JP5512880B2 - プライバシー保護フィルター及びその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、プライバシー保護フィルター及びその製造方法に関し、より詳しくは、高段差の凹凸パターンに無機物の電気変色物質を適用することによって、正面透過率が低下することなく側面透過度を落として、プライバシーモード機能を向上させ、広視野角モードと狭視野角モードの変換が速く、かつ性能と駆動安定性を向上させることができる、プライバシー保護フィルター及びその製造方法に関する。
個人の私生活保護に対する要求が増加しながら、多様な分野で種々の関連製品が開発されている。個人のプライバシーを保障する製品中、携帯電話機、コンピュータなどのモニタに付着して、光の側面透過を遮断し、視野角を狭めるプライバシーフィルターに対する需要も毎年増加している。しかし、プライバシーフィルターの場合、フィルター自体を除去しない以上、視野角を既存の状態に復旧することができなくて、プライバシー機能が不必要な時は、フィルターを除去しなければならない不便さがあった。
最近、このような不便を解消するために、フィルムの脱付着なしで視野角を電気的信号の印加有無により選択的に調節して使用することができる転換可能な（ｓｗｉｔｃｈａｂｌｅ）プライバシーフィルターが開発されている。前記転換可能なプライバシーフィルターの光遮断物質としては、高分子分散型液晶（ＰＤＬＣ、Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）、高分子ネットワーク液晶（ＰＮＬＣ、Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）を利用するか、または追加の別途のＬＣＤ構造を利用する方法、及び電気変色（ｅｌｅｃｔｒｏ−ｃｈｒｏｍｉｃ）物質を利用する方法などがある。
しかし、このような多様な方法の転換可能なプライバシーフィルターにおいては、共通的にプライバシーモード状態での側面透過度が不良であるだけでなく、正面透過度が過度に劣る点、広視野角モードと狭視野角モードの変換速度が遅い点、継続的なモード変換時に性能及び駆動安定性が低下する点などの問題がある。したがって、これを解決するために研究が継続的に進められているが、まだ所望する水準のプライバシー保護フィルターは開発されていない。
そこで、本発明の目的は、正面透過率が低下することなく、光の側面透過効果が非常に優れており、広視野角モードと狭視野角モードへの変換が早く、継続的なモード変換時にフィルターの性能と駆動安定性に優れたプライバシーフィルター及びその製造方法を提供することにある。
本発明は、第１透明基板と、前記第１透明基板に対して一定の間隔を有して互いに対向するように配置される第２透明基板と、前記第１透明基板及び第２透明基板の間に充填された電解質と、前記電解質及び第２透明基板の間の第２透明導電膜とを含み、前記第１透明基板は、前記第１透明基板上に形成された線格子及びトレンチを有する凹凸パターンと、前記凹凸パターンの線格子及びトレンチ上に形成された第１透明導電膜と、前記線格子の壁面に沿って第１透明導電膜の上に形成され、電気の印加有無により可視光線を透過または吸収する電気変色物質を含有する電気変色層と、を含むプライバシー保護フィルターを提供する。
この時、前記電気変色層は、凹凸パターンの線格子上部及びトレンチ下部の第１透明導電膜の上にさらに含むことができる。また、前記電気変色層はプルシアンブルーまたは遷移金属酸化物を含む無機物であるのが好ましい。
また、本発明は、
（ａ）第１透明基板上に線格子及びトレンチを有する凹凸パターンを形成する段階；
（ｂ）前記凹凸パターン上に第１透明導電膜を形成する段階；
（ｃ）前記凹凸パターンの第１透明導電膜の上に電気変色層を形成する段階；及び
