KR100227719B1 - 개량된 파이버 옵틱 백라이팅 패널 및 그것의 도트 제조 방법 - Google Patents

개량된 파이버 옵틱 백라이팅 패널 및 그것의 도트 제조 방법 Download PDF

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디이. 조 에치슨
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Abstract

개량된 파이버 옵틱 백라이팅 패널이 러버 키패드, 맴브래인 스위치, 액정표시소자, 리지드 패널 등과 같은 장치에 그것을 통하여 전송되는 빛의 총량과 비교하여 증가된 배경 조명을 제공한다. 파이버 옵틱패널은 광원과 장치를 통하여 상이한 로케이션에 입사된 빛을 전송하는 서로 인접하게 배치된 광섬유층을 포함하며, 특정 위치에 균일하고 증가된 강도를 가진 빛을 제공하거나 또는 장치를 통하여 균일하게 분포되는 빛을 제공한다. 광섬유는 컴퓨터 메모리에 저장된 미리 정해진 도트 로케이션의 기하학적 패턴에 따라서 레이저를 사용하여 광섬유층을 따라서 홀을 형성하여 상이한 로케이션에서 선택적으로 종단된다. 액정표시소자의 구체예에서 기포층이 균일한 조명을 제공하기 위하여 빛을 확산시키고 산란시키도록 사용된다.

Description

개량된 파이버 옵틱 백라이팅 패널 및 그것의 도트 제조 방법
제1도는 와인딩 드럼의 사시도로서, 각각 인접하게 배열된 광섬유층을 형성하는 연속되는 권선의 와인딩 드럼 주위를 단일 광섬유가 감겨진 방법을 도시한 것이며, 반사 물질 스트립은 수직 페그(pegs)에 의하여 와인딩 드럼상에 위치한다.
제2도는 백라이팅 패널의 평면도로서, 와인딩 드럼주위의 광섬유층이 분리된 방법을 도시한 것이다.
제3도는 3-3선을 따라서 절단한 절단면도로서, 백라이팅 패널을 포함하는 다양한 층을 도시한 것이다.(제3도의 층은 예를 들기 위하여 동일한 크기로 도시되었으며 실제의 크기를 나타내는 것은 아니다.)
제4도는 백라이팅 패널, 레이저 인그레이버, 및 컴퓨터 시스템을 도시한 개략도로서, 강도가 증가되고 균일한 조명을 제공하기 위하여 미리 정해진 도트 로케이션의 기하학적 패턴에 따라서 홀을 형성하는 레이저 인그레이버를 도시한 것이다.
제5도는 제4도의 백라이팅 패널의 부분 확대도로서, 레이저 인그레이버에 의하여 형성된 홀을 도시한 것이다.
제6도는 도트 로케이션의 기하학적 패턴을 예시하기 위한 백라이팅 패널의 개략적인 절개도이다.
제6(a)도는 백라이팅 패널의 개략적인 절개도로서, 광섬유의 단부가 빛을 완벽히 차단하기 위하여 완전히 분리된 방법을 보여 주는 것이다.
제7도는 키보드에 사용된 본 발명의 파이버 옵틱 백라이팅 패널의 확대 사시도이다.
제8도는 제7도에 도시된 파이버옵틱 백라이팅 패널의 확대평면도이다.
제9도는 LCD의 특정 용도에 사용된 기포층을 포함하는 백라이팅 패널의 다양한 층의 개략도이다.
제10도는 두 개의 광섬유층을 보여 주는 LCD의 특정 용도에 사용된 백라이팅 패널층의 개략도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 백라이팅 패널 11 : 키보드
13 : 공간 14 : 와인딩 드럼
15 : 반사 후위 스트립 16 : 페그
18 : 단부 20 : 표시된 홀
21 : 광섬유 22, 23 : 접착층
23a : 릴리스 페이퍼 24 : 광섬유
25 : 투명 플라스틱 28 : 포지셔닝 아이렛
28a : 중앙 개구 29 : 컴퓨터 시스템
30 : 홀 32 : 레이저 인그레이버
32a : 레이저 광선 38 : 광원
40 : 페룰 42 : 베이스
44 : 단부 46, 48 : 키패드
58 : 접착층 60 : 기포층
62 : 투명 플라스틱 63 : 접착층
[발명의 분야]
본 발명은 일반적으로 러버 키패드(rubber keypads), 맴브래인(membrane) 스위치, 액정표시소자, 리지드 패널 등과 같은 장치에서 백라이팅을 제공하는 분야에 관한 것이다. 더욱 구체적으로는 광도가 증가되고 균일한 배경 조명을 제공하기 위한 개선된 파이버 옵틱 백라이팅 패널을 제공하며, 홀을 형성하고 컴퓨터 메모리에 저장된 기하학적인 도트(dot) 로케이션에 따라서 광섬유를 레이저로 부분적으로 종단하여 백라이팅 패널을 제조하는 도트 제조 방법에 관한 것이다.
