KR20080029792A - 광학소자, 및 조명광학장치, 이를 사용하는 디스플레이장치및 전자장치 - Google Patents

Abstract

마이크로루버는 일정하고 반복된 주기로 투과층과 광흡수층이 교대로 배치된 주기구조를 구비한다. 투과층을 통과한 광빔이 나가는 방향의 범위는 광흡수층에 의해 제한된다. 주기구조는 투과층 및 광흡수층이 반복적으로 배치된 방향을 가로지르는 방향에서 나누어진 주기구조부분을 구비한다. 주기구조부분에 있어서, 서로에 인접한 주기구조들 사이에는, 각 주기구조의 공간주파수의 위상에서 180°의 차이가 있다.

마이크로루버, 주기구조, 공간주파수, 위상차, 투과상태, 산란상태

Description

광학소자, 및 조명광학장치, 이를 사용하는 디스플레이장치 및 전자장치{Optical element, and illuminating optical device, display device and electronic device using the same}

본 발명은 투과광빔의 출구방향의 범위가 제한되는 “마이크로루버(microlouver)”라 불리는 광학소자에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이러한 광학소자를 사용하는 액정디스플레이 또는 플라즈마디스플레이에 의해 대표되는 조명광학장치 및 디스플레이장치에 관한 것이다.

액정디스플레이는 휴대폰, PDA(Personal Digital Assistance), ATM(Automatic Teller Machine) 또는 개인컴퓨터와 같은 다양한 전자장치를 위한 디스플레이장치로 사용되고, 최근에는 넓은 가시영역을 가진 액정디스플레이가 실제로 사용되고 있다.

넓은 범위각에서 디스플레이영역이 보여질 수 있는 액정디스플레이는 여러 사람이 디스플레이화면을 함께 보는 경우 유용한 것으로 알려져 있다. 그러나, 개인의 프라이버시가 요구된다고 생각되는 휴대폰과 같은 어떤 장치의 경우에, 넓은 가시영역의 화면은 때때로 원치 않는 제3자가 디스플레이된 정보를 볼 수 있게 할 수 있고 이는 사용자를 불쾌하게 할 수 있다. 또한, 불특정다수에 의해 사용되는 정보처리단자의 경우에, 개인정보와 같은 고기밀정보가 디스플레이되는 경우 다른 사람이 디스플레이된 정보를 엿보는 것을 방지할 필요가 있다. 따라서, 좁은 시계의 디스플레이영역 및 넓은 시계의 디스플레이영역 사이에서 절환될 수 있는 액정디스플레이 장치가 개발되었다(일본 특허공보 제10-197844, 제35단락 참조).

도 1은 좁은 시계를 가진 디스플레이 형태와 넓은 시계를 가진 디스플레이형태 사이에서 절환할 수 있는 액정디스플레이의 예를 보여준다. 도 1을 참조하면, 액정디스플레이는 매트릭스에 배열된 복수의 화소로 구성된 디스프레이패널(100) 및 디스플레이패널(100)에 부착된 마이크로루버(101)를 가진다. 도 2에서 보이는 바와 같이, 마이크로루버(101)는 광흡수층(102) 및 투과층(103)이 교대로 배치되는 주기구조체와 같은 방식으로 구성되고 2개의 보호막들(104) 사이에 개재되며, 광흡수층(102)과 투과층(103)이 위치되는 주기는 일정하다. 투과층(103)에 입사하는 광빔에 있어서, 입사각이 θ/2(θ는 가시각) 보다 작은 광빔만이 투과층(103)을 통과할 수 있다. 입사각이 θ/2 보다 큰 경우 광빔은 광흡수층(102)에 흡수된다. 가시각 θ은 두께 D와 주기구조체의 주기인 피치 P에 의해 결정된다. 가시각 θ가 작을 수록 마이크로루버(101)를 통과하는 광빔의 방향성은 커진다.

좁은 시계를 가진 디스플레이에 있어서, 마이크로루버(101)가 부착된 디스프레이패널(100)이 사용된다. 디스플레이패널(100)로부터 광빔을 볼 수 있는 영역은 마이크로루버(101)에 의해 제한된다. 한편, 넓은 시계를 가진 디스플레이에 있어서, 디스플레이패널(100)은 마이크로루버(101)가 제거되어 사용된다. 이 경우에 있 어서, 가시영역은 디스플레이패널(100)의 가시각에 의해 결정된다. 디스플레이패널(100)을 위한 고분자산란형액정을 사용함으로써, 가시영역이 확대될 수 있다.

또한, 내장된 마이크로루버를 가진 액정디스플레이가 있다. 도 3은 액정디스플레이의 주요부분의 구성을 보여준다.

도 3을 참조로 하면, 액정디스플레이는 백라이트유닛(200) 및 백라이트유닛(200)으로부터의 광빔으로 비추어지는 LCD패널(203)을 구비하고 백라이트유닛(200)과 LCD패널(203) 사이에 마이크로루버(201) 및 디퓨저(202)가 배치된다.

LCD패널(203)은 일정한 피치를 가진 매트릭스에 배열된 복수의 액정셀들을 구비하고, R(빨강), G(초록), B(파랑) 칼라필터가 액정셀들의 위치에 대응되도록 기설정된 순서로 배치된다. 도 4는 칼러필터들을 배치한 예를 보여준다. 이 배치예에 있어서, 칼라필터(203a)는 광을 흡수하기 위한 블랙매트릭스(203b)에 의해 분할된 영역의 매트릭스에 위치되고 이의 피치는 일정하다.

도 5에서 보이는 바와 같이, 마이크로루버(201)는 광흡수층(201a) 및 투과층(201b)이 교대로 배치된 주기구조를 가진다. 디퓨저(202)는 고분자산란형액정으로 형성되고, 입사광빔이 그대로 나가는 투과상태와 입사광빔이 스캐터링으로 인해 산란된 광빔으로 나가는 산란상태 사이에서 절환될 수 있다. 디퓨저(202)로는 예를 들어, PNLC(Polymer Letwork LC) 또는 PDLC(Pplymer Dispersed Liquid Crystal)가 있다.

도 6은 시계가 좁은 광빔을 보여준다. 좁은 시계에서 디퓨저(202)는 투명하게 만들어진다. 마이크로루버(201)는 백라이트유닛(200)으로부터 산란된 광빔이 나 가는 방향의 범위를 제한한다. 마이크로루버(201)를 통과한 광빔은 그대로 디퓨저(202)를 통과하고 LCD패널(203)을 비춘다.

도 7은 넓은 시계에서의 광빔을 보여준다. 넓은 시계에서, 디퓨저(202)는 스캐터로 이루어진다. 마이크로루버(201)는 백라이트유닛(200)으로부터 산란된 광빔의 출구방향의 범위를 제한한다. 마이크로루버(201)를 통과한 광빔은 디퓨저(202)에 의해 확산된 광빔으로 형성된다. LCD패널(203)은 디퓨저(202)로부터 이런 산란된 광빔으로 비추어진다.

그러나, 상술한 마이크로루버를 사용한 디스플레이장치는 아래의 문제를 가진다.

도 1에 보이는 액정디스플레이에 있어서, 디스플레이패널(100)과 마이크로루버(101)가 주기구조를 가지기 때문에 마이크로루버(101)를 통과한 광빔은 주기주고에 기초한 2개의 정규 강도분포가 서로 중첩되는 형태로 형성되고 이에 의해 이들 공간주파수 사이의 차이에 대응하는 무아레무늬를 생성한다.

도 3에 보이는 액정디스플레이에 있어서, LCD패널(203)과 마이크로루버(201)가 주기구조를 가지기 때문에, 이들 주기구조의 공간 주파수 사이의 차이에 대응하는 무아레무늬가 생성된다.

도 8은 무아레무늬의 생성원리를 보여준다. 도 8a는 주기구조를 가진 마이크로루버의 공간배열을 보여준다. 도 8b는 2차원좌표계에서 마이크로루버의 공간주파수를 보여준다. 도 8c는 주기구조를 가진 디스플레이소자의 공간배열을 보여준다. 도 8d는 2차원좌표계의 디스플레이소자의 공간주파수를 보여준다. 도 8e는 도 8b 및 8d에서 보이는 공간주파수가 2차원좌표계에서 서로 중첩되는 것을 보여준다.

1차원방향에서 반복되는 주기(PI)를 갖는 공간배열의 2차원푸리에변환에 의해 얻어지는 도 8a에 보이는 공간주파수는, 도 8b에서 보이는 바와 같이 (삼각표시에 의해 보이는) 1차원의 정규피크배열을 가진다. 2차원좌표계에서의 피크좌표는 벡터 PI의 인테그럴멀티프리케이션(integral multiplication)(I*PI)에 의해 제공된다. 벡터 PI의 값은 마이크로루버의 주기의 역과 동일하다.

한편, 도 8c에 보이는, 화소들이 매트릭스로 형성된 디스플레이소자는 X방향의 주기와 Y방향의 주기의 공간배치를 가진다. 도 8d에서 보이는 바와 같이, 2차원푸리에변환에 의해 얻어진 공간주파수는 (원형표시로 보이는) 2차원정규곡선을 가진다. 2차원좌표계에서 피크의 좌표는 벡터 Px와 벡터 Py의 인테그럴멀티프리케이션(integral multiplication)(n*Px + m*Py)에 의해 제공된다.

도 8b 및 8d에 보이는 공간주파수를 서로 중첩하기 때문에 피크배열이 도 8e에 보이는 바와 같은 관계에 의해 나타내어진다. 2차원좌표계에서 각 피크의 좌표는 벡터 PI, Px, 및 Py의 integral multiplication(I*PI + n*Px + m*Py)에 의해 제공된다.

도 8d에 있어서, ({vector Px} - {vector Py})가 무아레무늬를 형성한다. 또한, R, G, B의 3가지 화소를 가진 화소소자를 구비하는 스크린이 사용되는 경우, 무아레무늬가 ({vector 3Px} - {vector PI})의 조건하에서도 생성된다.

무아레무늬와 관련한 문제는 디스플레이소자와 마이크로루버 사이에서만 발생하는 것이 아니고, 주기를 가진 구성요소들이 다른 구성요소의 상부에 적층되는 경우에 도 발생한다. 예를 들어, 표면에 배치된 복수의 렌즈들을 구비한 렌즈시트 및 마이크로루버 사이에서도 무아레무늬가 생성된다.

