(57)【要約】【課題】遮光材料を高速に注入可能な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透明基板と第２透明基板との間に配置された複数の遮光素子と、第１透明基板と第２透明基板との間に配置され、該複数の遮光素子のいずれかに側壁を囲まれた複数の光透過領域と、第１透明基板と第２透明基板との間に配置され、該複数の光透過領域からなる光透過領域パターンの外周を囲み、封止された第１開口部を有する樹脂層と、樹脂層の第１開口部を有する面と、光透過領域パターンと、に挟まれ、遮光素子が注入された第１バッファ領域と、を含む。【選択図】図７
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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透明基板と前記第２透明基板との間に配置された複数の遮光素子と、
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、前記複数の遮光素子のいずれかに側壁を囲まれた複数の光透過領域と、
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、前記複数の光透過領域からなる光透過領域パターンの外周を囲み、封止された第１開口部を有する樹脂層と、
前記樹脂層の第１開口部を有する面と、前記光透過領域パターンと、に挟まれ、遮光素子が注入された第１バッファ領域と、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、
前記樹脂層は、前記第１開口部を有する面とは異なる面に、封止された第２開口部を有し、
前記光線方向制御素子は、前記樹脂層の第２開口部を有する面と、前記光透過領域パターンと、に挟まれ、遮光素子が注入された第２バッファ領域と、を含むことを特徴とする
光線方向制御素子。
【請求項３】
請求項２に記載の光線方向制御素子であって、
前記樹脂層の前記第１開口部及び前記第２開口部を有しない面と、前記光透過領域パターンと、に挟まれた第１ダムを、含む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であって、
前記樹脂層の前記第１開口部を有する面と、前記第１バッファ領域とに挟まれた第２ダムと、
前記樹脂層の前記第２開口部を有する面と、前記第２バッファ領域とに挟まれた第３ダムと、を含み、
前記第２ダムは、前記第１開口部と重なる開口部を有し、
前記第３ダムは、前記第２開口部と重なる開口部を有することを特徴とする光線方向制御素子。
【請求項５】
請求項２に記載の光線方向制御素子であって、
前記樹脂層の前記第１開口部を有する面及び前記第２開口部を有する面とは異なる第１面と、前記光透過領域パターンと、に挟まれ、遮光素子が注入された第３バッファ領域と、を含むことを特徴とする光線方向制御素子。
【請求項６】
請求項５に記載の光線方向制御素子であって、
前記樹脂層の前記第１開口部を有する面と、前記第１バッファ領域とに挟まれた第４ダムと、
前記樹脂層の前記第２開口部を有する面と、前記第２バッファ領域とに挟まれた第５ダムと、
前記樹脂層の前記第１面と、前記第３バッファ領域とに挟まれた第６ダムと、を含むことを特徴とする光線方向制御素子。
【請求項７】
請求項１に記載の光線方向制御素子であって、
前記樹脂層の前記第１開口部を有する面と、前記光透過領域パターンとに挟まれた第７ダムと、
前記樹脂層の前記第１開口部を有する面とは異なる面と、前記光透過領域パターンとに挟まれた第８ダムと、を含むことを特徴とする光線方向制御素子。
【請求項８】
請求項１に記載の光線方向制御素子であって、
前記第１透明基板の前記第２透明基板に対向する第１面に形成された第１電極と、
前記第２透明基板の前記第１透明基板に対向する第２面に形成された第２電極と、を含み、
前記複数の遮光素子それぞれは、
前記第１電極と前記第２電極とに挟まれ、
有色電気泳動粒子と分散媒とを含む電気泳動素子であり、
前記光線方向制御素子は、前記第１電極及び／又は前記第２電極の電位を制御して、前記複数の遮光素子における前記有色電気泳動粒子の分散状態／集中状態を制御することを特徴とする光線方向制御素子。
【請求項９】
請求項１に記載の光線方向制御素子であって、
前記光透過領域パターンのパターン幅は、前記複数の遮光素子からなる遮光領域パターンのパターン幅の３倍以上であることを特徴とする光線方向制御素子。
【請求項１０】
請求項８に記載の光線方向制御素子であって、
前記第１電極と前記遮光素子とに挟まれた第１の透明保護膜と、
前記第２電極と前記遮光素子とに挟まれた第２の透明保護膜と、を含む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、光線方向制御素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、スマートフォン、ＡＴＭ、航空機エンターテイメント用ディスプレイなどにおいて、利用者以外の者に表示内容を見えにくくするため、視野角制御デバイスが利用されるようになっている。このような視野角制御デバイスには、視野角を制御するための遮光パターンが形成され、当該遮光パターンには遮光材料（例えば、電気泳動粒子や黒色インク）等が注入されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【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】
