KR101114721B1 - 기판상에 또는 내에 광학 소자를 형성하는데 사용하기 위해 광학 소자 형상 패턴을 롤 상에 형성하는 방법 - Google Patents

기판상에 또는 내에 광학 소자를 형성하는데 사용하기 위해 광학 소자 형상 패턴을 롤 상에 형성하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 방법은 슬리브 또는 하나 이상의 곡선형 기판의 외면 또는 롤의 회전 중에 롤 상에 하나 이상의 광학 소자 형상의 패턴을 커팅하거나 형성하는 것에 관한 것이다. 하나 이상의 광학 소자 패턴을 포함하는 적어도 일부의 슬리브 또는 기판 또는 막이 롤로부터 제거되며, 광학 소자 형상의 패턴 또는 이러한 형상의 사본 또는 역 사본은 광학 기판상에 또는 기판 내에 대응하는 광학 소자 패턴을 형성하는데 사용된다.

Description

기판상에 또는 내에 광학 소자를 형성하는데 사용하기 위해 광학 소자 형상 패턴을 롤 상에 형성하는 방법 {METHODS OF MAKING A PATTERN OF OPTICAL ELEMENT SHAPES ON A ROLL FOR USE IN MAKING OPTICAL ELEMENTS ON OR IN SUBSTRATES}
본 발명은 회전하는 롤(roll) 상의 하나 또는 그보다 많은 곡선형 기판 또는 막(film) 또는 슬리브에 하나 또는 그보다 많은 광학 소자 형상 패턴을 커팅하거나 형성하고, 광학 기판상에 또는 광학 기판 내에 대응하는 광학 소자 패턴을 형성하는데 사용하기 위해 롤에서 하나 이상의 광학 소자 형상의 패턴을 포함하는 적어도 일부의 기판 또는 막, 또는 슬리브를 제거하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로 기판을 통과하는 빛을 재지향(redirecting)시키기 위하여 막, 시트 또는 플레이트를 포함하는 하나 또는 그보다 많은 광학 전달 기판(optically transmissive substrates)의 표면상에 또는 표면 내에 광학 소자를 제공하는 것은 공지되어 있다. 이들 광학 소자는 알맞게 형성된(well defined) 형상의 개별적인 3차원 광학 소자들일 수 있으며, 이들은 각각 광학 소자들을 포함하는 기판의 길이 및 폭보다 실질적으로 더 작은 길이 및 폭을 갖는다.
또한, 일반적으로 광학 기판상에 또는 기판 내에 대응하는 광학 소자 형상 패턴을 형성하는데 사용하기 위하여 편평한 시트 또는 플레이트에 미리 결정된 이러한 광학 소자 형상 패턴을 커팅하거나 형성하는 것이 공지되어 있다. 이 방법의 한 가지 단점은 시트 또는 플레이트에 광학 소자 형상을 커팅하는데 요구되는 실질적으로 긴 시간이다. 또한, 광학 소자 형상 패턴을 3차원 형상으로 커팅하거나 형성하는 것이 매우 어렵다.
광학 기판상에 또는 광학 기판 내에 하나 또는 그보다 많은 대응하는 광학 소자 패턴을 형성하는데 사용하기 위하여 하나 또는 그보다 많은 광학 소자 형상 패턴을 형성하는데 요구되는 시간 길이는 본 발명에 따르면 회전중인 롤 상의 막 또는 하나 또는 그보다 많은 곡선형 기판, 또는 슬리브의 외면에 하나 또는 그보다 많은 이러한 광학 소자 형상 패턴을 커팅하거나 형성하기 위한 도구를 사용함으로써 크게 감소된다. 하나 또는 그보다 많은 광학 소자 형상 패턴을 포함하는 슬리브 또는 기판 또는 막, 또는 적어도 일부의 슬리브 또는 기판 또는 막은 그후 롤로부터 제거되고, 하나 이상의 광학 소자 형상 패턴 또는 광학 소자 형상의 사본(copy) 또는 역 사본(inverse copy)은 3차원 형상을 포함하는 임의의 원하는 형상으로 형성되며, 광학 기판상에 또는 광학 기판 내에 하나 또는 그보다 많은 대응하는 광학 소자의 패턴을 형성하는데 사용될 수 있다.
광학 소자는, 사출성형 공정에 의한 것과 같이, 광학 소자 형상에 광학 기판을 가열 및 압축하거나, 광학 소자 형상 위에 유동 가능한 광학 기판 재료를 도포하고, 유동 가능한 광학 기판 재료를 경화 또는 응고시키며, 상기 경화 또는 응고된 광학 기판 재료를 광학 소자 형상으로부터 제거함으로써 광학 기판상에 또는 광학 기판 내에 형성될 수 있다.
슬리브는 롤 상에 배치되는 예비성형 슬리브(preformed sleeve)일 수 있다. 대안적으로, 슬리브는 증착 공정에 의해 롤 상에 인시츄(in situ)로 형성될 수 있다. 또한, 롤 상에 슬리브를 제공하기 전에 롤의 외면에 이형 코팅(release coating)이 도포될 수 있다. 또한, 하나 또는 그보다 많은 곡선형 기판 또는 막이 롤의 외면에 적절하게 부착될 수 있다.
본 발명의 여타 목적, 이점, 특징 및 양태는 하기의 상세한 설명에 계속되는 바와 같이 명확해질 것이다.
전술한 관련 목적들을 이루기 위하여 본 발명은 하기에 충분히 설명되며 특허청구범위에 구체적으로 지적된 특징들, 하기의 상세한 설명 및 본 발명의 특정한 예시적인 실시예들을 상세히 설명하는 첨부 도면들을 포함하며, 이들은 본 발명의 원리가 이용될 수 있는 몇몇 다양한 방식을 나타낸다.
도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 상이한 형태의 발광 패널 조립체의 개략적 사시도,
도 4a는 광출력 영역 상의 광학 소자 또는 광추출 변형 패턴의 한 형태를 나타내는 패널 조립체의 광출력 영역의 일부의 확대도,
도 4b 내지 도 4d는 광출력 영역 내에 또는 광출력 영역 상에 형성된 광추출 광학 소자의 다른 형태를 나타내는 패널 조립체의 광출력 영역의 일부의 확대된 개략적 사시도,
도 5는 대체로 도 3의 라인 5-5에 따른 평면에서 취해진 도 3의 발광 패널 조립체의 확대된 횡단면도,
도 6은 본 발명에 따른 발광 패널 조립체의 다른 형태를 나타낸 개략적 사시 도,
도 7은 본 발명에 따른 발광 패널 조립체의 다른 형태를 나타낸 개략적 평면도,
도 8은 본 발명에 따른 발광 패널 조립체의 다른 형태를 나타낸 개략적 사시도,
도 9는 본 발명에 따른 발광 패널 조립체의 다른 형태를 나타낸 개략적 평면도,
도 10은 본 발명에 따른 발광 패널 조립체의 또 다른 형태를 나타낸 개략적 평면도,
도 11은 도 10의 발광 패널 조립체를 나타낸 측면도,
도 11a는 도 10 및 도 11에 도시되어 있는 분광 표면(prismatic surface) 대신 패널 부재의 테이퍼 단부 또는 원형 단부를 나타내는 부분 측면도,
도 12는 본 발명에 따른 발광 패널의 다른 형태를 나타낸 개략적 평면도,
도 13은 도 12의 발광 패널 조립체를 나타낸 개략적 측면도,
도 14 및 도 15는 본 발명에 따른 발광 패널 조립체의 또 다른 형태를 나타낸 개략적 사시도,
도 16 및 도 17은 패널 부재의 표면상에 또는 표면 내에 형성된 본 발명에 따른 광학 소자의 또 다른 형태를 나타내는 발광 패널 조립체의 표면 영역을 나타낸 확대된 개략적 부분 정면도,
도 18 및 도 19는 각각 도 15 및 도 17의 광학 소자들 중 하나를 통과하는 확대된 종단면도,
도 20 및 도 21은 각각 도 18 및 도 19와 유사한 광학 소자를 통과하는 개략적 확대 종단면도로서, 광학 소자의 단부벽이 도 18 및 도 19에 도시되어 있는 바와 같은 각각의 반사면/굴절면에 수직인 대신 패널 표면에 실질적으로 수직으로 연장되는 것이 도시된 도면,
도 22 내지 도 30은 본 발명에 따른 다른 알맞게 형성된 형상들의 개별적인 광학 소자들의 다양한 패턴들을 포함하는 패널 표면 영역을 나타내는 확대된 개략적 사시도,
도 31은 본 발명에 따른 다른 형태의 광학 소자를 관통하는 확대된 개략적 종단면도,
도 32 및 도 33은 패널 표면 영역의 길이 및 폭을 따라 복수의 직선으로 배치되며, 도 28 및 도 29에 도시되어 있는 형상과 유사한 광학 소자들을 포함하는 패널 표면 영역의 확대된 개략적 평면도,
도 34 및 도 35는 패널 표면 영역의 길이를 따라 지그재그로 배치되며, 도 28 및 도 29에 도시되어 있는 형상과 역시 유사한 광학 소자들을 포함하는 패널 표면 영역의 확대된 개략적 평면도,
도 36 및 도 37은 패널 표면 영역에 상이한 크기의 광학 소자들로 이루어진 임의의 또는 가변성 패턴을 포함하는 패널 표면 영역의 확대된 개략적 평면도,
도 38은 광원으로부터 광학 소자들의 거리와 같은 크기가 증가하거나 패널 표면 영역의 길이를 따라 광원의 강도가 증가하는, 본 발명에 따른 광학 소자들을 나타내는 패널 표면 영역의 개략적 확대 사시도,
도 39 및 도 40은 패널 표면 영역의 길이 및 폭을 따르는 광학 소자들의 상이한 각배위(angular orientations)를 나타내는 개략적 사시도,
도 41 및 도 42는 집속 광원(focused light source)으로부터 방출된 예시적인 광선이 본 발명에 따른 알맞게 형성된 형상의 상이하고 개별적인 광학 소자들에 의해 반사 또는 굴절되는 방법을 나타내는 개략적 확대 사시도,
도 43은 디스플레이를 위해 전방광(front lighting)을 제공하도록 디스플레이의 전면에 배치된 도 42와 유사한 발광 패널 조립체를 나타내는 개략적 사시도,
도 44는 광선요법(phototherapy) 처리 등에 사용하기 위한, 본 발명에 따른 발광 패널 조립체의 다른 형태의 개략적 평면도,
도 45 내지 도 47은 광선요법 처리 등에 사용하기 위한, 본 발명에 따른 발광 패널 조립체의 또 다른 형태의 개략적 측면도,
