KR20010074869A

KR20010074869A - 초박형 광학패널 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20010074869A
Application number: KR1020017002605A
Authority: KR
Inventors: 비스카디사이러스; 브뢰스터칼빈; 데산토레오나드; 벨리그단제임스티.
Original assignee: 추후보정; 브룩하벤 싸이언스 어쏘씨에이츠
Priority date: 1998-08-31
Filing date: 1999-07-14
Publication date: 2001-08-09
Also published as: US6895151B2; DE69940350D1; US6856753B2; CN1215343C; US6519400B2; ATE421708T1; US20020006255A1; US20030142936A1; BR9913184A; JP2002523812A; EP1118027B1; MXPA01002201A; US20040141712A1; AU4995599A; US6301417B1; TW446826B; CA2341435A1; IL141078A0; CN1544962A; EP1118027A4

Abstract

본 발명은 초박형 광학패널(10)과, 이러한 패널의 제조방법에 관한 것으로 상기 방법은 깨끗한 클래딩기질로 코팅되거나 코팅되지 않을 수도 있는 다수의 유리시트(10a)를 적층하는 단계와, 에폭시나 자외선접착제를 사용하여 상기 다수의 적층된 유리시트(10a)를 고정하는 단계와, 적층부에 균일한 압력을 가하는 단계와, 적층부를 경화하는 단계와, 적층부측에 입구면(20)을 형성하고 적층부의 대향측에 출구면(24)을 형성하는 단계와, 적층부의 입구면에 연결기(16)를 접합하는 단계와, 상기 적층부를 고정하여, 출구면(24)과 정렬되는 전방개구부를 가지며 연결기(16)와 광학적으로 정렬되는 광발생기(12)가 내장된 사각형 하우징(14)내에서, 연결기(16)를 이에 접합하는 단계를 포함한다. 상기 광발생기(12)는 입구면(20)에 인접하여 이에 평행하게 배치되므로써, 하우징(14)의 깊이를 감축시킨다.

Description

초박형 광학패널 및 그 제조방법{ULTRATHIN OPTICAL PANEL AND A METHOD OF MAKING AN ULTRATHIN OPTICAL PANEL}

광학스크린은 전형적으로 영상을 스크린에 투사하기 위해 음극선(CRT)을 사용하고 있다. 표준스크린은 폭 대 높이의 비율이 4:3 이며, 그 해상도는 525개의 수직선을 갖는다. 전자빔은 영상을 수집가능하게 형상하는 다수의 픽셀을 형성하기 위해 스크린을 횡단하여 수직 및 수평으로 스캐닝된다.

종래의 음극선관은 실질적으로 그 크기가 한정되어 있으며, 필요로 하는 전자총을 수용하기에 너무 깊다. 대형스크린은 전형적으로 다양한 형태의 영상투사를 포함하도록 사용되고 있다. 그러나, 이러한 스크린은 제한된 투시각과, 해상도와, 밝기와, 콘트라스트 등에 관해 다양한 투시단점을 포함하며, 또한 이러한 스크린은 전형적으로 그 중량과 형상이 매우 부담스럽다. 또한, 투시 콘트라스트를 향상시키기 위해서는 어떠한 크기의 스크린이라도 검은색을 나타내야 하는 것이 바람직하다. 그러나, 직접투시 CRT는 영상을 형성하는데 형광체를 사용하고 이러한 형상체가 검은 색이 아니기 때문에 실제로 검게 될 수는 없다.

쐐기를 형성하는 도파관을 적층하므로써, 또한 상기 쐐기의 바닥을 따라 협소한 입구면과, 상기 입구면에 경사지게 배치된 수직의 출구스크린을 구비하므로써, 광학패널이 제조될 수도 있다. 이러한 패널은 그 높이 및 폭에 비해 깊이가 매우 얕으며; 도파관의 클래딩(cladding)은 상기 협소한 입구면을 횡단하여 광영상을 분포하기 위해 고가의 부담스러운 투사설비를 요구하게 되며, 이에 따라 이러한 설비는 패널의 전체크기를 증가시키게 된다.

따라서, 적층된 도파관패널에 대응하는 장점을 발휘하면서도 고가의 부담스러운 투사설비를 요구하지도 않으며, 이러한 설비에 의한 패널크기도 증가시키지 않는 광학패널이 요망되고 있다.

본 발명은 1998년 8월 31일자 출원된 발명의 명칭이 "초박형 디스플레이 패널"인 미국특허출원 제09/145411호의 일부연속출원이다.

본 발명은 미국 에너지국과의 계약번호 DE-AC02-98CH10886호에 의거하여 연방정부가 발명하였다.

본 발명은 평탄한 광학 디스플레이에 관한 것으로서, 특히 초박형 디스플레이 패널 및 그 제조방법에 관한 것이다.

도1은 광학패널을 도시하는 개략적인 사시도.

도2는 초박형 광학패널의 측단면도.

도3은 프리즘연결기를 사용하여 초박형 광학패널의 수직 및 수평단면을 도시한 도면.