（ｄ）第２透明導電膜が形成された第２透明基板を利用して、前記（ｃ）段階で形成された基板と第２透明基板との間にスペーサを位置させて、電解液を注入した後、両基板を合着及び密封する段階、を含むプライバシー保護フィルターの製造方法を提供する。
（ａ）第１透明基板上に線格子及びトレンチを有する凹凸パターンを形成する段階；
（ｂ）前記凹凸パターン上に第１透明導電膜を形成する段階；
（ｃ）前記凹凸パターンの第１透明導電膜の上に電気変色層を形成する段階；及び
（ｄ）第２透明導電膜が形成された第２透明基板を利用して、前記（ｃ）段階で形成された基板と第２透明基板との間にスペーサを位置させて、電解液を注入した後、両基板を合着及び密封する段階、を含むプライバシー保護フィルターの製造方法を提供する。
また、前記本発明の方法は、前記（ｃ）段階の第１透明導電膜に電気変色層を形成する段階以降に、前記線格子上部及びトレンチ下部の第１透明導電膜の上に形成された電気変色層をドライエッチングする段階をさらに含むことができる。
また、前記電気変色層を形成する段階は、約３０乃至６０μＡ／ｃｍ２の電流密度条件下で、電着メッキ（ｅｌｅｃｔｒｏ−ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ ｐｌａｔｉｎｇ）を使用してプルシアンブルーまたは遷移金属含有化合物を形成する段階を含むことができる。
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明は、ディスプレイに用いることができる転換可能なプライバシーフィルター（ｓｗｉｔｃｈａｂｌｅ ｐｒｉｖａｃｙ ｆｉｌｔｅｒ）に関する。
構造上、一般的なプライバシーフィルムの光遮断層が単純な線格子構造（ｇｒａｔｉｎｇ）であることとは異なり、本発明は高段差の凹凸形態の線格子構造及びトレンチの上にコンフォーマル（ｃｏｎｆｏｒｍａｌ）に、あるいは線格子構造の壁面（ｓｉｄｅｗａｌｌ）部分だけに、薄く光遮断層を形成したプライバシーフィルター構造を提供することを特徴とする。
また、本発明は、光遮断層の電気変色物質として無機物質を使用し、これを既存のスパッタリング方法でない電着（ｅｌｅｃｔｒｏ−ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）のような電気メッキ法を利用する。
したがって、本発明によれば、電気的信号印加後、短い時間内に広視野角モードとプライバシーモード（狭視野角モード）の転換が可能であり、プライバシーモードで正面透過率の低下が殆どなくて、光の側面透過を遮断することができる。
以下、図面を参照して、本発明の好ましいプライバシーフィルター及びその製造方法について説明する。
図１は、本発明の一実施例によるプライバシー保護フィルターの構造を簡略に示す模式図である。図２は、本発明の他の実施例によるプライバシー保護フィルターの構造を簡略に示す模式図である。
図１及び２に示すように、本発明のプライバシー保護フィルターは、基本的に第１透明基板１０と；前記第１透明基板に対して一定の間隔を有して離隔して対向するように配置される第２透明基板１２と；前記両基板の間を充填した電解質５０と；前記電解質及び第２透明基板の間の第２透明導電膜３２とを含む。また、前記プライバシー保護フィルターは、第１透明基板１０と第２透明基板１２を固定するための前記両基板の両側周縁に位置するスペーサ６０を含む。
この時、前記第１透明基板は、線格子及びトレンチを有する高段差の凹凸パターン２０を含み、前記凹凸パターンの線格子及びトレンチ上に形成された第１透明導電膜３０と、電気の印加有無により可視光線を透過または吸収する電気変色物質を含有する電気変色層４０とを含むことを特徴とする。
また、前記凹凸パターン２０は、第１透明基板１０の上に高い縦横比を有するように、一定の間隔を有して線格子及びトレンチ（ｔｒｅｎｃｈ）が形成されるのが好ましい。
より好ましくは、前記凹凸パターンは線格子及びトレンチ幅が約１０μｍ以下であり、下記数式１で表されるトレンチ横縦比（ａｓｐｅｃｔ−ｒａｔｉｏ）が最小約２以上であるパターン構造を有するのが良い。
