光学元件及使用该光学元件的显示装置、电子设备、照明装置的制造方法_3

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250c的长度、第二导电性图案270的第一直线部270c的长度、第一导电性图案250的第二直线部250d的长度、第二导电性图案270的第二直线部270d的长度相同。
[0096]如图1至图3中所示的光学元件100的情况,在上述的情况中的图49和图50所示的情况中,第一导电性图案250的主部250a和第二导电性图案270的主部270a平行且交替地配置成以一定间隔横跨元件区域,第一导电性图案250的副部250b和第二导电性图案270的副部270b平行且交替地配置以在与主部250a和主部270a正交的方向上纵跨元件区域。因此,在窄视场模式中,通过相互平行的主部250a和主部270a的组合能够限制在上下两个方向的可视角度,并且通过相互平行的副部250b和副部270b的组合能够限制在左右两个方向的可视角度、即、在总共四个方向上的可视角度。另外,在图51所示的情况中,构成第一导电性图案250的一部分的第一直线部250c和构成第二导电性图案270的一部分的第一直线部270c平行且交替地配置成以一定的间隔横跨元件区域,构成第一导电性图案250的一部分的第二直线部250d和构成第二导电性图案270的一部分的第二直线部270d在与构成第一导电性图案250的一部分的第一直线部250c和构成第二导电性图案270的一部分的第一直线部270c正交的方向上平行且交替地配置。因此,通过相互平行的第一直线部250c和第一直线部270c的组合能够限制在上下两个方向的可视角度,通过相互平行的第二直线部250d和第二直线部270d的组合能够限制在左右两个方向的可视角度、即窄视场模式中四个方向的可视角度。
[0097]图4是示出根据第一示例性实施方式1的光学元件100的制造方法的剖视图。以下,对根据第一示例性实施方式的光学元件100的制造方法的实施例的概略进行说明。
[0098]根据第一示例性实施方式的光学元件100的制造方法包括如下步骤。
[0099]在第一透明基板110的表面上分别形成第一导电性图案250和第二导电性图案270的步骤(参照图4A)。
[0100]将透明感光性树脂层150形成为作为光透射区域120的负型光致抗蚀膜的步骤(参照图4B) ο
[0101]通过经由设有掩膜图案161的光掩膜160向透明感光性树脂层150照射曝光165来曝光透明感光性树脂层150的步骤(参照图4C)。此时,以使第一导电性图案250和第二导电性图案270各自的位置与掩膜图案161重叠的方式,控制光掩膜160和第一透明基板110的位置。
[0102]通过使曝光后的透明感光性树脂层150显影来形成相互分离的多个光透射区域120的步骤(参照图4D)。
[0103]将包括透明导电膜125的第二透明基板115配置成与光透射区域120的表面紧密配合的步骤(参照图4Ε)。
[0104]然后,将电泳元件140填充到第一导电性图案250、第二导电性图案270、透明导电膜125、以及光透射区域120之间的空隙中的步骤(参照图4F)。
[0105]在上述步骤中,将包括透明导电膜125的第二透明基板115配置在光透射区域120的表面上的步骤以及将电泳元件140填充到第一导电性图案250、第二导电性图案270、透明导电膜125、以及光透射区域120之间的空隙中的步骤可以颠倒。
[0106]该情况下,在进行图4Α至图4D的步骤之后,如图5所示,进行将电泳元件140填充到光透射区域120之间的步骤(参照图5Ε)。然后,进行将包括透明导电膜125的第二透明基板115配置在光透射区域120和电泳元件140的表面上的步骤(参照图5F)。
[0107]另外,在如上所述使用光掩膜160曝光透明感光性树脂层150时掩膜图案161的位置偏离第一导电性图案250和第二导电性图案270的情况下,由此形成为光学元件950,在该光学元件950中,第一导电性图案250的一部分和第二导电性图案270的一部分在俯视图中配置成与光透射区域120的一部分重叠(参照图47)。