본 발명은 초박형 광학패널에 관한 것이다. 상기 패널은 출구면 및 입구면이 구비된 다수의 적층된 광학도파관과, 상기 입구면에 연결되며 입구면으로의 수직하지 않은 축선을 따라 광을 입구면으로의 수직한 축선으로 재지향시키는 적어도 하나의 연결기를 포함한다. 상기 연결기에 의해 패널은 간단한 광발생설비를 사용하여 생성될 수 있으며, 이러한 설비는 입구면에 근접하여 장착된다.

본 발명은 초박형 광학패널의 제조방법도 제공한다. 이러한 제조방법은 투명한 클래딩기질이 코팅되거나 코팅되지 않을 수도 있는 다수의 유리시트를 수직으로 적층하는 단계와, 에폭시나 자외선접착제를 사용하여 상기 다수의 적층된 코팅유리시트를 서로 고정하는 단계와, 상기 적층부에 일정한 압력을 인가하는 단계와, 적층부의 한쪽 측부에 입구면을 형성하고 그 대향측에 출구면을 형성하기 위해 상기 적층부를 톱질처리(sawing)하는 단계와, 적층부의 입구면에 연결기를 접합하는 단계와, 적층부를 고정하는 단계와, 상기 출구면과 정렬되는 전방개구부가 구비된 사각형 하우징내에 상기 연결기를 접합하는 단계를 포함하며, 상기 사각형 하우징은 그 내부에 연결기와 광학적으로 연결되는 광발생기를 포함한다.

본 발명은 출구면 보다 표면적이 작으며 고가의 투사설비를 사용할 필요가 없을 정도로 큰 대칭으로 형성된 광입구를 제공하므로써, 종래기술의 단점 즉, 고가의 부담스러운 투사설비 사용이라는 결함을 해결할 수 있다. 또한, 본 발명은 콘트라스트가 향상되고 그 깊이가 최소화된 적층된 도파관패널에 대응한다는 장점을 발휘할 수 있다.

본 발명의 기타 다른 목적과 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조한 하기의 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다.

본 발명은 그 명확한 이해를 위하여 그 관련의 소자를 간단히 도시하였으며 전형적인 광학 디스플레이패널에서의 많은 소자에 대한 설명과 도시를 생략하였다. 본 기술분야의 숙련자라면 이러한 소자들은 본 발명의 실행에 필요한 것임을 알 수 있을 것이다. 그러나, 이러한 소자들은 본 기술분야에 널리 공지되어 있어 본 발명을 이해를 촉진시키는데 도움을 주지 못하므로 이에 대한 설명은 하지 않기로 한다.

도1은 광학패널(10)을 개략적으로 도시하고 있다. 상기 광학패널(10)은 다수의 도파관(10a)과, 광발생시스템(12)과, 상기 광발생시스템 및 다수의 도파관(10a)이 장착되는 하우징(14)과, 연결기(16)를 포함하며; 상기 각 도파관(10a)의 한쪽 단부는 도파관을 위한 입구를 형성하며, 다른쪽 단부는 출구를 형성한다.

각각의 도파관(10a)은 수평으로 연장되며, 다수의 적층된 도파관(10a)은 수직으로 연장된다. 다수의 입구단부는 영상광(22)을 수용하기 위한 입구면(20)을 형성한다. 상기 다수의 출구단부는 광을 디스플레이하기 위해 입구면과 평행하게 배치된 출구면(24)을 형성한다. 광(22)은 비디오영상(22a)의 형태로 디스플레이 되지만, 이에 한정되지 않는다.

하우징(14)은 다수의 도파관(10a)과 광발생시스템(12)이 그 내부에 장착될 수 있도록 광발생시스템(12)과 다수의 도파관(10a)을 조합한 조합체 보다 그 높이와 폭이 크다. 상기 하우징(14)은 출구면(24)을 관찰할 수 있게 하는 전방개구부를 포함하며, 상기 전방개구부로부터 하우징(14)의 후방으로 보았을 때 폐쇄된 깊이(D)를 갖는다.

상기 광발생시스템(12)은 도파관(10a)을 통해 보이는 광을 제공한다. 광발생시스템(12)은 광원(30)과, 광재지향요소(light redirection element)(32)를 포함하며, 상기 광재지향요소는 입사광(22)을 광원(30)으로부터 연결기(16)로 재지향시키며, 상기 광재지향요소(32)는 연결기(16)와 연합하여 하우징(14)의 깊이(D)를 감축시킨다. 이러한 감축은 광재지향요소(32)가 광(22)을 광원(30)으로부터 연결기(16)로 전환시키고 다시 광(22)을 도파관(10a)으로 정확하게 전환시키는 곳에서 이루어지며; 상기 광원은 하우징(14)에 배치되며 다수의 도파관(10a)의 수직적층부에 인접하여 평행하게 배치된다. 상기 연결기(16)는 다수의 도파관(10a)을 통한 수평전송을 발생하기 위해, 영상광을 약 15°내지 최대 90°까지 효과적으로 전환시킨다. 상기 광발생시스템(12)은 변조기와 영상옵틱(imaging optic)을 포함한다. 도2를 참조로 하기에 상기 광발생시스템(12)에 대해 상세히 서술하기로 한다.

