(57)【要約】【課題】高い透過率を実現する光線方向制御素子を提供する。【解決手段】光線方向制御素子は、第１透明基板と、第１透明基板に対向して配置された第２透明基板と、第１透明基板の第２透明基板に対向する第１面に形成され、開口部を有する第１導電膜パターンと、第２透明基板の第１透明基板に対向する第２面に形成され、開口部を有する第２導電膜パターンと、第１導電膜パターンと第２導電膜パターンとに挟まれ、遮光性の電気泳動粒子と透光性の分散媒とを含む電気泳動素子と、第１透明基板と第２透明基板との間に配置され、第１導電膜パターンの開口部の少なくとも一部と第２導電膜パターンの開口部の少なくとも一部に挟まれ、第１導電膜パターン及び第２導電膜パターンと平行な面を有し、電気泳動素子に側壁を囲まれた複数の光透過領域と、を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１透明基板と、
前記第１透明基板に対向して配置された第２透明基板と、
前記第１透明基板の前記第２透明基板に対向する第１面に形成され、開口部を有する第１導電膜パターンと、
前記第２透明基板の前記第１透明基板に対向する第２面に形成され、開口部を有する第２導電膜パターンと、
前記第１導電膜パターンと前記第２導電膜パターンとに挟まれ、表面電荷を帯びた遮光性の電気泳動粒子と透光性の分散媒とを含む電気泳動素子と、
前記第１透明基板と前記第２透明基板との間に配置され、前記第１導電膜パターンの開口部の少なくとも一部と前記第２導電膜パターンの開口部の少なくとも一部に挟まれ、前記第１導電膜パターン及び前記第２導電膜パターンと平行な面を有し、前記電気泳動素子に側壁を囲まれた複数の光透過領域と、を含むことを特徴とする光線方向制御素子。
【請求項２】
請求項１に記載の光線方向制御素子であって、
前記第１導電膜パターン及び前記第２導電膜パターンは透明導電膜パターンであることを特徴とする光線方向制御素子。
【請求項３】
請求項１に記載の光線方向制御素子であって、
前記第１導電膜パターンは導電性遮光膜パターンであり、前記第２導電膜パターンは透明導電膜パターンであることを特徴とする光線方向制御素子。
【請求項４】
請求項３に記載の光線方向制御素子を含む表示デバイスであって、
画像を表示する表示面を含む表示部を含み、
前記第２透明基板の前記第２面の反対面が前記表示部に接着されていることを特徴とする表示デバイス。
【請求項５】
請求項１に記載の光線方向制御素子であって、
前記第１面に、前記第１導電膜パターンを覆って形成される第１絶縁膜と、
前記第２面に、前記第２導電膜パターンを覆って形成される第２絶縁膜と、を含み、
前記電気泳動素子は、前記第１絶縁膜と前記第２絶縁膜とに挟まれていることを特徴と
する光線方向制御素子。
【請求項６】
請求項１に記載の光線方向制御素子であって、
前記第１導電膜パターン及び前記第２導電膜パターンのパターン幅は、前記電気泳動素子の幅より大きいことを特徴とする光線方向制御素子。
【請求項７】
請求項６に記載の光線方向制御素子であって、
前記第１導電膜パターン及び前記第２導電膜パターンの一方のパターン幅は、他方のパターン幅より大きいことを特徴とする光線方向制御素子。
【請求項８】
第１透明基板の第１面に開口部を有する第１導電膜パターンを形成する第１透明導電膜パターン形成工程と、
前記第１導電膜パターンが形成された前記第１透明基板の前記第１面に透明感光性樹脂層を積層する感光性樹脂積層工程と、
前記積層した透明感光性樹脂に向けて、積層方向に対する平行光から成る露光光を照射する露光光照射工程と、
前記露光光が照射された透明感光性樹脂に対して現像処理を施して、互いに離間した複数の光透過領域を形成する透過領域形成工程と、
開口部を有する第２導電膜パターンが第２面に形成された第２透明基板を、前記第２面を前記複数の光透過領域側を向くように設置する第２透明基板設置工程と、
前記第１導電膜パターンと前記複数の光透過領域と前記第２導電膜パターンとで形成された空隙に、表面電荷を帯びた遮光性の電気泳動粒子と透光性の分散媒とを含む電気泳動素子を充填する泳動素子充填工程と、
を含むことを特徴とする光線方向制御素子の製造方法。
【請求項９】
請求項８に記載の光線方向制御素子の製造方法であって、
前記第１導電膜パターンは、導電性遮光膜パターンであり、
前記露光光照射工程において、前記第１透明基板の前記第１面の反対面側から前記露光光を照射することを特徴とする光線方向制御素子の製造方法。
【請求項１０】
請求項１に記載の光線方向制御素子であって、
前記第１面に、前記第１導電膜パターンの非開口部を覆って形成される第１絶縁膜パターンと、
前記第２面に、前記第２導電膜パターンの非開口部を覆って形成される第２絶縁膜パターンと、を含み、
前記電気泳動素子は、前記第１絶縁膜パターンと前記第２絶縁膜パターンとに挟まれていることを特徴とする光線方向制御素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、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に関する。
【背景技術】
【０００２】
フラットパネルディスプレイ装置は、携帯電話機、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）、ＡＴＭ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｔｅｌｌｅｒ  Ｍａｃｈｉｎｅ）、パーソナルコンピュータ等といった種々の情報処理装置における表示装置として用いられており、近年では、可視範囲の広いフラットパネルディスプレイ装置が実用化されている。
【０００３】
こうしたフラットパネルディスプレイ装置としては、例えば液晶表示装置がある。液晶表示装置は背面から入射される光の出射方向を調整する光学素子を内部に搭載すると共に、この光学素子に向けて一様に光を射出するバックライトと、映像を表示する液晶ディスプレイと、を有する構成が一般的に知られている。
