KR20090047548A

KR20090047548A - 각도 스위핑 홀로그램 조명장치

Info

Publication number: KR20090047548A
Application number: KR1020097006335A
Authority: KR
Inventors: 제프리 비. 샘프셀
Original assignee: 퀄컴 엠이엠스 테크놀로지스, 인크.
Priority date: 2006-08-28
Filing date: 2007-08-22
Publication date: 2009-05-12
Also published as: TW200817745A; WO2008027275A2; CN101512403A; US20080049450A1; JP2010503017A; WO2008027275A3; US7845841B2; EP2057490A1

Abstract

각종 형상의 도광체는, 해당 도광체 내에 매립된 홀로그램의 수광각을 향해서 각 광선의 각도가 조정되도록 상기 도광체 내에 광속 중 개별의 광선의 각도를 조정하도록 구성되어 있다. 상기 도광체 내에 매립된 홀로그램은 각 광선이 수광각의 범위 내일 때 표시 소자를 향해서 개별 광선을 출사하도록 구성되어 있다.

도광체, 홀로그램, 광선, 표시 소자, 간섭계 변조기

Description

각도 스위핑 홀로그램 조명장치{ANGLE SWEEPING HOLOGRAPHIC ILLUMINATOR}

본 발명은 표시 소자에 광을 제공하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.

마이크로전자기계 시스템(MEMS: microelectromechanical system)은 마이크로기계 부품, 액추에이터 및 전자 기기를 포함한다. 마이크로기계 부품은 기판 및/또는 증착된 재료층의 일부를 에칭해내거나 층들을 추가하여 전기 및 전자기계 장치를 형성하는 증착, 에칭 및/또는 다른 미세기계가공(micromachining) 공정들을 이용하여 형성될 수도 있다. MEMS 장치의 한 형태는 간섭계 변조기(interferometric modulator)라 불린다. 본 명세서에서 사용된 것처럼, 간섭계 변조기 또는 간섭계 광 변조기(interferometric light modulator)라는 용어는 광학적 간섭의 원리를 이용하여 광을 선택적으로 흡수 및/또는 반사하는 장치를 의미한다. 소정의 실시형태에 있어서, 간섭계 변조기는 1쌍의 도전판을 포함할 수도 있는 데, 상기 1쌍의 도전판의 어느 하나 또는 양쪽 모두가 전체 또는 부분적으로 투과형 및/또는 반사형일 수도 있고 적절한 전기 신호의 인가시 상대 운동을 할 수 있다. 특별한 실시형태에 있어서, 하나의 도전판은 기판에 증착된 고정층을 포함할 수도 있고, 다른 하나의 도전판은 공기 간극(air gap)에 의해 고정층과 분리된 금속막을 포함할 수도 있다. 본 명세서에서 보다 더 상세히 설명하는 바와 같이, 도전판의 상대적 위치에 의해서 간섭계 변조기로 입사되는 광의 광학적 간섭은 변화될 수 있다. 이러한 장치들의 적용 범위는 광범위한데, 기존의 제품들을 향상시키는 데 있어서, 그리고 아직 개발되지 않은 새로운 제품들을 만들어내는 데 있어서 이러한 유형의 장치 특성들이 사용될 수 있도록 이들 장치들의 특징들을 이용 및/또는 변경하는 것은 해당 기술 분야에서 유용할 것이다.

본 발명의 제1측면에 의하면, 광원; 서로 대향하는 제1면과 제2면을 지니는 도광체(light guide)로서, 상기 제2면에 대해서 상기 제1면의 적어도 일부가 경사져 있으며, 상기 광원이 해당 도광체 속으로 광을 도입하도록 배치되어 있는 것인 도광체; 상기 도광체 내에 매립되어, 상기 도입된 광을 상기 도광체로부터 출사시키도록 구성되어 있는 홀로그램; 및 상기 도광체로부터 출사된 상기 광을 수광하기 위하여 상기 도광체에 대해서 배치된 표시 소자를 포함하되, 상기 경사진 제1면은 상기 광이 상기 도광체를 통해 전파됨에 따라 상기 홀로그램에 입사하는 광의 각도 분포를 변화시키는 것인 장치가 제공된다.

본 발명의 제2측면에 의하면, 실질적으로 광학적으로 투과성인 재료를 포함하고, 제1면과 제2면의 적어도 일부를 분리시키는 거리에서 변화를 제공하기 위하여 서로에 대해서 적어도 일부가 경사져 있는 서로 대향하는 해당 제1면과 제2면을 가진 본체; 및 상기 본체 내에 매립되어, 상기 제1면과 제2면 중 한쪽을 통해서 상기 본체 내에 도광된 광을 출사하도록 구성된 홀로그램을 포함하는 도광체가 제공된다.

본 발명의 제3측면에 의하면, 광을 제공하는 광 제공 수단; 도광 수단에 광을 도광하기 위하여 서로에 대해서 배치된 제1 및 제2 전내부반사수단(total internal reflecting means)을 포함하되, 상기 제1 전내부반사수단의 적어도 일부가 상기 제2 전내부반사수단에 대해서 경사져 있고, 상기 광 제공 수단이 도광 수단 내로 광을 도입하도록 배치되어 있는 것인 해당 도광 수단; 상기 도입된 광을 상기 도광 수단으로부터 회절 및 출사시키는 광 출사 수단으로서, 상기 광이 상기 도광 수단을 통해 전파됨에 따라 상기 제1 전내부반사수단의 경사진 부분이 상기 광 출사 수단 상에 입사된 광의 각도 분포를 변경하는 것인 광 출사 수단; 및 상기 도광 수단으로부터 출사된 상기 광을 수광하기 위하여 상기 도광 수단에 대해서 배치되어 있는 표시 수단을 포함하는 장치가 제공된다.

본 발명의 제4측면에 의하면, 상기 도광체의 제조방법이 제공된다.

도 1은 제1간섭계 변조기의 이동 반사층(movable reflective layer)이 이완 위치에 있고, 제2간섭계 변조기의 이동 반사층이 작동 위치에 있는 간섭계 변조기 디스플레이의 일 실시예의 일부를 나타낸 등각 투상도;

도 2는 3×3 간섭계 변조기 디스플레이를 내장한 전자 장치의 일 실시예를 예시한 시스템 블록도;

도 3은 도 1의 간섭계 변조기의 예시적인 일 실시예에 대해 이동 미러(movable mirror)의 위치 대 인가된 전압을 나타낸 선도;

도 4는 간섭계 변조기 디스플레이를 구동하는 데 사용될 수 있는 1세트의 행 방향 전압(row voltage) 및 열방향 전압(column voltage)을 나타낸 도면;

도 5a는 도 2의 3×3 간섭계 변조기 디스플레이에 있어서의 표시 데이터의 하나의 예시적인 프레임을 예시한 도면;

도 5b는 도 5a의 프레임을 기록하는(write) 데 이용될 수 있는 행방향 전압 및 열방향 전압의 하나의 예시적인 타이밍 선도를 나타낸 도면;

도 6a 및 도 6b는 복수개의 간섭계 변조기를 포함하는 비쥬얼 표시 장치(visual display device)의 일 실시예를 나타낸 시스템 블록도;

도 7a는 도 1의 장치의 단면도;

도 7b는 간섭계 변조기의 대안적인 실시예의 단면도;

도 7c는 간섭계 변조기의 다른 대안적인 실시예의 단면도;

도 7d는 간섭계 변조기의 또 다른 대안적인 실시예의 단면도;

도 7e는 간섭계 변조기의 추가의 대안적인 실시예의 단면도;

도 8은 표시 소자에 광을 도입하기 위하여 위치결정된 도광체를 구비한 표시소자들의 어레이의 단면도;

도 9는 표시 소자에 근접하여 위치결정된 홀로그램을 포함하는 테이퍼형상의 도광체를 구비한 표시 소자들의 어레이의 단면도;

도 10a은 도광체의 제1면에 근접하여 위치결정된 홀로그램을 포함하는 테이퍼형상의 도광체의 단면도;

도 10b는 도광체의 제2면에 근접하여 위치결정된 홀로그램을 포함하는 테이퍼형상의 도광체의 단면도;

도 11a 내지 도 11f는 도광체에 매립된 홀로그램을 구비한 도광체의 다른 실시예의 단면도.

이하의 상세한 설명은 본 발명의 임의의 특정 실시예들에 관한 것이지만, 본 발명은 다양한 방법들로 구현될 수 있다. 본 설명에 있어서, 전체적으로 동일한 구성 요소들은 동일한 참조 번호들로 표기된 도면을 참조한다. 이하의 설명으로부터 명백한 바와 같이, 실시예들은 동화상(예를 들어, 비데오)인지 또는 정지화상(예를 들어, 스틸 이미지(still image))인지, 그리고 문자인지 그림인지의 여부에 따라 이미지(즉, 화상)를 표시하도록 구성되는 장치이면 어떠한 장치에서도 구현될 수도 있다. 더욱 상세하게는, 휴대폰, 무선 장치, PDA(personal data assistant), 초소형 또는 휴대용 컴퓨터, GPS 수신기/네비게이션, 카메라, MP3 플레이어, 캠코더, 게임 콘솔(game console), 손목 시계, 시계, 계산기, 텔레비젼 모니터, 평판형 디스플레이, 컴퓨터 모니터, 자동차 표시 장치(예를 들어, 주행 기록계 디스플레이 등), 콕핏 제어기(cockpit control) 및/또는 디스플레이, 카메라 뷰 디스플레이(예를 들어, 차량의 리어 뷰(rear view) 카메라의 디스플레이), 전자 사진, 전자 광고판 또는 간판, 프로젝터, 건축 구조물, 포장물 및 미술 구조물(예를 들어, 보석류에 대한 이미지의 디스플레이)을 포함하지만 이들로 한정되지는 않는 다양한 전자 장치들로 또는 그 다양한 전자 장치들과 관련되어 구현될 수 있는 것을 고려할 수 있다. 본 명세서에서 설명하는 것들과 유사한 구조의 MEMS 장치는 또한 전자 스위칭 장치 등에서와 같이 표시장치(즉, 디스플레이)가 아닌 응용품에도 사용될 수 있 다.