［数式１］
トレンチ横縦比（ａｓｐｅｃｔ−ｒａｔｉｏ）=トレンチ深さ／トレンチ幅
［数式１］
トレンチ横縦比（ａｓｐｅｃｔ−ｒａｔｉｏ）=トレンチ深さ／トレンチ幅
前記凹凸パターンにおいて、線格子パターンが目に見えないようにするためには、線格子及びトレンチ幅は約１０μｍ以下が好ましく、より好ましくは約１μｍでなければならない。つまり、前記トレンチ幅が１０μｍを超えれば、パターンが目に見えてディスプレイ画面を散乱させて、プライバシーフィルターとして用いるのが困難であるため、前記範囲を満たした方が良い。また、前記数式１で表されるトレンチ横縦比が２以下であれば、狭視野角モードでも側面輝度が十分に落ちないため、プライバシーフィルターの役割を果たすことができない問題を招く。この時、前記凹凸パターンは感光剤から形成された絶縁層とすることができる。
前記第１透明導電膜３０は、凹凸パターン２０の線格子及びトレンチ上にコンフォーマルに形成されて、凹凸パターン構造を示すことができる。
また、前記電気変色層４０は、線格子の壁面（ｓｉｄｅｗａｌｌ）に沿って第１透明導電膜３０の上に形成されるのが好ましい。選択的に、本発明で前記電気変色層４０は、必要に応じて凹凸パターンの線格子上部及びトレンチ下部の第１透明導電膜の上にさらに含まれることができる。
したがって、本発明の好ましい一実施例によるプライバシー保護フィルターは、図１に示すように、第１透明基板１０と、前記第１透明基板１０に対して一定の間隔を有して離隔して対向するように配置される第２透明基板１２と、前記第１透明基板１０及び第２透明基板１２の間に充填された電解質５０と、前記電解質５０及び第２透明基板１２の間の第２透明導電膜３２とを含む。また、前記第１透明基板１０は、その上に形成された線格子及びトレンチを有する凹凸パターン２０と、前記凹凸パターンの線格子及びトレンチ上に形成された第１透明導電膜３０と、前記線格子の壁面に沿って第１透明導電膜３０の上に形成され、電気の印加有無により可視光線を透過または吸収する電気変色物質を含有する電気変色層４０とを含むことができる。また、前記両基板の間にはスペーサ６０を含む。したがって、前記構造の場合、凹凸パターンの第１透明導電膜の線格子上部（ａ）及びトレンチ下部の第１透明導電膜の上（ｂ）には電気変色層４０が形成されておらず、線格子及びトレンチ内部の第１透明導電膜の両壁面だけに電気変色層が形成された構造を有する。
また、本発明の他の実施例によるプライバシー保護フィルターは、図２に示すように、第１透明基板１０と、前記第１透明基板１０に対して一定の間隔を有して離隔して対向するように配置される第２透明基板１２と、前記第１透明基板１０及び第２透明基板１２の間に充填された電解質５０と、前記電解質５０及び第２透明基板１２の間の第２透明導電膜３２とを含む。また、前記第１透明基板１０は、その上に形成された線格子及びトレンチを有する凹凸パターン２０と、前記凹凸パターンの線格子及びトレンチ上に形成された第１透明導電膜３０と、前記凹凸パターンの線格子及びトレンチ上に形成された第１透明導電膜３０の上に形成され、電気の印加有無により可視光線を透過または吸収する電気変色物質を含有する電気変色層４０とを含むことができる。また、前記両基板の間にはスペーサ６０を含む。したがって、前記構造の場合、凹凸パターンの線格子上部（ａ）及びトレンチ下部の第１透明導電膜の上（ｂ）に電気変色層４０が全て形成された構造を有する。
前記構造の中で、図１の構造が最も好ましく、このような構造を形成することによって、本発明は、プライバシーモード時に正面透過率が低下することなく、光の側面透過を効果的に遮断することができる。図３は、本発明のプライバシー保護フィルターに対して電流印加時の広視野角モード及び狭視野角モードの原理を表すための模式図である。