【０００４】
また、液晶表示装置には、大型ディスプレイ化・多目的化に伴い、様々な配光特性が要求されるようになっている。
【０００５】
特に、情報漏洩の観点から、他人に覗き込まれないように可視範囲を制限したいという要求や、不必要な方向には光を出射しないようにしたいとの要求がある。これに応える光学素子としては、ディスプレイの可視範囲（又は出射範囲）を制限することが可能な光学フィルムが提案され実用化されている。
【０００６】
しかし、上記光学フィルムを採用した液晶表示装置においては、複数の方向から同時にディスプレイを見る場合に、該光学フィルムをその都度取り外す必要がある。このことは、ユーザに煩雑な処理を課すと共に時間のロスを招くため、取り外す手間を掛けることなく、広い可視範囲と狭い可視範囲の各状態を容易に実現したい、という要求が高まっている。
【０００７】
このため、かかる要求に応じて、ディスプレイの可視範囲を広視野モードと狭視野モードとの間で切り替え可能な光線方向制御素子が提案されている。このような光線方向制御素子に関する技術として、米国特許第７７５１６６７号明細書（特許文献１）、及び国際公開第２０１５／１２２０８３号（特許文献２）がある。
【０００８】
図１６は、特許文献１に記載の光線方向制御素子の断面図である。特許文献１に記載の光線方向制御素子６１１は、透明基板６２１と、透明基板６２１の主面６２１ａ上に配置された透明導電膜６３１と、透明導電膜６３１の主面６３１ａに互いに離間して形成された複数の透明ピラー６４０と、各透明ピラー６４０の相互間に配置された透明溶剤と光吸収素子との混合物６６０と、を有する。また、特許文献１に記載の光線方向制御素子６１１において、透明ピラー６４０の上面６４０ａ側には、主面６２２ａに透明導電膜６３２を備えた透明カバー６２２が配置されている。
【０００９】
図１７は、特許文献２に記載の光線方向制御素子の断面図である。特許文献２に記載の光線方向制御素子７１１は、第１の透明基板７２１と、第１の透明基板の主面７２１ａ上に離間して配置された複数の導電性遮光膜パターン７３０と、各導電性遮光膜パターン７３０の主面７３０ａに配置された電気泳動素子７６０と、第１の透明基板の主面７２１ａ上、かつ各電気泳動素子７６０との相互間、に形成された光透過領域７４０を有する。また、特許文献２に記載の光線方向制御素子７１１において、光透過領域７４０の上面７４０ａ側には、主面７２２ａに透明導電膜７３２を備えた第２の透明基板７２２が配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】米国特許第７７５１６６７号明細書
【特許文献２】国際公開第２０１５／１２２０８３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、特許文献１に記載の光線方向制御素子１６１１を通過する光線について、透明基板６２１と透明導電膜６３１との間の界面、透明導電膜６３１と透明ピラー６４０との間の界面、透明ピラー６４０と透明導電膜６３２との間の界面、及び透明導電膜６３２と透明カバー６４４との間の界面、において光反射が発生するため、透過率が低下する。
【００１２】
同様に、特許文献２に記載の光線方向制御素子７１１を通過する光線について、光透過領域７４０と透明導電膜７３２との間の界面、及び透明導電膜７３２と第２の透明基板７２２との間の界面において、光反射が発生するため、透過率が低下する。そこで本開示は、高い透過率を実現する光線方向制御素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために、本開示における一態様は以下の構成を採用する。光線方向制御素子は、第１透明基板と、前記第１透明基板に対向して配置された第２透明基板と、前記第１透明基板の前記第２透明基板に対向する第１面に形成され、開口部を有する第１導電膜パターンと、前記第２透明基板の前記第１透明基板に対向する第２面に形成され、開口部を有する第２導電膜パターンと、前記第１導電膜パターンと前記第２導電膜パターンとに挟まれ、表面電荷を帯びた遮光性の電気泳動粒子と透光性の分散媒とを含む電気泳動素子と、前記第１透明基板と前記第２透明基板との間に配置され、前記第１導電膜パターンの開口部の少なくとも一部と前記第２導電膜パターンの開口部の少なくとも一部に挟まれ、前記第１導電膜パターン及び前記第２導電膜パターンと平行な面を有し、前記電気泳動素子に側壁を囲まれた複数の光透過領域と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本開示によれば、高い透過率を実現する光線方向制御素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施例１における、狭視野モード（狭視野状態）の光線方向制御素子の一例を示す断面図である。
【図２】実施例１における、広視野モード（広視野状態）の光線方向制御素子の一例を示す断面図である。
【図３】実施例１の光線方向制御素子と関連技術の光線方向制御素子の、波長ごとの正面透過率のシミュレーション結果を示すグラフである。
【図４】実施例１における光線方向制御素子の一例を示す平面図である。
【図５】実施例１における光線方向制御素子の一例を示す平面図である。
【図６】実施例１における光線方向制御素子の一例を示す平面図である。
【図７Ａ】実施例１における光線方向制御素子の製造方法の工程（透明導電膜形成工程）の一例を示す説明図である。
【図７Ｂ】実施例１における光線方向制御素子の製造方法の工程（透明導電膜形成工程）の一例を示す説明図である。
【図７Ｃ】実施例１における光線方向制御素子の製造方法の工程（感光性樹脂積層工程）の一例を示す説明図である。
【図７Ｄ】実施例１における光線方向制御素子の製造方法の工程（露光光照射工程及び位置制御工程）の一例を示す説明図である。
【図７Ｅ】実施例１における光線方向制御素子の製造方法の工程（透明基板設置工程）の一例を示す説明図である。
