KR101777885B1 - 도광체 - Google Patents

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KR101777885B1
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제프리 엘 솔로몬
브라이언 에이 킨더
게리 티 보이드
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쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
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Abstract

가요성 단일형 도광체 및 이를 제조하는 방법이 개시된다. 도광체는 더 큰 특징부를 갖는 제2 패턴 상에 중첩된, 더 작은 특징부를 갖는 제1 패턴을 포함하는 구조화된 입력 측면을 포함한다. 도광체는 제1 영역 및 상이한 제2 영역을 포함하는 구조화된 상부 표면을 추가로 포함한다. 제1 영역은 내부 전반사에 의해 가요성 단일형 도광체 내에서 전파되는 광을 추출하기 위한 복수의 이산형 광 추출기를 포함한다. 제2 영역은 구조화된 입력 측면으로부터 제1 영역으로 광을 지향시키기 위한 테이퍼 부분을 포함한다. 광 추출기들은 가요성 단일형 도광체의 길이를 따른 제1 주기를 갖는 주기적인 어레이를 형성한다. 제1 주기는 가요성 단일형 도광체가 픽셀화된 디스플레이에 백라이트로서 사용될 때 가시적 무아레 프린지가 실질적으로 발생하지 않게 한다.

Description

도광체{LIGHTGUIDE}
본 발명은 일반적으로 도광체에 관한 것이다. 본 발명은 또한 그러한 도광체를 포함하는, 디스플레이 및 일반적인 조명 시스템과 같은, 광학 시스템에 적용가능하다.
디스플레이, 예를 들어 액정 디스플레이는 종종 이미지 형성 패널, 및 패널을 조명하기 위한 백라이트를 포함한다. 종종 에지형(edge-lit) 백라이트로 지칭되는 일부 백라이트는 백라이트의 외부 가장자리를 따라 그리고 백라이트의 광 방출 영역의 외측에 배치된 하나 이상의 광원을 포함한다.
일반적으로, 본 발명은 도광체 및 그러한 도광체를 제조하는 방법에 관한 것이다. 일 실시예에서, 가요성 단일형 도광체(flexible unitary lightguide)는 더 큰 특징부를 갖는 제2 패턴 상에 중첩된, 더 작은 특징부를 갖는 제1 패턴을 포함하는 구조화된(structured) 입력 측면을 포함한다. 가요성 단일형 도광체는 또한 내부 전반사(total internal reflection)에 의해 가요성 단일형 도광체 내에서 전파되는 광을 추출하기 위한 복수의 이산형(discrete) 광 추출기를 포함하는 제1 영역, 및 구조화된 입력 측면으로부터 제1 영역으로 광을 지향시키기 위한 테이퍼 부분을 포함하는 제2 영역을 포함하는 구조화된 상부 표면을 포함한다. 광 추출기들은 가요성 단일형 도광체의 길이를 따른 제1 주기를 갖는 주기적인 어레이(array)를 형성한다. 제1 주기는 가요성 단일형 도광체가 픽셀화된(pixelated) 디스플레이에 백라이트로서 사용될 때 가시적 무아레 프린지(
Figure 112012019164615-pct00001
)가 실질적으로 발생하지 않게 한다. 복수의 이산형 광 추출기는 복수의 돌출부 및/또는 함몰부(depression)를 포함한다. 일부 경우에, 복수의 이산형 광 추출기 내의 추출기들의 기부의 크기는 도광체의 길이를 따라 약 200 마이크로미터 미만이고 도광체의 폭을 따라 약 150 마이크로미터 미만, 또는 도광체의 길이를 따라 약 120 마이크로미터 미만이고 도광체의 폭을 따라 약 100 마이크로미터 미만이다. 일부 경우에, 복수의 이산형 광 추출기 내의 추출기들의 높이는 약 100 마이크로미터 미만, 또는 약 60 마이크로미터 미만, 또는 약 40 마이크로미터 미만, 또는 약 20 마이크로미터 미만이다. 일부 경우에, 제1 주기는 약 10 마이크로미터 내지 약 1000 마이크로미터, 또는 약 10 마이크로미터 내지 약 100 마이크로미터의 범위이다. 일부 경우에, 구조화된 입력 측면에 더 가까운 이산형 광 추출기의 크기는 구조화된 입력 측면으로부터 더 먼 이산형 광 추출기의 크기보다 작다. 일부 경우에, 각각의 이산형 광 추출기는 동일한 3차원 물체의 일부분이고, 여기서 일부 경우에 3차원 물체는 구, 회전 타원체, 난형체(ovoid), 및 타원체 중 하나일 수 있다. 일부 경우에, 가요성 단일형 도광체가 픽셀화된 액정 패널을 포함하는 픽셀화된 디스플레이에 백라이트로서 사용될 때 가시적 무아레 프린지가 발생하지 않는다. 일부 경우에, 제1 패턴은 불규칙적인 패턴이고 제2 패턴은 규칙적인 패턴이다. 일부 경우에, 제1 패턴 내의 특징부들의 평균 크기는 약 30 마이크로미터 미만이다. 일부 경우에, 제2 패턴 내의 특징부들의 평균 크기는 약 200 마이크로미터 미만이다. 일부 경우에, 제2 패턴은 파형(wave-like) 패턴을 포함한다. 일부 경우에, 테이퍼 부분의 테이퍼 각도는 약 1도 내지 약 10도의 범위이다. 일부 경우에, 테이퍼 부분은 직선형 테이퍼를 포함한다. 일부 경우에, 제2 영역은 구조화된 입력 측면과 테이퍼 부분 사이에 배치된 플래토(plateau) 부분을 포함한다. 일부 경우에, 백라이트는 제1항의 가요성 단일형 도광체, 및 가요성 단일형 도광체의 구조화된 입력 측면에 근접하게 배치된 하나 이상의 램프를 포함한다. 일부 경우에, 하나 이상의 램프는 구조화된 입력 측면 상에 하나 이상의 광 입사 영역을 한정하며, 여기서 제2 패턴은 하나 이상의 입사 영역 내측에 배치된, 구조화된 입력 측면의 제1 부분을 덮고 있지만, 하나 이상의 입사 영역 외측에 배치된, 구조화된 입력 측면의 제2 부분은 덮고 있지 않다.