[0108]在该情况下,由于第一导电性图案250的一部分和第二导电性图案270的一部分配置成从光透射区域120露出、S卩、第一导电性图案250的一部分和第二导电性图案270的一部分配置成当从光学元件950的显示面的法线方向观察时的俯视图中与光透射区域120的一部分重叠,因此也能够进行动作。
[0109]接下来,对光学元件100进行更详细的说明。
[0110]如图1A和图1B所示,光学元件100包括第一透明基板110。第一透明基板110由玻璃、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)等制成。
[0111]第一导电性图案250和第二导电性图案270形成在第一透明基板110上。第一导电性图案250和第二导电性图案270由铝、铬、铜、铬氧化物、或碳纳米管等导电性材料、或ITO、ZnO、IGZ0或导电纳米线等透明导电性材料构成。
[0112]在第一透明基板110上的第一导电性图案250和第二导电性图案270之间形成光透射区域120。
[0113]在各光透射区域120之间配置作为电泳粒子141和分散材料142的混合的电泳元件 140。
[0114]光透射区域120的高度优选落在30 μ m到300 μ m的范围内,在第一示例性实施方式中是60 μm。光透射区域120的宽度优选落在1 μπι到150 μm的范围内,在第一示例性实施方式中是20μπι。
[0115]另外,各光透射区域120之间的间隙的宽度优选落在0.25 μπι到40 μπι的范围内,在第一示例性实施方式中是5 μπι。另外,第一导电性图案250和第二导电性图案270的膜厚度优选落在10nm到lOOOnm的范围内,在第一示例性实施方式中是300nm。
[0116]图12A和图12B示出光透射区域120和导电性图案250、导电性图案270的配置例。光透射区域120形成为条状。
[0117]注意,图12B中所示的A-B方向的窄视场模式中的可视角度被限制于大约±30度。
[0118]此外,在图12A和图12B所示的结构中,如图52A和图52B所示,树脂128被配置成完全密封相邻的条状光透射区域120之间的间隙的两端。通过以这种方式将相邻的条状的光透射区域120之间的间隙的两端完全密封,配置在第一导电性图案250和第二导电性图案270上的电泳元件140相互完全分离。因此,当通过一个导电性图案驱动电泳元件140时,能够防止对另一个导电性图案上的电泳元件140的直接影响。如图53所示,树脂128不仅可配置在条状的光透射区域120的两端,还可以配置在光透射区域120的整个周围。
[0119]接下来,参照图4对根据第一示例性实施方式的光学元件100的制造步骤进行更详细的说明。
[0120]首先,在由玻璃、PET、PC或PEN构成的第一透明基板110的表面上形成第一导电性图案250和第二导电性图案270 (参照图4A),并在第一导电性图案250和第二导电性图案270上形成透明感光性树脂层150 (参照图4B)。第一导电性图案250和第二导电性图案270可通过使用铝、铬、铜、铬氧化物、或碳纳米管等导电性材料、或使用ΙΤ0、ZnO、IGZ0、或导电性纳米线等透明导电性材料来形成。在第一示例性实施方式中使用ΙΤ0。
[0121]作为透明感光性树脂层150的形成方法,例如,可使用挤压式涂布机、线材涂布机、涂抹器、干膜转印、喷涂、以及丝网印刷等任一沉积方法。透明感光性树脂层150的厚度优选在30 μπι到300 μπι的范围内,在第一示例性实施方式中是60 μπι。透明感光性树脂层150所使用的透明感光性树脂例如是Microchem的化学增幅型光刻胶(商品名“SU-8”)。
[0122]该透明感光性树脂的特征如下。
[0123]其是环氧树脂类(具体而言,双酚A酚醛清漆甘油醚衍生物)的负型抗蚀剂,通过使用当照射紫外线时由光引发剂产生的酸,负性抗蚀剂使硬化单体聚合。
[0124]其在可见光区域中具有极高的透明性。