【図７Ｆ】実施例１における光線方向制御素子の製造方法の工程（泳動素子充填工程）の一例を示す説明図である。
【図８】実施例２における狭視野モード（狭視野状態）の光線方向制御素子の一例を示す断面図である
【図９】実施例２における光線方向制御素子の製造方法の工程（照射形成工程）の一例を示す説明図である。
【図１０】実施例３における狭視野モード（狭視野状態）の光線方向制御素子の一例を示す断面図である。
【図１１】実施例３における狭視野モード（狭視野状態）の光線方向制御素子の一例を示す断面図である。
【図１２Ａ】実施例３における光線方向制御素子の製造方法の工程（透明導電膜形成工程）の一例を示す説明図である。
【図１２Ｂ】実施例３における光線方向制御素子の製造方法の工程（絶縁膜積層形成工程）の一例を示す説明図である。
【図１２Ｃ】実施例３における光線方向制御素子の製造方法の工程（感光性樹脂積層工程）の一例を示す説明図である。
【図１２Ｄ】実施例３における光線方向制御素子の製造方法の工程（露光光照射工程及び位置制御工程）の一例を示す説明図である。
【図１２Ｅ】実施例３における光線方向制御素子の製造方法の工程（透過領域形成工程）の一例を示す説明図である。
【図１２Ｆ】実施例３における光線方向制御素子の製造方法の工程（透明基板設置工程）の一例を示す説明図である。
【図１２Ｇ】実施例３における光線方向制御素子の製造方法の工程（泳動素子充填工程）の一例を示す説明図である。
【図１３】実施例４における狭視野モード（狭視野状態）の光線方向制御素子の一例を示す断面図である。
【図１４】実施例４における狭視野モード（狭視野状態）の光線方向制御素子の一例を示す断面図である。
【図１５】実施例５における、光線方向制御素子を含む表示デバイスの一例を示す説明図である。
【図１６】関連技術における光線方向制御素子の一例を示す断面図である。
【図１７】関連技術における光線方向制御素子の一例を示す断面図である。
【図１８】実施例６における狭視野モード（狭視野状態）の光線方向制御素子の一例を示す断面図である。
【図１９】実施例６における狭視野モード（狭視野状態）の光線方向制御素子の一例を示す断面図である。
【図２０Ａ】実施例６における光線方向制御素子の製造方法の工程（透明導電膜形成工程）の一例を示す説明図である。
【図２０Ｂ】実施例６における光線方向制御素子の製造方法の工程（絶縁膜積層形成工程）の一例を示す説明図である。
【図２０Ｃ】実施例６における光線方向制御素子の製造方法の工程（絶縁膜一部除去工程）の一例を示す説明図である。
【図２０Ｄ】実施例６における光線方向制御素子の製造方法の工程（感光性樹脂積層工程）の一例を示す説明図である。
【図２０Ｅ】実施例６における光線方向制御素子の製造方法の工程（露光光照射工程及び位置制御工程）の一例を示す説明図である。
【図２０Ｆ】実施例６における光線方向制御素子の製造方法の工程（透過領域形成工程）の一例を示す説明図である。
【図２０Ｇ】実施例６における光線方向制御素子の製造方法の工程（透明基板設置工程）の一例を示す説明図である。
【図２０Ｈ】実施例６における光線方向制御素子の製造方法の工程（泳動素子充填工程）の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照して実施形態を説明する。本実施形態は本開示を実現するための一例に過ぎず、本開示の技術的範囲を限定するものではないことに注意すべきである。各図において共通の構成については同一の参照符号が付されている。また、図面に描かれた形状は、実際の寸法及び比率とは必ずしも一致しない。
【実施例１】
【００１７】
図１は、狭視野モード（狭視野状態）の光線方向制御素子の一例を示す断面図である。図２は、広視野モード（広視野状態）の光線方向制御素子の一例を示す。
【００１８】
光線方向制御素子１１は、第１の透明基板２１、透明導電膜パターン３１、光透過領域４０、電気泳動素子６０、第２の透明基板２２、及び透明導電膜パターン３２、を含む。透明導電膜パターン３１は、第１の透明基板２１の表面（主面）２１ａに形成されている。透明導電膜パターン３２は、第２の透明基板２２の表面（主面）２２ａに形成されている。第１の透明基板２１と第２の透明基板２２は、透明導電膜パターン３１の主面３１ａ
と透明導電膜パターン３２の主面３２ａとが、対向するよう配置されている。
【００１９】
電気泳動素子６０は、透明導電膜パターン３１の主面３１ａ及び透明導電膜パターン３２の主面３２ａに挟まれるようにして配置されている。電気泳動素子６０は、電気泳動粒子６１と分散媒６２を含む。また、図１及び図２の例では、電気泳動素子６０の上面６０ａの全体が透明導電膜パターン３２に接しており、電気泳動素子６０の下面６０ｂの全体が透明導電膜パターン３１に接している。
【００２０】
なお、光透過領域４０及び分散媒６２の各断面については、見やすくするために、ハッチングを省略して図示する。光透過領域４０は、第１の透明基板２１、透明導電膜パターン３１、第２の透明基板２２、及び透明導電膜パターン３２の空隙に配置されている。
【００２１】
なお、図１に示す狭視野モードは、各光透過領域４０の間隙に配された電気泳動素子６０中の電気泳動粒子６１が分散媒６２内に分散することによって実現される。これにより、図面において下から上に透過する光線の広がりは、第１の透明基板２１と第２の透明基板２２の間の電気泳動素子６０によって制限される。その結果、透過前後で比較すると視野角は狭くなり、狭視野モードとなる。これに対して図２に示す広視野モードは、電気泳動粒子６１を透明導電膜パターン３１の近傍に集中させることにより実現される。例えば、透明導電膜パターン３２に対する透明導電膜パターン３１の相対電位を、電気泳動粒子６１の表面電荷とは逆の極性とすることで、電気泳動粒子６１が透明導電膜パターン３１の近傍に集められる。これにより、図面において下から上に透過する光線の広がりは、第１の透明基板２１と第２の透明基板２２の間の電気泳動粒子６１によって制限がほとんどされない。その結果、透過前後で比較すると視野角の差はほとんどなくなり、広視野モードとなる。
