KR101122151B1 - 초박막 광소자 - Google Patents

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카리 린코
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카리 린코
오와이 모딜리스 엘티디.
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Abstract

적어도 하나의 광원을 포함하는 초박막 광소자를 개시한다. 광가이드 소자는 적어도 하나의 표면의 적어도 일부분에 복수의 불연속적인 미세 광학 표면을 구비한 하나의 광가이드층을 포함한다. 상기 표면 양각 구조는 높이가 약 10 마이크론 또는 그 이하이고 각각의 측면 디멘젼(lateral dimension)이 10 마이크론 또는 그 이하인 기본적인 구조 특성(basic structual features)을 갖는다. 상기 각각의 표면 양각 구조의 개수, 배열 및 크기, 및 상기 표면 양각 구조의 구조적 특성인 높이 및 측면 디멘젼은 광가이드 소자내에서 인커플링된 광의 바람직한 아웃커플링 변조 정도를 제공하도록 가변될 수 있다.
광소자, 광가이드(lightguide), 광원, 양각(relief)

Description

초박막 광소자{ULTRATHIN LIGHT ELEMENT}

본 출원은 2004년 4월 30일에 미합중국 임시 출원 번호 60/566,601호를 우선권으로 하고 있다.

본 발명은 광 솔루션(lighting solution)내의 광원으로부터 광을 유도하기 위한 광가이드(lightguide)에 관한 것이다. 광가이드는 초박막 광가이드층 및 다층의 제품을 포함할 수 있다. 더욱이, 본 발명은 광가이드 및 광솔루션을 포함하는 광소자를 포함한다. 또한, 본 발명은 광소자 제조방법에 관한 것이다.

광가이드 및 광소자는 디스플레이 광원(예컨대, 백라이트(backlight), 프론트 라이트(frontlight)), 내부 광원, 외부 광원 및 그 밖의 다른 응용 분야등에 이용될 수 있다.

본 발명은 초박막 광소자를 제공한다. 광소자는 적어도 하나의 광원을 포함한다. 광가이드 소자는 적어도 하나의 표면의 적어도 일부분에 복수의 불연속적인 미세 광학 표면을 구비한 하나의 가이드층을 포함한다. 상기 표면 양각 구조는 높이가 약 10 마이크론 또는 그 이하이고 각각의 측면 디멘젼(lateral dimension)이 10 마이크론 또는 그 이하인 기본적인 구조 특성(basic structual features)을 갖는다. 상기 각각의 표면 양각 구조의 개수, 배열 및 크기, 및 상기 표면 양각 구조의 구조적 특성인 높이 및 각각의 측면 디멘젼은 광가이드 소자내에서 인커플링된 광의 바람직한 아웃커플링 변조 정도를 제공하도록 가변될 수 있다.

추가로, 예시된 실시예의 구성 및 기능뿐만 아니라 목적 및 효과는 첨부되는 상세한 설명, 도면 및 실험예 등에 의해 명백해질 것이다.

본 발명의 전술된 특징과 다른 특징, 및 효과는 이하 본 발명의 실시예의 상세한 설명 및 첨부되는 도면에 의해 명백해질 것이다. 동일하거나, 기능이 유사하거나, 구조적으로 유사한 요소는 일반적으로 동일한 참조 번호로 지시한다.

도 1a 및 도 1b는 공지된 광가이드 구조의 두가지 실시예를 설명하기 위한 단면도이다.

도 2a, 도 2b 및 도 2c는 본 발명에 따른 초박막 광소자의 다양한 실시예를 보여주는 단면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 초박막 광소자의 실시예를 보여주는 사시도이다.

도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 만곡된(curved) 광가이드 소자를 포함하는 초박막 광소자의 실시예를 설명하기 위한 단면도이다.

도 5a는 본 발명에 따른 복수의 광소자를 구비하는 매트릭스를 포함하는 광소자의 실시예를 설명하기 위한 단면도이다.

도 5b는 본 발명에 따른 절곡된(bendable) 광가이드 소자를 포함하는 초박막 소자의 실시예를 설명하기 위한 단면도이다.

도 6a, 도 6b, 도 6c 및 도 6d는 본 발명에 따른 두 개의 광가이드층을 갖는 광가이드 소자를 구비하는 광소자의 실시예를 설명하기 위한 단면도이다.

도 7a, 도 7b 및 도 7c는 본 발명에 따른 두 개의 광가이드층, 광가이드층의 다양한 표면상에 임의의 다양한 광학 양각 구조물 및 상기 광가이드층 사이에 배치된 임의의 층을 포함하는 광소자의 실시예를 설명하기 위한 단면도이다.

도 8a, 도 8b 및 도 8c는 본 발명에 따른 임의의 다양한 영역에 두 개 이상의 광가이드층, 광가이드층 다양한 표면들 상의 다양한 광학 양각 구조물 및 광가이드층 사이에 배치된 임의의 다양한 층들을 포함하는 광소자의 실시예를 보여주는 단면도이다.

도 9a는 본 발명에 따른 광소자의 일예를 보여주는 단면도로서, 두 개의 광가이드층 및 절곡된 광가이드층을 포함하는 광가이드층 소자의 일부분을 보여주는 단면도이다.

도 9b 및 도 9c는 본 발명에 따른 두 층의 광가이드 소자를 형성하도록 절곡될 수 있는 단일의 광가이드층을 포함하는 광소자의 실시예를 설명하기 위한 단면도이다.

도 10a 및 도 10b는 본 발명에 따른 광소자의 상면 도이다.

도 11은 본 발명에 따른 다양한 사이즈의 설명하기 위한 광소자의 상면 도이다.

도 12a, 도 12b 및 도 13은 본 발명에 따른 광소자 상에 표면 양각 구조물의 다양한 패턴을 포함하는 광소자의 실시예들을 보인 상면도이다.

도 14 및 도 15는 롤 투 롤(roll to roll) 제조를 이용하여 본 발명에 따른 광가이드층의 제조에 대한 실시예를 설명하기 위한 단면도이다.

도 16은 본 발명에 따른 자외선(Ultraviolet:UV) 조사(casting)를 이용하여 광가이드층의 제조에 대한 실시예를 설명하기 위한 단면도이다.

도 17a, 도 17b 및 도 17c는 본 발명에 따른 광가이드층의 실시예들을 보여주는 상면도이다.

도 18은 본 발명에 따른 광소자를 포함하는 키패드(Keypad)를 보여주는 단면도이다.

도 19a, 도 19b 및 도 19c는 본 발명에 따른 다양하게 분류된 그룹내에 배치된 표면 양각 구조물을 포함하는 광가이드층의 실시예를 보여주는 도면이다.

도 20a 및 도 20b는 본 발명에 따른 광 섬유를 포함하는 인커플링(incoupling) 구조의 광소자의 상면 및 측면을 각각 보여주는 도면이다.

도 21a 및 도 21b는 본 발명에 따른 광원 부근의 광가이드층 영역에 서로 다르게 분류된 양각 구조물들을 포함하는 광가이드 소자의 상면 및 단면을 각각 보여주는 도면이다.

도 22a 및 도 22b는 본 발명에 따른 광가이드층의 일예를 보여주는 상면도 및 단면도로서, 표면 양각 구조의 기본적인 구조적 특성(혹은 형태)은 작은 불연속적인 아웃커플링(outcoupling) 구조 그룹을 형성함을 보여주는 도면이다.

도 23a 및 도 23b는 본 발명에 따른 광가이드층의 일예를 보여주는 상면도 및 단면도로서, 표면 양각 구조들의 상이한 기본적인 구조적 특성은 작은 불연속적 인 아웃커플링 구조 그룹을 형성함을 보여주는 도면이다.

도 24a 및 도 24b는 본 발명에 따른 표면 양각 구조의 다양한 기본적인 구조적 특성을 보여주는 단면도이다.

이하 본 발명의 실시예를 나타낸다. 설명된 실시예에서, 특정한 용어는 명확성을 기하기 위해 사용된다. 그러나, 본 발명은 그렇게 선택된 특정한 용어가 발명을 한정하는 데 의도되지 않는다. 구체적인 실시예가 설명되는 동안, 특정한 용어는 단지 설명을 위해 행해지는 것임을 이해하여야 한다. 당업자는 다른 성분과 다른 구조가 본 발명의 사상을 이탈하지 않는 범위내에서 이용될 수 있다는 것을 인지하여야 할 것이다.

본 발명은 광가이드 소자를 포함하는 광소자를 제공한다. 광가이드층은 적어도 하나의 광가이드층을 포함한다. 광가이드층은 여러가지 다른 물질로 제조될 수 있다. 일반적으로는 광학적으로 투명한 물질이 이용될 수 있다. 이러한 물질로는 PMMA, PC, PET 및 그 밖의 다른 폴리머를 포함하는 성분이 이용될 수 있다. 또한 상기 물질은 클리어 UV 또는 열적으로 경화될 수 있다.

회로, 전기적 콘택, 인쇄물 또는 마스크는 하나 또는 그 이상의 광가이드층에 적용될 수 있다.