본 발명의 예시적인 목적은 상술한 문제를 해결하기 위해 무아레무늬의 생성을 제어할 수 있는 마이크로루버를 제공하는 것이다.

상술한 목적을 해결하기 위해, 본 발명의 예시적인 면에 따른 마이크로루버는 투과층 및 광흡수층이 일정하고 반복된 주기로 평면에 교대로 배치된 주기구조를 구비한 광학소자로서, 광흡수층은 투과층을 통과한 광빔이 나가는 방향의 범위를 제한한다. 광학소자는 투과층과 광흡수층이 반복적으로 배치된 방향을 가로지는 방향에서 주기구조가 나누어진 복수의 주기구조부분을 구비하고, 복수의 주기구조부분 중 적어도 일부는 복수의 주기구조부분 중 다른 부분의 공간주파수의 위상과 다른 공간주파수의 위상을 가지는 것을 특징으로 한다. 복수의 주기구조부분은 투과층 및 광흡수층이 반복적으로 배치된 방향과 교차하는 방향에서 나누어지고, 복수의 주기구조의 부분 중 적어도 일부는 서로 공간주파수의 위상이 상이하다.

상술한 구성에 따르면, 공간주파수의 위상이 서로 다른 주기구조부분들을 통과한 광빔은 평균이 된다. 광빔을 평균하는 효과는 전체 주기구조부분에서 주기성을 제거한다. 이런 방식으로 광학소자(마이크로루버)의 주기성을 제거함으로써, 광학소자와 주기성을 가지는 디스플레이패널 또는 렌즈시트 사이에 공간주파수에서의 위상차로 인한 무아레무늬의 생성이 제거될 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 광빔을 평균함으로써, 광학소자(마이크로루버)의 주기성이 제거되어 무아레무늬의 생성을 제어할 수 있고, 이에 의해 고품질의 디스플레이화상 또는 조명이 얻어질 수 있다.

본 발명의 상술한 및 다른 목적, 특징 및 이점들이 본 발명의 예들을 설명하는 첨부도면을 참조로 하여 다음의 설명으로부터 명백하게 될 것이다.

(제1실시예)

도 9는 본 발명에 따른 광학소자의 제1실시예의 마이크로루버의 주기구조를 설명하는 개략도이다. 도 10은 마이크로루버의 단면도이다.

도 10에 보이는 바와 같이, 이 실시예의 마이크로루버는 광흡수층(10) 및 투과층(11)이 교대로 배치되는 주기구조체와 같이 구성되는 방식으로 구성되고 2개의 투명기판(12, 13) 사이에 개재되고 유지된다. 도 9에 보이는 바와 같이, 주기구조체는 복수의 주기구조(1 내지 5)를 가진다. 각 주기구조(1 내지 5)에 있어서, 광흡수층(10) 및 투과층(11)으로 구성된 부분에서 반복주기 PI는 동일하다. 주기 PI는 도 10에 보이는 바와 같이, 광흡수층(10) 및 투과층(11)으로 구성된 부분에서 주기 P에 대응한다. 또한, 광흡수층(10)의 폭 w1 및 두께 t1 및 투과층(11)의 폭 w2 및 두께 t2(= t1)는 주기구조(1 내지 5) 사이에서 동일하다.

주기구조(1, 3, 5)에 있어서, 이들 공간주파수의 각각의 위상은 서로 동일하다. 주기구조(2, 4)에 있어서, 이들의 공간주파수의 각각의 위상은 서로 동일하고, 주기구조(2, 4)의 공간주파수의 각각의 위상은 주기구조(1, 3, 5)의 공잔 주파수의 각각의 위상으로부터 π만큼 다르다. 여기서, 주기구조(1, 3, 5)의 공간주파수의 위상은 "0"으로 표현되고 주기구조(2, 4)의 공간주파수의 위상은“π”로 표시된다.

도 11a는 “0”의 공간주파수의 위상을 가진 제1주기구조의 전달률을 보여준다. 도 11b는 “π”의 공간주파수의 위상을 가진 제2주기구조의 전달률을 보여준다. 보이는 바와 같이, x축은 주기구조의 파동벡터의 방향(도 8에서의 x축의 방향)을 보여준다. 광흡수층 및 투과층은 x축의 방향에서 교대로 위치된다. 전달률 T는 주기구조가 아래에서부터 비추어지는 경우 각각의 국소 위치에서의 전달률을 나타낸다. 또한, 여기서, 전달률은 명료한 정현곡선분포에 의해 표현되고, 광흡수층을 제외하고는 전달률은 끝에서 때때로 일정한 직사각형분포를 가질 수 있다.

제1 및 제2주기구조는 모두 중앙층의 중앙부에서 투과율이 가장 높고 점점 낮아져서 광흡수층이 형성된 위치에서 투과율이 0이 될 때까지 광흡수층(흑색으로 보이는 부분)을 가진 측에 가까워지는 사인곡선전달특성을 가진다. 제1 및 제2주기구조가 서로 인접하게 배치되는 경우, 제1주기구조로부터의 광빔 및 제2주기구조로부터의 광빔이 사람의 시력의 일시적인 효과 및 공간집적으로 인해 평균된다. 그 결과, 제1 및 제2구조가 서로 인접하게 배치되는 경우, 전달률은 일정하게 되고 주기성이 소멸된다. 1.0의 시력을 가지는 사람이 관찰하는 경우, 사람의 눈의 물체의 분해능은 5m의 거리에서 1.5㎜, 1m의 거리에서 0.3㎜, 50㎝의 거리에서 0.15㎜이다. 따라서, 사람의 시력의 일시적인 효과 및 공간집적으로 인해 광빔을 평균하기 위해서는, 제1 및 제2주기구조의 크기가 다음과 같이 설정되는 것이 바람직하다. 5m의 거리에서 보이는 경우, 주기구조의 크기는 1.5㎜보다 크지 않다. 적용시 1m의 거리에서 보이는 경우, 주기구조의 크기는 0.3㎜ 보다 크지 않다. 적용시 50㎝의 거리에서 보이는 경우, 주기구조의 크기는 0.15㎜보다 크지 않다. 또한, 어떤 가능한 조건 하에서 관찰되는 경우, 주기구조의 크기는 약 0.1㎜ 보다 크지 않을 수 있다.

도 9에 보이는 마이크로루버에 있어서, 주기구조들(1, 3, 5)은 도 11a에서 보이는 전달특성을 기초로 광빔을 방사하고 주기구조들(2, 4)은 도 11b에 보이는 전달특성을 기초로 광빔을 방사한다. 이런 주기구조들(1 내지 5)로부터의 광빔은 주기성이 제거된다.

상술한 바와 같이, 이런 예시적인 실시예의 마이크로루버에 있어서, 서로 인접한 주기구조의 공간주파수의 위상이 서로 π만큼 다르게 되기 때문에, 주기성은 광빔을 평균하는 효과로 인해 전체 주기구조체에서 소멸된다. 따라서, 본 예시적인 실시예의 마이크로루버가 화소들의 공간배열에 있어 주기성을 가지는 디스플레이패널(예를 들어, 도 1 또는 도 4에 보이는 디스플레이장치)을 구비하는 디스플레이장치에 적용되는 경우, 마이크로루버를 통과한 광빔이 정규밀도분포를 가지지 않기 때문에(주기성을 가지지 않기 때문에), 무아레무늬의 생성이 제거된다.

(제2실시예)

도 12는 본 발명에 따른 제2실시예의 마이크로루버의 주기구조를 설명하는 개략도이다. 또한, 본 예시적인 실시예의 마이크로루버는 광흡수층(10) 및 투과층(11)이 교대로 배치되는 주기구조체가 도 10에 보이는 2개의 투명기판들(12, 13) 사이에 개재되고 유지되도록 구성된 방식으로 구성되지만, 주기구조체를 구성하는 복수의 주기구조들(1 내지 5)의 공간주파수의 위상 사이의 관계는 제1실시예와 다르다. 본 예시적인 실시예에 있어서, “0”의 위상을 가지는 주기구조체의 배열 및 “π”의 위상을 가지는 주기구조체는 공정생성규칙 또는 임의의 수를 기초로 결정된다. 또한, 본 예시적인 실시예에 있어서, 제1실시예와 유사하게, 광흡수층(10) 및 투과층(11)으로 구성된 부분에서의 반복주기 PI는 주기구조들(1 내지 5)과 각각 동일하다. 또한, 상술한 바와 같이, 각 주기구조의 크기는 적용에 따라 0.3㎜ 보다 크지 않은 범위, 0.15㎜ 보다 크지 않은 범위 또는 0.1㎜ 보다 크지 않은 범위 내로 설정된다. π만큼 다른 공간주파수의 위상을 가진 주기구조체 사이에서, 각 주기구조는 도 11에 보이는 전달특성을 가진다. 광흡수층 및 투과층이 도 11에 보이는 x축의 방향에 교대로 배치된다.

주기구조들(1, 2, 5)에 있어서, 이들 공간주파수의 위상은 서로 동일하다. 주기구조(3, 4)에 있어서, 이들 공간주파수의 위상은 서로 동일하고 주기구조(3, 4)의 공간주파수의 위상은 π만큼 주기구조(1, 2, 5)의 공간주파수의 위상과 다르다. 또한, 본 구조에 있어서, 제1실시예와 유사하게, 서로 다른 공간주파수의 위상을 가진 주기구조 사이에서, 각 주기구조로부터의 광빔은 평균된다. 따라서, 본 예시적인 실시예의 마이크로루버가 화소들의 공간배열에서 주기성을 가진 디스플레이패널을 구비하는 디스플레이장치(도 1 또는 4에 보이는 디스플레이장치와 같이)에 적용되는 경우, 무아레무늬의 생성은 제어될 수 있다.

또한, 본 예시적인 실시예에 있어서, 공정생성규칙 또는 임의의 수를 기초로 주기구조체를 구성하는 복수의 주기구조들의 공간주파수의 위상을 제거함으로써, 사선방향 뿐만 아니라 x방향(도 8에서의 x방향)에서의 주기성이 소멸될 수 있다.

공정생성규칙으로서, 예를 들어, 피보나치수열(비주기수열)의 생성규칙이 있다. 피보나치수열의 생성규칙을 사용하는 주기구조의 위상을 결정하는 예는 아래에서 설명될 것이다.

