專利名稱：光學(xué)元件及用該元件的照射裝置、顯示裝置和電子裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種限制相對(duì)于表面傾斜傳播的光的傳播的光學(xué)元件，也 涉及采用所述光學(xué)元件的照射裝置、顯示裝置和電子裝置。
背景技術(shù)：
存在一些情況，在這些情況下，用戶不想讓其他人看到用戶的顯示裝 置的屏幕。出于這種目的，限定傾斜入射到表面上的光的傳播的膜狀光學(xué) 元件的使用是已經(jīng)公知的。這種膜狀光學(xué)元件稱作"微百葉窗 (microlouver)"。如圖1所示，微百葉窗200包括交替設(shè)置的光吸收層202和透明層203。 當(dāng)這種所示的微百葉窗200被置于顯示裝置的顯示表面的上方時(shí)，限制了 傾斜地從所述顯示表面脫離的光的傳播，以使得不能從傾斜位置看見顯示 圖像。如上所述，微百葉窗200限制在與光吸收層202交叉的方向上的光的傳 播，但是不限制在平行于光吸收層202的方向上的光的傳播。更具體地， 微百葉窗通常設(shè)置在顯示裝置的顯示表面上，以使得光吸收層202沿左右 方向進(jìn)行排列。相應(yīng)地，能夠防止從右傾斜位置或左傾斜位置(可稱作左 右傾斜位置)看到所述顯示圖像。然而，在這種情況下，從所述顯示表面 的上傾斜方向和下傾斜方向(可稱作上下傾斜方向)上發(fā)出光將不受限制。 因此，能夠從上下傾斜位置看到所述顯示圖像。為了解決這一問題，存在 這樣的情況在這種情況中，除了限制光至左右傾斜位置的發(fā)射之外，采
用兩片微百葉窗還為了限制光至上下傾斜位置的發(fā)射。所述微百葉窗的進(jìn)一步的細(xì)節(jié)公開于日本專利申請(qǐng)公開S50-92751 (第2頁(yè)左下欄第4-8行，圖3)。然而，使用兩片微百葉窗增加了成本。另外，將兩片微百葉窗安裝入 照射裝置或顯示裝置使得所述照射裝置或顯示裝置變得更厚。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明旨在提供一種能夠限制光在所有傾斜方向上傳播并僅需要窄 小的安裝空間的光學(xué)元件。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的光學(xué)元件包括透明襯底和在所述透明襯 底的平坦表面上形成的光線控制層。光線控制層具有透明部分和光吸收部 分。透明部分具有多個(gè)具有獨(dú)立的圖案元件，所述獨(dú)立的圖案元件具有由 所述光吸收部分隔開并以一定間隔設(shè)置的相同的構(gòu)造。本發(fā)明的上述和其他的目的、特征和優(yōu)勢(shì)將在參照示出本發(fā)明的示例 的附圖進(jìn)行的下列描述中顯見。


圖l是相關(guān)的微百葉窗的透視圖；圖2A是本發(fā)明的微百葉窗的典型實(shí)施例的一個(gè)例子的平面圖；圖2B是沿如圖1所示的微百葉窗的線B-B切割的剖視圖；圖3是如圖1所示的微百葉窗的變化示例的剖視圖；圖4A到4E是示出如圖1所示的微百葉窗的制造方法的剖視圖；圖5是示出如圖4所示的制造方法的變化示例的剖視圖；圖6A到6D是示出如圖1所示的微百葉窗的另一種制造方法的剖視圖；圖7A到7B是示出如圖6所示的制造方法的變化示例的剖視圖；圖8A到8B是示出如圖6所示的制造方法的另一種變化示例的剖視圖；圖9A到9D是透明部分的變化的平坦圖案示例的平面圖；圖10是裝備有本發(fā)明的微百葉窗的照射裝置的示例的剖視圖；圖11是如圖10所示的照射裝置的變化的示例的剖視圖； 圖12是裝備有本發(fā)明的微百葉窗的照射裝置的另一個(gè)示例的剖視圖13是如圖12所示的照射裝置的變化示例的剖視圖；圖14是裝備有本發(fā)明的微百葉窗的顯示裝置的示例的剖視圖；圖15是如圖14所示的顯示裝置的變化示例的剖視圖；圖16是如圖14所示的顯示裝置的另一個(gè)變化示例的剖視圖；圖17是裝備有本發(fā)明的微百葉窗的顯示裝置的另一個(gè)示例的剖視圖;圖18A到18C是如圖17所示的顯示裝置的變化示例的剖視圖；圖19是裝備有本發(fā)明的微百葉窗的顯示裝置的另一個(gè)示例的剖視圖;圖20A到20B是如圖19所示的顯示裝置的變化示例的剖視圖；圖21A到21B是如圖19所示的顯示裝置的另一個(gè)變化示例的剖視圖；圖22是裝備有本發(fā)明的微百葉窗的顯示裝置的另一個(gè)示例的剖視圖。
具體實(shí)施方式