적어도 하나의 광가이드층은 적어도 하나의 표면의 적어도 일부분에 복수의 불연속적인 미세 광학 표면 양각 구조 그룹들을 포함한다. 표면 양각 구조 그룹은 각각의 광가이드층의 각 측면의 적어도 일부분에 제공될 수 있다. 각각의 표면 양 각 구조 그룹은 기본적인 구조적 특성들(basic structural features)로 이루어진다. 상기 구조적인 특성은 다른 단면 파형과 같은 다양한 단면을 갖는 (불연속적인 또는 연속적인) 그루브(grooves)를 포함할 수 있다. 상기 표면 양각 구조는 회절 및/또는 굴절 구조를 포함할 수 있다. 이러한 구조적 특성(형태)가 상기 광가이드층으로 부터 나온 광과 아웃커플링될 수 있도록, 상기 구조적 특성은 어떠한 형태의 단면 구조라도 가질 수 있다. 그룹에서 그룹으로의 아웃커플링은 키패드를 구비한 것과 같이 동일할 수 있다. 다른 한편, 각 그룹의 아웃커플링은 상이할 수 있다. 그룹의 다른 위치에서 어느 한 그룹의 아웃커플링을 가변하는 것은 더욱더 바람직할 수 있다.

구조적 특성들은 광가이드층으로부터 나온 광이 아웃커플링시킬 수 있도록 어떠한 단면 형태라도 가질 수 있다. 예를 들어, 광의 아웃커플링을 위한 광학 표면 양각 구조는 일반적으로 미세한 격자(grating) 구조이다. 상기 그레이팅 프로파일은 바이너리 형태(binary), 화염 형태(blazed), 경사진 형태(slanted) 및 사인 곡선 형태(sinusoid), 또는 하이브리드 형태(hybrid), 그 밖의 다른 형태일 수 있다. 광가이드층의 광 아웃커플링 구조는 전체 표면에 대한 균일한 조도(illumination) 또는 우선적인 형태를 갖는 우선적인 영역에서의 불연속적인 조도를 얻을 수 있도록 설계될 수 있다. 상기 격자 구조는 예를 들어 화염 형태(blazed) 타입의 격자를 이용하여 0°(시준광 또는 평행광)에서 높은 아웃커플링 효율을 얻을 수 있도록 최적화될 수 있다.

상기 표면 양각 구조는 전체 표면 또는 광가이드층의 실질적인 전체 표면에 배치될 수 있다. 또는 표면 양각 구조는 광가이드층의 일 영역에 해당하는 전체 부분에 한정(confine)될 수 있다. 일 실시예에서, 표면 양각 구조는 적어도 하나의 광가이드층의 특정 영역에 한정된다. 상기 특정 영역은 상기 어떠한 광가이드층 상에 규칙적 또는 불규칙적일 수 있다. 상기 바람직한 아웃커플링 정도는 표면 양각 구조의 배열에 영향을 미친다. 광원의 근접도 역시 표면 양각 구조의 배열에 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 광원 아웃커플링 구조 그룹 근처의 광가이드층 영역은 광가이드층 면적의 약 10 % 또는 그 이하를 포함(차지)한다.

각 표면 양각 구조는 기본적인 구조적 특성을 갖는다. 상기 기본적인 특성의 디멘젼은 바람직한 아웃커플링 정도 및 이용될 광의 파장에 의존할 수 있다. 일반적으로 기본적인 특성은 높이면에서 10 마이크론(microns) 또는 그 이하에 속하고, 각각의 측면 디멘젼(lateral dimension) 역시 약 10 마이크론 또는 그 이하에 속한다. 보다 일반적으로는, 기본적 특성은 높이면에서 10 마이크론 이하에 속하고, 각각의 측벽 디멘젼 면에서도 10 마이크론 이하에 속한다.

도 24a 및 도 24b는 본 발명에 따른 표면 양각 구조의 다양한 기본 구조 형태를 보여주는 단면도이다. 제시된 형태는 기본 구조적 성분을 포함하는 단면 형태에 대한 몇 개의 예에 불과하다. 상기 광가이드층은 표면 양각 구조의 어떠한 영역에서 상기 형태 중 어느 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다. 이러한 형태의 이해를 용이하게 하기 위하여, 상기 형태는 몇 개의 불연속적인 그룹으로 도시되었다. 표면 양각 구조는 어떠한 광가이드층의 어느 부분이든지 제공될 수 있음을 여기에서 명확히 한다.

광가이드 소자는 하나 내지는 하나 이상의 광가이드층을 포함할 수 있다. 광소자가 하나 이상의 광가이드층을 포함한다면, 광가이드층은 동일한 단면적을 가질 수 있다. 또한, 광가이드층은 서로 다른 단면적을 가질 수 있다. 상기 광가이드층의 수는 광가이드 소자 마다 다를 수 있다. 단일의 광가이드층의 두께는 약 0.01mm 내지 약 0.4mm 일 수 있다. 광가이드 소자는 광원의 높이와 유사한 두께를 가질 수 있다.

전체적인 광가이드 소자는 평면일 수 있다. 하나 또는 하나 이상의 광가이드층 중 적어도 한 부분은 유연하거나(혹은 신축성을 갖거나:flexible) 절곡된 상태일 수 있다. 상기 절곡이라 함은 영구적일 수 있거나, 혹은 사용중에만 구부러진 상태일 수 있다. 상기 광가이드층을 통해 여전히 전파될 수 있고, 만곡되거나 절곡된 광가이드 양측면 외부에서 아웃커플링이 일어날 수 있다는 견지에서 상기 광가이드층은 유연하다. 광가이드 소자가 하나 이상의 광가이드층을 포함하는 경우, 하나 또는 하나 이상의 광가이드층은 절곡되거나, 신축성을 가질 수 있다. 광가이드 성분의 적어도 일부분이 만곡되었을때, 일반적인 만곡각(curve angle)은 전반사각을 초과하지 않는다.

광가이드 소자가 하나 이상의 광가이드층을 포함하는 경우, 하나 또는 그 이상의 막은 적층된 두개의 광가이드층 사이의 적어도 하나의 영역에 배치될 수 있다. 상기 광가이드층 사이에 다양한 종류의 막이 배치될 수 있다. 예를 들어 상기 막은 서로 다른 광 수행 능력을 얻기 위하여, 하나 또는 하나 이상의 반사막(reflector film), 확산막(diffuser film) 또는 분광막(prismatic film) 및 휘도 강화막을 포함할 수 있다.

적어도 하나의 광원은 광가이드 소자로 도입되는 광을 발생시킨다. 상기 광원은 LED 또는 그 밖의 적절한 광원을 포함할 수 있다. 상기 광은 광가이드 소자내로 인커플링된다. 상기 광원은 상기 광가이드 소자와 직접적으로 연결되어, 직접적으로 광을 광소자에 도입한다. 또한, 광소자는 하나 또는 하나 이상의 인커플링 구조와 함께 배열될 수 있다. 상기 인커플링 구조는 적어도 상면 및 후면에 반사 부재(혹은 정반사 부재, specular reflectors)를 갖는 쐐기부(wedge), 타원광 파이프(elliptical light pipe), 집속 렌즈 및/또는 한 묶음의 스플릿 광섬유(bundle of split optics fibers)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 광원 및 인커플링 구조는 단일 구조일 수 있다. 광가이드 소자가 다중 광가이드층을 포함하는 경우, 상기 인커플링은 상기의 층 중에서 변화할 수 있다. 또한, 인커플링 구조는 경사진 이중 격자, 화염상(blazed)의 이중 격자 또는 방사상 구조의 이중 격자(radial binary grating)를 포함할 수 있으며, 이들은 발산 렌즈(diverging lens)를 구비하거나 구비하지 않을 수 있다.

본 발명은 얇고 유연한 구조에 의해 공지의 광가이드 구조보다 큰 잇점을 제공한다. 예를 들어, 이와 같은 초박막 광가이드는 더 작은 공간을 요구한다. 이는 모바일 폰, 시계뿐만 아니라 그 밖의 디스플레이, 키패드, 콘솔(console) 및 광솔루션과 같은 포켓용 제품에 특히 매우 중요한 이슈일 수 있다.

절곡될 수 있는 본 발명에 따른 얇고, 유연한(신축성있는) 광가이드에 대한 실시예는 예컨대, 유연성(신축성)을 지니거나 절곡된 디스플레이, 유연성을 갖는 폰, 플립 폰(대합 조개와 같은 모바일 폰)과 같은 흥미로운 제품을 만들 수 있게 한다. 다층의 광가이드층을 포함하는 본 발명의 실시예는 광의 인커플링/아웃커플링 및 그 밖의 다른 광학적 성능을 쉽게 제어할 수 있는 능력을 제공한다. 두 개 또는 그 이상의 광가이드층은 또 다른 층의 상부에 적층될 수 있다. 반사층 및 또는 소정의 막이 이들(광가이드층) 사이에 이용될 수 있다.

광은 층의 두께에 비례하여 광가이드층과 인커플링될 수 있다. 이러한 경향에 따라, 두께가 얇으면, 광이 덜 커플링되고 덜 밝은 반면, 두께가 두꺼우면 더 많은 광이 더 커플링되고 더 밝다. 이는 광의 인커플링을 제어하기 매우 쉬운 방법을 제공할 수 있고, 광을 서로 다른 가이드층에 분포시킬 수 있다. 이러한 개념은 이중 백라이트(dual backlight), 키패드 조명(keypad lighting)을 구비한 백라이트, 키패드 조명을 구비한 이중 백라이트, 및 그 밖의 다른 구조물들에 적용될 수 있다.

적층된 광가이드의 총 두께는 LED의 높이와 동일할 수 있다. 예를 들어, LED는 약 0.8mm의 높이를 가진다.

