制元件11的一个示例的平面图。图7省略了透明导电膜32和第二透明基板22的图示。此外，在图7中，光透射区域40的图案是第一方形图案(第一示例)，但也可以是另一图案(例如，上述第二示例、第三示例或第四示例)。此外，在图7中，箭头指示在通过下述注入孔注入电泳元件60的情况下的电泳元件60的流动。此外，在图7中，垂直方向是X轴方向，并且水平方向是Y轴方向。这些同样适用于示出在如下所述注入电泳元件60之前光束方向控制元件11的一个示例的其他平面图。
在光透射区域40的图案中，其中电泳元件60被注入在光透射区域40之间的间隙中的区域在下面将也被称为电泳元件注入区域。
在图7的示例中，光束方向控制元件11包括树脂层80，树脂层80围绕由光透射区域40形成的第一方形图案的外周。树脂层80包括用于注入电泳元件60的注入孔81。注入孔81的宽度例如约为1至10[mm]，并且优选为5[mm]或更小。例如，可以采用环氧树脂作为树脂层80的构成材料。另外，在设置有树脂层80的注入孔81的表面与光透射区域40的第一方形图案之间设置了作为间隙的缓冲区域90。缓冲区域90的X轴方向上的宽度期望为相对于光透射图案宽度41a的大约10至1000倍，并且例如是大约1至10[mm]。
当通过注入孔81注入电泳元件60时，电泳元件60在Y轴方向上的缓冲区域90中变宽。随后，电泳元件60从电泳元件注入区域的与缓冲区域90接触的部分朝向电泳元件注入区域的X轴方向变宽。缓冲区域90具有比光屏蔽图案宽度足够更宽的宽度，使得电泳元件60在缓冲区域90中在Y轴方向变宽的速率足够高于电泳元件60在电泳元件注入区域中在Y轴方向变宽的速率。
因此，与没有缓冲区域90的情况(即，包括树脂层80的注入孔81的表面与第一方形图案接触)相比，在整个电泳元件注入区域中电泳元件60的注入速率提高了。
另外，在图7的示例中，缓冲区域90与包括树脂层80的注入孔81的整个表面接触，但是也可以仅与表面的一部分接触(在这点上，缓冲区域90与注入孔81接触)。在这种情况下，缓冲区域90的Y轴方向上的宽度期望为相对于光屏蔽图案宽度的10倍或更大。此外，在图7的示例中，注入孔81被形成在Y轴方向上的大致中央部分处，但是也可以被形成在另一位置处，只要注入孔81与缓冲区域90接触。
另外，当电泳元件注入区域和缓冲区域90填充有电泳元件60时，注入孔81被例如与树脂层80的材料相同的材料密封。当注入孔81的数量和宽度增加时，电泳元件60的注入速率增加。然而，为了防止在密封过程中发生故障，如上所述，注入孔81的数量期望为小(例如，一个)，并且宽度期望为5[mm]或更小。
另外，本实施例已经描述了可以在窄视场模式和宽视场模式之间切换的光束方向控制元件11。然而，光束方向控制元件11可以仅实现窄视场模式。在这种情况下，例如，代替电泳元件60，在光束方向控制元件11中注入黑色墨水作为光屏蔽材料。此外，光束方向控制元件11可以不包括透明导电膜31和透明导电膜32。
实施例2
将描述与第一实施例的不同之处。图8是示出了在注入电泳元件60之前光束方向控制元件11的一个示例的平面图。在本实施例中，树脂层80包括在面对包括注入孔81的表面的表面上的排气孔82。此外，在设置有树脂层80的排气孔的82的表面与光透射区域40的第一方形图案之间进一步设置了作为间隙的缓冲区域91。缓冲区域91的X轴方向上的宽度例如类似于缓冲区域90约为1至10[mm]。
因此，即使当在电泳元件60的注入期间空气残留在电泳元件注入区域中时，空气也经由缓冲区域91通过排出孔82而被排出。因此，在本实施例中，电泳元件60可以被均匀地注入在整个电泳元件注入区域中。另外，电泳元件60在整个电泳元件注入区域中变宽，并且然后在整个缓冲区域91中变宽。
另外，在图8的示例中，排气孔82被形成在面向包括树脂层80的注入孔81的表面的表面中，但是也可以被形成在除包括注入孔81的表面之外的另一表面中。在这种情况下，缓冲区域91被设置在另一表面和光透射区域40的第一方形图案之间。此外，排气孔82被形成在Y轴方向上的大致中央部分处，但是也可以被形成在另一位置处，只要排气孔82与缓冲区域91接触。
实施例3
将描述与第二实施例的不同之处。图9是示出了在注入电泳元件60之前的光束方向控制元件11的一个示例的平面图。在本实施例中，光束方向控制元件11包括在不包括树脂层80的注入孔81和排气孔82的表面与光透射区域40的第一方形图案之间的坝85。坝85的宽度等于或大于光透射图案宽度41a，并且优选地为相对于光透射图案宽度41a的五倍或更大。