圖2A和圖2B示出作為本發(fā)明的光學(xué)元件之一的微百葉窗1的一個(gè)典 型的實(shí)施例。圖2A是微百葉窗1的平面圖。圖2B是沿圖2A中線B-B切割的微百葉窗l(fā)的剖視圖。微百葉窗1包括透明襯底2和在透明襯底2的平坦表面上形成的光線控 制層5。光線控制層5具有透明部分3和光吸收部分4。在所述典型的實(shí)施例 中，透明部分3包括平面圖案，在所述平面圖案中存在具有相同的正方形 的多個(gè)獨(dú)立圖案元件3a。獨(dú)立的圖案元件3a由光吸收部分4分隔開，并且 在縱向和橫向上都以統(tǒng)一的間距設(shè)置。換句話說，光吸收部分4在相鄰的 獨(dú)立的圖案元件3a之間形成。因此，光吸收部分4具有縱向線和橫向線的 柵格狀平面圖案。盡管，在圖2A中，僅僅示出少量的獨(dú)立的圖案元件3a， 但實(shí)際上，設(shè)置有大量的獨(dú)立的圖案元件3a。在其他附圖中也有同樣的情 況。每個(gè)獨(dú)立的圖案元件3a的側(cè)面長(zhǎng)度為幾十微米。根據(jù)具有以柵格狀平面圖案形成的光吸收部分4的典型實(shí)施例的微百 葉窗l(fā)，限定了光在左右傾斜方向上和在上下傾斜方向上到微百葉窗l(fā)的表 面的傳播。即，限制了光在每個(gè)傾斜方向上的傳播。在其他情況下，包括透明部分3和光吸收部分4的光線控制層5能夠如 圖3所示被一對(duì)透明襯底2夾在中間。接著，將參照?qǐng)D4A到4E，描述所述典型的實(shí)施例的微百葉窗l(fā)的制造
方法的一個(gè)示例。圖4A到4E按照時(shí)間順序示出制造過程的每個(gè)步驟。開始，如圖4A所示，通過將透明的感光樹脂10施加在透明襯底2上， 形成感光樹脂膜。厚度為100到180um的樹脂襯底能用作透明襯底2。感 光樹脂10可以采用由MicmChem公司提供的化學(xué)增強(qiáng)型負(fù)抗蝕劑。由于在 曝光前這種抗蝕劑的分子重量相對(duì)較小，所以所述抗蝕劑易溶于諸如環(huán)戊 酮、丙二醇甲醚乙酸酯(PEGMEA)、 丁內(nèi)酯(GBL)、異丁酮(MIBK) 等溶劑。相應(yīng)地，容易形成厚膜，以使得能夠形成100到200um厚的感光 樹脂膜。狹縫模涂布機(jī)(slitdie-coater)或線涂布機(jī)(wire-coater)能夠應(yīng) 用于感光樹脂IO?？商娲?，可以通過干膜轉(zhuǎn)移(dry film transfer)形成 感光樹脂膜?？梢詸M跨透明襯底2的整個(gè)表面均勻地形成所述感光樹脂膜。 接著，如圖4B和4C所示，感光樹脂10由光刻工藝形成圖案，以形成 具有前述平面圖案的透明部分3。為形成圖案，可以采用具有合適圖案的 掩模ll。步進(jìn)機(jī)、接觸曝光裝置、對(duì)準(zhǔn)器等也可以根據(jù)需要使用。接著，如圖4D所示，采用橡膠滾子或涂布機(jī)施加光吸收材料12，以 便填滿通過以光吸收材料12形成圖案而在透明部分3中形成的溝槽。為了 防止填充出現(xiàn)錯(cuò)誤，這個(gè)步驟優(yōu)選在真空中進(jìn)行。如果光吸收材料12如圖 5所示保持在感光樹脂10的表面上，則所述表面可以是基底、以去除光吸 收材料12。添加了著色劑(例如顏料等)的紫外線固化、熱固化、或紫外線/熱 固化樹脂能夠用作光吸收材料12。雖然黑色顏料被用作主要顏料，但是彩色顏料或閃光顏料可以依目的使用。然后，通過紫外線曝光或熱曝光硬化光吸收材料12，以形成具有預(yù)定 平面圖案的光吸收部分4。此后，透明襯底2可以在感光樹脂10 (透明部分 3)和光吸收材料12 (光吸收部分4)上方附加地形成，如圖4E所示。如上所述，透明部分3被分隔成大量獨(dú)立的圖案元件3a。相應(yīng)地，如 果由于通過在感光樹脂膜的形成過程中為干燥而進(jìn)行溶劑蒸發(fā)所生成的 尺寸差別或通過伴隨預(yù)烘烤的溫度變化所生成的尺寸差別，導(dǎo)致在感光樹 脂膜和透明襯底2之間的一些應(yīng)力增加，則所述應(yīng)力將在形成圖案以后， 保持在每個(gè)獨(dú)立的圖案元件3a中。然而，殘余應(yīng)力為局部應(yīng)力。換句話說， 在透明襯底2的中心和外圍上施加的應(yīng)力都可被消除，以便防止微百葉窗l(fā)
出現(xiàn)翹曲。另外，由于所有獨(dú)立的圖案元件3a具有相同的構(gòu)造，所以在每 個(gè)獨(dú)立的元件3a上增加的應(yīng)力能夠橫跨透明襯底2的整個(gè)表面均勻地傳 播。即使由于出現(xiàn)局部應(yīng)力而導(dǎo)致在微百葉窗l(fā)上出現(xiàn)一些變形，變形也 必定是高度對(duì)稱的。相應(yīng)地，在通過微百葉窗l(fā)的光形成的圖像中，察覺 到由于翹曲導(dǎo)致的不可見的影響。從這些觀點(diǎn)上，根據(jù)所述典型的實(shí)施例 的微百葉窗l(fā)，能夠抑制光學(xué)性能的平面內(nèi)的不平衡性。接著，圖6A到6D示出微百葉窗1 (圖5)的制造方法的一個(gè)示例，在 所述微百葉窗l(fā)中，包括透明部分3和光吸收部分4的光線控制層5保持在一 對(duì)透明襯底2之間。