도 13은“0”의 위상을 가지는 유닛구조 L 및 “π”의 위상을 가지는 유닛구조 S를 개략적으로 설명한다. 유닛구조 L및 유닛구조 S 사이의 공간주파수의 위상차는 π이다. 일정한 방향에서 복수의 유닛구조 L을 배열함으로써, 도 12에 보이는 주기구조들(1, 2, 5)이 형성될 수 있다. 도 12에 보이는 구성에 있어서, 주기구조(1 내지 5)의 공간주파수의 위상은 0, 0, π, π 및 0으로 결정된다. 피보나치수열의 생성규칙은 위상을 결정하는데 사용된다.

피보나치수열의 생성규칙을 사용하는 위상의 결정에 있어서, 제1생성은 "L"로 표현되고, 제2생성은“S"로 표현되고 제3생성은 ”LS"로 표현된다. 연속적인 생성을 위해, “L"은 ”LS"로 변형되고 “S"는 이전의 생성을 위한 ”L"로 변형된다. 이러한 변형규칙을 따라, 연속적인 생성은 제4생성은 “LSL", 제5생성은 ”LSLLS", 제6생성은 “LSLLSLSL"이다.

도 14는 제6생성위치규칙을 기초로 이루어진 마이크로루버의 주기구조를 개략적으로 설명한다. 본 예시적인 실시예에 있어서, 주기구조체는 8개의 주기구조를 구비하고, 각 주기구조의 공간주파수의 위상은 도 14의 상부로부터 0, π, 0, 0, π, 0, π, 0이다. 또한, 도 14의 하부측에서 보이는 바와 같이, 서로 다른 공간주 파수의 위상을 가지는 주기구조들 사이에서, 광흡수층들이 서로 분리된다.

상술한 피보나치수열의 생성규칙을 사용하는 위상결정에 있어서, 주기구조가 유닛구조에 의해 나누어지는 수가 증가하여, x방향에서의 주기구조는 비주기구조로 형성되고 이에 의해 x방향에서의 주기성이 소멸된다.

다음으로, 임의의 수를 사용하여 위상을 결정하는 방법이 설명될 것이다.

임의의 수를 사용하여 위상을 결정함에 있어서, 임의의 수는, 예를 들어, 0 내지 1의 범위 내에서 생성된다. 임의의 수의 값이 0.5 보다 작은 경우, 주기구조는 “0”의 위상을 가지게 되고, 임의의 수의 값이 0.5 보다 작지 않은 경우, 주기구조는 “π”의 위상을 가지게 된다. 이러한 방식으로, 생성된 임의의 수의 값을 기초로, 주기구조체를 구성하는 각 주기구조의 공간주파수의 위상이 결정된다. “0”의 위상을 가지는 주기구조 및 “π”의 위상을 가지는 주기구조를 임의로 배치함으로써, x방향에서의 주기성 뿐만 아니라 사선방향에서의 주기성도 제거될 수 있다.

(제3실시예)

도 15는 본 발명에 따른 제3실시예의 마이크로루버의 주기구조를 설명하는 개략도이다. 또한, 본 예시적인 실시예의 마이크로루버는 광흡수층(10) 및 투과층(11)이 교대로 배치되는 주기구조체가 도 10에서 보이는 바와 같이, 2개의 투명기판들(12, 13) 사이에 개재되고 유지되지만 주기구조체를 구성하는 복수의 주기구조들(1 내지 5)의 공간주파수의 위상 사이의 관계는 제1실시예와 다르다. 본 예시적인 실시예에 있어서, 주기구조체는 4종류의 주기구조- “0”의 위상을 가지는 주 기구조, “π/4”의 위상을 가지는 주기구조, π/2의 위상을 가지는 주기구조, 및 “π”의 위상을 가지는 주기구조-를 사용하여 구성된다.

도 15에 보이는 구성에 있어서, 주기구조들(1, 5)은 “0”의 위상을 가지는 주기구조에 적용되고, 주기구조(2)는 “π/4”의 위상을 가지는 주기구조에 적용되고, 주기구조(3)는 “π/2”의 위상을 가지는 주기구조에 적용되며, 주기구조(4)는 “π”의 위상을 가지는 주기구조에 적용된다. 즉, 주기구조들(2, 3, 4)의 공간주파수의 위상이 주기구조들(1, 5)의 위상과 π/4, π/2, 및 π만큼 각각 다르다. 또한, 본 예시적인 실시예에 있어서, 제1실시예와 유사하게, 광흡수층(10) 및 투과층(11)으로 구성된 부분에서 반복되는 주기 PI가 주기구조들(1 내지 5)의 각각과 동일하다. 또한, 각 주기구조의 크기가 약 0.1㎜ 보다 크지 않게 적용된다. 서로 다른 공간주파수의 위상을 가지는 주기구조들 사이에서, 각 주기구조는 위상차에 의존하는 전달특성을 가진다(서로의 구조에 대한 차이가 π로 표현되는 위상을 가지는 주기구조들 사이에서, 전달특성은 도 11에 보이는 바와 같다). 광흡수층 및 투과층은 도 11에 보이는 x방향에서 교대로 배치된다.

또한, 본 예시적인 실시예의 구조에 있어서, 제1실시예와 유사하게, 각 주기구조로부터의 광빔은 각각 서로 다른 공간주파수의 위상을 가진 주기구조들 사이에서 평균된다. 따라서, 본 예시적인 실시예의 마이크로루버는 화소들의 공간배열에서의 주기성을 가지는 디스플레이패널을 구비하는 (도 1 또는 4에 보이는 디스플레이와 같은) 디스플레이장치에 적용되고, 이에 의해 무아레무늬의 생성이 제어될 수 있다.

또한, 임의의 수를 기초로 주기구조체를 구성하는 각 주기구조의 공간주파수의 위상을 결정함으로써, x방향에서의 주기성 뿐만 아니라, 사선방향에서의 주기성도 제거될 수 있다.

다음으로, 임의의 수를 사용하여 위상을 결정하는 방법이 설명될 것이다.

임의의 수를 사용하여 위상을 결정하는 경우에 있어서, 임의의 수가, 예를 들어, 0 내지 1의 범위에서 생성된다. 임의의 수의 값이 0.25 보다 작은 경우, 주기구조는 “0”의 위상을 가지도록 이루어진다. 임의의 수의 값이 0.25 보다 작지 않지만 0.5 보다 작은 경우, 주기구조는 “π/4”의 위상을 가지도록 이루어진다. 임의의 수의 값이 0.5 보다 작지 않지만 0.75 보다 작은 경우, 주기구조는 “π/2”의 위상을 가지게 이루어진다. 임의의 수의 값이 0.75 보다 작지 않은 경우, 주기구조는 “π”의 위상을 가지게 이루어진다. 이러한 방식에 있어서, 생성된 임의의 수의 값을 기초로, 주기구조체를 구성하는 각 주기구조의 공간주파수의 위상이 결정된다.

도 16은 위상이 임의의 수를 사용하여 결정되는 경우, 마이크로루버의 주기구조를 개략적으로 설명한다. 본 예시적인 실시예에 있어서, 4종류의 유닛구조 : “0”의 위상을 가지는 제1유닛구조, “π/4”의 위상을 가지는 제2유닛구조, “π/2”의 위상을 가지는 제3유닛구조, 및 “π”의 위상을 가지는 제4유닛구조가 사용된다. 주기구조체는 5개의 주기구조를 구비하고 주기구조의 공간주파수의 위상은 도 16의 상부로부터, 각각 π/4, π, π/2, 0, 및 π/4이다.

또한, 공간주파수의 위상의 유닛은 4개의 값; 0, π/4, π/2, 및 π(위상의 유닛은 이들과는 다른 값일 수 있다)로 제한되지 않는다. 또한, 주기구조는 서로 다른 위상을 가진 4종류의 주기구조에 제한되지 않고 주기구조는 구조가 적어도 x방향에서 주기성을 제거할 수 있는 한, 마이크로루버로서 위상의 어떤 값 또는 위상의 어떠한 수의 조합으로 구성된 구조를 포함할 수 있다.

(제4실시예)

도 17은 본 발명에 따른 제4실시예의 마이크로루버의 주기구조를 설명하는 개략도이다. 또한, 본 예시적인 실시예의 마이크로루버는 광흡수층(10) 및 투과층(11)이 교대로 배치되는 주기구조체가 도 10에 보이는 바와 같은 2개의 투명기판(12, 13) 사이에 개재되고 유지되도록 구성되는 방식으로 구성되지만, 주기구조체는 x방향 및 y방향에서 각각 주기구조를 가지는 점에서 제1실시예와 다르다. 특히, 마이크로루버는 광흡수층(10) 및 투과층(11)이 교대로 (도 11에 보이는 x방향에 대응하는) x방향에 배치되는 주기구조이고 “0”의 위상을 가진 주기구조 및 “π”의 주기구조를 가지는 위상구조를 구비한다. "0"의 위상을 가지는 주기구조들 및“π”의 위상을 가지는 주기구조는 y방향에 교대로 배치된다. 다음, “0”의 위상을 가지는 주기구조 및 “π”의 위상을 가지는 주기구조 사이에서 광흡수층(10)이 제공된다.

또한, 본 예시적인 실시예에서, 제1실시예와 유사하게 광흡수층(10) 및 투과층(11)으로 구성된 부분에서의 반복주기 PI는“0”의 위상을 가지는 각각의 주기구조 및 “π”의 위상을 가지는 각각의 주기구조에서와 동일하다. 또한, 상술한 바와 같이, 적용에 따라, 각 주기구조의 크기는 0.3㎜ 보다 크지 않거나 0.15㎜ 보다 크지 않은 범위, 바람직하게는 0.1㎜ 보다 크지 않은 범위로 설정된다. 서로 다른 공간주파수의 위상을 가진 주기구조 사이에서, 각 주기구조는 위상의 차이에 의존하는 전달특성을 가진다(도 11 참조).

본 예시적인 실시예의 마이크로루버가 x방향 및 y방향의 각각의 방향에서 주기구조를 구비하기 때문에, 나가는 방향의 범위는 각각의 x방향 및 각각의 y방향에 대해 제한된다.