다른 실시예에서, 가요성 단일형 도광체는 더 큰 특징부를 갖는 제2 패턴 상에 중첩된, 더 작은 특징부를 갖는 제1 패턴을 포함하는 구조화된 입력 측면을 포함한다. 가요성 단일형 도광체는 또한 내부 전반사에 의해 가요성 단일형 도광체 내에서 전파되는 광을 추출하기 위한 복수의 이산형 광 추출기를 포함하는 제1 영역을 포함하는 구조화된 상부 표면을 포함하고, 여기서 각각의 이산형 광 추출기는 동일한 3차원 물체의 일부분이다. 구조화된 상부 표면은 또한 제1 영역을 향해 더 얇게 테이퍼 형성되는 테이퍼 부분을 포함하는 제2 영역을 포함한다. 구조화된 입력 측면에 더 가까운 이산형 광 추출기의 크기는 구조화된 입력 측면으로부터 더 먼 이산형 광 추출기의 크기보다 작다. 일부 경우에, 복수의 이산형 광 추출기 내의 광 추출기들은 가요성 단일형 도광체의 길이를 따른 제1 주기를 갖는 주기적인 어레이를 형성하며, 여기서 제1 주기는 가요성 단일형 도광체가 픽셀화된 디스플레이에 백라이트로서 사용될 때 가시적 무아레 프린지가 실질적으로 발생하지 않게 한다. 일부 경우에, 3차원 물체는 구, 회전 타원체, 난형체, 및 타원체 중 하나이다.
다른 실시예에서, 도광체를 제조하는 방법은 (a) 제1 공구를 제공하는 단계; 및 (b) (i) 제1 패터닝(patterning) 방법을 사용해 제1 공구의 제1 영역을 패터닝하여 제1 패터닝된 영역을 형성하는 단계; 및 (ii) 제1 패터닝 방법과 상이한 제2 패터닝 방법을 사용해 제1 공구의 제1 영역과 상이한 제1 공구의 제2 영역을 패터닝하여 제2 패터닝된 영역을 형성하는 단계에 의해, 패터닝된 제1 공구를 형성하는 단계를 포함한다. 도광체를 제조하는 방법은 (c) 패터닝된 제1 공구를 도광체 재료에 복제하여, 패터닝된 제1 공구의 제1 패터닝된 영역에 대응하는 제1 복제된 영역 및 패터닝된 제1 공구의 제2 패터닝된 영역에 대응하는 제2 복제된 영역을 포함하는 도광체를 형성하는 단계; 및 (d) 도광체를 절단하여, 더 큰 특징부를 포함하는 제2 패턴 상에 중첩된, 더 작은 특징부를 갖는 제1 패턴을 포함하는 구조화된 입력 측면을 형성하는 단계를 추가로 포함한다. 일부 경우에, 제1 패터닝 방법은 인그레이빙(engraving) 방법을 포함하고 제2 패터닝 방법은 스레드 커팅(thread cutting) 방법을 포함한다. 일부 경우에, 도광체 재료는 액체이다. 일부 경우에, 도광체 재료의 온도는 도광체 재료의 유리 전이 온도보다 높다. 일부 경우에, 도광체 재료는 용융된다. 일부 경우에, 도광체 재료는 패터닝된 제1 공구의 최외측 표면과 물리적으로 접촉한다. 일부 경우에, 패터닝된 제1 공구를 도광체 재료에 복제하는 단계는 도광체 재료를 제1 공구와 제2 공구 사이에 배치하는 단계를 포함한다. 일부 경우에, 도광체 재료는 제2 공구의 최외측 표면과 물리적으로 접촉한다. 일부 경우에, 제2 공구는 매끄러운 최외측 표면을 포함하여, 매끄러운 바닥 표면을 갖는 도광체를 생성한다. 일부 경우에, 제2 공구는 구조화된 최외측 표면을 포함하여, 구조화된 바닥 표면을 갖는 도광체를 생성하며, 여기서 도광체의 구조화된 바닥 표면은 웨트 아웃(wet out)을 방지할 수 있다. 일부 경우에, 도광체를 절단하는 단계는 다이 커팅(die cutting) 또는 레이저 커팅(laser cutting) 방법에 의해 도광체를 절단하는 단계를 포함한다.
첨부 도면과 관련하여 본 발명의 다양한 실시예의 이하의 상세한 설명을 고려하면 본 발명이 보다 완전히 이해되고 인식될 수 있다.
<도 1a 및 도 1b>
도 1a 및 도 1b는 각각 광원의 개략 평면도 및 개략 측면도.
<도 2>
도 2는 도광체의 구조화된 입력 측면의 개략도.
<도 3>
도 3은 다른 광원의 일부분의 개략 평면도.
<도 4>
도 4는 도광체의 일부분의 개략 측면도.
<도 5>
도 5는 디스플레이 시스템의 개략 측면도.
<도 6>
도 6은 3차원 물체의 개략도.
<도 7>
도 7은 광원의 일부분의 개략 평면도.
<도 8a 내지 도 8f>
도 8a 내지 도 8f는 도광체를 제조하기 위한 공정의 중간 국면 또는 단계의 구성의 개략도.
<도 9>
도 9는 도광체의 구조화된 상부 표면의 광학 현미경 사진.
<도 10>
도 10은 도광체의 구조화된 입력 측면의 광학 현미경 사진.
<도 11>
도 11은 도광체의 구조화된 입력 측면 부근의 도광체의 광 추출기의 현미경 사진.
<도 12>
도 12는 도광체의 중간 영역에 있는, 도 11에 도시된 도광체의 광 추출기의 광학 현미경 사진.
<도 13>
도 13은 도광체의 말단 측면 부근의, 도 11에 도시된 도광체의 광 추출기의 광학 현미경 사진.
<도 14>
도 14는 도광체의 측면의 광학 현미경 사진.
본 명세서에서, 다수의 도면에 사용되는 동일한 도면 부호는 동일하거나 유사한 특성 및 기능을 갖는 동일하거나 유사한 요소를 지시한다.
본 발명은 일반적으로 도광체에 관한 것이며, 이 도광체는 단일형이고 광원으로부터의 광을 도광체 내로 결합하기 위한 테이퍼 형성된 영역, 및 도광체로부터 광을 추출하기 위한 다른 영역을 포함한다. 본 명세서에 개시된 예시적인 광원 및 도광체의 특성들 중 일부가 2006년 5월 31일자로 출원된 미국 특허 출원 공개 제2007/0279935호(대리인 문서 번호 60832US002); 2007년 11월 30일자로 출원된 미국 특허 출원 공개 제2008/0232135호(대리인 문서 번호 60832US006); 2008년 11월 24일자로 출원된 미국 출원 제61/117389호(대리인 문서 번호 64035US002); 및 2008년 11월 24일자로 출원된 미국 출원 제61/117376호(대리인 문서 번호 64360US002)에 기재되어 있으며, 이들 문헌은 모두 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된다.
