KR100600661B1 - 광 안내부 상에 광 추출 구조물을 성형하기 위한 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 개방형 주형(6)을 사용한 조명 장치를 사용하여 광 추출 구조물의 가소성 재료를 사용한 조립식 광 안내부에 대한 첨가를 가능하게 하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 추출 구조물(14)을 포함하는 주형이 우선 제공된다. 경화성 몰딩 재료(35) 및 조립식 광 안내부(30)가 주형 내에 위치하며, 광 추출 구조물을 포함하는 오버레이는 광 안내부 상에서 경화되어 기능적인 조명 장치를 제공한다.

광 안내부, 세그먼트, 광 추출 구조물, 미세구조물, 광섬유

Description

광 안내부 상에 광 추출 구조물을 성형하기 위한 장치{APPARATUS FOR MOLDING LIGHT EXTRACTION STRUCTURES ONTO A LIGHT GUIDE}

본 발명은 일반적으로 조명 장치를 제작하기 위한 장치 및 방식에 관한 것이며, 특별하게는, 제조 공정 중 광 추출 구조물이 광 안내부에 직접 부착되는 오버레이 내에서 몰딩 되는 조명 장치를 제작하기 위한 장치 및 방식에 관한 것이다.

유리 또는 폴리머와같이 광 전달 가능 재료들은 광을 전파하기 위한 광 안내부로써 이용될 수 있다. 일반적으로, 광 안내부는 광원으로부터 광을 수용하고 광 안내부를 통해 전파된 광을 반사하기 위한 광학적으로 매끄러운 적어도 하나의 표면을 포함한다. 광 안내부의 일반적인 예는 데이터 통신 산업에서 전통적으로 사용되는 광학 섬유와, 광 표시장치 산업에서 사용되는 평면의 파로를 포함한다.

또한, 광섬유는 예를 들어 미국 특허 제5,225,166호(자리안 외)에 개시된 것과 같은 조명 장치 내의 구성 요소로 사용된다. 이들 장치에서, 광은 적어도 광섬유의 일 단부에 주입되어 섬유의 길이를 따르는 위치 또는 소정의 위치에서 섬유를 빠져나올 수 있다.

광이 원하는 지점에서 섬유를 빠져나오도록 촉진하는 방식은 추출 기술로 알려져 있다. 비제어 방식의 많은 추출 기술들은 광섬유로부터 광의 누출을 유발한 다. 이런 기술들은 섬유가 (일반적으로 "마이크로 벤드"라고 알려진) 비교적 날카로운 벤드가 되도록 하는 것과 광학 섬유 코어의 부분을 또는 탈광을 유발하는 확산 표면을 제공하는 클래딩을 제거 및/또는 거칠게 하는 것을 포함한다.

또한, 추출 기술은 제어 방식으로 광을 광학 섬유로부터 추출되도록 유발하는 것으로도 알려진다. 이러한 기술은 미국 특허 제5,432,876호(아펠던 외)에 개시되어 있다. 상기 특허에는, 광섬유의 코어부 내에 형성된 노치 또는 다중 광 추출 구조물을 갖는 조명 장치가 개시되어 있다. 추출 구조물은 섬유의 축방향을 따라 또는 축방향 하방으로 전파되는 광의 부분을 반경 방향으로 반사하는 제1 및 제2 반사 표면을 한정한다. 반사된 광은 전체 내부 반사의 원칙에 따라, 섬유를 따르는 연속적인 전파를 위해 필요한 임계각보다 작은 각으로 유도된다. 그 결과, 반사광은 섬유로부터 추출된다.

추출 구조물을 제작하는 다양한 방식이 알려져 있다. 예를 들어, 추출 구조물은 섬유 내에서 직접적으로 초소형 기계 가공 될 수 있다. 그러나, 이러한 접근법의 약점 중 하나는 예를 들어 투명성, 유연성 및 고 굴절률과 같은 바람직한 섬유의 특성을 갖는 재료는 종종 정밀한 초소형 기계 가공에 적합하지 않다는 것이다. 따라서, 섬유의 코어부 재료 내에서, 초소형 단위의 정밀도 및 정확도를 갖고 제품을 직접 기계 가공하는 것은 비용적으로 그리고 제작 시간상으로 매우 어렵다.

미국 특허 제5,631,994호(아펠던 외)는 추출 구조물을 다른 생산 방식을 개시한다. 이 방식에 따르면, 추출 구조물과 통합된 오버레이가 제공된다. 광학적으로 투명한 기질로부터 형성된 오버레이는 몰딩 공정과 같은 전통적인 제조 공정에 의해 제작된다. 점착성의 뒷받침(backing)이 오버레이가 섬유 코어부에 잘 접착되도록 오버레이에 제공된다. 그러나, 이 방식이 광 안내부에 광 추출 구조물을 덧붙이는 다른 방식과 관련한 몇몇 문제들을 극복한 반면에, 두 개의 여분의 인터페이스, 즉 섬유/접착부 인터페이스 및 접착부/기질 인터페이스가 제공되어야 한다. 이들 부가적인 인터페이스의 각각은 예를 들어 바람직하지 않은 분산 및 반사를 통해 광 추출의 정밀도를 감소시킬 수 있다. 또한, 이 방식은 오버레이가 광 안내부를 따라 조심스럽게 정렬될 것을 요구한다. 또한, 오버레이의 사용은 광 안내부 상의 추출 구조물의 가능한 배열을 제한한다. 예를 들어, 상기 구조물이 서로로부터 오프셋된 추출 구조물의 두 개 이상의 평행 열을 배열하는 것이 어렵다.

1998년 2월 20일 출원된 "팽창 가능한 주형을 이용한 이음새 없는 마이크로복제를 위한 장치 및 방법"을 발명의 명칭으로 하는 미국 출원 제09/026,836호는 섬유 코어부 및 추출 구조물이 폐쇄 주형 내에서 완전한 유닛으로 형성되는 방식을 개시한다. 이 방식은 점착성 뒷받침이 있는 오버레이가 필요하지 않으며 다른 주목할 만한 장점을 가지고 있지만, 역시 팽창 가능한 주형의 사용을 요구한다. 또한, 이 출원서에서 설명된 방법은 코어부와 광 추출 구조물 모두에 대해 같은 재료를 사용하도록 제한된다. 그러나, 코어부와 광 추출 요소에 대한 상이한 재료의 사용은 두 구성 요소 상의 상이한 공정 요구 및 두 구성 요소가 제공하는 상이한 기능으로 인해 종종 바람직하다. 예를 들어, 전술된 바와 같이, 좋은 섬유 특성을 주는 재료가 초소형 기계 가공에 대해 항상 적합한 것은 아니다.