[발명의 배경]
일반적으로 백라이팅이라고 지칭되는 배경 조명은 정보 표시 장치, 러버 키패드, 액정표시장치, 맴브래인 스위치, 리지드 패널 등과 같은 장치에 사용되어 그것들을 더욱 식별 가능하게하고 가시도를 증대시키는 것이다.
실제적으로, 종래의 백라이팅 장치에서는 광학반사표면위 인접부분에 위치한 클래딩(cladding)에 의하여 둘러쌓인 코어(core)를 가진 다수의 광학 전도체를 사용한다. 빛은 램프와 같은 단순한 광원을 사용하여 일단부에서 광학 전도체 내부로 비춰진다. 비춰진 빛은 부분적인 내부 회절에 의하여 광학 전도체의 코어내부로 전파된다.
종래의 기술에 의하여, 조명되어질 패널의 후위에 위치한 광학 전도체의 바람직한 위치에, 실제적으로 고온의 스탬핑(stamping) 장치를 사용하여 표면에 적절한 마모 부분(abrasions)을 형성한다. 스탬핑 장치는 바람직한 위치에서 광학 전도체의 클래딩에 대하여 불규칙한 방법으로 압박함으로서 마모부분을 형성한다. 빛이 광학 전도체를 통과함에 따라서, 빛의 일부는 표면의 각 마모부분을 통하여 배출되어 그 영역상부를 직접적으로 조명한다. 실제적으로 잔존하는 빛은 광학 전도체를 따라서 이동을 계속하여 마모부분으로부터 떨어진 위치에서 종단되므로, 이에 따라 마모된 영역의 조명 효율이 떨어지는 문제가 있었다.
미합중국 특허 제4,845,596호에는 광학 전도체의 외부 클래딩이 국부적으로 제거되고 광학 전도체를 통과하는 빛의 일부가 이 위치에서 방출되도록 하는 기술이 공개되어 있다. 이러한 방출되는 빛은 반사하는 후면에 반사되어 상부의 표면을 조명한다.
이러한 종래의 장치에서, 표면의 마모부분으로 방출되는 빛은 투입된 빛의 총량에 비하여 상대적으로 매우 낮은 효율의 배경 조명을 제공한다. 또한, 파이버 옵틱 케이블을 따라서 이동하는 빛의 강도(intensity)는 파이버 옵틱 케이블을 따라 마모부분을 통하여 빛이 회절됨에 따라 점차적으로 감소한다. 더욱이, 약간의 빛은 단부까지 이동한다. 따라서, 이러한 목적을 위한 종래의 장치들이 알려져 있지만 만족할 만한 것은 아니다.
다른 기술에 의하면, 광학 전도체의 주위를 실을 사용하여 단단히 묶어서 결합하고, 그것에 의하여 주름을 만든다음, 주름의 각이 진 면이 수용각(acception angle) 또는 클래딩의 구경을 초과하게하여 빛의 일부가 그것을 통과하게 한다. 통과되는 빛의 총량은 실의 두께를 조정하여 제한할 수 있다. 빛을 확산시킬 필요가 없는 경우에는, 비교적 낮은 강도의 빛이 제공되는 이외에도 광학 전도체의 두께 때문에 키패드의 후위에 사용하기가 곤란하다.
대부분의 선행 기술에서 광학 전도체의 층을 수동작업으로 장치하기 때문에 이것은 힘이 들며, 비효율적이고, 경제적으로 실시하기 어려운 것이다.
따라서, 개량된 파이버 옵틱 백라이팅 패널과 특정한 위치에서 강도가 증가되고, 입사되는 빛의 양에 따라서 장치를 통하여 균일하게 분포되는 조명을 제공할 파이버 옵틱 패널을 제조하는 기술을 필요로 한다.