또한, x방향에서, “0”의 위상을 가지는 주기구조 및 “π”의 위상을 가지는 주기구조가 교대로 배치되기 때문에, 제1실시예와 유사하게, 각 주기구조로부터의 광빔은, 공간주파수의 위상이 다른 주기구조의 공간주파수의 위상과는 다른 하나의 주기구조 사이에서 평균된다. 따라서, 본 실시예의 마이크로루버는 화소의 공간배열에서 주기성을 가진 디스플레이패널을 구비한 (도 1 또는 도 4에 보이는 디스플레이장치와 같은)디스플레이장치에 적용되고 이에 의해 x방향에서의 무아레무늬의 생성이 제어될 수 있다.

또한, 주기구조가 y방향에서, 광흡수층(10) 및 투과층(11)이 교대로 배치되는 방식으로 구성되기 때문에, 무아레무늬는 디스플레이패널의 주기구조와의 관계로 인해 생성된다. y방향에서의 주기구조의 주기는 y방향에서 생성된 이들 무아레무늬의 크기(폭)를 감소하도록 결정되므로, 동일하기가 어렵다.

y방향에서의 주기구조의 주기는 특히 이하에서 설명될 것이다.

도 18a는 주기구조를 가진 디스플레이패널의 공간배열을 설명한다. 도 18b는 본 실시예의 마이크로루버의 공간배열을 설명한다.

Py를 y방향에서 디스플레이패널의 반복되는 주기로 하고 Ply를 y방향에서의 마이크로루버의 반복되는 주기로 한다. [{vector Py}-{vector Ply}]의 값을 증가시키는 것은 단위길이당 무아레무늬의 수를 증가시킬 수 있고, 무아레무늬의 크기(폭)를 감소시킬 수 있다. 본 실시예에 있어서, y방향에서의 마이크로루버의 반복주기 Ply는 적용(관찰위치)에 따라 무아레무늬의 크기(폭)가 사람의 눈의 해상도의0.3㎜ 보다 크지 않고, 0.15㎜ 보다 크지 않거나 0.1㎜ 보다 크지 않은 범위 내에 있게 설정되도록 결정된다. 이것은 관찰자가 y방향에서 무아레무늬를 확인할 수 없게 한다.

또한, y방향 및 x방향에서의 주기들이 서로 일치하게 이루어질 수 있다. 이것은 x 및 y방향, 즉 수직 및 수평방향에서의 시각이 서로 일치하게 한다.

또한, 본 실시예의 마이크로루버에 있어서, 제1실시예와 유사하게, 각 주기구조로부터의 광빔이 평균되고 이에 의해 마이크로루버의 주기성이 제거된다. 따라서, 본 실시예의 마이크로루버는 화소의 공간배열에서 주기성을 가지는 디스플레이패널을 구비하는 (도 1 또는 4에 보이는 디스플레이장치와 같은)디스플레이장치에 적용되고 이에 의해 무아레무늬의 생성은 제어될 수 있다.

또한, 본 실시예의 마이크로루버로 인해, 출구방향의 범위가 x방향 뿐만 아니라 y방향에서도 제한되기 때문에 디스플레이장치의 가시영역이 x방향 및 y방향 모두에 제한될 수 있다. x방향 및 y방향 모두의 가시영역을 제한하는 종래의 2차원의 마이크로루버는 2개의 마이크로루버 : x방향에서의 마이크로루버 및 y방향에서의 마이크로루버가 겹쳐서 놓이는 방식으로 구성되어 비용을 증가시킨다. 본 실시 예의 마이크로루버는 2차원의 마이크로루버구조가 동일한 면에 형성되는 방식으로 구성되고 이에 의해 종래기술보다 적게 비용이 감소될 수 있다. 또한, 2차원마이크로루버는 한 층의 형태로 형성될 수 있고 이는 마이크로루버를 얇게 만들 수 있다.

상술한 제1 내지 제3실시예에 있어서, 광흡수층은 각각의 주기구조 사이에서 연속해서 형성될 수 있고 독립하여 형성될 수 있다.

상술한 본 발명의 마이크로루버는 예시된 구성에 한정되지 않고 주기구조의 국소부가 공간주파수의 위상에 차이를 가진 복수의 주기구조들을 구비하는 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어남이 없는 구성으로 적절히 변경될 수 있다.

또한, 서로 인접한 주기구조들의 공간주파수의 위상이 서로 다른 구조에 있어서, 광흡수층 또는 투과층의 폭을 변경함으로써, 공간주파수의 위상이 다르게 될 수 있다. 예를 들어, 도 9에 보이는 구성에 있어서, 주기구조(1)의 광흡수층(또는 투과층)의 폭을 주기구조(2)의 광흡수층(또는 투과층)의 폭과 다르게 함으로써, 공간주파수의 위상이 다른 구조가 실현될 수 있다.

다음으로, 본 발명의 마이크로루버의 제조방법이 설명될 것이다.

도 19a 내지 19f는 본 발명의 마이크로루버의 일련의 제조공정을 설명한다. 우선, 투명기판(50), 투명포토폴리머층(51)이 형성된다(도 19a 참조). 투명포토폴리머층(51)을 형성하기 위한 방법으로, 예를 들어, 슬릿다이코터(slit die coater), 와이어코터(wire coater) 또는 건조막트랜스퍼(dry film transfer)와 같은 막형성법이 사용될 수 있다. 또한, 투평포토폴리머층(51)을 위해, 화학제품을 제조하는 MicroChem사의 화학적으로 확장된 네거티브포토레지스트(브랜드네임 : SU-8)가 사용될 수 있다. 이 레지스트는 노출전에 비교적 적은 분자량을 가지기 때문에, 싸이클로펜타논용매, 프로필렌글리콜케틸에테르아세테이트(PEGMEA)용매, 감마부틸락톤(GBL)용매 또는 이소부틸케톤(MIBK)용매에 매우 쉽게 용해된다. 따라서, 두꺼운 막의 형성이 쉬워, 100 내지 200㎛의 두께를 가진 투명포토폴리머층(51)이 형성될 수 있다.

다음으로, 마스크(52)를 사용하여 투명포토폴리머층(51)이 패터닝 된다(도 19b 참조). 마스크(52)는 제1실시예 내지 제4실시예에 설명될 마이크로루버의 투과층 및 광흡수층의 공간배열(전달영역 및 광차폐영역의 배열)에 대응하는 패턴을 가진다. 이러한 패턴공정은 포토리소그래피기술로 잘 알려진 공정이고 스테퍼노광시스템 또는 접촉노광시스템과 같은 다양한 노광시스템이 사용될 수 있다.

패터닝은 폭 S와 두께 d를 가진 투과층이 도 19c에 보이는 바와 같이 일정한 방향에서 피치 P로 형성되는 패턴을 제공한다. 이 투과층은 마이크로루버의 투과층을 형성한다. 투과층 사이에, 투명기판(50)이 노출된다. 두께 d는 100㎛ 내지 200㎛의 범위 내에 있다. 폭 S는 50㎛ 내지 70㎛의 범위 내에 있다. 피치 P는 50㎛ 내지 90㎛의 범위 내에 있다. 각각의 투과층들 사이의 폭(공간)은 10㎛ 내지 20㎛의 범위 내에 있다.

다음으로, 패터닝된 투명포토폴리머층들의 각각의 투과층들 사이의 공간들이 경화재(53)로 채워진다(도 19d 참조). 경화재(53)로 공간을 채우기 위해, 스퀴지 또는 코터를 사용하는 코팅 및 충전법이 사용될 수 있다. 경화재가 불충분하게 충전되지 않도록 하기 위해, 충전은 진공(충분히 감소된 대기압을 가진 용기에서)에 서 실시되는 것이 바람직하다

다음으로, 경화재(53)가 에칭되어 투명포토폴리머층의 표면을 노출한 후, 경화재(53)는 경화된다(도 19e 참조). 또한, 경화재의 충전공정에 있어서, 경화재가 투명포토폴리머층의 표면에 부착되지 않으면, 에칭공정은 생략될 수 있다.

마지막으로, 투명기판(54)이 투명포토폴리머층 및 경화재(53) 위에 부착된다(도 19f 참조). 투명기판(54)은 투명포토폴리러층 및 경화재(53)에 적층에 의해 부착될 수 있다. 또한, 투명기판(54)은 투명포토폴리머층 및 경화재(53) 상에 투명부착층을 통해 부착될 수 있다. 또한, 투명기판(54)의 표면에는 단단한 코팅층 또는 반사방지막이 형성되어 스크래치로부터 보호할 수 있다.

여기서, 투과층의 폭 S가 50㎛라고 가정하면, 광흡수층의 폭은 10㎛이고 두께는 200㎛이다. 본 제조방법에 따르면, 투명포토폴리머의 반사지수는 대략 1.6이기 때문에, 마이크로루버의 표준방향으로 규정된 원점에 대해 ± 22.8°의 가시영역을 가진 마이크로루버가 형성될 수 있다. 또한, 상술한 각각의 실시예에서 주기구조들의 각각은 동일한 주기를 가지고 다른 위상을 가지며 따라서, 각각의 주기구조들은 동일한 가시영역을 가진다.

다음으로, 본 발명의 마이크로루버의 다른 제조방법이 설명될 것이다.

도 20a 내지 20e는 본 발명의 마이크로루버를 제조하는 다른 방법의 일련의 제조공정을 설명한다. 우선, 투명기판(50)에 투명포토폴리머층(51)이 형성된다(도 20a 참조). 다음으로, 마스크(52)를 사용함으로써, 투명포토폴리머층(51)이 패터닝되고(도 20b 참조), 폭 S 및 두께 d를 가진 투과층이 도 20c에 보이는 바와 같이 일정한 방향으로 피치 P를 가지고 형성되는 패턴이 제공된다. 이런 공정은 도 19a 내지 19c에 보이는 공정과 동일하다.

다음으로, 패터닝된 투명포토폴리머층들(51)에 투명기판(54)이 부착된다(도 20d 참조). 압력연소 또는 UV압축에 의해, 투명기판(54)은 투명포토폴리머층(51)에 적층된다. 투명기판(54)이 패터닝된 투명포토폴리머층(51)에 완전히 부착되지 않으면, 투명기판(54)과 패터닝된 투명포토폴리머층들(51) 사이에 부착층이 제공되고 압력연소 또는 UV압축에 의해 층들이 적층된다. 따라서, 이것은 투명기판(54)이 패터닝된 투명포토폴리머층들(51)에 견고하게 부착되게 한다. 부착층은 투명포토폴리머층(51)과 동일한 포토폴리머일 수 있다.