압출 성형 방식은 열가소성 공급을 이용한 연속적인 방식으로 광 안내부를 포함하는 제품을 생산하는 데 사용될 수 있다. 그러나, 압출 성형 공정은 열가소성 물질을 비교적 매끄러운 표면을 갖는 형상으로 용해하는 공정에 잘 적응되는 반면에, 광 안내부에서의 광 추출 미세구조물과 같이 압출 성형 방향과 반대 방향에서 정밀한 형상을 갖는 제품의 제작에는 덜 적합하다. 이것은 압출 성형 공정에서, 압축 성형물이 다이를 빠져나갈 때와 같이 여전히 용해되어 부드러우며, 압축 성형물의 최종 형상은 냉각시키며 잡아당김으로써 영향을 받기 때문이다. 광 안내부의 경우, 일반적으로 합성 수지 경화와 같은 수축에 의한 백분율 체적의 변화는 광 추출에 대해 요구되는 미세구조물의 치수와 비교하여 크다. 따라서, 미세구조물의 정밀도가 손상되어 의도한 것과 같이 형성되지 않는다.

사출 성형은 정밀도를 가진 형상을 갖는 제품을 연속적인 방식으로 생산하는데 사용된다. 이러한 과정에서, 용해된 재료는 고압 하에서 최종 생산품에 덧붙여질 형상을 갖추고 있는 주형으로 주입된다. 사출 성형은 제품의 양면이 열가소성 재료의 경화 또는 냉각 중에 제어되는 압축성형에 대해 유리하기 때문에 수축에 대해 더 우수한 제어를 허용한다.

사출 성형은 광학 섬유 기술의 다양한 상태에서 사용된다. 따라서, 미국 특허 출원 제4,410,561호(하트, 주니어.)는 접합 작업 중에 본래의 코팅이 그로부터 제거되는 광학 섬유의 일부를 재코팅하도록 사출 성형의 이용을 개시한다. 따라서, 일예로 반원형 형태를 갖는 홈을 구비한 분할 주형이 이용된다. 홈은 주형과 코팅부 간의 간극이 제공되도록 섬유의 코팅부의 직경 보다 약간 더 큰 직경을 갖는다. 섬유를 홈 내의 개방형 주형 내에 배치시키기 위해, 섬유는 인장되어 섬유의 코팅부는 간극으로 인해 홈과 접촉하지 않는다. 그후, 주형은 폐쇄되고 경화성 코팅 재료가 주입되며, 코팅 재료는 섬유의 비코팅부를 둘러싸게 된다. 그후에 코팅 재료는 경화된다. 일본 특허 출원 제56123669호(미노루)는 어느 정도 유사한 내용을 개시한다. 이 분야에서의 사출 성형 사용의 다른 예는 미국 특허 제4,531,702호(프러머), 미국 특허 제5,587,116호(존슨 외), 미국 특허 제5,772,932호(카미구치 외), 일본 출원 제07296044호(야스히로 외), 일본 출원 제06276461호(요시요키 외), 일본 출원 제07006184호(토시오 외), 일본 출원 제06078489호(타카노부) 및 일본 출원 제06246042호(타츠오 외)에 개시되어 있다.

그러나, 사출 성형은 그 위에 정밀한 미세구조물을 갖는 광학 섬유를 제작하는데 있어서 사출 성형을 사용할 수 없다는 다른 제한을 갖는다. 특히, 사출 성형은 열가소성 용탕이 주형의 형상을 취하도록 만들어진 후, 냉각 되도록 요구한다. 일반적으로 광학 섬유에 사용되는 투명하고 충전되지 않은 열가소성 수지는 좋지 않은 열전도체이어서 상당히 수축된다. 따라서, (일반적으로 60초 이하로 요구되는) 충분히 빠른 사이클 타임이 허용되는 동안 바람직한 정밀도를 얻기 위해, 이러한 재료의 상업적인 사출 성형은 일반적으로 약 6mm(0.25 inch) 이하의 두께를 갖는 부품에 제한된다. 일반적으로 조명 목적으로 사용되는 큰 코어 광학 섬유는 이와 같은 치수를 초과한다.

따라서, 예를 들어 광 추출기와 같은 표면상에 정밀한 미세구조물을 갖는 다른 광 안내부 및 큰 코어 광학 섬유를 제작하는 연속 공정이 필요하다. 특히, 점착성 뒷받침이 있는 오버레이 필름의 사용에 의해 요구되는 부가적인 인터페이스가 필요하지 않고, (예를 들어 정밀 요소 상의 축소의 역효과와 같은) 종래의 몰딩 공정의 어려움을 극복하며, 광 안내부의 광학 코어 내에 기계 가공되는 광 추출 구조물이 불필요한 광 추출 요소 및 코어에 대한 다양한 재료의 사용이 허용된 광 안내부를 제작하는 연속 공정이 필요하다. 이것들과 다른 필요들은 이하 설명되어 지는 본 발명에 의해 만족된다.

일 태양에 있어서, 본 발명은 점착성 뒷받침이 있는 오버레이 필름이 필요 없는 광 안내부에 대한 광 추출 표면의 부가를 위한 방법에 관한 것이다. 본 방법에 따르면, 광 추출 오버레이는 광 안내부를 개방형 주형 내로 위치시킴으로써 광 안내부 상에 직접 몰딩 된다. 주형은 바람직한 추출 구조물과 역으로 정합하는 주형의 표면상에 초소형 구조의 형상을 구비한다. 코어 재료와는 다를 수 있지만 양호하게는 코어 재료에 강력하게 접착될 수 있는 경화성 재료는 광 안내부가 그 안에 위치되기 전, 위치되는 중, 위치된 후 중 어느 한 경우에 주형 내에 놓여진다. 경화에 있어서, 경화성 재료는 바람직한 미세구조물이 그 위에 형성되는 동안 광 안내부에 강력하게 접착된다. 이렇게 형성된 초소형 복제 광 안내부는 조명 장치 및 다른 광 추출 적용에서 유리하게 사용될 수 있다.

본 발명의 특별한 실시예에서, 조명 기구는 그 위에 다수의 초소형 구조 형상을 포함하는 내부면이 있는 저장기를 갖는 개방형 주형의 사용을 통해 형성된다. 주형의 저장기는 경화되었을 때 대체로 광학적으로 투명하게 형성되는 아크릴, 실리콘 또는 우레탄과 같은 경화성 재료로 충전된다. 조립식 광 안내부는 경화성 재료가 첨가되기 전, 첨가되는 중, 첨가된 후 중 어느 한 경우에 저장기 내에 위치된다. 경화성 재료는 경화성 재료와 조립식 광 안내부 사이의 굴절률의 차이가 예를 들어 0.05보다 작은 파장 범위에 대한 임의의 초기량보다 적도록 선정될 수 있다. 그 후, 경화성 재료는 접합된 층이 조립식 광 안내부 상에 형성되도록 경화된다. 주형으로부터의 제거 시, 조명 시스템 상에 접합된 층은 주형 내부면에 위치한 다수의 초소형 구조 형상의 복제를 포함한다.