표시 소자, 예컨대 간섭계 변조 MEMS 장치, LCD 등은 표시 소자를 적절한 시야 수준으로 조명하도록 구성되어 있다. 도광체는, 광원과 조합하여, 표시 소자들의 어레이에 걸쳐 광을 분포시키기 위해 광원에 근접한 표시 소자들의 어레이에 결합될 수 있다. 또, 도광체는 표시 소자에 대해서, 예컨대 백라이트(backlight)와 같이 표시 소자의 뒤에서 혹은 예컨대 프론트라이트(frontlight)와 같이 표시 소자의 앞에서 각종 배향으로 위치결정될 수 있다. 본 명세서에 기재된 시스템 및 방법에 있어서, 각종 형상의 도광체는 각각의 광선의 각도가 도광체 내에 매립된 홀로그램의 수광각(acceptance angle)을 향하여 조정되도록 해당 도광체 내의 광속 중 개별의 광선의 각도를 조정하도록 구성되어 있다. 도광체에 매립된 홀로그램은 각각의 광선이 수광각의 범위 내인 경우 표시 소자를 향하여 개별의 광선을 출사시키도록 구성되어 있다.

간섭계 MEMS 표시 소자를 포함하는 간섭계 변조기 디스플레이의 일 실시예가 도 1에 예시되어 있다. 이들 장치에 있어서, 화소들은 밝은 상태 또는 어두운 상태이다. 밝은("온(on) 또는 "열린") 상태에서, 표시 소자는 입사되는 가시 광선의 많은 부분을 사용자에게 반사시킨다. 어두운("오프(off)" 또는 "닫힌") 상태에서, 표시 소자는 입사되는 가시 광선을 사용자에게 거의 반사하지 않는다. 본 실시예에 따르면, "온" 및 "오프" 상태의 광 반사 특성은 반대로 되어 있을 수도 있다. MEMS 화소들은 선택된 색깔에서 우선적으로 반사하도록 구성되어 흑백 표시 외에도 컬러 표시를 가능하게 한다.

도 1은 비쥬얼 디스플레이의 일련의 화소에 있어서 두 개의 인접한 화소들을 나타낸 등각 투상도인 데, 여기서 각 화소는 MEMS 간섭계 변조기를 포함한다. 몇몇 실시예에서, 간섭계 변조기 디스플레이는 이들 간섭계 변조기의 행/열 어레이를 포함한다. 각각의 간섭계 변조기는 서로 간에 가변적이고 제어 가능한 거리에 위치된 1쌍의 반사층을 포함하여 적어도 하나의 가변 치수를 가진 공진 광학 공동부(resonant optical cavity)를 형성한다. 일 실시예에 있어서, 반사층들 중 하나는 두 위치 사이에서 움직일 수도 있다. 여기서 이완 위치라고도 칭해지는 제1위치에서, 이동 반사층은 고정된 부분 반사층으로부터 상대적으로 먼 거리에 위치한다. 여기서 작동 위치라고도 칭해지는 제2위치에서, 이동 반사층은 상기 부분 반사층에 더 가까이 인접하여 위치한다. 두 반사층에서 반사된 입사광은 이동 반사층의 위치에 따라서 보강 간섭 또는 소멸 간섭하여 각 화소에 대해 전체 반사 상태 또는 비반사 상태를 생성한다.

도 1에 있어서 화소 어레이의 도시된 부분은 두 개의 인접한 간섭계 변조기(12a), (12b)를 포함한다. 왼쪽에 위치한 간섭계 변조기(12a)에는 부분 반사층을 포함하는 광학 적층부(optical stack)(16a)로부터 소정 거리 떨어진 이완 위치에 이동 반사층(14a)이 예시되어 있다. 오른쪽에 위치한 간섭계 변조기(12b)에는 광학 적층부(16b)에 인접한 작동 위치에 이동 반사층(14b)이 예시되어 있다.

여기서 참조 기호로 표시되는 바와 같은 광학 적층부(16a), (16b)(일괄해서 광학 적층부(16)라 표기함)는 전형적으로 수 개의 융합층(fused layer)을 포함하는 데, 이들 융합층은 산화인듐주석(indium tin oxide: ITO)과 같은 전극층, 크롬과 같은 부분 반사층 및 투명 유전체를 포함할 수 있다. 따라서, 광학 적층부(16)는 전기 전도성이고, 부분적으로 투명하며, 부분적으로 반사성이고, 예를 들어 하나 이상의 상기 층들을 투명 기판(20) 위에 증착함으로써 제조될 수 있다. 부분 반사층은 다양한 금속류, 반도체류 및 유전체류와 같은 부분 반사성인 다양한 재료들로 형성될 수 있다. 부분 반사층은 하나 이상의 재료 층으로 형성될 수 있는 데, 각각의 층은 단일 재료 또는 조합된 재료로 형성될 수 있다.

몇몇 실시예에서는, 이하에 더욱 설명되는 바와 같이, 광학 적층부(16)의 층들은 평행 스트립(strip)들로 패터닝되고, 표시 장치 내에서 행방향 전극들을 형성할 수도 있다. 이동 반사층(14a), (14b)은 기둥(즉, 지지부)(18) 사이에 증착되는 중재 희생 재료 및 기둥(18)의 상부면에 증착된 증착 금속층 또는 증착 금속층들(광학 적층부(16a), (16b)의 행방향 전극에 직교)로 이루어진 일련의 평행 스트립들로서 형성될 수도 있다. 희생 재료를 에칭하여 제거했을 때, 이동 반사층(14a), (14b)은 광학 적층부(16b), (16b)로부터 소정의 간극(19)만큼 분리된다. 알루미늄과 같은 고 전도성·반사성 재료가 반사층(14)으로 사용될 수 있고, 이들 스트립들은 표시 장치에서 열방향 전극들을 형성할 수도 있다.

도 1에 있어서 화소(12a)로 예시된 바와 같이, 전압이 인가되지 않을 경우, 이동 반사층(14a)은 기계적으로 이완 상태인 채로, 간극, 즉 공동부(19)가 이동 반사층(14a)과 광학 적층부(16a) 사이에서 유지된다. 그러나, 선택된 행 및 열에 전위차가 인가될 경우, 대응하는 화소에서 행방향 전극과 열방향 전극의 교차점에 형성된 커패시터는 충전되고, 정전기력은 전극들을 함께 당긴다. 전압이 충분히 높 다면, 이동 반사층(14)은 변형이 일어나 광학 적층부(16)에 대해서 힘을 가한다. 도 1의 오른쪽에 위치한 화소(12b)로 표시된 바와 같이, 광학 적층부(16) 내의 유전체 층(이 도면에서는 도시 생략)은 단락이 방지되어 층(14)과 층(16) 간의 이격 거리를 조절한다. 이러한 거동은 인가된 전위차의 극성에 상관없이 동일하다. 이와 같이 해서, 반사 화소 상태 대 비반사 화소 상태를 제어할 수 있는 행/열방향 작동은 종래의 LCD 및 다른 디스플레이 기술에서 사용되는 것과 여러 면에서 유사하다.

도 2 내지 도 5b는 디스플레이 적용에 있어서 간섭계 변조기들의 어레이를 사용하기 위한 하나의 예시적 과정 및 시스템을 예시한다.

도 2는 본 발명의 측면들을 포함할 수도 있는 전자 장치의 일 실시예를 예시한 시스템 블록도이다. 예시적 실시예에 있어서, 전자 장치는 프로세서(21)를 포함하는 데, 이 프로세서는 ARM, 펜티엄(Pentium)(등록상표), 펜티엄 II(등록상표), 펜티엄 III(등록상표), 펜티엄 IV(등록상표), 펜티엄(등록상표) Pro, 8051, MIPS(등록상표), Power PC(등록상표), ALPHA(등록상표)와 같은 범용 단일 칩 프로세서 또는 멀티 칩 마이크로 프로세서, 또는 디지털 신호 프로세서, 마이크로 제어기와 같은 특수 목적의 마이크로 프로세서, 또는 프로그래밍 가능한 게이트 어레이일 수도 있다. 종래 기술에서와 같이, 상기 프로세서(21)는 하나 이상의 소프트웨어 모듈을 실행하도록 구성될 수도 있다. 오퍼레이팅 시스템(operating system)의 실행과 더불어, 상기 프로세서는 웹 브라우저(web browser), 전화 애플리케이션(application), 이메일 프로그램 또는 기타 임의의 소프트웨어 애플리케이션을 비롯한 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 실행하도록 구성될 수도 있다.