圖6A和6B示出通過將感光樹脂10施加在透明襯底2上方而形成感光 樹脂膜的步驟以及通過圖案化所形成的感光樹脂膜而形成透明部分3的步 驟。這些步驟與前述制造方法相同。然后，在形成光吸收部分4之前，如圖6C所示，透明襯底2疊置到透 明部分3上。這種疊置能通過在壓力下烘烤或通過紫外線擠壓 (UY-pressing)進(jìn)行。在這種工藝中，為了增強(qiáng)在透明部分3和透明襯底2 之間的粘合力，在透明襯底2上方形成粘合層之后進(jìn)行疊置。這種疊置層 可采用與感光樹脂10相同的感光樹脂形成。以這樣的方式，制成由兩個(gè)透明襯底2和透明部分3圍繞的微細(xì)洞 (micro fine hollow) 13。然后，如圖6D所示，洞13由添加了著色劑的樹 脂(光吸收材料12)填滿。這種填充工藝在大氣或在真空中進(jìn)行。毛細(xì)作 用能夠被用于填充。所述填充樹脂是紫外線固化樹脂、熱固化樹脂或紫外 線/熱固化樹脂。如果溶劑在填充樹脂后揮發(fā)，則會(huì)出現(xiàn)光吸收材料12的 體積收縮，使得光學(xué)特征不均勻。因此，優(yōu)選使用非揮發(fā)型樹脂。結(jié)果，通過紫外線輻射或加熱固化光吸收材料12，以形成具有預(yù)定圖 案的光吸收部分4。圖7A、 7B和圖8A、 8B示出通過以光吸收材料12填滿洞13來形成光吸 收部分4的制造方法的變化示例。如圖7A所示，每個(gè)透明部分3具有與另一 透明部分相嚙合的圖案，所述透明部分3通過光刻技術(shù)形成在兩個(gè)透明襯 底2上。具體地，具有帶有獨(dú)立的圖案元件3a的圖案的、被交替去除的透 明部分3形成在每個(gè)透明襯底2上。然后，如圖7B所示，所述兩個(gè)透明襯底2正確地定位和相互結(jié)合，由此提供包括如圖2A所示的所有獨(dú)立的圖案元 件3a的透明部分3。在如圖8A和8B所示的制造方法中，具有相同圖案的透明部分3采用光 刻技術(shù)形成在兩個(gè)透明襯底2上。然后，所述兩個(gè)透明襯底2與相互連接的 它們的透明部分3相結(jié)合，形成最終的透明部分3。相應(yīng)地，最終得到的透 明部分3的厚度是在每個(gè)透明襯底2上形成的透明部分3的厚度的兩倍。在如圖7A、 7B和圖8A、 8B所示的制造方法中，能夠減少在對(duì)所述感 光樹脂進(jìn)行圖案化時(shí)的縱橫比(aspectmtio)，因此能得到優(yōu)選的工藝?？?替代地，能夠使得透明部分3的厚度(光吸收部分4的厚度)變大，同時(shí)保 持在圖案化時(shí)的縱橫比相對(duì)低。微百葉窗l(fā)的減少傾斜方向上的光傳播的 能力依賴于光吸收部分4的厚度以及柵格間距(latticepitch)而變化。為了 獲得同樣的性能水平，如果將光吸收部分4做得越厚，則所述柵格間距能 夠設(shè)置得相對(duì)越高，于是，使得圖案化容易進(jìn)行。如此前所述，在典型實(shí)施例的微百葉窗l(fā)中，能夠抑制翹曲的出現(xiàn)。 進(jìn)而，透明襯底2和透明部分3之間增加的應(yīng)力以及其對(duì)于微百葉窗1的性 能的不利影響得到抑制。從上述中應(yīng)當(dāng)理解，所述效果能夠從透明部分3由具有相同構(gòu)造并以 一定間隔設(shè)置的多個(gè)獨(dú)立的圖案元件3a構(gòu)成的事實(shí)獲得。然而，形成透明 部分3的平面圖案的獨(dú)立圖案元件3a的構(gòu)造和設(shè)置方式并不限于如圖2A所 示的情況。例如，如圖9A所示，可以使正方形的獨(dú)立圖案元件3a的邊與微 百葉窗l(fā)的邊成傾斜位置的方式設(shè)置正方形的獨(dú)立的圖案元件3a。能夠?qū)?獨(dú)立的圖案元件3a制成正六角形、正三角形或圓形的形狀，如圖9B到9D 所示。(將示例l應(yīng)用到照射裝置) 接著，將參照?qǐng)D10描述裝備有典型實(shí)施例的微百葉窗的照射裝置的一 個(gè)示例。圖10是所述示例的照射裝置60的示意性剖視圖。在圖10中，僅僅 示出照射裝置60的主要部分。圖中忽略了用于支撐所示出的部分的框架以及其他一些部分的細(xì)節(jié)。照射裝置60包括反射片51。由設(shè)置在反射片51的斜上方的光源52發(fā)出