본 발명에 관련한 태양에 있어서, 상기 설명된 형태의 몰딩 단계는 조명 시스템 또는 광 안내부 상에, 또는 내에 배치된 광 추출 구조물을 갖는 조명 시스템 또는 광 안내부를 형성하는 연속 공정의 일부분이다. 본 발명의 이 태양에 따르면, 광 안내부는 연속 공정의 일 단계에서 형성되며, 그 후 공정의 다른 단계에서 저장기 내에 위치된다.

본 발명의 또 다른 태양에 있어서, 시스템이 광 안내부 위에 형성된 다수의 광 추출 구조물을 갖는 광 안내부를 포함하는 조명 기구를 제작하기 위해 제공된다. 상기 시스템은 예를 들어, 광 안내부와 접촉하는 개방형 주형, 광 안내부 및 주형 조종 장치를 형성하는 압축 성형기를 포함한다. 주형은 광 안내부 상에 바람직한 오버레이 단면 형태와 정합하는 단면 형태를 갖는 표면을 구비된다. 적어도 하나의 미세구조물이 바람직한 광 추출 구조물의 복제(양호하게는 음각 복제)의 형태를 갖는 주형의 내부면 상에 형성된다. 개방형 주형은 광 안내부와 경화성 수지의 부분 사이에 접촉을 제공하기에 충분한 체적의 저장기를 포함한다. 경화성 재료는 양호하게는 미세구조물을 완전히 잠기게 하는 방식으로 저장기에 첨가된다.

본 발명의 또 다른 태양에 있어서, 시스템은 광 안내부 위에 형성된 광 추출 구조물을 갖는 광 안내부를 연속적으로 제작하도록 제공된다. 광 안내부를 형성하는 형성 수단을 포함하는 상기 시스템은 함께 결합된 다중 개방형 주형 세그먼트에 의해 형성된 순환 세그먼트된 주형을 갖는다. 개방형 주형 세그먼트의 각각은 광 안내부의 길이와 수직한 축에 대해 회전하며, 광 안내부가 회전 부분 중에 형성 수단을 빠져나간 후, 광 안내부에 접촉한다. 또한, 개방형 주형 세그먼트의 각각은 광 안내부 상의 바람직한 오버레이 단면 형태와 정합하는 단면을 갖는 내부면을 포함한다. 바람직한 광 추출 구조물의 복제인 형태를 갖는 적어도 하나의 미세구조물이 내부면 상에 형성된다. 주형은 경화성 재료의 부분 및 광 안내부를 수용하기에 충분한 체적의 저장기를 포함한다. 경화성 재료는 미세구조물을 완전히 잠기게 하는 방식으로 저장기에 첨가된다. 상기 시스템은 또한 개방형 주형 세그먼트가 광 안내부에 접촉할 때 개방형 주형 세그먼트 각각의 저장기에 유체 결합된 경화성 재료의 저장기를 포함한다.

본 발명의 또 다른 태양에 있어서, 조명 장치를 연속적으로 제작하는 시스템은 광 안내부 및 이동 가능한 순환 세그먼트된 주형 조립체를 형성하는 수단을 포함하도록 제공된다. 상기 조립체는 함께 결합된 다중 개방형 주형 세그먼트를 포함한다. 개방형 주형 세그먼트의 각각은 광 안내부의 길이에 수직인 축에 대해 회전하며, 광 안내부가 회전 부분 중에 형성 수단을 빠져나간 후, 광 안내부에 접촉한다. 또한, 개방형 주형 세그먼트의 각각은 광 안내부 상의 (바람직한 광 추출 구조물을 포함하는) 바람직한 오버레이 단면 형태와 정합하는 단면 형태를 갖는 내부면과 저장기를 포함한다. 상기 내부면은, 적어도 하나의 내부면 상에 형성된 바람직한 광 추출 구조물의 복제인 형태를 갖고 내부면 위에 배치된 미세구조물을 부가적으로 구비한다. 저장기는 광 안내부와 경화성 재료의 부분 사이의 접촉을 제공하기에 충분한 체적을 갖는다. 경화성 재료는 양호하게는 미세구조물을 완전히 잠기게 하는 방식으로 저장기에 첨가된다. 상기 시스템은 또한 개방형 주형 세그먼트가 광 안내부에 접촉할 때 개방형 주형 세그먼트 각각의 저장기에 유체 결합된 경화성 재료의 저장기를 포함한다.

본 발명의 또 다른 태양에 있어서, 일 방법이 다수의 광 추출 미세구조물을 포함하는 조명 장치를 연속적으로 제작하기 위해 제공된다. 상기 방법은 (a) 광섬유와 같은 광 안내부를 형성하는 단계와, (b) 순환 세그먼트된 주형 조립체를 형성하도록 함께 결합된 개방형 주형 세그먼트 내에 적어도 하나의 초소형 구조 형상을 갖는 다수의 개방형 주형 세그먼트를 포함하는 이동 개방형 주형을 통해 광 안내부를 통과하는 단계와, (c) 광 안내부의 길이에 수직인 축에 대해 순환 세그먼트된 주형 조립체를 이동하는 단계와, (d) 광 안내부가 순환 세그먼트된 주형 조립체의 회전의 부분 동안 형성될 때 이동 개방형 주형에 광 안내부를 접촉하는 단계와, (e) 개방형 주형 세그먼트가 광 안내부에 접촉할 때 각각의 개방형 주형 세그먼트에 경화성 재료를 충전하는 단계와 (f) 개방형 주형 세그먼트가 광 안내부에 접촉하여 남아있는 동안 적어도 부분적으로 경화성 재료가 경화되는 과정을 포함한다.

상기 설명된 본 발명의 다양한 실시예와 태양에 있어서, 주형은 저장기가 위치된 주연 표면을 갖는 연속적인 구조물로써 형성될 수 있다. 또한, 경화성 재료로 저장기를 충전하는 단계는 경화성 재료로 광 안내부와 접촉하는 저장기의 부분을 연속적으로 보충하는 단계를 포함하며, 경화 단계는 자유-라디칼 방법, 응축 방법 또는 이 방법들의 결합에 의해 경화를 초래하는 가열과 조사 단계를 포함할 수 있다.