도 1a 및 도 1b는 각각 가요성 단일형 도광체(110), 광(182)을 방출하는 제1 램프(180), 및 광(186)을 방출하는 제2 램프(184)를 포함하는 광원(100)의 개략 평면도 및 개략 측면도이다. 제1 및 제2 램프들은 가요성 단일형 도광체(110)의 구조화된 입력 측면(120)을 따라 배치된다. 도광체(110)는 구조화된 상부 표면(115), 바닥 표면(118), 구조화된 입력 측면(120), 제2 또는 말단 측면(122), 제3 측면(124) 및 제4 측면(126)을 포함한다. 도 2는 도광체(110)의 구조화된 입력 측면(120)의 개략도이다.
도광체(110)는 단일형 도광체이며, 이는 도광체가 단일 층 구성이고 도광체의 내부에, 선명한 계면, 구배형 계면(gradient interface), 또는 분산형 계면(distributed interface)과 같은, 임의의 계면을 포함하지 않음을 의미한다. 또한, 단일형 도광체(110)는 동일한 재료 조성으로 제조되며, 이는 도광체 내의 여러 위치가 동일한 재료 조성을 가짐을 의미한다. 본 명세서에 개시된 단일형 도광체는 동일한 재료 조성을 갖지만, 도광체의 굴절률이 도광체의 전체에 걸쳐 균일할 필요는 없다. 예를 들어, 단일형 도광체는 단일형 도광체의 두께 방향을 따른, 직선 구배형(linear gradient) 굴절률과 같은, 구배형 굴절률을 가질 수 있다.
도광체(110)는 가요성 도광체이며, 이는 도광체가 손상 없이 작은 곡률 반경으로 구부러질 수 있을 정도로 충분히 얇음을 의미한다. 예를 들어, 도광체(110)는 손상 없이 약 100 ㎜, 또는 약 50 ㎜, 또는 약 30 ㎜, 또는 약 15 ㎜, 또는 약 10 ㎜, 또는 약 5 ㎜, 또는 약 3 ㎜까지 작아진 곡률 반경으로 구부려질 수 있다.
일부 경우에, 도광체(110)의 평균 두께는 약 50 마이크로미터 내지 약 800 마이크로미터, 또는 약 100 마이크로미터 내지 약 600 마이크로미터, 또는 약 100 마이크로미터 내지 약 500 마이크로미터의 범위이다. 일부 경우에, 도광체(110)의 평균 두께는 구조화된 입력 측면(120) 부근에서 약 800 마이크로미터 미만이고 말단 측면(122) 부근에서 약 700 마이크로미터 미만, 또는 구조화된 입력 측면(120) 부근에서 약 700 마이크로미터 미만이고 말단 측면(122) 부근에서 약 600 마이크로미터 미만, 또는 구조화된 입력 측면(120) 부근에서 약 600 마이크로미터 미만이고 말단 측면(122) 부근에서 약 500 마이크로미터 미만, 또는 구조화된 입력 측면(120) 부근에서 약 500 마이크로미터 미만이고 말단 측면(122) 부근에서 약 400 마이크로미터 미만, 또는 구조화된 입력 측면(120) 부근에서 약 400 마이크로미터 미만이고 말단 측면(122) 부근에서 약 300 마이크로미터 미만이다. 일부 경우에, 도광체(110)의 평균 두께는 구조화된 입력 측면(120) 부근에서 약 350 마이크로미터이고 말단 측면(122) 부근에서 약 250 마이크로미터이다.
구조화된 입력 측면(120)은 더 큰 특징부(177)를 포함하는 제2 패턴(175) 상에 중첩된, 더 작은 특징부(172)를 포함하는 제1 패턴(170)을 포함한다. 더 큰 특징부(177)는 입력 광(182, 186)들이 도광체에 진입할 때 이들을 xy-평면 내에서 산란시킴으로써 광을 도광체 내에 효과적으로 분배한다. 더 작은 특징부(172)는 수직 방향(두께 방향 또는 z-방향)의 약간의 광 산란 및 약간의 추가의 측방향(xy-평면) 산란을 제공한다.
일부 경우에, 제1 패턴은 불규칙적인 패턴이고 제2 패턴은 규칙적인 패턴이다. 예를 들어, 일부 경우에, 제1 패턴(170)은 실질적으로 랜덤한 패턴이고 제2 패턴(175)은 실질적으로 주기적인 패턴 또는 실질적으로 파형인 패턴이다. 일부 경우에, 주기적인 또는 파형의 제2 패턴(175)은 직선형의 주기적인 또는 파형 패턴이며, 이는 더 큰 특징부(177)가 두께 차원(z-축)을 따라 직선적으로 연장되고 (y-축을 따른) 측방향의 주기적인 또는 파형 프로파일을 가짐을 의미한다. 예를 들어, 도 2는 도광체(110)의 z-방향 또는 두께 방향을 따라 직선적으로 연장되는 제2 패턴(175)의 직선형 특징부(177)를 도시하고 있다.
일부 경우에, 예를 들어 제1 패턴이 실질적으로 랜덤한 패턴인 경우, 더 작은 특징부(172)들은 약 30 마이크로미터 미만, 또는 약 25 마이크로미터 미만, 또는 약 15 마이크로미터 미만, 또는 약 10 마이크로미터 미만, 또는 약 5 마이크로미터 미만인 평균 크기를 갖는다.
일부 경우에, 예를 들어 제2 패턴(175)이 실질적으로 주기적인 또는 파형의 패턴인 경우, 더 큰 특징부(177)들은 약 200 마이크로미터 미만, 또는 약 150 마이크로미터 미만, 또는 약 100 마이크로미터 미만인, 평균 측방향 크기와 같은, 평균 크기를 갖는다. 일부 경우에, 예를 들어 제2 패턴(175)이 실질적으로 주기적인 패턴인 경우, 제2 패턴의 피치 또는 주기는 약 500 마이크로미터 미만, 또는 약 400 마이크로미터 미만, 또는 예를 들어 250 또는 240 마이크로미터와 같은 약 300 마이크로미터 미만이다.
예시적인 광원(100)에서, 더 큰 특징부(177)는 복수의 함몰부(177A) 및 복수의 돌출부(177B)를 포함한다. 일반적으로, 더 큰 특징부(177)는, 예를 들어 도광체의 두께 방향(z-방향)을 따라 연장되는 복수의 직선형 돌출부 및/또는 복수의 직선형 함몰부와 같은, 복수의 돌출부 및/또는 복수의 함몰부를 가질 수 있다. 예를 들어, 도 3은 더 큰 특징부(377)를 포함하는 제2 패턴(375) 상에 중첩된, 더 작은 특징부(372)를 포함하는 제1 패턴(370)을 포함하는 구조화된 입력 측면(320)을 포함하는 광원(300)의 일부분의 개략 평면도이다. 광원(300)은 더 큰 특징부(377)가 복수의 함몰부(377A)를 포함하지만 어떠한 돌출부도 포함하지 않는 것을 제외하고 광원(100)과 유사하다.