的光被反射片51反射，并從被輻射的表面射出。導(dǎo)光板53和散射板54以所 述順序依次設(shè)置在反射片51的上面和上方。在反射片51上被反射的光由散 射板54散射，以使得實(shí)現(xiàn)照射強(qiáng)度均勻地橫跨整個(gè)輻射表面。棱鏡片55 設(shè)置在散射板54的上方，所述棱鏡片55具有將由散射板54散射的光的方向 再次設(shè)置成一定角度的功能。微百葉窗1被置于所述棱鏡片55的上方。以 這樣的方式，光源52、反射片51、導(dǎo)光板53、散射板54和棱鏡片55組成用 于使光入射到微百葉窗l(fā)的整個(gè)表面上的光源裝置。微百葉窗l(fā)的設(shè)置方式提供了照射裝置，通過所述照射裝置，調(diào)整從 被輻射的表面傾斜地發(fā)出的光量?？傊軌虻玫骄哂蟹较蛐缘恼丈溲b置。 由于在典型實(shí)施例中的微百葉窗l(fā)中，減小了上述變形或翹曲，因此微百 葉窗1將不與棱鏡片55相接觸，于是，將不會(huì)出現(xiàn)光學(xué)特征在平面內(nèi)的不 均衡。相應(yīng)地，能夠提高照射裝置60的生產(chǎn)量。也能夠使得微百葉窗l(fā)和 棱鏡片55之間的間隔變小，因此能夠使得照射裝置60尺寸變小(變薄)。 由于典型的實(shí)施例中的微百葉窗l(fā)能夠提供使在左右傾斜方向和上下傾斜 方向上傳播的光的光強(qiáng)都能降低的功能，所以，相比采用兩片微百葉窗的 情況，能夠使照射裝置60尺寸變小。另外，根據(jù)減小了光學(xué)特性在平面內(nèi)的不均衡的典型實(shí)施例中的微百葉窗l(fā)，能夠抑制位于微百葉窗周圍的外 圍部件的光學(xué)特性在平面內(nèi)的不均衡。相應(yīng)地，能夠減小橫跨照射裝置60 的表面的亮度不均勻性。結(jié)合以上所述，微百葉窗1可以通過置于其間的透明粘合層56，而與 棱鏡片55粘合在一起，如圖11所示。所述構(gòu)造降低了微百葉窗l(fā)和棱鏡片 55之間的界面上的反射，因而減少了光強(qiáng)的損失。由于抑制了典型的實(shí)施 例中的微百葉窗l(fā)的翹曲，所以如果將微百葉窗1施加在棱鏡片55上，則將 不會(huì)造成棱鏡片55上的任何變形，于是能夠抑制輻射不均勻的出現(xiàn)。(將示例2應(yīng)用到照射裝置) 接著，將參照?qǐng)D12，對(duì)裝備有典型的實(shí)施例中的微百葉窗的照射裝置 的另一個(gè)示例進(jìn)行描述。如圖12所示的照射裝置61，是以照射裝置60 (圖 ll)為基礎(chǔ)并另外包括透射/散射轉(zhuǎn)換元件(聚合物分散型液晶(PDLC)) 70的照射裝置。將透射/散射轉(zhuǎn)換元件70置于微百葉窗1的光發(fā)射側(cè)上(在
附圖的上部)。
透射/散射轉(zhuǎn)換元件70包括聚合物分散型液晶層73。透射/散射轉(zhuǎn)換 元件70依賴于施加在附于其兩側(cè)上的透明電極72之間的電壓，在散射入射 光的模式和允許透射的模式之間轉(zhuǎn)換其狀態(tài)。所示的透射/散射轉(zhuǎn)換元件 70還包括設(shè)置在任一透明電極72外部的透明襯底71 。
通過組合微百葉窗l(fā)和透射/散射轉(zhuǎn)換元件70，所述照射裝置61能在 定向模式和非定向模式之間轉(zhuǎn)換。即，當(dāng)透射/散射轉(zhuǎn)換元件70被轉(zhuǎn)換到 允許入射光透射的狀態(tài)時(shí)，照射裝置61提供方向性。從此前所述，應(yīng)當(dāng)理 解，所述方向性由微百葉窗l(fā)的功能造成。相反，當(dāng)透射/散射轉(zhuǎn)換元件 70被轉(zhuǎn)換到散射入射光的狀態(tài)時(shí)，照射裝置61不具有方向性。這是因?yàn)椋?盡管從微百葉窗l(fā)發(fā)出的光具有方向性，但是所述發(fā)出的光被透射/散射 轉(zhuǎn)換元件70進(jìn)行了散射。
由于上述變形或翹曲在典型的實(shí)施例中的微百葉窗l(fā)中得以減小，所 以微百葉窗l(fā)將不與透射/散射轉(zhuǎn)換元件70相接觸，于是將不會(huì)出現(xiàn)光學(xué) 特征在平面內(nèi)的不均衡。相應(yīng)地，能夠提高照射裝置61的生產(chǎn)量。也能夠 使得微百葉窗l(fā)和透射/散射轉(zhuǎn)換元件70之間的間隔變小，于是能夠使得 照射裝置61尺寸變小(變薄)。此外，根據(jù)典型的實(shí)施例中的微百葉窗l(fā)， 其中光學(xué)特征在平面內(nèi)的不均衡被抑制，能夠減小照射裝置61在平面內(nèi)的 亮度的不均衡。
結(jié)合以上所述，微百葉窗1可以通過置于其間的透明粘合層74，與透 射/散射轉(zhuǎn)換元件70粘合在一起，如圖13所示。所述構(gòu)造降低了微百葉窗 l和透射/散射轉(zhuǎn)換元件70之間的界面上的反射，因而減少了光強(qiáng)的損失。 由于抑制了典型的實(shí)施例中的微百葉窗l(fā)的翹曲，所以如果將微百葉窗l(fā)施 加在透射/散射轉(zhuǎn)換元件70上，則將不會(huì)對(duì)透射/散射轉(zhuǎn)換元件70施加不 利影響，例如變形或其他負(fù)面影響。
(將示例l應(yīng)用于顯示裝置)