坝85的构成材料例如是光敏树脂。坝85的构成材料可以与光透射区域40的构成材料相同。坝85可以阻挡树脂层80的树脂，并且防止树脂在电泳元件注入区域中渗透，由此可以实现更纤细的边框。
将参考图10A至图10G描述根据本实施例的用于制造光束方向控制元件11的方法的每个过程。首先，如图10A所示，在第一透明基板21的表面(主表面)上形成透明导电膜31(透明导电膜形成过程)。接下来，如图10B所示，在其上形成了透明导电膜31的第一透明基板21的主表面侧上透明光敏树脂层41被层压并形成为负性光刻胶膜(光敏树脂层压过程)。另外，透明光敏树脂层41是在下面描述的透射区域形成过程之后成为光透射区域40的元件。
接下来，如图10C所示，利用曝光光75经由包括掩模图案71的光掩模70的来照射透明光敏树脂层71以曝光透明光敏树脂层41(曝光光照射过程)。在该曝光光照射过程期间，通过使用形成在第一透明基板21和光掩模70上的对准标记(未示出)来执行控制以调整光掩模70和第一透明基板21的位置，使得掩模图案71的位置位于注入电泳元件60的区域中(位置控制过程)。
接下来，对曝光过的透明光敏树脂层41执行显影处理，以形成彼此分开的多个光透射区域40，如图10D所示(透射区域形成过程)。
随后，如图10E所示，坝85被形成在第一透明基板21上和光透射区域40的外侧上。另外，当坝85的构成材料与光透射区域40的构成材料相同时，可以通过位置控制过程和透射区域形成过程来同时形成光透射区域40和坝85。
接下来，如图10F所示，包括透明导电膜32的第二透明基板22被安装在光透射区域40的表面上(透明基板安装过程)。
接下来，如图10G所示，缓冲区域(本实施例中的缓冲区域90和缓冲区域91)被固定，并且沿着坝85的外周形成树脂层80(树脂层形成过程)。在这种情况下，在本实施例中，树脂层80未被形成在与注入孔81和排气孔82对应的部分处。
此外，如图10H所示，电泳元件60被填充在由透明导电膜31、光透射区域40和透明导电膜32形成的间隙中(电泳元件填充过程)。
上面已经参考这些图10A至10G描述了在透明基板安装过程之后执行电泳元件填充过程的方法。然而，即使当这两个过程的顺序相反时，也可以同样地制造光束方向控制元件11。
也就是说，在以与参考图10A至10E描述的相同方式执行过程之后，在透明基板安装过程之前执行在光透射区域40之间填充电泳元件60的电泳元件填充过程，并且然后，可以执行将包括透明导电膜32的第二透明基板22安装在光透射区域40和电泳元件60的表面上的透明基板安装过程。
此外，已经描述了在安装第二透明基板22之后形成树脂层80的方法。然而，即使当这两个过程的顺序相反时，也可以同样地制造光束方向控制元件11。
也就是说，在执行图10A至10E中的过程之后，在透明基板安装过程之前执行在坝85的外侧上形成树脂层80的树脂层形成过程，如图15A所示。随后，如图15B所示，执行将包括透明导电膜32的第二透明基板22安装在光透射区域40、坝85和树脂层80的表面上的透明基板安装过程。随后，如图15C所示，可以执行在由透明导电膜31、光透射区域40和透明导电膜32形成的间隙中填充电泳元件60的电泳元件填充过程。
在这点上，用于上述曝光的曝光光75是相对于层压方向(透明光敏树脂层41被层压的方向)的平行光。此外，UV光源用作该曝光光75的光源，并且在根据本实施例的上述曝光光照射过程中，例如，365[nm]波长的UV光作为曝光光75进行照射。
该照射期间的曝光量适宜在100[mJ/cm2]至1000[mJ/cm2]的范围内，并且在本实施例中曝光光75的曝光量为200[mJ/cm2]。
另外，诸如缝模涂布机、线布涂机、上涂装置、干膜转移、喷涂或丝网印刷的膜形成方法之一可以用作在曝光光照射过程中形成透明光敏树脂层41的方法。根据该膜形成方法，在30[μm]至300[μm]的范围内有效的透明光敏树脂层41的厚度被形成为60[μm]。
此外，可以采用来自Microchem的化学放大光刻胶(产品名“SU-8”)作为用于透明光敏树脂41的透明光敏树脂。该透明光敏树脂的特征如下。
第一特征是环氧树脂(更具体地，双酚A酚醛清漆的缩水甘油醚衍生物)负性抗蚀剂，其使光引发剂在用紫外线照射时产生酸，并且通过使用该质子酸作为催化剂来聚合可固化单体。第二特征是可见光区域具有非常高的透明度。
第三特征是透明光敏树脂中包括的可固化单体在固化前具有相对低的分子量，并且因此在诸如环戊酮、丙二醇甲醚乙酸酯(PGMEA)、γ-丁内酯(GBL)和甲基异丁基酮(MIBK)的溶剂中非常好地溶解，因此使得易于形成厚膜。