【００２２】
すなわち、電気泳動粒子６１の表面電荷が負電荷（−）の場合には、透明導電膜パターン３１を正極とする。また、電気泳動粒子６１の表面電荷が正電荷（＋）の場合には、透明導電膜パターン３１を負極とする。
【００２３】
これ以降では、電気泳動粒子６１の表面電荷が負電荷（−）の場合における構成内容を説明する。電気泳動粒子６１の表面電荷が正電荷（＋）の場合においても、導電性遮光膜パターン３０の極性を逆にすることにより、同様に対応可能である。
【００２４】
図１６の透明導電膜６３１は透明基板６２１の主面６２１ａを覆うように配置されているが、図１の例では、透明導電膜パターン３１及び透明導電膜パターン３２は、開口部を有するように形成されており、当該開口部に光透過領域４０が配置されている。特に図１の例では、光透過領域４０は透明導電膜パターン３１の主面３１ａ及び透明導電膜パターン３２の主面３２ａには接していない。
【００２５】
これにより、光透過領域４０に入射する光線のうち、反射率の高い界面（例えば、光透過領域と透明導電膜との間の界面、及び透明導電膜と透明基板との間の界面）を通過していない光線の割合を多くすることができる。その結果、透過率の高い光線方向制御素子１１を実現することができる。
【００２６】
図３は、本実施例の光線方向制御素子１１と、関連技術である特許文献２に記載の光線方向制御素子７１１における、波長ごとの正面透過率のシミュレーション結果を示すグラフである。ここで、正面とは基板の面に対して法線方向に視点を置いていることを意味している。図３に、本実施例の光線方向制御素子１１における透過率３０１と、図１７の光線方向制御素子７１１における透過率３０２と、を示す。図３のシミュレーション結果は、全ての波長において、光線方向制御素子７１１よりも光線方向制御素子１１における透過率の方が、３〜８％程度高くなることを示している。
【００２７】
次に、光線方向制御素子１１の構成内容を、図１に基づいて、より詳細に説明する。第１の透明基板２１は、例えば、ガラス基板製、ＰＥＴ（Ｐｏｌｙ  Ｅｔｈｙｌｅｎｅ  Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）製、ＰＣ（Ｐｏｌｙ  Ｃａｒｂｏｎａｔｅ）製、ＰＥＮ（Ｐｏｌｙ  Ｅｔｈｙｌｅｎｅ  Ｎａｐｈｔｈａｌａｔｅ）製、又はＣＯＴ（Ｃｙｃｌｏ  Ｏｌｅｆｉｎ Ｐｏｌｙｍｅｒ）製である。第２の透明基板２２についても同様である。
【００２８】
透明導電膜パターン３１の膜厚は、１０［ｎｍ］から１０００［ｎｍ］の範囲内が適当であり、本実施例では５０［ｎｍ］である。また、透明導電膜パターン３１の構成材料としては、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、ＺｎＯ、又はＩＧＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｇａｌｌｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）等を採用することができ、本実施例ではＩＴＯである。透明導電膜パターン３２についても同様である。
【００２９】
さらに、第１の透明基板２１上の透明導電膜パターン３１と相補的な位置に、光透過領域４０が形成されている。ここでの「相補的な位置」とは、図１等に示す通り、第１の透明基板２１の主面上において、透明導電膜パターン３１と光透過領域４０とが交互に配置された位置関係をいい、透明導電膜パターン３１と光透過領域４０とが相互に交わることなく（重なることなく）配置された状態が好ましい。第２の透明基板２２上の透明導電膜パターン３２と光透過領域４０との位置関係についても同様である。
【００３０】
光透過領域４０の高さは、３［μｍ］〜３００［μｍ］の範囲が好適であり、本実施例では、６０［μｍ］である。また、光透過領域４０の幅（光透過パターン幅）は、１［μｍ］〜１５０［μｍ］の範囲が好適であり、本実施例では、２０［μｍ］である。さらに、光透過領域４０の相互間の幅は、０．２５［μｍ］〜４０［μｍ］の範囲が好適であり、本実施例では、５［μｍ］である。
【００３１】
各光透過領域４０の相互間には、上記の通り、電気泳動粒子６１と分散媒６２との混合物である電気泳動素子６０が配置されている。
【００３２】
次いで、各光透過領域４０と電気泳動素子６０との配置例として、図４乃至図６に示した３つの例を説明する。図４乃至図６は、光線方向制御素子１１の平面図の一例である。図４乃至図６においては、透明導電膜パターン３２及び第２の透明基板２２の図示を省略している。
【００３３】
図４の正方形パターンの構造の例（第１例）では、正方形の光透過領域４０が格子状に配置された平面形状であり、電気泳動素子６０（透明導電膜パターン３１〜３２）が複数の光透過領域４０の隙間を埋める、正方形の格子状を成している。すなわち、この場合の光線方向制御素子１１は、各光透過領域４０の幅に相当する光透過パターン幅４１ａと光透過パターン幅４２ａとが等しくなるように形成され、電気泳動素子６０の幅（光透過領域４０の相互間の幅）に相当する遮光膜パターン幅４１ｂと遮光膜パターン幅４２ｂとも等しくなるように形成されている。
【００３４】
図５の長方形パターンの構造の例（第２例）では、光透過領域４０及び電気泳動素子６０（透明導電膜パターン３１〜３２）の平面形状が、長方形の格子状を成している。すなわち、この場合の光線方向制御素子１１は、光透過パターン幅４１ａよりも光透過パターン幅４２ａの方が長くなるように形成されている。一方で、遮光膜パターン幅４１ｂ、遮光膜パターン幅４２ｂの長さは、等しくなるように形成されている。
【００３５】