일 실시예에 있어서, 프로세서(21)는 또한 어레이 드라이버(22)와 연통하도록 구성된다. 일 실시예에 있어서, 어레이 드라이버(22)는 디스플레이 어레이 또는 패널(30)에 신호를 제공하는 행방향 드라이버 회로(24) 및 열방향 드라이버 회로(26)를 포함한다. 도 1에 예시된 어레이의 단면은 도 2의 1-1선으로 도시된다. MEMS 간섭계 변조기에 대해서, 행/열방향 작동 프로토콜은 도 3에 도시된 이들 장치의 히스테리시스 특성을 이용할 수도 있다. 예를 들어, 이완 상태에서부터 작동 상태로 이동층을 변형시키기 위해 10 볼트의 전위차가 필요할 수도 있다. 그러나, 이러한 값으로부터 전압이 감소될 경우, 전압이 10 볼트 미만으로 다시 떨어질 때에 이동층은 그 상태를 유지한다. 도 3의 예시적 실시예에 있어서, 전압이 2 볼트 미만으로 떨어질 때까지 이동층은 완전히 이완되지 않는다. 이와 같이 해서, 도 3에 예시된 예에서 약 3 볼트 내지 7 볼트의 전압 범위가 있고, 여기에서 인가된 전압의 창이 존재하고, 이 범위 내에서 장치가 이완 또는 작동 상태에서 안정적이다. 이것을 여기서는 "히스테리시스 창" 또는 "안정성 창"이라고 칭한다. 도 3의 히스테리시스 특성을 가지는 디스플레이 어레이에 대해서, 행방향 스트로빙(strobing) 동안 스트로빙된 행에 있는 작동될 화소들이 약 10 볼트의 전압차에 노출되고, 이완될 화소들이 0 볼트에 근접한 전압차에 노출되도록 행/열방향 작동 프로토콜을 설계할 수 있다. 스트로빙 후에, 화소들은 약 5 볼트의 정상 상태 전압차에 노출되므로, 이들은 행방향 스트로빙이 화소들을 어떤 상태에 두었던지 그 상태를 유지하게 된다. 이러한 예에서, 각 화소는, 기록된 후에, 3 볼트 내지 7 볼트의 "안정 성 창" 내에서 전위차를 보인다. 이러한 특성으로 작동 또는 이완의 기존 상태에서 동일한 인가 전압 조건하에서 도 1에 예시된 화소 설계는 안정화된다. 간섭계 변조기의 각 화소는 작동 상태인지 혹은 이완 상태인지에 따라 본질적으로 고정 반사층 및 이동 반사층에 의해 형성된 커패시터이기 때문에, 이러한 안정한 상태는 전력 손실이 거의 없이 히스테리시스 창 내의 전압에서 유지될 수 있다. 인가된 전위가 고정되어 있다면 화소로 들어가는 전류 흐름은 실질적으로 없다.

전형적인 응용에 있어서, 제1행에 있는 원하는 세트의 작동 화소에 따라 열방향 전극 세트를 어서트(assert)함으로써 표시 프레임을 생성할 수도 있다. 다음에, 행방향 펄스가 제1행의 전극에 인가되어 어서트된 열방향 라인에 대응하는 화소를 작동시킨다. 그 후, 어서트된 세트의 열방향 전극은 제2행에 있는 원하는 세트의 작동 화소에 대응하도록 변경된다. 이어서, 펄스가 제2행의 전극에 인가되어, 어서트된 열방향 전극들에 따라서 제2행에 있는 적절한 화소들을 작동시킨다. 제1행의 화소들은 제2행의 펄스의 영향을 받지 않고 제1행의 펄스 동안 그들이 설정되었던 상태로 유지된다. 이것은 프레임을 작성하기 위하여 일련의 전체 행들에 대해서 순차적으로 반복될 수도 있다. 일반적으로, 이러한 과정을 초당 원하는 프레임 수만큼 계속적으로 반복함으로써 프레임들은 새로운 표시 데이터로 리프레시(refresh) 및/또는 갱신된다. 더불어, 표시 프레임을 작성하는 화소 어레이의 행방향 전극 및 열방향 전극을 구동하기 위한 매우 다양한 프로토콜은 잘 알려져 있고, 이것은 본 발명과 관련하여 사용될 수도 있다.

도 4, 도 5a 및 도 5b는 도 2의 3×3 어레이 위에 표시 프레임을 생성하기 위한 하나의 가능한 작동 프로토콜을 예시한다. 도 4는 도 3의 히스테리시스 곡선을 나타내는 화소를 위해 사용될 수도 있는 가능한 세트의 행방향 전압 레벨들 및 열방향 전압 레벨들을 예시한다. 도 4의 실시예에서, 화소를 작동시키기 위해서는 적절한 열을 -V_bias로 설정하고 적절한 행을 +ΔV로 설정하는 것이 필요한데, -V_bias및 +ΔV는 각각 -5 볼트 및 +5 볼트에 대응한다. 화소에 대한 볼트 전위차가 0이 되는 동일한 +ΔV로 적절한 행을 설정하고 +V_bias로 적절한 열을 설정함으로써 화소의 이완을 수행한다. 행방향 전압이 0볼트로 유지되는 이들 행에서, 열이 -V_bias이거나 +V_bias인 것에 상관없이, 화소들은 그들의 원래 상태가 어떠하든 안정하다. 도 4에 또한 예시된 바와 같이, 앞서 설명한 것과 반대 극성의 전압이 사용될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 화소를 작동시키는 것은 적절한 열을 +V_bias로 설정하고적절한 행을 -ΔV로 설정하는 것을 수반할 수 있다. 본 실시예에 있어서, 화소에 대한 0 볼트 전위차를 생성하는 동일한 -ΔV로 적절한 행을 설정하고 -V_bias로 적절한 열을 설정함으로써 화소의 이완을 수행한다.

도 5b는 도 5a에 예시된 디스플레이 구성으로 되는 도 2의 3×3 어레이에 인가되는 일련의 행방향 전압 및 열방향 전압을 나타낸 타이밍도로서, 여기서 작동 화소들은 비반사형이다. 도 5a에 예시된 프레임을 기록하기에 앞서, 화소들은 임의의 상태에 있을 수 있고, 이 예에서, 모든 행들은 0볼트이고 모든 열들은 +5 볼트이다. 이들 인가 전압에 의하면, 화소는 모두 그들의 기존의 작동 또는 이완 상 태에서 안정하다.

도 5a의 프레임에서, (1,1), (1,2), (2,2), (3,2) 및 (3,3) 화소들이 작동된다. 이것을 달성하기 위해서, 제1행에 대한 "라인 시간"(line time) 동안 제1열과 제2열은 -5볼트로 설정되고, 제3열은 +5볼트로 설정된다. 이것은 임의의 화소들의 상태를 변화시키지 않는 데, 그 이유는 모든 화소들이 3 내지 7볼트 안정성 창에 유지되기 때문이다. 다음에, 제1행은 0볼트에서 5볼트까지 가고 다시 0볼트로 가는 펄스로 스트로빙된다. 이것은 (1,1) 화소 및 (1,2) 화소를 작동시키고 (1,3) 화소를 이완시킨다. 어레이의 다른 화소들은 영향을 받지 않는다. 원하는 제2행을 설정하기 위하여, 제2열을 -5볼트로 설정하고 제1열 및 제3열을 +5볼트로 설정한다. 다음에, 제2행에 인가된 동일한 스트로브(strobe)는 (2,2) 화소를 작동시키고 (2,1) 및 (2,3) 화소를 이완시킬 것이다. 재차, 어레이의 다른 화소들은 영향받지 않는다. 제3행은 제2열 및 제3열을 -5볼트로 설정하고 제1열을 +5볼트로 설정함으로써 마찬가지로 설정된다. 제3행의 스트로브는 도 5a에 도시된 바와 같이 제3행의 화소들을 설정한다. 프레임을 기록한 후에, 행방향 전위들은 0이고 열방향 전위들은 +5볼트 또는 -5볼트로 유지될 수 있게 되어, 디스플레이는 도 5a의 구성에서 안정적이다. 수십 또는 수백 개의 행과 열들을 가진 어레이들에 대해서 동일한 과정을 이용할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 행 및 열을 작동시키는 데 사용되는 타이밍, 수순 및 전압 레벨들은 상기의 일반적인 원리 범위 안에서 매우 다양할 수 있고, 상기 예는 다만 예시적인 것에 불과하며, 다른 작동 전압 방법이 본 명세서에 기재된 시스템 및 방법과 함께 사용될 수 있다는 것을 또한 이해 할 수 있을 것이다.

도 6a 및 도 6b는 표시 장치(40)의 일 실시예를 예시한 시스템 블록도이다. 예를 들어, 표시 장치(40)는 이동 전화기 또는 휴대 전화기일 수 있다. 그러나, 표시 장치(40)의 동일한 구성 요소들 또는 그것의 약간의 변경으로는 또한 텔레비전 및 휴대용 미디어 플레이어와 같은 다양한 유형의 표시 장치를 들 수 있다.

표시 장치(40)는 하우징(housing)(41), 디스플레이(30), 안테나(43), 스피커(45), 입력 장치(48) 및 마이크(46)를 포함한다. 일반적으로 하우징(41)은 사출 성형 및 진공 성형을 비롯한 당업자들에게 잘 알려진 다양한 제조 과정들 중의 어떤 것으로 형성된다. 또한, 하우징(41)은 플라스틱, 금속, 유리, 고무 및 세라믹, 또는 이들의 조합을 포함하지만, 이들로 한정되지 않는 다양한 재료 중의 어떤 것으로 만들어질 수도 있다. 일 실시예에 있어서, 하우징(41)은 다른 색깔을 가지거나 다른 로고, 그림 또는 기호를 포함하는 분리 가능한 부분들과 호환될 수도 있는 분리 가능한 부분(도시 생략)을 포함한다.

예시적인 표시 장치(40)의 디스플레이(30)는 여기에서 설명되는 바와 같이, 쌍안정 디스플레이를 비롯한 다양한 디스플레이들 중의 어떤 것일 수도 있다. 다른 실시예에 있어서, 당업자들에게 잘 알려진 바와 같이, 디스플레이(30)는 앞서 설명한 바와 같은 플라즈마, EL, OLED, STN LCD 또는 TFT LCD와 같은 평판형 디스플레이, 또는 CRT나 다른 종류의 관(tube) 장치와 같은 비평판형(non-flat-panel) 디스플레이를 포함한다. 그러나, 본 실시예를 설명할 목적으로, 상기 디스플레이(30)는 여기에서 설명하는 바와 같이 간섭계 변조기 디스플레이를 포함한다.