입구면(20)과 출구면(24)의 평행면들은 패널(10)과 포위하우징(14)의 깊이를 초박형으로 되게 한다. 상기 패널(10)은 입구면(20)과 출구면(24) 사이에서 도파관(10a)의 두께인 공칭두께(T)를 가지며, 상기 공칭두께(T)는 출구면(24)의 폭(W)과 높이(H) 보다 약간 작다. 상기 패널(10)은 예를 들어 전형적인 텔레비젼 폭인 4:3 또는 16:9가 되도록 형성된다. 100㎝의 높이(H)와 133㎝의 폭(W)에 대해, 본 발명의 패널두께(T)는 약 1㎝이다. 깊이(D)는 두께(T)에 따라 변화되지만, 상술한실시예에서 하우징(14)의 깊이(D)는 12㎝ 이하가 된다.

도2는 초박형 광학패널(10)의 개략적인 단면도이다. 패널(10)은 다수의 적층된 도파관(10a)과, 광발생시스템(12)과, 연결기(16)와, 하우징(14)을 포함한다.

본 발명의 일실시예에서 광발생시스템(12)은 광재지향요소(32)와 광학적으로 정렬되는 프로젝터(60)를 포함한다. 영상은 광재지향요소(32)상에 투사된 후; 도파관(10a)을 통해 전송되어 출구면(24)상에 디스플레이되도록, 연결기(16)로 재지향된다. 양호한 실시예에서, 상기 프로젝터(60)는 영상광(22)을 이에 평행하게 투사하기 위해 입구면(20)의 상부에 인접하여 배치되며; 도파관(10a)을 통해 전송되기 위해, 영상광(22)을 광재지향요소(32)로부터 연결기로 전환시킬 수 있는 충분한 거리만큼 이로부터 이격된다.

상기 프로젝터(60)는 광(22)의 생성에 적합한 광원(30)을 포함할 수도 있다. 상기 광원(30)은 예를 들어 광벌브(light bulb), 슬라이드 프로젝터, 비디오 프로젝터, 또는 레이저일 수 있다. 상기 프로젝터(60)는 광(22)을 변조하여 영상(22a)을 형성하는 변조기(62)를 포함할 수도 있다. 상기 변조기(62)는 예를 들어 종래의 액정디스플레이(LCD), 디지탈 마이크로미러 디바이스(DMD), GLV, 레이저 래스터 스캐너, PLDC, LCOS, MEMS, 또는 CRT가 될 수도 있다. 상기 프로젝터(60)는 연결기(16)으로 적절히 포커스된 전송을 위하여 광재지향요소(32)를 횡단하여 영상광(22)을 수평이나 수직으로 분배하거나 방송하는 적절한 영상옵틱(64)을 포함할 수도 있다. 상기 영상옵틱(64)은 포커싱 및 확장렌즈(expanding lense)와 거울을 포함할 수 있다. 광을 연결기(16)의 하나이상의 부분에 제공하도록 예를 들어2개 내지 4개의 하나이상의 광발생시스템(12)이 사용될 수 있다. 확장렌즈는 영상광을 연결기(16) 위로 수직 및 수평으로 확장하도록 영상옵틱(64)과 광재지향요소(32)를 위해 사용될 수 있다. 선택적으로, 영상광(22)을 연결기(16)를 횡단하여 수평 및 수직으로 래스터하므로써 영상을 형성하도록 적절한 래스터 시스템이 광재지향요소(32)로서 사용될 수도 있다.

도시된 실시예에서, 광(22)은 처음에 프로젝터(60)로부터 수직하방으로 광재지향요소(32)가 장착되는 하우징(14)의 바닥으로 투사되며, 그후 상기 광재지향요소(32)는 연결기(16)의 전체 노출면에 대해 영상광(22)을 수직상향을 향해 예각으로 재지향시킨다. 다른 실시예에서, 상기 프로젝터(60)는 입구면(20)의 후방이 아닌 하방에 위치될 수도 있다.

연결기(16)상으로의 영상광(22)의 허용가능한 입사각은 광(22)을 패널(10)의 입구면(20)으로 전환시키는 연결기(16)의 능력에 의해 결정된다. 연결기(16)의 전환능력이 클수록, 프로젝터(60)는 연결기(60)에 더욱 가깝게 장착될 수 있으며, 이에 따라 필요로 하는 하우징(14)의 깊이(D)를 감소시킬 수 있다.

도3은 초박형 광학패널(10)의 수평 및 수직횡단면을 도시하고 있다. 상기 패널(10)은 다수의 수직적층된 광도파관(10a)과, 광재지향요소(32)(도2)와, 연결기(16)와, 하우징(14)을 포함한다.