일부 경우에, 제2 또는 말단 측면(122), 제3 측면(124) 및 제4 측면(126) 중 하나 이상은 구조화될 수 있거나 매끄러울 수 있다. 일부 경우에, 제2 또는 말단 측면(122), 제3 측면(124) 및 제4 측면(126) 중 하나 이상은 예를 들어 은 또는 알루미늄과 같은 금속으로 코팅됨으로써, 또는 예를 들어 광 반사 표면 또는 필름에 라미네이팅됨으로써 광 반사성일 수 있다.
예시적인 광원(100)에서, 제1 패턴(170)은 구조화된 입력 측면(120)의 실질적으로 전부를 덮고 있고 제2 패턴(175)은 램프(180, 184)들에 근접한 영역을 덮고 있다. 일반적으로, 제1 및 제2 패턴들의 각각은 구조화된 입력 측면(120)의 일부분 또는 실질적으로 전부를 덮을 수 있다.
제1 램프(180)는 구조화된 입력 측면(120) 상에 방출된 광(182)에 의해 직접 조명되는 제1 광 입사 영역(183)을 한정하고, 제2 램프(184)는 구조화된 입력 측면(120) 상에 방출된 광(186)에 의해 직접 조명되는 제2 광 입사 영역(185)을 한정한다. 일부 경우에, 제2 패턴(175)은 광 입사 영역 내에 놓여 있거나 내측에 배치된, 구조화된 입력 측면의 일부분을 덮고 있지만, 광 입사 영역의 외측에 놓여 있거나 배치된, 구조화된 입력 측면의 일부분은 덮고 있지 않다. 예를 들어, 예시적인 광원(100)에서, 제2 패턴(175)은 광 입사 영역(183, 185)들의 적어도 일부분을 덮고 있지만, 2개의 광 입사 영역 사이에 배치된 비-방사 영역(189)은 덮고 있지 않다. 영역(189)은 램프(180, 184)들로부터 도광체에 진입하는 광에 의해 최종적으로는 조명될 수 있지만, 광(182, 186)들에 의해서는 직접 조명되지 않는다.
구조화된 상부 표면(115)은 내부 전반사에 의해 가요성 단일형 도광체(110) 내에서 전파되는 광을 추출하기 위한 복수의 이산형 광 추출기(142)를 포함하는 제1 영역(130), 및 구조화된 입력 측면(120)으로부터 제1 영역(130)으로 광을 지향시키기 위한 테이퍼 부분(160) 및 구조화된 입력 측면(120)과 테이퍼 부분(160) 사이에 배치된 플래토 부분(150)을 포함하는 제2 영역(140)을 포함한다.
제2 영역(140)의 테이퍼 부분(160)은 제1 영역(130)을 향해 더 얇게 테이퍼 형성된다. 특히, 테이퍼 부분(160)은 테이퍼 부분의 제1 단부(141)에서 제1 두께 h1 및 테이퍼 부분의 제2 단부(142)에서 제2 두께 h2 < h1를 가지며, 여기서 제1 단부(141)는 구조화된 입력 측면(120)에 더 가깝고 제2 단부(142)는 구조화된 입력 측면으로부터 더 멀다. 일반적으로, 테이퍼 부분은 응용에 바람직할 수 있는 임의의 유형의 테이퍼를 가질 수 있다. 예를 들어, 테이퍼 부분(160)은 하나 이상의 직선형 테이퍼 또는 하나 이상의 비직선형 테이퍼, 또는 직선형 부분과 비직선형 부분의 하나 이상의 조합을 포함할 수 있다. 예시적인 비직선형 테이퍼 부분은 지수형 테이퍼(exponential taper), 포물선형 테이퍼, 2차 방정식과 같은 다항식 테이퍼, 또는 그러한 테이퍼들의 하나 이상의 조합을 포함한다. 예를 들어, 도 4는 테이퍼 부분(460)이 포물선형 부분(462) 및 직선형 부분(464)을 포함하는 것을 제외하고 테이퍼 부분(160)과 유사한 도광체(410)의 일부분의 개략 측면도이다.
예시적인 광원(100)에서, 테이퍼 부분(160)은 더 큰 두께 h1으로부터 더 작은 두께 h2까지 직선적으로 테이퍼 형성되는 단일 직선형 테이퍼를 포함한다. 테이퍼 부분(160)은 테이퍼 높이 ht = h1 - h2, 테이퍼 길이 lt, 및 테이퍼 각도 θt를 갖는다. 일부 경우에, 테이퍼 각도 θt는 약 1도 내지 약 15도, 또는 약 1도 내지 약 10도, 또는 약 1도 내지 약 7도, 또는 약 1도 내지 약 5도의 범위이다. 일부 경우에, 테이퍼 각도 θt는 약 15도 미만, 또는 약 10도 미만, 또는 약 7도 미만, 또는 약 5도 미만이다. 일부 경우에, 예를 들어 도광체(100)의 굴절률이 약 1.5인 경우, θt는 약 4도, lt는 약 1.7h1, 그리고 ht는 약 0.12h1이다.
플래토 부분(150)은 일부 경우에 플래토 부분의 상부 표면(151)이 구조화될 수 있지만 실질적으로 일정한 높이를 갖는다. 일부 경우에, 제2 영역(140)은 플래토 부분을 포함하지 않을 수 있다. 그러한 경우에, 제1 단부(141)는 구조화된 입력 측면(120)에 또는 그 부근에 있을 수 있다.
복수의 이산형 광 추출기(142)는 예시적인 이산형 광 추출기(142A 내지 142E)를 포함한다. 광 추출기는 내부 전반사(TIR)를 방해함으로써 도광체(110)로부터 광을 추출한다. 예를 들어, 광 추출기(142B)는 그렇지 않았으면 TIR을 겪을 광선(131)을 추출 광선(131B)으로서 추출한다. 특히, 광선(131)은 TIR에 의해 도광체를 따라 그 내에서 전파되고, 광 추출기(142B)의 위치이기도 한 위치(132)에서 상부 표면(115)에 입사한다. 광 추출기(142B)의 부존재시, 광선(131)은 위치(132)에서 TIR을 겪어 내부 전반사된 광선(131A)으로 된다. 광 추출기(142B)의 존재는 TIR을 방해하여 광선(131)의 적어도 일부가 추출 광선(131B)으로서 도광체(110)로부터 출사되게 한다. 그러한 경우에, 광선(131)의 일부는 여전히 위치(132)에서 내부 반사될 수 있지만, 이 반사는 프레넬 반사(Fresnel reflection)이고 내부 전반사가 아니다.