[발명의 요약]
본 발명은 특정 위치에서 강도가 증가된 배경 조명을 제공하고 러버 키패드, 맴브래인 스위치, 액정표시소자, 리지드 패널 등과 같은 장치에서 균일하게 분포되는 조명을 제공하는 개량된 파이버 옵틱 백라이팅 패널에 관한 것이며, 또한 그것을 제조하는 방법에 관한 것이다.
본 발명의 바람직한 구체예에서 파이버 옵틱 패널은 광원(light source) 및 서로 인접하게 배열된 광원으로부터 빛을 장치를 통과하여 다수의 상이한 위치로 전달하는 광섬유층(optical fiber layer)을 포함하며, 특정 위치에서 균일한 강도의 빛을 제공하거나 또는 장치를 통하여 빛을 균일하게 분배시킨다.
각각의 광섬유는 컴퓨터 메모리에 저장된 미리 정해진 도트 로케이션의 기하학적인 패턴에 따라서 레이저 인그레이버(engraver)로부터 방사된 레이저에 따라서 본질적으로 광섬유를 통과하는 오직 하나의 홀(hole)을 상이한 위치에서 선택적으로 규정한다. 레이저 광선은 CAD(computer aided design) 프로그램에 의하여 지향하거나 위치시킬 수 있다. CAD 프로그램은 홀이 필요한 위치에 미리 정해진 도트 로케이션의 기하학적인 패턴을 표시한다. 광섬유층 내부로 유입되는 빛은 각 도트 로케이션 위치에서 선택적으로 종단된다. 장치를 통과하는 빛을 균일하게 조명하기 위하여, 미리 정해진 기하학적 도트 패턴은 레이저가 홀을 형성하는 도트 로케이션이 장치를 통하여 균일한 간격을 갖는 형상을 가지고 있다.
본 발명의 또다른 측면에서는, 특히 액정표시소자(LCD)에서 빛이 기포(foam)층을 통하여 전달되어 빛의 확산에 의하여 균일한 조명을 제공한다.
이것들은 바람직한 기술의 다른 단계와 마찬가지로 첨부한 도면을 참고하여 발명의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
[바람직한 구체예의 상세한 설명]
제1도 및 제2도에는 일반적으로 본 발명에 따라서 개량된 파이버 옵틱 백라이팅 패널(10)(제4도에 도시됨)을 제조하는 기술이 도시되어 있다. 신 기술에 의하여 구성된 개량된 파이버 옵틱 백라이팅 패널(10)은 러버 키패드, 맴브래인 스위치, 액정표시소자, 리지드 패널 등과 같은 장치에 균일하고 강도가 증가된 배경조명을 제공한다. 예를 들어, 제7도 및 제8도에 도시된 파이버 옵틱 백라이팅 패널(10)은 키보드(11)의 백라이팅을 제공하기 위하여 사용되며, 이것은 개량된 백라이팅 패널(10)이 사용될 수 있는 단순한 예일뿐이다. 본 발명의 기술에 의하여 제조될때 백라이팅 패널(10)은 장치내의 특정 로케이션에서 증가된 광도(brightness) 및 강도(intensity)를 제공하며 인지도(perceptibility)를 증대시키기 위하여 장치를 통과하는 배경 조명을 균일하게 분배하는 이점(利點)이 있다. 종래의 기술과 비교하면, 본 발명의 기술은 입사되는 광량에 비하여 효율적인 배경 조명을 제공한다.
제1, 2 및 3도를 참고하면, 스풀(spool)(도시되지 않음)의 단일 광섬유(24)는 와인딩 드럼(14) 주위를 감싸고 있으며, 이것의 형상은 실린더 형태로서, 연속적으로 감겨져 광섬유(24)층을 형성하며, 서로 인접하거나 밀착되어 있다. 광섬유(24)는 시중에서 구입 가능한 것을 사용할 수 있다. 예를 들어, 광섬유(24)의 직경은 10mil(1/1000인치)이 바람직하다. 광섬유(24)가 겹치는 것을 방지하기 위하여 광섬유(24)는 포지셔닝 아이렛(positioning eyelet)(28)에 의하여 스풀로부터 와인딩 드럼(14)까지 유도된다. 포지셔닝 아이렛(28)은 바늘과 같은 것이 바람직하며 광섬유(24)를 수용하기 위한 중앙 개구(28a)를 갖는다. 바람직한 구체예에서, 중앙개구는 광섬유의 직경보다 큰 직경을 가지며, 11mil이 바람직하다. 아이렛(28)의 위치는 차례로 컴퓨터 시스템(29)(제4도에 도시됨)에 의하여 제어되는 선형모터(도시되지 않음)에 의하여 조정된다. 광섬유(24)가 와인딩 드럼(14)의 주위에 감긴후에, 광섬유(24)의 겹쳐진 부분은 수동으로 조정될 수 있다. 다른 방법으로는, 광섬유(24)를 감는 자체는 수동으로 또는 스풀 주위로 와이어를 감는 기지의 기술을 사용하여 조정할 수 있다.