接著，將參照?qǐng)D14對(duì)裝備有典型的實(shí)施例中的微百葉窗的顯示裝置的 一個(gè)示例進(jìn)行描述。如圖14所示的顯示裝置80是具有作為形成顯示圖像的 光學(xué)控制元件的液晶面板90的液晶顯示器(LCD)。除去不提供微百葉窗l(fā)
之外，用于液晶面板90的背向照明裝置57具有與上述照明裝置60相同的結(jié) 構(gòu)。因此，對(duì)相同的部件分配給相同的附圖標(biāo)記，而忽略其細(xì)節(jié)描述。
液晶面板90包括液晶層91以及設(shè)置在液晶層91的顯示表面?zhèn)?附圖中 的上側(cè))上的、用于能實(shí)現(xiàn)彩色圖像顯示的濾色片92。液晶層91和濾色片 92由設(shè)置在前側(cè)和后側(cè)(附圖中的上側(cè)和下側(cè))上的透明襯底93支撐。偏 振和相移板94被置于每個(gè)透明襯底93的外側(cè)上。
微百葉窗1被置于液晶面板90的顯示表面?zhèn)壬?。以這種設(shè)置方式，限 制了傾斜地發(fā)射到顯示表面上的光量。因此，能夠防止所顯示的圖像從相 對(duì)于顯示表面的傾斜位置被觀察到。即，顯示裝置80能限制可視的角度范圍。
與照射裝置60和61的描述類似，將典型的實(shí)施例中的微百葉窗l(fā)應(yīng)用 于顯示裝置80有助于抑制由液晶面板90上的微百葉窗1的翹曲造成的不利 影響，提高生產(chǎn)量。也能夠獲得抑制微百葉窗l(fā)本身的由其翹曲造成的光 學(xué)特征在平面內(nèi)的不均衡的效果。進(jìn)而，能夠獲得抑制由液晶面板90上的 不利影響造成的光學(xué)特征在平面內(nèi)的不均衡的效果。因此，能夠抑制顯示 裝置80的顯示特征在平面內(nèi)的不均衡。
這里，液晶面板90不應(yīng)限定為透射型，而也能采用半透反射和反射型。 在每一種情況下，能通過將微百葉窗1置于液晶面板90的顯示表面?zhèn)壬希?獲得限制可視的角度范圍的功能。當(dāng)采用不同類型的液晶面板90時(shí)，背向 照明裝置57和其他構(gòu)造也應(yīng)當(dāng)根據(jù)需要進(jìn)行改變。光發(fā)射型光學(xué)控制元 件，例如有機(jī)電致發(fā)光顯示(EL)面板、等離子體顯示面板(PDP)及其 他，能夠作為光學(xué)控制元件使用。微百葉窗l(fā)可以被粘合到光學(xué)控制元件 的顯示表面上。進(jìn)而，為了防止顯示器由于提供了微百葉窗l(fā)而難于觀察 到，也可以將用于保護(hù)免受刮擦的硬涂層和防反射涂層加在微百葉窗l(fā)的 觀察者側(cè)的表面上。也能夠提供與顯示裝置80獨(dú)立的微百葉窗1。在這種 情況下，能向后將微百葉窗l(fā)附加在存在的顯示裝置上。當(dāng)向后加上微百 葉窗1時(shí)，能夠獲得與上述相同的效果。
當(dāng)采用透射型或半透反射型液晶面板90時(shí)，微百葉窗l(fā)可以設(shè)置在液 晶面板90和背向照明裝置57之間。對(duì)于透射型，傾斜入射到液晶面板90 上的光量受到限制，以使得可視的角度范圍以與上述相同的方式進(jìn)行調(diào)
節(jié)。對(duì)于半透反射型，從背向照明裝置57發(fā)出的光受到相同的作用。然而， 對(duì)于在液晶面板90上反射的光，并不限制傾斜傳播的光量，以致弱化防窺 視效果。采用典型的實(shí)施例中的微百葉窗1作為設(shè)置于液晶面板90和背向照明 裝置57之間的微百葉窗，使得能夠抑制由在液晶面板90和棱鏡片55兩者上 的微百葉窗l(fā)的翹曲帶來的不利影響。進(jìn)而，如圖16所示，微百葉窗l(fā)可以 通過插入其間的透明粘合層95粘合到液晶面板90的后側(cè)(顯示表面的相反 側(cè))。這種構(gòu)造抑制在微百葉窗l(fā)和液晶面板卯之間的界面上的反射，于是 降低了光強(qiáng)的損失。由于微百葉窗l(fā)被抑制不翹曲，所以能夠防止在液晶 面板90上的不利影響。顯示裝置80能優(yōu)選地應(yīng)用到移動(dòng)電子裝置，例如移動(dòng)電話和筆記本式 計(jì)算機(jī)。將微百葉窗l(fā)用于這些移動(dòng)電子裝置使得能夠防止顯示的圖像被 窺視到，因此對(duì)于確保隱私等有效。采用微百葉窗1也使得顯示裝置80尺 寸變小，因此這能使電子裝置的尺寸變小。另外，在固定的電子裝置中， 將微百葉窗l(fā)應(yīng)用到需要保密的信息的輸入和輸出終端，使得能夠增強(qiáng)安 全性。(將示例2應(yīng)用到顯示裝置)接著，將參照?qǐng)D17描述裝備有典型的實(shí)施例中的微百葉窗的另一個(gè)示 例。如圖17所示的顯示裝置81是以顯示裝置80為基礎(chǔ)，并附加地包括透射 /散射轉(zhuǎn)換元件70的裝置。