일반적으로, 복수의 광 추출기(142)는 상부 표면(115)으로부터의 돌출부를 형성하는 볼록한 구조체 및/또는 상부 표면 내의 함몰부를 형성하는 오목한 구조체를 포함할 수 있으며, 여기서 구조체는 응용에 바람직할 수 있는 임의의 형상 또는 프로파일을 가질 수 있다. 예를 들어, 광 추출기(142A)는 돌출부 또는 돌출형 광 추출기이고, 광 추출기(142C)는 함몰부 또는 함몰된 광 추출기이다. 예시적인 형상 또는 프로파일은 반구형(hemispherical), 피라미드형, 프리즘형, 사다리꼴, 사인파형, 타원형, 또는 예를 들어 원하는 광 추출 패턴을 제공함에 있어서 적합할 수 있는 직선형 또는 비직선형 소면(facet) 또는 면을 갖는 임의의 다른 형상을 포함한다.
일부 경우에, 복수의 광 추출기(142)의 각각의 이산형 광 추출기는 동일한 3차원 물체의 일부분이다. 예를 들어, 복수의 광 추출기(142)의 각각의 이산형 광 추출기는 도 6에 개략적으로 도시된 3차원 물체(600)의 일부분일 수 있으며, 여기서 물체(600)는 예를 들어 타원체의 일부분일 수 있다. 예를 들어, 광 추출기들 중 일부는 물체(600)의 부분(610)일 수 있고, 다른 일부 광 추출기는 물체(600)의 부분(620)일 수 있으며, 또 다른 일부 광 추출기는 물체(600)의 부분(630)일 수 있다. 예시적인 3차원 물체는 구, 회전 타원체, 달걀 형상체 또는 난형체, 및 피라미드를 포함한다.
일반적으로, 광 추출기(142)의 기부는 도광체의 길이(x-방향)를 따른 크기 a1 및 도광체의 폭(y-방향)을 따른 크기 b1을 가지며, 여기서 일반적으로 도광체의 길이는 구조화된 입력 측면(120)에 수직인 방향이고 도광체의 폭은 구조화된 입력 측면에 평행한 방향이다. 일부 경우에, a1 및 b1은 실질적으로 동일하다. 그러한 경우에, 기부는 예를 들어 원 또는 정사각형일 수 있다. 일부 경우에, a1 및 b1의 각각은 약 500 마이크로미터 미만, 또는 약 400 마이크로미터 미만, 또는 약 300 마이크로미터 미만, 또는 약 200 마이크로미터 미만이다. 일부 경우에, a1은 약 300 마이크로미터 미만이고 b1은 약 250 마이크로미터 미만, 또는 a1은 약 250 마이크로미터 미만이고 b1은 약 200 마이크로미터 미만, 또는 a1은 약 200 마이크로미터 미만이고 b1은 약 150 마이크로미터 미만, 또는 a1은 약 150 마이크로미터 미만이고 b1은 약 100 마이크로미터 미만, 또는 a1은 약 120 마이크로미터 미만이고 b1은 약 100 마이크로미터 미만이다.
일부 경우에, 돌출형 광 추출기의 최대 높이 C1 또는 함몰된 광 추출기의 최대 깊이 C2는 약 200 마이크로미터 미만, 또는 약 150 마이크로미터 미만, 또는 약 100 마이크로미터 미만, 또는 약 80 마이크로미터 미만, 또는 약 60 마이크로미터 미만, 또는 약 40 마이크로미터 미만, 또는 약 20 마이크로미터 미만이다.
일반적으로, 복수의 광 추출기(142)는 응용에 바람직할 수 있는 임의의 배열을 형성할 수 있다. 예를 들어, 일부 경우에, 복수의 광 추출기(142)는 가요성 단일형 도광체의 길이(x-방향)를 따른 제1 주기 P1 및 가요성 단일형 도광체의 폭(y-방향)을 따른 제2 주기 P2를 갖는 주기적인 어레이를 형성할 수 있다. 일부 경우에, 제1 주기 P1 및/또는 제2 주기 P2는 가요성 단일형 도광체(110)가 픽셀화된 디스플레이, 예를 들어 픽셀화된 액정 패널을 포함하는 픽셀화된 디스플레이에 백라이트로서 사용될 때 가시적 무아레 프린지가 실질적으로 발생하지 않게 한다. 예를 들어, 도 5는 픽셀화된 액정 패널(510) 및 패널(510)을 조명하기 위한 백라이트(550)를 포함하는 픽셀화된 디스플레이 시스템(500)의 개략 측면도이다. 백라이트(550)는 하나 이상의 선택적인 광 관리 층(520), 패널(510)을 조명하기 위한 광(505)을 방출하는 광원(100), 및 후방 반사기(530) - 후방 반사기에 입사하는 광을 패널(510)을 향해 반사시키기 위한 것 - 를 포함한다. 광원(100)은 가요성 단일형 도광체(110)의 구조화된 입력 측면(120)에 근접하게 배치된 하나 이상의 램프(180)를 포함한다. 광 관리 층(520)은 예를 들어 하나 이상의 광 방향전환 필름, 하나 이상의 지연 필름(retarder film), 하나 이상의 광 편광 필름, 및 하나 이상의 확산 필름(diffuser film)을 포함할 수 있다.
후방 반사기(530)는 응용에 바람직하고/하거나 실용적일 수 있는 임의의 유형의 반사기일 수 있다. 예를 들어, 후방 반사기는 경면 반사기(specular reflector), 반-경면 또는 반-확산 반사기, 또는 확산 반사기, 예를 들어 2007년 5월 20일자로 출원된 미국 가특허 출원 제60/939085호로부터의 우선권을 주장하는, 2008년 5월 19일자로 출원된 국제 특허 출원 제PCT/US2008/064115호에 개시된 것들일 수 있으며, 이들 출원 둘 모두는 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된다. 예를 들어, 후방 반사기는 알루미늄 도금 필름 또는 다층 중합체 반사성 필름, 예를 들어 강화 경면 반사기(enhanced specular reflector, ESR) 필름(미국 미네소타주 세인트 폴 소재의 쓰리엠 컴퍼니(3M Company)로부터 입수가능함)일 수 있다. 다른 예로서, 후방 반사기(530)는 백색 외관을 갖는 확산 반사기일 수 있다.