예시적 표시 장치(40)의 일 실시예의 구성 요소들은 도 6b에 개략적으로 도시되어 있다. 도시된 예시적 표시 장치(40)는 하우징(41)을 포함하고 적어도 그 속에 부분적으로 수용된 추가적인 구성 요소들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에 있어서, 예시적 표시 장치(40)는 트랜스시버(transceiver)(47)에 결합된 안테나(43)를 포함하는 네트워크 인터페이스(27)를 포함한다. 트랜스시버(47)는 컨디셔닝 하드웨어(conditioning hardware)(52)에 연결된 프로세서(21)에 접속된다. 컨디셔닝 하드웨어(52)는 신호를 조절(예를 들어, 신호를 필터링)하도록 구성될 수도 있다. 컨디셔닝 하드웨어(52)는 스피커(45) 및 마이크(46)에 연결된다. 프로세서(21)는 입력 장치(48) 및 드라이버 제어기(29)에도 연결된다. 드라이버 제어기(29)는 프레임 버퍼(frame buffer)(28)에 그리고 어레이 드라이버(22)에 결합되고, 어레이 드라이버(22)는 이어서 디스플레이 어레이(30)에 결합된다. 전력 공급 장치(50)는 특정한 예시적 표시 장치(40) 설계에 요구되는 바와 같이 모든 구성 요소들에 전력을 제공한다.

네트워크 인터페이스(27)는 예시적 표시 장치(40)가 네트워크를 통하여 하나 이상의 장치와 연통할 수 있도록 안테나(43) 및 트랜스시버(47)를 포함한다. 일 실시예에 있어서, 네트워크 인터페이스(27)는 프로세서(21)의 요건을 경감할 수 있는 몇몇 처리 능력도 가질 수 있다. 안테나(43)는 전압을 송수신하기 위해, 당업자들에게 알려진 소정의 안테나이다. 일 실시예에 있어서, 안테나는 IEEE 802.11(a), (b) 또는 (g)를 비롯한 IEEE 802.11 표준에 따라서 RF 전압을 송수신한다. 다른 실시예에 있어서, 안테나는 블루투스(BLUETOOTH) 표준에 따라서 RF 전압 을 송수신한다. 이동 전화기의 경우, 안테나는 CDMA, GSM, AMPS 또는 무선 이동 전화 네트워크 내에서 연통하기 위해 사용되는 기타 공지된 전압을 수신하도록 설계되어 있다. 트랜스시버(47)는 안테나(43)로부터 수신된 전압을 미리 처리하여 이 전압이 프로세서(21)에 의해 수신되고 나아가 조작될 수도 있다. 또, 트랜스시버(47)는 프로세서(21)로부터 수신된 전압도 처리하여 이 전압이 안테나(43)를 거쳐서 예시적 표시 장치(40)로부터 전송될 수 있게 한다.

대안적인 실시예에 있어서, 트랜스시버(47)는 수신기로 대체될 수 있다. 또 다른 대안적인 실시예에 있어서, 네트워크 인터페이스(27)는 프로세서(21)에 전송될 이미지 데이터를 저장하고 생성할 수 있는 이미지 소스 혹은 이미지 공급원(image source)으로 대체될 수 있다. 예를 들어, 이미지 공급원은 이미지 데이터를 포함하는 디지털 비디오 디스크(DVD: digital video disc)나 하드 디스크 드라이브, 또는 이미지 데이터를 생성하는 소프트웨어 모듈일 수 있다.

프로세서(21)는 일반적으로 예시적 표시 장치(40)의 전체적인 동작을 제어한다. 프로세서(21)는 네트워크 인터페이스(27) 또는 이미지 공급원으로부터의 압축된 이미지 데이터와 같은 데이터를 수신하고, 해당 데이터를 원천 이미지 데이터(raw image data)로 또는 원천 이미지 데이터로 즉시 처리할 수 있는 포맷으로 처리한다. 그 후, 프로세서(21)는 처리된 데이터를 드라이버 제어기(29)로 또는 저장을 위해 프레임 버퍼(28)로 보낸다. 원천 데이터는 전형적으로 이미지 내의 각각의 위치에서 이미지 특성들을 식별하는 정보를 의미한다. 예를 들어, 이러한 이미지 특성들은 색깔, 색의 순도(saturation), 계조 레벨(gray scale level)을 포 함할 수 있다.

일 실시예에서, 프로세서(21)는 예시적 표시 장치(40)의 동작을 제어하는 마이크로 제어기, CPU, 또는 논리 유닛을 포함한다. 컨디셔닝 하드웨어(52)는 일반적으로 전압을 스피커(45)에 전송하기 위해, 그리고 마이크(46)로부터 전압을 수신하기 위해 증폭기들 및 필터들을 포함한다. 컨디셔닝 하드웨어(52)는 예시적 표시 장치(40) 내에 있는 별도의 구성 요소일 수도 있거나 프로세서(21) 혹은 기타 구성 요소들 내에 내장되어 있을 수도 있다.

드라이버 제어기(29)는 프로세서(21)에서 생성된 원천 이미지 데이터를 프로세서(21)로부터 혹은 프레임 버퍼(28)로부터 직접 취하여 어레이 드라이버(22)로 고속 전송하기 위해 원천 이미지 데이터를 적절하게 재포맷한다. 특히, 드라이버 제어기(29)는 원천 이미지 데이터를 래스터 유사 포맷(raster like format)을 가진 데이터 흐름으로 재포맷하여 디스플레이 어레이(30)에 걸쳐 스캐닝하기에 적합한 시간 순서를 가진다. 다음에, 드라이버 제어기(29)는 포맷된 정보를 어레이 드라이버(22)에 보낸다. 비록 LCD 제어기와 같은 드라이버 제어기(29)가 독립형 집적 회로(stand-alone Integrated Circuit(IC))로서 시스템 프로세서(21)와 종종 관련되지만, 이러한 제어기들은 다양한 방법들로 구현될 수도 있다. 이들은 프로세서(21) 내에 하드웨어로서 삽입될 수 있거나, 소프트웨어로서 프로세서(21) 내에 삽입될 수도 있거나, 또는 어레이 드라이버(22)와 함께 하드웨어에 완전히 일체화될 수도 있다.

전형적으로, 어레이 드라이버(22)는 포맷된 정보를 드라이버 제어기(29)로부 터 수신하고 디스플레이의 x-y 매트릭스 화소들로부터 나온 수백, 때로는 수천개의 인출선에 초당 여러번 인가되는 병렬 세트의 파형들로 비디오 데이터를 재포맷한다.

일 실시예에 있어서, 드라이버 제어기(29), 어레이 드라이버(22) 및 디스플레이 어레이(30)는 여기서 설명하는 디스플레이들의 유형 중 어느 것에나 적합하다. 예를 들어, 일 실시예에 있어서, 드라이버 제어기(29)는 종래의 디스플레이 제어기 또는 쌍안정 디스플레이 제어기(예를 들어, 간섭계 변조기 제어기)이다. 다른 실시예에 있어서, 어레이 드라이버(22)는 종래의 드라이버 또는 쌍안정 디스플레이 드라이버(예를 들어, 간섭계 변조기 디스플레이)이다. 일 실시예에 있어서, 드라이버 제어기(29)는 어레이 드라이버(22)와 일체형이다. 이러한 일 실시예는 이동 전화기, 시계 및 기타 소형 디스플레이와 같은 고집적 시스템에 있어서 일반적이다. 또 다른 실시예에 있어서, 디스플레이 어레이(30)는 전형적인 디스플레이 어레이 또는 쌍안정 디스플레이 어레이(예를 들어, 간섭계 변조기들의 어레이를 포함하는 디스플레이)이다.

입력 장치(48)는 사용자로 하여금 예시적 표시 장치(40)의 동작을 제어하도록 한다. 일 실시예에 있어서, 입력 장치(48)는 QWERTY 키보드 또는 전화기 키패드와 같은 키패드, 버튼, 스위치, 터치 센스 스크린, 또는 감압 또는 감열 막을 포함한다. 일 실시예에 있어서, 마이크(46)는 예시적 표시 장치(40)에 대한 입력 장치이다. 이 장치에 데이터를 입력하기 위해 마이크(46)가 사용되는 경우, 음성 명령들이 사용자에 의해 제공되어 예시적 표시 장치(40)의 동작들을 제어할 수도 있 다.

전력 공급 장치(50)는 당업계에 잘 알려져 있는 다양한 에너지 저장 장치들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에 있어서, 전력 공급 장치(50)는 니켈-카드뮴 배터리 또는 리튬 이온 배터리와 같은 충전용 배터리이다. 다른 실시예에 있어서, 전력 공급 장치(50)는 재생 가능 에너지 원, 커패시터, 또는 플라스틱 태양 전지, 태양 전지 페인트를 비롯한 태양 전지이다. 다른 실시예에 있어서, 전력 공급 장치(50)는 벽에 붙은 콘센트에서 전력을 받도록 구성된다.

몇몇 실시예에 있어서, 제어 프로그램은 앞서 설명한 바와 같이 전자 디스플레이 시스템 안의 몇몇 장소에 위치될 수 있는 드라이버 제어기 내에 존재한다. 몇몇 실시예에 있어서, 제어 프로그램은 어레이 드라이버(22) 내에 존재한다. 당업자들은 앞서 설명한 최적화 조건들을 다수의 하드웨어 및/또는 소프트웨어 구성 요소들 및 다양한 형태로 구현할 수도 있음을 인식할 것이다.