각각의 도파관(10a)은 제1굴절률을 갖는 투명한 중앙코어(80)를 포함한다. 상기 코어(80)는 전자기파를 통과시킬 수 있는, 예를 들어 플렉시글라스나 폴리머 등의 어떠한 재료로도 형성될 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다. 상기중앙코어(80)는 제너럴 일레트릭 컴퍼니에 의해 상용화된 Lexan™과 같은 광플라스틱이나, BK7과 같은 유리 등의 광플라스틱으로 형성될 수 있다. 본 발명의 양호한 실시예는 전형적으로 2 내지 40미크론 두께이며 길이와 폭이 제어가능한 각각의 유리시트를 사용하여 작동된다. 상기 중앙코어(80)는 적어도 2개의 클래딩층(82) 사이에서 라미네이트된다. 유리와 밀착접촉된 상기 클래딩층(82)은 코어(80) 보다 작은 제2굴절률을 가지므로, 코어(80)를 투과할 때 광(22)의 완전한 내향굴절을 허용한다. 상기 클래딩(82)은 플라스틱, 유리, 플라스틱, 폴리머우레탄, 저굴절률 폴리머, 또는 에폭시일 수 있으며, 예를 들어 검은색을 띌 수 있다. 복합클래딩층(82)이 사용되는 곳에서, 깨끗한 클래딩은 유리와 접촉하며, 검은 클래딩층은 인접한 깨끗한 클래딩층 사이에 배치되므로써, 출구면(24)의 투시 콘트라스트와 코어(80)를 통과하는 광의 내향굴절을 향상시킨다. 적어도 하나의 검은 클래딩층(82)을 사용하면 출구면(24)에 부가의 어둠을 제공하기 때문에 개선된 콘트라스트를 제공한다. 또한, 출구면(24)에서의 검은 클래딩의 노출된 엣지는 관찰자가 직접 투시할 수 있다. 또한, 출구면(24)을 통해 축선을 벗어나서 도파관에 인입되는 주위광은 검은 클래딩(82)에 의해 내부에서 흡수된다. 상기 검은 클래딩(82)은 검은 스프레이 페인트나 또는 인접한 코어(80)를 하나이상의 검은 클래딩층(82)에 서로 연결하는 에폭시접착제내에서의 탄소입자와 같은 적절한 방식에 의해 형성될 수 있다. 클래딩층(82)과 코어(80)를 형성하는 방법은 하기에 상세히 서술될 것이다.

양호한 실시예의 도파관(10a)은 출구면(24)의 폭을 따라 수평방향으로 연속적으로 연장되는 평탄한 리본형태를 취한다. 상기 리본형 도파관(10a)은 출구면(24)의 높이를 따라 수직으로 적층된다. 따라서 패널의 수직해상도는 출구면(24)의 높이를 따라 적층된 도파관(10a)의 갯수에 의존하게 된다. 예를 들어, 525도파관의 적층은 525수직해상도를 제공한다.

적층된 다수의 도파관(10a)은 제1유리시트보다 약간 큰 크기의 트라프(trough)에 제1유리기판을 안착시키므로써 형성된다. 그후, 상기 트라프는 열경화성 에폭시로 충진된다. 상기 에폭시는 도파관 사이에 검은층을 형성하여 개선된 투시 콘트라스트를 제공하도록 검은색이 바람직하다. 또한, 상기 에폭시는 유리시트내에 광(22)의 완전한 내향굴절을 허용할 수 있도록 유리시트 보다 작은 굴절률 등과 같은, 적절한 클래딩층(82)의 특성을 포함한다. 트라프의 충진후, 상기 유리시트(80)는 반복해서 적층되며, 각각의 유리시트(80) 사이에 에폭시층이 형성된다. 이러한 적층은 500 내지 800개의 시트가 적층될 때까지 반복된다. 상기 적층부에는 균일한 압력이 인가되기 때문에, 에폭시는 유리시트(80) 사이로 균일한 레벨로 흐른다. 본 발명의 양호한 실시예에서 얻은 균일한 레벨은 유리시트(80) 사이에서 약 0.0002"이다. 그후, 적층부는 에폭시의 경화에 필요한 시간으로 80℃로 베이킹(baking)된 후 경화되며; 그후, 유리의 균열을 방지하기 위해 서서히 냉각된다. 경화후, 상기 적층부는 다이아몬드톱(이에 한정되지 않는다) 등에 놓여 필요한 크기로 절단된다. 절단된 패널부분은 톱질처리자국을 제거하기 위해 다이아몬드 폴리서(polisher)로 폴리싱된다.

본 발명의 양호한 실시예에서, 다수의 유리시트(80)는 유리 보다 작은 굴절률을 갖는 기질내에서 이러한 기질로 각각 코팅되며, 코팅된 다수의 시트는 검은색을 취하는 열경화성 에폭시나 접착제를 사용하여 서로 고정된다. 제1코팅유리시트(10a)는 이보다 약간 큰 트라프에 안착되며, 상기 트라프는 검은색의 열경화성 에폭시로 충진되고, 상기 코팅된 유리시트(10a)는 반복하여 적층되므로써 각각의 코팅된 유리시트(10a) 사이에 에폭시층을 형성한다. 적층은 500 내지 800개의 시트가 적층될 때까지 반복된다. 상기 적층부에는 균일한 압력이 인가되며, 이어서 에폭시가 경화되고, 그후 적층부는 필요로 하는 크기로 톱질처리되어 절단된다. 상기 적층부는 굴곡된 상태로 또는 평탄하게 톱질처리되며, 톱질처리후 결상처리(frosting)되거나 폴리싱된다.