[0125]透明感光性树脂中包含的硬化单体在硬化前的分子量较小,使得其极易溶解于例如环戊酮、丙二醇甲醚乙酸酯(PEGMEA)、y-丁内酯(GBL)、或甲基异丁基酮(MIBK)等溶剂中。因此,很容易形成厚膜。
[0126]即使对于近紫外区域的波长,光透射性也非常好,因此即使形成为厚膜时紫外线也能够透射。
[0127]由于具有上述的特征,因此能够形成宽高比大于或等于3的高宽高比的图案。
[0128]在硬化性单体中存在许多官能团,因此硬化后的硬化单体成为非常高密度的交联,该交联在热学和化学上都极其稳定。因此,能够容易进行形成图案后的加工。
[0129]当然,透明感光性树脂层150不仅限于透明感光性树脂(商品名“SU-8”),只要材料具有相同的特性,则可以使用任何的光固化材料。
[0130]接下来,使用光掩膜160的掩膜图案161将透明感光性树脂层150图案化(参照图4C)。曝光所使用的光165是平行光。光源使用UV光源,照射波长为365nm的UV光作为曝光165。此时的曝光量优选在50mJ/cm2到lOOOmJ/cm2的范围,在第一示例性实施方式中为 200mJ/cm2。
[0131]在曝光后进行显影。接下来,在120度下热退火三十分钟从而形成光透射区域120 (参照图4D)。利用SU-8形成的光透射区域120的折射率为1.5到1.6。
[0132]接下来,在光透射区域120上形成包括透明导电膜125的第二透明基板115 (参照图4E)。通过将光透射区域120的顶面和透明导电膜125密接并进一步使用未图示的树脂粘结/密封第一透明基板110的外周部,固定第二透明基板115。此时使用的粘结剂可以是热硬化型或者UV硬化型。
[0133]最后,在第一透明基板110与第二透明基板115之间的间隙中填充电泳元件140 (参照图4F)。电泳元件140是电泳粒子141和分散材料142的混合。
[0134]如上所述,图4E所示的包括另一透明导电膜125的第二透明基板115的配置、以及图4F所示的电泳元件140填充在各光透射区域120之间的间隙中的顺序可以颠倒(参照图5)。
[0135]图6是示出根据第一示例性实施方式的光学元件100的又一制造步骤的剖视图。以下,对光学元件100的又一制造步骤进行详细说明。
[0136]首先,在由玻璃、PET、PC或PEN制成的第二透明基板115的表面上形成透明导电膜125(参照图6A)。在透明导电膜125上形成透明感光性树脂层150(参照图6B)。
[0137]接下来,通过使用光掩膜160的掩膜图案161将透明感光性树脂层150图案化(参照图6C)。在曝光之后执行显影,接下来,在120度下热退火30分钟从而形成光透射区域120 (参照图6D)。
[0138]接下来,在光透射区域120上配置包括第一导电性图案250和第二导电性图案270的第一透明基板110(参照图6E)。最后,在第一透明基板110和第二透明基板115之间的间隙中填充电泳元件140(参照图6F)。此时,控制透明基板110的位置,使得第一导电性图案250的至少一部分和第二导电性图案270的至少一部分从光透射区域120向光透射区域120之间的间隙露出。
[0139]图6E所示的进行包括第一导电性图案250和第二导电性图案270的第一透明基板110的配置、以及图6F所示的电泳元件140向各光透射区域120之间的间隙中的填充的顺序可以颠倒。
[0140](第二示例性实施方式)
[0141]图13是示出第二示例性实施方式的光学元件200的剖视图。以下,对第二示例性实施方式的光学元件200进行详细说明。
[0142]如图13所示,在第二示例性实施方式中,将第一导电性遮光图案220和第二导电性遮光图案230配置在第一透明基板110的表面上。第一导电性遮光图案220和第二导电性遮光图案230的膜厚度优选设在10nm到lOOOnm的范围内,在第二示例性实施方式中为300nm。作为第一导电性遮光图案220和第二导电性遮光图案230的构成材料,可以使用铝、铬、铜、铬氧化物、或碳纳米管等。在第二示例性实施方式中使用铝。
[0143]第二示例性实施方式中光透射区域120的形成方法与第一示例性实施方式不同。图14是示出根据第二示例性实施方式的光学元件200的制造方法的剖视图。