앞서 설명한 원리들에 따라서 작동되는 간섭계 변조기의 상세한 구조는 매우 다양할 수 있다. 예를 들어, 도 7a 내지 도 7e는 이동 반사층(14) 및 그의 지지 구조체들의 다섯 개의 서로 다른 실시예를 나타낸다. 도 7a는 도 1의 실시예의 단면도인데, 여기서 금속 재료(14)의 스트립은 직교 방향으로 연장된 지지부(18) 상에 증착된다. 도 7b에 있어서, 이동 반사층(14)은 줄(tether)(32) 상에 단지 모서리에서 지지부에 부착된다. 도 7c에 있어서, 이동 반사층(14)은 가요성 금속을 포함할 수도 있는 변형가능한 층(34)으로부터 매달려 있다. 변형가능한 층(34)은 해당 변형가능한 층(34) 주변의 기판(20)에 직접적으로 혹은 간접적으로 접속된다. 여기서, 이들 접속부를 지지 기둥이라 칭한다. 도 7d에 나타낸 실시예는 변형가능한 층(34)이 안착되는 지지 기둥 플러그(42)를 가진다. 이동 반사층(14)은 도 7a 내지 도 7c에 있어서와 마찬가지로 공동부 위에 매달린 채 유지되지만, 변형가능한 층(34)은 해당 변형가능한 층(34)과 광학 적층부(16) 사이의 구멍들을 채움으로써 지지 기둥을 형성하지 않는다. 오히려, 지지 기둥은 평탄화 재료로 형성되고, 이것은 지지 기둥 플러그(42)를 형성하는 데 이용된다. 도 7e에 나타낸 실시예는 도 7d에 나타낸 실시예에 의거한 것이지만, 도 7a 내지 도 7c에 나타낸 실시예뿐만 아니라 도시하지 않은 추가적인 실시예의 어느 것과 함께 작용하도록 적합화될 수도 있다. 도 7e에 나타낸 실시예에 있어서, 금속 또는 기타 전도성 재료의 여분의 층은 버스 구조체(44)를 형성하는 데 이용되어왔다. 이것에 의해 신호가 간섭계 변조기의 이면을 따라 송신될 수 있고, 그렇지 않으면 기판(20) 상에 형성될 수도 있는 다수의 전극을 제거할 수 있다.

도 7a 내지 도 7e에 나타낸 것과 같은 실시예에 있어서, 간섭계 변조기는 직시형(direct-view) 장치로서 기능하는 데, 여기서 이미지들은 투명 기판(20)의 앞면 쪽으로부터 보이고 그 반대편에는 변조기들이 배열되어 있다. 이들 실시예에 있어서, 반사층(14)은 변형가능한 층(34)을 비롯한, 기판(20)의 반대편의 반사층 쪽에 있는 간섭계 변조기의 일부를 광학적으로 차단한다. 이것에 의해 상기 차단된 영역은 화질에 나쁜 영향을 미치는 일없이 구성되고 작동될 수 있게 된다. 이러한 차단은 도 7e의 버스 구조체(44)를 가능하게 하여, 어드레싱 및 그 어드레싱에 기인한 움직임과 같은 변조기의 전자 기계적 특성들로부터 상기 변조기의 광학 적 특성들을 분리할 수 있는 능력을 제공한다. 이 분리가능한 변조기 구조체로 인해 해당 변조기의 광학적 측면들 및 전자 기계적 측면들에 대해 사용되는 재질들 및 구조 설계가 선택되어 서로 독립적으로 기능하게 된다. 더욱이, 도 7c 내지 도 7e에 도시된 실시예는 변형가능한 층(34)에 의해 수행되는, 기계적 특성들로부터 반사층(14)의 광학적 특성들을 분리함으로써 얻어지는 추가적인 장점들을 가진다. 이로 인해 반사층(14)에 사용되는 구조 설계 및 재질들이 광학적 특성에 대해서 최적화되고, 변형가능한 층(34)에 사용되는 구조 설계 및 재질들이 원하는 기계적 특성에 대해서 최적화된다.

도 8은 표시 소자(810) 속으로 광을 출사시키기 위해 위치결정된 도광체(820)를 구비한 표시 소자(810)들의 어레이의 단면도이다. 해당 표시 소자(810)는 각종 유형의 소자, 예를 들어, LCD 표시 소자 또는 전술한 것과 유사한 간섭계 변조기 표시 소자를 포함할 수 있다. 도 8의 실시예에 있어서, 복수개의 표시 소자(810)는 어레이 형태로 배열되어 있다. 전술한 바와 같이, 많은 디스플레이는 개별의 표시 소자들의 어레이를 포함한다. 마찬가지로, 디스플레이의 개별의 화소는 1개 이상의 표시 소자를 포함할 수도 있다. 도 8의 실시예에 있어서, 다수의 표시 소자(810)는 핸드폰 혹은 PDA의 디스플레이와 같은 대형 디스플레이의 일부일 수도 있다. 도광체(820)는 각 표시 소자(810)에 근접하여 위치결정되어 있고, 도광체 내에 그의 가장자리 속에 주입된 광을 전파하도록 구성되어 있다. 상기 도광체는 각 표시 소자(810) 내에 해당 도광체에 전파중인 광을 출사시키도록 더욱 구성되어 있다. LED 등의 광원(830)은 도광체(820)에 근접하여 위치결정되어 있고, 도광체(820)를 통해 진행하여 표시 소자(810) 상에 분포되게 되는 광을 제공한다. 다른 실시예에 있어서, 1개 이상의 광원과 도광체의 형태는 표시 소자들의 어레이에 광을 제공하기 위하여 다양할 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에 있어서, LED 등의 광원들의 직선 어레이는 도광체의 길이를 따라 뻗어있을 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 표시 소자(810)에 광을 제공하기 위하여, 일단부에서 광을 펌핑하는 가늘고 긴 선형 도광체를 이용할 수도 있다. 예를 들어, CCFTs(Cold Cathode Fluorescent Tubes) 등의 다른 광원, 당업계에 공지되거나 장차 개발될 다른 도광체도 본 명세서에 기재된 시스템 및 방법과 관련해서 이용될 수도 있다.

도 8의 실시예에 있어서, 도광체(820)는 표시 소자를 향하여 도광체로부터 소정의 수광각에서 홀로그램(840)에 입사하는 광을 출사하도록 구성된 홀로그램(840)을 포함한다. 본 명세서에서는 수광각으로 지칭하고 있지만, 이 수광각은 각도의 범위를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 홀로그램은 45 내지 45.5도의 범위 내에서 홀로그램 상에 입사하는 광선을 출사하도록 구성되어 있을 수도 있다. 다른 실시예에 있어서, 홀로그램에 의해 출사되는 수광각은 예를 들어 약 0.2, 0.25, 0.5, 0.75, 1, 또는 2도 이하의 폭의 범위 내에 있을 수도 있다. 일 실시예에 있어서, 홀로그램(840)은 홀로그램의 수광각 밖(수광각 범위 이외)의 각도에서 도광체 내에 전파하는 광선에 대해 실질적으로 영향을 미치지 않으며, 따라서, 상기 수광각 밖의 각도에서 광원(830)으로부터 도광체(820) 속으로 출사되는 광선은 표시 소자(810) 상에 홀로그램(840)에 의해 출사되지 않는다. 예를 들어, 홀로그램(840)의 수광각이 45 내지 45.5도이고 광원(830)으로부터 출사된 광이 홀로그 램(840)에 관하여 40도의 각도로 도광체 내에 전파되면, 도광체(820)의 제1면(822) 및 제2면(824)이 평행하기 때문에, 홀로그램(840)에 대한 광선의 각도는 광이 도광체(820)를 통해 전파되어 제1면(822) 및 제2면(824)으로부터 교대로 반사됨에 따라 40도로 유지될 것이다. 따라서, 도 8의 실시예에 있어서, 도광체(820) 내로 출사되는 광의 적어도 일부는, 광선이 홀로그램(840)의 수광각의 범위 내가 아니기 때문에, 도광체(820)로부터 표시 소자(810) 상에 출사되지 않는다. 소정의 실시예에 있어서, 홀로그램(840)은 표면 홀로그램, 용적 홀로그램, 또는 임의의 다른 형태의 홀로그램을 포함할 수도 있다.

도 9는 표시 소자(910)에 근접하여 위치결정되어 있는 홀로그램(940)을 포함하는 테이퍼 형상의 도광체(920)를 구비한 표시 소자(910)들의 어레이의 단면도이다. 도 9의 도광체(920)는, 제1면(922)과 제2면(924) 사이의 거리가 도광체(920)의 제1단부(927)보다 도광체(920)의 제2단부(926)에서 보다 작게 되도록 위치결정된 제1면(922)과 제2면(924)을 포함한다. 도광체(920)의 이 두께 편차로 인해, 유리하게는, 광이 도광체(920)를 통해 전파됨에 따라 도광체(920)로부터 반사된 광의 각도를 조정시킨다. 제1면(922)과 제2면(924)의 각도차는 본 명세서에서 테이퍼 각으로서 지칭한다. 도 9의 실시예에 있어서, 홀로그램(940)의 수광각 밖의 도광체(920) 내로 광원(930)으로부터 출사된 광선의 각도는, 각각의 광선의 각도가 홀로그램(940)의 수광각 이내이고, 광선이 표시 소자(910) 상에 도광체(920)로부터 출사될 때까지, 도광체(920)를 통해 광선이 전파됨에 따라 조정될 수 있다. 이와 같이 해서, 도광체(920)는 홀로그램(940)의 수광각 이내에 있는 광의 양을 유리하 게 증가시키고, 따라서, 홀로그램(940)에 대한 수광각의 범위를 증가시키는 일없이 도광체(920)로부터 출사되는 광량을 증가시킨다. 일반적으로, 넓은 수광각을 지닌 홀로그램은 보다 큰 각도의 입사광을 출사하지만, 바람직하지 않은 시각적인 인공산물(visual artifact)도 만들어낼 수도 있다. 도광체(920)는, 각각의 광선의 각도가 홀로그램(940)의 수광각을 향해 조정됨에 따라 넓은 범위의 각도에서 광원으로부터 출사된 광선이 도광체의 다양한 개소에서 도광체(920)로부터 출사될 수 있도록 해당 도광체(920) 내로 출사되는 광선의 각도를 유리하게 조정한다. 도광체(920) 내의 광선의 각도 조정은 또한 좁은 수광각을 가진 홀로그램(940)의 이용을 가능하게 하고, 따라서, 보다 넓은 수광각과 관련된 시각적인 인공산물을 감소시킨다.