透射型或半透反射型液晶面板90能夠被用作形 成顯示的圖像的光學(xué)控制元件。透射/散射轉(zhuǎn)換元件70具有與為照射裝置 61 (圖12)提供的透射/散射轉(zhuǎn)換元件70相同的構(gòu)造。因此，與已經(jīng)描述的部件相同的部件被分配給相同的附圖標(biāo)號(hào)而不進(jìn)行細(xì)節(jié)描述。在顯示裝置81中，微百葉窗1被置于背向照明裝置57的棱鏡片55之上 (在顯示表面?zhèn)?。透射/散射轉(zhuǎn)換元件70被設(shè)置在微百葉窗1之上。根據(jù) 這種構(gòu)造，通過轉(zhuǎn)換透射/散射轉(zhuǎn)換元件70的模式，能夠在液晶面板90 上的入射光具有方向性(限制傾斜入射的光量的狀態(tài))的模式和沒有方向 性的模式之間轉(zhuǎn)換操作。因此，在入射光具有方向性的狀態(tài)中限制顯示的 圖像的可視的角度范圍，而在沒有方向性的狀態(tài)中取消對(duì)于可視的角度范
圍的限制。將典型的實(shí)施例中的微百葉窗1應(yīng)用于顯示裝置81有助于抑制在棱鏡片55和透射/散射轉(zhuǎn)換元件70上的微百葉窗1的翹曲的不利影響，相應(yīng)地提高所獲得的生產(chǎn)量，并也具有其他效果。也能夠獲得抑制由微百葉窗l(fā) 的翹曲造成的微百葉窗l(fā)本身的光學(xué)特征在平面內(nèi)的不均衡的效果。進(jìn)而， 通過抑制光學(xué)特征在平面內(nèi)的不均衡，能夠獲得抑制顯示特征在平面內(nèi)的 不均衡的效果。這里，如圖18A所示，微百葉窗l(fā)和透射/散射轉(zhuǎn)換元件70可以與在 它們之間插入的透明粘合層74粘合在一起。這減少由于在微百葉窗l(fā)和透 射/散射轉(zhuǎn)換元件70之間的界面上的反射造成的光強(qiáng)損失。在這種情況 下，由于抑制了微百葉窗l(fā)的翹曲，所以能夠抑制所出現(xiàn)的對(duì)透射/散射 轉(zhuǎn)換元件70的不利影響。進(jìn)而，為了減少由于反射造成的光強(qiáng)損失，透射 /散射轉(zhuǎn)換元件70和液晶面板90可以通過在它們之間插入的透明粘合層 96互相粘合，如圖18B所示。如圖18C所示，微百葉窗l(fā)也還可以被放置在 透射/散射轉(zhuǎn)換元件70和液晶面板90的疊層結(jié)構(gòu)上面，所述透射/散射轉(zhuǎn) 換元件70和液晶面板90通過插入它們之間的透明粘合層96粘合在一起。顯示裝置81也能優(yōu)選地用于移動(dòng)電子裝置，例如移動(dòng)電話、筆記本式 計(jì)算機(jī)。在這種情況下，通過用戶進(jìn)行鍵盤操作能夠轉(zhuǎn)換對(duì)于可視的角度 范圍的限制。采用這樣的構(gòu)造，能夠在需要保護(hù)隱私時(shí)限制可視的角度范 圍，并且當(dāng)幾個(gè)人想一起看顯示屏幕時(shí)取消對(duì)可視的角度范圍的限制。(將示例3應(yīng)用于顯示裝置)接著，將參照?qǐng)D19描述裝備有典型的實(shí)施例中的微百葉窗的顯示裝置 的另一個(gè)示例。如圖19所示的顯示裝置82是以顯示裝置80為基礎(chǔ)的、并附 加包括觸控式面板100的顯示裝置。將觸控式面板100設(shè)置在顯示屏幕的表 面上方。顯示裝置82的其他部件與顯示裝置80中的部件相同，以使得能采用相同的附圖標(biāo)號(hào)，而不進(jìn)行細(xì)節(jié)描述。觸控式面板100具有檢測(cè)人的手指或筆觸摸屏幕的位置的功能。觸控 式面板100的細(xì)節(jié)構(gòu)造與公知的觸控式面板的細(xì)節(jié)構(gòu)造相同。然而，觸控 式面板100的構(gòu)造應(yīng)當(dāng)不受特定構(gòu)造的限制。
如圖19所示的觸控式面板100包括功能層101和分別設(shè)置在前側(cè)和后 側(cè)上的透明電極102和103。在顯示裝置82中，微百葉窗1被置于液晶面板90和觸控式面板100之 間。這種微百葉窗l(fā)提供限制可視的角度范圍的功能。將典型的實(shí)施例的微百葉窗1應(yīng)用于顯示裝置82有助于抑制觸控式面 板100和液晶面板卯上的微百葉窗1的翹曲的不利影響，提高相應(yīng)地獲得的 生產(chǎn)量以及其他效果。也能夠獲得抑制由微百葉窗l(fā)的翹曲造成的微百葉 窗l(fā)本身的光學(xué)特征在平面內(nèi)的不均衡的效果。進(jìn)而，通過抑制光學(xué)特征 在平面內(nèi)的不均衡，也能夠獲得抑制顯示特征在平面內(nèi)的不平衡的效果。在此，如圖20A所示，微百葉窗1和觸控式面板100可以通過插入它們 之間的透明粘合層104粘合在一起。這減少由于反射造成的光強(qiáng)的損失。 