본 발명은 중심 배치형 광원을 가질 수 있다. 이는 일반적으로 광원(예컨대, LED), 어셈블리 비용 및 공간을 덜 요구한다. 다층의 광가이드층을 구비한 본 발명의 실시예는 적층된 광가이드층의 일측 가장자리에만 배치된 광원을 이용할 수 있다. 모든 광가이드층을 조광하기 위해 우측 영역(right area)으로 광을 전파한다.

본 발명의 실시예는 광가이드의 사이즈 및 광원의 양에 있어서 실질적인 다양성을 제공할 수 있다. 이는 다른 제품에 동일한 광가이드 설계를 위하여 더 많은 유연성(신축성)을 제공할 수 있다. 광가이드 설계는 광원 근방에 위치하며 정확한 광원(예컨대, LED) 배치에 의존하지 않는 제 1 파트(제 1 광인커플링 파트)에 특정한 광을 확산하는 구조 또는 광을 직접 전달하는(directing) 구조를 구비하는 특정한 사이즈로 형성될 수 있다. 이러한 광학 설계 타입은 동일한 가장자리에 광원의 최소 량 및 광원의 최대 량을 구비하는 서로 다른 양의 광원의 사용을 허용할 수 있다. 이는 동일한 균일도 성능을 갖는 더 높거나 낮은 휘도의 달성을 허용한다.

본 발명은 극도의 비용 효율적인 생산을 제공할 수 있다. 예를 들어 표면 양각 구조는 연속적인 롤 복제(replication) 공정(롤 투 롤 공정)을 이용하여 형성될 수 있다. 이 발명은 높은 광학 생산 질 면에서 극도의 빠른 생산을 제공한다.

일반적인 얇은 광가이드층은 일반적으로 약 0.8 내지 1.0 mm의 두께를 가지며, 마이크로 렌즈 또는 마이크로 구조를 포함한다. 일반적으로 이와 같은 마이크로 구조는 높이면에서 약 15㎛ 또는 그 이상, 및 일측벽면에서 약 50㎛ 또는 그 이상인 경우 다양한 이유로 박막의 신축성을 갖는 광가이드층에 이용될 수 없다. 예를 들어, 이러한 광학 구조는 큰 입사각에 의해 적당한 기능을 할 수 없다. 더욱이, 이러한 광학 구조는 얇은 광가이드 솔루션에서, 균일한 광 아웃커플링 분포를 달성하기 위하여 제한된 변조도를 갖는다. 또한, 주입 몰딩(injection molding)과 같은 일반적인 제조 방법은 얇은 광가이드 솔루션의 광학 품질면에서 문제를 초래할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예는 약 0.4 내지 약 0.01 mm의 두께를 갖는 단일막을 구비한 초박막 광가이드(막과 같은) 솔루션을 제공할 수 있다. 본 발명의 실시 예는 단일층 및 다층 솔루션을 구비한 광가이드층을 포함할 수 있다. 모든 층은 서로 다른 광학적 기능을 수행하기 위하여 표면상에 형성된 광학 양각 구조를 포함할 수 있다. 이러한 광학 구조는 예를 들어 서로 다른 아웃커플링 그룹 또는 서브 그룹을 형성하도록, 바이너리, 경사상, 화염상, 사인곡선상등의 서로 다른 프로파일을 갖는 회절성 또는 굴절성일 수 있다.

본 발명에 따른 다층 광가이드 소자는 광원의 높이와 일치되는 두께를 가질 수 있다. 예를 들어, 광원이 LED인 경우, 상기 LED는 약 0.8mm의 높이를 갖고, 다층의 광가이드층 및 그 사이에 배열된 반사층을 포함하는 광가이드 소자 역시 약 0.8mm를 가질 수 있다. 광 인커플링 및 휘도(혹은 밝기)는 각각의 광가이드층의 두께의 변화에 의해 제어될 수 있다. 예를 들어, 광원으로부터 조사되는 광은 층의 두께에 비례하여 광가이드층내로 인커플링될 수 있다. 이러한 경향에 따르면, 두께의 감소분은 광인커플링의 감소분 및 휘도의 감소분과 같고, 두께의 증대분은 광 인커플링의 증대분 및 휘도의 증대분과 같다. 이는 광 인커플링을 제어하고, 다른 광가이드층내에 광을 분포시키는 데 매우 단순한 방법이다. 이에 따라, 각 광가이드층내에 실현되어질, 제어되고 설계된 휘도를 허용한다.

본 발명에 따른 광가이드층은 많은 다양한 공정에 따라 제조될 수 있다. 바람직하게는 박막의 광가이드층의 제조는 연속적인 롤 복제(continous roll replication), 또는 롤 투 롤 복제를 이용하여 완성된다. 이러한 사실을 이용하여, 비용 효율적인 광학적으로 투명한 플라스틱 필름과 같은 벌크 물질 제조방법은 표면 양각 복제에 이용될 수 있다. 이러한 다른 알려진 롤 투 롤 방법은 표면 양각 구조 또는 많은 다른 제품의 반사성 또는 회절성 매질을 제조하는 것으로 알려져 있다. 몇몇의 공개된 물질 및 롤 투 롤 방법을 이용한 특허를 갖는 많은 회사들에는 예컨대, 리플렉시트(Reflexite), 어베리 데니슨(Avery Dennison), 3M, 에피젬(Epigem), 롤트로닉스(Rolltronics), 폴리마이크로(Polymicro), 프린토 프로젝트(Printo project) 등 복수가 있다. 더욱이 이와 같은 광학 구조의 복제에 의해 고품질을 달성할 수 있다.

다른 적절한 생산 방법은 연속적 또는 불연속적인 조사 방법(UV 또는 열 경화), 압축 몰딩(compress molding), 하드 엠보싱(embossing) 또는 소프트 엠보싱과 같은 연속적 또는 불연속적인 엠보싱, UV 엠보싱 및 그 밖의 다른 것들을 포함할 수 있다. 또는 용융되는 막이 이용될 수 있다. 많은 제조 공정이 이용되더라도, 몇몇은 특별한 실시예를 제조하는 데 더욱 적절할 수 있다. 예를 들어 화염상 구조 프로파일은 정확하고 고품질의 복제를 위하여 롤-투-롤 UV 엠보싱 또는 막 용융법을 이용하여 제조되는 것이 최선이다.

예컨대 반사막과 같은 다른 기능의 필름은 동일한 롤-투-롤 제조공정중 상기 광가이드층 표면위에서 라미네이팅될 수 있다. 또한, 다른 종류의 형상 및 마스크 역시 전기적 콘택 및 회로를 포함하는 상기 광가이드층 상에 프린트되거나, 라미네이트될 수 있다. 이는 결정적인 가격적 이슈일 수 있다.

표면 양각 구조를 형성한 후, 광가이드층은 바람직한 형상으로 레이저(laser), 다이 커팅(die cutting) 및/또는 다른 수단을 이용하여 롤 또는 막으로 부터 직접적으로 커팅될 수 있다. 또한, 광학 특성(혹은 형태,feature)은 상기 커 팅 공정중에 제조될 수 있다. 이러한 광학 특성은 특히 적절한 영역에 광을 반사 또는 전달시킬 수 있거나, 광가이드의 일부분에 광을 전달/확산시킬 수 있는 좁은 경계선을 포함한다. 이러한 커팅 공정은 매우 짧은 단위 시간 및 비용을 갖는 롤 투 롤 공정에 의해 완성된다.

제조 방법으로서 주입 몰딩법은 10'' /15'' 보다 큰 사이즈의 초박막 광가이드층을 제조하기 어렵다. 이러한 주입 몰딩법은 15 마이크로 이하의 표면 양각 구조와 같은 미세 광학 구조를 전체적으로/정확하게 복제하기 어렵고, 동시에 고품질 수율을 달성하기 어렵기 때문이다.

박막의 광가이드층의 광학 구조, 또는 표면 양각 구조는 균일한 광 아웃커플링 분포 및 균일한 휘도를 달성하기 위하여 일반적으로 높고 증대된 변조도를 요구한다. 광학적 기본 구조는 원하는 변조도를 달성하기 위하여, 일반적으로 높이면에서 10 마이크론 또는그 이하보다 작고, 일측벽 디멘젼 면에서 역시 10㎛ 또는 그 이하 보다 작게끔, 매우 미세하여야 한다. 이는 작은 불연속적인 아웃 커플링 구조 그룹을 형성하고, 광가이드층 상에 아웃커플링 정도를 보다 정확하게 제어하는 것을 가능하게 만든다. 바람직하게는 박막의 광가이드층에 있어서, 광학 구조는 작은 불연속적인 아웃커플링 구조 그룹내에 배치된다. 여기서, 적어도 하나의 광원 아웃 커플링 구조 그룹의 근처의 광가이드층 영역은 광가이드층 면적의 약 10% 또는 그 이하를 포함(차지)한다. 작은 불연속적인 아웃 커플링 구조 그룹 사이의 최대 간격은 300 마이크론 또는 그 이하이다. 인커플된 광의 강도가 최대 강도의 50% 또는 그 이상이기 때문에, 이러한 영역은 광가이드의 구조적 설계의 주요한 부분이 될 수 있다.

보다 크고 높은 광학적 항목들을 근거로 한 종래의 미세 구조물 솔루션들은 균일한 휘도를 얻기 위해서 광가이드를 얇게 형성하는데 전형적으로 어려움이 있다.