第四特征是在近紫外范围的波长下光透射率非常好，因此即使在厚膜的情况下也允许紫外线透射。第五特征是存在于上述特征中的每个，并因此可以形成纵横比为3或更大的高纵横比图案。第六特征是可固化单体包括多个官能团，并因此在固化后实现非常高密度的交联并且是非常热稳定和化学稳定的。因此，在图案形成之后也易于执行加工。
首先，本实施例采用上述化学放大的光刻胶作为透明光敏树脂层41，但是本实施例不限于此。也就是说，可以使用任何可光固化的材料，只要该可光固化材料具有相同的性质。
另外，在图10D的透射区域形成过程中，在曝光之后，对透明光敏树脂层41执行显影处理。也就是说，透明光敏树脂层41被显影并且接下来在120至150[℃]和30至60[分钟]的条件下进行热退火(热退火处理)，使得多个分隔的光透射区域40被形成在透明光敏树脂层41上。例如，当第一透明基板21是玻璃基板时，条件期望为150[℃]和30[分钟]。
如上所述，光透射区域40之间形成的空间宽度(光屏蔽图案宽度)为5[μm]。此外，由上述“SU-8”形成的光透射区域40的折射率为1.5至1.6。
另外，在图10F的透明基板安装过程中，包括透明导电膜32的第二透明基板22被布置在光透射区域40上。该第二透明基板22通过粘合剂(未示出)被固定到第一透明基板21的外周部分。热固化或UV固化粘合剂中的任何一种可被用于用于该固定的粘合剂。
另外，除了该方法不包括坝形成过程之外，根据第一实施例和第二实施例的用于制造光束方向控制元件11的方法与上述制造方法相同。也就是说，在透射区域形成过程之后执行透明基板安装过程。此外，在树脂层形成过程中，沿着光透射区域40的图案的最外周形成树脂层80。
实施例4
将描述与第三实施例的不同之处。图11是示出了在注入电泳元件60之前的光束方向控制元件11的一个示例的平面图。在本实施例中，坝85不仅被形成在不包括树脂层80的注入孔81和排气孔82的表面与光透射区域40的第一方形图案之间，而且还被形成在包括树脂层80的注入孔81的表面与缓冲区域90之间、以及在包括树脂层80的排气孔82的表面与缓冲区域91之间。
另外，坝85设置有开口单元，以便不阻挡注入孔81和排气孔82。坝85的这些形状使得根据本实施例的光束方向控制元件11能够进一步增强纤细边框效果。此外，还可以提高电泳元件60的注入速率，并使缓冲区域90和缓冲区域91变窄。
实施例5
将描述与第二实施例的不同之处。图12是示出了在注入电泳元件60之前的光束方向控制元件11的一个示例的平面图。在本实施例中，缓冲区域90被设置在树脂层80的所有表面与光透射区域40的第一方形图案之间。缓冲区域90的与不包括树脂层80的注入孔81和排气孔82的表面接触的部分的Y轴方向的宽度例如大约为1至10[mm]。
当通过注入孔81注入电泳元件60时，电泳元件60在缓冲区域90的与包括树脂层80的注入孔81的表面接触的部分处朝向Y轴方向变宽。随后，电泳元件60从电泳元件注入区域中的与缓冲区域90接触的部分朝向电泳元件注入区域的X轴方向变宽。
此外，电泳元件60在缓冲区域90中的与不包括树脂层80的注入孔81和排气孔82的表面接触的部分处朝向X轴方向变宽。随后，电泳元件60从这些部分朝向电泳元件注入区域的Y轴方向变宽。
缓冲区域90的这种形状使得根据本实施例的光束方向控制元件11能够进一步提高电泳元件60的注入速率。
实施例6
将描述与第五实施例的不同之处。图13是示出了在注入电泳元件60之前的光束方向控制元件11的一个示例的平面图。在本实施例中，光束方向控制元件11包括坝85。坝85被形成在树脂层80的所有表面与缓冲区域90之间。另外，坝85设置有开口单元，以便不阻挡注入孔81和排气孔82。
以这种方式设置坝85，使得根据本实施例的光束方向控制元件11可以提高电泳元件60的注入速率并且防止树脂渗透到电泳元件注入区域中并可以进一步获得纤细边框效果。此外，可以使缓冲区域90变窄。
实施例7
将描述与第一实施例的不同之处。图14是示出了在注入电泳元件60之前的光束方向控制元件11的一个示例的平面图。在本实施例中，缓冲区域90的Y轴方向的宽度宽于注入孔81的Y轴方向的宽度，并且窄于包括树脂层80的注入孔81的表面的Y轴方向的宽度。
此外，在本实施例中，光束方向控制元件11包括形成在树脂层80的每个表面与光透射区域40的第一方形图案之间的坝85。在这点上，坝85设置有开口单元，以便不阻挡缓冲区域90和注入孔81。