【０００４】
視野角制御デバイスの製造において、遮光材料の注入を高速化することが望まれている。本開示は、遮光材料を高速に注入可能な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】
【０００５】
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透明基板と前記第２透明基板との間に配置された複数の遮光素子と、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、前記複数の遮光素子のいずれかに側壁を囲まれた複数の光透過領域と、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、前記複数の光透過領域からなる光透過領域パターンの外周を囲み、封止された第１開口部を有する樹脂層と、前記樹脂層の第１開口部を有する面と、前記光透過領域パターンと、に挟まれ、遮光素子が注入された第１バッファ領域と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本開示によれば、遮光材料を高速に注入可能な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】
【０００７】
【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７】実施例１における、電気泳動素子が注入される前の光線方向制御素子の一例を示す平面図である。
【図８】実施例２における、電気泳動素子が注入される前の光線方向制御素子の一例を示す平面図である。
【図９】実施例３における、電気泳動素子が注入される前の光線方向制御素子の一例を示す平面図である。
【図１０Ａ】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１０Ｂ】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１０Ｃ】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１０Ｄ】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１０Ｅ】実施例３における光線方向制御素子の製造方法の工程（ダム形成工程）の一例を示す説明図である。
【図１０Ｆ】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１０Ｇ】実施例３における光線方向制御素子の製造方法の工程（樹脂層形成工程）の一例を示す説明図である。
【図１０Ｈ】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１１】実施例４における、電気泳動素子が注入される前の光線方向制御素子の一例を示す平面図である。
【図１２】実施例５における、電気泳動素子が注入される前の光線方向制御素子の一例を示す平面図である。
【図１３】実施例６における、電気泳動素子が注入される前の光線方向制御素子の一例を示す平面図である。
【図１４】実施例７における、電気泳動素子が注入される前の光線方向制御素子の一例を示す平面図である。
【図１５Ａ】実施例３における光線方向制御素子の製造方法の工程（樹脂層形成工程）の一例を示す説明図である。
【図１５Ｂ】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１５Ｃ】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１６】実施例８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。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
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】
【０００９】
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断面図である。
【００１０】
光線方向制御素子１１は、第１の透明基板２１、透明導電膜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３２、を含む。透明導電膜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３１の主面３１ａと透明導電膜３２の主面３２ａとが、対向するよう配置されている。
【００１１】