도 48은 슬리브의 외면에 하나 또는 그보다 많은 광학 소자 형상 패턴을 커팅하거나 형성하는 중의 회전을 위해 슬리브를 지지하는데 사용되는 롤의 개략적 사시도,
도 49는 이형 코팅으로 피복된 도 48의 롤의 개략적 사시도,
도 50은 롤 상에 슬리브가 제공된 도 48의 롤의 개략적 사시도,
도 51은 두 개의 곡선형 기판 또는 막이 롤의 외면에 부착된 도 48의 롤의 개략적 사시도,
도 52는 슬리브의 외면에 하나 또는 그보다 많은 광학 소자 형상 패턴을 커팅하거나 형성하도록 위치된 컨트롤러로 작동되는 도구를 도시하고 있는 도 50의 롤의 확대된 개략적 사시도,
도 53은 롤에 대한 도구의 가능한 이동 범위를 나타내는 도 52의 롤의 단면도,
도 54 및 도 55는 롤에 대한 도구의 가능한 이동 범위를 나타내는 도 53의 롤의 개략적 평면도,
도 56은 슬리브의 외면에 커팅되거나 형성된 하나 또는 그보다 많은 광학 소자 형상 패턴을 나타내는 도 52의 롤의 개략적 사시도,
도 57은 롤의 외면에 부착된 기판 또는 막의 외면에 커팅되거나 형성된 하나 또는 그보다 많은 광학 소자 형상 패턴을 나타내는 도 51의 롤의 개략적 사시도,
도 58은 전체 슬리브를 롤로부터 용이하게 제거하도록 세로로 커팅된 슬리브를 나타내는 도 56의 롤의 개략적 사시도,
도 59는 롤로부터 제거된 도 58의 슬리브의 개략적 사시도,
도 60은 도 59와 유사하지만 롤 상에 있을 경우 슬리브의 외면에 커팅되거나 형성된 광학 소자 형상의 상이한 패턴을 나타내는 슬리브의 개략적 평면도,
도 61은 광학 기판상에 또는 광학 기판 내에 대응하는 광학 소자 패턴을 성형하기 위한 주형 내에 하나 이상의 광학 소자 형상 패턴 또는 광학 소자 형상 패턴의 사본 또는 역 사본을 포함하는 적어도 일부의 슬리브 또는 기판 또는 막을 나타내는 개략적 측면도,
도 62는 광학 기판상에 또는 광학 기판 내에 대응하는 광학 소자 패턴을 형성하기 위해 하나 이상의 광학 소자 형상 패턴 또는 광학 소자 형상 패턴의 사본 또는 역 사본을 포함하는 적어도 일부의 슬리브 또는 기판 또는 막에 대해 가열 및 압축되는 광학 기판을 나타내는 개략적 측면도,
도 63은 광학 기판상에 또는 광학 기판 내에 대응하는 광학 소자 패턴을 형성하기 위해 하나 이상의 광학 소자 형상 패턴 또는 광학 소자 형상 사본 또는 역 사본을 포함하는 적어도 일부의 슬리브 또는 기판 또는 막 내의 광학 소자 형상 위에 도포된 유동 가능한 광학 기판 재료를 나타내는 개략적 측면도, 및
도 64는 하나 이상의 광학 소자 패턴 형상 또는 이의 사본 또는 역 사본을 포함하는 적어도 일부의 슬리브 또는 기판 또는 막을 이용하여 광학 기판의 표면상에 또는 표면 내에 형성되는 광학 소자를 갖는 하나의 광학 기판의 개략적 평면도이다.
이하, 도면, 보다 상세하게 먼저 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 발광 패널 조립체(1)의 한 형태가 개략적으로 도시되어 있으며, 발광 패널 조립체는 투명한 발광 패널 또는 기판(2)과 하나 또는 그보다 많은 광원(3)을 포함하며, 광원은 공지되어 있는 바와 같이, 광원(3)으로부터 기판(2)까지 빛을 전이시키는데 사용되는 광 전이 부재 또는 영역(4)에서 미리 결정된 패턴으로 빛을 방출한다. 광 전이 영역(4)에 의해 투명한 발광 패널(2)로 전도된 빛은 패널의 전체 길이를 따라서, 또는 특별한 적용에 적합하도록 원하는 광출력 분포를 발생시키는데 요구되는 바와 같이 패널의 길이를 따라서 하나 또는 그보다 많은 광출력 영역으로부터 방출될 수 있다.
도 1에서 광 전이 영역(4)은 발광 패널(2)의 일 단부의 일체형 연장부로서 일반적으로 직사각 형상으로 도시되어 있다. 그러나 광 전이 영역은 삽입, 포팅(potting), 접착(bonding) 또는 광원 설치(mounting)에 적합한 다른 형상이 될 수 있다. 또한, 효율을 늘리기 위해 반사면 또는 굴절면이 제공될 수도 있다. 또한, 광 전이 영역(4)은 원할 경우, 패널 부재의 광입력 표면(13)에 적절히 부착되는 분리된 단편(separate piece)일 수 있다. 또한, 광 전이 영역의 측면은 만곡되어, 광원으로부터 방출된 빛의 일부를 발광 패널을 통해 허용 가능한 각도(acceptable angle)로 보다 효율적으로 반사 또는 굴절시킬 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 발광 패널 조립체 또는 기판(5)의 다른 형태를 도시하고 있으며, 발광 패널 조립체 또는 기판은 광원(3) 주위 및 뒤의 측면(8, 9)들이 광원(3)으로부터 방출된 빛을 보다 효율적으로 반사 및/또는 굴절 및 집속시키도록 형성되어 있는 발광 패널(7)의 일단부에 패널 광 전이 영역(6)을 포함하고, 광원으로부터 방출된 빛은 발광 패널(7)의 일단부에서 광입력 표면(18)으로 들어가도록 다시 광 전이 영역(6)을 통과하여 허용 가능한 각도로 이들 표면에 충돌한다. 또한, 광량을 최대화하거나 광 전이 영역을 통하여 발광 패널로 다시 반사되는 빛을 변화시키도록 빛의 일부가 충돌하는 도 1 및 도 2의 패널 조립체의 광 전이 영역의 측면들의 일부에 적절한 반사 재료 또는 피복(10)이 제공될 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시되어 있는 패널 조립체는 하나의 광원(3)을 포함하는 반면, 도 3은 두 개의 광원(3)을 포함하는 본 발명에 따른 다른 발광 패널 조립체 또는 기판(11)을 도시하고 있다. 물론, 특별한 적용에 따라, 본 발명의 패널 조립체는 원하는 바에 따라 임의의 개수의 광원을 구비할 수 있음이 이해될 것이다.
도 3의 패널 조립체(11)는 각각의 광원(3) 주위와 뒤에 반사면 및/또는 굴절면(15)을 갖는 발광 패널(14)의 일단부에 광 전이 영역(12)을 포함한다. 이들 표면(15)은 예를 들면 곡선형, 직선형 및/또는 다면형 표면을 포함하도록 적절하게 형성될 수 있으며, 원할 경우, 적절한 반사 재료 또는 피복이 이들 표면의 일부에 제공되어, 예를 들면 광 전이 영역(12)을 통하여 발광 패널(14)의 광입력 표면(19)으로 360°패턴으로 빛을 방출하는 백열 광원으로부터 방출된 빛의 일부를 보다 효율적으로 반사 및/또는 굴절 및 집속시킬 수 있다.
광원(3)은 기계가공되거나 성형되거나, 그렇지 않으면 패널 조립체의 광 전이 영역에 형성된 슬롯, 공동 또는 개구(16) 내에 임의의 적절한 방법으로 기계적으로 지지될 수 있다. 그러나 바람직하게 광원(3)은 광원과 주위 광 전이 영역 사이의 임의의 공극(air gap) 또는 공기 계면(air interface surfaces)을 제거하기 위해 광 전이 영역 내에 삽입, 포팅(potted) 또는 접착됨으로써, 광손실을 줄이고 발광 패널에 의해 방출되는 광출력을 증가시킨다. 광원의 이러한 설치는 예를 들면 충분한 양의 적절한 삽입, 포팅 또는 접착 재료(17)를 이용하여 광 전이 영역 내의 슬롯, 공동 또는 개구(16)에 광원(3)을 접착시킴으로써 이루어질 수 있다. 슬롯, 공동 또는 개구(16)는 광 전이 영역의 상부, 바닥, 측면 또는 배면에 있을 수도 있다. 또한, 접착은 예를 들면 열 접착(thermal bonding), 열 스테이킹(heat staking), 초음파 또는 플라스틱 용접 등과 같이 추가의 재료를 혼합하지 않는 다양한 방법들에 의해 이루어질 수 있다. 다른 접착 방법들은 광원(들) 주위의 인서트 성형(insert molding) 및 주조를 포함한다.
예를 들면 아크릴 또는 폴리카보네이트와 같은 임의의 적절한 유형의 투명한 발광 재료가 발광 패널에 사용될 수 있다. 또한, 패널은 실질적으로 편평하거나 곡선형일 수 있으며, 단일 층 또는 다층일 수 있으며, 상이한 두께 및 형상을 가질 수 있다. 또한, 패널은 가요성이 있거나 강성일 수 있으며 다양한 화합물로 제조될 수 있다. 또한, 패널은 액체, 기체 또는 고체로 충전된 중공형일 수 있으며, 패널 내에 구멍 또는 리지(ridge)를 구비할 수 있다.
또한, 각각의 광원(3)은 예를 들면, 전체로서 본 명세서에 통합되는 본원 발명과 동일한 출원인에게 양도된 미국 특허 제4,897,771호와 제5,005,108호에 개시된 임의의 유형을 포함하는 임의의 적절한 유형의 광원이 될 수도 있다. 보다 상세하게, 광원(3)은 아크 램프, 채색되거나 필터링 또는 도장(painted)될 수 있는 백열 전구, 렌즈 삽입 전구(lens end bulb), 선광(line light), 할로겐 램프, 발광 다이오드(LED), 발광 다이오드 칩, 네온 전구, 형광등, 원격 전원으로부터 전도되는 광섬유 광 파이프(fiber optic light pipe), 레이저 또는 레이저 다이오드 또는 임의의 적절한 광원일 수도 있다. 부가적으로, 광원(3)은 다중 색상의 LED 또는 원하는 색상 또는 백색광 출력 분포를 제공하기 위해 다중 색상의 방사선원의 조합이 될 수도 있다. 예를 들면, 상이한 색상(빨강, 파랑, 초록)의 LEDs 또는 다중 색상의 칩을 갖는 단일 LED와 같은 복수의 색상의 광이 사용되어 각각의 개별적인 색상광의 강도를 변화시킴으로써 백색광 또는 임의의 다른 색상의 광출력 분포를 생성할 수 있다.