根据本实施例的光束方向控制元件11设置有缓冲区域90，但是具有缓冲区域90的窄区域，使得可以提高电泳元件60的注入速率，增加填充有电泳元件60的区域，并进一步实现纤细边框。此外，坝85可以从树脂层80的所有方向阻挡树脂，从而可以防止树脂在电泳元件注入区域中渗透。此外，坝85可以实现纤细边框。
实施例8
将描述与第一实施例的不同之处。图16是示出了窄视场模式(窄视场状态)的光束方向控制元件的一个示例的剖视图。在根据第一实施例的光束方向控制元件11中，透明导电膜31、透明导电膜32和电泳元件60接触。另一方面，根据本实施例的光束方向控制元件11包括第一透明保护膜100和第二透明保护膜101。
第一透明保护膜100被设置在透明导电膜31和电泳元件60之间。第二透明保护膜101被设置在透明导电膜32和电泳元件60之间。更具体地，例如，第一透明保护膜100被布置为覆盖透明导电膜31的主表面31a。此外，第二透明保护膜101被布置为覆盖透明导电膜32的主表面32a。
另外，第一透明保护膜100可以不覆盖透明导电膜31的整个主表面31a，并且仅需要被布置成使得主表面31a和电泳元件60彼此不接触。更具体地，例如，第一透明保护膜100可以是仅被布置在主表面31a上的区域中的电泳元件60的上表面60a的+Z轴方向上的区域中的透明保护膜图案。类似地，第二透明保护膜101可以不覆盖透明导电膜32的整个主表面32a，并且仅需要被布置成使得主表面32a和电泳元件60彼此不接触。更具体地，例如，第二透明保护膜101可以是仅被布置在主表面32a上的区域中的电泳元件60的下表面60b的-Z轴方向上的区域中的透明保护膜图案。
作为第一透明保护膜100的构成材料，可以采用SiO2或Si3N4，并且在本实施例中构成材料是SiO2。这也同样适用于第二透明保护膜101。在根据本实施例的光束方向控制元件11中，透明导电膜31和透明导电膜32分别被第一透明保护膜100和第二透明保护膜101覆盖，从而可以获得电泳粒子61不附着在透明导电膜31和透明导电膜32的表面上的效果。
上面已经描述了本公开的实施例。然而，本公开不限于上述实施例。本领域普通技术人员可以在本公开的范围内容易地改变、添加和转换上述实施例的每个元件。一个实施例的部分部件可以用另一个实施例的部件替换，并且另一个实施例的部件也可以添加到一个实施例的部件。

Claims (9)

1.一种光束方向控制元件，包括：
第一透明基板；
第二透明基板，其面向所述第一透明基板布置；
多个光屏蔽元件，其被布置在所述第一透明基板和所述第二透明基板之间；
多个光透射区域，其被布置在所述第一透明基板和所述第二透明基板之间，并且其侧壁被所述多个光屏蔽元件中的任一个围绕；
树脂层，其被布置在所述第一透明基板和所述第二透明基板之间、围绕由所述多个光透射区域形成的光透射区域图案的外周、并且包括密封的第一开口单元和密封的第二开口单元，所述密封的第二开口单元在与包括所述第一开口单元的表面不同的表面上；
第一缓冲区域，其被夹在包括所述树脂层的所述第一开口单元的表面与所述光透射区域图案之间，并且其中注入了光屏蔽元件；以及
第二缓冲区域，其被夹在包括所述树脂层的第二开口单元的表面与所述光透射区域图案之间，并且其中注入了所述光屏蔽元件。
2.根据权利要求1所述的光束方向控制元件，还包括第一坝，其被夹在所述树脂层的不包括第一开口单元和第二开口单元的表面与所述光透射区域图案之间。
3.根据权利要求2所述的光束方向控制元件，还包括：
第二坝，其被夹在所述树脂层的包括第一开口单元的表面和所述第一缓冲区域之间；以及
第三坝，其被夹在所述树脂层的包括第二开口单元的表面和所述第二缓冲区域之间，其中
所述第二坝包括与所述第一开口单元重叠的开口单元，并且
所述第三坝包括与所述第二开口单元重叠的开口单元。
4.根据权利要求1所述的光束方向控制元件，还包括第三缓冲区域，其被夹在第一表面和所述光透射区域图案之间并且其中注入了所述光屏蔽元件，所述第一表面与所述树脂层的包括第一开口单元的表面以及包括所述树脂层的第二开口单元的表面不同。
5.根据权利要求4所述的光束方向控制元件，还包括：
第四坝，其被夹在所述树脂层的包括第一开口单元的表面和所述第一缓冲区域之间；
第五坝，其被夹在所述树脂层的包括第二开口单元的表面和所述第二缓冲区之间；以及
第六坝，其被夹在所述树脂层的第一表面和所述第三缓冲区之间。
6.根据权利要求1所述的光束方向控制元件，还包括：
第七坝，其被夹在所述树脂层的包括第一开口单元的表面和所述光透射区域图案之间；以及
第八坝，其被夹在与所述树脂层的包括第一开口单元的表面不同的表面和所述光透射区域之间。