本開示において、また、表示パネル５及び光線方向制御素子１１の主面に垂直な方向をＺ軸方向、主面内の垂直な２方向をそれぞれＸ軸方向及びＹ軸方向と呼ぶ。Ｚ軸方向は、透明基板及び透明導電膜の積層方向である。
【００１２】
電気泳動素子６０は、透明導電膜３１の主面３１ａ及び透明導電膜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（有色）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３１に接している。
【００１３】
透明導電膜３１の主面３１ａ上において、光透過領域４０と電気泳動素子６０が（相互に重なることなく）交互に配置されている。同様に、透明導電膜３２の主面３２ａ上において、光透過領域４０と電気泳動素子６０が（相互に重なることなく）交互に配置されている。
【００１４】
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、透明導電膜３１及び透明導電膜３２の空隙に配置されている。
【００１５】
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。
【００１６】
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３２に対する透明導電膜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。
【００１７】
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３１を負極とする。
【００１８】
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、透明導電膜の極性を逆にすることにより、同様に対応可能である。
【００１９】
透明導電膜３１は第１の透明基板２１の主面２１ａを覆うように配置されている。同様に、透明導電膜３２は第２の透明基板２２の主面２２ａを覆うように配置されている。但し、透明導電膜３１及び透明導電膜３２の電気泳動素子６０と接しない部分に開口部が設けられていてもよい。つまり、この場合、当該開口部に光透過領域４０が配置される。さらに、透明導電膜３１の開口部において第１の透明基板２１の主面２１ａと光透過領域４０が接し、透明導電膜３２の開口部において第２の透明基板２２の主面２２ａと光透過領域４０が接する。
【００２０】
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。
【００２１】
透明導電膜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３１の構成材料としては、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、ＺｎＯ、又はＩＧＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｇａｌｌｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）又は導電性ナノワイヤ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３２についても同様である。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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３乃至図６に示した４つの例を説明する。図３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３乃至図６においては、透明導電膜３２及び第２の透明基板２２の図示を省略している。また、図３乃至図６においては後述する樹脂層についても省略している。
【００２５】
図３の第１の正方形パターンの構造の例（第１例）は、正方形の光透過領域４０が格子配置された平面形状である。また、電気泳動素子６０（透明導電膜３１〜３２）が複数の光透過領域４０の隙間を埋める。第１例において、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）に相当する遮光パターン幅４１ｂと遮光パターン幅４２ｂとも等しくなるように形成されている。
【００２６】
図４の第２の正方形パターンの構造の例（第２例）は、正方形の光透過領域４０が千鳥配置された平面形状である。また、電気泳動素子６０（透明導電膜３１〜３２）が複数の光透過領域４０の隙間を埋める。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）に相当する遮光パターン幅４１ｂと遮光パターン幅４２ｂとも等しくなるように形成されている。
【００２７】
図５の長方形パターンの構造の例（第３例）は、長方形の光透過領域４０が千鳥配置された平面形状である。また、電気泳動素子６０（透明導電膜３１〜３２）が複数の光透過領域４０の隙間を埋める。第３例において、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、遮光パターン幅４１ｂ、遮光パターン幅４２ｂの長さは、等しくなるように形成されている。