본 발명의 다른 실시예에서, 상기 유리시트(80)는 0.5" 내지 1.0"의 폭과, 12" 내지 36"의 제어가능한 길이를 갖는다. 상기 시트는 각각의 시트(80) 사이에 위치되는 검은색의 자외선접착제층이 제공된 상태로 적층된다. 그후, 각각의 접착제층을 경화하기 위해 자외선방사가 이루어지며, 상기 적층부는 절단 및/또는 폴리싱된다.

적층부의 톱질처리 및/또는 폴리싱처리 후, 상술한 방법의 각각의 실시예는 연결기(16)를 적층부의 입구면(20)에 접합하는 단계와, 적층부를 고정하는 단계와, 사각형 하우징(14)내에 연결기(16)를 접합하는 단계를 부가로 포함한다. 상기 적층부는 하우징(14)의 전방개구부가 출구면(24)과 정렬되고 하우징(14)내의 광발생기(12)는 연결기(16)와 광학적으로 정렬될 수 있도록 고정된다.

상기 광재지향요소(32)는 연결기(16)상에 입사되는 광(22)을 제공하며, 이에대해서는 도2를 참조하여 서술하기로 한다. 광재지향요소(32)의 소스(30)는 하우징내에서 하우징(14)의 체적과 깊이를 최소로 하는 적절한 위치에 장착된다. 상기 소스(30)는 초기에 광(22)을 수직하방으로 투사하기 위해 그 상부에서 입구면(20)의 바로 후방에서 하우징(14)내에 장착되며, 그후 상기 광(22)은 광발생시스템(12)의 광재지향요소(32)에 의해 수직상방으로 전환되어 연결기(16)와 광학적으로 결합된다. 본 발명의 양호한 실시예에서, 각각의 도파관(10a)은 경사지지 않은 상태로 수평하게 연장되므로, 영상은 관찰자의 직접투시를 위해 도파관(10a)을 통해 수평으로 직접 전달되며, 이에 의해 관찰자는 최대밝기를 위한 광의 전체 세기(full intensity of the light)를 수용할 수 있다. 따라서, 최대밝기를 위해, 광재지향요소(32)로부터 입사된 광(22)은 거의 수평으로 전환된다. 입구면(20)으로 광을 예각으로부터 최대 90°까지 전환하기 위해 프리즘식 연결기(16)가 사용될 수 있다. 본 발명의 양호한 실시예에서, TRAF는 광을 81°로 전환한다.

광연결기(16)는 전체 입구면(20)과 인접하여 있으며; 도파관(10a)을 통한 전송을 위해, 광재지향요소(32)로부터 입사된 광(22)을 입구면(20)으로 연결하거나 재지향시키기 위해 입구면에 적절히 접합된다. 본 발명의 도파관(10a)은 입사광(22)을 수용하기 위한 제한된 수용각(acceptance angle)을 가지며, 상기 연결기(16)는 영상광(22)이 적절히 전환되어 허용가능한 수용각내에서 도파관코어(80)으로 인입되는 것을 보장하도록 정렬된다.

상술한 바와 같은 본 발명의 양호한 실시예에서, 연결기(16)는 입구면(20)의 폭을 따라 곧게 형성되며 입구면(20)의 높이를 따라 수직으로 이격된 프레스넬 프리즘형 홈(fresnel prismatic groove)(16a)을 포함하며; 상기 프리즘형 연결기(16)는 광을 최대 90°까지 전환시킬 수 있다. 본 발명의 양호한 실시예에서, 상기 프리즘형 연결기(16)는 미네아폴리스 세인트폴 소재의 쓰리엠 컴파니에 의해 TRAFⅡ이라는 상표명으로 상용화된 TRAF(Transmissive Right Angle Film)이다. 홈(16a)에서 이탈된 광(22)을 도파관(10a)으로 역굴절시키기 위해, 선택적 굴절기(optional reflector)가 프리즘형 연결기(16)에 밀착되어 배치될 수 있다.

상기 연결기(16)는 회절요소(16)의 형태를 취한다. 회절연결기(16)는 수평방향으로 연장되며 각각의 도파관(10a)과 평행하는 다수의 작은 홈이 구비된 회절격자를 포함하며, 이러한 홈은 입구면(20)의 높이에 대해 수직방향으로 이격되어 있다. 상기 연결기(16)는 홀로그래픽요소와 같은 다른 형태를 취할 수도 있으며, 이에 한정되지는 않는다.

상기 하우징(14)은 도파관적층부(10a) 및 광재지향요소(32)를 밀봉된 포위부에 지지한다. 출구면(24)은 외측으로 대면하여 관찰자에게 노출되며; 주위광과 입구면(20)과 연연결기(16)는 하우징(14)내에서 검은 표면을 향해 내측으로 대면하므로, 출구면(24)에서의 콘트라스트를 위해 부가적인 암흑을 제공하게 된다. 이러한 부가적인 암흑은 연결기(16)와 도파관(10a)의 수동적 특성으로 인해 출구면(24)에 제공된다. 이러한 수동적 장치들이 암흑 영역으로 둘러싸일 때, 출구면(24)은 입구면(20)상에 입사된 영상광(22)이 조사되지 않을 경우 검게 나타난다.