図３に示すように、転換可能なプライバシーフィルターに対して、凹凸パターンを含む第１透明基板に（−）を接続し、第２透明基板に（＋）極を接続して電流を流した時に、光が伝達されると、電気変色層が脱色して光視野角モードに変換され、反対方向に電流を印加時に、電気変色層が着色して狭視野角モード（プライバシーモード）で動作するようになる。この時、本発明の構造は、プライバシーモードの場合、６５０ｎｍ波長で正面透過率は少なくとも約６０％以上となりえ、側面４５°での透過率は約１０％以下となるように調節することができる。
より好ましくは、本発明によれば、６５０ｎｍ波長で正面透過率は約８０％以上であり、側面４５°での透過率は約５％以下となるように調節することができる。
以下、図面に基づいて、本発明の好ましいプライバシー保護フィルターの製造方法についてより具体的に説明する。
図４乃至７は、本発明の一実施例によるプライバシー保護フィルターの製造過程を示す模式図である。
最初に、本発明のプライバシー保護フィルターの製造方法は、
（ａ）第１透明基板上に線格子及びトレンチを有する凹凸パターンを形成する段階；
（ｂ）前記凹凸パターン上に第１透明導電膜を形成する段階；
（ｃ）前記凹凸パターンの第１透明導電膜の上に電気変色層を形成する段階；及び
（ｄ）第２透明導電膜が形成された第２透明基板を利用して、前記（ｃ）段階で形成された基板と第２透明基板の間にスペーサを位置させて、電解液を注入した後、両基板を合着及び密封（ｓｅａｌｉｎｇ）して、転換可能なプライバシーフィルターを完成する段階で構成される。
（ａ）第１透明基板上に線格子及びトレンチを有する凹凸パターンを形成する段階；
（ｂ）前記凹凸パターン上に第１透明導電膜を形成する段階；
（ｃ）前記凹凸パターンの第１透明導電膜の上に電気変色層を形成する段階；及び
（ｄ）第２透明導電膜が形成された第２透明基板を利用して、前記（ｃ）段階で形成された基板と第２透明基板の間にスペーサを位置させて、電解液を注入した後、両基板を合着及び密封（ｓｅａｌｉｎｇ）して、転換可能なプライバシーフィルターを完成する段階で構成される。
前記（ａ）工程は、高段差トレンチパターン（ｈｉｇｈ ａｓｐｅｃｔ−ｒａｔｉｏ ｔｒｅｎｃｈ ｐａｔｔｅｒｎ）を透明基板上に形成するか、または高段差トレンチパターンを有する透明基板を製作する段階によって行える。しかし、本発明で高段差の凹凸パターンを形成する方法が前記方法に限定されることではなく、通常の方法がいずれも使用可能である。
この時、前記高段差トレンチパターンを透明基板上に形成する段階は、絶縁層形成用の物質を利用するフォトリソグラフィ法を使用することができる。また、前記高段差トレンチパターンを有する透明基板を製作する段階は、マスターモールド方法または物理的加工方法を使用することができる。
好ましくは、前記（ａ）凹凸パターンを形成する段階は、フォトリソグラフィ法、マスターモールド方法または物理的加工方法を使用して、第１透明基板に凹凸パターンを形成する段階を含むことができる。
前記フォトリソグラフィ法は、第１透明基板上に感光剤または高透過フォトレジストをコーティングし、マスク露光して、パターンを形成する段階を含むことができる。前記絶縁層形成用の物質は、感光剤またはＳＵ−８のような一般的な高透過の厚いフォトレジスト（ｔｈｉｃｋ ｐｈｏｔｏ−ｒｅｓｉｓｔ）を使用することができ、その種類は特に限られない。
高段差パターンを形成する方法もフォトリソグラフィ方法以外に、高段差マスターモールドを制作した後、熱硬化及びＵＶ硬化高分子樹脂を利用して高分子フィルムを複製する方法、第１透明基板を高段差を有するように、レーザーまたは機械的に直接加工して凹凸パターンを形成する方法などを使用することができる。
以下、前記（ａ）工程について、高段差の凹凸パターンを透明基板上に形成する方法を例に挙げて説明する。図４は、本発明の一実施例によるプライバシー保護フィルターの製造過程において、第１透明基板上に凹凸パターンを形成する方法を示す模式図である。
