光學(xué)元件、及使用該光學(xué)元件的顯示裝置、電子設(shè)備、照明裝置的制造方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】光學(xué)元件、及使用該光學(xué)元件的顯示裝置、電子設(shè)備、照明裝置
[0001]相關(guān)串請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)基于2014年9月12日提交的日本專(zhuān)利申請(qǐng)N0.2014-186544和2015年6月2日提交的日本專(zhuān)利申請(qǐng)N0.2015-112069并要求上述日本專(zhuān)利申請(qǐng)的權(quán)益，上述日本專(zhuān)利申請(qǐng)的全文通過(guò)引用并入在本文中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明涉及對(duì)透射光的射出方向的范圍進(jìn)行可變控制的光學(xué)元件及使用該光學(xué)元件的顯示裝置、電子設(shè)備、以及照明裝置。
【背景技術(shù)】
[0004]相關(guān)技術(shù)的說(shuō)明
[0005]例如，使用諸如液晶顯示裝置等顯示裝置作為諸如移動(dòng)電話(huà)、PDA (個(gè)人數(shù)字助手)、ATM(自動(dòng)取款機(jī))、個(gè)人計(jì)算機(jī)等各種信息處理裝置的信息顯示模塊。
[0006]另外，隨著顯示器變得大型化和多用途化，對(duì)于顯示裝置要求各種發(fā)光強(qiáng)度分布特性。特別地，從防止信息泄露的觀(guān)點(diǎn)出發(fā)，具有限制可視范圍使得其他人無(wú)法偷窺到顯示器的需求、以及不向非期望的方向射出光的需求。為了應(yīng)對(duì)這種需求，能夠限制顯示裝置的可視范圍(或射出范圍)的光學(xué)膜已被提出并投入實(shí)際使用。然而，在從多個(gè)方向同時(shí)觀(guān)察顯示裝置的情況下，需要每次取下光學(xué)元件。因此，對(duì)在不經(jīng)過(guò)取下光學(xué)元件的繁雜步驟的情況下任意地實(shí)現(xiàn)寬的可視范圍和窄的可視范圍的要求越來(lái)越高。
[0007]為了應(yīng)對(duì)這種需求，能夠在寬視場(chǎng)模式和窄視場(chǎng)模式之間切換顯示裝置的可視范圍的光學(xué)元件已被提出。
[0008]如圖17A和圖17B所示，這種光學(xué)元件600通過(guò)將電泳元件602配置在以二維方式獨(dú)立地配置在基板上的高縱橫比的光透過(guò)區(qū)域601之間、并利用由來(lái)自外部的電壓產(chǎn)生的電場(chǎng)控制電泳元件602的分散狀態(tài)，能夠任意地實(shí)現(xiàn)光65的射出狀態(tài)的寬視場(chǎng)模式(參照?qǐng)D17B)和窄視場(chǎng)模式(參照?qǐng)D17A)這兩種狀態(tài)。例如，該光學(xué)元件是通過(guò)以下步驟獲得的光學(xué)元件:使用透明基板；涂覆、曝光透明感光性樹(shù)脂層，使該透明感光性樹(shù)脂層顯影，并通過(guò)施加熱使該透明感光性樹(shù)脂層硬化，來(lái)形成光透過(guò)區(qū)域601 ;并在該光透過(guò)區(qū)域601之間配置電泳元件602。
[0009]圖18是示出相關(guān)技術(shù)的光學(xué)元件的剖視圖。光學(xué)元件900包括:透明基板110 ；形成在透明基板110的表面上的另一透明導(dǎo)電膜123 ;相互分離地形成在透明導(dǎo)電膜123的上表面上的多個(gè)光透過(guò)區(qū)域120 ;配置在這些光透過(guò)區(qū)域120之間的電泳元件140 ;以及配置在光透過(guò)區(qū)域120上并在與光透過(guò)區(qū)域120接觸的面上包括透明導(dǎo)電膜125的另一透明基板115。該光學(xué)元件900例如在US 7，751，667B2(專(zhuān)利文獻(xiàn)1)的圖8中被公開(kāi)。