일 실시예에 있어서, 홀로그램(940)은 도광체(920)의 TIR(total-internal-reflection: 전내부반사) 각도에 매우 가깝게 전파하는 광선을 회전시키도록 설계되어 있다. 따라서, 도광체(920)는 광원(930)으로부터 떨어진 도광체(920)를 통해 광이 이동함에 따라 이 각도를 향해서 전파중인 모든 광선을 이동시키도록 설계되어 있다. 따라서, TIR 각도 근방의 광원(930)으로부터 도광체(920)에 입사하는 광은 광원(930)에 가까운 도광체로부터 출사될 것이다. 홀로그램(940)에 대해서 거의 수평으로 놓인 도광체(920)에 입사하는 광은 도광체(920)의 보다 많은 부분을 통해 전파되고, 이때 각각의 광선과 홀로그램(940) 사이의 각도는, 해당 각도가 홀로그램(940)의 수광각 이내로 될 때까지 증가, 즉, 도광체(920)의 제1면(922)과 제2면(924)으로부터 각각 반사하여 더욱 직각으로 증가할 것이다.

소정의 실시예에 있어서, 도광체(920)의 제1면(922)과 제2면(924) 사이의 각도차("테이퍼 각"이라고도 칭함)는 비교적 작으며, 예컨대, 1도 이하이다. 도 9 내지 도 11에 있어서와 같이 본 명세서에 도시된 도광체의 실시예는 본 명세서에 기재된 시스템 및 방법에 따라 가능한 도광체의 각종 실시예를 더욱 예시하기 위하여 과장해서 그려진 테이퍼 형상을 포함한다.

도 9는 광원(930)으로부터 상이한 각도로 도광체(920) 속으로 출사되는 2개의 광선(950), (952)의 예시적인 광로를 예시하고 있다. 이 예에 있어서, 도광체(920) 속으로의 광선(950), (952)의 입사 시, 광선(952)과 홀로그램(940) 사이의 각도는 광선(950)과 홀로그램 사이의 각도보다 크다. 따라서, 광선(952)은 광선(950)보다 광원(930)에 보다 가까운 위치에서 홀로그램(940)의 수광각에 도달할 것이다. 도 9에 나타낸 바와 같이, 제1면(922) 및 제2면(924)으로부터의 반사 후, 홀로그램(940)에 관해서 광선(950), (952)의 각도는 도광체(920)의 테이퍼 각의 2배로 증가되어 있다. 따라서, 매립된 홀로그램(940)을 포함하는 도광체(920)가 45도의 수광각을 지니고, 도광체(920)의 테이퍼 각이 1/2도이면, 홀로그램에 관해서 각 광선의 각도는 도광체의 제1면(222) 및 제2면(224)으로부터의 반사 후에 약 1도 증가할 것이다. 광선(950), (952)의 각도는 광선이 도광체(920)를 통해 전파됨에 따라 해당 광선의 각도 변화를 보다 잘 나타내기 위해서 과장해서 도시되어 있다.

도 9의 실시예에 있어서, 홀로그램(940)은 제2면(924)에 평행하고, 따라서, 홀로그램(940)에 관해서 제2면(924)으로부터의 광선의 반사 각도는 변하지 않는다. 그러므로, 본 실시예에 있어서, 전체 테이퍼 각은, 제1면(922)으로부터 반사하는 광선의 각도가 테이퍼 각의 2배로 조정되고 제2면(924)으로부터 반사하는 광선의 각도는 조정되지 않도록, 홀로그램(940)과 제1면(922) 사이에 있다. 다른 실시예에 있어서, 홀로그램(940)은, 각 면으로부터의 반사각이 홀로그램에 관해서 조정되도록, 상기 제1면과 제2면 중 어느 한쪽과 평행하지 않을 수 있다. 따라서, 일반적인 규칙으로서, 광선의 각도는 도광체의 상부면과 하부면의 양쪽으로부터 반사된 후 도광체의 테이퍼 각의 약 2배만큼 변화된다.

예시할 목적으로, 도광체(920)는 0.5도의 테이퍼 각을 지니는 것으로 예시되어 있다. 이 테이퍼 각에 의해, 광선의 각도는 제1면(222)과 제2면(224)으로부터 반사된 후 약 1.0도만큼 변화된다. 전술한 바와 같이, 홀로그램(940)에 평행한 제2면(224)에 의해, 광선의 각도의 1.0도 변화는 모두 제1면(222)의 반사의 결과로서 일어나는 한편, 홀로그램(940)에 관해서 광선의 각도는 제2면(224)으로부터의 반사로 인해 변화되지 않는다.

예시적인 홀로그램(940)은 44.5도와 45.5도 사이의 수광각을 지닌다. 따라서, 광선(952)이 약 43도의 각도로 도광체(920)에 입사할 경우, 광선(952)은 홀로그램의 수광각 밖인 1.5도이고, 그러므로, 제1면(922)으로부터의 두 반사는 홀로그램(940)의 수광각 이내로 되도록 광선(952)의 각도를 약 45도까지 증가시킬 것이다. 마찬가지로, 광선(950)이 약 42도의 각도로 도광체(920)에 입사할 경우, 광선(950)은 홀로그램의 수광각 밖인 2.5도이고, 그러므로, 제1면(922)으로부터의 세 반사는 홀로그램(940)의 수광각 이내로 되도록 광선(950)의 각도를 약 45도까지 증가시킬 것이다.

도 9에 나타낸 바와 같이, 광원(930)으로부터 상이한 각도의 광이 출사될 경우, 도광체(920)는 유리하게는 광선을 해당 도광체(920)의 제1단부(927)와 제2단부(926) 사이의 상이한 위치에서 해당 도광체(920)로부터 출사시킨다. 전술한 바와 같이, 다른 실시예에 있어서는, 수광각은 도 9를 참조하여 설명된 예시적인 1도의 수광각의 폭보다 넓거나 좁을 수 있다. 부가적으로, 수광각의 범위는 예를 들어 30, 35, 40, 50, 55 또는 60도와 같은 다른 각도 부근에서 집중될 수도 있다. 도광체의 테이퍼 각도, 다른 실시예에 있어서, 테이퍼링되도록 0.1, 0.2, 0.8, 1, 2, 4 또는 8도로 변화될 수도 있다. 일 실시예에 있어서, 도광체의 테이퍼 각(예컨대, 도 9에서는 0.5도)은, 개별의 광선이 수광각에 대해 건너뛰지 않아 홀로그램에 의해 출사되지 않도록 홀로그램의 수광각 범위(예를 들어, 도 9에 있어서 1도) 이하이다.

도 10a 및 도 10b는 테이퍼 형상의 도광체(1020A), (1020B)의 단면도이고, 이들 도광체는 각각 제1면(1022)과 제2면(1024)을 포함한다. 도 10a의 실시예에 있어서, 도광체(1020A)는 제1면(1022A)에 근접하여 위치결정되어 있는 홀로그램(1040A)을 포함하는 한편, 도 10b의 실시예에 있어서, 도광체(1020B)는 해당 도광체(1020B)의 제2면(1022B)에 근접하여 위치결정되어 있다. 유리하게는, 도광체(1020) 및 기타 다른 도광체 내의 홀로그램(1040)은, 도광체 내의 그의 위치가 해당 도광체의 기능성에 상당한 영향을 미치는 일없이 변경될 수 있도록 설계될 수 있다. 도광체를 제조하는 데 이용되는 제조방법에 따라서는, 홀로그램은 도광체(920)의 홀로그램(940) 등의 도광체의 중간 부분 내보다는 오히려 제1면(1022) 또는 제2면(1024) 상의 도광체 내에 더욱 용이하게 매립될 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 홀로그램은 도광체 내의 다른 장소에 위치결정될 수도 있다. 일 실시예에 있어서, 홀로그램(1040A)은, 광선이 도광체(1020A)로부터 출사되도록 수광각 이내에 있는 해당 광선을 반사하도록 구성된 반사형 홀로그램이다. 일 실시예에 있어서, 홀로그램(1040B)은, 광선이 도광체(1020B)로부터 출사되도록 모든 광선을 투과하여 수광각 이내에 있는 광선의 각도를 조정하도록 구성되어 있는 투과형 홀로그램이다. 일반적으로, 항상 그런 것은 아니지만, 투과형 홀로그램과 반사형 홀로그램은 양쪽 모두 이들 광선의 각도에 거의 혹은 전혀 영향을 미치는 일없이 각각의 홀로그램의 수광각의 밖에 있는 광선을 투과시킨다.

도 11a 내지 도 11f는 도광체 내에 매립된 홀로그램(1140)을 각각 구비한 도광체(1120A) 내지 (1120F)의 다른 실시예의 각각의 단면도이다. 각 도광체(1120A) 내지 (1120F)는 제1면(1122) 및 제2면(1124)의 적어도 일부에서 분리되는 거리에서 변화를 제공하도록 다른 쪽 면에 대해서 경사진 제1면(1122) 및/또는 제2면(1124)의 적어도 일부를 지닌 대향하는 해당 제1면(1122) 및 제2면(1124)을 포함한다. 도광체(1120)의 이들 경사진 부분은 유리하게는 도광체(1120)를 통해 전파되는 광선의 각도를 조정한다. 도 9를 참조해서 전술한 바와 같이, 도광체(1120) 내의 광선의 전파 각도를 조정함으로써, 개별의 광선은 도광체(1120)의 길이를 따라 다양한 위치에서 홀로그램(1140)의 수광각에 도달할 것이다. 이와 같이 해서, 몇몇 실시예에 있어서, 홀로그램(1140)에 의해 도광체(1120)로부터 출사되는 광은 도광체(1120)의 길이를 따라 더욱 균일하게 분포될 수도 있다.