在這種情況下，由于抑制了微百葉窗l(fā)的翹曲，能夠抑制對(duì)觸控式面板ioo 的不利影響的出現(xiàn)。進(jìn)而，微百葉窗1和液晶面板90可以通過插入它們之 間的透明粘合層97粘合在一起，如圖20B所示。將微百葉窗l(fā)與液晶面板卯粘合不僅提供減少光強(qiáng)損失的功能，而且提供防止外界物質(zhì)進(jìn)入觸控式面 板100和液晶面板90之間的狹縫的功能。如圖21A所示，微百葉窗1可以被置于觸控式面板100的表面上方。如 圖21B所示，微百葉窗1也可以通過插入其間的透明粘合層105，與觸控式 面板100的表面粘合。例如，顯示裝置82能優(yōu)選地用于自動(dòng)取款機(jī)(ATM)。將顯示裝置82 用于ATM防止顯示的圖像能夠被除去站在顯示器前面的ATM用戶之外的那些人從所有方向看到，于是這提高了安全性。(將示例4應(yīng)用于顯示裝置)接著，將參照?qǐng)D22描述裝備有典型的實(shí)施例的微百葉窗的顯示裝置的 另一個(gè)示例。如圖22所示的顯示裝置83是以顯示裝置81為基礎(chǔ)的、并附加 地包括透射/散射轉(zhuǎn)換元件70的顯示裝置。透射/散射轉(zhuǎn)換元件70具有與 為照射裝置61 (圖12)提供的或?yàn)轱@示裝置81 (圖17)提供的透射/散射 轉(zhuǎn)換元件70相同的構(gòu)造。因此，已經(jīng)描述的部件被分配給相同的附圖標(biāo)號(hào)， 而忽略細(xì)節(jié)描述。微百葉窗1被置于背向照明裝置57和透射/散射轉(zhuǎn)換元件70之間。 類似于上述應(yīng)用的示例，將典型的實(shí)施例中的微百葉窗l(fā)應(yīng)用到顯示 裝置83提供提高生產(chǎn)量的效果，使裝置變薄，抑制顯示特性在平面內(nèi)的不 均衡。微百葉窗l(fā)可以與透射/散射轉(zhuǎn)換元件70粘合，或者液晶面板90和 透射/散射轉(zhuǎn)換元件70可以粘合在一起。類似于顯示裝置82，顯示裝置83能優(yōu)選地用于ATM及其他。將顯示裝 置83用于ATM能通過當(dāng)用戶使用顯示裝置83時(shí)限制可視的角度范圍提高 安全性。另一方面，當(dāng)ATM不使用時(shí)，能夠取消限制可視的角度范圍的功 能，以使得廣告可以被顯示并可以從所有角度觀察到。例如，能夠?qū)崿F(xiàn)控 制，以使得一旦通過觸控式面板10開始輸入操作，這使得透射/散射轉(zhuǎn)換 元件70改變成將開始限制可視的角度范圍的模式，并且當(dāng)輸入操作已經(jīng)完 成時(shí)該限制取消。盡管已經(jīng)采用特定的例子描述了本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施例，但這些描述 僅僅出于示意性目的，并且應(yīng)當(dāng)理解，在不背離所附權(quán)利要求的精神和范 圍的情況下可以進(jìn)行改變和變化。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)元件，包括透明襯底；以及光線控制層，所述光線控制層形成在所述透明襯底的平坦表面上，其中，所述光線控制層具有透明部分和光吸收部分，所述透明部分具有多個(gè)獨(dú)立的圖案元件，所述獨(dú)立的圖案元件具有由所述光吸收部分隔開并以一定間隔設(shè)置的相同的構(gòu)造。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的光學(xué)元件，所述獨(dú)立的圖案元件具有正方形、正六邊形、正三角形或圓形的平面形狀。
3. —種照射裝置，包括:光學(xué)元件，所述光學(xué)元件具有透明襯底以及在所述透明襯底的平坦表面上形成的光線控制層；以及光源裝置，所述光源裝置使光入射到所述光學(xué)元件的表面上， 其中，所述光線控制層具有透明部分和光吸收部分， 所述透明部分具有多個(gè)獨(dú)立的圖案元件，所述獨(dú)立的圖案元件具有由所述光吸收部分隔開并以一定間隔設(shè)置的相同的構(gòu)造。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的照射裝置，還包括透射/散射轉(zhuǎn)換元件， 所述透射/散射轉(zhuǎn)換元件能夠在散射入射光的模式和允許入射光從此處 通過的模式之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，所述透射/散射轉(zhuǎn)換元件設(shè)置在透射通過所述光學(xué)元件的光的光路上。