마일라등과 같은 반사 후의 스트립(15)이 와인딩 드럼(14)의 주위로 13으로 표시된 간격으로 놓여 있다. 반사 후위 스트립(15)은 종래의 기술에 의하여 바람직한 적절한 폭이 될 수 있다. 와인딩 드럼(14)은 16으로 표시된 주변 단부(18)의 주위로 균일한 간격으로 위치한 수직 페그 또는 연장 수단을 가지고 있다. 페그(16)는 광섬유(24)가 연장된 축에 수직인 축을 따라서 돌출된다. 반사 후위 스트립(15)은 단부(21)에 표시된 홀(20)(제2도에 상세히 도시됨)을 가지고 있다. 표시된 홀(20)은 제조시에 또는 반사 후위 스트립(15)이 드럼(14)의 주위에 위치된 후에 구멍을 뚫는 것이 바람직하다. 반사 후위 스트립(15)은 표시된 홀(20)을 페그(16)에 고정시킴으로써 단단히 지지한다.
제3도를 참고하면, 반사 후위 스트립(15)은 광섬유(24)와 인접한 반사 후위 표면에 부착된 접착층(22)에 의하여 광섬유층 위에 부착된다. 접착층(22)는 종래의 접착제를 사용하는 것이 바람직하다. 또한 반사 후위(15)는 회로 기판과 같은 백라이팅 패널(10)의 표면에 설치를 쉽게 하기 위하여 뒷면에 부분적으로 접착층(23)을 가지고 있다. 접착층(23)을 가로질러 반사 후위(15)까지 위치한 릴리스 페이퍼(23a)는 접착제(23)를 보호하는 이점이 있다. 따라서, 백라이팅 패널(10)을 표면에 설치하기 전에 릴리스 페이퍼(23a)를 간단히 제거한다.
각 반사 후위 스트립(15)은 각각의 페그(16)로부터 두 개의 반사 후위 스트립(15) 사이로 연장된 광섬유층(24)을 공간(13)으로부터 분리하여 연속적으로 제거된다. 예를 들어, 광섬유층(24)은 절단선 A-A를 따라서 분리될 수 있다. 반사후위(15)는 현재 광섬유층(24)으로부터 연장된 자유 단부(27)를 갖는다. 또다른 방법으로 광섬유층(24)은 일단부를 절단하고, 각 반사 후위 스트립이 각각으로 분리되기 전에 전체 배열이 와인딩 드럼(14)으로부터 제거될 수 있다. 반사 후위 스트립(15)은 임의의 크기의 평면을 만들기 위하여 수직이나 수평으로 절단될 수 있다.
제4도를 참고하면, 광섬유층(24)은 반사 후위 상부 표면의 여러 다른 위치에서 선택적으로 종단되어 있다(자세한 것은 제5도에 도시됨). 다수의 홀이나 개구(30)가 목재나 플라스틱을 조각하는데 사용되는 카본 다이옥사이드 레이저(corbon dioxide laser)(20watt의 전력)와 같은 종래의 레이저 인그레이버(32)에 의하여 형성된다. 레이저 인그레이버(32)는 광섬유층(24)위로 32a로 표시된 레이저 광선을 조사하여 만든다. 홀(30)이 정확하게 위치하도록, 표시된 홀(20)이 적당히 위치하여 반사 후위 스트립(15)이 위치에 단단히 고정하도록하며 잘못 정렬되는 것을 방지한다.
레이저 광선(32a)은 CAD 프로그램에 의하여 유도된다. CAD 프로그램에 의하여 레이저 광선(32a)은 미리 정해진 도트 로케이션의 기하학적 패턴에 따라 홀(30)을 형성한다. 홀(30)이 위치하기에 바람직한 미리 지정된 도트 로케이션의 기하학적 패턴은 규정되거나 표시되어 컴퓨터 메모리(컴퓨터(29)의 일부분으로 도시됨)에 저장된다. CAD 프로그램은 레이저 인그레이버(32)를 제어하는 종래의 컴퓨터(29)에 의하여 수행된다. 미리 지정된 기하학적 패턴은 도트 로케이션을 지정하며 레이저 인그레이버(32)는 반사 후위(15)의 상응하는 위치에 홀(30)을 형성한다.