본 발명의 실시예에 따른 광가이드 소자는 유연성(신축성)을 갖는 것이다. 몇몇 경우에 있어서, 광가이드 소자의 광가이드층의 일부분이 유연성(신축성)을 가질 수 있다. 유연성(신축성)을 갖는 광가이드 소자를 포함하는 본 발명의 실시예들은 원하는 형태로 절곡될 수 있다. 이러한 실시예들은 바람직한 형태로 신축되고 절곡되어 전반사각을 넘지 않으면서 전반사 이론(total reflection theory)을 충족시킬 수가 있다.

광가이드 소자의 두께가 두꺼울수록 빔(light bema)이 광학 구조물을 보다 많이 타격하게 되므로, 얇은 광가이드층은 광누설을 방지하는데 효과적이다. 전체 광은 보다 효과적으로 아웃커플링되어, 광가이드층의 단부에서의 광누설이 줄어들게 된다.

보다 얇은 광가이드층은 다른 광학 필름(반사층, 확산층, 휘도 강화층)과 함께 또는 다른 광학필름 없이 단일층으로 사용될 수 있다. 얇은 광가이드층은 상기 광가이드층의 일측 또는 양측에 위치한 미세 광학 구조물을 가질 수 있다.

오직 하나의 광가이드층을 사용하기 위해서, 종래의 LED는 특정 광학 요소나 어댑터가 구비된 광가이드층에 적용되어 광을 얇은 광가이드층에 인커플링되도록 하였다. 예를 들어서, 광가이드층의 두께는 0.2mm인데 반해서 LED의 높이는 0.8mm 인 경우, 이러한 LED 광학 요소나 어댑터는 상하부에 정반사층이 구비된 웨지(wedge) 형태의 솔루션이 될 수 있다. 사용될 수 있는 다른 인커플링 구조물들은 얇은 타원형 광 파이프, 집속 렌즈(focusing lens) 또는 한 묶음의 스플릿 광섬유(split optic fiber)를 포함할 수 있다. 또한, 회로가 구비된 LED들이 몰딩 공정을 통해서 이러한 어댑터 형태로 될 수 있다. 이것은 LED들을 취급하기가 보다 용이하게 할 수 있다. 이러한 어댑터는 어댑터를 광가이드층에 용이하게 연결시키기 위한 스냅 구조물을 포함할 수 있다. 이러한 어댑터는 단단하거나 또는 유연성(신축성)을 갖는 광학 물질로 제조될 수 있다. 예를 들어, 어댑터를 형성하기 위한 공정방법들은 캐스팅법(casting) 또는 인젝션 몰딩법(injection molding)일 수 있다. 광커플링은 저면 또는 표면상의 특정 격자 구조물과 함께 완성될 수 있다. 예를 들어, 경사형, 화염형(blazing) 또는 방사형 이중 격자 구조물이 단독으로 사용되거나 또는 발산 렌즈와 함께 사용될 수 있다.

초박막 광가이드층들은 2개 또는 그 이상의 층들로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 광가이드층은 이중 백라이트 솔루션, 백라이트와 키패드 점등 솔루션, 또는 이중 백라이트와 키패드 점등 솔루션을 형성할 수 있다. 상기 이중 백라이트 솔루션에서는, 오직 하나의 반사막이 광가이드층 사이에 형성될 것이 요구된다. 이것은 비용을 줄이고 패키지를 얇게 만들 수 있으며, 취급과 조작을 용이하게 한다. 2개의 층들을 포함하는 솔루션에 있어서, 인커플된 광의 대부분은 광가이드 솔루션의 중심선을 따라 전달되기 때문에, 광학적 아웃커플링 구조물들은 광가이드 솔루션의 중심선을 따라 배열된다. 다르게 표현하면, 대부분의 광은 높은 입사각으로 전파된 다.

하나 또는 그 이상의 광원들은 광을 광가이드층내로 도입시키도록 배열될 수 있다. 실시예에 따르면, 광은 광가이드층들에 인커플링하기 위한 광가이드층의 일측 가장자리 상에 배치될 수 있다. 이와 같이 중심에 배열된 광원들은 필요한 광원들의 양을 줄이고 광원을 멀티 어셈블리할 필요가 없게 한다. 이것은 전체 비용 삭감에 직접적인 영향을 준다.

바람직한 응용 중의 하나는 LED가 적층된 광가이드의 가장자리의 중앙에 배치되는 백라이트 및 키패드 조합이다. 동일한 LED들이 백라이트와 키패드용 조명을 제공할 수 있다. 일반적인 솔루션에서는 백라이트 및 키패드 조명 모두 독립적인 LED들이 사용되어야 했다.

광가이드층의 광학 구조물은 광학 구조물에 통합되는 광원들의 사이즈와 양에 따라서 다양한 성능이 구비되도록 설계될 수 있다. 광가이드 구조의 제 1 파트(광 인커플링 파트) 내에서의 광학 광가이드 설계는 LED와 같은 점광원으로부터의 광이 다른 원추형 각도 또는 부분적으로 직접 전달된(directing) 동일한 각도로 확산되어 제 1 파트 내에서 보다 균일하고 및/또는 직접 전달된(directing) 광분포를 얻도록 하는 방식으로 최적화될 수 있다. 광가이드의 광학 설계는 광원의 정확한 위치에 의존하지 않는다. 이러한 형태의 광학 설계는 동일한 휘도 성능을 가지면서 높고 낮은 휘도를 얻도록 최대량의 광원과 최소량의 광원을 갖는 다른 수의 광원 사용을 가능하게 한다. 이러한 형태의 광학 표면 양각 구조물은 회절 및 굴절 그루브들을 갖는 광가이드층 제 1 파트의 상부면과 저면상에 배치될 수 있다.

상기 아웃커플링 구조물은 동일한 광가이드 설계(부재)를 서로 다른 크기로 커팅하고 사용하여 동일한 휘도 성능을 발휘하는 방식을 통해서 최적화될 수 있다. 이것은 오직 약간의 휘도와 크기 차이를 갖는 많은 광가이드 소자들을 설계할 필요없이 다른 솔루션이나 응용에 보다 다양하고 신축적으로 사용될 수 있는 광가이드 솔루션을 제시한다.

종래의 공지된 키패드, 키보드 및 콘솔 조명은 3개 내지 8개의 LED들과 각 키 또는 버튼에 전기적으로 접촉하기 위한 구멍들을 갖는 두꺼운 광가이드 소자를 포함한다. 이러한 설계 구조물은 각 키 또는 버튼 당 하나씩인 복수의 금속 돔을 포함하는 돔(dome) 시트가 구비된 전기 회로를 포함한다. 키나 버튼을 눌렀을 때, 예를 들어, 시트 상의 얇은 금속 돔은 전기 회로의 표면에서 구부러지고 평평해지면서 전기적으로 접촉하게 된다. 또한, 이러한 돔은 클릭 효과와 함께 접촉하는 기분을 느끼게 한다. 구멍들은 이러한 기능을 수행하게 한다. 그러나, 이러한 홀들을 통해서 키패드를 균일하게 조명하는 것이 매우 어렵다.

반면에, 본 발명에 따른 초박막 광가이드층은 50 내지 200㎛이 두께를 갖는 키패드 조명에 사용되어 우수한 신축 성능과 터치 민감 성능을 제공한다. 결과적으로, 광가이드층은 키와 버튼용 구멍 없이 사용될 수 있다. 이것은 키패드의 균일한 조명을 위한 광의 배열을 용이하게 한다. 또한, 광이 보다 효과적으로 아웃커플링되기 때문에, 적은 수의 LED만이 필요하게 된다. 이러한 광가이드층은 버튼과 돔 사이에 배치될 수 있으므로, 종래의 광가이드층보다 좁은 공간만이 요구된다.

돔 시트는 광가이드 소자 상에 적용되거나 집적되어서 키보드나 키패드에 요 구되는 요소들의 수를 줄일 수 있다. 이러한 경향에 따라, 전기적 접촉, 및/또는 회로들이 광가이드 소자를 형성하는 하나 또는 그 이상의 광가이드층 상에 제공될 수 있다. 이러한 접촉과 회로들은 최종 라미네이션 공정과 프린팅 공정에 사용되도록 제공될 수 있다. 예를 들어, 롤-투-롤 공정이 사용될 수 있다. 게다가, 광학 표면 양각 구조물이 키패드 또는 키보드에 적용/집적되거나 인쇄회로기판 상에 적층될 수도 있다. 버튼과 키들은 시준광(평행광)을 확산시켜서 보다 넓은 조명 각도를 확보할 수 있다.

도 1a는 광의 아웃커플링용 전체 표면의 적어도 일측 상에 형성된 광학 표면 양각 구조(3a)를 갖는 종래의 광가이드 소자(2a)를 나타낸다. 종래의 얇은 광가이드 솔루션은 약 0.8mm의 고른 두께를 가지며, 상기 LED(1)와 동일한 높이를 갖는다.

도 1b는 광의 아웃커플링용 전체 표면의 적어도 일측 상에 형성된 광학 표면 양각 구조물(3b)을 갖는 종래의 광가이드 소자(2b)를 나타낸 도면이다. 종래의 얇은 광가이드 솔루션은 약 0.6mm의 두께를 가지며, LED(1a) 보다 큰 광 인커플링 웨지를 갖는다.