본 발명은 양호한 실시예를 참조로 서술되었기에 이에 한정되지 않으며, 본 기술분야의 숙련자라면 첨부된 청구범위로부터의 일탈없이 본 발명에 다양한 변형과 수정이 가해질 수 있음을 인식해야 한다.

Claims

제1단부 및 제2단부를 각각 포함하는 다수의 적층된 광도파관과,

입구면에 연결되며, 상기 입구면에 수직하지 않은 축선을 따라 광을 입구면에 수직한 축선으로 재지향시키는 적어도 하나의 연결기를 포함하며,

출구면은 다수의 제1단부에 의해 형성되고, 입구면은 다수의 제2단부에 의해 형성되며, 상기 입구면은 출구면에 평행하게 형성되는 것을 특징으로 하는 초박형 광학패널.초박형 광학패널.
제1항에 있어서, 적어도 하나의 광발생시스템을 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 초박형 광학패널.
제2항에 있어서, 상기 광발생시스템은 광원과, 입사광을 상기 광원으로부터 연결기로 재지향시키는 적어도 하나의 광굴절요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 초박형 광학패널.
제3항에 있어서, 상기 광원은 입구면에 인접하여 이에 평행하게 배치되며, 상기 광원은 광을 입구면의 상부로부터 바닥으로 입구면에 평행하게 방출하는 것을 특징으로 하는 초박형 광학패널.
제3항에 있어서, 상기 광원은 광벌브, 슬라이드 프로젝터, 비디오프로젝터, 및 레이저로 이루어진 집단으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 초박형 광학패널.
제3항에 있어서, 상기 연결기는 광을 45°내지 90°의 범위로 입구면으로 전환하는 것을 특징으로 하는 초박형 광학패널.
제3항에 있어서, 상기 광발생시스템은 변조기와 영상옵틱을 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 초박형 광학패널.
제2항에 있어서, 상기 광발생시스템은 광재지향요소와, 상기 광재지향요소와 광학적으로 정렬되는 프로젝터를 포함하는 것을 특징으로 하는 초박형 광학패널.
제8항에 있어서, 상기 프로젝터는 광재지향요소상에 광을 투사하며, 이러한 광은 상기 광재지향요소에 의해 연결기로 재지향되는 것을 특징으로 하는 초박형 광학패널.
제9항에 있어서, 상기 프로젝터는 입구면 하방에 배치되는 것을 특징으로 하는 초박형 광학패널.
제9항에 있어서, 상기 프로젝터는 광을 입구면에 평행하게 투사하기 위해 입구면의 상부에 인접하여 배치되며, 광을 광재지향요소로부터 상기 연결기로 전환시키기 위해 입구면으로부터 이격되는 것을 특징으로 하는 초박형 광학패널.
제9항에 있어서, 상기 프로젝터는 광을 생성하는 광원과, 광을 변조하여 영상을 형성하는 변조기를 포함하는 것을 특징으로 하는 초박형 광학패널.
제12항에 있어서, 상기 변조기는 액정디스플레이(LCD), 디지탈 마이크로미러 디바이스(DMD), GLV, 레이저 래스터 스캐너, PLDC, LCOS, MEMS, 또는 CRT로 이루어진 집단으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 초박형 광학패널.
제12항에 있어서, 상기 프로젝터는 광을 광재지향요소를 횡단하여 수평 및 수직으로 분배하는 영상옵틱을 포함하는 것을 특징으로 하는 초박형 광학패널.
제14항에 있어서, 상기 영상옵틱은 포커싱렌즈 및 거울을 포함하는 것을 특징으로 하는 초박형 광학패널.
제15항에 있어서, 상기 영상옵틱과 광재지향요소는 확장렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 초박형 광학패널.
제2항에 있어서, 2개 내지 4개의 광발생시스템이 광을 연결기에 제공하는 것을 특징으로 하는 초박형 광학패널.
제2항에 있어서, 상기 광발생시스템은 광을 상기 연결기를 횡단하여 수평 및 수직으로 래스터하는 래스터시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 초박형 광학패널.
제2항에 있어서, 전방부와 후방부와 2개의 측부와 상부와 바닥이 구비된 하우징을 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 초박형 광학패널.
제19항에 있어서, 상기 하우징은 광발생시스템과 그 내부의 다수의 도파관을 둘러싸는 것을 특징으로 하는 초박형 광학패널.
제19항에 있어서, 상기 하우징의 전방부는 개방되며, 상기 하우징은 전방개구부로부터 하우징의 후방부까지 투시되는 밀폐된 깊이를 갖는 것을 특징으로 하는 초박형 광학패널.
제21항에 있어서, 상기 밀폐된 깊이는 약 12㎝인 것을 특징으로 하는 초박형 광학패널.