제4도에 도시된 바와같이, 홀(30)은 백라이팅 패널(10)의 폭을 따라 연장된 평행축을 따라 형성된다. 제5도를 참조하면 홀(30)의 형상은 약간 원추형이다. 레이저 광선(32a)의 직경은 광섬유(24)의 직경보다 적은 것이 바람직하다. 예를들어, 광섬유(24)의 직경이 10mil이면 레이저 광선(32a)의 직경은 9mil이 바람직하다. 레이저 광선(32a)은 광섬유(24)의 상부 부분을 관통하여 하부로 이동한다. 하부의 홀(30)의 직경은 상부 부분의 홀(30)의 직경보다 적다. 최상부의 직경은 레이저 광선(32a)이 하부를 통과함에 따라 최상부가 용해되므로 커진다. 예를 들면, 최상부의 직경이 9mil이고 하부의 직경은 10mil이다. 용해에 의하여 홀(30)이, 중앙에 정렬되었으며, 비록 레이저 광선(32a)의 직경이 광섬유(24)의 직경보다 적을지라도 광섬유(24)를 완전히 절단한다는 것을 설명할 수 있다.
홀(30)은 각 광섬유(24)를 통과하는 빛이 유출되어 본질적으로 모든 빛의 강도가 표면상의 한 점에 집중되도록 한다. 미리 정해진 기하학적 패턴을 따라서 홀(30)을 형성하여 한번 이상 레이저 광선(32a)에 의하여 단일 광섬유가 관통당하는 일이 없으며 최대 균일성을 성취할 수 있다. 물론 어떤 경우에는 홀(30)이 공정상의 불확실성에 의하여 잘못 정렬될 수 있다. 홀 로케이션(30)은, 예를 들어, 노멘클래츄어 또는 키패드(제7도에 도시) 하부의 특정 위치에 집중되거나 또는 다른 방법으로 백라이팅 패널(10)을 통하여 균일하게 분포될 수 있다(제6도에 도시됨).
제6도를 참고하면, 장치에 균일한 분포가 필요하면, 다음의 알고리즘이 도트 로케이션 사이의 공간을 결정하는데 사용될 수 있다:
여기에서 : SX 및 Y 방향에서의 도트 사이의 공간
XX 방향의 패널의 크기
d섬유의 직경
A패널 표면 영역
레이저 광선(32a)의 직경과 연관된 상기 알고리즘은 단일 광섬유(24)가 한 번 이상 절단되는 것을 방지한다. 단일 광섬유(24)가 확실히 한 번 이상 절단되지 않도록 하기 위하여 임의의 열에 있는 홀(30)은 섬유의 폭(z)만큼 떨어지고 선행 열에서는 홀(30)의 우측에 대하여 1/2만큼 떨어진다. 따라서, z1.5d(섬유의 직경)가 된다.
제6도에 도시된 바와같이, 레이저 광선(32a)은 각각의 광섬유(24)에 백라이팅 패널(10)의 표면 전체를 통하여 균일한 간격으로 위치한 홀(30)을 형성하고, 장치내의 전체 영역에 걸쳐서 빛이 균일하게 분포되도록 하기 위하여 상기의 위치에서 종단된다. 물론, 도트 로케이션에 의하면 층에 설치된 모든 광섬유(24)에 홀(30)을 설치할 필요가 없다.
제6(a)도에 도시된 구체예에 의하면, 빛이 광섬유(24)의 단부(39)로 이동하는 것을 방지하기 위하여 빛은 레이저 광선(32a)을 사용하여 단부를 분리함으로서 31로 표시된 도트 로케이션의 최종 열에서 종단될 수 있다. 다른 방법으로 직경이 약 20mil인 홀을 형성하여 광섬유(24)의 단부(39)로 빛이 새는 것을 방지한다.
다시 제3도를 참고하면, 일단 홀(30)이 형성되면 투명 플라스틱, 바람직한 것은 마일라(mylar)인, 이 광섬유(24) 층위에 박막된다.