도 2a는 본 발명의 일 실시에에 따른 광의 아웃커플링용 전체 표면의 일측 상에 형성된 광학 표면 양각 구조물(3c)을 갖는 초박막 광가이드층(2c)을 나타낸다. 이러한 초박막 광가이드 솔루션은 약 0.25㎜ 내지 0.4㎜의 실질적으로 고른 두께를 가지며, 이와 동일한 두께의 LED(1b)를 구비한다.

도 2b는 본 발명의 다른 실시예에 따른, 광의 아웃커플링용 전체 표면의 양 측 표면상에 형성된 광학 표면 양각 구조물(3d)을 갖는 초박막 광가이드층(2d)을 나타낸다. 이러한 초박막 광가이드 솔루션은 약 0.25㎜ 내지 0.4㎜의 실질적으로 고른 두께를 가지며, 상기 두께와 동일한 두께의 LED(1b)를 구비한다.

도 2c는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 불연속적인 광의 아웃커플링용 표면의 일측에 형성된 광학 표면 양각 구조물(3e)을 갖는 초박막 광가이드층(2e)을 나타낸다. 이러한 초박막 광가이드 솔루션은 약 0.25㎜ 내지 0.4㎜ 정도의 실질적으로 고른 두께를 갖는다. 이것은 키패드 또는 키보드 조명용에 적합한 솔루션이다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광 아웃커플링용 전체 표면의 적어도 일측 상에 형성된 광학 표면 양각 구조물(3f)을 갖는 초박막 광가이드층(2f)을 나타낸다. 이러한 초박막 광가이드 솔루션은 약 0.25㎜ 내지 0.4㎜ 정도의 실질적으로 고른 두께를 가지며, 광을 보다 우수하게 광가이드층내에서 인커플링시키기 위하여, 광학적 웨지 형태의 어댑터(4a)를 구비한다. 이러한 추세에 따라, LED는 0.8㎜의 높이를 갖지만, 광가이드층은 약 0.2㎜의 두께를 가질 수 있다. 본 실시예의 인커플링 구조물은 그의 상,하부에 형성된 정반사층을 포함할 수 있어, 광의 손실을 방지하고 인커플링 효과를 향상시킨다.

도 4a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광 아웃커플링용 표면의 적어도 일측 상에 광학 표면 양각 구조물(3g)을 갖는 절곡된(구부러진) 초박막 광가이드층(2g)을 나타낸다. 본 실시예에 따른 초박막 광가이드층은 전반사각을 초과하지 않으면서 전반사 이론을 충족시킬 수 있도록 바람직한 형태로 신축 또는 절곡될 수 있다. 이러한 초박막 광가이드 솔루션은 LED들(1d)의 상면(top view LED)을 이용할 수 있다.

도 4b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광 아웃커플링용 표면의 적어도 일측 의 광학 표면 양각 구조물(3h)을 갖는 이중으로 구부러진 초박막 광가이드층(2h)을 나타낸다. 본 실시예에 따른 초박막 광가이드층은 전반사각을 초과하지 않으면서 전반사 이론을 충족시킬 수 있도록 바람직한 형태로 신축 또는 절곡될 수 있다. 이러한 초박막 광가이드 솔루션은 LED(1d)의 상면을 이용하는 적어도 2개의 광 인커플링 표면들을 포함할 수 있다.

도 5a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광 아웃커플링용 표면의 적어도 일측 상에 형성된 광학 표면 양각 구조물(3i)을 갖는 넓은 매트릭스 솔루션용 배치를 포함하는 초박막 광가이드층(2i)을 나타낸다. 이러한 매트릭스는 적어도 한 방향을따라 보다 넓게 조명된 액티브 영역을 형성하기 위해 수개의 광가이드 모듈을 포함한다. 이러한 응용은 LCD TV와 같은 평판표시장치용 백라이트 솔루션으로 적당하다. 이러한 솔루션은 LED의 상부면을 광원으로서 포함할 수 있다. 물론, 광가이드 소자들이 어떻게 배열되는 지에 따라, 다른 광원들이 이용되거나 및/또는 다르게 배열될 수도 있다.

도 5b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광 아웃 커플링용 광가이드층의 2개의 다른 표면들의 적어도 한 부분에 형성된 2개의 독립된 광학 표면 양각 구조물(3j)을 갖는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 신축성 초박막 광가이드층(2j)을 나타낸다. 이러한 초박막 광가이드 소자는 유연성(신축성)을 가지고 있어서, 원하 는 형태로 절곡될 수 있다. 이러한 절곡은 전반사각을 초과하지 않으면서 전반사 이론을 충족시키도록 수행될 수 있다. 예를 들어, 본 실시예에 따른 초박막 광가이드 솔루션은 LED(1d)의 상부면을 이용할 수 있다.

도 6a는 광 아웃커플링용 전체 표면의 양층들의 일측 상에 형성된 광학 표면 양각 구조물(3k)을 갖는 2개의 광가이드층(2'k, 2''k)을 기초로 한 다층 광가이드 소자(5a)에 대한 실시예를 나타낸다. 이러한 광가이드 솔루션은 약 0.4㎜ 내지 0.8㎜정도의 실질적으로 고른 두께를 갖으며, 이와 동일한 높이의 LED(1f)를 구비한다.

도 6b는 광 아웃커플링용 전체 표면상의 양층들 중 일측 상에 형성된 광학 표면 양각 구조물(3l)을 갖는 2개의 광가이드층(2'l, 2''l)을 포함하는 다층 광가이드 소자 적층(5b)에 따른 실시예를 나타낸다. 이러한 광가이드 솔루션은 전형적으로 약 0.4㎜ 내지 0.8㎜ 정도의 실질적으로 고른 두께를 가지며, 이와 동일한 높이의 LED(1f)를 구비한다.

도 6c는 광 아웃커플링용 전체 표면상의 양층들의 양측에 형성된 광학 표면 양각 구조물(3'm)을 갖는 2개의 광가이드층(2'm, 2''m)을 포함하는 다층 광가이드 소자 적층물(5c)에 따른 실시예를 나타낸다. 이러한 광가이드 솔루션은 전형적으로 약 0.4㎜ 내지 0.8㎜ 정도의 실질적으로 고른 두께를 갖으며, 이와 동일한 높이의 LED(1f)를 구비한다.

도 6d는 광 아웃커플링용 전체 표면상의 양층들의 양측에 형성된 광학 표면 양각 구조물(3k)을 갖는 2개의 광가이드층(2'k, 2''k)을 포함하는 다층 이중 광가 이드 소자 적층물(5d)에 따른 실시예를 나타낸다. 상기 광가이드층 사이에 반사막(6)이 배치된다. 상기 광가이드 솔루션은 약 0.4 내지 0.8mm의 실질적으로 균일한 전형적인 두께를 가지며, 이와 동일한 높이를 갖는 LED(1f)를 구비한다.

도 7a는 본 발명의 실시예에 따른 광 아웃커플링용 전체 표면상의 양층들의 일측에 형성된 광학 표면 양각 구조물(3k, 3l, 3o)을 갖는 2개의 광가이드층(2'k, 2''k, 2'l, 2''l, 2'o, 2''o)을 포함하는 서로 다른 다층 광가이드 소자 적층물(5e, 5f, 5g)을 나타낸다. 광학 표면 양각 구조물은 회절성(이중성, 화염형태) 또는 굴절성을 가질 수 있다.

도 7b는 본 발명의 실시예에 따른 광 아웃커플링용 전체 표면상의 모든 층들의 양측 모두에 형성된 광학 표면 양각 구조물(3‘p, 3''p, 3'q, 3''q, 3'r, 3''r)을 갖는 2개의 광가이드층(2'p, 2''p, 2'q, 2''q, 2'r, 2''r)을 기초로 한 서로 다른 다층 광가이드 소자 적층물(5h, 5i, 5j)을 나타낸다. 광학 표면 양각 구조물은 회절성(이중성, 화염형태) 또는 굴절성을 가질 수 있다.

도 7c는 본 발명의 실시예에 따른 광커플링용 전체 표면 상의 양층들의 일측 에 형성된 광학 표면 양각 구조물(3k, 3l)을 갖는 2개의 광가이드층(2'k, 2''k, 2'l, 2''l)을 포함하는 서로 다른 다층 광가이드 소자 적층물(5k, 5l, 5m)을 나타낸 도면이다. 상기 광가이드층 사이에 반사막(6) 또는 분광막(prismatic) 필름(7)과 같은 다른 형태의 광학필름이 배치될 수 있다. 광학 표면 양각 구조물은 회절성(이중성, 화염형태) 또는 굴절성을 가질 수 있다.

도 8a은 본 발명에 따른 광 아웃커플링용 전체 표면상 양층의 일측에 광학 표면 양각 구조(3s)가 형성된 두 개 광가이드층(2's, 2''s)을 포함한 다층 이중 광가이드 소자 적층물에 대한 실시예를 나타낸다. 상기 광가이드층 사이에 반사막(6)이 배치되어 있다. 광 인커플링과 휘도는 광가이드층의 두께의 차이에 의해 조절될 수 있다. 즉 더 두꺼우면 더 많은 빛이, 더 얇으면 더 적은 빛이 커플링된다. 이러한 광가이드 솔루션은 일반적으로 약 0.4에서 0.8mm 정도의 실질적으로 고른 두께를 가지며, 이와 동일한 두께의 LED(1g)를 구비할 수 있고, 이중 디스플레이 백라이트가 적합하다.