광추출 변형 또는 분열 패턴은 패널 부재의 일측면 또는 양측면에, 또는 원할 경우, 패널 부재의 일측면 또는 양측면 상의 하나 또는 그보다 많은 선택된 영역에 제공될 수 있다. 도 4a는 광추출 변형 또는 분열(21) 패턴이 제공되는 하나의 이러한 광원 영역(20)을 개략적으로 도시하고 있다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 변형 또는 분열, 이하 광학 소자는 패널 표면의 형상 또는 구조상의 임의의 변화 및/또는 빛의 일부가 방출되도록 하는 피복 또는 표면 처리를 의미하도록 교체 가능하게 사용된다. 도 4a에 도시되어 있는 광학 소자(21) 패턴은 광선을 분산시키는 가변 패턴을 포함하여, 광선의 일부의 내부 반사 각도가 광선을 광학 소자(21)가 제공되는 측면 또는 측면들을 통하여 패널로부터 방출되게 하거나, 다시 패널을 통과하여 반사되어 타측면 밖으로 방출되도록 하기에 충분히 클 것이다.
이들 광학 소자(21)는 예를 들면 패널 부재의 선택된 광출력 영역 상에 도장 패턴, 식각 패턴, 기계가공 패턴, 인쇄 패턴, 핫 스탬프 패턴(hot stamped pattern) 또는 성형 패턴 등을 제공함으로써 다양한 방식으로 제조될 수 있다. 잉크 또는 인쇄 패턴은 예를 들면, 패드 인쇄(pad printing), 실크 스크리닝(silk screening), 잉크 젯(ink jet), 전열막 처리(heat transfer film process) 등에 의해 적용될 수 있다. 또한, 광학 소자는 패널 부재에 광학 소자를 적용하는데 사용되는 시트 또는 막 상에 인쇄될 수도 있다. 이러한 시트 또는 막은 원하는 효과를 얻기 위하여, 예를 들면 도 3 및 도 5에 도시되어 있는 시트 또는 막(27)과 유사한 시트 또는 막을 패널 부재의 일측면 또는 양측면에 부착하거나 배치함으로써 광 패널 조립체의 영구적인 부분이 될 수 있다.
패널 또는 기판의 한 영역 또는 영역들 상에서 광학 소자(21)의 밀도, 불투명성 또는 반투명성, 형상, 심도, 색상, 영역, 굴절률 또는 유형을 변화시킴으로써, 패널의 광출력이 제어될 수 있다. 광학 소자는 패널의 임의의 영역으로부터 방출되는 빛의 백분율을 제어하는데 사용될 수 있다. 예를 들면, 더 적고/더 적거나 크기가 더 작은 광학 소자(21)는 더 적은 광출력이 요구되는 패널 영역 상에 배치될 수 있다. 반대로, 비율이 더 크고/크거나 크기가 더 큰 광학 소자는 더 큰 광출력이 요구되는 패널의 영역 상에 배치될 수 있다.
균일한 광출력 분포를 제공하기 위하여 패널의 상이한 영역에서 광학 소자의 백분율 및/또는 크기를 변화시킬 필요가 있다. 예를 들면, 일반적으로 패널을 통과하는 광 이동량은 광원으로부터 더 이동된 다른 영역에서보다 광원에 더 가까운 영역에서 더 클 것이다. 예를 들면 광원(3)으로부터의 거리가 증가된 상태로 광학 소자의 더 조밀한 집중도를 제공함으로써, 패널 부재 내의 광변화(light variances)를 조정하는데 광학 소자(21)의 패턴이 사용되어, 발광 패널로부터의 광출력 분포를 보다 균일하게 할 수 있다.
또한, 광학 소자(21)는 특정한 적용에 적합하도록 방출된 빛의 출력 광선 각도 분포(output ray angle distribution)를 조절하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 패널 조립체가 사용되어 액정 디스플레이 백라이트(liquid crystal display)를 제공하는 경우와 같이, 광출력은 광학 소자(21)가 미리 결정된 광선 각도로 패널로부터 광선을 방출시키는 경우에, 보다 효율적이어서 광선은 액정 디스플레이를 작은 손실로 통과할 것이다.
또한, 광학 소자 패턴은 패널 부재의 광추출(light extractions)로 인한 광출력 변화를 조정하는데 사용될 수 있다. 광학 소자(21) 패턴은 광택지 내지 불투명체 또는 양쪽 범위의 광범위한 스펙트럼의 페인트, 잉크, 코팅, 에폭시 등을 이용하여 광출력 영역에 인쇄될 수 있으며, 하프톤(half-tone) 분리 기술을 이용하여 변형(21) 범위를 변화시킬 수 있다. 또한, 광학 소자(21) 패턴은 다층일 수 있거나 굴절율을 변화시킬 수 있다.
광학 소자(21)의 인쇄 패턴은 도트, 정사각형, 다이아몬드, 타원, 별, 임의의 형상 등과 같이 형상을 변화시킬 수 있으며, 바람직하게는 변형/요소당 0.006 제곱 인치 또는 그보다 작을 수 있다. 또한, 바람직하게 1인치 당 60 라인 또는 그보다 더 미세한 인쇄 패턴이 사용되어 특별한 적용시 인쇄 패턴 내의 광학 소자(21)를 인간의 눈에 거의 보이지 않게 함으로써, 더 큰 소자들을 사용하는 광추출 패턴에 공통적인 밴딩 라인(banding lines)들 또는 기울기 검출을 고려하지 않는다. 또한, 광학 소자는 패널 부재의 길이 및/또는 폭에 따라 형상 및/또는 크기를 변화시킬 수 있다. 또한, 패널 부재의 길이 및/또는 폭에 걸쳐 광학 소자의 임의의 배치 패턴이 사용될 수 있다. 광학 소자는 무아레(moire) 또는 다른 간섭 효과를 감소시키도록 특정 각도를 갖지 않는 형상 또는 패턴을 가질 수 있다. 이들 임의의 패턴을 생성하는 방법의 예시는 확률 인쇄 패턴 기술(stochastic print pattern techniques)을 이용한 형상 패턴, 주파수 변조 하프 톤 패턴 또는 임의의 도트 하프톤(dot half tones)을 인쇄하는 것이다. 또한, 패널 부재에서 색 수정을 실행하기 위해 광학 소자가 채색될 수 있다. 또한, 광학 소자의 색상은 예를 들면 동일하거나 상이한 광출력 영역에 상이한 색상을 제공하기 위해, 패널 부재 전체에 걸쳐 변화할 수 있다.
도 4a에 도시되어 있는 광학 소자(21) 패턴 외에 또는 대신, 분광 표면, 주형 패턴에 보다 복합적인 형상을 이용하는 다양한 형상의 함몰부 또는 상승 표면을 포함하는 다른 광학 소자들이 패널 부재의 하나 또는 그보다 많은 영역으로 또는 영역에 성형, 식각, 스탬프, 열성형 또는 핫 스탬프 등이 될 수 있다. 도 4b 및 도 4c는 패널 영역(22)을 도시하고 있으며, 패널 영역에는 분광 표면(23) 또는 함몰부(24)가 형성되는 반면, 도 4d는 패널 영역의 외부에 형성된 분광 표면 또는 다른 반사 표면 또는 굴절 표면(25)을 도시하고 있다. 분광 표면, 함몰부 또는 상승 표면은 광선의 일부를 접촉시킴으로써 패널 부재로부터 방출되도록 할 것이다. 또한, 프리즘, 함몰부 또는 다른 표면들의 각도는 원하는 광출력 분포 또는 효과를 제공하도록 상이한 방향에서 빛을 지향시키도록 변화될 수 있다. 또한, 반사 표면 또는 굴절 표면은 무아레 또는 다른 간섭 효과를 감소시키도록 특정한 각도를 갖지 않는 형상 또는 패턴을 가질 수 있다.
도 5의 횡단면도에 가장 잘 나타낸 바와 같이, 배면 반사기(횡방향 반사기 포함)(26)는 도 3의 패널 부재(14)의 일측면에 부착되거나 위치될 수 있는데, 이때, 대향 마주하는 측면을 통한 방출을 위해 다시 패널을 통과하는 일측면으로부터 방출된 빛을 반사시킴으로써 패널 조립체(11)의 광출력 효율을 개선하기 위해 적절한 접착제(28) 또는 다른 방법을 이용하여 부착되거나 위치될 수 있다. 또한, 내부 임계각도가 초과되지 않고 빛의 일부가 패널의 일측면 또는 양측면으로부터 방출되도록 빛의 경로를 변경하기 위해 패널 부재의 일측면 또는 양측면에 광학 소자(21,23,24 및/또는 25) 패턴이 제공될 수 있다. 또한, 투명한 막, 시트 또는 플레이트(27)는 패널 부재의 측면 또는 측면들에 부착되거나 위치될 수 있으며, 원하는 효과를 제공하기 위해 적절한 접착제(28) 또는 다른 방법을 이용하여 이러한 측면 또는 측면들로부터 빛이 방출된다.
부재(27)는 광출력 분포의 균일성을 더 개선하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 부재(27)는 채색막(colored film), 확산기, 라벨 또는 디스플레이일 수 있으며, 이들 중 일부는 채색되고/채색되거나 텍스트 또는 이미지를 가질 수 있는 투명한 오버레이(transparent overlay)일 수 있다.