【００２８】
図６のストライプパターンの構造の例（第４例）は、光透過領域４０及び電気泳動素子６０（透明導電膜３１〜３２）の平面形状が、ストライプ状を成している。第４例において、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３１〜３２は、図示しない外部で電気的に接続され、駆動を行う。
【００２９】
なお、第１例から第４例のいずれの場合にも、光線方向制御素子１１の高い透過率を実現するために、遮光パターン幅４１ｂを１としたとき、光透過パターン幅４１ａとの比は３倍以上（好ましくは４倍以上）である必要がある（遮光パターン幅４１ｂ／光透過パターン幅４１ａ≧１／３（好ましくは１／４））。同様に、遮光パターン幅４２ｂを１としたとき、光透過パターン幅４２ａとの比は３倍以上（好ましくは４倍以上）である必要がある（すなわち、遮光パターン幅４２ｂ／光透過パターン幅４２ａ≧１／３（好ましくは１／４）である）。
【００３０】
詳細は後述するが、光線方向制御素子１１の製造工程において、まず、透明導電膜３１が積層された第１の透明基板２１上の光透過領域４０が形成される。光透過領域４０の表面上に透明導電膜３２を備えた第２の透明基板２２を設置する。そして、光透過領域４０からなるパターンの外周を覆うように注入孔を備えた樹脂層が形成される。最後に、樹脂層の注入孔から電気泳動素子６０が、例えば、真空注入、又は大気圧下での毛細管現象を用いた注入等によって、注入される。その後、注入孔は封止される。
【００３１】
ここで、図３乃至図６において、電気泳動素子６０がまだ注入されていない状態において、開口部６３のみから電気泳動素子６０が注入される状況を仮定する。図３乃至図６における光線方向制御素子１１内における矢印は、当該仮定における電気泳動素子６０の注入の流れを示す。
【００３２】
図６の例においては、Ｙ軸方向への電気泳動素子６０の注入自体が不可能である。また、図３乃至図５の例において、遮光パターン幅に対し、光透過パターン幅の比が３倍以上あるため、Ｘ軸方向への電気泳動素子６０の注入速度より、Ｙ軸方向への電気泳動素子６０の注入速度が遅い。
【００３３】
以下、図７を用いて、電気泳動素子６０の注入を高速に行うための構成について説明する。図７は、電気泳動素子６０が注入される前の光線方向制御素子１１の一例を示す平面図である。図７において、透明導電膜３２及び第２の透明基板２２の図示を省略している。また、図７において、光透過領域４０のパターンは前述した第１の正方形パターン（第１例）であるが、他のパターン（例えば、前述した第２例、第３例、又は第４例）であってもよい。また、図７において、矢印は、後述する注入孔から電気泳動素子６０が注入された場合における電気泳動素子６０の流れを示す。また、図７において、縦方向がＸ軸方向、横方向がＹ軸方向である。これらは、後述する、電気泳動素子６０が注入される前の光線方向制御素子１１の一例を示す他の平面図についても同様である。
【００３４】
以下、光透過領域４０のパターンにおける光透過領域４０間の隙間の電気泳動素子６０が注入される領域を、電気泳動素子注入領域とも呼ぶ。
【００３５】
図７の例において、光線方向制御素子１１は、光透過領域４０からなる第１の正方形パターンの外周を囲む樹脂層８０を含む。樹脂層８０は、電気泳動素子６０を注入するための注入孔８１を備える。注入孔８１の幅は例えば、１〜１０［ｍｍ］程度であり、好ましくは５［ｍｍ］以下である。樹脂層８０の構成材料として、例えば、エポキシ樹脂を採用することができる。なお、樹脂層８０の注入孔８１が設けられた面と、光透過領域４０の第１の正方形パターンと、の間には空隙であるバッファ領域９０が設けられている。バッファ領域９０のＸ軸方向の幅は、光透過パターン幅４１ａの１０〜１０００倍程度であることが望ましく、例えば、１〜１０［ｍｍ］程度である。
【００３６】
注入孔８１から電気泳動素子６０が注入されると、電気泳動素子６０はバッファ領域９０においてＹ軸方向に広がる。その後、電気泳動素子６０は、電気泳動素子注入領域のバッファ領域９０と接する部分から、電気泳動素子注入領域のＸ軸方向へと広がる。バッファ領域９０は、遮光パターン幅と比較して十分に大きい幅を有するため、バッファ領域９０における電気泳動素子６０がＹ軸方向に広がる速度は、電気泳動素子注入領域において電気泳動素子６０がＹ軸方向に広がる速度より十分高い。
【００３７】
従って、バッファ領域９０が存在しない（即ち樹脂層８０の注入孔８１を有する面が第１の正方形パターンと接している）場合と比較して、電気泳動素子６０の電気泳動素子注入領域全体への注入速度が向上する。
【００３８】
なお、図７の例では、バッファ領域９０は、樹脂層８０の注入孔８１を備える面全体と接しているが、当該面の一部のみ（但し、バッファ領域９０は注入孔８１と接している）と接していてもよい。この場合、バッファ領域９０のＹ軸方向の幅は、遮光パターン幅の１０倍以上であることが望ましい。また、図７の例では、注入孔８１はＹ軸方向の略中央部に設けられているが、バッファ領域９０と接していれば、他の位置に設けられていてもよい。