도 8b는 두 개 광가이드층(2't, 2''t)을 포함하는 다층 광가이드 소자 적층물을 포함하는 본 발명의 일 실시예를 나타낸다. 상기 광가이드증은 다른 단면적을 가진다. 광학 표면 양각 구조(3't, 3"t)는 광 아웃커플링을 위한 양층의 한쪽 면위에 제공된다. 도 8b를 참조하면, 광학 표면 양각 구조는 각각 광가이드층의 서로 다른 영역에 배치되어 있다. 예를 들면, 광가이드층(2't)은 표면 전체는 아니더라도 대부분의 표면에 양각 구조를 포함한다. 반면에, 광가이드층(2''t)은 고립 영역에서 양각 구조를 포함한다. 본 실시예는 디스플레이와 키패드를 포함하는 모바일 폰에 이용할 수 있다. 상기 광가이드층 사이에 반사막(6)이 배치되어 있다. 광 인커플링과 밝기는 광가이드층의 다른 두께의 차이에 의해 조절될 수 있다. 즉, 더 두꺼우면 더 많은 빛이, 더 얇으면 더 적은 빛이 커플링 된다. 이러한 광가이드 솔루션은 디스플레이의 백라이트 및 키패드 조명에 적합하고, 상기 광가이드 솔루션은 약 0.4에서 0.8mm의 실질적으로 고른 두께를 가지며, 이와 동일한 높이의 LED(1g)를 구비한다.

도 8c는 광 아웃커플링을 위한 각 층의 일측면에 광학 표면 양각 구조(3'u,3''u)를 가지는 세 개 광가이드층(2'u,2''u,2'''u)을 포함한 다층 이중 광가이드 소자 적층물을 포함하는 본 발명의 일 실시예를 나타낸다. 광가이드층 사이는 반사막(6)이 배치되어 있다. 광의 인커플링과 밝기는 광가이드층의 다른 두께의 차이에 의해 조절될 수 있다. 즉, 더 두꺼우면 더 많은 빛이, 더 얇으면 더 적은 빛이 인커플링된다. 이러한 광가이드 솔루션은 디스플레이의 백라이트 및 키패드 조명으로 적합하고, 상기 광가이드 솔루션은 약 0.4에서 0.8mm의 실질적으로 고른 두께를 가지며, 이와 동일한 높이의 LED(1g)를 구비한다.

도 9a는 광 아웃커플링을 위한 양층의 일측면중 적어도 한 부분에 광학 표면 양각 구조(3'v, 3"v)를 가지는 두 개 광가이드층(2'v, 2"v)을 포함하는 유연성을 갖는 다층 이중 광가이드 소자 적층물을 포함하는 실시예를 나타낸다. 상기 광가이드층 사이에 반사막(6)이 배치되어 있다. 이러한 광가이드 솔루션은 전반사각을 초과하지 않으면서 전반사 이론을 충족시킬 수 있도록 바람직한 형태로 신축 및 절곡될 수 있다. 광 인커플링과 밝기는 광가이드층의 다른 두께의 차이에 의해 조절될 수 있다. 즉, 더 두꺼우면 더 많은 빛이, 더 얇으면 더 적은 빛이 인커플링된다. 이러한 광가이드 솔루션은 대합 조개형 이동 전화, 플립폰과 같은 이중 디스플레이 백라이트에 적합하다. 또한, 광가이드 솔루션은 약 0.4에서 0.8mm의 실질적으로 고른 두께를 가지며, 이와 동일한 높이의 LED(1h)를 구비한다.

도 9b는 광 아웃커플링을 위한 층의 일측면상에 광학 광 표면 양각 구조(3w)를 포함하는 한 개의 광가이드층(2w)을 기초로 한 다층 광가이드 소자 적층물을 포 함하는 본 발명의 실시예를 나타낸다. 상기 광가이드층은 완전한 광가이드 적층물을 형성할 수 있도록 접을 수 있다. 도 9b에 보여지는 것과 같이, 표면 양각 구조를 포함하는 표면은 서로 접촉될 수 있다. 이는 단지 하나의 광가이드층을 갖는 다층 광가이드 소자가 본 발명에서 어떻게 제공될 수 있는 지를 설명한다. 이러한 광가이드 솔루션은 광가이드의 단부에서 광 누설을 방지할 수 있다. 상기 광가이드 솔루션은 약 0.2에서 0.8mm의 두께를 가지며, 이와 동일한 높이의 LED(1i)를 구비한다.

도 9c는 광 아웃커플링을 위한 층의 일측면상에 광학 표면 양각 구조(3x)를 포함하는 하나의 광가이드층(2x)를 포함한 다층 광가이드 소자 적층물을 포함하는 본 발명의 실시예를 나타낸다. 광가이드층은 완전한 광가이드 적층물을 형성하기 위해 접을 수 있다. 광가이드층 사이는 반사막(6)이 배치될 수 있다. 본 광가이드 솔루션은 광가이드의 단부에서 광 누설을 방지할 수 있다. 상기 광가이드 솔루션은 약 0.2에서 0.8mm의 두께를 가지며, 이와 동일한 높이의 LED(1i)를 구비한다. 상기 LED는 LED가 삽입 몰딩될 특수한 어댑터를 이용하여 상기 광가이드의 가장자리에 쉽게 연결될 수 있다.

도 10a는 광 아웃커플링을 위한 전 표면의 적어도 일측면에 광학 표면 양각 구조(3y)를 포함하는 초박막 광가이드 소자(2y)의 실시예를 나타낸다. 상기 제 1 파트 또는 광원 근처의 광 인커플링 부분에서의 광학 설계(9)는 상기 제 1 파트 및 광원에 대해 10:I,10:II,10:III 섹터로 나눠진 전체 활성 영역에 보다 고른 직사광이 분포될 수 있도록, 점 광원인 1j:I, 1j:II, 1j:III으로 부터 발생되는 광은 서 로 다른 원추형 각도 또는 부분적으로 직사된 동일 각도로 확산되는 방식에 의해 최적화된다. 광학 설계(9)는 광가이드층에서 굴절성 또는 반사성 그루브를 갖는 제 1 파트의 상부 또는 저면에 배치될 수 있다. 이와 같은 광가이드 소자에 대한 실시예는 정확한 광원의 위치에 의존하지 않을 수 있다. 상기 광학 설계의 타입은 동일한 균일도 성능을 갖으면서 보다 높거나 보다 낮은 휘도를 달성할 수 있도록 동일한 가장자리에서 광원의 최소량 및 광원의 최대량을 같이 서로 다른 광원의 양을 사용하는 것을 허용할 수 있다.

도 10b는 광 아웃커플링을 위한 전 표면의 적어도 일측면에 광학 표면 양각 구조(3y)를 포함하는 본 발명에 따른 초박막 광가이드 소자(2y)의 실시예에 대해 나타낸다. 상기 제 1 파트 또는 광원 근처의 광 인커플링 부분에서의 광가이드 구조의 광학 설계(9)는 상기 제 1 파트 및 (광원에 대해 10:I,10:II,10:III, 10:IV, 10:V 섹터로 나눠진) 전체 활성 영역에 보다 고른 직광이 분포될 수 있도록, 점 광원인 1j:I, 1j:II, 1j:III, 1j:IV, 1j:V으로 부터 발생되는 광은 서로 다른 원추형 각도 또는 부분적으로 직사된 동일 각도로 확산되는 방식으로 최적화된다. 광학 설계(9)는 광가이드층에서 굴절성 또는 반사성 그루브를 갖는 제 1 파트의 상부 또는 저면에 배치될 수 있다. 이와 같은 광가이드 소자에 대한 실시예는 정확한 광원의 위치에 의존하지 않을 수 있다. 상기 광학 설계의 타입은 동일한 균일도 성능을 가지면서 보다 높거나 보다 낮은 휘도를 달성할 수 있도록 동일한 가장자리에서 광원의 최소량 및 광원의 최대량을 같이 서로 다른 광원의 양을 사용하는 것을 허용할 수 있다.

도 11는 광 아웃커플링을 위한 전체 표면의 적어도 일측면에 광학 표면 양각 구조(3y)가 형성된 하나의 초박막 광가이드 소자(2y)의 실시예를 나타낸다. 광학적 아웃커플링 구조는 동일한 균일도 성능을 달성하기 위해, 다른 사이즈(11a, 11b)의 광가이드 설계(층)의 커팅 및 사용을 허용하는 광 인커플링 구조(9)를 구비하거나 혹은 구비하지 않음으로써 최적화될 수 있다. 이것은 다양한(많은) 광가이드층의 설계를 요구하지 않으면서 밝기나 크기 요구 사항면에서 단지 약간 다른 차이 있는, 다른 솔루션 및 제품에 사용될 수 있는 보다 다양하고 유연한 광가이드 솔루션을 제조할 수 있게 한다.

도 12a는 직광, 평행광(시준광), 발산광, 편광 또는 그 밖의 다른 광과 같은 서로 다른 광 성능을 달성하기 위해서, 전체 표면의 적어도 일측면에 서로 다른 광학 표면 양각 구조(3z:0,3z:1)를 갖는 초박막 광가이드 소자(2z:0,2z:1)에 대한 실시예를 나타낸다. 상기 광가이드층은 완전한 광가이드 적층 구조를 형성하기 위해서 접을 수 있다. 이러한 솔루션은 하나의 패키지 내에서 보다 다양한 성능을 제공할 수 있다.