패널에 배면 반사기(26) 및/또는 막(27)을 부착하는데 접착제(28)가 사용되는 경우, 접착제는 바람직하게 패널의 측면 에지를 따라서만 도포되며, 원할 경우, 광 전이 영역(12)을 마주하는 단부 에지를 따라 도포되지만, 패널에 균일한 접착제 피복을 일관되게 도포하기 어렵기 때문에 패널의 전체 표면 영역 또는 영역들에 걸쳐서 도포되지는 않는다. 또한, 접착제는 원주 에지를 따라서만 접착되는 경우 각각의 패널 표면과 배면 반사기(26) 및/또는 막(27) 사이에 형성된 공극(30)(도 5 참조)보다 덜 제어 가능한 방식으로 빛의 내부 임계 각도를 변경한다. 또한, 공극(30)이 사용될 때, 더 긴 패널 부재가 가능하다. 전체 표면에 걸쳐 접착제가 사용되는 경우, 변형 패턴은 접착제에 의해 야기되는 빛의 추가의 감쇠를 정하도록 조정될 수 있다.
도 2를 더 참조하면, 도 2에 도시되어 있는 패널 조립체(5)는 패널(7)의 하나 또는 그보다 많은 모서리에 성형 포스트(31)(4개의 이러한 포스트가 도시되어 있음)를 더 포함하며, 포스트는 패널 조립체의 장착을 용이하게 하고, 예를 들면 원하는 바에 따라 액정 디스플레이 패널과 같은 디스플레이 패널과 같은 다른 부분 또는 구성요소들에 대한 구조 지지부(structural support)를 제공하는데 사용될 수 있다.
도 6은 패널 부재(33), 하나 또는 그보다 많은 광원(3) 및 하나 또는 그보다 많은 광출력 영역(34)을 포함하는, 본 발명에 따른 발광 패널 조립체(32)의 다른 형태를 도시하고 있다. 또한, 패널 조립체(32)는 패널 조립체(32)가 수용되는 공동 또는 리세스(36)를 갖는 트레이(35)를 포함한다. 트레이(35)는 패널(33)용 단부 에지 및/또는 측면 에지 반사기와, 광원(3)용 측면 및/또는 배면 반사기(37)뿐만 아니라 배면 반사기로서 작용할 수 있다. 또한, 패널 부재(33) 및/또는 트레이(35)에 하나 또는 그보다 많은 제 2 반사 또는 굴절 표면(38)이 제공되어, 비-직사각형상 패널 부재(33)의 하나 또는 그보다 많은 모서리 또는 곡선 주위에서 빛의 일부를 반사할 수 있다. 이들 제 2 반사/굴절 표면(38)은 편평하거나, 각이 지거나, 다면형이거나 곡선형일 수 있으며, 미리 결정된 패턴으로 패널 부재로부터 빛의 일부를 추출하는데 사용될 수 있다. 또한, 도 6은 하나 또는 그보다 많은 광원(3)으로부터 빛을 방출하는 패널 부재 상의 복수의 광출력 영역(34)을 나타낸다.
도 7은 패널 부재(41)를 포함하는 본 발명에 따른 발광 패널 조립체(40)의 또 다른 형태의 개략적인 도면이며, 패널 부재(41)는 하나 또는 그보다 많은 광출력 영역(42)과, 패널의 일단부 또는 양단부에 복수의 광원(3)을 포함하는 하나 또는 그보다 많은 광 전이 영역(혼합 영역)(43)을 구비한다. 각각의 전이 영역은 상이한 색상 및/또는 강도를 갖는 하나 또는 그보다 많은 광원으로부터 빛을 혼합한다. 이러한 특정 실시예에서, 바람직하게 각각의 광원(3)은 각각의 전이 혼합 영역(43)에 3색 LEDs(빨강, 파랑, 초록)를 사용함으로써, 3색 LEDs로부터의 빛이 광출력 영역(42)으로부터 방출될 원하는 광출력 색상을 제공하도록 혼합될 수 있다. 대안적으로, 각각의 광원은 리드 필름(lead film)에 접착되는 복수의 색상 칩을 갖는 단일한 LED일 수 있다. 또한, 특정한 사용을 위하여 2색 LEDs 또는 2색 칩을 갖는 단일한 LED가 사용될 수 있다. 각각의 개별적인 LEDs의 강도를 변화시킴으로써, 사실상 임의의 색상인 광출력 또는 백색광 분포를 얻을 수 있다.
도 8은 본 발명에 따른 발광 패널 조립체(45)의 또 다른 형태를 도시하고 있으며, 발광 패널 조립체는 발광 패널 부재 또는 기판(46)과, 패널 부재의 일단부와 일체형인 광 전이 영역(48) 내의 광원(3)을 포함한다. 이러한 특정 실시예에서, 패널 부재(46)는, 예를 들면 조명된 디스플레이의 미적 디자인을 촉진하는 방식으로 광선이 방출될 수 있도록, 3차원적으로 만곡된다.
도 9는 본 발명에 따른 발광 패널 조립체(50)의 다른 형태를 개략적으로 도시하고 있으며, 발광 패널 조립체는 복수의 광출력 영역(52)을 구비하는 패널 부재(51)와, 장착 포스트 및/또는 장착 탭(53)을 포함한다. 이러한 특정 패널 조립체(50)는 패널 부재(51) 내에 구멍 또는 공동(54,55)을 제공함으로써 다른 부분 또는 구성요소를 지지하도록 하는 구조 부재로서 기능할 수 있으며, 이로 인해 모듈형 구성요소 또는 다른 부분들이 패널 부재로 삽입될 수 있다. 또한, 별도의 공동 또는 리세스(56)가 패널 부재(51)에 제공되어 대응하게 형성된 광 전이 영역(57)을 수용할 수 있으며, 광 전이 영역(57)은 그 내부에 삽입, 접착, 주조, 삽입 성형, 에폭시 수지로 접착되거나 그렇지 않을 경우 내부에 설치되거나 배치되는 하나 또는 그보다 많은 광원(3)과, 미리 결정된 방식으로 빛의 일부를 재지향시키도록 하는 전이 영역(57) 및/또는 공동 또는 리세스의 벽부 상의 곡선형 반사 표면 또는 굴절 표면(58)을 갖는다. 이에 따라, 광 전이 영역(57) 및/또는 패널 부재는 광원을 모듈식으로 용이하게 배치할 수 있는 별도의 삽입부 형태가 될 수도 있다. 반사기(58)는 공동 또는 리세스(56) 또는 삽입부(57)의 반사 또는 굴절 표면상에 배치될 수 있다. 반사기(58)가 공동 또는 리세스(56)의 반사 또는 굴절 표면상에 배치되는 경우, 공동 또는 리세스는 투명한 재료를 허용하는 주형으로서 작용하여 전이 영역(57)이 하나 또는 그보다 많은 광원(3) 주위에서 주조되게 된다.
도 10 및 도 11은 하나 또는 그보다 많은 광출력 영역(62)을 갖는 패널 부재(61)를 포함하는 본 발명에 다른 발광 패널 조립체(60)의 다른 형태를 개략적으로 도시하고 있다. 이러한 특정 실시예에서, 패널 부재보다 치수적으로 더 두꺼운 광 전이 영역 내에 삽입되거나 장착되는 하나 또는 그보다 많은 광원(3)을 이용할 수 있게 하는 패널 부재보다 횡단면에서 더 두꺼운 비축 광 전이 영역(off-axis light transition area; 63)이 제공된다. 또한, 전이 영역(63)에 3차원 반사 표면(64)(도 11)이 제공될 수 있다. 또한, 프리즘(65)(도 11) 또는 테이퍼지거나 원형이거나 성형된 단부(66)(도 11a)가 광원(3) 반대편의 패널 단부에 제공되어 단부 반사기의 기능을 실행할 수도 있다. 광원(3)은 서로에 대해 상이한 각도로 배향되고 오프셋되어, 도 10에 개략적으로 도시되어 있는 바와 같이, 전이 영역(63)에서 광선(67)을 보다 우수하게 혼합하고/혼합하거나 더 짧은 길이의 전이 영역(63)이 사용될 수 있게 할 수 있다.
도 12 및 도 13은 본 발명에 따른 발광 패널 조립체(70)의 또 다른 형태를 개략적으로 도시하고 있으며, 발광 패널 조립체는 하나의 광원(73)을 각각 포함하는 패널 부재(72)의 일단부 또는 양단부에 하나 또는 그보다 많은 광 전이 영역(71)을 포함한다. 도 12 및 도 13에 도시되어 있는 광 전이 영역 또는 영역들(71)은 복수의 표면 또는 3차원 표면에 의해 빛을 수집하고/수집하거나 하나보다 많은 평면에서 광을 수집한다. 예를 들면, 도 12 및 도 13에 도시되어 있는 각각의 광 전이 영역(71)은 광선(76)을 원하는 각도로 패널 부재로 지향시키기 위하여 상이한 평면에 타원형 및 포물선형 표면(74,75)을 갖는다.
하나 또는 그보다 많은 광원을 수용하도록 임의의 원하는 크기의 패널 부재의 일단부 또는 양단부에 하나 또는 그보다 많은 전이 영역을 제공하면, 광선을 비교적 작은 각도로 패널 부재로 광선을 재지향시키기 위한 전이 영역 상의 반사 및/또는 굴절 표면에 의해 그렇지 않을 수 있는 경우보다 발광 패널 부재를 훨씬 더 길고 얇게 제조할 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 패널 부재는 매우 얇은, 즉, 0.125 인치 또는 그 미만의 두께로 제조될 수 있다.
도 14는 본 발명에 따른 발광 패널 조립체(80)의 또 다른 형태를 개략적으로 도시하며, 발광 패널 조립체(80)는 발광 패널(81)과, 공간을 보다 효율적으로 사용할 수 있게 하도록 패널 부재(81)에 대해 기울어져 있는 광 전이 영역(82) 내에 위치되거나, 삽입, 포팅 또는 접착되거나, 그렇지 않을 경우 설치되는 하나 또는 그보다 많은 광원(3)을 포함한다. 광원(3)으로부터 패널 부재의 길이 방향을 따라 하나 또는 그보다 많은 발광 영역(84)으로부터 빛을 방출하기 위한 패널 부재(81)의 본체로 빛을 반사/굴절시키기 위해 전이 영역(82)과 패널 부재(81)의 접합점에 각지거나 곡선형인 반사 또는 굴절 표면(83)이 제공된다.