일부 경우에, 제1 주기 P1 및 제2 주기 P2의 각각은 약 5 마이크로미터 내지 약 2000 마이크로미터, 또는 약 10 마이크로미터 내지 약 1000 마이크로미터, 또는 약 10 마이크로미터 내지 약 500 마이크로미터, 또는 약 10 마이크로미터 내지 약 300 마이크로미터, 또는 약 10 마이크로미터 내지 약 200 마이크로미터, 또는 약 10 마이크로미터 내지 약 100 마이크로미터의 범위이다. 일부 경우에, P2는 P1보다 작다. 일부 경우에, P2는 P1보다 크다. 일부 경우에, P2는 P1과 동일하다.
일부 경우에, 구조화된 입력 측면(120)에 더 가까이 배치된, 광 추출기(142E)와 같은, 이산형 광 추출기의 특성은 구조화된 입력 측면으로부터 더 멀리 배치된, 광 추출기(142A)와 같은, 이산형 광 추출기의 동일 특성과 상이할 수 있는데, 예를 들어 더 작을 수 있다. 예를 들어, 광 추출기(142E)의 최대 높이는 광 추출기(142A)의 최대 높이보다 작을 수 있다. 다른 예로서, 광 추출기(142E)의 기부의 면적은 광 추출기(142A)의 기부의 면적보다 작을 수 있다. 또 다른 예로서, 광 추출기(142E)의 크기는 광 추출기(142A)의 크기보다 작을 수 있다.
일반적으로, 이웃하는 광 추출기들은 분리부(144)에 의해 분리된다. 예를 들어, 이웃하는 광 추출기(142A, 142B)들은 분리부(144A)에 의해 분리된다. 다른 예로서, 144B는 이웃하는 광 추출기(142D, 142E)들 사이의 분리부이다. 일반적으로, 2개의 이웃하는 광 추출기는 응용에 바람직할 수 있는 임의의 분리도(separation)를 가질 수 있다. 일부 경우에, 2개의 이웃하는 광 추출기 사이의 분리도는 약 0.5 마이크로미터 내지 약 1000 마이크로미터, 또는 약 1 마이크로미터 내지 약 700 마이크로미터, 또는 약 1 마이크로미터 내지 약 500 마이크로미터, 또는 약 1 마이크로미터 내지 약 300 마이크로미터, 또는 약 1 마이크로미터 내지 약 200 마이크로미터, 또는 약 1 마이크로미터 내지 약 100 마이크로미터의 범위일 수 있다.
일부 경우에, 복수의 광 추출기(142)는 도광체의 길이(x-방향)를 따라 배향된 광 추출기들의 복수의 행(row) 및 도광체의 폭을 따라 배향된 복수의 열(column)을 포함하는 어레이를 형성한다. 예를 들어, 도 1a에서, 복수의 광 추출기(142)는 광 추출기들의 행들 및 열들, 예를 들어 광 추출기들의 행(146A, 146B)들 및 광 추출기들의 열(147A, 147B)들을 형성한다. 일부 경우에, 하나의 열에 배치된 광 추출기들은 동일한 크기를 갖거나, 실질적으로 동일하다. 예를 들어, 광 추출기(142E)는 광 추출기(142F)와 동일하거나, 실질적으로 동일하다.
일부 경우에, 하나의 행에 배치된 광 추출기들은 동일하지 않다. 예를 들어, 광 추출기들의 소정의 행의 경우, 구조화된 입력 측면(120)에 더 가까운 이산형 광 추출기의 특성은 구조화된 입력 측면으로부터 더 먼 이산형 광 추출기의 동일 특성과 상이할 수 있는데, 예를 들어 더 작을 수 있다. 예를 들어, 광 추출기(142E)의 크기는 광 추출기(142A)의 크기보다 작을 수 있다.
일부 경우에, 광 추출기들의 소정 열의 경우, 램프에 더 가까운 광 추출기는 램프로부터 더 먼 광 추출기보다 작다. 예를 들어, 도 7은 가요성 단일형 도광체(710), 광(182)을 방출하는 제1 램프(180), 및 광(186)을 방출하는 제2 램프(184)를 포함하는 광원(700)의 일부분의 개략 평면도이다. 도광체(710)는 복수의 광 추출기(735)의 열(747A)을 포함하는 구조화된 상부 표면(715)을 포함하며, 여기서 열의 방향은 도광체의 구조화된 입력 측면(720)에 실질적으로 평행하다. 열(747A) 내의 광 추출기들의 경우, 램프에 더 가까운 일부 광 추출기는 램프로부터 더 먼 일부 광 추출기보다 작다. 예를 들어, 램프(180, 184)들에 더 가까운 광 추출기(720, 725)들은 2개의 램프로부터 더 먼 광 추출기(740)보다 작다. 다른 예로서, 램프(184)로부터 더 먼 광 추출기(730)는 램프(184)에 더 가까운 광 추출기(725)보다 크다. 다른 예로서, 램프(180)로부터 더 먼 광 추출기(750)는 램프(180)에 더 가까운 광 추출기(720)보다 크다.
예시적인 광원(100)은 가요성 단일형 도광체(110)의 구조화된 입력 측면(120)을 따라 배치된 2개의 분리된 광원(180, 184)을 포함한다. 일반적으로, 본 명세서에 개시된 광원은 도광체의 구조화된 입력 측면을 따라 배치된 하나 이상의 분리된 광원을 가질 수 있다.
램프(180, 184)들은 응용에 바람직할 수 있는 임의의 유형의 램프일 수 있다. 예를 들어, 램프(180)는 냉음극 형광 램프(cold cathode fluorescent lamp, CCFL) 또는 발광 다이오드(light emitting diode, LED)일 수 있다. 도광체(110)는 응용에 바람직할 수 있는 임의의 도광체 재료로 제조될 수 있다. 예시적인 도광체 재료는 유리 또는 중합체 재료, 예를 들어 사이클릭 올레핀 공중합체(COC), 폴리에스테르(예를 들어, 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN)), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리아크릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리카르보네이트(PC), 폴리메틸펜텐, 스티렌 아크릴로니트릴, 또는 임의의 다른 적합한 중합체 재료를 포함한다.
본 명세서에 개시된 도광체는 도 8a 내지 도 8f를 참조하여 약술된 방법을 사용하여 제조될 수 있다. 본 방법은 하나 이상의 램프로부터의 광을 효율적으로 결합할 수 있는 가요성 단일형 도광체를 제조함에 있어서 그리고 2차원의 넓은 균일한 광원을 제공함에 있어서 유연성 및 제어성을 제공한다.