다른 태양에 있어서, 본 발명은 새로운 광 안내부 구성과 조명장치의 제작에 있어서 이 구성의 사용에 관한 것이다. 새로운 광 안내부는 일반적으로 하나 이상의 지역에서 편평한 환형 단면을 갖는다. 편평한 지역들은 양호하게는, 그들이 충전되어 광 안내부가 본래의 원형 단면을 갖도록 하는 방식으로 구성될 수 있다.(예를 들어, 광 안내부는 단면이 D형일 수 있다.)

이 형태의 광 안내부는 하나 이상의 편평한 구역상의 (미세구조물이 있거나 또는 없는) 오버레이 또는 광 추출 재료의 배치에 의한 조명 장치의 생산에 유리하게 사용된다. 양호한 실시예에서, 함께 취해진 광 안내부 및 광 추출 재료는 일반적으로 환형인 단면 형태를 갖는다.

본 발명의 새로운 광 안내 구성은 안내 추출 재료 또는 오버레이가 광 안내부의 일 표면상에 놓이는 공압출과 같은 수많은 공정에서 사용될 수 있다. 그러나, 이 구성은 광 안내부 상에 광 추출 재료 또는 오버레이를 사출 성형하는 것이 바람직한 공정에 특히 적합하다. 이와 같은 공정에서, 새로운 구성을 갖는 광 안내부는 광 안내부의 편평한 평면이 주형의 저장기에 인접하도록 폐쇄 주형 내에 위치할 수 있다. 저장기의 표면이 미세구조물을 포함하고 저장기가 적당한 경화성 수지로 충전된다면, 조명 장치는 미세구조물의 음각을 구비한 표면을 갖도록 형성될 것이다. 저장기가 조립식 안내부의 치수와 비교하여 충분히 작다면 경화성 수지는 경화 도중 수지의 수축에 의한 초소형 구조적 항목의 커다란 손실 없이 사출 성형 과정의 부분으로써 저장기에 주입될 수 있다.

광 안내부의 제작을 조립식 광 안내부가 제작되는 제1 단계와 광 추출 미세구조물이 광 안내부에 첨가되는 제2 단계로 분리하여, 본 발명은 그것 상에 정밀한 미세구조물을 갖는 광 안내부를 얻기 위한 연속 제조 공정을 제공한다. 특히, 새 로운 광 안내부 구성은 상대적으로 두꺼운 구성 요소의 제작을 최적화 하는 빠르고, 연속적인 압출 성형 공정에서 제작 될 수 있다. 그 후, 추출 요소로 예정된 재료는 조립식 광 안내부의 하나 이상의 편평한 구역상에 정밀한 형상 제작에 대해 최적화된 사출 성형 공정에 의해 사출 성형될 수 있다. 그 결과, 광 안내부는 단면의 전체 형태가 원형이 된다. 추출 재료에 대해 요구되는 층이 상대적으로 얇을 수 있기 때문에, 몰딩 단계는 상업적으로 실용적인 사이클 타임을 달성할 수 있다.

또한, 새로운 광 안내 구조물을 사용하는 상기 공정은 코어 및 광 추출 요소에 대한 다양한 재료의 사용을 가능하도록 하여, 각각의 기능에 대해 최적화된 재료의 사용을 가능하게 한다. 재료의 선정이, 코어와 추출 구조물을 제작하는 공정이 분리될 수 있다는 사실에 의해 더욱 넓어져서, 코어의 제작 중 발생되는 (예를 들어, 압축성형 온도와 같은) 공정 조건에 안정하지 않는 추출 구조물에서의 재료의 사용을 가능하게 한다.

도 1a는 본 발명의 원리에 따른 광 추출 구조의 작동을 도시하는 광 안내부의 개략 단면도이다.

도 1b는 도 1a에 도시되는 광 안내부의 일 실시예의 개략 사시도이다.

도 1c는 본 발명의 조명 장치의 다른 실시예의 개략 평면도이다.

도 2a는 본 발명에 따른 조립식 광섬유 코어 상의 광 추출 구조를 제조하기 위한 개방형 주형의 단면도이다.

도 2b는 도 2a에 도시되는 개방형 주형의 다른 실시예의 단면도이다.

도 3a는 도2의 재료로 충전된 개방형 주형을 도시하고, 도 3b는 조립식 섬유 코어가 개방형 주형 내부에 삽입되는 개방형 주형을 도시한다.

도4a 및 도4b는 분할된 미세구조 공구가 장착되고 본 발명에 따른 연속 방식으로 조명 장치를 제조하기 위해 사용되는 장치의 개략도이다. 도4a는 사각형 단면 형상을 갖는 연속 이동식 개방형 주형을 갖는 실시예를 도시하며, 도4b는 도4a의 사각형을 갖는 연속 이동식 개방형 주형이 원형 단면 형상을 갖는 연속 이동식 개방형 주형으로 대체된 다른 실시예를 도시한다.

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본 발명은 광 추출 구조를 조립식 광 안내부에 부과함으로써 조명 장치를 제조하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따라, 개방형 주형은 추출 구조를 성형하고 조립식 광 안내부 상에 추출 구조들을 부착하는 데 이용된다. 추출 구조를 조립식 광 안내부 상에 부과하는 개방형 주형 마이크로복제의 이용은 추출 구조를 광 안내부 내로 바로 부합시킬 필요가 없으며 또한 추출 구조가 연속 방식으로 광 안내부 상에 성형되도록 하는 장점이 있다. 성형 단계는 독립 공정으로서 수행될 수 있고 또는 광 안내부 자체를 위한 연속 제조 공정에 통합시킬 수 있다. 또한, 조명 장치를 형성하는 조립식 광 안내부는 디스플레이에 이용되는 광섬유 및 평면 도파관으로 제한되지 않고 포함하는 임의의 광도 도파관일 수 있다.

A. 조명 장치

도 1a는 본 발명에 따라 구성된 조명장치부의 측면도를 도시한다. 조명 장치는 오버레이(12)를 위에 구비하는 광 안내부(30)로 형성되며, 상기 오버레이는 하나 이상의 광 추출 구조물(18)를 내부에 포함하는 표면(16)을 구비한다. 각 추출 구조물은 적어도 하나의 광학 평활면(20)을 포함한다. 사용할 때에 광선(40)이 대체로 표면(16)의 평면부(24)에 부딪치며, 광 안내부의 임계각보다 더 큰 각으로 광 안내부 내로 후방 반사되고 따라서 섬유를 따라 계속해서 전달된다. 대조적으로, 광선(42)은 광 추출 구조물(18)의 광학 평활면(20)에 부딪치고, 광 안내부(30) 따라 계속 전달되기 위해 요구되는 임계각보다 작은 각으로 광 안내부(30) 내로 광선(42)를 반사한다. 따라서, 광선(42)은 추출 구조물(18)의 위치에 대향된 위치에서 광 안내부(30)의 표면(32)을 투과한다. 본 발명의 예시적인 일 실시예에서, 광학 평활면(20)은 표면(20)으로부터의 광 반사를 강화시키는 정반사 재료로 피복될 수 있다. 바람직하게, 오버레이의 반사율보다 작은 반사율을 가지는 클래딩 층(도시되지 않음)은 광학 평활면(20)을 정반사 재료로 피복하기 전에 오버레이(12)를 덮는다. 상기 정반사 재료는 알루미늄 또는 은과 같은 고반사 금속 또는 미국 특허 제 08/402,041호(존자 등)에 개시된 종류의 다층 광학 필름을 포함할 수 있다.