【００３９】
なお、電気泳動素子注入領域及びバッファ領域９０が、電気泳動素子６０で満たされたら、注入孔８１は、例えば、樹脂層８０と同じ素材で封止される。注入孔８１の数及び幅を大きくすれば、電気泳動素子６０の注入速度は上がるが、封止工程における不良発生を抑制するために、注入孔８１の数が少なく（例えば１個）、かつ幅は前述の通り５［ｍｍ］以下であることが好ましい。
【００４０】
なお、本実施例では、狭視野モードと広視野モードとを切り替え可能な光線方向制御素子１１について説明したが、光線方向制御素子１１は、狭視野モードのみが実現可能なものであってもよい。この場合、例えば、光線方向制御素子１１には、電気泳動素子６０の代わりに遮光材料として黒色インク等が注入されている。また、光線方向制御素子１１は、透明導電膜３１及び透明導電膜３２を有していなくてもよい。
【実施例２】
【００４１】
実施例１との相違点を説明する。図８は、電気泳動素子６０が注入される前の光線方向制御素子１１の一例を示す平面図である。本実施例において、樹脂層８０は、注入孔８１を有する面に対向する面において、排気孔８２を備える。また、樹脂層８０の排気孔８２が設けられた面と、光透過領域４０の第１の正方形パターンと、の間には空隙であるバッファ領域９１が、さらに設けられている。バッファ領域９１のＸ軸方向の幅は、例えば、バッファ領域９０と同様に、１〜１０［ｍｍ］程度である。
【００４２】
これにより、電気泳動素子６０の注入時に電気泳動素子注入領域に空気が残存していた場合であっても、バッファ領域９１を経由して排気孔８２から排気される。従って、本実施例においては、電気泳動素子注入領域全体に電気泳動素子６０を万遍なく注入することができる。なお、電気泳動素子６０は、電気泳動素子注入領域の全体へと広がった後、バッファ領域９１全体に広がる。
【００４３】
なお、図８の例では、排気孔８２は、樹脂層８０の注入孔８１を有する面に対向する面に設けられているが、注入孔８１を有する面以外の他の面に設けられていてもよい。この場合、当該他の面と、光透過領域４０の第１の正方形パターンと、の間にバッファ領域９１が設けられる。また、排気孔８２はＹ軸方向の略中央部に設けられているが、バッファ領域９１と接していれば、他の位置に設けられていてもよい。
【実施例３】
【００４４】
実施例２との相違点を説明する。図９は、電気泳動素子６０が注入される前の光線方向制御素子１１の一例を示す平面図である。本実施例において、光線方向制御素子１１は、樹脂層８０の注入孔８１及び排気孔８２を有しない面と、光透過領域４０の第１の正方形パターンと、の間にダム８５を有する。ダム８５の幅は、光透過パターン幅４１ａと同等かそれ以上、好ましくは５倍以上である。
【００４５】
ダム８５の構成材料は、例えば、感光性樹脂等である。ダム８５の構成材料は、光透過領域４０の構成材料と同じであってもよい。ダム８５によって樹脂層８０の樹脂がせき止められ、電気泳動素子注入領域への樹脂の侵入を防止することができ、さらに狭額縁化が可能となる。
【００４６】
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１０Ａ乃至図１０Ｇに基づいて説明する。まず、図１０Ａのように、第１の透明基板２１の表面（主面）に透明導電膜３１を形成（透明導電膜形成工程）する。次いで、図１０Ｂのように、透明導電膜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。
【００４７】
次に、図１０Ｃ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、電気泳動素子６０が注入される領域となるように、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）。
【００４８】
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１０Ｄ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）。
【００４９】
続いて、図１０Ｅのように、第１の透明基板２１上、かつ光透過領域４０の外側にダム８５を形成する（ダム形成工程）。なお、ダム８５の構成材料が光透過領域４０の構成材料と同じ場合には、位置制御工程及び透過領域形成工程によって、光透過領域４０とダム８５を同時に形成してもよい。
【００５０】
続いて、図１０Ｆのように、光透過領域４０の表面上に、透明導電膜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）。
【００５１】
続いて、図１０Ｇのように、バッファ領域（本実施例においては、バッファ領域９０及びバッファ領域９１）を確保した上で、ダム８５の外周に沿って、樹脂層８０を形成する（樹脂層形成工程）。この際、本実施例では、注入孔８１と排気孔８２に該当する部分には樹脂層８０を形成しないようにする。
【００５２】