도 11a는 제1면(1122A)과 제2면(1124A) 사이에서 가속된 테이퍼 형상을 가진 도광체(1120A)를 나타내고 있다. 따라서, 광선이 광원(1130A)으로부터 더욱 멀리 이동함에 따라, 제1면에의 입사광의 편향이 더욱 커진다. 예를 들어, 광원(1130A) 근방의 제1면(1122A)은 1도의 각도로 경사질 수 있는 반면, 광원(1130A)으로부터 먼 제1면(1122A)은 2, 3 또는 4도 이상의 각도로 경사질 수 있다. 이 경사는 도 11a에 나타낸 바와 같이 광원으로부터의 거리가 증가함에 따라 점차적으로 증가할 수 있다. 그 결과, 소정의 실시예에 있어서는, 제1면(1122A)이 만곡되어 있다.

제1면(1122)에서의 경사는 도광체 내의 광선의 편향을 제공하므로, 제1면(1122B)의 길이에 걸쳐 복수의 융기부(ridge)(1123)를 포함하는 도광체(1120B)는 도 9에 나타낸 평탄한 면과 같은 단일의 경사면으로서도 작용할 수 있다. 전술한 바와 마찬가지 방법으로, 각 융기부(1123)는 홀로그램(1140B)에 관하여 각 융기부(1123)로부터 반사된 광의 각도를 조정한다. 본 실시예에 있어서, 융기부(1123)는 도광체(1120B)의 길이에 따라 다양한 장소에서 광선이 홀로그램(1140B)의 수광각에 이르도록 홀로그램(1140B)에 관하여 입사 광선의 각도를 조정하도록 구성되어 있다. 각 융기부는 예를 들어 약 4도 경사져 있고, 따라서, 도 9에 도시된 바와 같은 쐐기 형상 도광체 구조와 같은 마찬가지 방식으로 그 위에 입사된 광을 반사시킨다. 그러나, 유리하게는, 도광체의 총 두께 편차는 각 융기부의 출발부분에서 두께가 증가함에 따라 도 9에 도시된 바와 같은 도광체보다 도 11b에 도시된 도광체에서 감소된다. 따라서, 도광체가 얇을수록, 예를 들어, 광원 단부에서 보다 큰 두께 편차, 따라서, 전체적으로 보다 큰 두께를 필요로 하는 쐐기 형상 도광체와 동일한 양의 경사를 제공할 수 있다.

도 11c는 제1면(1122C)의 길이에 걸쳐 복수의 융기부(1125)를 포함하는 도광체(1120C)를 나타내고 있다. 도 11b의 실시예와 마찬가지로, 융기부(1125)는, 융기부(1125)로부터의 하나 이상의 반사 후, 각각의 광선이 홀로그램(1140C)의 수광각 이내이고, 따라서, 도광체(1120C)로부터 1개 이상의 표시 소자 상에 출사되도록, 입사광선의 각도를 조정하도록 구성되어 있다. 융기부(1123), (1125(도 11b 및 도 11c)의 각도 및 도광체의 제1면(1122) 또는 제2면(1124)에 포함된 융기부의 개수는 설계 변수 및 제조 제한조건에 따라 조정될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 융기부는 지저분한 다른 물질이 융기부에 박히는 것을 방지하도록 제2면(1124) 상에 위치결정되어 있다.

다른 형태도 가능하다. 상이한 형상을 지닌 융기부도 가능하다. 예를 들어, 제1면(1122A)은 톱니형상 패턴을 지니고 있지만, 여기서 융기부는 단차부 및 경사진 평탄부를 포함하며, 다른 설계에 있어서는, 경사진 부분은 평탄할 필요가 없거나 또는 단차 높이는 서로 동일할 필요는 없다. 부가적으로, 단차 간의 간극은 다양할 수 있고, 경사와 형상은 융기부마다 다를 수도 있다.

도 11d는 도광체(1120D)의 제1부분(1126)에 걸쳐 평탄한 제2면(1124D)으로부터 떨어져서 기울어진 제1면(1122D)을 포함하는 도광체(1120D)를 나타내고 있다. 본 실시예에 있어서, 제1면(1122D)은 도광체(1120D)의 제2부분(1127)에 걸쳐 제2면(1124D)을 향하여 기울어져 있다. 따라서, 제1부분(1126) 및 제2부분(1127)에 있어서의 광의 편향은 상이하다. 도광체(1120D)의 제1부분(1126)에 있어서의 제1 면(1122D)에 입사하는 광선의 반사각도는 감소할 것인 반면; 도광체(1120D)의 제2부분(1127)에 있어서의 제1면(1122D)에 입사하는 광선의 반사각도는 증가할 것이다. 일 실시예에 있어서, 광원 근방의 도광체(1120D)는 해당 도광체(1120D)의 그 부분에서 출사될 필요가 있는 더 많은 광선을 수광한다. 이와 같이 해서, 도광체(1120D)의 길이를 따라 광선의 출사를 정규화하기 위하여, 제1부분(1126)에 있어서의 광선의 각도는 도광체의 테이퍼링에 의해 조정되지 않는다. 따라서, 이 제1부분(1126)에 있어서, 홀로그램(1140D)에 의해 출사된 광선의 수가 실제로 감소될 수 있다. 광선이 제1부분(1126)을 통과해서 제2부분(1127)에 입사함에 따라, 광선의 각도는 제2부분(1127)의 테이퍼링에 의해 조정되고, 추가의 광선이 도광체(1120D)로부터 출사될 것이다.

도 11e는 단일의 융기부(1123)를 포함하는 도광체(1120E)를 나타내고 있다. 본 실시예에 있어서, 도광체(1120E)의 제1부분(1128)에 있어서, 제1면(1122E)과 제2면(1124E)은 평행하다. 그러나, 도광체(1120E)의 제2부분(1129)에 있어서, 제1면(1126)은 제2면(1129)에 대해서 경사져 있다. 광의 증가된 편향은 홀로그램(1140E)에 관하여 제2부분(1129) 내에 제공된다. 따라서, 도 11e의 실시예에 있어서, 홀로그램(1140E)의 수광각에서 광원(1130E)에 의해 출사된 광선만이 도광체(1120E)의 제1부분(1128)에 출사되는 한편, 도광체(1120)의 제2부분(1129)에서는, 수광각 미만에서 광원(1130E)에 의해 출사된 광선은, 각각의 광선이 홀로그램(1140E)의 수광각에 있어 도광체(1120E)로부터 출사될 때까지, 제1면(1122E)과 제2면(1124E)으로부터의 각 반사에 의해 각도 증가를 경험할 것이다.

도 11f는 평탄하지 않은(nonplanar) 제1면(1122F)과 제2면(1124F)을 포함하는 도광체(1120F)를 나타내고 있다. 본 실시예에 있어서, 제1면(1122F)과 제2면(1124F) 사이의 거리는 도광체(1120F)의 제1부분(1131)에서 증가하고, 도광체(1120F)의 제2부분(1132)에서 감소된다. 제1부분(1131)과 제2부분(1132) 자체는 양쪽 모두, 다른 형상이 이용될 수도 있지만 본 실시예에 있어서는 평탄하다. 도 11f의 실시예에 있어서, 광원(1130F)은 제1부분(1131)에 근접하여 위치결정되어 있고, 또 다른 광원(1150)은 제2부분(1132)에 근접하여 위치결정되어 있다. 이러한 구성 형태에 있어서, 광원(1130F)으로부터 광선의 각도는 제1부분(1131)을 통해 감소하고, 제2부분(1132)을 통해서 증가하는 한편, 광원(1150)으로부터의 광선은 제2부분(1132)을 통해서 감소하고, 제1부분(1131)을 통해서 증가한다. 각종 실시예는 도광체의 대향 단부 상의 광원이 제공이 제공될 경우 더욱 균일한 광 분포를 제공할 수 있다.

다른 실시예에 있어서, 제2광원(1150)은 광원(1130F)으로부터 반사기로 통과함에 따라 홀로그램(1140F)에 의해 출사되지 않는 광이 반대 방향으로 도광체(1120F)로 도로 반사되도록 반사기로 대체될 수도 있다. 본 실시예에 있어서, 광선의 각도는 홀로그램(1140F)의 수광각을 향해서 도광체(1120F)의 제1부분(1131)에 있어서의 제1면(1122F) 및 제2면(1124F) 상의 반사에 의해 조정될 수도 있다.

전술한 실시예는 예시적인 것으로, 본 명세서에 기재된 유리한 기능을 제공하는 가능한 도광체 형태의 범위를 제한하도록 의도된 것은 아니다. 소정의 실시예에 있어서, 도광체(1120)의 제1면(1122)과 제2면(1124)의 양쪽의 일부분이 홀로 그램(1140)에 관하여 경사져 있다. 설계, 형태 및 용도의 광범위한 변경도 가능하다.

이상에서는 본 발명의 특정 실시예들을 상세히 설명하였다. 그러나, 아무리 상기 상세한 설명이 본문에 제시되어 있더라도, 본 발명은 많은 방법으로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 단, 본 발명의 소정의 특성 혹은 측면들을 설명할 때의 특정 기술 용어의 이용은 그 기술 용어가 관련되는 본 발명의 특성 혹은 측면들의 어떠한 구체적인 특징들을 포함하는 것으로 제한하기 위해 여기에서 재차 정의되고 있는 것을 의미하도록 취해진 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 범위는 첨부된 청구의 범위 및 그의 임의의 등가물에 따라 해석되어야 한다.