도 15는 본 발명에 따른 발광 패널 조립체(90)의 또 다른 형태를 개략적으로 도시하고 있으며, 발광 패널 조립체(90)는 LED 또는 다른 적절한 광원(3)의 활주 수용(sliding receipt)을 위한 슬롯(93)을 포함하는 발광 패널 부재(92)의 일단부 또는 양단부에 광 전이 영역(91)을 포함한다. 바람직하게, 슬롯(93)이 배면 에지(94)로부터 전이 영역(91)으로 연장함으로써 광원(3)은 배면으로부터 정위치로 미끄러지고/미끄러지거나 정위치에서 맞물릴 수 있으며, 따라서, 전이 영역은 더 짧아지고/짧아지거나 더 얇아질 수 있다. 광원(3)은 정위치에 광원을 위치시키고, 원할 경우 고정시키기 위해 전이 영역(91)에 대응하도록 형성된 리세스 또는 그루브(96) 등과 결합하도록 윙, 탭 또는 다른 표면(95)을 구비할 수 있다. 또한, 광원(3)은 패널 부재(92)의 광 전이 영역(91)에서 슬롯(93) 내에 삽입, 포팅, 접착 또는 고정될 수 있다. 제 2 광원(97)으로부터의 빛은 표시 또는 다른 효과를 위해 패널 부재(92)를 통과하여 투영될 수 있다.
도 16 내지 도 19는 본 발명에 따른 다른 광학 소자(98)들을 나타내며, 광학 소자(98)는 각각의 패널 기판 표면 영역(22) 상의 개별적인 돌기(99) 또는 이러한 패널 표면 영역의 개별적인 함몰부(100)일 수 있다. 각 경우 광학 소자의 변형부(98)들은 도 4a, 4b, 4c 및 도 4d에 도시되어 있는 광학 소자들과 상이한데, 이는 각각의 변형부(98)가 반사 또는 굴절 표면(101)을 포함하는 알맞게 형성된 형상을 가지며, 반사 또는 굴절 표면(101)은 하나의 에지(102)에서 각각의 패널 표면 영역(22)과 교차하고 각각의 광학 소자에 의해 보다 정확하게 광방출을 조절하기 위하여 반사 또는 굴절 표면의 길이 방향 전체에 걸쳐 균일한 기울기를 갖는다는 점에서 상이하다. 패널 표면 영역 상에 단부벽의 투영된 표면 영역을 최소할 수 있도록 반사/굴절 표면(101)과 패널 표면 영역(22)(도 18 및 도 19 참조) 사이의 끼인각(I')보다 더 큰 끼인각(I)에서 각각의 패널 표면 영역을 가로지르는 각각의 광학 소자(98)의 단부벽(104)이 각각의 반사/굴절 표면(101)의 원주 에지부(103)를 따라 존재한다. 이로 인해, 단부벽(104)의 투영된 표면 영역이 반사/굴절 표면(101)의 투영된 표면 영역과 실질적으로 동일하거나 그보다 더 컸을 경우, 그렇지 않을 때보다 더 많은 광학 소자(98)가 패널 표면 영역 상에 또는 영역 내에 위치될 수 있다.
도 16 및 도 17에서 반사/굴절 표면(101)의 원주 에지부(103) 및 관련 단부벽(104)은 횡방향으로 만곡된다. 또한, 도 18 및 도 19에서, 광학 소자(98)의 단부벽(104)은 광학 소자의 반사/굴절 표면(101)에 대해 실질적으로 수직으로 연장되는 것으로 도시되어 있다. 대안적으로, 이러한 단부벽(104)은 도 20 및 도 21에 개략적으로 도시되어 있는 바와 같이 패널 표면 영역(22)에 대해 실질적으로 수직으로 연장될 수 있다. 이로 인해 사실상 패널 표면 영역(22) 상의 단부벽(104)의 임의의 투영된 표면 영역이 제거되어 패널 표면 영역 상의 광학 소자의 밀도가 훨씬 더 증가될 수 있다.
또한, 광학 소자는 다른 알맞게 형성된 형상을 가질 수 있어서 패널 표면 영역으로부터 원하는 광출력 분포를 얻을 수 있다. 도 22는 패널 표면 영역(22) 상의 개별적인 광학 소자들(105)을 도시하고 있으며, 각각의 광학 소자들은 대체로 평면인 직사각형의 반사/굴절 표면(106), 광학 소자의 길이 및 폭에 걸쳐서 기울기가 균일한 관련 측벽(107) 및 대체로 평면인 단부벽(108)을 포함한다. 대안적으로 도 23에 개략적으로 도시되어 있는 바와 같이, 광학 소자(105')는 원형 또는 곡선형 단부벽(109)을 가질 수 있다.
도 24는 패널 표면 영역(22) 상의 개별적인 광학 소자(110)들을 도시하고 있으며, 각각의 광학 소자들은 평면상의 경사진 삼각형 반사/굴절 표면(111) 및 연관된 평면상의 대체로 삼각형 형상인 측벽 또는 단부벽(112)을 포함한다. 도 25는 개별적인 광학 소자(115)들을 도시하고 있으며, 각각의 광학 소자는 각진 원주 에지부(117) 및 연관된 각진 측벽 및 단부벽(118, 119)을 갖는 평면으로 경사진 반사/굴절 표면(116)을 포함한다.
도 26은 대체로 원뿔형으로 형성된 개별적인 광학 소자들(120)을 도시하고 있는 반면, 도 27은 개별적인 광학 소자(121)들을 도시하고 있는데, 각각의 광학 소자(121)는 모두 함께 혼합된 원형의 반사/굴절 표면(122), 원형의 측벽(123) 및 원형 또는 곡선형 단부벽(124)을 포함한다.
개별적인 광학 소자들의 반사/굴절 표면, 단부 및 측벽의 특정한 형상과 무관하게, 이러한 광학 소자들은 패널 표면 영역(22)에 대해 평행하게 이격되어 있는 반사/굴절 표면 및 단부 및/또는 측벽을 교차하는 편평한 표면을 포함한다. 도 28 내지 도 30은 패널 표면 영역(22) 상의 개별적인 돌기 형상의 광학 소자(125, 126, 127)들을 도시하고 있으며, 이들은 각각의 광학 소자가 패널 표면 영역(22)에 대해 평행하게 이격되어 있는 편평한 표면(128)에 의해 교차되는 것을 제외하면, 각각 도 22, 도 23 및 도 26에 도시되어 있는 바와 유사한 표본 형상을 갖는다. 유사한 방식으로, 도 31은 패널 표면 영역(22)의 전체적인 평면상의 표면에 대해 평행하게 이격되어 있는 편평한 표면(128)에 의해 각각 교차되는 패널 표면 영역(22) 내의 개별적인 함몰부(130) 형태인 복수의 광학 소자(129)들 중 하나를 도시하고 있다. 패널 표면 영역(22)으로부터의 광방출에 대한 임계 각도보다 작은 내각으로 이러한 편평한 표면(128)에 충돌하는 임의의 광선은 편평한 표면(128)에 의해 내부적으로 반사될 것인 반면, 임계 각도보다 큰 내각으로 이러한 편평한 표면(128)에 충돌하는 임의의 광선은 도 31에 개략적으로 도시되어 있는 바와 같이 광학 불연속이 최소인 편평한 표면에 의해 방출될 것이다.
광학 소자가 패널 표면 영역(22) 상의 돌기인 경우, 반사/굴절 표면은, 도 18 및 도 20에 개략적으로 도시되어 있는 바와 같이, 광선이 광원(3)으로부터 패널을 통과하여 이동하는 방향에 대체로 반대인 방향으로 패널로부터 기울어져 연장된다. 광학 소자가 패널 표면 영역 내의 함몰부인 경우, 반사/굴절 표면은, 도 19 및 도 20에 개략적으로 도시되어 있는 바와 같이, 광선이 광원(3)으로부터 패널 부재를 통과하여 이동하는 방향과 대체로 동일한 방향으로 기울어져서 패널로 연장된다.
광학 소자가 패널 표면 영역(22) 상의 또는 패널 표면 영역 내의 돌기 또는 함몰부인지 여부와 무관하게, 광학 소자의 빛 반사/굴절 표면의 기울기는 변화될 수 있어서, 광학 소자에 충돌하는 광선이 발광 패널로부터 굴절되거나 패널을 통과하여 다시 반사될 수 있게 하며 패널의 반대측으로부터 방출되게 하는데, 패널의 반대측은 그로부터 방출된 빛을 확산시키도록 식각되거나, 원하는 효과를 제공할 수 있도록 도 3 및 도 5에 도시되어 있는 막(27)과 유사한 투명막, 시트 또는 플레이트에 의해 덮여진다.
또한, 패널 표면 영역 상의 광학 소자 패턴은 패널 표면 영역으로부터 원하는 광출력 분포를 얻는데 바람직한 바에 따라 균일하거나 가변적일 수 있다. 도 32 및 도 33은 도 28 및 도 29에 도시되어 있는 것과 유사한 형태이며 패널 표면 영역(22)의 길이 및 폭을 따라 대체로 직선으로 균일하게 이격되어 있는 복수의 열들로 배치되는 광학 소자들(125,126)을 도시하는 반면, 도 34 및 도 35는 패널 표면 영역의 길이를 따라 서로 엇갈린 열들로 배치된 이러한 광학 소자들(125,126)을 도시하고 있다.
또한, 광학 소자들의 각배위 및 상태 또는 위치뿐 아니라 폭, 길이 및 깊이 또는 높이를 포함하는 크기는 패널 표면 영역으로부터 원하는 광출력 분포를 얻을 수 있도록 임의의 주어진 패널 표면 영역의 길이 및/또는 폭을 따라 변화할 수 있다. 도 36 및 도 37은, 패널 표면 영역(22) 상에 엇갈린 열들로 각각 배열되며 도 22 및 도 23에 도시되어 있는 것과 형상이 유사한, 상이한 크기의 광학 소자(105,105')들의 임의의 또는 가변적인 패턴을 도시하고 있는 반면, 도 38은 도 29에 도시되어 있는 것과 형상이 유사한 광학 소자(126)들을 도시하고 있으며, 이들 소자는 광원으로부터의 광학 소자의 거리가 증가하거나, 패널 표면 영역(22)의 길이 및/또는 폭을 따라 빛의 강도가 감소함에 따라 크기가 증가한다.
도 39 및 40은 패널 표면 영역(22)의 길이 및 폭을 따르는 임의의 원하는 형상의 광학 소자(135)의 상이한 각배위를 개략적으로 도시하고 있다. 도 39에서, 광학 소자(135)는 패널 표면 영역의 길이를 따라 직선열(136)로 배치되지만, 각 열들의 광학 소자는 광원(3)을 향하도록 배향되어, 모든 광학 소자가 광원으로부터 방출되는 광선과 실질적으로 정렬된다. 또한, 도 40에서 광학 소자(135)는 도 39와 유사하게 광원(3)을 향하도록 배향된다. 또한, 도 40의 광학 소자의 열(137)은 광원과 실질적으로 방사상 정렬된다.