[0010]然而，在專(zhuān)利文獻(xiàn)1的圖8中公開(kāi)的相關(guān)技術(shù)中存在以下問(wèn)題。
[0011]由于透明導(dǎo)電膜123和透明導(dǎo)電膜125這兩者都以平面狀配置在透明基板110和透明基板115的元件區(qū)域中，因此，在窄視場(chǎng)模式和寬視場(chǎng)模式這兩者中，除光透過(guò)區(qū)域120以外的區(qū)域中，朝向正面方向的光的透過(guò)被阻擋(參照?qǐng)D24A、圖24B的窄視場(chǎng)模式和圖25A、圖25B的寬視場(chǎng)模式)，正面方向的透過(guò)率根據(jù)光透過(guò)區(qū)域的圖案尺寸來(lái)確定。因此，難以比其更進(jìn)一步提高透過(guò)率。其結(jié)果是，安裝有光學(xué)元件的液晶顯示裝置的亮度下降。
[0012]因此，本發(fā)明的示例性目的是提供能夠使與窄視場(chǎng)模式相比寬視場(chǎng)模式中的透過(guò)率提高、并且能夠抑制安裝有光學(xué)元件的顯示裝置的寬視場(chǎng)模式中的亮度下降的光學(xué)元件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]根據(jù)本發(fā)明的示例性方面的光學(xué)元件包括:第一透明基板和與第一透明基板相對(duì)地設(shè)置的第二透明基板；相互分離地配置成從第一透明基板的表面到達(dá)第二透明基板的表面的多個(gè)光透過(guò)區(qū)域；在夾在彼此相鄰的光透過(guò)區(qū)域之間的區(qū)域的一部分中、在第一透明基板的表面上配置的導(dǎo)電性圖案；配置在第二透明基板的與第一透明基板相對(duì)的面上的透明導(dǎo)電膜；以及電泳元件，所述電泳元件配置在相鄰的光透過(guò)區(qū)域之間，并由帶特定電荷的遮光性的電泳粒子和透過(guò)性的分散材料構(gòu)成。
[0014]另外，根據(jù)本發(fā)明的另一示例性方面的顯示裝置包括:包括用于顯示視頻的顯示面的顯示器；以及配置在所述顯示器的所述顯示面上的所述光學(xué)元件。
[0015]另外，根據(jù)本發(fā)明的又一示例性方面的電子設(shè)備包括裝載作為所述電子設(shè)備的主體的顯示模塊的所述顯示裝置。
[0016]另外，根據(jù)本發(fā)明的又一示例性方面的照明裝置包括:所述光學(xué)元件；以及設(shè)置在該光學(xué)元件的第一透明基板的背面上的光源。
[0017]作為根據(jù)本發(fā)明的示例性?xún)?yōu)點(diǎn)，本發(fā)明在寬視場(chǎng)模式中，將電泳粒子聚集到僅在相鄰的光透過(guò)區(qū)域之間所夾的區(qū)域的一部分中配置的導(dǎo)電性圖案的表面附近，因此能夠從其它區(qū)域中排除電泳粒子。因此，光能夠從電泳粒子被排除的區(qū)域和光透過(guò)區(qū)域二者透過(guò)。其結(jié)果是，能夠提高寬視場(chǎng)模式中的透射率。
[0018]另外，能夠抑制安裝有光學(xué)元件的顯示裝置的亮度的下降。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1A和圖1B示出在窄視場(chǎng)模式下的第一示例性實(shí)施方式的光學(xué)元件的視圖，其中，圖1A是示出以與光學(xué)元件的顯示面正交的面剖開(kāi)光學(xué)元件的縱向剖視圖，圖1B是從法線(xiàn)方向示出顯示面的表面圖；
[0020]圖2A和圖2B示出在寬視場(chǎng)模式下的第一示例性實(shí)施方式的光學(xué)元件的視圖，其中，圖2A是示出以與光學(xué)元件的顯示面正交的面剖開(kāi)光學(xué)元件的縱向剖視圖，圖2B是從法線(xiàn)方向示出顯示面的表面圖；