제7도 및 제8도를 참고하면, 백라이팅 패널(10)은 종래의 페룰(ferrule)(40)을 통하여 빛을 방사하는 종래의 광원(38)에 연결되며, 상기 페룰은 광원(38)에 부착되어 있다. 빛은 다수의 각각의 광섬유를 포함하는 광섬유층(24)을 통하여 배경 조명이 필요한 영역의 다수의 상이한 로케이션에 조사(照射)된다.
광섬유(24)를 가진 반사 후위(15)는 키보드(11)의 베이스(42)에 부착된다. 후위(15)는 백라이팅에 필요한 형상을 갖도록 장치의 형상과 크기를 구성하는 것이 바람직하다. 본 구체예에서는 후위(15)는 키보드(11)의 주변 단부(44)의 형상을 갖도록 구성되었다. 반사 후위(15)는 형상이 직사각형이 바람직하며 본질적으로 키보드(11)와 동일한 크기를 갖는다.
키보드(11)는 실제적으로 제8도에 도시된 바와 같이 열을 따라 정렬된 키패드(46)를 갖는다. 키패드(46)는 열(1, 2, 3, 4)을 따라서 정렬되어 있다. 바람직한 구체예에서, 다수의 키패드(46)의 각각은 오직 키패드 하부의 광섬유(24)안에 형성된 다수의 홀(30)에 의해서 빛을 받는다. 하나의 홀(30)이 각각의 광섬유(24)에 형성되어 있으며, 미리 정해진 기하학적 패턴에 따른 다수의 광섬유(24)는 각 키패드(46)의 하부에서 종단된다. 예를 들어, 열(1)을 따라서 정렬된, 48로 표시되는, 키패드(46)는 열(1)을 따라 정렬된, 50으로 표시되는, 광섬유(24)의 홀(30)에 의하여 조명을 받는다. 다른 광섬유(24)도 또한 키패드(48)하부의 열(1)에서 종단된다. 유사한 방식으로, 열(2)을 따라 정렬된, 52로 표시되는, 키패드(46)도 또한 열(2)을 따라 정렬된, 54로 표시되는, 광섬유(24)의 홀에 의하여 조명을 받는다. 홀(30)은 X 및 Y방향으로 균등하게 격리되어 있으며, 각 열에 대하여 섬유의 직경의 거리만큼 떨어져 있다. 예를 들어, 백라이팅 패널(10)의 형상이 길이 및 폭이 2inch인 정사각형이며 광섬유(24)가 10mil이면, 홀(30)은 X 및 Y양방향으로 40/1000inch 떨어져 있다. 따라서, 각각의 광섬유(24)는 레이저 광선(32a)에 의하여 그곳에 형성된 홀(30)을 가지며, 레이저 광선은 기하학적 패턴의 각각의 키패드(46) 바로 하부에서 각각의 광섬유(24)를 종단시킨다.
하나의 광섬유(24)도 흠을 내지 않도록 하기 위하여 임의의 열의 홀(30)은 광섬유의 폭(z)(제6도에 도시)만큼 떨어지고 선행 열의 우측 홀(30)방향으로 반만큼 격리된다. 따라서, z1.5d(섬유의 직경)가 된다.
가정 경보 시스템에 적용함에 있어서, 때로는 섬광을 방지하고 낮은 강도의 조명을 제공하는 것이 바람직하다. 이러한 경우에, 광원(38)은 저전력을 사용할 수 있으며 입사되는 빛의 총량에 비하여 광원(38)으로부터 멀리 떨어진 단부에 홀(30)의 밀도를 높여줌으로서 효율적인 출력을 달성할 수 있다. 제5도에 도시된 바와같이 홀(30)은 Y축 방향으로만 균일하게 떨어져 있으며 X축 방향으로는 불균일하게 떨어져 있다. 예를 들어, (제7도에 도시된) 폭과 길이가 2inch이며 직경이 10mil인 광섬유를 가진 백라이팅 패널에서는 열(3, 4)를 따라서 정렬된 광섬유(24)는 20/1000inch의 간격을 가지며 열(2)을 따라 정렬된 광섬유는 40/1000inch의 간격을 가지며 열(1)을 따라 정렬된 광섬유는 100/1000inch의 간격으로 분리될 수 있다.
여기에 설명된 파이버 옵틱 백라이팅 패널은 키패드의 배경 조명을 제공하는 것을 주로 설명하였다. 그러나 본 발명은 또한 맴브래인 스위치, 액정표시소자, 리지드 패널, 차량 패널 및 본 기술이 속하는 분야의 당업자에게는 명백한 다른 장치에 백라이팅을 제공하는데 사용할 수 있다.