図４を参照すれば、本発明は第１透明基板１０の上に、感光剤を利用して絶縁層形成用の物質をコーティングし、マスク露光して、フォトリソグラフィ法で高段差の線格子とトレンチを有する凹凸パターン２０を形成することができる。
この時、本発明は線格子及びトレンチを有する高段差の凹凸パターンを形成するために、線格子パターンの幅（Ａ）と格子パターンのピッチを調節するのが好ましい。
また、前記第１透明基板１０の上に形成された凹凸パターン構造において、線格子幅（Ａ）及びトレンチ幅（Ｂ）は、目に見えない範囲の約１０μｍ以下、より好ましくは約１μｍとなるように調節するのが好ましい。また、前記高段差の凹凸パターンは、トレンチ段差が高いほど側面の光を遮断するのに有利なので、トレンチ幅（Ｂ）による下記数式１で表されるトレンチ横縦比が最小約２以上、より好ましくは３乃至４のパターン構造を有するように製造するのが好ましい。
［数式１］
トレンチ横縦比=トレンチ深さ（Ｃ）／トレンチ幅（Ｂ）
［数式１］
トレンチ横縦比=トレンチ深さ（Ｃ）／トレンチ幅（Ｂ）
前記第１透明基板は、透明ガラス、ポリマーフィルムまたは透明プラスチック基板などを使用することができ、その種類が特に限定されることではない。
前記（ｂ）段階の工程は、図５に示すように、高段差の凹凸パターン２０の線格子及びトレンチ上に第１透明導電膜３０を形成する段階を行う。図５は、本発明の一実施例によるプライバシー保護フィルターの製造過程において、前記図４で形成された前記凹凸パターン上に第１透明導電膜を形成する方法を示す模式図である。
本発明は、高段差凹凸パターンの上に一定の厚さで、できるだけコンフォーマル（ｃｏｎｆｏｒｍａｌ）に第１透明導電膜を蒸着する。この時、凹凸パターンの線格子及びトレンチの壁面部分の第１透明導電膜の蒸着厚さと透明度は、転換可能なプライバシーフィルターの透過度及び広視野角モードとプライバシーモードの変換速度に影響を与えるので、厚さを調節するのが好ましい。つまり、線格子及びトレンチ内部の壁面部分の第１透明導電膜の厚さが過度に厚ければ、電気変色物質と無関係に側面透過度が落ちるので、前記線格子及びトレンチ内部の壁面部分の第１透明導電膜の蒸着厚さは、約２０ｎｍ〜２００ｎｍであるのが好ましい。
前記第１透明伝導膜の種類は特に限定されず、通常の素子製造時に使用されるものであればいずれも使用可能であり、例えば、伝導性金属薄膜、ＩＴＯ、ＦＴＯ（ＳｎＯ２：Ｆ）、ＺｎＯなどが使用でき、好ましくはＩＴＯが使用できる。
前記（ｃ）段階の工程は、図６ａに示すように、前記（ｂ）工程で形成された凹凸パターンの第１透明導電膜３０の上に電気変色層４０を形成する工程である。図６ａは、本発明の一実施例によるプライバシー保護フィルターの製造過程において、前記図５で形成された第１透明導電膜の上に電気変色層を形成する方法を示す模式図である。
図６ａを参照すれば、電気変色層、プルシアンブルーを電着する過程は、本Ｋ３［Ｆｅ（ＣＮ）６、ＦｅＣｌ３・６Ｈ２Ｏ］、ＨＣｌ混合溶液に、白金（Ｐｔ）あるいは黒鉛電極に（＋）極を接続し、前記で形成された第１透明導電膜を有する基板に（−）極を接続して、電気変色層のプルシアンブルーを電着する。電着は約３０〜６０μＡ／ｃｍ２の電流密度で蒸着することができる。前記電着によって、第１透明基板１０に形成された凹凸パターンの第１透明導電膜３０上に全体的に電気変色層４０が一定の厚さに形成される。好ましくは、前記電気変色層は、厚さが約１０ｎｍ乃至１μｍ、より好ましくは１００乃至５００ｎｍでありうる。
特に、本発明の構造において、電気変色物質がプルシアンブルーと限定されることではないが、電気変色物質の値段的な面で、ＷＯ３、ＬｉｘＮｉｙＯ２のような遷移金属酸化物や、ｖｉｏｌｏｇｅｎのような有機電気変色物質より、プルシアンブルーが安価である。また、工程面でも高費用工程であるスパッタリング工程なしで、電着方法によって電気変色層をパターン上にコンフォーマルに形成することができるので、電気変色物質としてはプルシアンブルーが最も適合する。つまり、本発明によれば、高段差凹凸パターンを利用するため、プルシアンブルーだけでなく、前記ＷＯ３、ＬｉｘＮｉｙＯ２のような遷移金属酸化物も使用可能であるが、値段や工程面でプルシアンブルーが好ましい。