図６のストライプパターンの構造の例（第３例）では、光透過領域４０及び電気泳動素子６０（透明導電膜パターン３１〜３２）の平面形状が、ストライプ状を成している。すなわち、この場合の光線方向制御素子１１は、各光透過領域４０による光透過パターン幅４１ａと、電気泳動素子６０の遮光膜パターン幅４１ｂとが、交互に連続するように配置されている。なおストライプパターンの場合、複数の透明導電膜パターン３１〜３２は、図示しない外部で電気的に接続され、駆動を行う。
【００３６】
以下、本実施例における光線方向制御素子１１の製造方法の各工程を例示する、図７Ａ乃至図７Ｆに基づいて説明する。まず、図７Ａのように、第１の透明基板２１の表面（主面）に透明導電膜パターン３１を形成（透明導電膜パターン形成工程）する。次いで、図７Ｂのように、透明導電膜パターン３１が形成された第１の透明基板２１の主面側に、ネガ型のフォトレジスト膜として透明感光性樹脂層４１を積層して形成する（感光性樹脂積層工程）。なお、透明感光性樹脂層４１は、後述する透過領域形成工程を経て光透過領域４０となる部材である。
【００３７】
次に、図７Ｃのように、マスクパターン７１を備えたフォトマスク７０を通して、透明感光性樹脂層４１に露光光７５を照射することにより、透明感光性樹脂層４１を露光する（露光光照射工程）。この露光光照射工程に際しては、マスクパターン７１の位置が透明導電膜パターン３１と重なるように、第１の透明基板２１とフォトマスク７０に形成された目合わせマーク（図示せず）を利用し、フォトマスク７０と第１の透明基板２１との位置を調整する制御を行う（位置制御工程）。
【００３８】
次いで、露光された透明感光性樹脂層４１に対して現像処理を施すことにより、図７Ｄに示すような、互いに離間した複数の光透過領域４０を形成する（透過領域形成工程）。
【００３９】
続いて、第２の透明基板２２と第１の透明基板２１に形成された目合わせマーク（図示せず）を利用し、図７Ｅのように、光透過領域４０の表面上に、透明導電膜パターン３２を備えた第２の透明基板２２を設置する（透明基板設置工程）。
【００４０】
そして、図７Ｆのように、透明導電膜パターン３１と光透過領域４０と透明導電膜パターン３２とで形成された空隙に、電気泳動素子６０を充填する（泳動素子充填工程）。
【００４１】
この図７Ａ〜図７Ｆに基づく上記説明では、透明基板設置工程に続いて泳動素子充填工程を実行するという方法を示したが、この２つの工程については、順番を逆にしても、同様に光線方向制御素子１１を製造することができる。
【００４２】
すなわち、図７Ａ乃至図７Ｄに基づく説明と同様に実施した後、光透過領域４０の間に電気泳動素子６０を充填する泳動素子充填工程を、透明基板設置工程に先立って実行し、その後に、光透過領域４０及び電気泳動素子６０の表面上に透明導電膜パターン３２を備えた第２の透明基板２２を設置する透明基板設置工程を実施してもよい。
【００４３】
ここで、上記露光に用いる露光光７５は、積層方向（透明感光性樹脂層４１等を積層する方向）に対する平行光である。また、この露光光７５の光源としては、ＵＶ光源を用いており、本実施例における上記露光光照射工程では、例えば、波長３６５［ｎｍ］のＵＶ光を露光光７５として照射する。
【００４４】
この照射に際しての露光量は、１００［ｍＪ／ｃｍ２］〜１０００［ｍＪ／ｃｍ２］の範囲が好適であり、本実施例では、露光光７５の露光量は２００［ｍＪ／ｃｍ２］である。
【００４５】
なお、露光光照射工程における透明感光性樹脂層４１の形成方法としては、例えば、スリットダイコータ、ワイヤコータ、アプリケータ、ドライフィルム転写、スプレイ塗布、又はスクリーン印刷等といった成膜方法のいずれかを用いることができる。こうした成膜方法により、本実施例では、３０［μｍ］〜３００［μｍ］の範囲内が妥当である透明感光性樹脂層４１の厚さを、６０［μｍ］となるように形成した。
【００４６】
また、透明感光性樹脂層４１に用いる透明感光性樹脂としては、例えば、化薬マイクロケム（Ｍｉｃｒｏｃｈｅｍ）社の化学増幅型フォトレジスト（商品名「ＳＵ−８」）を採用することができる。この透明感光性樹脂の特徴は、次のとおりである。
【００４７】
第１の特徴は、紫外線を照射することにより光開始剤が酸を発生し、このプロトン酸を触媒として硬化性モノマーを重合させるエポキシ系（具体的にはビスフェノールＡノボラックのグリシジルエーテル誘導体）のネガレジストであるという点にある。第２の特徴は、可視光領域において、非常に透明性の高い特性を有しているという点である。
【００４８】
第３の特徴としては、透明感光性樹脂に含まれる硬化性モノマーは、硬化前の分子量が比較的小さいため、シクロペンタノンやプロピレングリコールメチルエーテルアセテート（ＰＥＧＭＥＡ）、ガンマブチルラクトン（ＧＢＬ）、イソブチルケトン（ＭＩＢＫ）などの溶媒に非常に良く溶けることから、厚膜形成が容易であるという点が挙げられる。
【００４９】
第４の特徴は、近紫外領域の波長においても光透過性が非常に良いため、厚膜であっても紫外線を透過させるという特徴を有している点である。第５の特徴は、前述したような各特徴を有することから、アスペクト比が３以上の高アスペクト比のパターンを形成できるという点にある。第６の特徴は、硬化性モノマーには官能基が多く存在していることから、硬化後、非常に高密度な架橋となり、熱的にも化学的にも非常に安定であるという点である。このため、パターン形成後の加工も容易となる。
【００５０】
もっとも、本実施例では、透明感光性樹脂層４１として前述の化学増幅型フォトレジスト（商品名「ＳＵ−８」）を採用したが、これに限られるものではなく、すなわち、同様の特性を有するものであれば、どのような光硬化性材料を用いてもよい。
【００５１】
なお、図７Ｄの透過領域形成工程において、露光後においては、透明感光性樹脂層４１に対して現像処理が施される。すなわち、透明感光性樹脂層４１に現像を実施し、次に熱アニール（熱アニール処理）を１２０〜１５０［℃］かつ３０〜６０［分］という条件で実施することにより、透明感光性樹脂層４１に、複数に区画された光透過領域４０が形成される。例えば、第１の透明基板２１がガラス基板である場合には、当該条件は、１５０［℃］かつ３０分であることが望ましい。