도 1a에 도시된 추출 구조물(18)의 구성은 도시하는 목적만을 위해 도시된다. 더 일반적으로, 예를 들면 광이 발산되거나 또는 광이 조명 장치로부터 반사하여 영향 받도록 임계각보다 작은 각으로 광선을 반사함으로써 추출 구조물은 광 안내부로부터 광 추출을 발생시키는 임의의 구성을 가질 수 있다. 따라서, 예를 들면, 추출 구조물은 무작위로 치수 결정된 돌출부 또는 도 1c에 도시된 바와 같이 발산 방식으로 광을 추출하는 피트(15)를 포함할 수 있다. 몇몇 적용에서, 하나 이상의 반사기와 결합된 추출 구조물을 이용하는 것이 유리할 수 있다.

광 추출 구조물(18)는 일정한 또는 주기적인 또는 무작위의 패턴에 제한되지 않는 임의의 소정 패턴으로 광 안내부(30)를 따라 정렬될 수 있다. 예를 들면, 도 1b는 추출 구조물(18)의 두 개의 열이 사용되는 조명 장치의 실시예의 사시도를 도시한다. 상기 열은 열 안내부(30)의 종방향 축을 따라 연장되고 정해진 양에 의해 서로로부터 오프셋된다. 물론, 광 추출 구조물의 크기 및 간격은 균일할 필요가 없다. 예를 들면, 본 발명의 몇 실시예에서, 광 안내부(30)의 단위 길이당 광 추출 구조물(18)의 단면적을 변화시키는 것이 유리할 수 있다.

B. 주형 장치

본 발명은 조립식 섬유 코어 상의 추출 구조물을 마이크로복제하기 위한 개방형 주형을 포함한다. 본 발명에 따라 이용될 수 있는 개방형 주형의 예는 도2a에서 단면으로 도시된다. 주형(6)은 주형 재료를 보유하기 위한 저장기(10)를 포함한다. 저장기(10)는 내부면(13)에 의해 형성된다. 내부면(13)은 원형, V자형 또는 유리하다고 판명된 다른 형태일 수 있다. 저장기(10)는 주형 재료 및 조립식 섬유 코어를 주입할 수 있도록 충분히 커야 한다. 저장기(10)의 단면 형태는 바람직하게 최종 제품의 일반적인 또는 보통의 단면 형태에 대응한다. 주형(6)의 내부면(13)은 적어도 하나의 미세구조 형상부(14)가 부과된다. 미세구조 형상부(14)는 대체로 내부면(13) 전체를 덮을 수 있으며, 또는 내부면(13)의 하나 이상의 특정 영역에 제한될 수 있다. 대체로, 미세구조 형상부(14)는 추출 오버레이 내에 형성되는 추출 구조물의 음각 복제된 내부면(13)으로부터의 돌출부일 수 있다.

도 2b는 저장기(10)에 형성된 제2 저장기(22)가 있는 개방형 주형(6)의 다른 실시예를 도시한다. 미세구조 형상부(14)는 제2 저장기(22)에 배치된다. 저장기(10)은 미세구조 형상부(14)를 포함하지 않기 때문에, 저장기(10)는 조립식 광 안내부를 저장기 내부에 보다 견고하게 끼울 수 있도록 유리하게 구성될 수 있다. 또한, 도 2b에 도시된 개방형 주형(6)은 저장기(10)에 비해 저장기(22)의 감소된 치수 때문에 대체로 도 2a의 실시예보다 주형 재료를 덜 필요로 한다.

C. 주형 장치 제조 방법

개방형 주형은 주형 마스터로부터 제조된다. 마스터는 섬유 코어에 부가되는 추출 구조물을 포함한다. 마스터는 얻어진 추출 구조물의 기하학이 완성된 조명 장치에 요구되는 허용오차로 광을 반사하기에 적당하도록 고정밀성으로 제조되어야 한다. 특히, 구조는 날카로운 모서리에서 만나는 매우 매끄러운 평활면으로부터 형성되어야 한다. 고정밀성의 마스터는 주형 재료가 경화된 후에 주형 재료로부터 분리될 수 있는 기계 가공 스톡 재료로 제조될 수 있다. 예를 들면, 스톡 재료는 기계 가공 금속 또는 경중합체를 포함할 수 있다. 적합한 금속은 구리 및 알루미늄을 포함하고, 황동과 같이 합금한다. 적합한 중합체는 아크릴, 탄산염 및 광학 표면을 얻기 위해 마이크로-기계 가공될 수 있고 기계 가공 후에 그것의 형태를 유지하는 그밖의 다른 중합체를 포함한다.

주형 마스터를 형성하는 마이크로-기계 가공 스톡 재료는 예를 들어 다이아몬드 공구를 사용하는 공지된 기술에 의해 수행될 수 있다. 대표적으로, 마이크로-기계 가공은 다이아몬드 또는 탄소 날붙이 바이트를 사용하여 수행된다. 팁의 프로파일은 주형 마스터에 요구되는 구조의 형태 및 치수에 의해 결정될 것이다. 공지된 마이크로-기계 가공 기술은 정밀성이 0.001마이크론(micron)에 이르도록 정확하게 표면 구조를 재생산할 수 있다.

주형 그 자체는 마스터의 네거티브 복제이다. 주형을 제조하는 재료는 바람직하게는 경화 공정 중에 응고될 수 있는 액체 합성물이다. 재료는 바람직하게는 경화 공정 중에 수축을 적게 하며 마스터로부터 용이하게 제거 가능하다. 또한 주형 재료는 성형된 제품이 용이하게 주형으로부터 분리될 수 있도록 성형된 제품과의 부착을 약하게 하도록 선택될 수 있어야 한다.