도 41 및 도 42는 본 발명에 따라, 발광 패널 조립체(5)의 광 전이 영역(6) 내에 인서트 성형되거나 주조된 집속 광원(3)으로부터 방출된 표본 광선(140)이 발광 패널 부재(7)를 통과하여 이동하는 동안 어떻게 반사되는 지를 개략적으로 도시하고 있는데, 이러한 반사는 패널 부재의 일측(141)에서 타측(142)보다 더 많은 광선이 반사 또는 굴절될 수 있게 하는 패널 표면 영역(22) 상에 또는 패널 표면 영역 내에 알맞게 형성된 형상의 개별적인 광학 소자(98,126)들에 충돌할 때까지 이루어진다. 도 41에서는 표본 광선(140)이 패널 부재의 동일한 측면(141)을 통과하여 대체로 동일한 방향에서 광학 소자(98)의 반사/굴절 표면(101)에 의해 반사되는 것을 도시하고 있는 반면, 도 42에서는 광선(140)이 패널 부재의 동일한 측면(141)으로부터 광선이 반사/굴절되기 전에 광학 소자(126)의 원형 단부벽(109)에 의해 패널 부재(7) 내에서 상이한 방향으로 산란되는 것이 도시된다. 본 발명에 따라 알맞게 형성된 형상의 개별적인 광학 소자들의 이러한 패턴은 패널 부재의 입력 에지(18)를 통해 수용되는 빛의 60 내지 70% 또는 그보다 큰 비율의 빛이 패널 부재의 동일한 측면으로부터 방출될 수 있게 할 수 있다.
도 43은 도 42의 발광 패널 조립체(5)의 측면(141)을 개략적으로 도시하고 있으며, 적절한 조명을 위해 주변광이 불충분한 경우, 도 43에서 빛의 대부분은 전면광 디스플레이/표식을 위해 액정 디스플레이 또는 다른 표식(144)의 전면(143)에 배치되도록 방출된다. 디스플레이/표식(144) 위에 놓인 패널 부재(7)의 일부분은 임의의 배면 반사기가 없는 상태로 투명하여, 그에 따라 광원(3)에 전력이 가해질 때, 빛은 디스플레이/표식(144)의 전면(143)에 접촉하는 패널 부재(7)의 측면(141)으로부터 방출된 후, 변형부 상에 특히 편평한 표면(128)을 포함하는 패널 부재(7)를 통과하여 다시 반사될 것이다.
패널 부재(7)의 광학 굴절률을 디스플레이/표식(144)의 기판에 꼭 맞도록 선택함으로써, 디스플레이/표식에 의해 반사된 빛은 디스플레이/표식을 용이하게 볼 수 있게 하기 위해 광학 불연속이 최소인 광학 소자의 편평한 표면(128)을 통과할 것이다. 또한, 패널 부재 상에 광학 소자의 임의의 또는 가변적인 패턴을 제공하는 것은 광학 소자들의 간격이 디스플레이의 픽셀 간격(pixel spacing)과 맞지 않아 헤드라이트 효과(headlight effect)를 발생시키지 않도록 보장한다.
광학 소자의 알맞게 형성된 형상 때문에, 각각의 광학 소자의 크기, 형상, 위치 및 배향은 패널 부재의 임의의 주어진 표면 영역에서 개별적으로 조정되거나 임의로 변화될 수 있어서, 각 패널 표면 영역을 가로질러 광출력 분포를 균일하게 퍼뜨리거나 각 패널 표면 영역에 임의의 다른 요구된 광출력 분포를 얻을 수 있다. 또한, 이러한 광학 소자는 밀링 또는 레이저 커터를 이용한 기계 가공 또는 성형 또는 스탬핑 등에 의한 것과 같이, 임의의 원하는 방식으로 패널 부재 또는 기판의 임의의 표면 영역 내에 또는 영역 상에 형성될 수 있다.
도 16, 도 17 및 도 39 내지 도 43에 도시되어 있는 패널 조립체의 광원(3)은 전술한 바와 같은 임의의 적절한 유형일 수 있다. 그러나, 바람직하게 이러한 광원은 렌즈 삽입 전구, LED 칩 또는 레이저 또는 레이저 다이오드와 같은 집속 광원이다. 대안적으로, 이러한 광원은 LED, 백열등, 또는 광원으로부터 빛을 수집하고 빛을 집속하는 일체형 수집기(145)(도 16 참조)를 갖는 다른 광원일 수 있다. 각 경우, 바람직하게 광원으로부터의 빛은 광 전이 영역(6)의 입력 표면(146) 상에 미리 결정된 패턴으로 집속되며, 입력 표면은 패널의 횡단면 영역의 많은 부분에 걸쳐 발광 패널(7)의 광입력 에지(18)로 빛을 들어가게 하기 위해 허용 가능한 각도로 빛을 지향시킨다.
도 44는 본 발명에 따른 발광 패널 조립체(150)의 또 다른 형태를 개략적으로 도시하고 있으며, 발광 패널 조립체(150)는 특히 사람의 피부 또는 눈의 여러 부분을 패널 조립체로부터의 방출된 빛에 노출시킴으로써, 신생아 황달(neonatal hyperbilirubinemia), 불면증, 수면 장애 또는 제트랙(jet lag) 또는 교대근무와 관련된 피로, 계절성 정동 장애(seasonal affective disorder; SAD) 및 우울증 등과 같은 특정한 유형의 정신 장애와 같은 상태를 치료하는데 상이한 유형의 광요법 치료를 사용한다. 이를 위해, 발광 패널 조립체(150)는 패드 또는 담요 형태일 수 있는 발광 패널 부재(151)를 포함한다. 임의의 원하는 파장의 빛을 패널 부재의 일단부 또는 양단부에서 패널 입력 에지(154)에 균일하게 공급하기 위해 하나 또는 그보다 많은 LEDs 또는 다른 광원(3)을 포함하는 하나 또는 그보다 많은 광 전이 영역(152)이 패널 부재(151)의 일단부 또는 양단부에 있다. 원할 경우, 광원은 상이한 색상의 LEDs일 수 있어서, LEDs로부터의 빛은 혼합되어 패널 부재로부터의 백색광을 포함하여 실질적으로 임의의 원하는 색상의 광출력 분포를 제공할 수 있다. 또한, 패널 부재로부터 백색광 출력 분포를 제공하도록 백색 LEDs이 사용될 수 있다.
패널 부재(151)의 일측면 또는 양측면 상의 하나 또는 그보다 많은 선택된 패널 표면 영역에는 도 44에는 도시되지 않았지만 패널 표면 영역으로부터 원하는 광출력 분포를 제공하기 위한 임의의 전술된 유형일 수 있는 광학 소자 패턴이 있다. 광요법 치료를 받는 사람의 신체 일부는 패널의 발광 표면 영역과 매우 가까이 관련되어 또는 발광 표면 영역을 바로 향하여 배치될 수 있다. 대안적으로, 패널 조립체(150)는 도 45에 개략적으로 도시되어 있는 바와 같이, 확산기 또는 렌즈(156)와 같은 구성요소 또는 다른 부분을 위치시키기 위한 구조 지지부를 제공하기 위해, 패널 부재(151) 상의 전략적인 위치(예를 들면 네 개의 모든 모서리)에 성형부(155)를 구비할 수 있다.
도 46은 광요법 치료 또는 다른 용도로 사용하기 위한 본 발명에 따른 발광 패널 조립체(160)의 또 다른 형태를 도시하고 있으며, 도 46에서 LEDs 배열 또는 다른 광원(3)은 확산기 또는 렌즈일 수 있는 투명한 부재(163)를 통과하여 빛을 지향시키기 위한 인쇄 회로 기판(162) 상에 장착된다. 투명한 부재(163)는 인쇄회로기판에 대한 베이스(165) 상의 복수의 직립한 지지부(164)에 의해 인쇄회로기판(162) 및 인쇄회로기판상에 장착된 광원(3)으로부터 이격된 관계로 유지된다. 이로 인해 인쇄회로기판(162) 및 광원(3)을 손상으로부터 보호할 수 있을 뿐 아니라, 광원(3)과 투명한 부재(163) 사이에 공극(166)을 제공하여 광원에 의해 발생된 임의의 열을 용이하게 분산시킬 수 있다.
도 46에서, 인쇄회로기판(162)과 투명한 부재(163)는 실질적으로 편평한 것으로 도시되어 있다. 그러나 이러한 인쇄회로기판(162)과 투명한 부재(163)는 광요법 치료를 받는 사람의 팔, 다리 또는 목과 같은 신체부위를 지지하기 위하여 도 47에 개략적으로 도시되어 있는 바와 같이 만곡될 수도 있다.
본 명세서에 개시된 복수의 발광 패널 조립체는 예를 들면 액정 디스플레이(LCD) 또는 다른 표식 배면 조명 또는 일반적인 조명, 장식용 및 디스플레이용 조명, 자동차 조명, 치과용 조명, 광요법 또는 다른 의료용 조명, 멤브레인 스위치 조명(membrane switch lighting) 및 스포츠 용품 및 의상용 조명 등을 포함하는 매우 많은 상이한 경우에 사용될 수 있다. 또한, 패널 조립체는 패널 부재 또는 광학 소자가 배면 반사기 없이 투명하도록 제조될 수 있다. 이로 인해 패널 조립체는 예를 들면 LCD 또는 다른 디스플레이를 전면에서 조명하는데 사용될 수 있어서, 디스플레이는 전술한 방식으로 투명한 패널 부재를 통과하여 조명된다.
광학 소자들을 포함하는 광학 기판의 길이 및 폭보다 실질적으로 더 작은 길이 및 폭을 각각 갖는 각각의 알맞게 형성된 형상의 개별적인 광학 소자들의 미리 결정된 패턴은 공지된 제조 방법을 이용하여 막, 시트 또는 플레이트를 포함하는 광학 기판상에 또는 광학 기판 내에 형성될 수 있다. 공지된 이러한 제조 방법들 중 하나는 광학 기판상에 또는 광학 기판에 대응하는 패턴의 광학 소자를 형성하도록 밀링 또는 레이저 커터를 이용하고, 시트 또는 플레이트에 커팅된 광학 소자 형상을 이용하는 것과 같이 임의의 바람직한 방식으로 편평한 시트 또는 플레이트에 광학 소자 형상 패턴을 커팅하는 단계를 포함한다. 이 방법의 단점은 편평한 시트 또는 플레이트에 광학 소자 형상을 커팅하는데 실질적으로 긴 시간이 요구된다는 것이다.