Claims

광원;

서로 대향하는 제1면과 제2면을 지니는 도광체(light guide)로서, 상기 제2면에 대해서 상기 제1면의 적어도 일부가 경사져 있고, 상기 광원이 해당 도광체 속으로 광을 도입하도록 배치되어 있는 것인 도광체;

상기 도광체 내에 매립되어, 상기 도입된 광을 상기 도광체로부터 출사시키도록 구성되어 있는 홀로그램; 및

상기 도광체로부터 출사된 상기 광을 수광하기 위하여 상기 도광체에 대해서 배치된 표시 소자를 포함하되,

상기 경사진 제1면은 상기 광이 상기 도광체를 통해 전파됨에 따라 상기 홀로그램에 입사하는 광의 각도 분포를 변화시키는 것인 장치.
제1항에 있어서, 상기 도광체는 상기 대향하는 제1면과 제2면에 대해서 배치된 측면들을 포함하고, 상기 광원은 상기 측면들 중 적어도 하나를 통해 상기 도광체 속으로 광을 도입하도록 배치되어 있는 것인 장치.
제1항에 있어서, 상기 도광체는 쐐기 형상인 것인 장치.
제1항에 있어서, 상기 제2면의 적어도 일부는 상기 홀로그램에 대해서 경사 져 있는 것인 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1면은 적어도 하나의 단차를 포함하는 것인 장치.
제5항에 있어서, 상기 적어도 하나의 단차는 상기 홀로그램에 대해서 직각을 이루는 면을 포함하는 것인 장치.
제5항에 있어서, 상기 적어도 하나의 단차는 상기 홀로그램에 대해서 기울어져 있는 면을 포함하는 것인 장치.
제1항에 있어서, 복수개의 상기 경사진 부분은 각각 상기 홀로그램에 대해서 제1각도를 이루는 것인 장치.
제1항에 있어서, 제1 경사진 부분은 상기 홀로그램에 대해서 제1각도를 이루고, 제2 경사진 부분은 상기 홀로그램에 대해서 제2각도를 이루는 것인 장치.
제1항에 있어서, 상기 홀로그램은 상기 도광체의 제1면을 통해 상기 도광체로부터 광을 출사하도록 구성된 것인 장치.
제1항에 있어서, 상기 홀로그램은 상기 도광체의 제2면을 통해 상기 도광체 로부터 광을 출사하도록 구성된 것인 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1면과 제2면 중 적어도 한쪽은 만곡되어 있는 것인 장치.
제12항에 있어서, 상기 홀로그램에 대해서 제1면의 기울기는 상기 도광체의 길이를 따라 가속되는 것인 장치.
제12항에 있어서, 상기 홀로그램에 대해서 제1면의 기울기는 상기 도광체의 적어도 제1부분보다 양의 값인 것인 장치.
제12항에 있어서, 상기 홀로그램에 대해서 제1면의 기울기는 상기 도광체의 적어도 제2부분보다 음의 값인 것인 장치.
제15항에 있어서, 상기 제1면과 제2면 중 적어도 한쪽은 평탄한 것인 장치.
제1항에 있어서, 상기 홀로그램은 상기 제1면 상에 위치결정되어 있는 것인 장치.
제1항에 있어서, 상기 홀로그램은 상기 제2면 상에 위치결정되어 있는 것인 장치.
제1항에 있어서, 상기 홀로그램은 상기 1면과 제2면 사이에 위치결정되어 있는 것인 장치.
제1항에 있어서, 상기 홀로그램은 상기 도광체로부터 수광각(acceptance angle)의 범위 내에서 해당 홀로그램 상에 입사하는 광을 출사시키는 것인 장치.
제20항에 있어서, 상기 범위는 약 0.25도 이하인 것인 장치.
제20항에 있어서, 상기 범위는 약 0.5도 이하인 것인 장치.
제20항에 있어서, 상기 각도는 약 1도 이하인 것인 장치.
제20항에 있어서, 상기 홀로그램은 상기 수광각의 범위 내에 있는 홀로그램 상에 입사된 광을 반사하여, 해당 반사된 광이 상기 도광체로부터 공간 광변조기(spatial light modulator)를 향하여 출사되는 것인 장치.
제20항에 있어서, 상기 홀로그램은 상기 수광각의 범위 내에 있는 홀로그램 상에 입사된 광을 투과시켜, 해당 투과된 광이 상기 도광체로부터 공간 광변조기를 향하여 출사되는 것인 장치.
제1항에 있어서, 상기 홀로그램에 대한 각각의 광선의 각도는 해당 각각의 광선이 상기 제1면으로부터 반사된 경우 증가되는 것인 장치.
제1항에 있어서, 상기 공간 광변조기는 상기 제1면에 근접하여 위치결정되어 있는 것인 장치.
제1항에 있어서, 상기 공간 광변조기는 상기 제2면에 근접하여 위치결정되어 있는 것인 장치.
제1항에 있어서, 상기 광원은 상기 도광체의 제1단부에 근접하여 위치결정되어 있는 것인 장치.
제29항에 있어서, 상기 도광체의 제1단부에 근접하여 제2광원이 위치결정되어 있는 것인 장치.
제29항에 있어서, 상기 도광체의 제2단부에 근접하여 반사기가 위치결정되어 있는 것인 장치.
제1항에 있어서, 상기 광원 및 상기 도광체는 백라이트(backlight)를 포함하는 것인 장치.
제1항에 있어서, 상기 광원 및 상기 도광체는 프론트라이트(frontlight)를 포함하는 것인 장치.
제1항에 있어서, 상기 표시 소자는 공간 광변조기를 포함하는 것인 장치.
제34항에 있어서, 상기 공간 광변조기는 간섭계 변조기(interferometric modulator)를 포함하는 것인 장치.
제1항에 있어서, 상기 표시 소자는 EL, LCD, OLED, STN LCD 및 TFT LCD 표시 소자 중 하나를 포함하는 것인 장치.
실질적으로 광학적으로 투과성인 재료를 포함하고, 제1면과 제2면의 적어도 일부를 분리시키는 거리에서 변화를 제공하기 위하여 서로에 대해서 적어도 일부가 경사져 있는 서로 대향하는 해당 제1면과 제2면을 가진 본체; 및

상기 본체 내에 매립되어, 상기 제1면과 제2면 중 한쪽을 통해서 상기 본체 내에 도광된 광을 출사하도록 구성된 홀로그램을 포함하는 도광체.
제37항에 있어서, 상기 대향하는 제1면과 제2면 사이의 각도차는 약 0.5도 이상인 것인 도광체.
제37항에 있어서, 상기 대향하는 제1면과 제2면 사이의 각도차는 약 1도 이상인 것인 도광체.
제1항에 있어서,

상기 광원, 상기 도광체, 상기 홀로그램 및 공간 광변조기를 포함하는 디스플레이;

상기 디스플레이와 통신하여, 이미지 데이터를 처리하도록 구성된 프로세서; 및

상기 프로세서와 통신하도록 구성된 메모리 장치를 추가로 포함하는 장치.
제40항에 있어서, 상기 디스플레이에 적어도 하나의 신호를 전송하도록 구성된 드라이버 회로를 추가로 포함하는 장치.
제41항에 있어서, 상기 드라이버 회로에 상기 이미지 데이터의 적어도 일부를 전송하도록 구성된 제어기를 추가로 포함하는 장치.
제40항에 있어서, 상기 프로세서에 상기 이미지 데이터를 전송하도록 구성된 이미지 소스 모듈(image source module)을 추가로 포함하는 장치.
제43항에 있어서, 상기 이미지 소스 모듈은 수신기, 트랜스시버(transceiver) 및 송신기의 적어도 하나를 포함하는 것인 장치.
제40항에 있어서, 입력 데이터를 수신하고 해당 입력 데이터를 상기 프로세서에 전송하도록 구성된 입력 장치를 추가로 포함하는 장치.
광을 제공하는 광 제공 수단;

도광 수단에 광을 도광하기 위하여 서로에 대해서 배치된 제1 및 제2 전내부반사수단(total internal reflecting means)을 포함하는 도광 수단으로서, 상기 제1 전내부반사수단의 적어도 일부가 상기 제2 전내부반사수단에 대해서 경사져 있고, 상기 광 제공 수단이 상기 도광 수단 내로 광을 도입하도록 배치되어 있는 것인 상기 도광 수단;

상기 도입된 광을 상기 도광 수단으로부터 회절 및 출사시키는 광 출사 수단으로서, 상기 광이 상기 도광 수단을 통해 전파됨에 따라 상기 제1 전내부반사수단의 경사진 부분이 상기 광 출사 수단 상에 입사된 광의 각도 분포를 변경하는 것인 광 출사 수단; 및

상기 도광 수단으로부터 출사된 상기 광을 수광하기 위하여 상기 도광 수단에 대해서 배치되어 있는 표시 수단을 포함하는 장치.
제46항에 있어서, 상기 제1 및 제2 전내부반사수단은 각각 대향하는 제1면과 제2면을 포함하는 것인 장치.
제46항에 있어서, 상기 제1 전내부반사수단의 경사진 부분은 1개 이상의 단차를 포함하는 것인 장치.
제46항에 있어서, 상기 광 출사 수단은 상기 도광 수단 내에 매립된 홀로그램을 포함하는 것인 장치.
제46항에 있어서, 상기 표시 수단은 1개 이상의 간섭계 변조기를 포함하는 장치.
실질적으로 광학적으로 투과성인 재료를 포함하고, 제1면과 제2면의 적어도 일부를 분리시키는 거리에서 변화를 제공하기 위하여 서로에 대해서 적어도 일부가 경사져 있는 서로 대향하는 해당 제1면과 제2면을 가진 본체를 제조하는 단계; 및

상기 본체 내에 홀로그램을 매립시키는 단계를 포함하되,

상기 홀로그램은 상기 제1면과 제2면 중 한쪽을 통해서 상기 본체 내에 도광된 광을 출사하도록 구성된 것인, 도광체의 제조방법.
제51항에 있어서, 상기 대향하는 제1면과 제2면 사이의 각도차는 약 0.5도 이상인 것인, 도광체의 제조방법.
제51항에 있어서, 상기 대향하는 제1면과 제2면 사이의 각도차는 약 1도 이상인 것인, 도광체의 제조방법.