다음으로, 대기 또는 진공분위기에서, 경화재(53)가 모세관현상을 사용해 패터닝된 투명포토폴리머층들(51)의 각각의 공간으로 주입된다(도 20e 참조). 이어서, 주입된 경화재(53)가 UV 또는 열에 의해 경화되고 마이크로루버를 완성한다. 경화재(53)를 경화하는 것은 투명기판이 더욱 견고히 부착되게 하고 그 결과 투명기판이 벗겨지는 것과 같은 문제가 방지될 수 있다. 경화재(53)로는 용해되지 않는 유형의 재료가 바람직하다. 또한, 경화재가 용해되는 유형인 경우에는, 충전 후 증발되고 충전된 영역에서 부피가 수축되는 용매가 생성되고, 경화재로 채워진 영역(광흡수층)을 가진 전체 기판에서의 광차폐특성이 고르지 않게 된다. 그 결과, 디스플레이가 불규칙하게 된다.

다음으로, 본 발명의 마이크로루버를 제조하는 다른 방법이 설명된다.

다른 제조방법으로, 또한, 마이크로루버가 도 21에 보이는 공정을 사용해 처 리되는 방법이 있다. 우선, 2개의 투명기판들(60, 61)의 각각에 투명포토폴리머층이 형성되고 투명포토폴리머층이 포토리소그래피기술에 의해 패터닝된다. 투명기판(60) 측에 패터닝된 투명포토폴리머층(62)이 일정한 피치로 배치된다. 유사하게, 투명기판(61)의 일측에도 패터닝된 투명포토폴리머층(63)이 투명포토폴리머층(62)과 동일한 피치로 배치된다. 투명포토폴리머층들(62, 63) 각각의 폭 및 두께는 동일하다. 투명포토폴리머층들(62, 63) 각각의 폭은 피치폭보다 작다. 투명포토폴리머층(62) 및 투명포토폴리머층(63)을 다른 투명포토폴리머층의 공간 사이에 위치되도록 배열하는 경우, 투명포토폴리머층(62) 및 투명기판(61)은 서로 부착되고 투명포토폴리머층(63) 및 투명기판(60)은 서로 부착된다. 이러한 방식으로 도 20d에 보이는 기판이 제공된다. 따라서, 경화재는 상술한 다른 제조방법에서의 절차에 의해 주입되고 경화된다.

또한, 도 22에 보이는 공정을 사용하여 마이크로루버를 제조하는 방법도 있다. 우선, 2개의 투명기판(70, 71) 각각에 투명포토폴리머층이 형성되고, 투명포토폴리머층은 포토리소그래피기술에 의해 패터닝된다. 투명기판(70)의 측에 패터닝된 투명포토폴리머층(72)이 일정한 피치로 배치된다. 유사하게, 투명기판(71) 측에 패터닝된 투명포토폴리머층(73)도 투명포토폴리머층(72)과 동일한 피치로 배치된다. 투명포토폴리머층(72, 73)의 각각은 동일한 패턴을 가지고, 또한 동일한 폭과 높이를 가진다. 투명포토폴리머층(72) 및 투명포토폴리머층(73)이 서로 부착된다. 동일한 방식으로, 도 20d에 보이는 기판이 제공된다. 이어서, 경화재는 상술한 다른 제조방법에서의 절차에 의해 주입되고 경화된다.

또한, 도 19a 내지 19f에 보이는 제조방법은 제1 내지 제4실시예 중 하나에 적용될 수 있다. 도 20a 내지 20e에 보이는 각각의 제조방법들은 도 21 및 도 22가 모세관현상을 사용하기 때문에 주기구조들 사이에서 광흡수층들이 연속되는 구조로 적절히 적용될 수 있다.

상술한 본 발명의 마이크로루버는 액정디스플레이에 적용될 뿐만 아니라 다른 디스플레이장치, 예를 들어, 플라즈마디스플레이 또는 전계발광디스플레이와 같은 발광디스플레이에도 적용될 수 있다.

또한, 본 발명의 마이크로루버를 위한 사용패턴으로서, 발광광학소자에 마이크로루버가 설치되는 실시예, 사용되는 디스플레이패널의 정면에 마이크로루버가 직접 부착되는 실시예 또는 마이크로루버가 디스플레이장치에 설치되는 실시예와 같은 다양한 사용 패턴들이 고려될 수 있다. 이제, 각 사용패턴의 구성이 이하에서상세히 설명될 것이다.

(1) 우선, 본 발명의 마이크로루버를 구비하는 조명광학장치가 설명될 것이다.

(제1조명광학장치)

도 23은 본 발명의 마이크로루버가 실장되는 제1조명광학장치의 구성을 설명한다. 도 23을 참조하면, 제1조명광학장치는 표면광원 및 마이크로루버(20)를 구비한다. 표면광원은 냉음극관으로 나타내어지는 광원(21), 반사시트(22), 광학도파관(23), 디퓨저(24) 및 프리즘시트들(25a, 25b)을 구비한다. 마이크로루버(20)는 제1 내지 제4실시예 중 하나일 수 있다.

광학도파관(23)은 아크릴수지로 형성되고 광원(21)으로부터 방사된 광밤이 일단의 표면에 입사되는 방식으로 구성되며, 입사광빔은 정면측(기설정된 측의 면)으로부터 균일하게 방사하는 광학도파관을 통해 전달된다. 광학도파관(23)의 이면측에 반사시트(22)가 제공되어 이면으로부터 정면방향으로 방사하는 광빔을 반사한다. 미도시된 반사수단이 광학도파관(23)의 다른 면 및 측면에도 제공된다.

광학도파관(23)의 정면으로부터 방사되는 광빔은 디퓨저(24) 및 프리즘시트들(25a, 25b)을 통해 마이크로루버(20)에 들어온다. 디퓨저(24)는 광학도파관(23)으로부터 들어오는 광빔을 확산한다. 구조로 인해 우측단부에서의 출력빔의 밝기는 광학도파관(23)의 좌측단부에서의 출력빔의 밝기와는 다르다. 따라서, 디퓨저(24)는 광학도파관(23)으로부터 광빔을 확산한다.

프리즘시트들(25a, 25b)은 디퓨저(24)를 통해 광학도파관(23)으로부터 들어오는 광빔의 밝기를 향상시킨다. 프리즘시트(25a)는, 도 24에 보이는 바와 같이, 일정한 방향에서 일정한 주기로 배치된 복수의 프리즘들을 구비한다. 프리즘시트(25b)도, 도 24에 보이는 바와 같은 동일한 구성을 가지지만, 프리즘의 정규 배열방향은 프리즘시트(25a)의 프리즘의 정규배열방향과 교차한다. 이들 프리즘시트들(25a, 25b)로 인해, 디퓨저(24)에 의해 확산된 광빔의 방향성이 향상될 수 있다.

제1조명광학장치에 있어서, 디퓨저(24)에 의해 확산된 후, 광학도파관(23)의 정면으로부터 나오는 광빔은 프리즘시트들(25a, 25b)을 통해 마이크로루버(20)에 들어온다. 디퓨저(24)로부터 광빔의 방향성이 프리즘시트들(25a, 25b)에 의해 향상되고, 그러면, 마이크로루버(20)에 의해 방향성이 향상된다.

도 1에 보이는 주기성을 가지는 마이크로루버가 배치된 상부의 조명광학장치에 있어서, 무아레무늬들이 주기성을 가지는 프리즘시트들과 마이크로루버 사이에 생성된다. 반대로, 도 23에 보이는 제1조명광학장치에 있어서, 본 발명의 마이크로루버(20)는 상부에 실장된다. 마이크로루버(20)는 주기성을 가지지 않는다. 따라서, 무아레무늬는 주기성을 가지는 프리즘시트들과 마이크로루버(20) 사이에 생성되지 않는다.

또한, 제1조명광학장치에 있어서, 마이크로루버는, 도 25에 보이는 투명부착층(26)을 통해 프리즘시트(25a)에 부착될 수 있다. 이러한 구성으로 인해, 마이크로루버(20) 및 프리즘시트(25a) 사이의 표면에 표면반사손실이 제거될 수 있고 이에 의해 밝은 밝기를 가진 조명광이 제공될 수 있다.

또한, 본 실시예는 예로써 광원을 위해 냉음극관을 사용하여 설명되었지만 광원이 이에 한정되지는 않는다. 백색 LED 또는 3색 LED는 관원으로 사용될 수 있다. 또한, 본 실시예는 실시예와 같이 옆에서 광을 제공하는 유형의 광원을 사용하여 설명되었지만, 광원이 이런 유형에 제한되지는 않고, 상면 또는 하면으로부터 광을 제공하는 유형의 광원이 사용될 수 있다. 즉, 본 발명은 조명광학장치가 주기성을 가지는 광학소자(본 실시예에서, 프리즘시트)를 구비하는 한, 광학소자의 어떠한 조합을 가지는 조명광학소자에 적용될 수 있다.

(제2조명광학장치)

도 26은 본 발명의 마이크로루버가 실장된 제2조명광학장치의 구성을 설명한다. 도 23에 보이는 구성에 있어서, 제2조명광학장치는 전달산란스위칭장치(26)가 마이크로루버(20) 상에 배치되는 것을 제외하고는 제1조명광학장치와 유사하다. 도 26에 있어서, 제1조명광학장치와 유사한 구성요소는 동일한 부호로 표시된다. 반복적인 설명을 피하기 위해, 유사한 구성요소의 설명은 생략될 것이다.

전달산란스위칭장치(26)는, 예를 들어, PNLC(Polymer Network LC)이다. 전달산란스위칭장치(26)는 투명전극(28a)이 제공된 기판(27a), 투명전극(28b)을 가지는 기판(27b), 및 이런 기판들(27a, 27b) 사이에 개재된 고분자산란형액정(29)을 구비한다.