[0144]首先,在由玻璃、PET、PC或PEN构成的第一透明基板110的表面上形成第一导电性图案220和第二导电性图案230 (参照图14A),并在第一导电性图案220和第二导电性图案230上形成透明感光性树脂层150(参照图14B)。然后,通过使用第一导电性遮光图案220和第二导电性遮光图案230作为光掩膜从第一透明基板110的背面侧照射曝光165从而进行透明感光性树脂层150的图案化(参照图14C)。此时的曝光量优选为lOOmJ/cm2到1000mJ/cm2,在第二示例性实施方式中是200mJ/cm2。
[0145]通过使用第一导电性遮光图案220和第二导电性遮光图案230作为光掩膜形成透明感光性树脂层150的图案,由此能够获得光透射区域120、第一导电性遮光图案220以及第二导电性遮光图案230的相对位置成为自身相互互补的关系这样的效果。因此,能够确保第一导电性遮光图案220和第二导电性遮光图案230从光透射区域120向光透射区域120之间的间隙完全露出的状态。
[0146]第二示例性实施方式的其他结构、操作、效果与第一示例性实施方式中所述的结构、作用、效果相同。
[0147](第三示例性实施方式)
[0148]图7A至7C示出根据第三示例性实施方式的光学元件300的纵向剖视图,其中,图7A是示出窄视场模式中光学元件300的状态的纵向剖视图,图7B是示出中间模式中光学元件300的状态的纵向剖视图,以及图7C是示出宽视场模式中光学元件300的状态的纵向剖视图。在图7A、图7B和图7C中,对与图1A、图2A和图3A的部件相同的部件标注与图1A、图2A和图3A相同的附图标记。在下文中,对根据第三示例性实施方式的光学元件300进行详细说明。
[0149]如图7A、图7B和图7C所示,在第三示例性实施方式中,在配置有第一导电性图案250和第二导电性图案270的第一透明基板110与光透射区域120之间配置保护罩膜130。
[0150]保护罩膜130的膜厚度优选设在10nm至lOOOnm的范围内,在第三示例性实施方式中为300nm。作为用于保护罩膜130的构成材料,可以是氧化硅膜、氮化硅膜、氮氧化硅膜等,在第三示例性实施方式中使用氧化硅膜。另外,虽然在图7A、图7B、图7C中在配置有第一导电性图案250和第二导电性图案270的第一透明基板110的整个表面上形成有保护罩膜130,但不是必须的。仅需要覆盖第一导电性图案250和第二导电性图案270的表面。
[0151]根据上述的结构,由于第一导电性图案250和第二导电性图案270被保护罩膜130覆盖,因此能够防止第一导电性图案250及第二导电性图案270与电泳元件140之间的接触。因此,不会发生电泳元件140与第一导电性图案250和第二导电性图案270的附接而引起的操作的恶化等,因此能够实现操作稳定性更好的可视范围控制。另外,作为保护电泳元件140的环境,通过对第一示例性实施方式的结构添加保护罩膜,能够提高气密性。由此能够实现良好的可靠性的光学元件300。
[0152]第三示例性实施方式的其他结构、操作、效果与第一和第二示例性实施方式中所述的其他结构、操作、效果相同。
[0153](第四示例性实施方式)
[0154]图8A至8C示出根据第四示例性实施方式的光学元件400的纵向剖视图,其中,图8A是示出在窄视场模式下光学元件400的状态的纵向剖视图,图8B是示出在中间模式下光学元件400的状态的纵向剖视图,图8C是示出在宽视场模式下光学元件400的状态的纵向剖视图。在图8A、图8B和图8C中,对与图1A、图2A和图3A相同的部件标注与图1A、图2A和图3A相同的附图标记。以下,对根据第四示例性实施方式的光学元件400进行详细说明。
[0155]如图8A、图8B、图8C所示,在第四示例性实施方式中,与第三示例性实施方式的情况相同,在第一透明基板110上形成第一导电性图案250、第二导电性图案270、保护罩膜130以及光透
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