광학 기판상에 또는 광학 기판에 대응하는 광학 소자 패턴을 형성하는데 사용되는 하나 또는 그보다 많은 광학 소자 형상 패턴을 제조하는데 요구되는 시간은, 롤의 회전 중에 롤 상의 하나 또는 그보다 많은 곡선형 기판 또는 막의 외면 또는 슬리브에 하나 또는 그보다 많은 광학 소자 형상 패턴을 커팅하거나 형성하는 도구를 이용함으로써 본 발명에 따라 크게 감소될 수 있다. 광학 소자 형상 패턴들 또는 패턴을 포함하는 슬리브 또는 곡선형 기판 또는 막, 또는 적어도 일부의 슬리브 또는 곡선형 기판 또는 막들은 그 후 롤로부터 제거되고, 하나 이상의 광학 소자 형상 패턴 또는 광학 소자 형상 패턴의 사본 또는 역 사본은 후술하는 바와 같이, 광학 기판상에 또는 광학 기판 내에 대응하는 광학 소자 패턴 형상을 형성하는데 사용된다.
도 48은 정밀한 외면(171)을 가질 수 있는 하나의 롤(170)을 도시하고 있다. 대안적으로 롤은 전기 도금 또는 다른 증착 공정 등에 의한 것과 같이 니켈 또는 니켈 합금과 같은 적절한 재료로 코팅될 수 있고, 원하는 정밀한 다듬질로 기계 가공, 연삭, 연마, 플라이 커팅 또는 세공함으로써 제공될 수 ㅇ있다.
니켈 또는 니켈 합금과 같은 적절한 재료로 제조된 슬리브(172)는 도 50에 도시되어 있는 바와 같이 롤(170) 위에 놓이는 예비성형 슬리브일 수 있다. 대안적으로, 슬리브(172)는 롤 상에 피복을 도포하고, 이러한 피복을 슬리브상에 경화 또는 응고시킴으로써 롤상에 인 시츄로 형성될 수 있다. 예를 들면, 피복은 롤 상에 화학 증착, 화학 기상 증착, 전기분해 증착 또는 다른 증착 공정으로 증착될 수 있다. 슬리브(172)가 롤(170) 상에 인 시츄로 형성되는 경우, 커팅 또는 성형 작용 후에 롤로부터 슬리브를 용이하게 제거하기 위해 롤 상에 슬리브가 형성되기 전에 도 49에 도시되어 있는 바와 같이 이형 코팅(173)이 롤에 도포될 수 있다. 또한, 롤은 롤에 이형 코팅을 도포할 필요성을 제거할 수 있는 테플론 코팅 등을 가질 수도 있다.
롤 상에 전체적인 슬리브를 제공하는 대신, 니켈 또는 니켈 합금과 같은 적절한 재료로 제조된 하나 또는 그보다 많은 곡선형 기판 또는 막(174)(이하, 공히 기판)은 도 51에 개략적으로 도시되어 있는 바와 같이, 기판을 롤에 적층, 점착 접착 또는 기계적으로 고정시킴으로써 롤(170)의 외면에 부착될 수 있다.
슬리브(172) 또는 곡선형 기판(174)의 외면은 다이아몬드 페이스트, 다이아몬드 함유 광택 벨트(diamond impregnated polishing belt) 또는 다이아몬드 선반(diamond turning lathe) 등과 같은 적절한 연마재를 이용하여 원하는 다듬질로 연마될 수 있다. 대안적으로, 슬리브 또는 곡선형 기판의 외면은 원하는 정밀한 다듬질을 제공하도록 연삭, 기계 가공, 플라이 커팅 또는 세공될 수 있다.
하나 또는 그보다 많은 미리 결정된 광학 소자 형상 패턴(175)은 롤(170)이 회전하는 동안 슬리브(또는 곡선형 기판)와 결합 및 분리되도록, 도 52 내지 도 55에 개략적으로 도시되어 있는 도구(176)를 이동시킴으로써 슬리브(172) 또는 곡선형 기판(174)의 외면에 커팅되거나 형성될 수 있다. 예를 들면, 도구(176)는, 커팅 또는 성형 단계중에, 도 53에 도시되어 있는 바와 같은 시계 방향 또는 반시계 방향으로 롤이 분당 1,000회전까지 회전되는 동안, 분당 10,000번까지 슬리브 또는 곡선형 기판과 결합 및 분리되도록 이동되는 다이아몬드 도구일 수 있다. 또한, 롤의 표면에 대한 다이아몬드 도구의 배향 및/또는 위치의 각도는 커팅 또는 성형 단계중에 또는 그 사이에서 변화될 수 있다. 예를 들면, 도구(176)는 도 54에 개략적으로 도시되어 있는 바와 같이, 커팅 또는 형성 단계중에 또는 그 사이에 롤에 대해 종방향 또는 횡방향으로 이동될 수 있다. 또한, 도구(176)는 도 53 내지 도 55에 개략적으로 도시되어 있는 바와 같이, 커팅 또는 형성 단계중에 또는 그 사이에 롤에 대해 각도 조정될 수 있다. 도구의 이러한 이동은 도 52에 개략적으로 도시되어 있으며 롤의 회전을 제어하는데 사용될 수도 있는 컨트롤러(177)에 의해 제어될 수 있다.
도 56은 슬리브(172)의 외면에 커팅되거나 형성된 하나의 광학 소자 형상(175)의 패턴(180)을 개략적으로 도시하고 있는 반면, 도 57은 롤(170) 상의 두 개의 곡선형 기판(174)에 커팅되거나 형성된 하나의 이러한 광학 소자 형상 패턴(180)을 개략적으로 도시하고 있다. 슬리브(172) 또는 곡선형 기판(174)은 대부분의 광학 기판보다 실질적으로 더 클 수 있으며, 대부분의 광학 기판에서 도 60에 개략적으로 도시되어 있는 광학 소자 형상(175)의 이벤트 다중 패턴(event multiple patterns; 181)은, 슬리브 또는 곡선형 기판이 여전히 롤 상에 있거나 슬리브 또는 곡선형 기판이 커팅 또는 형성 작업 후에 롤로부터 제거된 상태에서, 광학 소자 형상의 원하는 패턴 또는 패턴들을 갖는 슬리브 또는 곡선형 기판의 일부만이 슬리브 또는 곡선형 기판으로부터 제거되는지 여부에 따라, 동시에 또는 상이한 시기에 롤 상의 슬리브 또는 곡선형 기판에 커팅되거나 형성될 수 있다.
광학 소자 형상(175)은 두 개의 표면을 단지 가질 수 있는데, 하나의 표면은 곡선형일 수 있고, 다른 하나의 표면은 편평할 수 있으며, 두 표면은 모두 도 16 내지 도 21에 개략적으로 도시되어 있는 바와 같이 함께 리지를 형성하게 될 수 있다. 대안적으로, 두 개의 표면은 모두 곡선형일 수 있다. 또한, 광학 소자 형상은 두 개보다 많은 표면을 포함할 수도 있다. 또한, 곡선형 표면 또는 표면들은 구형, 타원형 또는 비구면일 수 있다.
이들 광학 소자 형상은 도 56 내지 도 60에 개략적으로 도시되어 있는 바와 같이 광학 소자 형상 패턴 또는 패턴들을 포함하는 슬리브 또는 곡선형 기판의 실질적으로 일부분 또는 부분들의 전체 표면을 덮을 수 있다. 또한, 광학 소자 형상의 패턴 또는 패턴들은 필요한 경우 미리결정된 패턴 또는 임의의 패턴일 수 있다. 또한, 광학 소자 형상은 서로 중첩, 교차 또는 연동될 수 있으며, 원할 경우, 크기, 형상, 배치, 밀도, 각도, 깊이, 높이 및/또는 유형이 변화할 수 있다.
원하는 개수의 광학 소자 형상 또는 광학 소자 형상 패턴이 슬리브 또는 하나 또는 그보다 많은 곡선형 기판에 커팅되거나 형성된 후, 원할 경우, 롤은 길이방향으로 180°회전될 수 있으며, 동일한 도구 또는 상이한 도구가 슬리브 또는 곡선형 기판의 외면에 추가의 광학 소자 형상을 커팅하거나 형성하는데 사용될 수 있다.
이들 추가의 광학 소자 형상들은 롤을 길이방향으로 회전시키기 전에 슬리브 또는 기판에 커팅되거나 형성되었던 광학 소자 형상에 대한 반대방향으로 향할 수 있다. 또한, 적어도 일부의 이들 추가 광학 소자 형상은 슬리브 또는 기판에서, 롤을 길이 방향으로 회전시키기 전에 슬리브 또는 기판에 커팅되거나 형성되었던 적어도 일부분의 광학 소자 형상들 사이에 커팅되거나 형성될 수 있다.
원하는 개수와 패턴의 광학 소자 형상을 슬리브 또는 롤 상의 곡선형 기판에 커팅하거나 형성한 후, 롤은 적절한 광학 기판상에 또는 기판 내에 대응하는 광학 소자 패턴을 형성하는데 사용되도록 하나 이상의 광학 소자 형상 패턴을 포함하는 적어도 일부의 곡선형 기판 또는 슬리브를 제거할 수 있도록 정지될 수 있다. 전체 슬리브(172)가 동시에 롤(170)에서 제거되어야 하는 경우, 슬리브는 도 58에 개략적으로 도시되어 있는 바와 같이 롤에서 용이하게 제거할 수 있도록 길이 방향으로 커팅될 수 있다.
그 후, 원하는 광학 소자 형상 패턴 또는 패턴들 또는 광학 소자 형상의 사본 또는 역 사본을 포함하는 슬리브 또는 기판으로부터 제거된 슬리브(172) 또는 기판(174) 또는 하나 또는 그보다 많은 부분(182)은 임의의 원하는 형상으로 형상될 수 있으며 광학 기판상에 또는 광학 기판 내에 대응하는 광학 소자 패턴을 형성하는데 사용될 수 있다. 도 59 및 도 60은 실질적으로 편평한 시트로 형성된 슬리브 또는 슬리브 부분 또는 기판 또는 이들의 사본 또는 역 사본을 도시하고 있다. 그러나 슬리브 또는 슬리브 부분 또는 기판 또는 이들의 사본 또는 역 사본은 임의의 원하는 3차원 형상으로 형성될 수 있으며, 예를 들면 도 8에 도시되어 있는 것과 같은 3차원으로 형성된 광학 기판의 표면상에 또는 표면 내에 대응하는 광학 소자 패턴을 생산하는데 사용될 수도 있다.