투명전극들(28a, 28b) 사이에 전압이 인가되는 조건 하에서, 폴리머체인 및 고분자산란형액정(29)은 반응률에서 서로 일치하고, 전달산란스위칭장치(26)는 투명하게 된다. 이 투과상태 하에서, 마이크로루버(20)로부터 광빔이 전달산란스위칭장치(26)를 그대로 통과한다. 한편, 투명전극들(28a, 28b) 사이에 전압이 인가되지 않는 조건하에서는, 폴리머체인 및 고분자산란형액정(29)은 반사율에 있어서 서로 일치하지 않고 마이크로루버(20)로부터의 광빔이 전달산란스위칭장치(26)를 통과하는 경우, 산란된다. 이러한 방식에 있어서, 전달산란스위칭장치(26)는 전압인가시에 투과상태로 되고 전압이 인가되지 않는 경우 산란상태가 된다. 전달산란스위칭장치(26)는 PNLC를 제외하고 PDLC(Polymer Dispersed Liquid Crystal)와 같은 인가전압으로 인해 산란상태 및 투과상태 사이에서 스위칭될 수 있는 구성요소일 수 있다.

전달산란스위칭장치(26)가 투과상태가 되는 경우, 도 26에 보이는 제2조명광학장치에 있어서, 제1조명광학소자를 사용하는 경우와 유사하게, 전체 마이크로루 버(20)에서의 주기성이 평균광의 효과로 인해 제거되고 이에 의해 무아레무늬들의 생성이 제어될 수 있다.

투과상태에서, 출사각의 범위는 마이크로루버(20)에 의해 좁다. 한편, 산란상태에서, 출사각의 범위는 마이크로루버(20)에 의해 넓어진다. 조명광학장치는 상술한 방법으로 전달산란스위칭장치를 스위칭함으로써, 출사각을 조정할 수 있게 제공될 수 있다.

제2조명광학장치에 있어서, 전달산란스위칭장치(26)는 투명부착층을 통해 마이크로루버(20)에 부착될 수 있다. 이러한 구성으로 인해, 마이크로루버(20) 및 전달산란스위칭장치(26) 사이의 계면에서 표면반사손실이 제거될 수 있고, 밝은 밝기를 가진 조명광이 제공될 수 있다.

상술한 조명광학장치의 실시예는 2개의 프리즘시트들을 사용하지만 1개의 프리즘시트를 사용할 수 있다.

(2) 다음으로, 본 발명의 마이크로루버가 디스플레이패널의 정면에 직접 부착된 사용패턴이 설명될 것이다.

도 27은 본 발명의 마이크로루버가 제공된 디스플레이화면상의 디스플레이장치의 구성을 설명한다. 도 27을 참조하면, 디스플레이장치는 광학제어소자, 조명광학장치 및 마이크로루버(20)를 구비한다.

마이크로루버(20)는 제1 내지 제4실시예의 마이크로루버 중 하나이고 광학제어장치로부터의 광빔(내부광)의 출사방향의 범위를 제한한다. 조명광학장치는 도 23에 보이는 광원(21), 반사시트(22), 광학도파관(23), 디퓨저(24) 및 프리즘시트 들(25a, 25b)을 구비하고, 프리즘시트들(25a, 25b)을 통과한 광빔으로 광학제어장치를 비춘다.

광학제어장치는 2개의 기판들(30a, 30b) 사이에 액정층(32)이 개재된 구조를 가진다. 기판(30a)은 표면(액정층(32) 쪽의 면)에 형성된 칼라필터(33) 및 다른 면에 제공된 편광판/위상차판(31a)을 가진다. 액정층(32) 쪽의 면에 대향하는 기판(30b)의 면에, 편광판/위상차판(31b)이 제공된다. 칼라필터(33)는 R(빨강), G(초록), B(파랑)의 칼라필터들이 광흡수층에 포함된 블랙매트릭스에 의해 나누어진 영역의 매트릭스에 배열되는 방식으로 구성된다. 각각의 칼라필터들은 화소에 대응되고 피치는 일정하다. 액정(32)은 1화소씩 미도시된 제어장치로부터의 제어신호를 따라 투광상태와 광차폐상태 사이에 절환될 수 있게 적용되고 이들 상태의 절환에 의해 입사광빔은 공간적으로 조정된다.

도 27에 보이는 디스플레이장치에 있어서, 프리즘시트들(25a, 25b)을 통과한 광빔은 편광판/위상차판(31b)으로 들어간다. 평광판/위상차판(31b)을 통과한 광빔은 기판(30b)을 통해 액정층(32)으로 들어가고 공간조정이 화소마다 실행된다. 액정층(32)을 통과한 광빔(조정된 광)은 칼라필터(33)와 기판(30a)을 번갈아 통과하고 평관판/위상차판(31a)으로 들어간다. 편광판/위상차판(31a)을 통과한 광빔은 마이크로루버(20)를 통해 나간다.

또한, 도 27에서 보이는 구성에 있어서, 평광판/위상차판(31a, 31b)은 광학제어소자를 위해 사용되지만 광학제어장치는 이에 한정되지 않는다. 광학제어장치는 편광판만으로 형성될 수도 있다.

상술한 디스플레이장치에 따라, 평광판/위상차판(31a)으로부터의 광빔(조정된 광)은 마이크로루버(20)에 의해 나오는 방향에서 제한되고, 이에 의해 가시영역은 좁아질 수 있다. 따라서, 디스플레이된 정보를 다른 사람이 엿보는 것을 방지할 수 있다.

또한, 평균광의 효과로 인해, 전체 마이크로루버(20)의 주기성이 제거되고 이에 의해 무아레무늬들의 생성이 제어될 수 있다. 여기서, 마이크로루버(20)의 표면이 긁히는 것을 방지하기 위해 외부광이 반사되는 것을 방지하는데 사용되는 단단한 코팅층 또는 반사방지층이 마이크로루버(20)의 표면에 형성될 수 있다.

마이크로루버(20)는 제거될 수 있게 구성될 수 있다. 이러한 경우에 있어서, 광학제어장치에 마이크로루버(20)를 부착함으로써, 좁은 시계를 가진 디스플레이형태가 실현될 수 있고, 광학제어장치로부터 마이크로루버(20)를 제거함으로써, 넓은 시계를 가지는 디스플레이형태가 실현될 수 있다.

(3) 다음으로, 본 발명의 마이크로루버를 가지는 디스플레이장치가 설명될 것이다.

(제1디스플레이장치)

도 28은 본 발명의 마이크로루버가 실장되는 제1디스플레이장치 내부의 구성을 설명한다. 제1디스플레이장치는 광학제어장치, 이 광학제어장치를 비추는 조명광학장치, 및 광학제어장치와 조명광학장치 사에에 제공된 마이크로루버(20)를 구비한다.

마이크로루버(20)는 제1실시예 내지 제4실시예의 마이크로루버 중 하나이고 조명광학장치로부터 광빔이 나오는 방향의 범위를 제한한다. 조명광학장치는 도 23에 보이는 광원(21), 반사시트(22), 광학도파관(23), 디퓨저(24) 및 프리즘시트들(25a, 25b)을 구비한다. 프리즘시트들(25a, 25b)을 통과한 광빔은 마이크로루버(20)를 통과한 광학제어장치를 비춘다. 광학제어장치는 도 27에 보이는 광학제어장치와 동일하다.

제1디스플레이장치에 따르면, 광학제어장치를 비추는 광빔은 마이크로루버(20)에 의해 나오는 방향에서 제한되고 이에 의해 가시영역이 좁아질 수 있다. 따라서, 다른 사람이 디스플레이된 정보를 엿보는 것을 방지할 수 있다.

또한, 광을 평균하는 효과로 인해, 전체 마이크로루버(20)의 주기성이 제거되고 이에 의해 무아레무늬들의 생성이 제어될 수 있다.

도 28에 보이는 구성에 있어서, 마이크로루버(20)는 투명부착층을 통해 광학제어장치에 부착될 수 있다. 이러한 구성으로 인해, 마이크로루버(20) 및 광학제어장치 사이의 계면에서 표면반사손실이 제거될 수 있고, 밝은 밝기를 가지는 조명광이 제공될 수 있다.

(제2디스플레이장치)

도 29는 본 발명의 마이크로루버가 실장된 제2디스플레이장치 내부의 구성을 설명한다. 제2디스플레이장치는 광학제어장치, 이 광학제어장치를 비추는 조명과학장치, 및 광학제어장치와 조명광학장치 사이에 제공된 마이크로루버(20) 및 전달산란스위칭장치(26)를 구비한다.

마이크로루버(20)는 제1 내지 제4실시예의 마이크로루버 중 하나이고 광학소 자를 비추는 광빔이 나오는 방향의 범위를 제한한다. 조명광학장치는 도 23에서 보이는 광원(21), 반사시트(22), 광학도파관(23), 디퓨저(24) 및 프리즘시트들(25a, 25b)을 구비한다. 프리즘시트들(25a, 25b)을 통과한 광빔은 마이크로루버(20)를 통해 광학제어장치를 비춘다. 광학제어장치는 도 27에 보이는 광학제어장치와 동일하다. 전달산란스위칭장치(26)는 도 26과 동일하다.

제2디스플레이장치에 있어서, 전달산란스위칭장치(26)가 광학제어장치 및 마이크로루버 사이의 간섭으로 인해, 투과상태로 되는 경우, 주기성을 가진 종래 마이크로루버가 배치되면, 무아레무늬들이 생성된다. 본 발명의 마이크로루버(20)는 주기성을 가지지 않는다. 따라서, 마이크로루버(20)가 설치된 제2디스플레이장치에 있어서, 무아레무늬들이 제어될 수 있다.

투과상태에 있어서, 디스플레이패널의 출사각의 범위가 마이크로루버(20)에 의해 좁아진다. 이 경우에 있어서, 광학제어장치의 디스플레이스크린에서의 가시영역이 좁기 때문에, 엿보는 것을 방지할 수 있다. 한편, 산란상태에 있어서, 광학제어장치의 디스플레이화면의 출사각의 범위는 마이크로루버(20)에 의해 넓어진다. 이 경우에 있어서, 넓은 가시영역 때문에 여러 사람들이 디스플레이화면을 동시에 볼 수 있다.

도 29에 보이는 구성은 전달산란스위칭장치(26)의 마이크로루버(20) 및 기판(27b)이 투명부착층을 통해 서로 부착되고/부착되거나 전달산란스위칭장치(26)의 광학제어장치 및 기판(27a)이 투명부착층을 통해 서로 부착된다. 이러한 구성으로 인해, 마이크로루버(20) 및 기판(27b) 사이 또는 광학제어장치 및 기판(27a) 사이 의 계면에서 표면반사손실이 제거될 수 있고 밝은 밝기를 가진 조명광이 제공될 수 있다.