도 8a는 상부 표면(815)을 포함하는 제1 공구(810)의 개략적인 3차원 도면이다. 도 8a에 도시된 예시적인 제1 공구는 평면형이다. 일반적으로, 제1 공구는 응용에 바람직할 수 있는 임의의 형상 또는 만곡을 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 공구(810)는 원통의 형상일 수 있다. 제1 공구는 응용에 바람직할 수 있는 임의의 재료로 제조될 수 있다. 일부 경우에, 제1 공구(810)는 구리로 제조될 수 있거나 상부의 구리 층을 가질 수 있다.
다음, 도 8b에 개략적으로 도시된 바와 같이, 제1 공구(810)는 패터닝된 제1 공구(820)를 형성하도록 패터닝되는데, 이는 제1 패터닝 방법을 사용해 제1 공구의 상부 표면(815)의 제1 영역(818)을 패터닝하여 패터닝된 제1 공구(820)의 제1 패터닝된 영역(822)을 형성하고, 제1 패터닝 방법과 상이한 제2 패터닝 방법을 사용해 제1 공구의 상부 표면(815)의 제2 영역(819)을 패터닝하여 패터닝된 제1 공구(820)의 제2 패터닝된 영역(824)을 형성하는 것에 의하며, 여기서 제1 공구(810)의 제2 영역(819)은 제1 공구의 제1 영역(818)과 상이하다. 패터닝은 제1 패터닝된 영역(822) 및 제2 패터닝된 영역(824)을 포함하는 구조화된 상부 표면(828)을 포함하는 패터닝된 제1 공구(820)를 생성한다. 일부 경우에, 제1 패터닝 방법은 인그레이빙 방법을 포함하고 제2 패터닝 방법은 스레드 커팅 방법을 포함한다. 제1 패터닝된 영역(822)은 복수의 구조체(826)를 포함한다. 예시적인 스레드 커팅 방법은 예를 들어 PCT 출원 공개 WO 00/48037호, 및 미국 특허 제7,350,442호 및 제7,328,638호에 기재된 바와 같은 고속 공구 서보(fast tool servo)를 이용하며, 이들 문헌의 개시 내용은 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된다.
다음, 도 8c에 개략적으로 도시된 바와 같이, 패터닝된 제1 공구(820)가 패터닝된 제1 공구(820)의 구조화된 표면(828)과 제2 공구(830)의 상부 표면(832) 사이에 배치된 도광체 재료(835)에 복제되며, 여기서 일부 경우에 도광체 재료(835)는 각각의 공구(820, 830)들의 최외측 표면(828, 832)들과 물리적으로 접촉한다. 복제 공정은, 도 8d에 개략적으로 도시된 바와 같이, 패터닝된 제1 공구(820)의 제1 패터닝된 영역(822)에 대응하는 제1 복제된 영역(842) 및 패터닝된 제1 공구(820)의 제2 패터닝된 영역(824)에 대응하는 제2 복제된 영역(844)을 포함하는 도광체(841)를 포함하는 가요성 단일형 도광체 캐리어(840)를 생성한다. 제1 복제된 영역(842)은 제1 패터닝된 영역(822) 내의 복수의 구조체(826)(도 8b)에 대응하는 복수의 광 추출기(846)를 포함한다.
도광체 재료(835)를 위한 예시적인 재료는 유리 또는 중합체 재료, 예를 들어 사이클릭 올레핀 공중합체(COC), 폴리에스테르(예를 들어, 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN)), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리아크릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리카르보네이트(PC), 폴리메틸펜텐, 스티렌 아크릴로니트릴, 또는 임의의 다른 적합한 중합체 재료를 포함한다.
일부 경우에, 도광체 재료(835)는 예를 들어 복제 공정 후에 그리고 공구(820, 830)들이 제거되기 전에 열 또는 방사선에 의해 고형화되는 액체일 수 있다. 일부 경우에, 복제 단계는 예를 들어 도광체 재료의 온도를 도광체 재료의 유리 전이 온도를 초과해 증가시킴으로써 도광체 재료(835)를 연화시키는 것에 의해 촉진된다. 그러한 경우에, 도광체 재료의 온도는 복제 공정 후에 그리고 공구(820, 830)들이 제거되기 전에 감소된다.
일부 경우에, 도광체 재료(835)는 예를 들어 하나 또는 둘 모두의 공구(820, 830)를 충분히 가열함으로써 용융될 수 있다. 그러한 경우에, 도광체 재료는 예를 들어 복제 공정 후에 그리고 공구(820, 830)들이 제거되기 전에 공구(820, 830)들을 냉각시킴으로써 고형화된다.
다음, 개략 평면도가 도 8e에 도시되어 있는 커터(850)를 채용하는 다이 커팅 방법을 사용하여 도광체(841)가 도광체 캐리어(840)로부터 절단된다. 커터(850)는 구조화된 제1 측면(854) 및 복수의 리세스된(recessed) 영역(851)을 포함하는 개방 영역(850)을 포함한다. 구조화된 제1 측면(854)은 더 큰 특징부를 포함하는 제2 패턴(858) 상에 중첩된, 더 작은 특징부를 갖는 제1 패턴(856)을 포함한다. 커터(850)는 도광체(841)의 주연부(perimeter)를 따라 절단하는 데 사용되며, 이는 도 8f에 개략적으로 도시된 바와 같이 구조화된 입력 측면(881) 및 구조화된 상부 표면(890)을 포함하는 가요성 단일형 도광체(870)를 생성한다. 구조화된 입력 측면(881)은 커터(850)의 개방 영역(852)의 구조화된 제1 측면(854)에 대응하고, 더 큰 특징부를 갖는 제2 패턴(884) 상에 중첩된, 더 작은 특징부를 갖는 제1 패턴(882)을 포함한다.
구조화된 상부 표면(890)은 복수의 광 추출기(846)를 포함하는 제1 영역(872) 및 테이퍼 부분(878)을 포함하는 제2 영역(844)을 포함한다. 도광체(870)는 또한 커터(850) 내의 복수의 리세스된 영역(851)에 대응하는 복수의 탭(tab)(892)을 포함한다.
도 8a 내지 도 8f를 참조하여 약술된 제조 방법은 배치 공정(batch process), 또는 연속 공정, 또는 배치 공정과 연속 공정의 조합일 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에 개시된 방법의 적어도 일부가 연속적인 주조 및 경화 공정 또는 연속적인 압출 공정을 사용하여 수행될 수 있다. 일부 경우에, 연속 공정은 가요성 단일형 웨브(web)인 도광체 캐리어(840)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 광 캐리어(840)는 길이가 3.0 미터(10 피트) 이상이고 웨브-횡단 폭이 예를 들어 0.6 내지 1.2 미터(2 내지 4 피트)인 연속 웨브일 수 있다.