원하는 광학 소자 형상 패턴 또는 패턴들을 포함하는 슬리브 또는 슬리브 부분 또는 기판, 또는 이들의 사본 또는 역 사본은 증착 공정 등에 의한 것과 같이 생산 툴링 형성을 위한 원판(master)으로서 또는 생산 툴링(production tooling)으로 사용될 수 있다. 생산 툴링은 성형 공정에 의해 광학 기판상에 또는 광학 기판 내에 대응하는 광학 소자 패턴을 형성하는데 사용될 수 있다. 예를 들면, 도 61은 도 64에 개략적으로 도시되어 있는 바와 같이, 광학 기판(186) 상에 또는 기판 내에 광학 소자(185)들을 성형하기 위한 사출 금형 내에 배치되는 툴링(183)을 도시하고 있으며, 도 62는 툴링(183)의 광학 소자 형상에 광학 기판(186)을 압축하고 열을 가함으로써 형성되는 도 64의 광학 기판(186) 상의 또는 광학 기판 내의 광학 소자(185)들을 도시하고 있으며, 도 63은 툴링의 광학 소자 형상 위에 유동 가능한 광학 기판 재료(187)를 도포하고, 툴링으로부터 경화되거나 응고된 광학 기판 재료를 제거하기 전에 유동 가능한 광학 기판 재료를 경화 또는 응고시킴으로써 형성된 광학 기판(186)상의 또는 광학 기판 내의 광학 소자(185)를 도시하고 있다. 유동 가능한 광학 기판 재료는 예를 들면 자체 경화 재료 또는 자외선 또는 다른 방사선 경화 재료일 수 있다.
본 발명은 바람직한 특정 실시예에 대해 도시되고 설명되었지만, 본 명세서를 읽고 이해할 때 당업자는 본 발명과 동등한 변형 및 수정을 가할 수 있음이 명백하다. 특히, 전술한 구성요소들에 의해 실행되는 다양한 기능들에 관하여, 이러한 구성요소들을 설명하는데 사용된 용어("수단"에 대한 임의의 용어 포함)는 달리 지시되지 않는다면, 본 명세서에서 설명된 본 발명의 예시적인 실시예들의 기능을 수행하는 개시된 구성요소와 구조상 동등하지 않더라도, 설명된 구성요소(예를 들면, 기능적으로 동등한)의 특정 기능을 수행하는 임의의 구성 요소에 대응하도록 하기 위한 것이다. 또한, 개시된 모든 기능들은 원할 경우 계산되거나 자동화될 수 있다. 또한, 본 발명의 특별한 특징은 단 하나의 실시예에 대해서 개시될 수 있으며, 이러한 특징은 임의의 주어진 경우 또는 특정한 경우에 대해 바람직하며 유리할 수 있는 하나 또는 그보다 많은 다른 특징들과 결합될 수 있다.

Claims (19)

  1. 광학 기판 상에 또는 내에 하나 이상의 광학 소자 패턴을 형성하는 방법으로서,
    롤 상에 슬리브를 제공하는, 제공 단계,
    도구를 이용하여 상기 슬리브의 외면에 하나 이상의 광학 소자 형상 패턴을 커팅하거나 형성하는, 커팅 또는 형성 단계,
    상기 하나 이상의 광학 소자 형상 패턴을 포함하는 상기 슬리브의 적어도 일부를 상기 롤로부터 제거하는, 제거 단계, 및
    상기 슬리브의 제거된 부분 내의 또는 상기 슬리브의 제거된 부분의 광학 소자 형상의 사본 또는 역 사본 상의 하나 이상의 광학 소자 형상 패턴을 이용하여, 광학 기판 상에 또는 내에 대응하는 광학 소자 패턴을 형성하는, 형성 단계를 포함하며,
    상기 도구와 롤 사이의 상대적인 원주 운동 및 측면 운동중에 상기 도구가 상기 슬리브와 결합 및 분리되도록 이동하여, 상기 슬리브의 외면에 복수의 개별적이며 원주 방향 및 측면 방향으로 이격된 광학 소자 형상의 하나 이상의 패턴을 커팅하거나 형성하고,
    상기 하나 이상의 패턴의 광학 소자 형상의 적어도 일부는 2개의 표면만을 가지며, 상기 표면 중 하나는 곡선형이며, 다른 표면은 편평하고 균일한 경사를 가지며, 상기 두 표면은 함께 리지를 형성하게 되며,
    상기 광학 소자 형상의 적어도 일부가 상기 슬리브의 외면에 커팅되거나 형성된 후에, 상기 롤이 길이 방향으로 180°회전되고, 적어도 일부의 추가 광학 소자 형상이 상기 롤 상의 슬리브의 외면에 커팅되거나 형성되는,
    광학 소자 패턴 형성 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 슬리브가 상기 롤 위에 놓이는 예비성형 슬리브인,
    광학 소자 패턴 형성 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 슬리브가 상기 롤 상에 배치되는,
    광학 소자 패턴 형성 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 롤의 외면에 이형 코팅이 도포되며, 상기 이형 코팅은 상기 이형 코팅 상에 금속을 증착함으로써 상기 롤 상에 인시츄로 상기 슬리브를 형성하기 전에 도포되는,
    광학 소자 패턴 형성 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 커팅 또는 형성 단계중에 또는 커팅 또는 형성 단계들 사이에 상기 도구가 상기 롤에 대해 종방향 또는 횡방향으로 이동되는,
    광학 소자 패턴 형성 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 커팅 또는 형성 단계중에 또는 커팅 또는 형성 단계들 사이에 상기 도구가 상기 롤에 대해 각도 조절되는,
    광학 소자 패턴 형성 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 슬리브에 광학 소자 형상의 복수의 패턴이 커팅되거나 형성되고, 하나 이상의 광학 소자 형상 패턴을 각각 포함하는 복수의 슬리브의 일부분이 상기 슬리브로부터 제거되는,
    광학 소자 패턴 형성 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 슬리브의 일부분이 상기 슬리브로부터 제거되기 전에 상기 슬리브가 상기 롤로부터 제거되는,
    광학 소자 패턴 형성 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    컨트롤러가 사용되어 상기 커팅 또는 형성 단계중에 상기 도구의 이동을 제어하고 상기 롤을 회전시키는,
    광학 소자 패턴 형성 방법.
  11. 삭제
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 슬리브에 커팅되거나 형성되는 상기 추가 광학 소자 형상은 상기 롤이 길이 방향으로 회전하기 전에 상기 슬리브에 커팅되거나 형성되었던 광학 소자 형상의 반대 방향으로 향하는,
    광학 소자 패턴 형성 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    적어도 일부의 상기 추가 광학 소자 형상은 상기 롤이 길이 방향으로 회전하기 전에 상기 슬리브에 커팅되거나 형성되었던 적어도 일부의 광학 소자 형상들 사이의 상기 슬리브에 커팅되거나 형성되는,
    광학 소자 패턴 형성 방법.
  14. 광학 기판 또는 막 상에 또는 내에 하나 이상의 광학 소자 패턴을 형성하는 방법으로서,
    롤 상에 하나 이상의 곡선형 기판 또는 막을 제공하는, 제공 단계,
    상기 롤을 회전시키는, 회전 단계,
    도구를 이용하여 상기 기판 또는 막의 외면에 하나 이상의 광학 소자 형상 패턴을 커팅하거나 형성하는, 커팅 또는 형성 단계,
    하나 이상의 광학 소자 형상 패턴을 포함하는 기판 또는 막의 적어도 일부를 상기 롤로부터 제거하는, 제거 단계, 및
    상기 기판 또는 막의 제거된 부분 내의 또는 상기 기판 또는 막의 제거된 부분의 광학 소자 형상의 사본 또는 역 사본 상의 하나 이상의 광학 소자 형상 패턴을 이용하여, 광학 기판 상에 또는 내에 대응하는 광학 소자 패턴을 형성하는, 형성 단계를 포함하며,
    상기 도구와 롤 사이의 상대적인 원주 운동 및 측면 운동중에 상기 도구가 상기 기판 또는 막과 결합 및 분리되도록 이동하여, 상기 기판 또는 막의 외면에 복수의 개별적이며 원주 방향 및 측면 방향으로 이격된 광학 소자 형상의 하나 이상의 패턴을 커팅하거나 형성하고,
    상기 하나 이상의 패턴의 광학 소자 형상의 적어도 일부는 2개의 표면만을 가지며, 상기 표면 중 하나는 곡선형이며, 다른 표면은 편평하고 균일한 경사를 가지며, 상기 두 표면은 함께 리지를 형성하게 되며,
    상기 광학 소자 형상의 적어도 일부가 상기 기판 또는 막의 외면에 커팅되거나 형성된 후에, 상기 롤이 길이 방향으로 180°회전되고, 상기 도구가 사용되어, 상기 롤이 회전하는 동안 상기 롤 상의 기판 또는 막의 외면에 적어도 일부의 추가 광학 소자 형상을 커팅하거나 형성하는,
    광학 소자 패턴 형성 방법.
  15. 삭제
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 광학 소자 형상이 실질적으로 하나 이상의 패턴을 포함하는 기판 또는 막의 일부분의 전체 표면을 덮는,
    광학 소자 패턴 형성 방법.
  17. 삭제
  18. 제 14 항에 있어서,
    상기 기판 또는 막에 커팅되거나 형성된 상기 추가 광학 소자 형상은 상기 롤이 길이 방향으로 회전하기 전에 상기 기판 또는 막에 커팅되거나 형성되었던 광학 소자 형상의 반대 방향으로 향하는,
    광학 소자 패턴 형성 방법.
  19. 제 14 항에 있어서,
    적어도 일부의 상기 추가 광학 소자 형상은 상기 롤이 길이 방향으로 회전하기 전에 상기 기판 또는 막에 커팅되거나 형성되었던 적어도 일부의 광학 소자 형상들 사이의 기판 또는 막에 커팅되거나 형성되는,
    광학 소자 패턴 형성 방법.
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