(제3디스플레이장치)

도 30은 본 발명의 마이크로루버가 실장된 제3디스플레이장치 내부의 구성을 설명한다. 제3디스플레이장치는 조명광학장치, 광학제어장치, 마이크로루버(20) 및 입력장치(40)가 이러한 순서로 적층된 방식으로 구성된다.

마이크로루버(20)는 제1 내지 제4실시에의 마이크로루버 중 하나이고 광학제어장치로부터의 광빔(내부광)이 나오는 방향의 범위를 제한한다. 조명광학장치는 도 23에 보이는 광원(21), 반사시트(22), 광학도파관(23), 디퓨저(24) 및 프리즘시트들(25a, 25b)을 구비한다. 프리즘시트들(25a, 25b)을 통과한 광빔은 광학제어장치를 비춘다. 광학제어장치는 도 27에 보이는 광학제어장치와 동일하다.

입력장치(40)는 투명기판(41a)에 형성된 투명전극(42a) 및 투명기판(41b)에 형성된 투명전극(42b)이 스페이서(43)를 통해 서로 대향되게 제공되는 소위 “터치패널”이다. 터치패널시스템은 도 30에 보이는 저항막시스템에 제한되지 않고 정전용량커플링시스템과 같은 종래 시스템이 사용될 수 있다.

제3디스플레이장치에 따르면, 광제어소자로부터의 광빔이 나오는 방향이 마이크로루버(20)에 의해 제한되고 이에 의해 가시영역이 좁아질 수 있다. 따라서, 다른 사람이 디스플레이된 정보를 엿보는 것을 방지할 수 있다.

또한, 광을 평균하는 효과로 인해, 전체 마이크로루버(20)의 주기성이 제거되고 이에 의해 무아레무늬들의 생성이 제어될 수 있다.

도 30에 보이는 구성은 입력장치(40)의 마이크로루버(20) 및 투명기판(41b)이 투명부착층을 통해 서로 부착되고/부착되거나 마이크로루버(20) 및 광학제어장치가 투명부착층을 통해 서로 부착되는 방식으로 구성될 수 있다. 이러한 구성으로 인해, 마이크로루버(20) 및 투명기판(41b) 사이 또는 마이크로루버(20) 및 광학제어장치 사이의 계면에 표면반사손실이 제거될 수 있고 밝은 밝기를 가지는 디스플레이화면이 제공된다.

또한, 마이크로루버(20)는 입력장치(40) 상에 배치될 수 있다. 이러한 경우에 있어서, 마이크로루버(20)는 투명부착층을 통해 입력장치(40)의 투명기판(41a)에 부착될 수 있고, 이러한 구성으로 인해, 마이크로루버(20) 및 투명기판(41a) 사이의 계면에서 표면반사손실이 제거될 수 있고 이에 의해 밝은 밝기를 가지는 디스플레이화면이 제공될 수 있다.

또한, 마이크로루버(20)는 광학제어장치 및 조명광학장치 사이에 제공될 수 있다. 이러한 경우에 있어서, 마이크로루버(20)는 프리즘시트(25a) 또는 투명부착층을 통한 광학제어장치에 부착될 수 있다. 이러한 구성으로 인해, 마이크로루버(20) 및 프리즘시트(25a) 사이 또는 마이크로루버(20) 및 광학제어장치 사이의 계면에서 표면반사손실이 제거될 수 있고 이에 의해 밝은 밝기를 가진 조명광이 제공된다.

(제4디스플레이장치)

도 31은 본 발명의 마이크로루버가 실장된 제4디스플레이장치내부의 구성을 설명한다. 제4디스플레이장치는 조명광학장치, 마이크로루버(20), 전달산란스위칭 장치(26), 광학제어장치 및 입력장치(40)가 이러한 순으로 적층된 방식으로 구성된다.

마이크로루버(20)는 제1 내지 제4실시예의 마이크로루버 중 하나이고 조명광학장치로부터 광빔이 나오는 방향의 범위를 제한한다. 조명광학장치는 도 23에 보이는 광원(21), 반사시트(22), 광학도파관(23), 디퓨저(24) 및 프리즘시트들(25a, 25b)을 구비한다. 프리즘시트들(25a, 25b)을 통과한 광빔은 마이크로루버(20) 및 전달산란스위칭장치(26)를 통해 광학제어장치를 비춘다. 전달산란스위칭장치(26)는 도 26에 보이는 것과 동일하다. 광학제어장치는 도 27에 보이는 것과 동일하다. 입력장치(40)는 도 30에 보이는 것과 동일하다.

제4디스플레이장치에 다르면, 전달산란스위칭장치(26)가 광을 평균하는 효과로 인해 투과상태로 되는 경우, 전체 마이크로루버(20)의 주기성이 제거되고 이에 의해 무아레무늬들의 생성이 제어될 수 있다.

투과상태에 있어서, 디스플레이패널에서의 출사각의 범위는 마이크로루버(20)에 의해 좁아진다. 이 경우에 있어서, 광학제어소자의 디스플레이화면상의 가시영역이 좁아지기 때문에 엿보는 것을 방지할 수 있다. 한편, 산란상태에서, 광학제어장치의 디스플레이화면에서의 출사각의 범위가 마이크로루버(20)에 의해 넓어진다. 이 경우에 있어서, 가시영역이 넓어지기 때문에, 많은 사람들이 디스플레이화면을 동시에 볼 수 있다.

도 31에 보이는 구성에 있어서, 입력장치(40)를 통해 입력을 수신하고 전달산란스위칭장치(26)를 제어하는 제어장치 및 미리 상업적 메시지와 같은 정보를 저 장하는 저장장치가 제공될 수 있다. 정보가 입력장치(40)를 통해 공급되지 않는 경우, 제어장치는 산란상태에서의 전달산란스위칭장치(26)가 저장장치에 저장된 정보를 디스플레이하도록 광학제어장치에서의 조정을 제어한다. 정보가 입력장치(40)를 통해 공급되는 경우, 제어장치는 투과상태에서의 전달산란스위칭장치(26)가 입력정보를 디스플레이하도록 광학제어장치에서의 조정을 제어한다. 이러한 구성으로 인해, 예를 들어, ATM단자에 있어서, 정보가 입력되기 전에는 화면에 광고정보가 광역모드로 디스플레이되고, 개인정보가 입력되는 경우에는 입력정보(개인정보)가 협역모드로 디스플레이될 수 있다.

또한, 마이크로루버(20)와 전달산란스위칭장치(26)는 투명부착층을 통해 서로 부착될 수 있고 전달산란스위칭장치(26) 및 광학제어장치는 투명부착층을 통해 서로 부착될 수 있다. 이러한 구성으로 인해, 마이크로루버(20) 및 전달산란스위칭장치(26) 사이 또는 전달산란스위칭장치(26) 및 광학제어장치 사이의 계면에서 표면반사손실이 제거될 수 있고 이에 의해 밝은 밝기를 가지는 조명광이 제공될 수 있다.

본 발명의 마이크로루버는 ATM단자들, 휴대폰들, 노트북 PC들 및 PDA와 같은 정보처리단자의 디스플레이장치에 쉽게 적용될 수 있다.

ATM 디스플레이장치에 인가될 수 있는 디스플레이장치의 예는, 예를 들어, 제3 내지 제4실시에의 디스플레이장치일 수 있다.

제3 및 제4디스플레이장치가 ATM단자들의 디스플레이장치에 적용되는 경우, 개인정보가 엿보여지는 것을 방지하고 무아레무늬들이 제거되기 때문에 높은 품질 의 디스플레이화상이 제공될 수 있다. 이러한 경우에 있어서, 마이크로루버와 같은 도 17에 보이는 구성(2차원루버구조)을 채용함으로써, 가시영역이 수평방향에서 뿐만 아니라 수직방향에서도 좁고 이에 의해 엿보기 어려운 화면이 제공될 수 있다.

또한, 제4디스플레이장치에 있어서, 정보가 입력되는 경우, 협역모드에서의 디스플레이는 엿보는 것을 방지하고 다른 때에는 디스플레이형태가 광역모드로 절환되어 광고메시지를 디스플레이하고 이에 의해 ATM단자들을 사용하는 광고가 보다 효과적으로 실시될 수 있다.

예를 들어, 휴대폰, 노트북PC, 또는 PDA와 같은 이동정보처리단자들에 있는 디스플레이장치로서, 제1 및 제2실시에의 디스플레이장치가 고려될 수 있다.

정보처리단자에 있어서, 제어장치가 마우스 또는 키보드와 같은 입력장치로부터의 입력을 수신하고 디스플레이장치에 요구된 정보를 디스플레이하는 것을 제어한다. 이러한 경우에, 디스플레이된 정보가 원치 않는 제3자에 의해 보여지는 것을 막을 수 있고 무아레무늬들이 제어될 수 있으며, 이에 의해 고품질의 디스플레이화상이 제공될 수 있다.

또한, 이러한 정보처리단자에 있어서, 제3 또는 제4디스플레이장치에서 설명된 바와 같은 입력장치(터치패널)도 제공될 수 있다.

실시예를 참조로 본 발명이 보여지고 설명되었지만 본 발명은 이러한 실시예들에 제한되지 않는다. 본 기술분야의 당업자에 의해 청구항에 의해 한정된 발명의 사상 및 범위에서 벗어남이 없이 형태와 세목에서 다양한 변경이 이루어질 수 있다는 것이 이해될 것이다.

도 1은 좁은 시계와 넓은 시계를 가진 디스플레이형태 사이에서 절환될 수 있는 액정디스플레이의 예시적인 실시예를 설명하는 개략도이다.

도 2는 도 1에 보이는 마이크로루버의 구성을 보여주는 개략도이다.

도 3은 마이크로루버를 수용하는 액정디스플레이의 구성을 보여주는 개략도이다.

도 4는 칼라필터를 배치하는 예시적인 실시예를 나타내는 개략도이다.

도 5는 도 3에 보이는 마이크로루버의 공간배치를 설명하는 개략도이다.

도 6은 시계가 좁은 경우 도 3에 보이는 액정디스플레이의 광빔을 설명하는 개략도이다.

도 7은 시계가 넓은 경우 도 3에 보이는 액정디스플레이의 광빔을 설명하는 개략도이다.

도 8a는 주기구조를 가지는 마이크로루버의 공간배치를 설명하는 개략도이다.