D. 개방형 주형 마이크로복제 방법

공정의 다음 단계는 도 3a에 도시된 대로 주형 내부에 경화성 재료로 충전된다. 바람직하게, 경화성 재료(35)는 상기 재료(35)가 주형(6) 내부의 미세구조 형상부(14) 둘레로 유동하도록 주형(6) 내로 주입되는 때에 액체 형태이다. 경화성 재료(35)는 주형 내로 주입될 수 있으며 주형(6)에 악영향을 미치지 않는 온도 및/또는 압력 상태에서 경화될 수 있는 임의의 재료일 수 있다. 경화성 재료는 열, 방사 또는 다른 공지된 공정에 의해 경화 가능할 수 있다. 경화성 재료(35)는 바람직하게 조립식 광 안내부에 결속하고, 조립식 광 안내부의 굴절율과 밀접하게 정합하는 굴절율을 가지는 광학 투명 재료 내로 경화된다. 바람직하게는, 경화성 재료(35)와 조립된 섬유 코어 사이의 굴절율차는 최소로 유지된다. 예를 들면, 본 발명의 몇몇의 실시예에서는 약 0.1 미만의 굴절률차를 유지하기에 충분하다. 그러나, 본 발명의 다른 실시예에서는 0.05 이하의 굴절률차, 몇몇의 경우에서는 0.01이하의 굴절률차를 유지할 필요가 있을 수 있다. 적합한 경화성 재료는 중합화 가능한 화합물 또는 혼합물을 포함한다. 아크릴은 투명 특성에 대해 바람직한 경화성 재료 종류이다. 또한 일정한 공식화만이 바람직한 투명 특성을 가지더라도 경화 중의 우레탄 및 실리콘의 수축이 최소가 되려 하기 때문에 우레탄 및 실리콘은 경화성 재료 종류로 바람직하다.

경화성 주형 재료가 개방형 주형에 도포된 후에, 성형된 제품(예를 들면 발명의 조명 장치)은 경화성 재료의 공급을 유지하고 경화성 주형 재료를 경화시키는 개방형 주형 내로 조립된 광 안내부를 주입함으로써 제조된다. 도 3b는 주형 재료(35)의 도포 후에 조립된 섬유 코어(30)가 삽입되는 개방형 주형(6)을 도시한다. 일단 주형 재료가 경화되면 제품은 주형(6)으로부터 용이하게 제거된다.

도4는 연속적인 방식으로 조명 장치를 제조하는 방법을 도시한다. 조립된 광 안내부(41)는 공급원(40)로부터 공급될 수있다. 공급원(40)은 예를 들어 연속 추출 장치에 의해 제조된 섬유를 포함할 수 있다. 광 안내부(41)가 공급원(40)을 방출하는 때에 그것은 연속 순환식 개방형 주형(42)의 상부 표면을 따라 연장된다. 연속 순환식 개방형 주형(42)은 예를 들어 도2에서 도시된 저장기를 지지하는 둘레 표면(46)을 구비한다. 저장기는 예를 들면 도2에 도시된 미세구조 형상부에 대응하는 미세구조 성형부(도시되지 않음)를 구비하는 내부면에 의해 형성된다. 개방형 주형(42)이 이동할 때, 상부 표면(44)을 형성하는 둘레 표면(46)의 시작 부분은 주형 저장기의 시작 부분에 있는 광 안내부(41)와 접촉하게 된다.

순환식 개방형 주형(42)는 다양한 다른 경로로 구성될 수 있다. 예를 들면, 주형(42)은 순환식 벨트에 배치되는 링크되거나 또는 서로 구속된 개별 주형(예를 들어 도2에 도시된 주형들(6))의 연결을 포함할 수 있다. 또한, 개별 부분의 연결보다는, 순환식 개방형 주형(42)은 주형(42)이 연속적이고 분할되지 않도록 순환 벨트 내로 직접 형성되는 저장기를 구비할 수 있다. 비분할된 주형부, 즉 연속적인 주형은 많은 유용한 구조를 구비할 수 있다. 예를 들면, 주형은 특정한 요구에 따른 광 추출 구조물을 부과하기 위해 전체 길이에 걸쳐서 균일하거나 반복 패턴을 나타내거나 또는 변화를 주거나 무작위의 패턴을 나타내는 순환 패턴을 구비할 수 있다. 또한, 주형은 전체 길이에 걸쳐서 균일하지 않거나 또는 별개의 패턴을 나타내는 순환 패턴을 구비할 수 있다.

개방형 주형(42)는 공급원(40)으로부터 공급되는 광 안내부(41)에서의 속도에 필적하는 속도를 내어 이동한다. 따라서, 광 안내부(41)와 주형(42)이 접촉한 상태로 유지되는 시간 동안에 주형(42)의 상부 표면(44)과 접촉한 광 안내부(41)는 주형에 대해 정지하고 있다. 주형 재료(48)는 상부 표면(44)에 의해 형성되는 저장기부 내로 주입된다. 바람직하게는, 주형(42)이 연속적이고 비분할다면, 재료는 연속 상태로 연속 방식으로 주입된다. 이런 방식으로 주형 재료가 광 안내부(41)의 표면에 부착되는 때에 저장기는 충전된다. 주형(42)이 세그먼트의 연결이라면, 각 개별 주형 세그먼트는 세그먼트들 사이에 주형 재료 없이 충전되도록 재료가 비연속적으로 주입된다. 주형(42)으로부터 제거되는 때에 형태를 유지하고 광 안내부(41)에 부착하기 적절하게 주형 재료가 경화시킬 때까지 광 안내부(41)만은 주형(42)의 상부 표면(44)에 접촉하여 유지될 필요가 있다. 일반적으로, 이것은 "B-단계"라 명명되는 경화 공정 동안에 발생할 것이다. 이 기술 분야의 숙련자에게 공지된 대로, 완성된 경화는 감긴 롤 또는 오븐에서 발생할 수 있다. 또한 경화는 광 안내부(41)가 개방형 주형(42)과 접촉한 동안에 완성된다. 열 또는 자외선과 같은 에너지는 예를 들면 가열 부재(50) 또는 광원(60)에 의해 성형된 오버레이에 인가될 수 있다. 도4에 도시된 구성은 예를 들어 즉시 계속되는 추출 공정을 포함하는 광안내부의 형성 후에 추출 구조물이 조립된 광 안내부 상에 성형되도록 한다.

도4에 도시된 연속 이동식 개방형 주형의 일반적인 단면 형태는 직사각형인 반면에, 주형은 요구되는 임의의 형태임이 강조되어야 한다. 예를 들면, 도 4b에 도시된 대로 경화성 재료가 광 안내부에 부착되도록 주형의 상부 표면이 광 안내부를 따라 연장되게 하기 위해 주형은 곡률 반경이 적어도 충분히 큰 원형 단면 형태를 갖고 있다.