この時、前記高段差の凹凸パターンの第１透明導電膜の上に全体的に電着された電気変色層は、着色時（つまり、プライバシーモード）に正面透過度を落とす役割を果たす。したがって、本発明は必要に応じて、正面透過度を損失することなく、側面透過度だけを落とすために、図６ｂに示すように、図６ａで形成された構造で電気変色層の一部をドライエッチングする工程を行うのがより好ましい。
即ち、図６ｂを参照すれば、前記凹凸パターンの電気変色層でトレンチ内部の壁面部分だけに電気変色層が残っているように、前記方法は前記（ｃ）段階の第１透明導電膜に電気変色層を形成する段階以降に、前記線格子上部及びトレンチ下部の第１透明導電膜３０の上に形成された電気変色層４０をドライエッチングする段階をさらに含むことができる。これによって、凹凸パターンの第１透明伝導膜３０の線格子上部（ａ）とトレンチ下部の第１透明導電膜の上（ｂ）には電気変色層が除去され、凹凸パターンの線格子及びトレンチ内部の壁面だけに電気変色層４０が存在するようになる。前記ドライエッチングは、ＩＣＰ ＲＩＥ（ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ ｃｏｕｐｌｅｄ ｐｌａｓｍａ ｒｅａｃｔｉｖｅ ｉｏｎ ｅｔｃｈｉｎｇ、誘導結合反応性イオンエッチング）方法を使用することができ、エッチング時に使用するガスは、通常のアルゴンガスなどであるが、その種類は特に限られない。
このように、ドライエッチング段階を行う場合、その構造は図１に示した構造を形成することができる。また、ドライエッチング段階を行わなければ、図２の構造を形成することができる。ただし、正面透過度の損失がプライバシーフィルターの目的と大きな関係がなければ、ドライエッチング工程は省略可能である。
また、前記（ｄ）段階の工程で使用される伝導性透明基板は、一般的なＩＴＯガラス及びＩＴＯフィルムを用いることができ、その種類が特に限定されることではない。
図７は、前記図６ｂで形成された構造と第２透明基板を利用してプライバシー保護フィルターを製造するために、前記で製造された凹凸パターン２０の上に形成された第１透明導電膜３０と電気変色層４０を含む第１透明基板１０と、第２透明導電膜３２が形成された第２透明基板１２とを、一定の間隔を有して互いに対向するように配置し、スペーサフィルム６０を位置させた後、電解液５０を注入して、電解液が漏出しないように両基板を合着し密封して完成されたプライバシー保護フィルターの断面図である。
前記電解質は、約０．２Ｍ乃至２Ｍ濃度、より好ましくは０．５乃至１．５Ｍ濃度のＫＣｌ水溶液、ＨＣｌ水溶液、及びＬｉＣｌＯ４−プロピレンカーボネート溶液からなる群より選択されたいずれか一つ以上を使用することができる。また、前記スペーサは、上下板が直接接触することを防止し、電解液が注入される空間を作る役割を果たすが、その種類は限定されず、例えば、高分子フィルムや薄いプラスチック、ガラスなどを使用することができる。
本発明は、凹凸パターンの透明導電膜部分または透明導電膜の壁面部分だけに電着法によって無機物からなる電気変色層を形成して、プライバシーモード状態で正面透過度を損失することなく、光の側面透過を効果的に遮断させることができ、広視野角モードと狭視野角モードの変換を迅速に行い、継続的なモード変換にもフィルター性能と駆動安定性を確保することができる効果がある。
以下、発明の具体的な実施例を通して、発明の作用及び効果についてさらに詳細に説明する。但し、このような実施例は発明の例示として提示されたものに過ぎず、これによって発明の権利範囲が定められることではない。
０．６３ｔガラス基板にＡＺ４６２０感光剤を厚さ８μｍにスピンコーティングし、マスク露光して、図４の構造を有する高段差の凹凸パターンを作った。このように形成された高段差の凹凸パターンは、線格子パターン幅が２μｍ、格子パターンのピッチが４μｍであり、線格子パターン及びトレンチの横縦比は４である。