제9도 및 10도를 참고하면, 백라이팅 패널(10)은 LCD에 균일하게 분포되는 배경 조명을 제공하기 위하여 사용된다. 제9도에 도시된 바와 같이, 반사 후위(15), 광섬유(24)층, 및 투명 플라스틱(25)위로 접착층(58)이 부착된다. 폴리에틸렌등과 같은 것이 바람직한 기포층(60)이 접착층(58)위로 고정되어 배치되며, 이것은 다시 마일라 등이 바람직한 또다른 투명 플라스틱(62)으로 덮여진다. 플라스틱 시트(62)는 모든 다른 층의 주위를 감쌀 수 있으며 그렇게하여 모든 층들을 손상되지 않고 완전히 유지되도록 시킨다.
기포층(60)의 거품 형상은 빛을 산란시키며, 빛을 확산시켜 장치에 걸쳐서 균일한 조명이나 섬광을 제공한다. 기포(60)는 하얀색의 반투명한 것이 바람직하다. 거품의 밀도는 0.35gm/cubic inch가 바람직하며 대략 25 내지 30%의 전달성을 갖는다.
제10도에 도시된 바와같이 두 개 또는 그 이상의 상이한 광섬유층(24)이 또한 사용될 수 있다. 반사 후위(15)와 광섬유층(24)위로 접착층(63)이 부착된다. 서로 인접하게 배열된 제2광섬유층(24a)이, 전기한 기술에 의하여, 접착층(63)위에 위치한다. 마일라가 바람직한 투명 플라스틱 시트가 광섬유층(24)위로 부착된다. 접착층(58)이 투명 플라스틱(25)위로 접착된다. 확산 기포(60)가 접착층(58)위로 적용되고, 마일라인 것이 바람직한 투명 플라스틱 시트(62)가 다시 확산 기포(60)위로 박막된다.
비록 본 발명에서는 바람직한 구체예를 사용하여 설명하였지만 본 발명의 범위내에서 당업자에게는 다른 구체예도 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여만 제한되어져야 한다.

Claims (18)

  1. 서로 밀접하게 배열된 적어도 하나의 광섬유층을 제공하는 단계; 및 상기 광섬유가 오직 한 번만 절단되도록 하기 위하여 미리 정해진 기하학적 패턴으로 도트 로케이션에 상응하는 홀을 선택적 광섬유에 형성하기 위하여 절단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로하는 표면에 균일하고 증가된 배경 조명을 제공하기 위한 파이버 옵틱 백라이팅 패널을 제조하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 반사 후위를 제공하는 단계; 및 상기 반사 후위에 상기 광전도체층을 부착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로하는 표면에 균일하고 증가된 배경 조명을 제공하기 위한 파이버 옵틱 백라이팅 패널을 제조하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 컴퓨터 설계(CAD) 프로그램을 사용하여 상기의 미리 지정된 도트 로케이션의 기하학적 패턴을 규정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로하는 표면에 균일하고 증가된 배경 조명을 제공하기 위한 파이버 옵틱 백라이팅 패널을 제조하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기의 표면상에 다수의 로케이션의 각각에 대응하는 각 로케이션에 균일한 조명을 제공하는 것으로서 상기 광전도체층의 특정 위치에서 상기 도트 로케이션에 따라서 홀을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로하는 표면에 균일하고 증가된 배경 조명을 제공하기 위한 파이버 옵틱 백라이팅 패널을 제조하는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기의 표면상에 다수의 로케이션의 각각에 대응하는 표면에 균일한 조명을 제공하는 것으로서 상기 광전도체층의 균일한 간격을 가진 상기 도트 로케이션에 따라서 균일한 간격을 가진 홀을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로하는 표면에 균일하고 증가된 배경 조명을 제공하기 위한 파이버 옵틱 백라이팅 패널을 제조하는 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    따라서 상기 균일한 간격을 가진 도트 로케이션을 규정하는 것을 특징으로 하는 표면에 균일하고 증가된 배경 조명을 제공하기 위한 파이버 옵틱 백라이팅 패널을 제조하는 방법.