[0021]圖3A至圖3F示出后續(xù)步驟中的光學(xué)元件的制造方法的剖視圖，其中，圖3A是以簡(jiǎn)化方式示出在透明基板的表面上形成導(dǎo)電性圖案的步驟的縱向剖視圖，圖3B是以簡(jiǎn)化方式示出形成透明感光性樹(shù)脂層的步驟的縱向剖視圖，圖3C是以簡(jiǎn)化方式示出曝光透明感光性樹(shù)脂層的步驟的縱向剖視圖，圖3D是以簡(jiǎn)化方式示出形成相互分離的多個(gè)光透過(guò)區(qū)域的步驟的縱向剖視圖，圖3E是以簡(jiǎn)化方式示出在光透過(guò)區(qū)域的表面上配置包括透明導(dǎo)電膜的透明基板的步驟的縱向剖視圖，圖3F是以簡(jiǎn)化方式示出填充電泳元件的步驟的縱向礎(chǔ)視圖；
[0022]圖4A至圖4F示出后續(xù)步驟中的光學(xué)元件的另一制造方法的剖視圖，其中，圖4A是以簡(jiǎn)化方式示出在透明基板的表面上形成導(dǎo)電性圖案的步驟的縱向剖視圖，圖4B是以簡(jiǎn)化方式示出形成透明感光性樹(shù)脂層的步驟的縱向剖視圖，圖4C是以簡(jiǎn)化方式示出曝光透明感光性樹(shù)脂層的步驟的縱向剖視圖，圖4D是以簡(jiǎn)化方式示出形成相互分離的多個(gè)光透過(guò)區(qū)域的步驟的縱向剖視圖，圖4E是以簡(jiǎn)化方式示出填充電泳元件的步驟的縱向剖視圖，圖4F是以簡(jiǎn)化方式示出在光透過(guò)區(qū)域的表面上配置包括透明導(dǎo)電膜的透明基板的步驟的縱向剖視圖；
[0023]圖5A至圖5F示出后續(xù)步驟中的光學(xué)元件的又一制造方法的剖視圖，其中，圖5A是以簡(jiǎn)化方式示出在透明基板的表面上形成透明導(dǎo)電膜的步驟的縱向剖視圖，圖5B是以簡(jiǎn)化方式示出在透明導(dǎo)電膜上形成透明感光性樹(shù)脂層的步驟的縱向剖視圖，圖5C是以簡(jiǎn)化方式示出使用掩膜圖案將透明感光性樹(shù)脂層圖案化的步驟的縱向剖視圖，圖f5D是以簡(jiǎn)化方式示出通過(guò)實(shí)施顯影來(lái)形成光透過(guò)區(qū)域的步驟的縱向剖視圖，圖5E是以簡(jiǎn)化方式示出在光透過(guò)區(qū)域上配置另一透明基板的步驟的縱向剖視圖，圖5F是以簡(jiǎn)化方式示出在透明基板和另一透明基板之間的間隙中填充電泳元件的步驟的縱向剖視圖；
[0024]圖6A和圖6B示出根據(jù)第二示例性實(shí)施方式的光學(xué)元件的縱向剖視圖，其中，圖6A示出窄視場(chǎng)模式中的光學(xué)元件的狀態(tài)，圖6B示出寬視場(chǎng)模式中的光學(xué)元件的狀態(tài)；
[0025]圖7A和圖7B示出根據(jù)第三示例性實(shí)施方式的光學(xué)元件的縱向剖視圖，其中，圖7A示出窄視場(chǎng)模式中的光學(xué)元件的狀態(tài)，圖7B示出寬視場(chǎng)模式中的光學(xué)元件的狀態(tài)；
[0026]圖8A和圖8B示出根據(jù)第一示例性實(shí)施方式的光學(xué)元件的寬視場(chǎng)模式中的電泳粒子的聚集的狀態(tài)的視圖，其中，圖8A是其俯視圖，圖8B是其縱向剖視圖；
[0027]圖9A和圖9B示出第一示例性實(shí)施方式的光學(xué)元件中光透過(guò)區(qū)域和導(dǎo)電性圖案之間的位置關(guān)系的俯視圖，其中，圖9A是配置有上下表面為正方形的光透過(guò)區(qū)域的情況的例子，圖9B是配置有上下表面為矩形的光透過(guò)區(qū)域的情況的例子；
[0028]圖10A和圖10B示出第一示例性實(shí)施方式的光學(xué)元件中光透過(guò)區(qū)域和導(dǎo)電性圖案之間的位置關(guān)系的立體圖，其中，圖10A是配置有上下表面為正方形的光透過(guò)區(qū)域的情況的例子，圖10B是配置有上下表面為矩形的光透過(guò)區(qū)域的情況的例子；
[0029]圖11A至圖11C示出第一示例性實(shí)施方式的光學(xué)元件中光透過(guò)區(qū)域和導(dǎo)電性圖案之間的位置關(guān)系的俯視圖，其中，圖11A是配置有上下表面為正方形的光透過(guò)區(qū)域的情況的例子，圖11B是配置有上下表面為矩形的光透過(guò)區(qū)域的情況的例子，圖11C是將上下表面為長(zhǎng)形的矩形的光透過(guò)區(qū)域沿寬度方向相互分隔地配置的情況的例子；