도 12b는 직광, 평행광(시준광), 발산광, 편광 또는 그 밖의 다른 광과 같은 서로 다른 광 성능을 달성하기 위해서, 전체 표면의 적어도 일측면에 서로 다른 광학 표면 양각 구조(3z:0,3z:1,3z:2)를 갖는 초박막 광가이드 소자(2z:0,2z:1,2z:2)에 대한 실시예를 나타낸다. 상기 광가이드층은 완전한 광가이드 적층 구조를 형성하기 위해서 접을 수 있다. 이러한 솔루션은 하나의 패키지 내에서 보다 다양한 성능을 제공할 수 있다.

도 13은 직광, 평행광(시준광), 발산광, 편광 또는 그 밖의 다른 광과 같은 서로 다른 광 성능을 달성하기 위해서, 전체 표면의 적어도 일측면에 서로 다른 광학 표면 양각 구조(3z:0,3z:1,3z:2,3z:3,3z:4)를 갖는 초박막 광가이드 소자(2z:0,2z:1,2z:2,2z:3,2z:4)에 대한 실시예를 나타낸다. 상기 광가이드층은 완전한 광가이드 적층 구조를 형성하기 위해서 접을 수 있다. 이러한 솔루션은 하나의 패키지 내에서 보다 다양한 성능을 제공할 수 있다.

도 14는 공지된 롤 투 롤 방식에 의해 연속적인 롤 복제 방식을 이용하여 초박막 광가이드 공정에 대한 실시예를 나타낸다. 소정 물질(material)은 하나의 롤(12)로부터 다른 롤(14)로 움직인다. 이렇게 빠르고 비용 효율적인 제조방법에 의해, 광에 대해 투명한(optically clear) 플라스틱막, PMMA, PC 또는 PET 같은 벌크 물질(13)은 니켈이 코팅된 실린더, 드럼, 표면에 광학적인 양각 구조를 갖는 롤과 같은 표면 양각 복제기(15)를 이용하여 복제될 수 있다.

도 15는 공지된 롤 투 롤 방식에 의해 연속적인 롤 복제 방식을 이용하여 초박막 광가이드 공정에 대한 다른 실시예를 나타낸다. 소정 물질(material)은 하나의 롤(12)로부터 다른 롤(14)까지 움직인다. 이렇게 빠르고 비용효율적인 제조방법에 의해, 광에 대해 투명한(optically clear) 플라스틱막, PMMA, PC 또는 PET 같은 벌크 물질(13)은 니켈이 코팅된 실린더, 드럼, 표면에 광학적인 양각 구조를 갖는 롤과 같은 표면 양각 복제기(15)를 이용하여 복제될 수 있다. 게다가, 반사막과 같은 다른 기능적인 막(18)은 상기한 동일한 롤 투 롤 제조방법이 진행되는 동안, 롤(17)로 부터 광가이드층 표면으로 라미네이트될 수 있다. 또한, 라미네이션 품 질(lamination quality)를 향상시키는데 사용하기 위하여는 여분의 예비 가열 공정(16)이 적합할 수 있다.

도 16은 UV 조사(UV-casting)을 이용하는 초박막 광가이드(21)의 제조방법에 대한 실시예를 나타낸다. 이렇게 빠르고 비용 효율적인 방법을 이용하여, 광에 대해 투명한 플라스틱 수지와 같은 벌크 물질(21)은 상면 유리를 통과하는 UV-광원(19)에 의해 UV 경화될 수 있다. 이때, 광학 표면 양각 구조는 표면 양각 구조를 갖는 니켈 플레이트(22)를 구비한 몰드(23)내에서 복제될 수 있다.

도 17a는 광원(들)로부터 멀리 떨어진 광가이드 소자의 영역안에서 사용될 수 있는 광가이드 구조에 대한 실시예를 나타낸다. 본 실시예에서 보여지듯이, 표면 양각은 서로 다른 크기, 모양, 배열 방향(orientation) 및 윤곽을 가진 서로 다른 그룹으로 배열된 그루브(groove) 및/또는 리세스(recess)와 같은 기본적 구조 특성을 포함할 수 있다. 상기 표면 양각의 특성 또는 변화될 수 있다. 이러한 추세에 따라, 필링 팩터(filling factor), 모양, 크기, 프로파일, 단면적 및 배열 방향 및 그 밖의 다른 특성에 의해 특성 변화가 가능하다. 상기 그룹은 반복된 패턴들이 배열되거나 그렇지 않을 수 있다. 각각의 그룹은 규칙적이거나 불규칙적인 다면체와 같은 임의의 크기일 수 있다. 예를 들면, 집단은 직사각형, 삼각형, 정사각형, 사다리꼴 기타 다른 모양일 수 있다. 그루브 및/또는 리세스의 배열은 각각의 서브 그룹, 각각의 그룹 및/또는 전체 구조물 상부에서 가변될 수 있다. 그루브의 특성 및 그것의 배열은 구조의 인커플링 및/또는 아웃커플링 특성을 변화하도록 하기 위해 변화시킬 수 있다. 예를 들면, 상기 배열은 회절 효율을 최대화할 수 있 다. 회절 효율을 만들 수 있는 배열은 위치에 대한 함수이다. 도 17a에 도시된 실시예에서, 표면 양각 구조는 그룹(24)내에 배열되어 있다. 각 그룹은 측면 디멘젼이 10 마이크론이나 그 이하이고, 높이도 10 마이크론이나 그 이하인 기본적 구조 특성(26)을 포함하는 복수의 서브 그룹(27)을 포함한다. 각각의 그룹 및 서브 그룹은 서로 다른 윤곽을 가질 수 있다.

도 17b는 본 발명에 따른 광원(들) 근처의 광가이드층의 실시예를 설명한 것이다. 도 17b에 도시된 실시예에서, 표면 양각 구조는 규칙적인 패턴들로 된 그룹(29)으로 배열된다.

도 17c는 본 발명에 따른 광원(들) 근처의 광가이드층의 일 실시예를 그린 도면이다. 도 17c에 도시된 실시예에서, 표면 양각 구조는 불규칙적인 패턴들로 된 그룹(29)으로 배열된다.

도 18은 키패드 조명용 초박막 광가이드층(2a°)의 실시예를 나타낸다. 본 실시예에서의 광가이드 소자는 약 50 내지 200 마이크론을 가지며, 좋은 유연성과 클릭 효과를 보유하는 터치 민감 성능을 제공한다. 광가이드층은 키패드(30)와 돔 시트(32) 사이에 배치되어, 종래의 광가이드층보다 훨씬 적은 공간을 이용한다. 광 가이드층의 얇고 유연한 특성에 의해, 키패드를 눌러 돔판과 회로판(33) 사이의 전기적 접점을 만들 수 있다. 광 아웃커플링(3a°)의 불연속적인 광학 표면 양각 구조는 미세 격자(grating) 구조임이 바람직하다. 상기 격자 구조는 0°(평행광 또는 시준광)에서 높은 아웃커플링 효율을 달성하도록 최적화될 수 있다. 키패드는 보다 큰 조명각에 대해 시준광(평행광)을 확산시킨다.

도 19a는 균일한 조명 영역을 형성하기 위하여 전체 표면에 제공되는 미세 광학 표면 양각 구조(3'a

Figure 112006088826811-pct00001
)를 구비한 키패드 조명용 초박막 광가이드층(2'a
Figure 112006088826811-pct00002
)에 대한 실시예를 나타낸다.

도 19b는 균일하고 불연속적인 조명 영역을 형성하기 위해 불연속적인 미세 광학 표면 양각 구조(3''a

Figure 112006088826811-pct00003
)를 구비한 키 패드 조명에 이용될 수 있는 초박막 광가이드층(2''a
Figure 112006088826811-pct00004
)에 대한 실시예를 나타낸다.

도 19c는 조명 영역에 대해 반사 또는 직사광이 될 수 있도록 커팅 공정에 의해 제조된 짧은 경계면 선들(34) 및 미세 광학 표면 양각 구조(3a'''a

Figure 112006088826811-pct00005
)를 구비한 키패드 조명용 초박막 광가이드층(2'''a
Figure 112006088826811-pct00006
)에 대한 실시예를 나타낸다.

도 20a 및 도 20b는 광원(1k) 및 광가이드층 사이에 한 묶음의 스플릿 광섬유를 이용하여 개선된 광 인커플링을 갖는 광 소자(2o

Figure 112006088826811-pct00007
)의 상면도 및 측면도를 나타낸다.

도 21a은 본 발명에 따른 초박막 광가이드 소자(2'a^)를 나타내는 것으로, 표면 양각 구조는 작은 불연속적인 아웃커플링 구조 그룹(29)내에 배열되고, 적어도 하나의 장방향으로 연장된 광원(1l) 근방의 광가이드층 영역(36')인 아웃커플링 구조 그룹은 광가이드층의 면적의 약 10% 또는 그 이하를 포함한다.

도 21b는 본 발명에 따른 초박막 광가이드 소자(2''a^)를 나타내는 것으로, 표면 양각 구조는 작은 불연속적인 아웃커플링 구조 그룹(29)내에 배열되고, 적어도 하나의 점광원(1m) 근방의 광가이드층 영역(36')인 아웃커플링 구조 그룹은 광 가이드층의 면적의 약 10% 또는 그 이하를 포함한다. 이때, 작은 불연속적인 아웃커플링 구조 그룹들 사이의 최대 간격 D는 300 마이크론 또는 그 이하이다.