  7. 제5항에 있어서, 빛을 확산시키기 위하여 상기 광섬유층의 위에 확산 물질층을 위치시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표면에 균일하고 증가된 배경 조명을 제공하기 위한 파이버 옵틱 백라이팅 패널을 제조하는 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 광섬유층을 형성하기 위하여 단일 광섬유를 연속적으로 감는 단계; 및 상기 광섬유가 겹치지 않도록 서로 인접하게 상기 광섬유를 배열하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표면에 균일하고 증가된 배경 조명을 제공하기 위한 파이버 옵틱 백라이팅 패널을 제조하는 방법.
  9. 광섬유층을 제공하는 단계; 미리 정해진 도트 로케이션 패턴에 상응하는 미리 정해진 위치에서 상기 광섬유의 각각에 레이저 광선을 사용하여 홀을 형성하여 상기 층의 각 광섬유를 선택적으로 종단시키는 단계; 및 상기 광전도체층을 통하여 광원으로부터 표면상의 다수의 상이한 로케이션까지 빛을 조사하는 단계와 상기 홀이 각 광전도체를 통하여 전도된 빛을 그것으로부터 유출시켜 표면의 상기 다수의 로케이션의 각각의 하나에서 직접적으로 상기 빛의 모든 강도를 집중하는 단계를 포함하는 것을 특징으로하는 표면에 균일하고 증가된 배경 조명을 제공하기 위한 방법.
  10. 주변 단부를 따라서 배치된 다수의 페그를 가진 와인딩 드럼을 제공하는 단계; 연속적으로 상기 와인딩 드럼에 광섬유를 감고 광섬유층을 형성하는 단계; 상기 와인딩 드럼위에 그곳에 형성된 표시된 홀을 상기 페그위에 위치시켜 반사 물질 스트립을 위치시키는 단계; 상기 페그로부터 반사 물질 스트립을 제거하는 단계; 상기 표시된 홀 사이의 상기 광섬유층을 절단하는 단계; 상기 표시된 홀을 각 스트립에 정렬시키고, 상기 광섬유를 통하여 관통하도록 상기 스트립위로 레이저 광선을 조사하여, 미리 정해진 도트 로케이션의 기하학적 패턴에 따라서 홀을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로하는 표면에 균일하고 증가된 배경 조명을 제공하기 위한 파이버 옵틱 백라이팅 패널을 제조하는 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 광섬유층위에 투명한 플라스틱 시트를 박막하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표면에 균일하고 증가된 배경 조명을 제공하기 위한 파이버 옵틱 백라이팅 패널을 제조하는 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 박막하는 단계가 상기 광섬유층위에 마일라 시트를 박막하는 것을 특징으로하는 표면에 균일하고 증가된 배경 조명을 제공하기 위한 파이버 옵틱 백라이팅 패널을 제조하는 방법.
  13. 표면상의 다수의 상이한 로케이션에 빛을 전송하기 위한 광섬유층을 포함하며, 상기 광섬유층은 미리 정해진 도트 로케이션의 기하학적 패턴에 따라서 레이저 광선에 의하여 절단된 홀을 가지며, 상기 홀은 상기 상이한 위치의 각각의 하나의 아래서 직접적으로 상기 광섬유를 선택적으로 종단하며, 광섬유가 레이저에 의하여 한 번 이상 절단되지 않는 것을 특징으로 하는 표면에 배경 조명을 제공하기 위한 개량된 파이버 옵틱 패널.
  14. 제13항에 있어서, 상기 홀이 표면을 통하여 균일하게 조명되기 위하여 균일한 간격으로 상기 광섬유를 선택적으로 종단하는 것을 특징으로하는 표면에 배경 조명을 제공하기 위한 개량된 파이버 옵틱 패널.
  15. 제14항에 있어서, 상기 균일한 간격이 다음의 식에 의하여 규정되는 것을 특징으로하는 표면에 배경 조명을 제공하기 위한 개량된 파이버 옵틱 패널.
  16. 제13항에 있어서, 표면을 통하여 균일한 조명을 제공하도록 빛을 확산시키기 위하여 상기 홀위에 배치된 확산 수단을 더 포함하는 것을 특징으로하는 표면에 배경 조명을 제공하기 위한 개량된 파이버 옵틱 패널.
  17. 제16항에 있어서, 상기 확산 수단이 폴리에틸렌 기포층인 것을 특징으로 하는 표면에 배경 조명을 제공하기 위한 개량된 파이버 옵틱 패널.
  18. 제13항에 있어서, 상기 광섬유층이 반사 후위에 접착되는 것을 특징으로 하는 표면에 배경 조명을 제공하기 위한 개량된 파이버 옵틱 패널.
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