7.根据权利要求1所述的光束方向控制元件，还包括：
第一电极，其被形成在面对所述第二透明基板的所述第一透明基板的第一表面上；以及
第二电极，其被形成在面对所述第一透明基板的所述第二透明基板的第二表面上，
其中所述多个光屏蔽元件中的每个是电泳元件，所述电泳元件被夹在所述第一电极和所述第二电极之间并且包括着色电泳粒子和分散介质，
所述光束方向控制元件控制所述第一电极和/或所述第二电极的电位，并且控制所述多个光屏蔽元件的着色电泳粒子的分散状态和集中状态。
8.根据权利要求1所述的光束方向控制元件，其中，所述光透射区域图案的图案宽度相对于由所述多个光屏蔽元件形成的光屏蔽区域图案的图案宽度为三倍或更大。
9.根据权利要求7所述的光束方向控制元件，还包括：
第一透明保护膜，其被夹在所述第一电极和所述光屏蔽元件之间；以及
第二透明保护膜，其被夹在所述第二电极和所述光屏蔽元件之间。
CN201910112547.3A 2018-02-14 2019-02-13 光束方向控制元件 Active CN110161772B (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018-024571 2018-02-14
JP2018024571 2018-02-14
JP2018-204087 2018-10-30
JP2018204087A JP7219591B2 (ja) 2018-02-14 2018-10-30 光線方向制御素子

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110161772A CN110161772A (zh) 2019-08-23
CN110161772B true CN110161772B (zh) 2023-08-04

Family

ID=67542293

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910112547.3A Active CN110161772B (zh) 2018-02-14 2019-02-13 光束方向控制元件

Country Status (2)

Country Link
US (1) US11042072B2 (zh)
CN (1) CN110161772B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113050207A (zh) * 2019-12-26 2021-06-29 天马日本株式会社 光线方向控制元件、其制造方法以及成像元件
US11899294B2 (en) * 2020-09-03 2024-02-13 Lg Innotek Co., Ltd. Light path control member and display device comprising same

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009037927A1 (ja) * 2007-09-20 2009-03-26 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha 電気泳動表示パネルの製造方法及び電気泳動表示パネル
CN104280972A (zh) * 2013-07-10 2015-01-14 精工爱普生株式会社 电泳装置、其制造方法以及电子设备
CN105425502A (zh) * 2014-09-12 2016-03-23 Nlt科技股份有限公司 光学元件、及使用该光学元件的显示装置、电子设备、照明装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6596140B2 (en) * 2001-05-01 2003-07-22 Applera Corporation Multi-channel capillary electrophoresis device and method
US6950220B2 (en) * 2002-03-18 2005-09-27 E Ink Corporation Electro-optic displays, and methods for driving same