[0030]圖12A至圖12C示出第一示例性實(shí)施方式的光學(xué)元件中光透過(guò)區(qū)域和導(dǎo)電性圖案之間的位置關(guān)系的立體圖，其中，圖12A是配置有上下表面為正方形的光透過(guò)區(qū)域的情況的例子，圖12B是配置有上下表面為矩形的光透過(guò)區(qū)域的情況的例子，圖12C是將上下表面為長(zhǎng)形的矩形的光透過(guò)區(qū)域沿寬度方向相互分隔地配置的情況的例子；
[0031]圖13A和圖13B示出根據(jù)第四示例性實(shí)施方式的光學(xué)元件的縱向剖視圖，其中，圖13A示出窄視場(chǎng)模式中的光學(xué)元件的狀態(tài)，圖13B示出寬視場(chǎng)模式中光學(xué)元件的狀態(tài)；
[0032]圖14A和圖14B示出第四示例性實(shí)施方式的光學(xué)元件中光透過(guò)區(qū)域、導(dǎo)電性圖案、以及透明導(dǎo)電性圖案之間的位置關(guān)系的視圖，其中，圖14A是示出第四示例性實(shí)施方式的光學(xué)元件中的光透過(guò)區(qū)域、導(dǎo)電性圖案、以及透明導(dǎo)電性圖案的布局的俯視圖，圖14B是其立體圖；
[0033]圖15A和圖15B示出在導(dǎo)電性圖案和透明導(dǎo)電性圖案的表面上形成有保護(hù)罩膜的第四示例性實(shí)施方式的光學(xué)元件的結(jié)構(gòu)的剖視圖，其中，圖15A示出窄視場(chǎng)模式中光學(xué)元件的狀態(tài)，圖15B示出寬視場(chǎng)模式中光學(xué)元件的狀態(tài)；
[0034]圖16A和圖16B不出在導(dǎo)電性圖案和透明導(dǎo)電性圖案的表面以及透明導(dǎo)電膜的表面二者上形成有保護(hù)罩膜的第四示例性實(shí)施方式的光學(xué)元件的結(jié)構(gòu)的剖視圖，其中，圖16A示出窄視場(chǎng)模式中光學(xué)元件的狀態(tài)，圖16B示出寬視場(chǎng)模式中光學(xué)元件的狀態(tài)；
[0035]圖17A和圖17B示出相關(guān)技術(shù)的光學(xué)元件的動(dòng)作原理的縱向剖視圖，其中，圖17A示出窄視場(chǎng)模式中電泳元件的狀態(tài)，圖17B示出寬視場(chǎng)模式中電泳元件的狀態(tài)；
[0036]圖18是示出相關(guān)技術(shù)的光學(xué)元件的結(jié)構(gòu)的縱向剖視圖；
[0037]圖19是示出包括對(duì)顯示面設(shè)置的根據(jù)另一示例性實(shí)施方式的光學(xué)元件的顯示裝置的結(jié)構(gòu)的剖視圖；
[0038]圖20是示出包括固定到顯示面的根據(jù)另一示例性實(shí)施方式的光學(xué)元件的顯示裝置的結(jié)構(gòu)的剖視圖；
[0039]圖21是示出包括裝載在其內(nèi)部的根據(jù)另一示例性實(shí)施方式的光學(xué)元件的顯示裝置的結(jié)構(gòu)的剖視圖；
[0040]圖22是示出包括固定到其內(nèi)部的根據(jù)另一示例性實(shí)施方式的光學(xué)元件的顯示裝置的結(jié)構(gòu)的剖視圖；
[0041]圖23是示出裝載有根據(jù)另一示例性實(shí)施方式的光學(xué)元件的照明裝置的結(jié)構(gòu)的剖視圖；
[0042]圖24A和圖24B示出根據(jù)相關(guān)技術(shù)的光學(xué)元件的窄視場(chǎng)模式中電泳粒子的狀態(tài)的視圖，其中，圖24A是關(guān)于電泳元件的狀態(tài)從光學(xué)元件的顯示面的法線(xiàn)方向觀(guān)察到的表面圖，圖24B是關(guān)于電泳元件的狀態(tài)沿與光學(xué)元件的顯示面正交的面截取的光學(xué)元件的縱向剖視圖；