도 8b는 2차원좌표계에서 도 8a에 보이는 마이크로루버의 공간주파수를 설명하는 도면이다.

도 8c는 주기구조를 가진 디스플레이소자의 공간배치를 설명하는 개략도이다.

도 8d는 2차원좌표계에서 도 8c에서 보이는 디스플레이소자의 공간주파수를 설명하는 도면이다.

도 8e는 도 8b 및 8d에서 보이는 공간주파수가 2차원좌표계에서 서로 중첩되는 것을 보여주는 도면이다.

도 9는 본 발명에 따른 제1실시예의 마이크로루버의 주기구조를 설명하는 개략도이다.

도 10은 도 9에 보이는 마이크로루버의 단면도이다.

도 11a는 “0”의 공간주파수의 위상을 가지는 제1주기구조의 전달률을 설명하는 도면이다.

도 11b는 “π”의 공간주파수의 위상을 가지는 제2주기구조의 전달률을 설명하는 도면이다.

도 12는 본 발명에 따른 제2실시예의 마이크로루버의 주기구조를 설명하는 개략도이다.

도 13은 도 12에 보이는 마이크로루버의 주기구조를 구성하는 위상 “0”을 가지는 유닛구조 L과 위상 “π”를 가지는 유닛구성 S를 설명하는 개략도이다.

도 14는 제6세대포지셔닝룰을 기초로 이루어진 마이크로루버의 주기구조를 설명하는 개략도이다.

도 15는 본 발명에 따른 제3실시예의 마이크로루버의 주기구조를 설명하는 개략도이다.

도 16은 위상이 임의의 수를 사용하여 결정되는 경우 마이크로루버의 주기구조를 설명하는 개략도이다.

도 17은 본 발명에 따른 제4실시예의 마이크로루버의 주기구조를 설명하는 개략도이다.

도 18a는 주기구조를 가지는 디스플레이패널의 공간배치를 설명하는 개략도이다.

도 18b는 도 17에 보이는 마이크로루버의 공간배치를 설명하는 개략도이다.

도 19a는 본 발명에 따른 마이크로루버의 일련의 제조공정을 설명하는 도면이다.

도 19b는 본 발명에 따른 마이크로루버의 일련의 제조공정을 설명하는 도면이다.

도 19c는 본 발명에 따른 마이크로루버의 일련의 제조공정을 설명하는 도면이다.

도 19d는 본 발명에 따른 마이크로루버의 일련의 제조공정을 설명하는 도면이다.

도 19e는 본 발명에 따른 마이크로루버의 일련의 제조공정을 설명하는 도면이다.

도 19f는 본 발명에 따른 마이크로루버의 일련의 제조공정을 설명하는 도면이다.

도 20a는 본 발명의 마이크로루버의 다른 제조방법을 설명하는 공정도이다.

도 20b는 본 발명의 마이크로루버의 다른 제조방법을 설명하는 공정도이다.

도 20c는 본 발명의 마이크로루버의 다른 제조방법을 설명하는 공정도이다.

도 20d는 본 발명의 마이크로루버의 다른 제조방법을 설명하는 공정도이다.

도 20e는 본 발명의 마이크로루버의 다른 제조방법을 설명하는 공정도이다.

도 21은 본 발명의 마이크로루버의 다른 제조방법을 설명하는 도면이다.

도 22는 본 발명의 마이크로루버의 다른 제조방법을 설명하는 도면이다.

도 23은 본 발명의 마이크로루버가 실장된 제1조명광학소자의 구성을 설명하는 개략도이다.

도 24는 도 23에 보이는 조명광학소자를 구성하는 프리즘시트의 평면도이다.

도 25는 도 23에 보이는 제1조명광학소자의 변경된, 예시적인 실시예를 설명하는 개략도이다.

도 26은 본 발명의 마이크로루버가 실장된 제2조명광학소자의 구성을 설명하는 개략도이다.

도 27은 본 발명의 마이크로루버가 디스플레이화면에 제공된 디스플레이장치의 구성을 설명하는 개략도이다.

도 28은 본 발명의 마이크로루버가 내부에 실장된 제1디스플레이장치의 구성을 설명하는 개략도이다.

도 29는 본 발명의 마이크로루버가 내부에 실장된 제2디스플레이장치의 구성을 설명하는 개략도이다.

도 30은 본 발명의 마이크로루버가 내부에 실장된 제3디스플레이장치의 구성을 설명하는 개략도이다.

도 31은 본 발명의 마이크로루버가 내부에 실장된 제4디스플레이장치의 구성을 설명하는 개략도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10 : 투과층 11: 광흡수층

12, 13 : 투명기판 20 : 마이크로루버

21 : 광원 23 : 광학도파관

24 : 디퓨저 25a, b : 프리즘시트

30a, b : 기판 31a : 편광판

32 : 액정 40 : 입력장치

Claims (18)

1. 광학소자에 있어서, 투과층 및 광흡수층이 일정하고 반복된 주기로 평면에 교대로 배치된 주기구조를 포함하는 광학소자로서, 상기 광흡수층은 상기 투과층을 통과한 광빔이 나가는 방향의 범위를 제한하고,

   상기 주기구조는 상기 투과층 및 상기 광흡수층이 교대로 배치된 방향을 가로지르는 방향에서 나누어진 복수의 주기구조부분을 구비하고, 상기 복수의 주기구조부분의 적어도 일부는 상기 복수의 주기구조부분의 다른 부분의 공간주파수의 위상과는 다른 공간주파수의 위상을 가지는 광학소자.
2. 제1항에 있어서, 상기 복수의 주기구조부분은 제1주기구조부분과 상기 제1주기구조부와는 180°다른 공간주파수의 위상을 가진 제2주기구조부분을 포함하는 광학소자.
3. 제2항에 있어서, 상기 제1주기구조부분 및 상기 제2주기구조부분은 교대로 배치되는 광학소자.
4. 제1항에 있어서, 상기 복수의 주기구조부분은 기설정된 공정생성규칙에 따라 배열되는 광학소자.
5. 제1항에 있어서, 상기 복수의 주기구조부분은 임의로 배열되는 광학소자.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광흡수층은 상기 복수의 주기구조부분들을 각각 나누는 경계부분에 제공되는 광학소자.
7. 조명광학장치에 있어서, 투과층 및 광흡수층이 일정하고 반복된 주기로 평면에 교대로 배치된 주기구조를 포함하는 광학소자로서, 상기 광흡수층은 투과층을 통과한 광빔이 나가는 방향의 범위를 제한하는 광학소자, 및

   상기 광학소자의 이면에 제공되는 표면광원을 포함하고,

   상기 주기구조는 상기 투과층 및 상기 광흡수층이 교대로 배치된 방향을 가로지는 방향에서 나누어진 복수의 주기구조부분들을 구비하고, 상기 복수의 주기구조부분들의 적어도 일부는 상기 복수의 주기구조부분들의 다른 부분의 공간주파수의 위상과는 다른 공간주파수의 위상을 가진 조명광학장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 표면광원은 적어도

   광원,

   광원으로부터 광빔을 확산하는 디퓨저, 및

   규칙적으로 배치된 복수의 프리즘들을 포함하고, 상기 디퓨저로부터 확산된 광빔을 상기 광학소자로 나아가는 광플럭스로 변경하는 프리즘어레이를 포함하는 조명광학장치.
9. 제7항에 있어서, 상기 광학소자로부터의 광빔이 입사되는 전달산란스위칭장치를 더 포함하고,

   상기 전달산란스위칭장치는 현재 조건에서 입사광빔이 나가는 투과상태와 산란으로 인한 확산된 광빔으로서 입사광빔이 나가는 산란상태 사이에서 절환될 수 있는 조명광학장치.
10. 디스플레이장치에 있어서,

    제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 다른 광학소자;

    화소가 배치된 디스플레이패널; 및

    상기 디스플레이패널을 비추는 표면광원을 포함하고,

    상기 표면광원으로부터의 광빔은 상기 광학소자를 통해 상기 디스플레이패널을 비추는 디스플레이장치.
11. 제10항에 있어서, 상기 디스플레이패널의 디스플레이화면 쪽에 제공된 입력장치를 더 포함하고,

    국소압력의 변화 또는 국소전류의 변화에 기초해 상기 디스플레이패널의 위치정보가 상기 입력장치로 공급되는 디스플레이장치.
12. 디스플레이장치에 있어서,

    제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 다른 광학소자; 및

    화소가 배치된 디스플레이장치를 포함하고,

    상기 디스플레이장치로부터의 광빔은 상기 광학소자를 통해 나가는 디스플레이장치
13. 제12항에 있어서, 상기 광학소자는 상기 디스플레이패널의 디스플레이화면에 제거될 수 있게 제공된 디스플레이장치.
14. 제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 광학소자에 제공된 입력장치를 더 포함하고, 상기 디스플레이패널의 위치정보는 국소압력의 변화 또는 국소전류의 변화에 기초해 상기 입력장치에 공급되는 디스플레이장치.
15. 디스플레이장치에 있어서,

    제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 다른 광학소자;

    화소가 배치된 디스플레이패널;

    상기 디스플레이패널을 비추기 위한 표면광원; 및

    상기 표면광원으로부터의 광빔이 상기 광학소자를 통해 입사되는 전달산란스위칭장치를 포함하고,

    상기 전달산란스위칭장치는 현재 조건에서 입사광빔이 나가는 투과상태와 산란으로 인한 확산된 광빔으로 입사광빔이 나가는 산란상태 사이에서 절환될 수 있고,

    상기 전달산란스위칭장치로부터 나가는 광빔은 상기 디스플레이패널을 비추는 디스플레이장치.
16. 제15항에 있어서, 상기 디스플레이패널의 디스플레이화면 쪽에 제공된 입력장치를 더 포함하고,

    국소압력의 변화 또는 국소전류의 변화에 기초해 상기 디스프레이패널의 위치정보가 상기 입력장치로 공급되는 디스플레이장치.
17. 제10항 내지 제16항 중 어느 한 항에 따른 디스플레이장치를 포함하는 전자장치.
18. 전자장치에 있어서,

    제15항 내지 제16항 중 어느 한 항에 다른 디스플레이장치를 포함하고,

    상기 전달산란스위칭장치는 외부로부터 공급된 신호에 기초해 투과상태 또는 산란상태로 절환되는 전자장치.

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