도 9는 본 명세서에 개시된 방법에 따라 제조된, 도 1a의 도광체(110)와 유사한, 도광체의 광학 현미경 사진 평면도이다. 참고로 도 1a에 사용된 도면 부호를 사용하면, 도광체는 제2 영역(140) 및 구조화된 입력 측면(120)을 가졌다. 제2 영역(140)은 플래토 부분(150) 및 테이퍼 부분(160)을 포함하였다. 구조화된 입력 측면(120)은 파형의 제2 패턴(175)을 포함하였다. 도 10은 본 명세서에 개시된 방법에 따라 제조된, 참고로 도 2의 도광체(110)와 유사한, 도광체의 광학 현미경 사진 측면도이다. 도 2에 사용된 도면 부호를 사용하면, 도광체는 더 큰 특징부(177)를 포함하는 파형의 제2 패턴(175) 상에 중첩된, 더 작은 특징부(172)를 갖는 제1 패턴(170)을 포함하는 구조화된 입력 측면(120)을 가졌다.
도 11 내지 도 13은 본 명세서에 개시된 방법에 따라 제조된, 도광체(110)와 유사한, 도광체의 제1 영역(130)의 여러 위치에 있는 광 추출기(142)(도 1a)를 도시하고 있다. 특히, 도 11은 테이퍼 부분(160) 부근의 복수의 광 추출기(1142)의 광학 현미경 사진 평면도이고, 도 12는 제1 영역(130)의 중간 부분 부근의 복수의 광 추출기(1242)의 광학 현미경 사진 평면도이며, 도 13은 말단 측면(122) 부근의 복수의 광 추출기(1342)의 광학 현미경 사진 평면도이다.
도 14는 본 명세서에 개시된 방법에 따라 제조된, 도 1b의 도광체(110)와 유사한, 도광체의 광학 현미경 사진 측면도이다. 참고로 도 1b에 사용된 도면 부호를 사용하면, 도광체는 구조화된 제3 측면(124)을 가졌다.
일부 경우에, 제2 공구(830)의 상부 표면(832)은 매끄럽다. 그러한 경우에, 복제 공정은 매끄러운 바닥 표면(894)을 갖는 가요성 단일형 도광체(870)를 생성한다. 일부 경우에, 제2 공구의 상부 표면(832)은 구조화된다. 그러한 경우에, 복제 공정은 예를 들어 인접 확산 필름 또는 휘도 향상 필름과 같은 인접 필름에의 도광체의 광학적 결합 또는 웨트 아웃을 방지하기 위한 구조화된 바닥 표면(894)을 갖는 가요성 단일형 도광체(870)를 생성한다.
다이 커팅은 본 명세서에 개시된 예시적인 커팅 방법이다. 도광체 캐리어(840)는 구조화된 입력 측면(881)을 포함하는 도광체(870)를 생성하도록 다른 커팅 방법을 사용하여 절단될 수 있다. 다른 예시적인 커팅 방법은 레이저 커팅 방법을 포함한다.
예시적인 커터(850)는 더 큰 특징부를 갖는 제2 패턴(858) 상에 중첩된, 더 작은 특징부를 갖는 제1 패턴(856)을 포함하는 구조화된 제1 측면(854)을 포함한다. 일부 경우에, 커터(850)의 구조화된 제1 측면(854)은 제2 패턴(858)을 포함하지만 제1 패턴(856)은 포함하지 않을 수 있다. 그러한 경우에, 도광체(870)의 구조화된 입력 측면(881) 내의 제1 패턴(882)은 예를 들어 커팅 속도 및/또는 온도를 제어함으로써 커팅 단계 동안에 생성될 수 있다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, "수직", "수평", "위", "아래", "좌측", "우측", "상부" 및 "하부", "시계방향" 및 "반시계방향"과 같은 용어 및 다른 유사한 용어는 도면에 도시된 바와 같은 상대 위치를 지칭한다. 일반적으로, 물리적인 실시예는 상이한 배향을 가질 수 있으며, 그 경우에 이 용어들은 장치의 실제 배향에 맞추어 수정되는 상대 위치를 지칭하도록 의도된다. 예를 들어, 도 8f의 이미지가 도면의 배향과 비교할 때 뒤집혀져 있을지라도, 표면(894)은 여전히 바닥 표면인 것으로 간주된다.
위에서 인용된 모든 특허, 특허 출원 및 다른 공보들은 상세히 재현되는 것처럼 본 문헌에 참고로 포함된다. 본 발명의 특정의 실시예가 본 발명의 다양한 태양의 설명을 용이하게 하기 위해 위에서 상세하게 설명되었지만, 본 발명을 실시예의 상세 사항으로 제한하고자 하는 것이 아님을 이해하여야 한다. 오히려, 본 발명은 첨부된 특허청구범위에 의해 한정되는 본 발명의 사상 및 범주 내에 속하는 모든 수정, 실시예, 및 대안을 포함하고자 한다.

Claims (39)

  1. 가요성 단일형 도광체(flexible unitary lightguide)로서,
    더 큰 특징부를 갖는 제2 패턴 상에 중첩된, 더 작은 특징부를 갖는 제1 패턴을 포함하는 구조화된(structured) 입력 측면; 및
    내부 전반사(total internal reflection)에 의해 가요성 단일형 도광체 내에서 전파되는 광을 추출하기 위한 복수의 이산형(discrete) 광 추출기를 포함하는 제1 영역, 및
    구조화된 입력 측면으로부터 제1 영역으로 광을 지향시키기 위한 테이퍼 부분을 포함하는 제2 영역
    을 포함하는 구조화된 상부 표면을 포함하고,
    광 추출기들은 가요성 단일형 도광체의 길이를 따른 제1 주기를 갖는 주기적인 어레이(array)를 형성하며, 제1 주기는 가요성 단일형 도광체가 픽셀화된(pixelated) 디스플레이에 백라이트로서 사용될 때 가시적 무아레 프린지(
    Figure 112017010751668-pct00002
    )가 실질적으로 발생하지 않게 하고,
    제2 영역은 구조화된 입력 측면 및 테이퍼 부분 사이에 배치된 플래토(plateau) 부분을 포함하는 가요성 단일형 도광체.
  2. 제1항에 있어서, 제1 패턴은 불규칙적인 패턴이고 제2 패턴은 규칙적인 패턴인 가요성 단일형 도광체.
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