そして、図１０Ｈのように、透明導電膜３１と光透過領域４０と透明導電膜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）。
【００５３】
この図１０Ａ〜図１０Ｇ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。
【００５４】
すなわち、図１０Ａ乃至図１０Ｅ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。
【００５５】
また、第２の透明基板２２の設置に続いて樹脂層８０を形成するという方法を示したが、この２つの工程についても、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。
【００５６】
すなわち、図１０Ａ乃至図１０Ｅの工程を実施した後、図１５Ａに示すように、ダム８５の外側に樹脂層８０を形成する樹脂層形成工程を、透明基板設置工程に先立って実行する。その後に、図１５Ｂに示すように、光透過領域４０及びダム８５及び樹脂層８０の表面上に透明導電膜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行する。その後に、図１５Ｃのように、透明導電膜３１と光透過領域４０と透明導電膜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を実行してもよい。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
なお、図１０Ｄ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。
【００６６】
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。
【００６７】
なお、図１０Ｆ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。
【００６８】
なお、実施例１及び実施例２の光線方向制御素子１１の製造方法は、ダム形成工程を含まない点を除いて、前述の製造方法と同様である。即ち、透過領域形成工程に続いて、透明基板設置工程が実行される。さらに樹脂層形成工程では、光透過領域４０のパターンの最外周に沿って、樹脂層８０が形成される。
【実施例４】
【００６９】
実施例３との相違点を説明する。図１１は、電気泳動素子６０が注入される前の光線方向制御素子１１の一例を示す平面図である。本実施例において、ダム８５は、樹脂層８０の注入孔８１及び排気孔８２を有しない面と、光透過領域４０の第１の正方形パターンと、の間のみならず、樹脂層８０の注入孔８１を有する面とバッファ領域９０との間、及び樹脂層８０の排気孔８２を有する面とバッファ領域９０との間にも形成されている。
【００７０】
なお、ダム８５には、注入孔８１及び排気孔８２を塞がないよう、開口部が設けられている。このようなダム８５の形状により、本実施例の光線方向制御素子１１は、狭額縁化の効果をさらに高めることができる。また、併せて、電気泳動素子６０の注入速度を高めつつも、バッファ領域９０及びバッファ領域９１の狭小化を実現することができる。
【実施例５】
【００７１】
実施例２との相違点を説明する。図１２は、電気泳動素子６０が注入される前の光線方向制御素子１１の一例を示す平面図である。本実施例において、バッファ領域９０は、樹脂層８０の全ての面と、光透過領域４０の第１の正方形パターンと、の間に設けられている。バッファ領域９０の、樹脂層８０の注入孔８１及び排気孔８２を有しない面に接する部位のＹ軸方向の幅は、例えば、１〜１０［ｍｍ］程度である。
【００７２】
注入孔８１から電気泳動素子６０が注入されると、電気泳動素子６０は、バッファ領域９０の、樹脂層８０の注入孔８１を有する面と接する部位、においてＹ軸方向に広がる。その後、電気泳動素子６０は、電気泳動素子注入領域のバッファ領域９０と接する部分から、電気泳動素子注入領域のＸ軸方向へと広がる。
【００７３】
さらに、電気泳動素子６０は、バッファ領域９０の、樹脂層８０の注入孔８１及び排気孔８２を有しない面と接する部位、においてＸ軸方向に広がる。その後、電気泳動素子６０は、当該部位から電気泳動素子注入領域のＹ軸方向へと広がる。
【００７４】
このようなバッファ領域９０の形状により、本実施例の光線方向制御１１は、電気泳動素子６０の注入速度をさらに高めることができる。
【実施例６】
【００７５】
実施例５との相違点を説明する。図１３は、電気泳動素子６０が注入される前の光線方向制御素子１１の一例を示す平面図である。本実施例において、光線方向制御素子１１は、ダム８５を有する。ダム８５は、樹脂層８０の全ての面と、バッファ領域９０と、の間に形成されている。なお、ダム８５には、注入孔８１及び排気孔８２を塞がないよう、開口部が設けられている。
【００７６】
このようにダム８５が設けられていることにより、本実施例の光線方向制御素子１１は、電気泳動素子６０の注入速度を高めつつ、電気泳動素子注入領域への樹脂の侵入を防止することができ、さらに狭額縁化の効果を得られ。また、バッファ領域９０の狭小化を実現することができる。