제21항에 있어서, 상기 상부와 바닥과 2개의 측부와 후방부는 입구면에 인접한 내부와 외부를 각각 포함하며, 상기 상부와 바닥과 2개의 측부와 후방부의 내부는 검은색인 것을 특징으로 하는 초박형 광학패널.
제1항에 있어서, 각각의 도파관은 수평으로 연장되며, 다수의 적층된 도파관은 출구면을 따라 수직으로 연장되는 것을 특징으로 하는 초박형 광학패널.
제1항에 있어서, 광은 비디오영상으로서 출구면에 디스플레이되는 것을 특징으로 하는 초박형 광학패널.
제1항에 있어서, 다수의 도파관은 입구면으로부터 출구면까지 수직한 축선을 따른 두께를 가지며, 이러한 두께는 출구면의 폭과 높이 보다 작은 것을 특징으로 하는 초박형 광학패널.
제26항에 있어서, 상기 폭과 높이의 비율은 4:3인 것을 특징으로 하는 초박형 광학패널.
제27항에 있어서, 출구면의 높이는 약 100㎝이며, 출구면의 폭은 약 133㎝이고, 두께는 1㎝인 것을 특징으로 하는 초박형 광학패널.
제1항에 있어서, 상기 각각의 도파관은 제1굴절률을 갖는 투명한 중앙코어를 포함하며, 이러한 중앙코어는 적어도 2개의 클래딩층 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 초박형 광학패널.
제29항에 있어서, 상기 중앙코어는 폴리머와, 플라스틱 라미네이트와, 유리로 구성된 집단으로부터 선택된 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 초박형 광학패널.
제30항에 있어서, 상기 유리는 BK7 형태인 것을 특징으로 하는 초박형 광학패널.
제30항에 있어서, 상기 유리는 2 내지 40미크론 사이의 두께를 갖는 시트로 형성되는 것을 특징으로 하는 초박형 광학패널.
제30항에 있어서, 상기 중앙코어는 적어도 2개의 클래딩층 사이에서 라미네이트되는 것을 특징으로 하는 초박형 광학패널.
제30항에 있어서, 중앙코어와 밀착접촉된 상기 클래딩층은 상기 제1굴절률 보다 작은 제2굴절률을 갖는 것을 특징으로 하는 초박형 광학패널.
제30항에 있어서, 상기 클래딩은 플랙시그라스, 유리, 플라스틱, 폴리우레탄, 저굴절률 폴리머, 및 에폭시로 구성된 집단으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 초박형 광학패널.
제30항에 있어서, 인접한 중앙코어 사이에는 하나의 클래딩층이 배치되며, 이것은 검은색인 것을 특징으로 하는 초박형 광학패널.
제30항에 있어서, 인접한 중앙코어 사이에는 적어도 2개의 클래딩층이 배치되며, 그중 하나는 검은색인 것을 특징으로 하는 초박형 광학패널.
제37항에 있어서, 깨끗한 클래딩층이 중앙코어와 접촉하며, 검은 클래딩층은 인접한 깨끗한 클래딩층 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 초박형 광학패널.
제36항 내지 제38항중 어느 한 항에 있어서, 상기 검은 클래딩층은 검은 스프레이 페인트나 또는 인접한 중앙코어를 하나이상의 검은 클래딩층에 서로 연결하는 에폭시접착제내에서의 탄소입자로 이루어진 집단으로부터 선택된 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 초박형 광학패널.
제1항에 있어서, 각각의 도파관은 출구면을 따라 수평방향으로 연속적으로연장되는 평탄한 리본으로 형성되는 것을 특징으로 하는 초박형 광학패널.
제1항에 있어서, 상기 다수의 적층된 도파관은 500 내지 800개의 도파관이 적층된 적층부를 포함하는 것을 특징으로 하는 초박형 광학패널.
제1항에 있어서, 각각의 적층된 도파관은 경사지지 않고 적층되는 것을 특징으로 하는 초박형 광학패널.
제1항에 있어서, 상기 연결기는 프리즘형 연결기인 것을 특징으로 하는 초박형 광학패널.
제43항에 있어서, 상기 프리즘형 연결기는 입구면의 수평부를 따라 곧게 형성되며, 입구면(20)의 수직부를 따라 이격되는 프레스넬 프리즘형 홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 초박형 광학패널.
제44항에 있어서, 상기 프리즘형 연결기는 광을 90°까지 전환하는 것을 특징으로 하는 초박형 광학패널.
제45항에 있어서, 상기 프리즘형 연결기는 TRAF(Transmissive Right Angle Film)인 것을 특징으로 하는 초박형 광학패널.
제45항에 있어서, 이탈된 광을 상기 다수의 적층된 도파관으로 굴절시키기 위해 상기 프리즘형 연결기에 인접하여 배치되는 굴절기를 포함하는 것을 특징으로 하는 초박형 광학패널.
제1항에 있어서, 상기 연결기는 회절요소인 것을 특징으로 하는 초박형 광학패널.
제1항에 있어서, 상기 연결기는 홀로그래픽 요소인 것을 특징으로 하는 초박형 광학패널.
제1유리시트를 상기 제1유리시트 보다 약간 큰 트라프에 위치시키는 단계와,