[0043]圖25A和圖25B示出根據(jù)相關(guān)技術(shù)的光學(xué)元件的寬視場(chǎng)模式中電泳粒子的狀態(tài)的視圖，其中，圖25A是關(guān)于電泳元件的狀態(tài)從光學(xué)元件的顯示面的法線(xiàn)方向觀(guān)察到的表面圖，圖25B是關(guān)于電泳元件的狀態(tài)沿與光學(xué)元件的顯示面正交的面截取的光學(xué)元件的縱向剖視圖；
[0044]圖26A至圖26C示出第一示例性實(shí)施方式的光學(xué)元件中導(dǎo)電性圖案和透明導(dǎo)電膜的電位的狀態(tài)的剖視圖，其中，圖26A示出窄視場(chǎng)模式中電位的狀態(tài)，圖26B示出當(dāng)電泳粒子的表面電荷為(_)時(shí)寬視場(chǎng)模式中的電位的狀態(tài)，圖26C不出電泳粒子的表面電荷為(+)時(shí)寬視場(chǎng)模式中的電位的狀態(tài)；
[0045]圖27A和圖27B是示出根據(jù)另一示例性實(shí)施方式的電子設(shè)備的視圖，其中，圖27A是使用觸摸面板進(jìn)行輸入的設(shè)備，圖27B是使用觸摸面板、鍵盤(pán)、以及鼠標(biāo)進(jìn)行輸入的設(shè)備;
[0046]圖28是示出在第一示例性實(shí)施方式的光學(xué)元件中導(dǎo)電性圖案和光透過(guò)區(qū)域的相對(duì)位置偏移的情況的縱向剖視圖；
[0047]圖29A至圖29C示出在第四示例性實(shí)施方式的光學(xué)元件中導(dǎo)電性圖案、透明導(dǎo)電性圖案、以及透明導(dǎo)電膜的電位的狀態(tài)的剖視圖，其中，圖29A示出窄視場(chǎng)模式中的電位的狀態(tài)，圖29B示出當(dāng)電泳粒子的表面電荷為(-)時(shí)寬視場(chǎng)模式中的電位的狀態(tài)，圖29C示出當(dāng)電泳粒子的表面電荷為(+)時(shí)寬視場(chǎng)模式中的電位的狀態(tài)；
[0048]圖30是示出在第四示例性實(shí)施方式的光學(xué)元件中導(dǎo)電性圖案、透明導(dǎo)電性圖案、以及光透過(guò)區(qū)域的相對(duì)位置偏移的情況的縱向剖視圖；
[0049]圖31A和圖31B示出第一示例性實(shí)施方式的光學(xué)元件中光透過(guò)區(qū)域和導(dǎo)電性圖案之間的位置關(guān)系的俯視圖，其中，圖31A是配置有上下表面為正方形的光透過(guò)區(qū)域的情況的例子，圖31B是配置有上下表面為矩形的光透過(guò)區(qū)域的情況的例子；
[0050]圖32A和圖32B示出在第一示例性實(shí)施方式的光學(xué)元件中光透過(guò)區(qū)域和導(dǎo)電性圖案之間的位置關(guān)系的立體圖，其中，圖32A是配置有上下表面為正方形的光透過(guò)區(qū)域的情況的例子，圖32B是配置有上下表面為矩形的光透過(guò)區(qū)域的情況的例子；
[0051]圖33A和圖33B示出在第四示例性實(shí)施方式的光學(xué)元件中光透過(guò)區(qū)域、導(dǎo)電性圖案、以及透明導(dǎo)電性圖案之間的位置關(guān)系的視圖，其中，圖33A是示出第四示例性實(shí)施方式的光學(xué)元件中的光透過(guò)區(qū)域、導(dǎo)電性圖案、以及透明導(dǎo)電性圖案的布局的俯視圖，圖33B是其立體圖；
[0052]圖34A和圖34B示出關(guān)于第一示例性實(shí)施方式的光學(xué)元件中電泳粒子的移動(dòng)的狀況的俯視圖，其中，圖34A示出沿與光透過(guò)區(qū)域以直線(xiàn)狀排列的方向相同的方向配置有直線(xiàn)狀導(dǎo)電性圖案的情況的例子，圖34B示出沿從光透過(guò)區(qū)域以直線(xiàn)狀排列的方向旋轉(zhuǎn)45度后的方向配置有直線(xiàn)狀導(dǎo)電性圖案的情況的例子；以及
[0053]圖35A和圖35B示出關(guān)于第四示例性實(shí)施方式的光學(xué)元件中的電泳粒子的移動(dòng)的狀況的俯視圖，其中，圖35