【００５２】
ここで形成された各光透過領域４０相互間のスペース幅（遮光膜パターン幅）は、上述の通り５［μｍ］である。また、上記「ＳＵ−８」で形成した場合における光透過領域４０の屈折率は、１．５〜１．６となる。
【００５３】
なお、図７Ｆの透明基板設置工程において、光透過領域４０の上に、透明導電膜パターン３２を備えた第２の透明基板２２を配置する。この第２の透明基板２２は、接着剤（図示せず）によって第１の透明基板２１の外周部で固定する。この固定の際に用いる接着剤は、熱硬化性、ＵＶ硬化性のいずれを用いてもよい。
【００５４】
上述したように本実施例の光線方向制御素子１１において、透明導電膜パターン３１及び透明導電膜パターン３２は、一連の形状ではなく開口部を有するように形成されており、当該開口部と光透過領域４０が接している。特に図１の例では、光透過領域４０は、当該開口部のみと接しており、透明導電膜パターン３１の主面３１ａ及び透明導電膜パターン３２の主面３２ａには接していない。
【００５５】
これにより、光透過領域４０に入射する光線のうち、反射率の高い界面（例えば、光透過領域と透明導電膜との間の界面、及び透明導電膜と透明基板との間の界面）を通過していない光線の割合を多くすることができ、ひいては透過率の高い光線方向制御素子１１を実現することができる。
【実施例２】
【００５６】
以下、本実施例の光線方向制御素子１１について説明する。実施例１との相違点を説明する。図８は狭視野モード（狭視野状態）の光線方向制御素子の一例を示す断面図である。実施例２の光線方向制御素子１１は、第１の透明基板２１の表面（主面）２１ａ上に、透明導電膜パターン３１ではなく、導電性遮光膜パターン３０が形成されている。
【００５７】
導電性遮光膜パターン３０の構成材料としては、アルミニウムやクロム、銅、酸化クロム等の遮光性導電材料を好適に採用することができ、本実施例では、アルミニウムが採用されている。導電性遮光膜パターン３０の膜厚は、１０［ｎｍ］〜１０００［ｎｍ］の範囲が好適であり、本実施例では３００［ｎｍ］である。
【００５８】
なお、図７Ａ乃至図７Ｆに示した製造方法において、透明導電膜パターン３１の代わりに導電性遮光膜パターン３０を用いることにより、本実施例の光線方向制御素子１１を製造することができる。以下、本実施例の光線方向制御素子１１の製造方法の別例について説明する。
【００５９】
図９は、光線方向制御素子１１の製造工程における照射形成工程の一例を示す説明図である。本実施例の光線方向制御素子１１の製造工程では、実施例１における製造工程の露光光照射工程及び透過領域形成工程に代えて、図９に示す照射形成工程が採用されてもよい。露光光照射工程においては、導電性遮光膜パターン３０をフォトマスクとして用いて、第１の透明基板２１の裏面側から露光光７５を照射することにより透明感光性樹脂層４１のパターニングが行われる（照射形成工程）。
【００６０】
上記露光に用いる露光光７５として平行光を採用し、光源としてＵＶ光源を用いている。本実施例では、波長３６５［ｎｍ］のＵＶ光を露光光７５として照射した。１００［ｍＪ／ｃｍ２］〜１０００［ｍＪ／ｃｍ２］の範囲内が好適である露光量については、ここでも２００［ｍＪ／ｃｍ２］となるように設定した。
【００６１】
このように、導電性遮光膜パターン３０をフォトマスクとして用いることで、実施例１における効果に加えて、実施例１におけるフォトマスク７０と第１の透明基板２１との位置を調整する位置制御工程を実施せずとも、光透過領域４０と導電性遮光膜パターン３０との相対的な位置が自ずと相補的な関係になる。さらに、位置制御工程を実施せずとも、電気泳動素子６０の上面６０ａが電極である透明導電膜パターン３２に、電気泳動素子６０の下面６０ｂの全体が電極である導電性遮光膜パターン３０に接するように、光線方向制御素子１１を製造することができる。
【実施例３】
【００６２】
以下、本実施例の光線方向制御素子１１について説明する。実施例１との相違点を説明する。図１０及び図１１は、狭視野モード（狭視野状態）の光線方向制御素子１１の一例を示す断面図である。
【００６３】
図１０の光線方向制御素子１１は、絶縁膜８１及び絶縁膜８２をさらに含む。絶縁膜８１は、透明導電膜パターン３１を覆うようにして、第１の透明基板２１の表面（主面）２１ａに層状に形成される。また、絶縁膜８２は、透明導電膜パターン３２を覆うようにして、第２の透明基板２２の表面（主面）２２ａに層状に形成される。光透過領域４０及び電気泳動素子６０は、絶縁膜８１及び絶縁膜８２に挟まれる位置に配置される。絶縁膜８１及び絶縁膜８２の構成材料としては、例えば、酸化シリコン又は窒化シリコン等がある。
【００６４】
図１１の光線方向制御素子１１において、図１０における透明導電膜パターン３１の代わりに、導電性遮光膜パターン３０が形成されている。導電性遮光膜パターン３０の詳細については、実施例２に説明した通りである。
【００６５】
図１２Ａ乃至図１２Ｇを用いて、図１０の光線方向制御素子の製造方法の一例を説明する。図１２Ａの透明導電膜パターン形成工程は、図７Ａの透明導電膜パターン形成工程と同様であるため説明を省略する。図１２Ｂにおいて、透明導電膜パターン３１が形成された第１の透明基板２１上に、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）等の方法を用いて、透明導電膜パターン３１を覆うように絶縁膜８１を形成する（絶縁膜積層工程）。
【００６６】
次いで、図１２Ｃにおいて、図７Ｂと同様に、透明導電膜パターン３１及び絶縁膜８１が形成された第１の透明基板２１の主面側に、ネガ型のフォトレジスト膜として透明感光性樹脂層４１を積層して形成する（感光性樹脂積層工程）。
【００６７】