以降、ＡＺ４６２０高段差の凹凸パターンの上に、厚さ１５０ｎｍで凹凸構造の上部及びトレンチ内部の壁面部分にＩＴＯが均等に蒸着されるようにした（図５）。
次に、０．０５Ｍ Ｋ３［Ｆｅ（ＣＮ）６］、ＦｅＣｌ３・６Ｈ２Ｏ、及びＨＣｌ溶液を２：２：１の体積比率で混合した混合溶液を製造した。その後、白金（Ｐｔ）電極に（＋）極を接続し、前記ＩＴＯが蒸着されたパターンを有する基板に（−）極を接続した後、前記混合溶液を利用してプルシアンブルー（電気変色層）を電気メッキした（図６ａ）。この時、５０μＡ／ｃｍ２電流密度でプルシアンブルーが厚さ１００ｎｍに電着されるようにした。
その後、図６ｂに示すように、壁面部分だけにプルシアンブルーが残っているように、前記で電着されたプルシアンブルーをＡｒガスでドライエッチング（ＩＣＰ ＲＩＥ：ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ ｃｏｕｐｌｅｄ ｐｌａｓｍａ ｒｅａｃｔｉｖｅ ｉｏｎ ｅｔｃｈｉｎｇ）した。これによって、前記ＩＴＯ凹凸パターンの線格子の上部（ａ）とトレンチ内部の下部（ｂ）にはプルシアンブルーが残っておらず、トレンチ内部の壁面部分だけにプルシアンブルーが形成されている凹凸構造を有する第１透明基板の製造を完成した。第２透明基板は、厚さ１５０ｎｍでＩＴＯが蒸着されたガラスを使用して、第１基板と第２基板の間に厚さ３０μｍのスペーサフィルムを位置させた後、両基板の間に電解液（１Ｍ ＫＣｌ水溶液）を注入して、電解液が漏出しないように両基板を合着して密封することで、プライバシー保護フィルターを製造した（図８）。
このように製造されたプライバシー保護フィルターに対して、前記凹凸構造の第１透明基板に（−）極を接続し、第２透明基板に（＋）極を接続して、電流を印加した。その結果、プルシアンブルーが脱色して広視野角モードで動作した。また、前記と反対方向に電流を印加時に、プルシアンブルーが着色して狭視野角モード（プライバシーモード）で動作した。
また、プライバシーモードの場合、６００ｎｍ波長で正面透過率が５０％であり、側面４５°での透過率が１５％となる、転換の可能なプライバシーフィルターを製作した。
１０ 第１透明基板
１２ 第２透明基板
２０ 高段差の凹凸パターン
３０ 第１透明導電膜
３２ 第２透明導電膜
４０ 電気変色層
５０ 電解質
６０ スペーサ
Ａ 凹凸パターンの線格子幅
Ｂ 凹凸パターンのトレンチ幅
Ｃ 凹凸パターンのトレンチ深さ
ａ 凹凸パターンの線格子の第１透明導電膜の上部部分
ｂ 凹凸パターンのトレンチ下部の第１透明導電膜の上の部分
１２ 第２透明基板
２０ 高段差の凹凸パターン
３０ 第１透明導電膜
３２ 第２透明導電膜
４０ 電気変色層
５０ 電解質
６０ スペーサ
Ａ 凹凸パターンの線格子幅
Ｂ 凹凸パターンのトレンチ幅
Ｃ 凹凸パターンのトレンチ深さ
ａ 凹凸パターンの線格子の第１透明導電膜の上部部分
ｂ 凹凸パターンのトレンチ下部の第１透明導電膜の上の部分
Claims (22)
- 第１透明基板と、
前記第１透明基板に対して一定の間隔を有して互いに対向するように配置される第２透明基板と、
前記第１透明基板及び第２透明基板の間に充填された電解質と、
前記電解質及び第２透明基板の間の第２透明導電膜とを備えてなり、
前記第１透明基板が、
前記第１透明基板上に形成された線格子及びトレンチを有する凹凸パターンと、
前記凹凸パターンの線格子及びトレンチ上に形成された第１透明導電膜と、
前記線格子の壁面に沿って第１透明導電膜の上に形成され、電気の印加有無により可視光線を透過または吸収する電気変色物質を含有する電気変色層とを備えてなる、プライバシー保護フィルター。 - 前記電気変色層を、凹凸パターンの線格子上部及びトレンチ下部の第１透明導電膜の上にさらに備えてなる、請求項１に記載のプライバシー保護フィルター。