E. 광 안내부 구조

본 발명의 원리는 다양한 형태과 구조를 갖는 광 안내부 및 조명 장치의 제조에 적용될 수 있다. 예를 들어, 그러한 구조는 구형, 정사각형, 타원형, 또는 많은 측면 프로파일을 갖는 로드, 그리고 편평한 시트 또는 패널을 포함한다. 그러나, 본 발명의 실시에 이용될 때 특히 유용한 다수의 새로운 광 안내부 및 조명 장치 구조가 개발되어 왔다.

그러한 광 안내부 구조는 하나 이상의 영역(예를 들어, 단면 형태가 "D 자형"인 광 안내부)이 편평한 원형과 유사한 단면을 갖는다. 이러한 구조의 조립된 광 안내부는 광 추출 재료를 배치하거나 하나 이상의 편평부 상의 광 추출 미세구조물에 의한 조명 장치를 생산하기 위해 유용하게 이용될 수 있어서, 바람직하게는 서로 취해진 광 안내부 및 광 추출 재료나 구조가 대체로 원형 단면 형태를 갖는다. 조립된 광 안내부가 제고되는 제1 단계 및, 광 추출 재료 또는 미세구조물이 추가되는 제2 단계로 광 안내부의 제조가 분리됨으로써, 본 발명은 광 추출기를 그 위에 갖는 광 안내부를 달성하기 위한 연속 제조 공정을 제공한다. 특히, 신규한 광 안내부 구조는 신속하고 연속적이며, 비교적 두꺼운 구성 요소를 제조하기 위해 최적한 압출 공정을 제조할 수 있다. 그 이후에 추출 재료로 쓰이는 재료는 최적일 수 있는 성형 공정(예를 들어, 사출 성형)에 의해, 예를 들어 정밀한 특성을 생성하기 위해 전체적인 광 안내부의 단면이 대체로 원형이 되게 하는 조립된 광 안내부의 하나 이상의 편평부 상에 성형 될 수 있다. 추출 재료를 위해 요구되는 층은 비교적 얇을 수 있기 때문에, 성형 단계는 상업적으로 실용적인 사이클 타임을 달성할 수 있다.

또 다른 실시예에서, 본 발명의 광 안내부 또는 조명 장치는 제1 및 제2 대향 편평면을 가지고 있다. 제1 편평면은 광 안내부 밖으로 빛을 추출하는(예를 들어, 반사에 의하여), 그 위에 배치된 광 추출 재료를 갖는다. 다른 대향면은 색채 필터, 편광기 및/또는 발산기와 같은 광 수정 수단을 가지고 있다. 몇몇의 실시예에서, 다른 대향면은 반사기를 더 갖고 있을 수 있다. 광 안내부는 편광 특성 및/또는 파장 특성 발광을 발산하는 이러한 실시예에 따라 제작될 수 있으며, 그렇게 발산된 발광은 사실상 주로 반사 또는 발산으로 생성될 수 있다. 편광 특성 발광을 방사하는 광 안내부의 경우에, 광 안내부는 소정의 편광 내로 불량 편광(즉, 추출되지 않은 편광)의 변환 광을 위한 수단(예를 들어, 편광 무작위 추출 장치)을 더 가질 수 있다.

또 다른 실시예에서, 광 안내부 또는 조명 장치는 빛이 추출되거나 추출되게 하는 다수의 편평면을 가지고 있다. 따라서, 예를 들면 광 안내부의 구조는 코어가 본질적으로 다각형(삼각형, 직사각형, 정사각형, 육각형 등) 또는 불규칙한 단면일 수 있거나, 주로 원 또는 타원이지만 하나 이상의 편평면을 갖는다. 충분한 양의 광 추출 재료 및/또는 클래딩은 그 다음에 코어의 각각의 표면상에 배치되어 전체적인 구조는 본질적으로 원형 단면이다. 따라서, 예를 들어 클래딩 또는 광 추출 재료에 의해 추정된 공간이, 삼각형 또는 부채꼴에 의해 본질적으로 경계 지어진 섬유의 종축으로 직립한 판에서 단면형을 가질 경우에, 광 안내부는 표면을 따르는 종방향 노치를 포함한 광학 섬유일 수 있다. 그러한 실시예에서, 노치가 비교적 좁은 것이(예를 들어, 부채꼴이 약 90°미만인 각도로 한정될 경우, 더욱 바람직하게는 약 45°미만인 경우) 상당히 유리하다.

다르게는, 추가된 광 추출 재료 및/또는 클래딩의 양은 전체적인 구조가 소정의 비원형 형상(예를 들어 다각형)을 가지도록 할 수 있다. 이러한 최근 실시예의 한정되지 않은 특정한 예시는, 종축으로 직립한 판에서 사다리꼴 단면을 갖는 광 안내부를 포함한 조명 장치이고, 광 추출 재료 및/또는 클래딩이 광 안내부에 추가되어 여전히 대체로 사다리꼴 단면인 조명 장치가 되게 한다.

본 발명의 이러한 태양의 또 다른 실시예에서, 축을 따라 종방향으로 연장되는 하나 이상의 노치들을 갖는 조립된 광 안내부가 제공된다. 그 후에, 본질적으로 원형 단면인 완성된 조명 장치를 생산하도록, 이러한 노치들은 광 추출 재료로 채워지고, 선택적으로는 전술된 하나 이상의 광 변경 수단으로 채워진다.

본 발명에 따라 제작된 조명 장치의 몇몇의 실시예에서, 광 안내부 및 광 추출 재료의 단면 형상은 본질적으로 원형인 단면 형상을 형성하도록 결합한다. 일반적으로, 광 안내부 및 광 추출 재료의 단면 형상의 경계는 연속적일 것이다.

가장 바람직하게는, 본 발명에 따라 제작된 조명 장치가 높은 종횡비를 갖는 광학 섬유 및 또 다른 광 안내부를 포함하고, 본 명세서에서 종횡비는 가장 긴 치수와 2번째로 긴 치수와의 비율의 의미로 이용된다. 일반적으로, 이러한 치수들은 상호간에 직립한 축을 따라 배치된다. 본 발명의 조명 장치의 제작에 이용되는 광 안내부의 종횡비는, 일반적으로 2이상, 더욱 바람직하게는 5이상, 그리고 가장 바람직하게는 10이상일 것이다.