次に、図１２Ｄにおいて、図７Ｃと同様に、マスクパターン７１を備えたフォトマスク７０を通して、透明感光性樹脂層４１に露光光７５を照射することにより、透明感光性樹脂層４１を露光する（露光光照射工程）。この露光光照射工程に際しては、マスクパターン７１の位置が透明導電膜パターン３１と重なるように、フォトマスク７０と第１の透明基板２１との位置を調整する制御を行う（位置制御工程）。
【００６８】
次いで、図１２Ｅにおいて、図７Ｄと同様に露光された透明感光性樹脂層４１に対して現像処理を施すことにより、図１２Ｅに示すような、互いに離間した複数の光透過領域４０を形成する（透過領域形成工程）。
【００６９】
続いて、図１２Ｆにおいて、光透過領域４０の表面上に、透明導電膜パターン３２及び絶縁膜８２を備えた第２の透明基板２２を設置する（透明基板設置工程）。そして、図１２Ｇのように、透明導電膜パターン３１と光透過領域４０と透明導電膜パターン３２とで形成された空隙に、電気泳動素子６０を充填する（泳動素子充填工程）。
【００７０】
図１１の光線方向制御素子１１の製造方法は、図１０の光線方向制御素子１１の製造方法と同様であるが、露光光照射工程及び透過領域形成工程に代えて、実施例２において図８を用いて説明した照射形成工程（背面露光）が実行されてもよい。
【００７１】
本実施例の光線方向制御素子１１は、電極である透明導電膜（又は導電性遮光膜パターン）の表面に絶縁膜が配置されることにより、電極間の絶縁特性が向上する。また、電極表面への電気泳動粒子６１の付着を抑制することができる。従って、電極表面への電気泳動粒子６１の付着によって発生する電気泳動素子６０の劣化を抑制することができる。また、より高電界の印加が可能となり、応答性が向上する。
【実施例４】
【００７２】
以下、本実施例の光線方向制御素子１１について説明する。実施例１との相違点を説明する。図１３は、狭視野モード（狭視野状態）の光線方向制御素子１１の一例を示す断面図である。図１３の光線方向制御素子１１において、透明導電膜パターン３１及び透明導電膜パターン３２のパターン幅Ａが、電気泳動素子６０の幅Ｂよりも大きい。
【００７３】
具体的には、光透過領域４０の幅が２０［μｍ］であり、かつ光透過領域４０の相互間の電気泳動素子６０の幅Ｂが５［μｍ］である本実施例においては、透明導電膜パターン３１及び透明導電膜パターン３２のパターン幅Ａは、５［μｍ］超２５［μｍ］未満であり、例えば、６［μｍ］が好適である。また、透明導電膜パターン３１及び透明導電膜パターン３２の電気泳動素子６０からの突出幅Ｃ及びＤは、例えば、いずれも０［μｍ］超２０［μｍ］未満であり、例えば、１［μｍ］が好適である。
【００７４】
なお、図１３の光線方向制御素子１１の製造方法は、例えば、実施例１の製造方法と同様である。図１３の光線方向制御素子１１において、パターン幅Ａが電気泳動素子６０の幅Ｂよりも大きいことにより、位置制御工程において多少の位置ずれが生じても、電気泳動素子６０の上面６０ａが電極である透明導電膜パターン３２に、電気泳動素子６０の下面６０ｂの全体が電極である透明導電膜パターン３１に接するように、光線方向制御素子１１を製造することができる。
【００７５】
図１４は、狭視野モード（狭視野状態）の光線方向制御素子１１の一例を示す断面図である。図１４の光線方向制御素子１１において、透明導電膜パターン３２のパターン幅Ａよりも透明導電膜パターン３１の幅Ａ’の方が大きい点が、図１９の光線方向制御素子１１と異なる。
【００７６】
具体的には、例えば、透明導電膜パターン３２のパターン幅Ａが５［μｍ］である場合、透明導電膜パターン３１のパターン幅Ａ’は６［μｍ］〜１０［μｍ］が好適である。なお、図１４の光線方向制御素子１１の製造方法は、例えば、実施例１の製造方法と同様である。
【００７７】
図１４の光線方向制御素子１１において、透明導電膜パターン３２のパターン幅Ａよりも透明導電膜パターン３１のパターン幅Ａ’の方が大きいことにより、位置制御工程のみならず透明基板設置工程における多少の位置ずれも許容することができる。つまり、透明基板設置工程において多少の位置ずれが生じても、電気泳動素子６０の上面６０ａが電極である透明導電膜パターン３２に、電気泳動素子６０の下面６０ｂの全体が電極である透明導電膜パターン３１に接するように、光線方向制御素子１１を製造することができる。
【実施例５】
【００７８】
以下、本実施例では、光線方向制御素子１１を含む表示デバイスの一例を、図１５を用いて説明する。表示デバイスは、例えば透明接着層等によって接着された、光線方向制御素子１１と、画像を表示する表示部１００と、を含む。図１５の例では、表示部１００の表面（表示面）１００ａ側に、光線方向制御素子１１が配置されている。つまり第１の透明基板２１の主面の反対面が表示部１００に接着している。なお、図１５の例における光線方向制御素子１１は、導電性遮光膜パターン３０が第１の透明基板２１上に形成されている、図１１の光線方向制御素子１１である（例えば、図８の光線方向制御素子１１であってもよい）。
【００７９】
図１５の例では、導電性遮光膜パターン３０が観察者側になるよう、即ち透明導電膜パターン３２が表示部１００の表面１００ａに近くなるよう、光線方向制御素子１１が配置される。このように光線方向制御素子１１が配置されることにより、透明導電膜パターン３２と光透過領域４０の相対位置がずれた場合に光学モアレが発生したとしても、観察者からは光学モアレが視認されず、良好な表示状態を確保することができる。
【実施例６】
【００８０】
以下、本実施例の光線方向制御素子１１について説明する。実施例３との相違点を説明する。図１８及び図１９は、狭視野モード（狭視野状態）の光線方向制御素子１１の一例を示す断面図である。
【００８１】
図１８の光線方向制御素子１１は、絶縁膜パターン１１１及び絶縁膜パターン１１２を含む。絶縁膜パターン１１１は、第１の透明基板２１の表面（主面）２１ａにパターン状に形成される。絶縁膜パターン１１１の要素（非開口部）それぞれは、透明導電膜パターン３１の要素（非開口部）を覆う。また、絶縁膜パターン１１２は、第２の透明基板２２の表面（主面）２２ａにパターン状に形成される。絶縁膜パターン１１２の要素（非開口部）それぞれは、透明導電膜パターン３２の要素を覆う。なお、透明導電膜パターン３１の複数の要素（非開口部）を覆う、絶縁膜パターン１１１の要素、があってもよい。