5. —種顯示裝置，包括 光學(xué)控制元件，用于形成顯示的圖像；以及光學(xué)元件，所述光學(xué)元件置于所述光學(xué)控制元件的顯示表面?zhèn)壬希?其中，所述光學(xué)元件具有透明襯底和在所述透明襯底的平坦表面上形 成的光線控制層，所述光線控制層具有透明部分和光吸收部分，所述透明部分具有多個(gè)獨(dú)立的圖案元件，所述獨(dú)立的圖案元件具有由 所述光吸收部分隔開并以一定間隔設(shè)置的相同的構(gòu)造。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的顯示裝置，還包括置于所述光學(xué)控制元件的 顯示表面?zhèn)壬系挠|控式面板。
7. —種顯示裝置，包括液晶面板；背向照明裝置，所述背向照明裝置使光入射到所述液晶面板的表面；以及置于所述液晶面板和所述背向照明裝置之間的光學(xué)元件， 其中，所述光學(xué)元件具有透明襯底以及在所述透明襯底的平坦表面上 形成的光線控制層，所述光線控制層具有透明部分和光吸收部分，所述透明部分具有多個(gè)獨(dú)立的圖案元件，所述獨(dú)立的圖案元件具有由 所述光吸收部分隔開并以一定間隔設(shè)置的相同的構(gòu)造。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的顯示裝置，還包括透射/散射轉(zhuǎn)換元件， 所述透射/散射轉(zhuǎn)換元件置于所述光學(xué)元件和所述液晶面板之間，并能夠 在散射入射光的模式和允許入射光從此處通過的模式之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的顯示裝置，還包括觸控式面板，所述觸控式 面板置于相對(duì)于光發(fā)射方向、比所述液晶面板更接近外側(cè)的位置上。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的顯示裝置，還包括觸控式面板，所述觸控 式面板置于相對(duì)于光發(fā)射方向、比所述液晶面板更接近外側(cè)的位置上。
11. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的顯示裝置，還包括透射/散射轉(zhuǎn)換元件， 所述透射/散射轉(zhuǎn)換元件置于所述光學(xué)元件和所述液晶面板之間，并能夠 在散射入射光的模式和允許入射光從此處通過的模式之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換；以及觸控式面板，所述觸控式面板置于相對(duì)于光發(fā)射方向、比所述液晶面 板更接近外側(cè)的位置上，其中，當(dāng)輸入開始通過所述觸控式面板時(shí)，所述透射/散射轉(zhuǎn)換單元 被轉(zhuǎn)換到允許入射光從此處通過的模式，而當(dāng)對(duì)所述觸控式面板的輸入完 成時(shí)，所述透射/散射轉(zhuǎn)換單元被轉(zhuǎn)換到散射入射光的模式。
12. —種電子裝置，所述電子裝置包括根據(jù)權(quán)利要求5所述的顯示裝置。
13. —種電子裝置，所述電子裝置包括根據(jù)權(quán)利要求7所述的顯示裝置。
14. 一種電子裝置，所述電子裝置包括根據(jù)權(quán)利要求8所述的顯示裝置。
15. —種自動(dòng)取款機(jī)，所述自動(dòng)取款機(jī)包括根據(jù)權(quán)利要求6所述的顯 示裝置。
16. —種自動(dòng)取款機(jī)，所述自動(dòng)取款機(jī)包括根據(jù)權(quán)利要求9所述的顯 示裝置。
17. —種光學(xué)元件的制造方法，包括步驟在透明襯底的平坦表面上形成透明的感光樹脂層； 圖案化所述感光樹脂層；以及，在所述透明襯底的平坦表面上的區(qū)域上形成彩色化的樹脂層，并在所 述透明襯底的平坦表面上通過圖案化將所述感光樹脂層去除，其中，圖案化之后的所述感光樹脂層包括多個(gè)獨(dú)立的圖案元件，所述 圖案元件以一定的間隔設(shè)置并具有相同的構(gòu)造。
全文摘要
本發(fā)明提出一種用于限制光在相對(duì)于光學(xué)元件表面的傾斜方向上傳播的光學(xué)元件，所述光學(xué)元件包括透明襯底以及在所述透明襯底的平坦表面上形成的光線控制層，其中所述光線控制層具有透明部分和光吸收部分，所述透明部分具有多個(gè)獨(dú)立的圖案元件，所述圖案元件具有由所述光吸收部分隔開并以一定間隔設(shè)置的相同的構(gòu)造。
文檔編號(hào)G02F1/1335GK101158775SQ20071016123
公開日2008年4月9日 申請(qǐng)日期2007年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月29日
發(fā)明者三村廣二, 住吉研 申請(qǐng)人:Nec液晶技術(shù)株式會(huì)社