- 前記電気変色層が、プルシアンブルーまたは遷移金属酸化物を含む無機物である、請求項１に記載のプライバシー保護フィルター。
- 前記電気変色層が、プルシアンブルーである、請求項３に記載のプライバシー保護フィルター。
- 前記電気変色層が、ＷＯ３またはＬｉＮｉＯ２である遷移金属酸化物からなる、請求項３に記載のプライバシー保護フィルター。
- 前記凹凸パターンが、線格子及びトレンチ幅が１０μｍ以下であり、かつ、下記数式１で表されるトレンチ横縦比が最小２以上であるパターン構造を有する、請求項１に記載のプライバシー保護フィルター。
［数式１］
トレンチ横縦比=トレンチ深さ／トレンチ幅 - 前記凹凸パターンが、感光剤から形成された絶縁層である、請求項１に記載のプライバシー保護フィルター。
- 前記電気変色層が、厚さが１０ｎｍ乃至１μｍである、請求項１に記載のプライバシー保護フィルター。
- 前記第１透明導電膜が、凹凸パターンの線格子及びトレンチ内部における壁面厚さが２０ｎｍ乃至２００ｎｍである、請求項１に記載のプライバシー保護フィルター。
- 前記第１透明導電膜及び第２透明導電膜が、伝導性金属薄膜、ＩＴＯ、ＦＴＯ及びＺｎＯからなる群より選択されるものである、請求項１に記載のプライバシー保護フィルター。
- 前記第１透明基板及び第２透明基板が、透明ガラス、ポリマーフィルムまたは透明プラスチック基板である、請求項１に記載のプライバシー保護フィルター。
- 第１透明基板と第２透明基板を固定するためのスペーサをさらに備えてなる、請求項１に記載のプライバシー保護フィルター。
- （ａ）第１透明基板上に線格子及びトレンチを有する凹凸パターンを形成する段階と、 （ｂ）前記凹凸パターン上に第１透明導電膜を形成する段階と、
（ｃ）前記凹凸パターンの第１透明導電膜の上に電気変色層を形成する段階と、及び
（ｄ）第２透明導電膜が形成された第２透明基板を利用して、前記（ｃ）段階で形成された基板と第２透明基板との間にスペーサを位置させて、電解液を注入した後、両基板を合着及び密封する段階とを含んでなる、プライバシー保護フィルターの製造方法。 - 前記（ｃ）段階の第１透明導電膜に電気変色層を形成する段階以降に、前記線格子上部及びトレンチ下部の第１透明導電膜の上に形成された電気変色層をドライエッチングする段階をさらに含んでなる、請求項１３に記載の製造方法。
- 前記ドライエッチングが、誘導結合反応性イオンエッチングを使用する、請求項１４に記載の製造方法。
- 前記（ｃ）電気変色層を形成する段階が
３０乃至６０μＡ／ｃｍ２の電流密度条件下で、電気蒸着法を使用してプルシアンブルーまたは遷移金属含有化合物を形成する段階を含んでなる、請求項１３に記載の製造方法。 - 前記（ａ）凹凸パターンを形成する段階で、
フォトリソグラフィ法、マスターモールド方法または物理的加工方法を使用して、第１透明基板に凹凸パターンを形成する段階を含んでなる、請求項１３に記載の製造方法。 - 前記凹凸パターンを形成する段階で、フォトリソグラフィ法は第１透明基板上に絶縁層形成用の物質をコーティングし、マスク露光して、パターンを形成する段階を含んでなる、請求項１７に記載の製造方法。
- 前記凹凸パターンを形成する段階で、マスターモールドを利用してフィルムを複製して凹凸パターンを形成する、請求項１７に記載の製造方法。
- 前記凹凸パターンを形成する段階で、第１透明基板をレーザーまたは機械的に加工して凹凸パターンを形成する、請求項１７に記載の製造方法。
- 前記電解質が、０．２Ｍ乃至２Ｍ濃度の、ＫＣｌ水溶液、ＨＣｌ水溶液、及びＬｉＣｌＯ４−プロピレンカーボネート溶液からなる群より選択されるいずれか一つ以上を使用する、請求項１３に記載の製造方法。
- 請求項１に記載のプライバシー保護フィルターを備えた、ディスプレイ素子。
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