【００８２】
光透過領域４０及び電気泳動素子６０は、第１の透明基板２１の表面（主面）２１ａ、絶縁膜パターン１１１、第２の透明基板２２の表面（主面）２２ａ、及び絶縁膜パターン１１２に挟まれる位置に配置される。絶縁膜パターン１１１及び絶縁膜パターン１１２の構成材料としては、例えば、酸化シリコン又は窒化シリコン等がある。
【００８３】
図１９の光線方向制御素子１１において、図１８における透明導電膜パターン３１の代わりに、導電性遮光膜パターン３０が形成されている。導電性遮光膜パターン３０の詳細については、実施例２に説明した通りである。
【００８４】
図２０Ａ乃至図２０Ｈを用いて、図１８の光線方向制御素子の製造方法の一例を説明する。図２０Ａの透明導電膜パターン形成工程及び図２０Ｂの絶縁膜形成工程は、図１２Ａの透明導電膜パターン形成工程及び図１２Ｂの絶縁膜形成工程と同様であるため説明を省略する。次いで、図２０Ｃにおいて、透明導電膜パターン３１の各要素を覆う部分以外の絶縁膜８１を除去して、絶縁膜パターン１１１を形成する（絶縁膜一部除去工程）。
【００８５】
次に、図２０Ｄにおいて、図７Ｂと同様に、透明導電膜パターン３１及び絶縁膜パターン１１１が形成された第１の透明基板２１の主面側に、ネガ型のフォトレジスト膜として透明感光性樹脂層４１を積層して形成する（感光性樹脂積層工程）。
【００８６】
次に、図２０Ｅにおいて、図７Ｃと同様に、マスクパターン７１を備えたフォトマスク７０を通して、透明感光性樹脂層４１に露光光７５を照射することにより、透明感光性樹脂層４１を露光する（露光光照射工程）。この露光光照射工程に際しては、マスクパターン７１の位置が透明導電膜パターン３１と重なるように、フォトマスク７０と第１の透明基板２１との位置を調整する制御を行う（位置制御工程）。
【００８７】
次いで、図２０Ｆにおいて、図７Ｄと同様に露光された透明感光性樹脂層４１に対して現像処理を施すことにより、図２０Ｆに示すような、互いに離間した複数の光透過領域４０を形成する（透過領域形成工程）。
【００８８】
続いて、図２０Ｇにおいて、光透過領域４０の表面上に、透明導電膜パターン３２及び絶縁膜パターン１１２を備えた第２の透明基板２２を設置する（透明基板設置工程）。そして、図２０Ｈのように、第１の透明基板２１と絶縁膜パターン１１１と第２の透明基板２２と絶縁膜パターン１１２と透明導電膜パターン３１と光透過領域４０と透明導電膜パターン３２とで形成された空隙に、電気泳動素子６０を充填する（泳動素子充填工程）。
【００８９】
図１９の光線方向制御素子１１の製造方法は、図１８の光線方向制御素子１１の製造方法と同様であるが、露光光照射工程及び透過領域形成工程に代えて、実施例２において図８を用いて説明した照射形成工程（背面露光）が実行されてもよい。
【００９０】
本実施例の光線方向制御素子１１は、電極である透明導電膜（又は導電性遮光膜パターン）の表面に配置された絶縁膜がパターン化されることにより、透過率がさらに高い光線方向制御素子１１を実現することができる。
【００９１】
以上、本実施形態を添付の図面を参照して詳細に説明したが、本開示はこのような具体的構成に限定されるものではなく、添付した請求の範囲の趣旨内における様々な変更及び同等の構成を含むものである。
【符号の説明】
【００９２】
１１  光線方向制御素子、２１  透明基板、２２  透明基板、３０  導電性遮光膜パターン、３１  透明導電膜パターン、３２  透明導電膜パターン、４０  光透過領域、６０  電気泳動素子、６１、  電気泳動粒子、６２  分散媒、８１  絶縁膜、８２  絶縁膜、１００  表示部、１１１  絶縁膜パターン、１１２  絶縁膜パターン
【図１】
2019066821.tif 000003
【図２】
2019066821.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2019066821.tif 000007
【図６】
2019066821.tif 000008
【図７Ａ】
2019066821.tif 000009
【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図７Ｅ】
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【図７Ｆ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１２Ｄ】
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【図１２Ｅ】
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【図１２Ｆ】
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【図１２Ｇ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２０Ｃ】
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【図２０Ｄ】
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【図２０Ｅ】
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【図２０Ｆ】
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【図２０Ｇ】
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【図２０Ｈ】
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