도 22는 초박막 광가이드층(2a')의 작은 부분에 대한 실시예를 나타내는 것으로, 표면 양각 구조의 기본적인 구조적 특성(26)은 작은 불연속적인 아웃커플링 구조 그룹(29)을 형성한다.

도 23은 초박막 광가이드층(2a~)의 작은 부분에 대한 실시예를 나타내는 것으로, 표면 양각 구조의 서로 다른 기본적인 구조적 특성(26)은 작은 불연속적인 아웃커플링 구조 그룹(29)을 형성한다. 여기서, 각각의 표면 양각 구조의 수, 배열 및 크기, 및 상기 표면 양각 구조의 구조적 특성에 대한 높이와 측면 디멘젼은 광 가이드 소자내에서 인커플링된 바람직한 광의 아웃커플링 변조 정도를 제공할 수 있도록 가변될 수 있다.

상세한 설명에서 설명되고 고찰된 본 실시예는 단지 본 발명의 사용 및 제조를 위하여, 당업자에게 가장 잘 알려진 방법을 가르치기 위해 의도되었다. 이러한 실시예는 본 발명의 범위를 한정하는 데 고려되어서는 안 된다. 개시된 예시들은 대표적인 것일 뿐이지 한정적인 것은 아니다. 상술된 본 발명의 실시예는 본 발명을 일탈함이 없이 상기 가르침의 견지에서 당업자에 의해 변경 및 변형될 수 있다. 그러므로, 본 발명은 그 밖에 상세하게 설명된 것에 실시될 수 있고, 청구 범위 및 그것의 균등물내에서 이해되어야 할 것이다.

본 발명에 따르면, 본 발명의 광소자는 표면 양각 구조를 갖는 광가이드층을 구비한 광가이드 소자를 포함한다. 이에 따라 박막의 광가이드 소자를 제작할 수 있어, 소자의 사이즈를 감소시킬 수 있다. 그러므로, 모바일 폰, 시계 뿐만 아니라 그 밖의 디스플레이, 키패드, 콘솔(console) 및 광솔류션과 같이 손바닥 크기의 제품에 모두 적용할 수 있다.

Claims (38)

  1. 적어도 하나의 광원; 및
    적어도 하나의 표면의 적어도 일부분에, 미세한 광학 표면 양각 구조로 된 복수의 불연속 그룹을 포함하는 적어도 하나의 광가이드층을 포함하고, 상기 각각의 불연속 그룹은 높이가 10 마이크론 또는 그 이하이고 각각의 측면 디멘젼(lateral dimension)이 10 마이크론 또는 그 이하인 기본적인 구조 특성(basic structual features)을 포함하는 광가이드 소자를 포함하고,
    상기 각각의 표면 양각 구조의 개수, 배열 및 크기, 및 상기 표면 양각 구조의 구조적 특성인 높이 및 측면 디멘젼은 광가이드 소자내에서 인커플링된 광의 바람직한 아웃커플링 변조 정도를 제공하도록 가변되며,
    상기 적어도 하나의 광가이드층은 두 개의 면이 마주하도록 구성되고, 상기 광가이드 소자는 마주하는 상기 두 개의 면으로부터 동시에 광 아웃커플링하는 초박막 광소자.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 표면 양각 구조는 작은 불연속적인 아웃커플링 구조 그룹내에 배열되고,
    상기 적어도 하나의 광원 근방의 광가이드층 영역인 상기 아웃커플링 구조 그룹은 상기 광가이드층의 면적의 10% 또는 그 이하를 차지하는 초박막 광소자.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 표면 양각 구조의 적어도 일부분은 규칙적인 패턴으로 배열되는 초박막 광소자.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 표면 양각 구조의 적어도 일부분은 불규칙한 패턴으로 배열되는 초박막 광소자.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 광가이드 소자는 유연성(신축성, flexible)을 갖는 초박막 광소자.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 광가이드 소자는 접혀질 수 있는 초박막 광소자.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 광가이드 소자는 절곡되어 있는 초박막 광소자.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 광가이드 소자는 복수의 광가이드층을 포함하는 초박막 광소자.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 적층된 광가이드층들의 적어도 일부분 사이에 배치되는 적어도 하나의 층을 더 포함하고,
    상기 층은 반사층(reflector film), 확산층(diffuser film), 발산층(primatic film) 및 휘도 강화층(brightness enhancement film) 중 적어도 하나를 포함하는 초박막 광소자.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 광가이드 소자의 적어도 하나의 측면의 적어도 일부 분과 인접하게 배치된 디스플레이를 더 포함하는 초박막 광소자.
  11. 제 8 항에 있어서, 키패드를 더 포함하는 초박막 광소자.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 광가이드층은 0.01mm 내지 0.4mm의 두께를 갖는 초박막 광소자.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 광가이드 소자는 상기 광원의 높이와 동일한 높이를 갖는 초박막 광소자.
  14. 제 1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 광가이드층은 복수의 광가이드층을 포함하고,
    상기 모든 가이드층은 동일한 두께를 갖지 않는 초박막 광소자.
  15. 제 1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 광가이드층은 복수의 광가이드층을 포함하고,
    상기 광가이드층의 수는 상기 광가이드 소자 별로 다른 초박막 광소자.
  16. 제 1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 광가이드층의 적어도 일면의 적어도 일부분에 광학 양각 구조를 더 포함하는 초박막 광소자.
  17. 제 1 항에 있어서, 상기 광소자내에 광원으로부터 광을 인커플링하기 위해 동작하는 인커플링 구조를 더 포함하고,
    상기 인커플링 구조는 상면 및 저면상의 정반사 부재(specular reflector)를 포함하는 쐐기부(wedge), 타원광 파이프(elliptical light pipe), 집속 렌즈(focusing lens) 또는 한 묶음의 스플릿 섬유(a bundle of split optic fibers)를 포함하는 초박막 광소자.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 광원 및 상기 인커플링 구조는 단일 구조(unitary structure)인 초박막 광소자.
  19. 제 1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 광가이드층은 다중 광가이드층이고, 상기 인커플링은 상기 다중 광가이드층중에서 가변되는 초박막 광소자.
  20. 제 17 항에 있어서, 상기 인커플링 구조는 경사진 구조, 화염상(blazed) 또는 방사상 이중 격자(radial binary grating) 구조 및 발산 렌즈(diverging lens)를 구비하는 초박막 광소자.
  21. 제 1 항에 있어서, 복수의 광원을 더 포함하고, 상기 모든 광원은 광소자의 일측 가장자리에 배치되는 초박막 광소자.
  22. 제 1 항에 있어서, 상기 광이 서로 다른 원추형 각도로 적어도 하나의 광가 이드층내에 확산될 수 있도록, 상기 광은 광소자내에서 인커플링되는 초박막 광소자.
  23. 제 1 항에 있어서, 키패드를 더 구비하고,
    상기 적어도 하나의 광원은 상기 광가이드 소자 및 상기 키패드를 점등시키는 초박막 광소자.
  24. 제 23 항에 있어서, 상기 광가이드 소자는 키들 및 버튼들상에 연속적으로 형성되는 초박막 광소자.
  25. 제 23 항에 있어서, 돔 시트 및 전기적 회로를 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 광가이드는 실질적인 전체 돔 시트의 상부에 배치되는 초박막 광소자.
  26. 제 25 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 광가이드층에 압력을 가하는 것은 상기 키패드내에 구비된 키를 동작시키는 것임을 특징으로 하는 초박막 광소자.
  27. 제 25 항에 있어서, 상기 돔 시트는 적어도 하나의 광가이드층에 집적되는 초박막 광소자.
  28. 제 25 항에 있어서, 상기 전기적 회로는 적어도 하나의 광가이드층의 적어도 한 부분에 적용되는 초박막 광소자.
  29. 제 1 항에 있어서, 키보드를 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 광원은 상기 광가이드 소자 및 상기 키보드를 점등하는 초박막 광소자.
  30. 제 1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 광가이드층은 0.25 mm 내지 0.4mm의 두께를 갖는 초박막 광소자.
  31. 제 1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 광가이드층의 각 측면의 적어도 일부분은 표면 양각 구조를 포함하는 초박막 광소자.
  32. 제 1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 광가이드층의 적어도 일부분이 만곡져 상기 마주하는 두 개의 면을 이루고,
    상기 만곡 각(curved angle)은 전반사각 이내인 초박막 광소자.
  33. 삭제
  34. 제 1 항에 있어서, 상기 광가이드 소자의 두께는 그것의 전체 길이에 대해서 실질적으로 균일한 초박막 광소자.
  35. 제 1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 광가이드층은 그것의 두 표면 중 적어도 일부분 상에 표면 양각 구조가 포함되는 초박막 광소자.
  36. 제 1 항에 있어서, 상기 표면 양각 구조는 회절 구조 및 굴절 구조중 적어도 하나를 포함하는 초박막 광소자.
  37. 제 1 항에 있어서, 상기 광가이드 소자는 두 개의 광가이드층을 포함하고,
    상기 두 개의 광가이드층은 접혀져 있는 하나의 광가이드층을 포함하는 초박막 광소자.
  38. 제 1 항에 있어서, 복수의 측면쪽으로 인접한 광가이드 소자를 포함하는 초박막 광소자.
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