전술된 실시예에서 특히 유용한 하나의 광 변경 수단은, 본 명세서에서 모두 참조되는 어더커크 등(Ouderkirk et al.)의 미국 특허 제5,783,120호, 어더커크 등(Ouderkirk et al.)의 미국 특허 제5,825,543호 및 네비트 등(Nevitt et al.)의 미국 특허 제08/807,268호에 개시된 연속/분산 상 재료이다. 예를 들어 그러한 일 실시예에서, 연속적이거나 분산된 상은 모두 PEN/PMMA 또는 PEN/sPS와 같은 열가소성 중합체이고, 빛이 추출되는 판에서 제1 판 내부 축을 따르는 2개의 위상차 사이에 비교적 큰 부적당한 굴절률과 제2 판 내부 축을 따르는 2개의 위상차 사이에 비교적 작은 상이한 굴절률이 있도록 가공될 수 있어서, 제2 판 내부 축은 필수적이진 않지만 일반적으로 제1 판 내부 축과 직교한다. 예를 들어, 연속/분산 상 재료는 넓게 굴절하는 발산기로써 작용하도록 가공될 수 있어서 광 안내부로부터 추출된 빛은 특정한 편광이 된다. 몇몇 실시예에서, 광 안내부는 빛의 불량 편광이 재 순환되고 편광 상태로 수정을 통해 이동하도록 제작된다. 본 발명은 적어도 하나의 상이 액정인 연속/분산 상 시스템의 이용을 더 고려한다. 예를 들어 그러한 실시예에서, 액정 재료는 중합 매트릭스 내에 배치된 액적으로써 존재할 수 있다.

넓게 반사되도록 제조될 수 있기 때문에, 전술된 연속/분산 상 재료는 광 추출 및 광 변경 기능 모두를 수행하도록 이용될 수 있다. 물론, TiO₂와 같은 당해 기술 분야에 공지된 다른 광 추출 재료들도 본 발명에 이용될 수 있다.

전술된 조명 장치 및 광 안내부의 다양한 실시예에서, 광 안내부의 편평부 또는 비 원형부는, 종래의 원형 단면 형상을 갖거나 몇몇의 다른 단면 형상(예를 들어, 광 안내부는 제1 형상 및 제2 형상 사이에서 교번하거나 제1 형상에서 제2 형상으로 변화하는 종축에 직립한 판에서 단면을 가질 수 있다)을 갖춘 광 안내부의 부분과 결합하거나 교번하여 이용될 수 있다. 이것은 특히 추출되기 전에 빛을 소정의 거리로 전달하는 것이 바람직한 실시예에서 정확하다. 반대로, 광 안내부 또는 조명 장치의 단면 형상이 비교적 일정하게 유지될 수 있는 경우에, 광 안내부 또는 조명 장치는 광 추출 구조물 또는 자체 길이의 대부분이나 전체를 따르는 재료를 포함하여 구성된다.

전술된 본 발명의 상세한 설명은 단지 예시이고, 한정하기 위한 것은 아니다. 따라서, 당해 분야의 숙련자는 본 발명의 범주에 벗어나지 않는 다양한 변경이 전술된 실시예로 제작될 수 있음을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로, 본 발명의 범주는 단지 첨부된 특허청구의 범위에 의해 해석되어야 한다.

Claims (17)

1. 조명 장치를 성형하기 위한 개방형 주형이며,

   a) 소정의 광 추출 구조물을 포함한 광 안내부에 대응하는 소정의 오버레이 단면 형상과 정합하는 단면 형상을 갖는 내부면과,

   b) 내부면 상에 형성되고 소정의 광 추출 구조물의 복제된 형상을 갖는 적어도 하나의 미세구조물과,

   c) 경화성 재료가 저장기에 부가될 때 경화성 재료가 미세구조물을 완전히 덮도록 광 안내부 및 경화성 재료의 접촉을 허용하는 충분한 체적의 저장기를 포함하는 개방형 주형.
2. 광 안내부 내에 광 추출 구조물을 연속적으로 제조하기 위한 시스템과 조합되는, 순환 주형을 성형하는 적어도 하나의 개방형 주형 세그먼트를 포함하는 순환 주형이며,

   상기 주형 세그먼트는,

   a) 소정의 광 추출 구조물에 대응하는 소정의 오버레이 단면 형상과 정합하는 단면 형상을 갖는 주형 세그먼트와,

   b) 표면상에 형성되고 소정의 광 추출 구조물의 복제된 형상을 갖는 적어도 하나의 미세구조물과,

   c) 경화성 재료가 저장기에 부가될 때 경화성 재료가 미세구조물을 완전히 덮도록 광 안내부와 경화성 재료 간의 접촉을 허용하는 충분한 체적의 저장기를 포함하는 순환 주형.
3. 조명 장치를 연속적으로 제조하기 위한 시스템이며,

   a) 광 안내부를 연속적으로 공급하기 위한 공급원과,

   b) 순환 세그먼트 성형 조립체를 형성하도록 서로 결합된 복수의 개방형 주형 세그먼트를 포함하는 이동 가능한 순환 세그먼트 성형 조립체와,

   c) 복수의 개방형 주형 세그먼트 중 하나가 광 안내부와 접촉할 때, 복수의 개방형 주형 세그먼트 중 하나의 저장기에 유체 결합된 경화성 재료의 용기를 포함하고,

   복수의 개방형 주형 세그먼트의 각각은 광 안내부의 길이에 수직한 축을 중심으로 회전하고, 부분 회전 중에 광 안내부가 공급원을 빠져나간 후에 광 안내부와 접촉하며,

   복수의 개방형 주형 세그먼트의 각각은,

   (i) 광 안내부의 오버레이의 소정의 외부면 단면 형상의 적어도 일부와 정합하는 단면 형상을 갖는 내부면과,

   (ii) 소정의 광 추출 구조물의 복제된 형상을 갖는 적어도 하나의 미세구조물과,

   (iii) 경화성 재료가 저장기에 부가될 때 경화성 재료가 미세구조물을 완전히 덮도록 광 안내부 및 경화성 재료를 수용하기에 충분한 체적의 저장기를 포함하는 시스템.
4. 복수의 광 추출 구조물이 그 위에 형성된 오버레이를 구비한 광 안내부를 포함하고 광 안내부가 그를 통해 통과하는 조명 장치를 제조하기 위한 개방형 주형이며,

   a) 광 안내부와 정합하는 형상을 갖는 제1 내부면과,

   b) 소정의 광 추출 구조물을 포함한 광 안내부에 대응하는 소정의 오버레이 단면 형상과 정합하는 단면 형상을 갖는 제2 내부면과,

   c) 제2 내부면 상에 형성되고 소정의 광 추출 구조물의 복제된 형상을 갖는 적어도 하나의 미세구조물과,

   d) 경화성 재료가 저장기에 부가될 때 경화성 재료가 미세구조물을 완전히 덮도록 광 안내부 및 경화성 재료를 수용하기에 충분한 체적의 저장기를 포함하는 개방형 주형.
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