상기 트라프를 열경화성 에폭시로 충진하는 단계와,

부가의 유리시트를 상기 제1유리시트 위에 적층하여 각각의 유리시트 사이에 에폭시층을 형성하는 단계와,

적층부에 균일한 압력을 가하여 에폭시가 유리시트 사이로 균일한 레벨로 흐르게 하는 단계와,

경화하기 위해 상기 적층부를 베이킹하는 단계와,

적층부를 냉각하는 단계와,

적층부측에 입구면을 형성하고 적층부의 대향측에 출구면을 형성하도록 상기적층부를 톱질처리하는 단계와,

연결기를 적층부의 입구면에 접합하는 단계와,

상기 적층부를 고정하여, 출구면과 정렬되는 전방개구부를 가지며 연결기와 광학적으로 정렬되는 광발생기가 내장된 사각형 하우징내에서, 연결기를 이에 접합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 초박형 광학패널 제조방법.
제50항에 있어서, 에폭시는 검은 색인 것을 특징으로 하는 초박형 광학패널 제조방법.
제50항에 있어서, 상기 에폭시는 유리시트 보다 낮은 굴절률을 갖는 것을 특징으로 하는 초박형 광학패널 제조방법.
제50항에 있어서, 적층은 약 500개 내지 800개의 시트가 적층될 때까지 반복되는 것을 특징으로 하는 초박형 광학패널 제조방법.
제50항에 있어서, 균일한 레벨의 에폭시는 유리시트 사이에서의 깊이가 0.002"인 것을 특징으로 하는 초박형 광학패널 제조방법.
제50항에 있어서, 상기 베이킹처리는 약 80℃에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 초박형 광학패널 제조방법.
제50항에 있어서, 상기 톱질처리는 다이아몬드톱을 사용하여 실행되는 것을 특징으로 하는 초박형 광학패널 제조방법.
제50항에 있어서, 상기 톱질처리후 적층부를 다이아몬드 폴리서로 폴리싱하는 단계를 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 초박형 광학패널 제조방법.
제50항에 있어서, 상기 톱질처리후 출구면을 결상처리하는 단계를 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 초박형 광학패널 제조방법.
다수의 유리시트를 유리 보다 낮은 굴절률을 갖는 깨끗한 클래딩재료로 각각 코팅하는 단계와,

다수의 코팅된 유리시트를 수직으로 적층하는 단계와,

에폭시를 사용하여 다수의 적층된 유리시트를 서로 고정하는 단계와,

적층부에 균일한 압력을 인가하는 단계와,

경화하기 위해 상기 적층부를 베이킹하는 단계와,

적층부측에 입구면을 형성하고 적층부의 대향측에 출구면을 형성하도록 상기 적층부를 톱질처리하는 단계와,

연결기를 적층부의 입구면에 접합하는 단계와,

상기 적층부를 고정하여, 출구면과 정렬되는 전방개구부를 가지며 연결기와광학적으로 정렬되는 광발생기가 내장된 사각형 하우징내에서, 연결기를 이에 접합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 초박형 광학패널 제조방법.
제59항에 있어서, 상기 에폭시는 검은 색인 것을 특징으로 하는 초박형 광학패널 제조방법.
제59항에 있어서, 상기 수직적층처리는 코팅된 하나의 유리시트의 표면적 보다 약간 큰 트라프에서 실행되는 것을 특징으로 하는 초박형 광학패널 제조방법.
제61항에 있어서, 상기 고정단계는 적층처리전에 트라프를 열경화성의 검은 에폭시로 충진하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 초박형 광학패널 제조방법.
제59항에 있어서, 상기 수직적층처리는 약 500개 내지 800개의 시트가 적층될 때까지 반복되는 것을 특징으로 하는 초박형 광학패널 제조방법.
제59항에 있어서, 상기 톱질처리후 입구면과 출구면을 결상처리하는 것을 특징으로 하는 초박형 광학패널 제조방법.
제59항에 있어서, 톱질처리후 입구면과 출구면을 다이아몬드 폴리서로 폴리싱하는 단계를 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 초박형 광학패널 제조방법.
약 0.5" 내지 1.0"의 폭과 12" 내지 36"의 길이를 갖는 다수의 유리시트를 적층하는 단계와,

적층부의 각각의 유리시트 사이에 검은 자외선접착제층을 위치시키는 단계와,

자외선을 방사하여 상기 각각의 자외선접착제층을 경화하는 단계와,

적층부측에 입구면을 형성하고 적층부의 대향측에 출구면을 형성하도록 상기 적층부를 톱질처리하는 단계와,

연결기를 적층부의 입구면에 접합하는 단계와,

상기 적층부를 고정하여, 출구면과 정렬되는 전방개구부를 가지며 연결기와 광학적으로 정렬되는 광발생기가 내장된 사각형 하우징내에서, 연결기를 이에 접합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 초박형 광학패널 제조방법.
제66항에 있어서, 적층처리는 약 500개 내지 800개의 시트가 적층될 때까지 반복되는 것을 특징으로 하는 초박형 광학패널 제조방법.
제66항에 있어서, 상기 톱질처리후 입구면과 출구면을 결상처리하는 단계를 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 초박형 광학패널 제조방법.
제66항에 있어서, 상기 톱질처리후 적층부를 다이아몬드 폴리서로 폴리싱하는 단계를 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 초박형 광학패널 제조방법.