【実施例７】
【００７７】
実施例１との相違点を説明する。図１４は、電気泳動素子６０が注入される前の光線方向制御素子１１の一例を示す平面図である。本実施例において、バッファ領域９０のＹ軸方向の幅は、注入孔８１のＹ軸方向の幅より大きいものの、樹脂層８０の注入孔８１を有する面のＹ軸方向の幅より小さい。
【００７８】
また、本実施例において光線方向制御素子１１は、樹脂層８０の各面と、光透過領域４０の第１の正方形パターンと、の間に形成された、ダム８５を有する。但し、ダム８５には、バッファ領域９０及び注入孔８１を塞がないよう、開口部が設けられている。
【００７９】
本実施例の光線方向制御素子１１は、バッファ領域９０が設けられているものの、その面積が狭いため、電気泳動素子６０の注入速度が向上しつつも、電気泳動素子６０で満たされる領域が減少し、さらなる狭額縁化が実現可能となる。また、ダム８５によって、樹脂層８０の全方向からの樹脂をせき止めることができるため、電気泳動素子注入領域への樹脂の侵入を防止することができる。さらにダム８５によって、狭額縁化が実現される。
【００８０】
以上、本開示の実施形態を説明したが、本開示が上記の実施形態に限定されるものではない。当業者であれば、上記の実施形態の各要素を、本開示の範囲において容易に変更、追加、変換することが可能である。ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。
【実施例８】
【００８１】
実施例１との相違点を説明する。図１６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１の光線方向制御素子において、透明導電膜３１及び透明導電膜３２と電気泳動素子６０が接している。一方、本実施例の光線方向制御素子１１は、第１の透明保護膜１００及び第２の透明保護膜１０１を有する。
【００８２】
第１の透明保護膜１００は、透明導電膜３１と電気泳動素子６０との間に設けられている。第２の透明保護膜１０１は、透明導電膜３２と電気泳動素子６０との間に設けられている。具体的には、例えば、第１の透明保護膜１００は、透明導電膜３１の主面３１ａを覆うように配置されている。また、第２の透明保護膜１０１は、透明導電膜３２の主面３２ａを覆うように配置されている。
【００８３】
なお、第１の透明保護膜１００は、透明導電膜３１の主面３１ａ全体を覆わなくてもよく、主面３１ａと電気泳動素子６０とが接しないように配置されていればよい。具体的には、例えば、第１の透明保護膜１００は、主面３１ａ上の領域のうち、電気泳動素子６０の上面６０ａの＋Ｚ軸方向上の領域のみに配置される透明保護膜パターンであってもよい。同様に、第２の透明保護膜１０１は、透明導電膜３２の主面３２ａ全体を覆わなくてもよく、主面３２ａと電気泳動素子６０とが接しないように配置されていればよい。具体的には、例えば、第２の透明保護膜１０１は、主面３２ａ上の領域のうち、電気泳動素子６０の下面６０ｂの−Ｚ軸方向上の領域のみに配置される透明保護膜パターンであってもよい。
【００８４】
第１の透明保護膜１００の構成材料としては、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４等を採用することができ、本実施例ではＳｉＯ２である。第２の透明保護膜１０１につ
いても同様である。本実施例の光線方向制御素子１１において、透明導電膜３１及び透明導電膜３２は、それぞれ第１の透明保護膜１００の及び第２の透明保護膜１０１に覆われているため、透明導電膜３１及び透明導電膜３２の表面に電気泳動粒子６１が付着することがないという効果が得られる。
【符号の説明】
【００８５】
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、３２  透明導電膜、４０  光透過領域、６０  電気泳動素子、６１  電気泳動粒子、６２  分散媒、８０  樹脂層、８１  注入孔、８２  排気孔、８５  ダム、９０  バッファ領域、９１  バッファ領域、１００  第１の透明保護膜、１０１  第２の透明保護膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１０Ｄ】
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【図１０Ｅ】
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【図１０Ｆ】
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【図１０Ｇ】
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【図１０Ｈ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１５Ｃ】
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【図１６】
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