JP3669363B2 (ja) * 2003-03-06 2005-07-06 ソニー株式会社 エレクトロデポジション型表示パネルの製造方法、並びにエレクトロデポジション型表示パネルおよびエレクトロデポジション型表示装置
US7751667B2 (en) * 2005-12-21 2010-07-06 Xerox Corporation Microfabricated light collimating screen
CN106462025B (zh) 2014-02-17 2019-08-06 Nlt科技股份有限公司 光学元件及其制造方法、包括该光学元件的显示装置、电子设备和照明装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009037927A1 (ja) * 2007-09-20 2009-03-26 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha 電気泳動表示パネルの製造方法及び電気泳動表示パネル
CN104280972A (zh) * 2013-07-10 2015-01-14 精工爱普生株式会社 电泳装置、其制造方法以及电子设备
CN105425502A (zh) * 2014-09-12 2016-03-23 Nlt科技股份有限公司 光学元件、及使用该光学元件的显示装置、电子设备、照明装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20190250482A1 (en) 2019-08-15
CN110161772A (zh) 2019-08-23
US11042072B2 (en) 2021-06-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6443691B2 (ja) 光学素子及びその製造方法，該光学素子を有する表示装置，電子機器，及び照明装置
CN109613783B (zh) 光束方向控制元件及其制造方法以及显示装置
US9904080B2 (en) Optical element, and display device, electronic apparatus, lighting device using the same
US7817361B2 (en) Beam direction control element and method of manufacturing same
KR101601334B1 (ko) 컬러 필터 및 컬러 필터의 제조 방법
JP6619411B2 (ja) 光制御装置、それを含む透明表示装置及びその製造方法
WO2006098475A1 (ja) パネルおよびその製造方法
CN110161772B (zh) 光束方向控制元件
KR20080029798A (ko) 광학소자 및 이 광학소자를 사용하는 조명장치,디스플레이장치 및 전자장치
KR20150074409A (ko) 표시 장치 및 그 제조 방법
CN106773199B (zh) 显示装置及其制造方法
KR101085134B1 (ko) 박막 패터닝 장치 및 그를 이용한 칼라필터 어레이 기판의제조방법
JP4710671B2 (ja) 電気泳動表示媒体およびその製造方法
WO2020181532A1 (zh) 触控基板及其驱动方法、制作方法、触控组件、装置
JP7219591B2 (ja) 光線方向制御素子
KR20010088329A (ko) 액정표시장치 및 그 제조방법
JP2019090954A (ja) カラーフィルタ基板及びその製造方法、並びに表示パネル
JP6661904B2 (ja) 表示装置、および表示装置の製造方法
JP7099882B2 (ja) 光線方向制御素子、表示デバイス、及び光線方向制御素子の製造方法
CN106154619B (zh) 显示面板
CN111463197A (zh) 一种显示面板及其制作方法、显示屏以及电子装置
JP2009181089A (ja) カラーフィルタ
CN101344722A (zh) 彩色滤光基板的制造方法
JP2013130607A (ja) カラーフィルタ基板及びそれを備えた液晶表示装置
JP2017004367A (ja) 電極付きカラーフィルタ基板、該基板を含む表示装置、ならびに該基板及び表示装置の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant