KR20100036233A

KR20100036233A - 표시장치를 조명하기 위한 이중 막 도광체

Info

Publication number: KR20100036233A
Application number: KR1020097024794A
Authority: KR
Inventors: 제프리 비. 샘프셀; 러셀 웨인 그루흘케; 마렉 미엔코; 강 쑤; 이온 비타
Original assignee: 퀄컴 엠이엠스 테크놀로지스, 인크.
Priority date: 2007-04-30
Filing date: 2008-04-21
Publication date: 2010-04-07
Also published as: TWI595293B; CA2685682A1; WO2008137299A1; US20100231510A1; US20100309687A1; CN102354012A; RU2009140154A; RU2482387C2; EP1988333A1; CN101675295B; BRPI0810811A2; CN101675295A; US8373821B2; JP2013011904A; US20080267572A1; EP1988332A1; TW200903105A; JP2010526341A; US7733439B2

Abstract

복수개의 매립된 표면 형상부를 포함하는 전면 도광 패널이 제공된다. 상기 전면 도광 패널은, 해당 도광 패널을 투과한 주변 발광으로부터 조명의 옵션을 허용하면서 해당 도광 패널 뒤에 위치된 표시 소자의 어레이에 전면 도광 패널의 하나의 측면에 배치된 인공 광원으로부터 균일 조명을 전달하도록 구성되어 있다. 상기 표면 매립된 표면 부조 형상부는 상기 도광 패널 내에 에어 포켓을 형성한다. 도광체의 측면 상에 입사하는 광은, 에어 포켓 상의 하나에서 공기/광 재료 안내 계면에 충돌할 때까지 해당 도광체를 통해 전파된다. 이어서, 상기 광은 표시 소자의 어레이의 전면에 배치된 출력면을 빠져나가도록 커다란 각도를 통한 전내부 반사에 의해 방향전환된다.

도광체, 표면 부조 형상부, 마이크로프리즘, 도광수단, 광반사수단

Description

표시장치를 조명하기 위한 이중 막 도광체{DUAL FILM LIGHT GUIDE FOR ILLUMINATING DISPLAYS}

본 발명은 일반적으로 LCD 표시장치 등의 프론트리트 표시장치(frontlit displays)에 관한 것으로, 특히, 프론트리트 표시장치용의 도광체의 이중 막 구성(dual film configuration)에 관한 것이다.

마이크로전자기계 시스템(MEMS: microelectromechanical 시스템)은 마이크로기계 소자, 작동기 및 전자 기기를 포함한다. 마이크로기계 소자는 기판 및/또는 증착(혹은 침착(depositing))된 재료층의 일부를 에칭해내거나 층들을 추가하여 전기 및 전자기계 장치를 형성하는 증착, 에칭 및/또는 기타 미세기계가공(micromachining) 공정들을 이용하여 형성될 수도 있다. MEMS 장치의 한 형태는 간섭계 변조기(interferometric modulator)라 불린다. 본 명세서에서 이용되는 바와 같이, 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 고정층과는 분리된 금속막을 포함할 수도 있다. 본 명세서에서 보다 더 상세히 설명하는 바와 같이, 도전판의 상대적 위치에 의해서 간섭계 변조기에 입사되는 광의 광학적 간섭은 변화될 수 있다. 이러한 장치들의 적용 범위는 광범위하며, 기존의 제품들을 개선시키는 데 있어서, 그리고 아직 개발되지 않은 새로운 제품들을 만들어내는 데 있어서 이러한 유형의 장치 특성들이 사용될 수 있도록 이들 장치의 특징들을 이용 및/또는 변경하는 것은 해당 기술 분야에서 유용할 것이다.

여기에 기재된 각종 실시형태는 표시 소자의 어레이를 가로질러 광을 분배 혹은 분포시키기 위한 도광체를 포함한다. 상기 도광체는 표시 소자의 어레이 상에 도광체에 전파되는 광을 방향전환시키는 표면 부조 형상부(surface relief features)를 포함할 수도 있다. 상기 표면 부조 형상부는 광을 반사시키는 자른 면(facet; 파세트)들을 포함할 수 있다. 이들 자른 면들을 보호하기 위하여, 해당 자른 면들은 도광체 내에 매립되어 있다. 다른 실시형태도 개시되어 있다.

본 발명의 일 실시형태는 상부면과 하부면을 구비한 상부 부분 및 상부면과 하부면을 구비한 하부 부분을 포함하는 도광체를 포함한다. 상기 상부 부분의 상기 하부면은 등고 형상, 즉, 굴곡(contour)(본 명세서에서의 굴곡이란 용어는 각진 굴곡도 포함하는 것임)을 지니고 있다. 해당 하부 부분의 상기 상부면도 굴곡을 지니고 있다. 상기 상부 부분은, 해당 상부 부분의 상기 굴곡을 지니고 있는 하부면과 상기 하부 부분의 상기 굴곡을 지니고 있는 상부면이 해당 상부 부분과 하부 부분 사이에 공동부(cavities)를 형성하도록, 상기 하부 부분 위에 배치되어 있다.

본 발명의 다른 실시형태는 상부면과 하부면을 구비한 커버층; 상부면과 하부면을 구비한 막(film)으로서, 해당 막의 상부면은 굴곡을 지니고 있는 것인 막; 및 상부면과 하부면을 구비한 도광판을 포함한다. 상기 커버층은, 해당 커버층의 하부면과 상기 막의 굴곡을 지닌 상부면이 상기 커버층과 상기 막 사이에 공동부를 형성하도록 상기 막 위에 배치되어 있다. 또, 상기 막은 상기 커버층과 상기 도광판 사이에 배치되어 있다.

본 발명의 또 다른 실시형태는 평탄면을 지닌 커버층; 제1면과 제2면을 구비한 막; 및 상부 평탄면과 하부 평탄면을 구비한 도광판을 포함하는 도광체를 포함한다. 상기 막의 제1면은 복수개의 오목한 표면 부조 형상부를 지니고, 상기 막의 제2면은 평탄하다. 상기 막은, 상기 평탄한 제2면이 상기 도광판에 인접하고, 상기 제1면의 오목한 표면 부조 형상부가 상기 도광판으로부터 빗나가도록(face away), 상기 도광판 위에 배치되어 있다. 또, 상기 커버층은, 해당 커버층의 평탄면과 상기 막의 오목한 표면 부조 형상부가 상기 커버층과 상기 막 사이에 공동부를 형성하도록, 상기 막에 인접하게 배치되어 있다.

본 발명의 다른 실시형태는 제1도광수단과 제2도광수단을 포함하는 도광체를 포함한다. 상기 제1 및 제2도광수단은 해당 제1 및 제2도광수단을 함께 맞물리게 하기 위한 각각의 맞물림 수단(mating means)을 구비한다. 상기 제1 및 제2도광수단의 양쪽 모두의 맞물림 수단은, 상기 제1 및 제2도광수단이 함께 맞물릴 때, 그 사이에 광을 반사하는 광반사수단이 형성되도록 하는 굴곡을 지닌다.

본 발명의 또 다른 실시형태는 광을 도광하는 제1도광수단; 광을 도광하는 제2도광수단; 및 상기 제2도광수단을 덮는 커버 수단을 포함하는 도광체를 포함한다. 상기 커버 수단은 상기 제2도광수단이 상기 커버 수단과 상기 제1도광수단 사이에 있도록 배치되어 있다. 상기 제2도광수단과 상기 커버 수단은 해당 제2도광수단과 커버 수단을 함께 맞물리게 하기 위한 각각의 맞물림 수단을 구비한다. 상기 제2도광수단의 상기 맞물림 수단은 상기 제2도광수단과 상기 커버 수단이 함께 맞물릴 때, 그 사이에 광을 반사하는 광반사수단이 형성되도록 하는 굴곡을 지닌다.

도 1은 제1간섭계 변조기의 이동식 반사층이 이완 위치에 있고, 제2간섭계 변조기의 이동식 반사층이 작동 위치에 있는 간섭계 변조기 디스플레이(표시장치)의 일 실시형태의 일부를 나타낸 등각 투상도;

도 2는 3×3 간섭계 변조기 디스플레이를 내장하는 전자 장치의 일 실시형태를 예시한 시스템 블록도;

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

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

도 5a는 도 2의 3×3 간섭계 변조기 디스플레이에서의 표시 데이터의 프레임 의 일례를 나타낸 도면;

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

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

도 7a는 도 1의 장치의 단면도;

도 7b는 간섭계 변조기의 대안적인 실시형태의 단면도;

도 7c는 간섭계 변조기의 다른 대안적인 실시형태의 단면도;

도 7d는 간섭계 변조기의 또 다른 대안적인 실시형태의 단면도;

도 7e는 간섭계 변조기의 추가의 대안적인 실시형태의 단면도;

도 8은 선형 광원과 전면(front; 혹은 정면) 도광 패널을 포함하는 플랫 패널(평판형) 표시장치에 이용하기 위한 전면 도광체 유닛을 나타낸 도면;

도 9는 반사형 표시 패널, 매립된 표면 형상부(embedded surface features)를 지닌 이중 막 전면 도광 패널, 및 광원을 포함하는 프론트리트 표시장치를 도시한 도면;

도 10은 도 9의 이중 막 도광체의 상부 막과 하부 막을 도시한 도면;

도 11은 도 9의 도광체를 통해 전파되는 표시 패널로부터의 광선을 도시한 도면;

도 12는 도광체를 통해 표시 패널에 전파되는 주변광으로부터의 광선을 도시한 도면;

도 13은 표면 형상부 간의 거리가 도광체의 길이를 가로질러 변화하는 전면 도광체의 대안적인 실시형태를 도시한 도면;

도 14는 매립된 표면 형상부를 지닌 전면 도광체의 대안적인 실시형태를 도시한 도면;

도 15는 반사형 표시 패널, 매립된 표면 형상부를 지닌 전면 도광 패널, 및 광원을 포함하는 프론트리트 표시장치의 대안적인 실시형태를 도시한 도면;

도 16은 매립된 표면 형상부를 지닌 전면 도광체의 대안적인 실시형태를 도시한 도면;

도 17은 도 16의 전면 도광체의 매립된 표면 형상부 중 하나 상에 입사하는 광선을 도시한 도면;

도 18은 반사 코팅을 지닌 매립된 표면 형상부를 구비한 전면 도광체의 대안적인 실시형태를 도시한 도면;

도 19는 다수의 자른 면을 낸(multifaced) 매립된 표면 형상부를 나타내는 전면 도광체의 대안적인 실시형태의 일부를 도시한 도면;

도 20은 만곡된 자른 면을 지닌 매립된 표면 형상부를 나타내는 전면 도광체의 대안적인 실시형태의 일부를 도시한 도면;

도 21은 반사형 표시 패널, 및 매립된 표면 형상부를 지닌 전면 도광 패널을 포함하되, 매립된 표면 형상부가 도광 패널에 대면하는 막 쪽에 배치되어 있는 프론트리트 표시장치의 대안적인 실시형태를 도시한 도면;

도 22는 도 21의 것과 유사하지만, 매립된 표면 형상부가 수직 벽을 지니는 프론트리트 표시장치의 대안적인 실시형태를 도시한 도면.

이하의 상세한 설명은 본 발명의 임의의 특정 실시형태들에 관한 것이지만, 본 발명은 다양한 방법들로 구현될 수 있다. 본 설명에 있어서, 도면 전체에 걸쳐서 동일한 구성 요소들은 동일한 참조 번호들로 표기된 도면을 참조한다.

여기에 기재된 각종 실시형태에 있어서, 에지 조명되는 전면 도광 패널은 복수개의 매립된 표면 형상부를 포함한다. 상기 매립된 표면 형상부에 포함된 표면 부조 형상부는 상기 도광 패널 내에 에어 포켓(air pockets) 등의 충전가능한 간극 혹은 공동부를 형성할 수 있다. 도광체의 에지부 내에 입사하는 광은 에어 포켓 상의 하나에서 공기/광 재료 계면에 충돌할 때까지 상기 도광체를 통해 전파된다. 이어서, 상기 광은 표시 패널의 전면(즉, 정면)에 배치된 출력면을 빠져나가도록 커다란 각도를 통한 전내부 반사(total internal reflection: TIR)에 의해 방향전환된다. 에어 포켓을 형성하기 위하여, 1쌍의 안내부는 서로 접촉하는 굴곡형성 면(contoured surface)들을 지닌다. 기타 실시형태가 또한 본 명세서에 개시되어 있다.

이하의 설명으로부터 명백한 바와 같이, 실시형태들은 동화상(예를 들어, 비디오)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/네비게이 션, 카메라, MP3 플레이어, 캠코더, 게임 콘솔(game console), 손목 시계, 시계, 계산기, 텔레비전 모니터, 플랫 패널 디스플레이, 컴퓨터 모니터, 자동차 디스플레이(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 구현되거나 또는 그 다양한 전자 장치들과 관련될 수 있는 것을 고려할 수 있다.

표시장치, 예컨대, 간섭계 변조식 MEMS 장치, LCD 등은, 볼 수 있는 적절한 수준까지 표시 소자의 어레이를 비추도록 구성된 광원을 포함할 수 있다. 도광체는, 광원과 조합해서, 광원에 근접한 표시 소자의 어레이에 결합되어 해당 표시 소자의 어레이를 가로질러 광을 분배시킬 수 있다. 도광체는 표시 소자의 배후(예컨대, 배면발광)에서 또는 표시 소자의 전면(예컨대, 전면발광)에서 등과 같이 표시소자에 대해서 각종 배향으로 위치결정될 수 있다. 본 명세서에 기재된 시스템 및 방법에 있어서, 전면 도광 패널은 표시 소자 내의 반사층을 통해 주변 발광으로부터의 조명의 옵션을 허용하면서 인공 광원으로부터 표시 소자의 어레이로 균일 조명을 전달하도록 표시 소자의 어레이의 전면에 배치되어 있다.

간섭계 MEMS 표시 소자를 포함하는 간섭계 변조기 디스플레이의 일 실시형태가 도 1에 예시되어 있다. 이들 장치에 있어서, 화소들은 밝은 상태 또는 어두운 상태이다. 밝은("온(on) 또는 "열린") 상태에서, 표시 소자는 입사되는 가시 광선 의 많은 부분을 사용자에게 반사시킨다. 어두운("오프(off)" 또는 "닫힌") 상태에 있을 경우, 표시 소자는 입사되는 가시 광선을 사용자에게 거의 반사하지 않는다. 본 실시형태에 따르면, "온" 및 "오프" 상태의 광 반사 특성은 반대로 되어 있을 수도 있다. MEMS 화소들은 선택된 색에서 우선적으로 반사하도록 구성되어 백색 및 흑백 표시에 부가해서 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. 소정의 실시형태에서, 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 간극(resonant optical gap)을 형성한다. 일 실시형태에 있어서, 반사층들 중 하나는 두 위치 사이에서 움직일 수도 있다. 여기서 이완 위치라고도 칭해지는 제1위치에서, 이동식 반사층은 고정된 부분 반사층으로부터 상대적으로 먼 거리에 위치된다. 여기서 작동 위치라고도 칭해지는 제2위치에서, 이동식 반사층은 상기 부분 반사층에 더 가까이 인접하여 위치된다. 두 반사층에서 반사된 입사광은 이동식 반사층의 위치에 따라서 보강(constructively) 간섭 또는 소멸(destructively) 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 위치 에 이동식 반사층(14a)이 예시되어 있다. 오른쪽에 위치한 간섭계 변조기(12b)에는 광학 적층부(16b)에 인접한 작동 위치에 이동식 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 각종 금속, 반도체 및 유전체 등의 부분적으로 반사성인 각종 재료로 형성될 수 있다. 부분 반사층은 1층 이상의 재료 층으로 형성될 수 있고, 이들 각 층은 단일 재료 혹은 재료들의 조합으로 형성될 수도 있다.

소정의 실시형태에서는, 이하에 더욱 설명되는 바와 같이, 광학 적층부(16)의 층들은 평행 스트립(strip)들로 패터닝되고, 표시장치 내에서 행방향 전극들을 형성할 수도 있다. 이동식 반사층(14a), (14b)은 기둥부(즉, 지지부)(18) 사이에 증착되는 중재 희생 재료 및 기둥부(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 제거하면, 이동식 반사층(14a), (14b)은 광학 적층부(16b), (16b)로부터 소정의 간극(19)만큼 분리되게 된다. 알루미늄과 같은 고 전도성·반사성 재료가 반사층(14)에 사용될 수 있고, 이들 스트립들은 표시장치에서 열방향 전극들을 형성할 수도 있다.

도 1에 있어서 화소(12a)로 예시된 바와 같이, 전압이 인가되지 않을 경우, 이동식 반사층(14a)이 기계적으로 이완 상태인 채로, 간극, 즉, 공동부(19)가 이동식 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 높다면, 이동식 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(도 1에서는 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 내포할 수도 있는 전자 장치의 일 실시형태를 예시한 시스템 블록도이다. 예시적 실시형태에 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, 마이크로제어 기와 같은 특수 목적의 마이크로프로세서, 또는 프로그래밍가능한 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 실시형태에 있어서, 프로세서(21)는 또한 어레이 드라이버(22)와 통신하도록 구성된다. 일 실시형태에 있어서, 어레이 드라이버(22)는 디스플레이 어레이(디스플레이) 혹은 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 상태에서 작동 상태로 이동식 층을 변형시키기 위해 10 볼트의 전위차가 필요할 수도 있다. 그러나, 이러한 값으로부터 전압이 감소될 경우, 전압이 10 볼트 미만으로 다시 떨어질 때에 이동식 층은 그 상태를 유지한다. 도 3의 예시적 실시형태에 있어서, 전압이 2 볼트 미만으로 떨어질 때까지 이동식 층은 완전히 이완되지 않는다. 이와 같이 해서, 도 3에 예시된 예에서 약 3 내지 7 V의 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 내지 7 볼트의 "안정성 창" 내에서 전위차를 보인다. 이러한 특성으로 작동 또는 이완의 기존 상태에서 동일한 인가 전압 조건 하에서 도 1에 예시된 화소 설계가 안정화된다. 간섭계 변조기의 각 화소는 작동 상태인지 혹은 이완 상태인지에 따라 본질적으로 고정식 반사층 및 이동식 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 프 레임 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 실시형태에서, 화소를 작동시키기 위해서는 적절한 열을 -V_bias로 설정하고 적절한 행을 +ΔV로 설정하는 것이 필요한데, -V_bias 및 +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 실시형태에 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 신호 및 열방향 신호를 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 상태에서 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. 어레이 내의 다른 화소들은 영향을 받지 않는다. 원하는 바와 같이 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 열 작동을 수행시키는 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 이해할 수 있을 것이다.

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

표시장치(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 실시형태에 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 표시장치(40)의 디스플레이(30)는 여기에서 설명되는 바와 같이, 쌍안정 디스플레이를 비롯한 다양한 디스플레이들 중의 어떤 것일 수도 있다. 다 른 실시형태에 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 실시형태를 설명할 목적으로, 상기 디스플레이(30)는 여기에서 설명하는 바와 같이 간섭계 변조기 디스플레이를 포함한다.

예시적 표시장치(40)의 일 실시형태의 구성 요소들은 도 6b에 개략적으로 도시되어 있다. 도시된 예시적 표시장치(40)는 하우징(41)을 포함하고 적어도 그 속에 부분적으로 수용된 추가적인 구성 요소들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 일 실시형태에 있어서, 예시적 표시장치(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 표시장치(40) 설계에 요구되는 바와 같이 모든 구성 요소들에 전력을 제공한다.

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

대안적인 실시형태에 있어서, 트랜스시버(47)는 수신기로 대체될 수 있다. 또 다른 대안적인 실시형태에 있어서, 네트워크 인터페이스(27)는 프로세서(21)에 전송될 이미지 데이터를 저장하거나 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 표시장치(40)의 전체적인 동작을 제어한다. 프로세서(21)는 네트워크 인터페이스(27) 또는 이미지 공급원으로부터의 압축된 이미지 데이터와 같은 데이터를 수신하고, 해당 데이터를 원천 이미지 데이 터(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 전송한다. 원천 데이터는 전형적으로 이미지 내의 각각의 위치에서 이미지 특성들을 식별하는 정보를 의미한다. 예를 들어, 이러한 이미지 특성들은 색깔, 채도(color saturation), 그레이 스케일 레벨(gray scale level)을 포함할 수 있다.

일 실시형태에서, 프로세서(21)는 예시적 표시장치(40)의 동작을 제어하는 마이크로 제어기, CPU 또는 논리 유닛을 포함한다. 컨디셔닝 하드웨어(52)는 일반적으로 신호를 스피커(45)에 전송하기 위해, 그리고 마이크(46)로부터 신호를 수신하기 위해 증폭기들 및 필터들을 포함한다. 컨디셔닝 하드웨어(52)는 예시적 표시장치(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 전송한다. 비록 LCD 제어기와 같은 드라이버 제어기(29)가 자립형 집적 회로(stand-alone Integrated Circuit(IC))로서 시스템 프로세서(21)와 종종 관 련되지만, 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)로부터 수신하고 디스플레이의 x-y 매트릭스 화소들로부터 나온 수백, 때로는 수천개의 인출선에 초당 여러 번 인가되는 병렬 세트의 파형들로 비디오 데이터를 재포맷한다.

일 실시형태에 있어서, 드라이버 제어기(29), 어레이 드라이버(22) 및 디스플레이 어레이(30)는 여기서 설명하는 디스플레이들의 유형 중 어느 것에나 적합하다. 예를 들어, 일 실시형태에 있어서, 드라이버 제어기(29)는 종래의 디스플레이 제어기 또는 쌍안정 디스플레이 제어기(예를 들어, 간섭계 변조기 제어기)이다. 다른 실시형태에 있어서, 어레이 드라이버(22)는 종래의 드라이버 또는 쌍안정 디스플레이 드라이버(예를 들어, 간섭계 변조기 디스플레이)이다. 일 실시형태에 있어서, 드라이버 제어기(29)는 어레이 드라이버(22)와 일체형이다. 이러한 일 실시형태는 이동 전화기, 시계 및 기타 소형 디스플레이와 같은 고집적 시스템에 있어서 일반적이다. 또 다른 실시형태에 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 표시장치(40)의 동작을 제어하도록 한다. 일 실시형태에 있어서, 입력 장치(48)는 QWERTY 키보드 또는 전화기 키패드와 같은 키패드, 버튼, 스위치, 터치 센스 스크린, 또는 감압 또는 감열막을 포함한다. 일 실시형태에 있어서, 마이크(46)는 예시적 표시장치(40)에 대한 입력 장치이다. 이 장치에 데이터를 입력하기 위해 마이크(46)가 사용되는 경우, 음성 명령들이 사용자에 의해 제공되어 예시적 표시장치(40)의 동작들을 제어할 수도 있다.

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

소정의 실시형태에 있어서, 제어 프로그램은 앞서 설명한 바와 같이 전자 디스플레이 시스템 안의 몇몇 장소에 위치될 수 있는 드라이버 제어기 내에 존재한다. 소정의 실시형태에 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 이동식 반사층(14) 및 그의 지지 구조체들의 다섯 개의 서로 다른 실시형태를 나타낸다. 도 7a는 도 1의 실시형태 의 단면도인데, 여기서 금속 재료(14)의 스트립은 직교 방향으로 연장된 지지부(18) 상에 증착된다. 도 7b에 있어서, 이동식 반사층(14)은 줄(tether)(32) 상에 단지 모서리에서 지지부에 부착된다. 도 7c에 있어서, 이동식 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. 이들 접속부는 여기서는 지지 기둥부라고도 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 간극부 위에 매달린 채 유지되지만, 변형가능한 층(34)은 해당 변형가능한 층(34)과 광학 적층부(16) 사이의 구멍들을 채움으로써 지지 기둥부를 형성하지 않는다. 오히려, 지지 기둥부는 평탄화 재료로 형성되고, 이것은 지지 기둥 플러그(42)를 형성하는 데 이용된다. 도 7e에 나타낸 실시형태는 도 7d에 나타낸 실시형태에 의거한 것이지만, 도 7a 내지 도 7c에 나타낸 실시형태뿐만 아니라 도시하지 않은 추가적인 실시형태의 어느 것과 함께 작용하도록 적합화될 수도 있다. 도 7e에 나타낸 실시형태에 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 7e에 있어서의 버스 구조체(44)를 가능하게 하여, 변조기의 광학적 특성을 변조기의 전자 특성, 예컨대 어드레싱 및 그 어드레싱으로부터 초래되는 이동과 분리시키는 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.

디스플레이(즉, 표시장치) 기술에 있어서, 인공 발광이 표시장치를 가시화하는 데 이용될 수 있다. 이것을 행하기 위하여, 형광관 혹은 LED 등의 광원으로부터의 광이 박형의 슬래브 형상 도광체 내에 포획되어, 표시장치에 전달된다. 조명은 "배면 발광"(backlighting) 혹은 "전면 발광"(frontlighting)에 의해 제공될 수 있다.

플랫 패널 표시장치는, 전형적으로, 선형광원으로부터 광을 재차 지향시켜 표시 패널의 후면으로 균일 조명을 전달하는 도광체 슬래브에 의해 "백리 트"(backlit)(종종 "백라이트"라고도 칭함)된다. 도광 패널의 에지부를 따라 도입된 광은 도광 패널 내에 도광되고, 도광 패널의 배면 혹은 전면 상에 배치된 추출기 특성부(extractor features)는, 도광 패널 내에 광의 전파를 붕괴시켜 해당 광이 표시장치를 향하여 상기 패널의 전면을 가로질러 균일하게 방출될 수 있게 하는데 이용될 수 있다.

대안적으로, 플랫 패널 반사형 표시장치는 표시 패널의 관찰 측으로부터 균일 조명을 전달하는 전면 도광체에 의해 "프론트 리트"될 수 있다. 이러한 표시장치는 또한 주변 광을 반사시킬 수 있고, 이에 의해, 충분히 밝은 주변광 조건에서 그들의 휘도를 증가시킬 수 있다. 전면 발광은 몇몇 구성에 있어서 저조도 주변 조건에서만 이용될 수도 있다.

프론트리트 시스템에 있어서, 도 8에 나타낸 바와 같이, 형광관, LED 혹은 LED 어레이, 또는 LED에 의해 조명된 라이트 바(light bar) 등의 광원(2)으로부터의 광은 표시 패널(4)의 전면에 위치된 박형의 슬래브 형상 도광 패널(즉, 도광체)(1003) 내로 도입된다.

도광체 내에 도입된 광(5)은 도광체(1003)의 길이를 따라 도광된다. 표시 패널에 균일 조명을 제공하기 위하여, 광(5)은, 도광체(1003)의 두께를 통해 전파되어, 출력면(1031)을 통해 탈출하도록, 커다란 각도, 대략 90°를 통해 방향전환된다. 광의 방향전환은 복수개의 방향전환 형상부를 포함하는 표면 부조 구조체를 통해 달성될 수 있다.

도 8과 관련하여 위에서 논의된 바와 같이, 광-입력면(1033)에 입사하는 광 속(5)은 전내부 반사에 의해 도광체(1003)의 반대 측면을 향해 전면 도광체(3)를 통해 전파된다. 관찰면(1032)은 해당 관찰면(1032)의 폭을 따른 패턴으로 배열된 프리즘 미세구조체(prismatic microstructure)(1040) 등의 복수개의 광방향전환 구조체를 추가로 포함한다. 프리즘 미세구조체(1040)는, 자른 면/공기 계면에서 광을 반사시켜 해당 광을 커다란 각도를 통해 방향전환시키기 위하여 서로에 대해서 기울어진 2개 이상의 방향전환용 자른 면(turning facets)(1042), (1044)을 포함할 수 있다. 인접한 자른 면(1042), (1044)의 복수의 쌍은, 예를 들어, 하나의 얕고 긴 자른 면과, 훨씬 짧지만 더욱 가파르게 경사진 자른 면을 포함할 수 있다. 광이 도 8에 나타낸 바와 같이 제1의 얕은 자른 면에 충돌하고 나서 이어서 순차 제2의 가파른 자른 면에 충돌하면, 상기 두 자른 면/공기 계면에서 전내부 반사가 일어나, 광은 커다란 각도를 통해 방향전환된다. 이 경로를 따르는 광은 이어서 인접한 표시 패널을 향해 출력면을 통해 도광체로부터 추출된다. 이와 같이 해서, 이들 구조체(1040) 중 하나와 조우하는 광속(5)은 확산적으로 혹은 반사적으로 반사되어, 출력면(1031)을 통해 대부분 방출된다. 다수의 내부 반사는 광 출력면(1031)을 가로지르는 광 출력에 있어서 균일성을 제공하도록 원조하는 도광판(3) 내에 광의 합성을 증강시킨다.

이들 프리즘성 표면 부조 형상부는 엠보싱 처리, 사출성형, 주조 혹은 기타 수법 등에 의해 도광체의 표면 내에 제작되거나, 혹은 얇은 막으로 제작되고, 이 막은 이어서 평탄면 도광체의 표면에 부착된다. 소정의 디자인에 있어서, 이러한 프리즘성 표면 부조 구조체는 도광체의 상부면, 즉, 광 출력면과 반대쪽의 노출된 표면 상에 위치된다. 그 결과, 주변 조건으로부터 보호되지 않는다면, 방향전환용 자른 면은 먼지, 수분 혹은 기타 오염물로부터 오염되기 쉽다. 예컨대, 먼지의 존재는 자른 면 계면에서 전내부 반사를 붕괴시켜, 프리즘 미세구조체의 광 방향전환 성능을 저감시킬 수 있다. 이러한 프리즘 미세구조체의 골(valley) 부분 내에 포획된 먼지나 미립자 오염물은 또한 관찰자의 눈에 직접 광을 산란시키고, 따라서 표시 콘트라스트를 저감시킬 것이다.

이와 같이 해서, 표시 장치의 제조 및 장기간 사용 동안 프리즘성 표면 부조 구조체를 보호하는 것이 유리하다. 이것은 주된 문제이고, 이 기술의 광범위한 적용을 제한한다. 제작 동안 표면 부조 오염을 방지하기 위하여 클린룸 설비가 사용될 수 있지만, 이러한 접근법은 제조비용을 증가시킨다. 또한, 장치 사용 동안 프리즘 표면을 보호하기 위하여 밀봉된 커버판이 이용될 수 있다. 그러나, 이것은 도광체의 두께 및 제조 복잡성에 기여한다. 따라서, 성능 증가를 얻고, 제조를 단순하고/하거나 비용을 저감시킬 수 있는 기타 디자인이 요망된다.

도 9는 선형 광원(2) 및 전면 도광 패널 혹은 판(103)(LGP)을 포함하는 프론트리트 표시장치의 일례를 도시하고 있다. 이 선형 광원(2)은, 예를 들어, 냉음극 형광관(CCFL) 램프, LED, OLED, LED 혹은 LED 어레이에 의해 조명된 라이트 바, 형광관 또는 기타 소정의 적절한 선형 광원을 포함할 수 있다. 이 광원(2)은, 선형 광원(2)으로부터의 광이 도광판(103)의 광 입력면(133) 상에 입사하도록, 전면 도광판(103)의 에지부와 병렬로 정렬되어 있다.

전면 도광체(103)는 출력면의 평탄면 위에 선형 광원(2)으로부터의 광을 재 차 지향시키고 균일하게 재차 분배시키는 것이 가능한 실질적으로 광학적으로 투과성인 재료로 구성된다. 또한, 도광체(103)는 광 입력면(133), 해당 광 입력면과 수직인 광 출력면(131) 및 해당 광 출력면(131)과 반대쪽에 있는 관찰면(132)을 포함한다.

선형 광원(2)으로부터의 광(5)은 도광판(103)의 광 입력면(133)으로 입사되고, 이하에 더욱 상세히 설명하는 바와 같이, 도광판(103)의 길이(L)를 따라 전파되어 도광판(103)의 전면(132)과 배면(131) 사이에서 반사되고 나서, 도광판(103) 내의 소정 형상부에 의해 방향전환되어 광 출력면(131)를 통해 도광판(103)을 빠져나가 표시 패널(4)을 향해 전파된다.

소정의 실시형태에 있어서, 전면 도광체(103)는 출력면(131)과 관찰면(132)이 서로 평행한 상태에서 직방형 판 혹은 시트를 포함할 수 있다. 일 실시형태에 있어서, 전면 도광체(103)는 광 출력면(131)과 관찰면(132)이 서로에 대해서 기울어져 있는 쐐기 형상 판을 포함할 수도 있다. 다른 실시형태에 있어서, 광 출력면(131)의 일부와 관찰면(132)의 일부는 서로에 대해서 기울어져 있고, 다른 부분은 서로 평행하다. 다른 실시형태에 있어서, 광 출력면(131)과 관찰면(132)은 서로 평행하지 않고, 예를 들어, 관찰면(132)은 톱니 형상(도시 생략)을 지닐 수 있다.

소정의 실시형태에 있어서, 전면 도광체는 상부 부분과 하부 부분으로 이루어질 수 있고, 이들 부분은 각각 대면하는 굴곡형성 면이 상기 상부 부분과 하부 부분 사이에 매립된 복수개의 방향전환 형상부를 작성하도록 함께 결합되는 당해 굴곡부를 지닌다. 예를 들어, 도 9에 나타낸 바와 같이, 전면 도광체(103)는, 해당 도광체(103)의 광 방향전환 형상부(140)가 폴리머 막(136), (138)의 두 인접한 면 상에 존재하므로, 얻어지는 도광 패널(103)에 매립되도록, 함께 결합되는 당해 막(136), (138)으로 구성될 수 있다.

도 10에 더욱 상세히 나타낸 바와 같이, 도광체(103)는 하부 막(136)(관찰자로부터 더욱 멀리 위치됨)과 상부 막(138)(관찰자에게 보다 가깝게 위치됨)을 포함한다. 하부 막(136)은 얻어지는 도광판의 출력면(131)을 형성하는 평평한 평탄면과, 해당 막(136)의 폭을 가로질러 멀리 이간된 복수개의 표면 부조 형상부(140a)를 포함하는, 대향하는 구조를 지닌 표면(135)을 지닌다. 마찬가지로, 상부 막(138)은 얻어지는 도광체(103)의 관찰면(132)을 형성하는 평평한 평탄면과, 해당 막(138)의 폭을 가로질러 멀리 이간된 복수개의 표면 부조 형상부(140b)를 포함하는, 대향하는 구조를 지닌 표면(137)을 지닌다. 도광판(103)은, 표면 형상부(140a), (104b)가 얻어지는 막(103)에 매립되고, 이에 따라 외부의 손상이나 오염으로부터 방지되도록, 서로 대면하는 그들의 대향하는 구조를 지닌 표면(135), (137)을 지닌 2개의 막(136), (138)을 함께 결합함으로써 형성될 수 있다. 예시된 실시형태에 있어서, 막(136), (138)은, 해당 막(136), (138)의 상기 대향하는 구조를 지닌 표면(135), (137)의 각각이 정렬되어 함께 결합될 경우, 표면 부조 형상부(140a), (140b)가 도광판(103)의 길이를 가로질러 멀리 이간된 일련의 충전가능한 간극 혹은 공동부(150)(도 9 참조)를 형성하도록, 광학적으로 결합된다. 그러나, 대안적인 실시형태에 있어서, 대향하는 표면 형상부(140a), (140b)는 상부 막(136)의 표면(135) 및 하부 막(138)의 표면(137)을 따라 등간격으로 이간되어 있지 않고, 그 대신에, 예를 들어, 도광판의 길이를 따라 상이한 광 방향전환 효과를 제공하도록 의도적으로 오프셋(즉, 편의)되어 있을 수도 있다.

일 실시형태에 있어서, 상부 막(136) 및 하부 막(138)은, 함께 결합될 경우, 이들이 이들 사이에 광학적인 간섭없이 그 내부에 복수개의 공동부가 매립되어 있는 상태에서 하나의 막과 같이 작용하는 광학적으로 하나의 도광체로 되도록, 동일한 굴절률을 지닌다. 사용 시, 자른 면 중 하나와 매립된 에어 포켓 간의 계면에 충돌하는 도광 광이 우선적으로 그 계면에서 전반사 반사되고, 이에 따라, 커다란 각도, 예를 들어 75° 내지 90°를 통해 방향전환될 것이다. 소정의 실시형태에 있어서, 상기 공동부는 도광판에 기계적 안정성과 강도를 제공하기 위하여 필러 재료(filler material)로 충전되어 있을 수 있다. 필러 재료는 자른 면/공동부 계면에서의 전내부 반사가 일어나는 것을 확실하게 하기 위하여 도광체 재료와는 상이한 굴절률을 지닐 수 있다.

따라서, 상기 공동부는 개방되어 있을 수 있다. 전술한 바와 같이, 이들 공동부에는 재료가 충전될 수 있다. 공동부란 용어는, 그 공간이 개방되어 있을 경우, 예를 들어, 공기나 기체로 충전되는 경우, 또는 그 공간이 상이한 광학적 특성, 예컨대, 굴절률을 지닌 광학적으로 투과성인 재료와 같은 재료로 충전되어 있는 경우를 기술하는 데 이용된다.

표면 형상부(140a), (140b), 따라서 얻어지는 공동부(150)의 형상 및 크기(도 9 참조)는 또한 입력면에 입사하는 도광된 광에 의해 광범위하게 상호작용하여 추출 효율을 증가 혹은 최대화시키도록, 예를 들어, 출력면을 가로질러 소정의 각도로 광의 균일 분배를 제공하도록 선택될 수 있다. 따라서, 표면 형상부(140a), (140b)는 출력면(131)과 대체로 평행한 입력면(133) 쪽으로부터 도입된 광을 커다란 각도에 걸쳐서 방향전환시켜 출력면(131)으로부터 방출시키기 위하여 소정의 적절한 형상을 포함할 수 있다. 이와 동시에, 표면 형상부(140a), (140b)는 관찰면(132)과 실질적으로 직각인 주변 광 등의 관찰면(132)에 입사하는 광을 도광판(103) 및 비교적 영향받지 않는 표면 형상부를 통해 투과시켜, 출력면에 실질적으로 직각인 각도로 출력면(131)으로부터 방출시킬 수 있는 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 표면 형상부는 복수개의 반복하는 프리즘 미세구조체를 포함할 수 있고, 이때 이들 미세구조체는 각각 2개의 인접하는 대칭인 자른 면을 포함한다. 대안적으로, 상기 표면 형상부는 복수개의 반복하는 프리즘 미세구조체를 포함할 수 있고, 이때 이들 각 미세구조체는 상기 막에 대해서 상이한 경사각을 지니는 2개의 인접한 자른 면을 포함한다.

일 실시형태에 있어서, 표면 형상부(140a), (140b)는 관찰자에게 방해되지 않도록 충분히 작다. 소정의 실시형태에 있어서, 표면 형상부(140a), (140b)는 막(136), (138)의 길이(L)를 가로질러 동일하며, 예를 들어, 전술한 바와 같이 동일한 각도 배향, 형상 혹은 치수를 반복하고 있다. 대안적으로, 표면 형상부(140a), (140b)의 형상, 각도 배향 및/또는 크기는 막(136), (138)의 길이를 가로질러 변화될 수 있다.

소정의 실시형태에 있어서, 표면 형상부(140a)는 표면 형상부(140b)와 거울 상 대향체일 수 있고, 대안적으로, 표면 형상부(140a)는 표면 형상부(140b)에 대해서 상보적인 형상일 수 있고, 그중 한쪽은 다른 쪽과 적어도 부분적으로 끼워맞춤되고 있다. 대향하는 상부 막(136)과 하부 막(136)으로부터의 표면 형상부(140a), (140b)는, 함께 결합될 경우, 이들 두 막 사이에 매립된 복수개의 대칭적인 공동부(150)를 형성할 수 있다. 대안적으로, 대향하는 상부 막(136)과 하부 막(136)으로부터의 표면 형상부(140a), (140b)는 이들 막 사이에 매립된 비대칭적인 공동부를 형성할 수도 있다. 소정의 실시형태에 있어서, 이러한 비대칭적인 공동부는 상기 자른 면/공기 계면의 길이를 저감시키고 이에 따라 광속이 해당 계면에 충돌할 경우 발생하는 유해한 프레넬 반사(Fresnel reflections)를 저감시키도록 설계되어 있을 수 있다. 공동부는 표면 형상부(140a), (140b)의 결합에 의해 형성되므로, 더욱 복잡한 방향전환 형상부가 형성될 수 있다. 예를 들어, 요각(reentrant) 구조체는, 요각 특성이 어느 하나의 막에 형성되지 않을 경우 형성될 수 있지만, 오히려 상부 막(136)과 하부 막(138)의 표면 형상부(140a), (140b)가 결합될 경우 형성될 수도 있다.

예를 들어, 도 10에 상세히 나타낸 예시된 실시형태에 있어서, 하부 막(136) 상의 표면 형상부(140a)는, 상기 대향하는 구조를 지닌 표면(135)의 길이를 가로질러 멀리 이간된 동시에 복수개의 평탄한 스페이서(143)에 의해 이격된 복수개의 대안적인 마이크로프리즘(microprism)(142)을 포함한다. 상기 마이크로프리즘(142)은, 상기 마이크로프리즘(142)의 상부에 입사하는 광선(5)은 상기 프리즘에 입사하고, 이어서 순차 상기 마이크로프리즘/공기 계면에서 내부 반사되며, 이에 따라, 커다란 각도를 통해 방향전환되어 도광체(103)의 출력면(131)으로부터 광선(6)으로서 방출되도록, 서로에 대해서 기울어진 인접한 면으로 이루어져 있다. 상부 막(138) 상의 표면 형상부(140b)는 상기 대향하는 구조를 지닌 표면(137)의 길이를 가로질러 멀리 이간된 복수개의 홈부(grooves)(144)를 포함한다. 상기 홈부(144)는, 해당 홈부(144)에 입사하는, 막(138)의 길이를 따라 전내부 반사되는 전내부 반사(TIR) 광선뿐만 아니라 TIR에 가까운 각도를 지닌 광속도 홈부(144)의 폭을 가로질러 직선으로 굴절되도록, 서로에 대해서 각도를 지닌 인접한 비스듬한 표면을 포함한다. 이와 같이 해서, 도 9에 나타낸 바와 같이, 막(136), (138)이 결합되어 도광판(103)을 형성할 경우, 표면 형상부(140a), (140b)는 협동하여, 도광판(103)의 길이를 따라 이간된 매립된 공동부(150)를 형성한다. 이들 공동부(150)는, 상기 마이크로프리즘(142)의 선단부를 통해 주행하는 광이 커다란 각도를 통해 방향전환되므로, 입력면(133) 상에 입사하는 광속(5)을 재분배 및 재지향시켜, 광(6)으로서 출력면(131)을 통해 표시장치(4)를 향해 방출되는, 상기 마이크로프리즘(142)의 표면에 공기/도광체 재료 계면을 형성한다.

사용 시, 도 8, 도 10 및 도 11에 나타낸 바와 같이, 선형 광원(2)으로부터의 광선(5)이 전면 도광판(103) 내로 도입될 경우, 해당 광선(5)은 유리 등의 보다 높은 굴절률을 지닌 매질로부터 공기 등의 보다 낮은 굴절률을 지닌 매질로 주행하는 광이 매질 경계로부터 반사되도록 하는 각도로 해당 매질 경계 상에 입사하는 광학적 현상인 전내부 반사(TIR)를 거쳐서 도광판(103)을 통해 전파된다. 이들 광속이 도광판을 통해 도광됨에 따라, 이들 광속은 결국에는 표면 형상부(140a)의 마 이크로프리즘(142)의 자른 면과 충돌한다. 상기 공동부(150)에 의해 형성된 공기/도광체 재료 계면에서 공기와 도광체 재료 간의 굴절률 차로 인해, 광선(5)은 커다란 각도를 통해 방향전환되어 도광판(103)의 광 출력면(131)으로부터 방출된다. 도광판(103)의 광 출력면(131)으로부터 방출된 광선(6)은 공기 간극을 가로질러 전파되어 표시 패널(4), 예컨대, 간섭계 변조기 표시 패널에 입사되며, 이때, 광선은 변조되어 도광체의 광 출력면(131)를 향해 도로 반사된다. 도 11에 나타낸 바와 같이, 표시 패널(4)로부터의 변조된 광속(7)은 도광판(103)의 광 출력면(131) 상에 입사된다. 이들 광속(7)은 도광판(103)을 통과해서 관찰면(132)으로부터 방출되고, 이때, 이들을 관찰자가 볼 수 있다. 따라서, 각종 실시형태에 있어서, 표면 형상부(140a), (140b), 따라서, 공동부(150)는, 직각 혹은 직각 부근의 각도로 광 출력면(131) 상에 입사된 광이 더 많은 교란이나 벗어남 없이 도광판(103) 및 상기 공동부(150)을 통해 투과되도록 하는 형상을 지닌다.

도 12에 나타낸 바와 같이, 주변 광 수준이 충분히 높다면, 표시 패널(4)을 조명하기 위하여 선형 광원(2)으로부터의 추가의 조명은 불필요할 수도 있다. 여기서, 직각 혹은 직각 부근의 각도로 관찰면(132) 상에 입사되는 주변 광속(8)은 마찬가지로, 더 많은 교란 없이 도광판(103) 및 공동부(150)을 통해 전파된다. 주변 광속(8)은 이어서 광 출력면(131)으로부터 방출되고, 전술한 바와 같이 공기 간극을 가로질러 표시장치(4)에 전파된다. 이와 같이 해서, 도광판(103)은 광 입력면 상에 입사하는 도광된 광과 광범위하게 상호작용하는 동시에 출력면 및 관찰면 상에 입사하는 비도광된 광을 단지 약간 교란시키는 능력을 제공한다. 또한, 도광 판(103)은 두 막 사이에 표면 형상부를 매립함으로써 상기 광 방향전환 형상부의 손상이나 오염의 방지를 제공한다.

소정의 실시형태에 있어서, 표면 형상부(140a), (140b)의 크기, 형상, 간격 혹은 기타 특성은 예를 들어 광 출력면(131)의 길이를 가로질러 균일한 광 추출을 얻기 위하여 도광판(103)의 길이(L)를 가로질러 변화될 수 있다. 도 13에 나타낸 바와 같이, 특정 도광 패널(103)(도 9 내지 도 12에 도시된 바와 같이)은 대응하는 표면 형상부(140a), (140b)의 쌍 간의 거리가 도광판의 폭을 가로질러 50 내지 450 미크론으로 변화하는 상태로 도시되어 있다. 예를 들어, 예시된 실시형태에 있어서, 표면 형상부(140a), (140b) 간의 간격은 광원(2)으로부터의 거리가 증가함에 따라 감소된다. 예를 들어, 광원(2)에 가장 가까운 도광판(103)의 영역(A)에서, 표면 형상부(140a), (140b) 간의 간격은 약 450 미크론이고; 중간 영역(B)에서, 표면 형상부(140a), (140b) 간의 간격은 약 150 미크론이며; 가장 먼 영역(C)에서, 표면 형상부(140a), (140b) 간의 간격은 약 50 미크론이다. 표면 형상부(140a), (140b) 쌍 간의 거리의 감소는 광원(2)으로부터 더욱 먼 도광판(103)의 영역에서 추출 효율의 증가를 가져온다. 이 추출 효율은 도광체(103)의 더욱 먼 영역에 실제로 도달하는 광속의 저감과 밸런스를 이루어, 광 출력면(131)의 표면을 가로질러 더욱 균일한 출력을 가져온다. 대안적으로, 위에서 설명한 바와 같이, 도광판(103)의 관찰면(132)은 출력면(131)에 대해 기울어져서, 쐐기형상 도광판(103)을 형성할 수 있고, 이것은 광원(2)으로부터 더욱 먼 도광판의 영역의 추출 효율을 증가시킨다.

도광체(103)는 하부 막(136) 상의 마이크로프리즘(142) 또는 도 10에 도시된 상부 막(136) 상의 자른 면을 낸 홈부(144) 등과 같이, 설계된 표면 부조로 막(136), (138)을 각인시킴으로써 제작될 수 있다. 이들 표면 부조 형상부는 엠보싱 처리, 사출 성형 혹은 당업계에 공지된 기타 임의의 적절한 수법에 의해 작성될 수 있다. 표면 형상부가 상부 막 및 하부 막에 일단 성형되어 있으면, 해당 막은 정렬되고 함께 결합되어서 도광판(103)을 형성한다. 상기 막은, 예를 들어, 임의의 적절한 접착제에 의해 라미네이팅(laminating), 즉 적층함으로써 함께 결합될 수 있다. 적절한 접착제로는 감압(pressure sensitive) 접착제, 열경화 접착제, UV 혹은 전자선 경화 접착제 또는 적절한 광학 및 기계적 특성을 지닌 기타 접착제를 들 수 있다. 소정의 실시형태에 있어서, 그러나, 막을 적층할 경우, 표면 형상부 간의 개방 공간을 접착제 재료로 충전하는 데 주의를 기울일 필요는 없고, 이에 따라, 상기 공동부의 광 방향전환 특성을 파괴시킬 가능성이 있다. 소정의 실시형태에 있어서, 막의 두께는 약 70 내지 80 미크론이지만, 표면 형상부의 깊이는 단지 약 7 내지 8 미크론이다. 따라서, 적절한 주의를 기울이지 않고, 상부 막과 하부 막을 결합시키는 데 이용되는 적층용 접착제는, 막을 접합시키기 위하여 압력을 가할 경우 표면 형상부에 의해 형성되는 개방 공동부 속으로 배어들거나 침투하여 해당 공동부를 채울 수 있다. 이 결과는 과잉의 접착제를 방지하도록 상부 막과 하부 막 사이에 적용되는 적층 재료의 두께를 제어함으로써 회피할 수 있다. 대안적으로, 광반응성 접착제가 이용될 수 있고, 또한 UV 광에 의해 경화될 수 있으므로, 두 막을 접합하는 데 두 막에 대한 과잉의 압력이 필요하지 않게 된다. 대안 적으로, 얇은 금속 코팅이 두 막 사이에 도포될 수 있고, 이어서 RF 에너지에 의해 경화될 수 있다. 소정의 실시형태에 있어서, 적층 재료는 막이 표면 부조 형상부로 각인되기 전에 적용될 수 있다. 표면 형상부가 각 막 상에 각인된 경우, 적층 재료는 표면 형상부로부터 제거될 것이고, 이에 따라, 두 막이 결합될 경우, 어떠한 과잉의 재료도 개방 공동부 속으로 침투되지 않을 것이다. 소정의 실시형태에 있어서, 전술한 바와 같이, 개방 공동부는, 도광체 재료보다 낮은 굴절률을 지닌 필러 재료로 충전되어 있을 수 있다. 이 필러 재료는 어떠한 적층 재료가 상기 공동부 속으로 침투해서 해당 공동부를 충전시키는 것을 방지하는 추가의 기능을 작용시키도록 적층 전에 첨가될 수도 있다.

다른 접근법도 가능하다. 대안적인 실시형태에 있어서, 도광체 내에 매립된 상기 방향전환 형상부는 평탄한 막에 적층된 단일의 굴곡 막에 의해 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 14 및 도 15에 나타낸 바와 같이, 도광체(203)는 플라스틱 혹은 유리제의 도광체 등과 같이 도광판(223)의 상부의 평탄한 면에 적층된 단일의 굴곡 막(238)을 포함할 수 있다. 도시된 실시형태에 있어서, 막(238)의 굴곡형성된 면은 평탄한 면보다 표시 패널로부터 훨씬 멀리 있다. 여기서, 방향전환용 자른 면은 막(238)의 굴곡형성된 면에 평탄한 플라스틱제 커버층(260)을 도포함으로써 보호될 수 있다. 예를 들어, 막(238)은 플라스틱 막, 예컨대, 아크릴계, 폴리카보네이트계, ZEONEX(등록상표) 또는 당업계에 공지된 임의의 기타 적합한 플라스틱으로 이루어질 수 있다. 막(238)은 엠보싱 처리, 사출 성형 혹은 당업계에 공지된 기타 임의의 적절한 수법에 의해 반복되는 표면 부조 구조체로 각인될 수 있다. 표면 부조 형상부(240)는 복수개의 자른 면(242), (244)을 포함할 수 있고, 이들은 대칭이거나 비대칭일 수 있다. 막(238)은 이어서 에보싱 처리된 막(238)이 효과적으로 도광판(223)의 일부로 되도록, 도광판(223)의 상부면에 부착되거나 적층될 수 있다. 굴절률 합치 접착제(index matching adhesive)가 이용될 수도 있다. 각인된 표면 부조 형상부(240)는 막(238)의 상부의 노출된 표면으로서 잔존한다. 이어서, 커버층(260)은 막(238)의 해당 노출된 표면에 부착되거나 적층된다. 위에서 설명한 바와 같이, 막(238)과 커버층(260)의 굴절률이 유사하다면, 표면 부조 형상부(240)는 복합(단일 일체성형) 도광체(203)에 효과적으로 매립된다.

도 15에 나타낸 바와 같이, 공동부(예를 들어, 에어 포켓)(250)는, 전술한 공동부와 마찬가지로, 표면 부조 형상부(240)와 커버층(260) 사이에 형성되어 있다. 사용 시, 광원(2)으로부터의 복수의 광선(5)은 광 입력면(233)에서 도광체(203)에 입사되어, 도광체(203)와 주위 공기 사이의 계면에서 광선의 전내부 반사를 통해서 도광체의 길이를 따라 도광된다. 광선(5)이 전내부 반사용의 임계 각도보다 큰 각도로 상기 매립된 공동부(250) 중 하나에 의해 형성되는 도광체 재료/공기 계면에 충돌하면, 해당 광선(5)은 마찬가지로 전내부 반사될 것이다. 그러나, 표면 부조 형상부(240)의 자른 면(242), (244)에 의해 형성되는 공기/도광체 재료 계면의 각도로 인해, 전내부 반사된 광은 커다란 각도, 통상 90° 이상을 통해 방향전환되고, 이어서, 광 출력면(231)을 통해 표시 패널(4)를 향해서 도광체(203)를 빠져나갈 수 있다

소정의 실시형태에 있어서, 도 16에 도시된 단면도와 같이, 표면 부조 형상 부(340)는, 도광체(303) 내의 상기 공동부(예를 들어, 에어 포켓)(350)가 대칭 형상을 지니도록 구성될 수 있다. 특히, 도시된 바와 같이, 광원(2)에 보다 가까운 측면은 광원(2)으로부터 먼 측면과는 다르다. 예를 들어, 두 자른 면(342), (344)의 경사도는 상이하다. 도 16에 있어서, 표면 부조 형상부(340)는 인접하는 두 자른 면(342), (344)을 포함하고, 이때 제1자른 면(342)은 짧고 가파른 자른 면이고, 제2자른 면(344)은 수직의 자른 면이다. 상기 공동부(350)의 비대칭 형상은 도광체 재료/공기 계면의 길이를 감소시키고, 이에 따라, 광이 계면에 충돌할 경우 발생하는 유해한 프레넬 반사를 저감시킨다. 상기 자른 면은 다른 각도도 지닐 수 있고, 또한 상이한 형상으로 형성될 수도 있다.

매립된 표면 부조 형상부의 추가의 이점은, 상기 공동부(350)에 의해 형성된 매립된 공기/도광체 재료 계면의 이용은 측면 광원(2)으로부터의 광(5)을 더욱 효율적으로 중계시킨다는 점이다. 예를 들어, 도 17에 나타낸 바와 같이, 대략 30°의 반각을 지니는 원뿔 내에 수용된 광선(5)이 도광체(303)를 통해 전파되어 공동부(350)에서 도광체 재료/공기 계면에 충돌할 경우, 광(6)의 일부는, 전술한 바와 같이, 전내부 반사에 의해 아래쪽으로 방향전환되는 한편, 광(7)의 일부는 계면을 통해 상기 공동부(350) 속으로 굴절된다. 여기서, 광(7)은 수직의 자른 면(344)에서 공기/도광체 재료 계면에 충돌할 때까지 상기 공동부(350)를 통해서 전파될 수 있다. 이어서, 광(7)은 이 계면에서 굴절되고, 이에 따라, 도광체 재료 속으로 도로 준-평행화(quasi-collimated)된다. 이어서, 이 광이 도광체의 표면에서 공기/도광체 재료 계면과 충돌하면, 해당 광(7)은 전내부 반사되어 도광체 내에 남게 될 것이다. 역으로, 표면 부조 형상부가 2개의 매립된 도광체-공기 계면을 지닌 공동부를 포함하지 않는다면, 표면 부조 형상부의 도광체 재료/공기 계면에서 전내부 반사되지 않은 소정의 광은 해당 계면을 통해 굴곡되어 해당 도광체를 빠져나갈 것이다. 이와 같이 해서, 도광체의 효율은 상기 공동부를 매립함으로써, 그리고 도광체로부터 일부의 굴절광이 빠져나가는 것을 방지하기 위한 제2공기/도광체 재료 계면을 제공함으로써 향상된다.

대안적인 실시형태에 있어서, 도 18에 나타낸 바와 같이, 방향전환용 자른 면(242), (244)은 은 혹은 임의의 기타 적절한 금속 코팅 등의 반사 코팅(280)으로 피복될 수 있다. 반사 코팅(280)은 또한, 전내부 반사를 통해 방향전환되는 대신에 도광체 재료/공기 계면을 통해 미리 굴절된 임의의 광이 해당 반사 코팅에 의해 표시 패널을 향하여 아래쪽으로 반사됨으로써, 도광체의 효율을 향상시킬 수도 있다. 소정의 실시형태에 있어서, 위에서 설명한 바와 같이, 상기 공동부(250)는 해당 구조체에 대한 기계적 안정성 및 강도를 제공하기 위하여 필러 재료로 충전되어 있을 수 있다. 소정의 실시형태에 있어서, 필러 재료는, 반사 코팅을 도포하는 대신에, 반사형일 수도 있다.

방향전환용 자른 면(242), (244)은 표면 형상부(240)에 의해 형성된 도광체 재료/공기 계면에서 커다란 각도에 걸쳐서 광을 방향전환시키기 위하여 임의의 적절한 형상일 수 있다. 또한, 위에서 설명한 바와 같이, 자른 면의 크기, 형상, 간격 혹은 기타 특성은 도광체(203)의 길이를 가로질러 균일한 광 추출을 얻기 위하여 변경될 수 있다. 소정의 실시형태에 있어서, 도 19에 나타낸 바와 같이, 표면 부조 형상부(240)는 도 15에 나타낸 바와 같은 단일의 자른 면을 낸 표면(242), (244) 대신에 복수개의 다수의 자른 면을 낸 표면(multifaced surfaces)(442), (444)을 포함할 수도 있다. 다수의 자른 면을 낸 표면은 입사광이 방향전환되는 각도 범위를 증가시키고, 따라서, 도 19에 나타낸 바와 같이, 인접하는 표면 형상부(240)에 의해 방향전환된 광이 표시 패널(4)에서 중첩되는 가능성을 증가시켜서, 해당 표시 패널(4)에 입사하는 광의 균일성을 향상시킬 수 있다. 이것은, 표시 패널(4)과 매립된 표면 부조 형상부(240)가 방향전환된 광속이 퍼질 수 있는 거리(D)가 작도록 근접하여 이간되어 있을 경우 특히 유리하다. 예를 들어, 도 19에 나타낸 바와 같이, 상이한 높이에서 다수의 자른 면을 낸 방향전환용 표면(442)에 충돌하는 광속(15)은 해당 방향전환용 표면에 충돌하는 각도에 따라 상이한 각도에 걸친 전내부 반사에 의해 방향전환된다.

대안적인 실시형태에 있어서, 도 20에 도시된 바와 같이, 방향전환용 면(542), (544)은 대안적으로 단일의 만곡면을 포함할 수 있다. 해당 만곡면(542), (544)은, 입사광이 해당 방향전환용 면(542), (544)에 충돌하는 장소에 따라 공기/도광체 재료 계면의 계면각을 변화시킴으로서 전술한 바와 동일한 이점을 제공할 수 있다. 이것은 이어서 광이 전내부 반사되는 각도 범위를 증가시키고, 따라서, 인접하는 표면 형상부(240)에 의해 반사된 광이 표시 패널(4)에 충돌함에 따라 중첩되는 가능성을 증가시켜서, 해당 표시 패널(4)에 입사하는 광의 균일성을 향상시킬 수 있다.

대안적인 실시형태에 있어서, 도 21에 도시된 바와 같이, 복합 도광체(603) 는 제1평탄면과 막의 제1측면의 길이를 가로질러 뻗는 오목한 표면 부조 형상부(640)를 지닌 제2굴곡형성면을 구비한 막(638); 및 상부 평탄면과 하부 평탄면을 지닌 플라스틱 혹은 유리 도광판(623)을 포함할 수 있다. 상기 막(638)은, 해당 막(638)의 평탄면이 도광체의 평탄한 하부면과 인접하고, 해당 막(638)이 효과적으로 도광판(623)의 일부로 되도록 해당 도광판(623)의 하부면에 부착되거나 적층되어 있을 수 있다.

막(638)의 굴곡형성 면은, 오목한 표면 부조 형상부(640)가 해당 막(638)의 노출된 표면 상에 남도록 도광판(623)으로부터 빗나가 있다. 소정의 실시형태에 있어서, 오목한 표면 형상부(640)는 막(638)의 굴곡형성 면에 평탄한 플라스틱 커버층(660)을 도포해서 막(638)과 커버층(660) 사이에 표면 형상부를 매립함으로써 보호될 수 있다. 위에서 설명한 바와 같이, 막(638) 및 커버층(660)의 굴절률이 유사하다면, 표면 부조 형상부(640)는 복합 도광체(603)에 효과적으로 매립된다. 대안적으로, 상기 막(638)의 오목한 면은, 오목한 표면 형상부가 막(638)과 표시 소자의 어레이 사이에 매립되도록 표시 소자의 어레이에 직접 부착되거나 적층될 수 있다. 오목한 표면 부조 형상부(640)는 대칭 혹은 비대칭일 수 있는 복수개의 인접한 자른 면을 포함할 수 있다. 도시된 실시형태에 있어서, 오목한 표면 부조 형상부(640)는, 동일한 기울기를 지닌 기울어진 측벽 혹은 자른 면(642), (644)을 포함하며, 이 기울기는 다른 실시형태에서는 상이할 수도 있다. 이들 기울어진 측벽(642), (644)은, 공동부(650)가 막(638) 속으로 깊어짐에 따라 넓어지도록 기울어져 있다. 마찬가지로, 표시 소자(4)에 가장 가까운 각각의 자른 면(642), (644) 의 에지부는 표시장치로부터 가장 먼 각 자른 면(642), (644)의 에지부보다 서로 더욱 가깝다.

소정의 실시형태에 있어서, 도 21에 도시된 바와 같이, 표면 부조 형상부(640)는 도광체(603)를 통해 전파되는 도광된 광이 공기/도광체 재료 계면에서 전내부 반사되도록 하는 크기와 형상으로 되어 있을 수 있다. 사용 시, 광원(2)으로부터의 복수의 광선(5)은 광 입력면(633)에서 도광체(603)에 입력되고, 도광체(603)와 주변 공기 사이의 계면에서 해당 광선의 전내부 반사를 통해 도광체의 길이를 따라 도광된다. 광선(5)이 전내부 반사용의 임계 각도보다 큰 각도에서 상기 매립된 공동부(예를 들어, 에어 포켓)(650) 중 하나에 의해 형성되는 공기/도광체 재료 계면에 충돌할 경우, 상기 광선(5)은 자른 면(642)에서 전내부 반사될 것이다. 표면 부조 형상부(640)의 자른 면(642), (644)에 의해 형성된 공기/도광체 재료 계면의 각도로 인해, 전내부 반사된 광은 (출력면(631)에 비해서) 커다란 각도, 통상 90° 이상의 각도를 통해 방향전환되고, 이어서, 광 출력면(631)을 통해 표시 소자(4)의 어레이를 향하여 도광체(603)를 빠져나갈 수 있다.

대안적인 실시형태에 있어서, 도 22에 도시된 바와 같이, 표면 부조 형상부(740)는, 도광체(703)를 통해 전파되는 도광된 광이 공기/도광체 재료 계면으로서 광속의 굴절에 의해 표시 소자의 어레이를 향하여 방향전환되도록 하는 크기와 형상으로 되어 있을 수 있다. 공동부(예를 들어, 에어 포켓)(750)는, 전술한 공동부와 마찬가지로, 표면 부조 형상부(740)와 커버층(760) 사이에 형성된다. 도시된 실시형태에 있어서, 표면 부조 형상부(740)는, 그 형상이 다른 실시예와 다를 수도 있지만, 수직 측벽 혹은 자른 면(742), (744)을 포함한다.

사용 시, 광원(2)으로부터의 광선(5)은 광 입력면(733)에서 도광체(703)에 입사되어, 도광체(503)와 주변 공기 간의 계면에서 해당 광선의 전내부 반사를 통해서 도광체의 길이를 따라 도광된다. 광선(5)이 매립된 공동부(750) 중 하나에 의해 형성되는 공기/도광체 재료 계면에 충돌할 경우, 해당 광선(5)은 도광체와 공기 간의 굴절률 차이로 인해 굴절될 것이다. 표면 부조 형상부(740)의 자른 면(742)에 의해 형성된 공기/도광체 재료 계면의 각도로 인해, 광은 광 출력면(731)을 통해 도광체(703)를 빠져나가 표시 소자(4)의 어레이를 향하여 지향되도록 구부러질 것이다.

기타 광범위한 변경도 가능하다. 구조적 특성이 추가, 제거, 재배열 혹은 재배치될 수 있다. 상이한 구조적 특성이 대체될 수도 있다. 구성 요소들의 종류, 배열 및 형태들은 상이할 수도 있다. 또, 구성요소들은 추가되거나 제거될 수도 있다. 마찬가지로, 처리 단계들도 추가, 제거 혹은 재배열될 수 있다. 또, 몇몇 실시형태가 판으로서 기재되어 있지만, 이들 실시형태는 막 혹은 시트를 포함해도 된다. 또한, 본 명세서에서 이용되고 있는 막 및 층이란 용어는 막 적층체 및 다층도 포함한다. 이들 실시형태는 간섭계 표시장치의 문맥에 논의되어 있지만, 당업자라면, 이 기술이 반사형, 투과형 및 반투과형 기술의 어느 하나용의 실내 조명 및 디스플레이 조명을 비롯한 직접 조명 해법의 어느 것에도 적용가능하다.

이상의 상세한 설명이 다양한 실시예에 적용되는 본 발명의 새로운 특징들을 도시하고, 묘사되며, 지적되어 있지만, 예시된 장치 또는 방법의 형태나 상세한 설 명에 있어서 다양한 생략, 대체 및 변화들이 본 발명의 정신으로부터 벗어나는 일 없이 당업자에 의해 이루어질 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 위에서 언급되어 있는 바와 같이, 본 발명의 소정의 특성 혹은 측면들을 설명할 때의 특정 기술 용어의 이용은 그 기술 용어가 연관되는 본 발명의 특성 혹은 측면들의 어떠한 구체적인 특징들을 포함하는 것으로 제한하기 위해 여기에서 재차 정의되고 있는 것을 의미하도록 취해진 것은 아니다. 본 발명의 범위는 상기 실시예에 의해서라기 보다는 첨부된 청구의 범위에 의해 제시되어 있다. 청구의 범위와 등가의 의미 및 범위 내에 들어오는 모든 변화나 변경도 본 발명의 범위 내에 내포되는 것이다.

Claims

상부면과 하부면을 구비한 상부 부분으로서, 해당 상부 부분의 상기 하부면은 굴곡(contour)을 지니고 있는 것인 상부 부분; 및

상부면과 하부면을 구비한 하부 부분으로서, 해당 하부 부분의 상기 상부면은 굴곡을 지니고 있는 것인 하부 부분을 포함하되,

상기 상부 부분은, 해당 상부 부분의 상기 굴곡을 지니고 있는 하부면과 상기 하부 부분의 상기 굴곡을 지니고 있는 상부면이 해당 상부 부분과 하부 부분 사이에 공동부(cavities)를 형성하도록, 상기 하부 부분 위에 배치되어 있는 것인 도광체.
제1항에 있어서, 상기 상부 부분 및 하부 부분은 표면 부조 형상부(surface relief features)가 각인된 굴곡형성 면(contoured surface)을 지니는 막(film)을 포함하는 것인 도광체.
제2항에 있어서, 상기 표면 부조 형상부는 복수개의 길게 뻗은 마이크로프리즘(elongate microprism)을 포함하는 것인 도광체.
제3항에 있어서, 상기 마이크로프리즘은 각각 서로에 대해서 기울어진 적어도 2개의 인접한 자른 면(adjacent facets)을 포함하는 것인 도광체.
제4항에 있어서, 상기 적어도 2개의 인접한 자른 면은 상기 막에 대해서 상이한 경사각을 지니는 것인 도광체.
제5항에 있어서, 상기 경사각은 상기 막의 길이에 걸쳐서 변화하는 것인 도광체.
제4항에 있어서, 상기 2개의 인접한 자른 면은 만곡면(curved surface)을 포함하는 것인 도광체.
제4항에 있어서, 상기 마이크로프리즘은 2개의 측면을 포함하되, 각 측면은 다수의 자른 면을 낸(multifaceted) 것인 도광체.
제2항에 있어서, 상기 표면 부조 형상부 간의 거리는 50 내지 450 미크론(microns)의 범위인 것인 도광체.
제2항에 있어서, 상기 인접한 표면 부조 형상부 간의 거리는 상기 막의 길이에 걸쳐서 변화하는 것인 도광체.
제10항에 있어서, 상기 상부 부분 및 하부 부분은 에지부(edge)를 포함하되, 이 에지부를 통해서 광이 입사될 수 있으며, 상기 인접한 표면 부조 형상부 간의 거리는 상기 에지부로부터의 거리가 증가함에 따라 감소하는 것인 도광체.
제1항에 있어서, 상기 도광체는 에지부를 포함하되, 이 에지부를 통해서 광이 입사될 수 있으며, 상기 입사된 광은 상기 공동부에서 상기 도광체 밖으로 산란되는 것인 도광체.
제1항에 있어서, 상기 공동부는 에어 포켓(air pockets)을 포함하는 것인 도광체.
제13항에 있어서, 상기 에어 포켓은 비대칭인 것인 도광체.
제1항에 있어서, 상기 공동부는 필러 재료(filler material)로 충전되어 있는 것인 도광체.
제1항에 있어서, 상기 도광체는 에지부를 포함하되, 이 에지부를 통해서 광이 입사될 수 있으며, 상기 도광체는 상기 에지부에 인접하게 위치결정된 광원을 추가로 포함하는 것인 도광체.
제16항에 있어서, 상기 광원으로부터의 광은 상기 공동부 표면에 의해 상기 하부 부분의 상기 하부면으로부터 산란되는 것인 도광체.
제1항에 있어서, 상기 상부 부분의 상기 굴곡을 지니고 있는 하부면과 상기 하부 부분의 상기 굴곡을 지니고 있는 상부면은 복수개의 길게 뻗은 홈부(grooves)를 포함하는 것인 도광체.
제18항에 있어서, 상기 홈부는 경사진 평탄면을 포함하는 것인 도광체.
제18항에 있어서, 상기 상부 부분의 하부면 내의 홈부의 적어도 일부는 동일한 형상을 지니거나 또는 상기 하부 부분의 상부면 내의 홈부의 적어도 일부는 동일한 형상을 지니는 것인 도광체.
제18항에 있어서, 상기 홈부는 비대칭인 것인 도광체.
제18항에 있어서, 상기 홈부 간의 거리는 상기 막의 길이를 가로질러 변화하는 것인 도광체.
제18항에 있어서, 상기 홈부 간의 거리는 50 내지 450 미크론의 범위인 것인 도광체.
제1항에 있어서, 상기 상부 부분의 상부면은 상기 하부 부분의 하부면에 대해서 평행한 것인 도광체.
제1항에 있어서, 상기 상부 부분의 상부면의 제1부분은 상기 하부 부분의 하부면의 제1부분에 대해서 평행하지 않은 것인 도광체.
제25항에 있어서, 상기 상부 부분의 상부면의 제2부분은 상기 하부 부분의 하부면의 제2부분에 대해서 평행한 것인 도광체.
제1항에 있어서, 상기 상부 부분의 상부면은 상기 하부 부분의 하부면에 대해서 평행하지 않은 것인 도광체.
표시 소자의 어레이;

상기 표시 소자와 전기적으로 통신(electrical communication)하여, 화상 데이터를 처리하도록 구성된 프로세서; 및

상기 프로세서와 전기적으로 통신하는 메모리 장치를 추가로 포함하는, 제1항의 장치.
제28항에 있어서, 상기 표시 소자에 적어도 1개의 신호를 전송하도록 구성된 드라이버 회로를 추가로 포함하는 장치.
제29항에 있어서, 상기 화상 데이터의 적어도 일부를 상기 드라이버 회로로 전송하도록 구성된 제어기를 추가로 포함하는 장치.
제28항에 있어서, 상기 화상 데이터를 상기 프로세서에 전송하도록 구성된 화상 소스 모듈(image source module)을 추가로 포함하는 장치.
제31항에 있어서, 상기 화상 소스 모듈은 수신기, 트랜스시버(transceiver) 및 송신기 중 적어도 하나를 포함하는 것인 장치.
제28항에 있어서, 상기 입력 데이터를 수신하여 해당 입력 데이터를 상기 프로세서에 전달하도록 구성된 입력 장치를 추가로 포함하는 장치.
상부면과 하부면을 구비한 커버층;

상부면과 하부면을 구비한 막으로서, 해당 막의 상부면은 굴곡을 지니고 있는 것인 막; 및

상부면과 하부면을 구비한 도광판을 포함하되;

상기 커버층은, 해당 커버층의 하부면과 상기 막의 굴곡을 지닌 상부면이 상기 커버층과 상기 막 사이에 공동부를 형성하도록 상기 막 위에 배치되어 있고;

상기 막은 상기 커버층과 상기 도광판 사이에 배치되어 있는 것인 도광체.
제34항에 있어서, 상기 막은 복수개의 표면 부조 형상부가 각인된 상부면을 포함하는 것인 도광체.
제35항에 있어서, 상기 복수개의 표면 부조 형상부는 길게 뻗은 마이크로프리즘을 포함하는 것인 도광체.
제36항에 있어서, 상기 복수개의 표면 부조 형상부는 서로에 대해서 기울어진 적어도 2개의 인접한 자른 면을 포함하는 것인 도광체.
제37항에 있어서, 상기 적어도 2개의 인접한 자른 면은 상기 막에 대해서 상이한 경사각을 지니는 것인 도광체.
제38항에 있어서, 상기 경사각은 상기 막의 길이에 걸쳐서 변화하는 것인 도광체.
제37항에 있어서, 상기 2개의 인접한 자른 면은 만곡면을 포함하는 것인 도광체.
제37항에 있어서, 상기 마이크로프리즘은 다수의 자른 면을 낸 인접한 측면 을 포함하는 것인 도광체.
제37항에 있어서, 상기 자른 면은 상부에 반사 코팅을 지니는 것인 도광체.
제34항에 있어서, 표면 부조 형상부 간의 거리는 50 내지 450 미크론의 범위인 것인 도광체.
제34항에 있어서, 표면 부조 형상부 간의 거리는 상기 막의 폭에 걸쳐서 변화하는 것인 도광체.
제44항에 있어서, 상기 막은 에지부를 포함하되, 이 에지부를 통해서 광이 입사될 수 있으며, 상기 표면 부조 형상부 간의 거리는 상기 에지부로부터의 거리가 증가함에 따라 감소하는 것인 도광체.
제35항에 있어서, 상기 도광체는 에지부를 포함하되, 이 에지부를 통해서 광이 입사될 수 있으며, 상기 입사된 광은 상기 공동부에서 상기 도광체 밖으로 산란되는 것인 도광체.
제34항에 있어서, 상기 공동부는 에어 포켓을 포함하는 것인 도광체.
제47항에 있어서, 상기 에어 포켓은 비대칭인 것인 도광체.
제34항에 있어서, 상기 공동부는 필러 재료로 충전되어 있는 것인 도광체.
제49항에 있어서, 상기 필러 재료는 반사성인 것인 도광체.
제34항에 있어서, 상기 도광체는 에지부를 포함하되, 이 에지부를 통해서 광이 입사될 수 있으며, 상기 도광체는 상기 에지부에 인접하게 위치결정된 광원을 추가로 포함하는 것인 도광체.
제34항에 있어서, 상기 막, 상기 도광체 및 상기 커버층은 동일한 굴절률을 지니는 것인 도광체.
제34항에 있어서, 상기 도광판은 표시 소자의 어레이 위에 배치되고, 상기 도광판은 상기 커버층보다 상기 표시 소자에 더욱 가까운 것인 도광체.
제34항에 있어서, 상기 커버층은 표시 소자의 어레이 위에 배치되고, 상기 커버층은 상기 도광판보다 상기 표시 소자에 더욱 가까운 것인 도광체.
제34항에 있어서, 상기 커버층은 표시 소자의 어레이를 포함하는 것인 도광 체.
제34항에 있어서, 상기 커버층의 상부면은 상기 도광판의 하부면에 대해서 평행한 것인 도광체.
제34항에 있어서, 상기 커버층의 상부면의 제1부분은 상기 도광판의 하부면의 제1부분에 대해서 평행하지 않은 것인 도광체.
제57항에 있어서, 상기 커버층의 상부면의 제2부분은 상기 도광판의 하부면의 제2부분에 대해서 평행한 것인 도광체.
제34항에 있어서, 상기 커버층의 상부면은 상기 도광판의 하부면에 대해서 평행하지 않은 것인 도광체.
평탄면을 지닌 커버층;

복수개의 오목한 표면 부조 형상부를 지닌 제1면과, 평탄한 제2면을 구비한 막; 및

상부 평탄면과 하부 평탄면을 구비한 도광판을 포함하되;

상기 막은, 상기 평탄한 제2면이 상기 도광판에 인접하고, 상기 제1면의 상기 오목한 표면 부조 형상부가 상기 도광판에서 빗나가도록(face away), 상기 도광 판 위에 배치되어 있고;

상기 커버층은, 해당 커버층의 평탄면과 상기 막의 오목한 표면 부조 형상부가 상기 커버층과 상기 막 사이에 공동부를 형성하도록, 상기 막에 인접하게 배치되어 있는 것인 도광체.
제60항에 있어서, 상기 복수개의 오목한 표면 부조 형상부는 길게 뻗은 마이크로프리즘을 포함하는 것인 도광체.
제61항에 있어서, 상기 복수개의 오목한 표면 부조 형상부는 서로에 대해서 기울어진 적어도 2개의 인접한 자른 면을 포함하는 것인 도광체.
제62항에 있어서, 상기 적어도 2개의 인접한 자른 면은 서로에 대해서 상이한 경사각을 지니는 것인 도광체.
제61항에 있어서, 상기 복수개의 오목한 표면 부조 형상부는 2개의 수직의 자른 면(vertical facet)을 포함하는 것인 도광체.
제62항에 있어서, 상기 2개의 인접한 자른 면은 만곡면을 포함하는 것인 도광체.
제61항에 있어서, 상기 마이크로프리즘은 다수의 자른 면을 낸 인접한 측면들을 포함하는 것인 도광체.
제60항에 있어서, 상기 복수개의 오목한 표면 부조 형상부는 상부에 반사 코팅을 지니는 것인 도광체.
제60항에 있어서, 상기 공동부는 에어 포켓을 포함하는 것인 도광체.
제60항에 있어서, 상기 공동부는 필러 재료로 충전되어 있는 것인 도광체.
제69항에 있어서, 상기 필러 재료는 반사성인 것인 도광체.
제60항에 있어서, 상기 막은 상기 도광판의 상부 평탄면 상에 배치되어 있는 것인 도광체.
제60항에 있어서, 상기 막은 상기 도광판의 하부 평탄면 상에 배치되어 있는 것인 도광체.
제60항에 있어서, 상기 커버층은 표시 소자의 어레이의 위쪽에 배치되어 있는 것인 도광체.
제60항에 있어서, 상기 커버층은 표시 소자의 어레이를 포함하는 것인 도광체.
제60항에 있어서, 상기 커버층은 상부 평탄면과 하부 평탄면을 지닌 막을 포함하는 것인 도광체.
제60항에 있어서, 상기 막, 커버층 및 도광판은 동일한 굴절률을 지니는 것인 도광체.
제60항에 있어서, 상기 도광체는 에지부를 포함하되, 이 에지부를 통해서 광이 입사될 수 있으며, 상기 입사된 광은 상기 공동부에서 상기 도광체 밖으로 산란되는 것인 도광체.
제77항에 있어서, 상기 복수개의 오목한 표면 부조 형상부는, 상기 에지부를 통해 입사된 광이 상기 공동부에서 굴절되도록 서로에 대해서 기울어진 적어도 2개의 인접한 자른 면을 포함하는 것인 도광체.
제77항에 있어서, 상기 복수개의 오목한 표면 부조 형상부는, 상기 에지부를 통해 입사된 광이 상기 공동부에서 전내부 반사를 통해 방향전환되도록 서로에 대 해서 기울어진 적어도 2개의 인접한 자른 면을 포함하는 것인 도광체.
제60항에 있어서, 상기 커버층은 상기 평탄면과 대향해서 위치결정된 관찰면(viewing face)을 추가로 포함하는 것인 도광체.
제80항에 있어서, 상기 관찰면은 평탄한 것인 도광체.
제81항에 있어서, 상기 관찰면은 비평탄한(non-planar) 것인 도광체.
광을 도광하는 제1도광수단; 및

광을 도광하는 제2도광수단을 포함하되,

상기 제1도광수단 및 제2도광수단은 해당 제1도광수단과 제2도광수단을 함께 맞물리게 하기 위한 각각의 맞물림 수단(mating means)을 구비하며,

상기 제1 및 제2도광수단의 양쪽 모두의 맞물림 수단은 상기 제1 및 제2도광수단이 함께 맞물릴 때, 그 사이에 광을 반사하는 광반사수단이 형성되도록 하는 굴곡을 지니는 것인 도광체.
제83항에 있어서, 상기 제1도광수단은 상기 도광체의 상부 부분을 포함하고, 상기 제2도광수단은 상기 도광체의 하부 부분을 포함하는 것인 도광체.
제84항에 있어서, 상기 제1도광수단의 상기 맞물림 수단은 상기 상부 부분의 하부면을 포함하고, 상기 제2도광수단의 상기 맞물림 수단은 상기 하부 부분의 상부면을 포함하는 것인 도광체.
제85항에 있어서, 상기 반사수단은 광학적 공동부(optical cavity)를 포함하는 것인 도광체.
제83항에 있어서, 상기 제1도광수단은 상부면과 하부면을 포함하고, 상기 제2도광수단은 상부면과 하부면을 포함하며, 상기 제1도광수단의 상기 하부면은 상기 제2도광수단의 상기 상부면에 인접하게 배치되어 있는 것인 도광체.
제87항에 있어서, 상기 광반사수단은 상기 제2도광수단의 상기 하부면을 향하여 상기 도광체에 전파되는 광을 방향전환하도록 구성된 것인 도광체.
제87항에 있어서, 상기 제1도광수단과 제2도광수단은 각각 표면 부조 형상부를 지닌 굴곡형성 면을 구비한 막을 1개 이상 포함하는 것인 도광체.
제87항에 있어서, 상기 제1도광수단의 상기 하부면과 상기 제2도광수단의 상기 상부면은 복수개의 길게 뻗은 홈부를 포함하는 것인 도광체.
제90항에 있어서, 상기 홈부는 경사진 평탄면을 포함하는 것인 도광체.
제90항에 있어서, 상기 제1도광수단의 상기 하부면 내의 상기 홈부의 하나 이상은 동일한 형상을 지니거나, 또는 상기 제2도광수단의 상기 상부면 내의 상기 홈부의 하나 이상은 동일한 형상을 지니는 것인 도광체.
제90항에 있어서, 상기 홈부는 비대칭인 것인 도광체.
제90항에 있어서, 상기 홈부 간의 거리는 상기 제1도광수단 또는 상기 제2도광수단의 길이를 가로질러 변화하는 것인 도광체.
제90항에 있어서, 상기 홈부 간의 거리는 약 50 미크론 내지 약 450 미크론인 것인 도광체.
제87항에 있어서, 상기 제1도광수단의 상기 상부면은 상기 제2도광수단의 상기 하부면에 대해서 평행한 것인 도광체.
제87항에 있어서, 제1도광수단의 상기 상부면은 상기 제2도광수단의 하부면에 대해서 평행하지 않은 것인 도광체.
제89항에 있어서, 상기 표면 부조 형상부는 복수개의 길게 뻗은 마이크로프리즘을 포함하는 것인 도광체.
제98항에 있어서, 상기 마이크로프리즘은 각각 서로에 대해서 기울어진 적어도 2개의 인접한 자른 면을 포함하는 것인 도광체.
제98항에 있어서, 상기 마이크로프리즘은 만곡면을 포함하는 것인 도광체.
제98항에 있어서, 상기 마이크로프리즘은 2개의 측면을 포함하되, 각 측면은 다수의 자른 면을 낸 것인 도광체.
제99항에 있어서, 상기 적어도 2개의 인접한 자른 면은 상기 막의 적어도 하나의 평탄면에 대해서 상이한 경사각을 지니는 것인 도광체.
제102항에 있어서, 상기 마이크로프리즘의 상기 경사각은 상기 막의 적어도 하나의 길이에 걸쳐서 변화하는 것인 도광체.
제83항 내지 제103항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 반사수단 간의 거리는 약 50 내지 약 450 미크론인 것인 도광체.
제83항 내지 제104항 중 어느 한 항에 있어서, 인접한 반사수단 간의 거리는 변화하는 것인 도광체.
제83항 내지 제105항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 및 제2도광수단은 상기 도광체에 광의 입사를 허용하도록 구성된 에지부를 포함하는 것인 도광체.
제106항에 있어서, 상기 에지부에 인접하게 위치결정된 광원을 추가로 포함하는 것인 도광체.
제106항에 있어서, 인접한 반사수단 간의 거리는 상기 에지로부터의 거리가 증가함에 따라 감소하는 것인 도광체.
제83항에 있어서, 상기 광반사수단은 에어 포켓을 포함하는 공동부를 포함하는 것인 도광체.
제109항에 있어서, 상기 에어 포켓은 비대칭인 것인 도광체.
제83항에 있어서, 상기 광반사수단은 필러 재료를 수용하는 공동부를 포함하는 것인 도광체.
제83항에 있어서,

표시 소자의 어레이;

상기 표시 소자와 전기적으로 통신하여, 화상 데이터를 처리하도록 구성된 프로세서; 및

상기 프로세서와 전기적으로 통신하는 메모리 장치를 추가로 포함하는 도광체.
제112항에 있어서, 상기 표시 소자에 적어도 1개의 신호를 전송하도록 구성된 드라이버 회로를 추가로 포함하는 도광체.
제113항에 있어서, 상기 화상 데이터의 적어도 일부를 상기 드라이버 회로로 전송하도록 구성된 제어기를 추가로 포함하는 도광체.
제112항에 있어서, 상기 화상 데이터를 상기 프로세서에 전송하도록 구성된 화상 소스 모듈을 추가로 포함하는 도광체.
제115항에 있어서, 상기 화상 소스 모듈은 수신기, 트랜스시버 및 송신기 중 적어도 하나를 포함하는 것인 도광체.
제112항에 있어서, 상기 입력 데이터를 수신하여 해당 입력 데이터를 상기 프로세서에 전달하도록 구성된 입력 장치를 추가로 포함하는 도광체.
광을 도광하는 제1도광수단;

광을 도광하는 제2도광수단; 및

상기 제2도광수단을 덮는 커버 수단을 포함하되,

상기 커버 수단은 상기 제2도광수단이 상기 커버 수단과 상기 제1도광수단 사이에 있도록 배치되고, 상기 제2도광수단과 상기 커버 수단은 해당 제2도광수단과 커버 수단을 함께 맞물리게 하기 위한 각각의 맞물림 수단을 구비하며,

상기 제2도광수단의 상기 맞물림 수단은 상기 제2도광수단과 상기 커버 수단이 함께 맞물릴 때, 그 사이에 광을 반사하는 광반사수단이 형성되도록 하는 굴곡을 지니는 것인 도광체.
제118항에 있어서, 상기 제1도광수단은 도광판을 포함하는 것인 도광체.
제119항에 있어서, 상기 제2도광수단은 막을 포함하는 것인 도광체.
제120항에 있어서, 상기 커버 수단은 커버층을 포함하는 것인 도광체.
제121항에 있어서, 상기 제2도광수단의 상기 맞물림 수단은 상기 막 상에 표면을 포함하고, 상기 커버 수단의 상기 맞물림 수단은 상기 커버층에 표면을 포함 하는 것인 도광체.
제122항에 있어서, 상기 반사수단은 광학적 공동부를 포함하는 것인 도광체.
제118항에 있어서, 상기 커버수단은 커버 상부면과 커버 하부면을 포함하고, 상기 제1도광수단은 제1상부면과 제1하부면을 포함하며, 상기 제2도광수단은 제2상부면과 제2하부면을 포함하는 것인 도광체.
제124항에 있어서, 상기 커버수단의 상기 상부면은 상기 제2도광수단의 상기 하부면에 대해서 평행한 것인 도광체.
제124항에 있어서, 상기 커버 상부면은 상기 제2하부면에 인접하게 배치도기, 상기 제2하부면은 굴곡을 지니며, 상기 제1하부면은 상기 제2상부면에 인접하게 배치되어 있는 것인 도광체.
제124항에 있어서, 상기 커버 하부면은 상기 제2상부면에 인접하게 배치되고, 상기 제2상부면은 굴곡을 지니며, 상기 제2하부면은 상기 제1상부면에 인접하게 배치되어 있는 것인 도광체.
제124항에 있어서, 상기 커버 상부면의 일부는 상기 제2하부면의 일부와 평 행하지 않은 것인 도광체.
제118항에 있어서, 상기 제2도광수단은 복수개의 표면 부조 형상부가 각인된 상부면을 포함하는 것인 도광체.
제129항에 있어서, 상기 복수개의 표면 부조 형상부는 길게 뻗은 마이크로프리즘을 포함하는 것인 도광체.
제129항에 있어서, 상기 복수개의 표면 부조 형상부는 서로에 대해서 기울어진 2개 이상의 인접한 자른 면을 포함하는 것인 도광체.
제131항에 있어서, 상기 마이크로프리즘은 다수의 자른 면을 낸 인접한 측면을 포함하는 것인 도광체.
제132항에 있어서, 상기 2개 이상의 인접한 자른 면은 상기 제2도광수단에 대해서 상이한 경사각을 지니는 것인 도광체.
제132항에 있어서, 상기 2개 이상의 인접한 자른 면은 만곡면을 포함하는 것인 도광체.
제133항에 있어서, 상기 경사각은 상기 제2도광수단의 길이에 걸쳐서 변화하는 것인 도광체.
제118항에 있어서, 상기 광반사수단은 상부에 반사 코팅을 지닌 자른 면을 포함하는 것인 도광체.
제118항에 있어서, 상기 광반사수단 간의 거리는 약 50 미크론 내지 약 450 미크론인 것인 도광체.
제118항에 있어서, 상기 광반사수단 간의 거리는 상기 제2도광수단에 걸쳐서 변화하는 것인 도광체.
제138항에 있어서, 상기 제1 또는 제2도광수단은 에지부를 포함하되, 이 에지부를 통해서 광이 입사될 수 있으며, 상기 광반사수단 간의 거리는 상기 에지부로부터의 거리가 증가함에 따라 감소되는 것인 도광체.
제118항에 있어서, 상기 광반사수단은 에어 포켓을 포함하는 것인 도광체.
제140항에 있어서, 상기 광반사수단은 비대칭인 것인 도광체.
제118항에 있어서, 상기 반사수단은 필러 재료로 충전된 공동부를 포함하는 것인 도광체.
제142항에 있어서, 상기 필러 재료는 반사성인 것인 도광체.
제118항에 있어서, 상기 제1 또는 제2도광수단의 에지부에 인접하게 위치결정된 광원을 추가로 포함하고, 상기 에지부는 상기 도광체에 상기 광원으로부터의 광을 수광하도록 구성되어 있는 것인 도광체.
제118항에 있어서, 상기 제2도광수단, 상기 제1도광수단 및 상기 커버 수단은 실질적으로 동일한 굴절률을 지니는 것인 도광체.
제118항에 있어서, 상기 제1도광수단은 표시 소자의 어레이에 인접하게 배치되어 있고, 상기 제1도광수단은 상기 커버 수단보다 상기 표시 소자에 더욱 가까이 배치되어 있는 것인 도광체.
제118항에 있어서, 상기 제2도광수단은 복수개의 오목한 표면 부조 형상부를 포함하는 것인 도광체.
제147항에 있어서, 상기 복수개의 오목한 표면 부조 형상부 중 하나 이상은 2개의 수직의 자른 면을 포함하는 것인 도광체.
제147항에 있어서, 상기 복수개의 오목한 표면 부조 형상부 중 하나 이상은, 상기 도광체에 전파되는 광이 해당 오목한 표면 부조 형상부에서 굴절되도록, 서로에 대해서 기울어진 적어도 2개의 인접한 자른 면을 포함하는 것인 도광체.
제147항에 있어서, 상기 복수개의 오목한 표면 부조 형상부는, 상기 도광체에 전파되는 광이 해당 표면 부조 형상부에서 전내부 반사를 통해서 방향전환되도록, 서로에 대해서 기울어진 적어도 2개의 인접한 자른 면을 포함하는 것인 도광체.
제118항에 있어서,

표시 소자의 어레이;

상기 표시 소자와 전기적으로 통신하여, 화상 데이터를 처리하도록 구성된 프로세서; 및

상기 프로세서와 전기적으로 통신하는 메모리 장치를 추가로 포함하는 도광체.
제151항에 있어서, 상기 표시 소자에 적어도 1개의 신호를 전송하도록 구성된 드라이버 회로를 추가로 포함하는 도광체.
제152항에 있어서, 상기 화상 데이터의 적어도 일부를 상기 드라이버 회로로 전송하도록 구성된 제어기를 추가로 포함하는 도광체.
제151항에 있어서, 상기 화상 데이터를 상기 프로세서에 전송하도록 구성된 화상 소스 모듈을 추가로 포함하는 도광체.
제154항에 있어서, 상기 화상 소스 모듈은 수신기, 트랜스시버 및 송신기 중 적어도 하나를 포함하는 것인 도광체.
제151항에 있어서, 상기 입력 데이터를 수신하여 해당 입력 데이터를 상기 프로세서에 전달하도록 구성된 입력 장치를 추가로 포함하는 도광체.
제1도광수단의 하부면에 제1굴곡형성 면을 형성하는 단계;

제2도광수단의 상부면에 제2굴곡형성 면을 형성하는 단계; 및

상기 제1도광수단의 제1굴곡형성 면과 상기 제2도광수단의 제2굴곡형성 면을 연결하여 해당 제1도광수단과 제2도광수단 사이에 하나 이상의 광학적 공동부를 형성하는 단계를 포함하는, 도광체의 제조방법.
제157항에 있어서, 상기 제1 및 제2도광수단은 막을 포함하는 것인, 도광체 의 제조방법.
제157항에 있어서, 상기 하나 이상의 광학적 공동부를 필러 재료로 충전하는 단계를 추가로 포함하는, 도광체의 제조방법.
제157항에 있어서, 상기 표면 부조 형상부는 마이크로프리즘을 포함하는 것인, 도광체의 제조방법.
제157항에 있어서, 상기 제1 및 제2표면 부조 형상부를 형성하는 단계는 상기 상부면 및 상기 하부면을 엠보싱 처리(embossing)하는 단계를 포함하는 것인, 도광체의 제조방법.
제157항에 있어서, 상기 제1 및 제2표면 부조 형상부를 형성하는 단계는 사출 성형에 의해 상기 상부면 및 상기 하부면을 형성하는 단계를 포함하는 것인, 도광체의 제조방법.
제159항에 있어서, 상기 필러 재료는 상기 제1도광수단 또는 제2도광수단의 굴절률과는 상이한 굴절률을 지니는 것인, 도광체의 제조방법.
제1도광수단을 제공하는 단계;

제2도광수단을 제공하는 단계; 및

상기 제2도광수단과 커버 사이에 반사수단이 형성되고 또한 상기 커버와 제1아내수단 사이에 상기 제2도광수단이 위치하도록, 상기 제2도광수단 위에 상기 커버를 배치하는 단계를 포함하는, 도광체의 제조방법.
제157항에 있어서, 상기 제1도광수단은 상부면과 하부면을 포함하고, 상기 제2도광수단은, 해당 제2도광수단의 하부면이 상기 제1도광수단의 상기 상부면에 인접하도록, 상부면과 하부면을 포함하며, 상기 제2도광수단의 상기 상부면이 굴곡을 지니고, 상기 커버는 상기 제2도광수단의 상기 굴곡을 지닌 상부면 위에 배치되며, 상기 반사수단은 상기 제1도광수단의 상기 하부면을 향하여 상기 도광체를 통해 전파하는 광의 적어도 일부를 방향전환시키도록 구성된 것인, 도광체의 제조방법.
제165항에 있어서, 상기 제1 및 제2도광수단은 막을 포함하는 것인, 도광체의 제조방법.
제165항에 있어서, 상기 반사수단은 광학적 공동부를 하나 이상 포함하는 것인, 도광체의 제조방법.
제167항에 있어서, 상기 하나 이상의 광학적 공동부를 필러 재료로 충전하는 단계를 추가로 포함하는, 도광체의 제조방법.
제165항에 있어서, 상기 제2도광수단의 상기 굴곡을 지닌 상부면은 표면 부조 형상부를 포함하는 것인, 도광체의 제조방법.
제169항에 있어서, 상기 제2도광수단의 상기 상부면을 엠보싱 처리함으로써 상기 표면 부조 형상부를 형성하는 단계를 추가로 포함하는, 도광체의 제조방법.
제169항에 있어서, 사출 성형에 의해 상기 제2도광수단의 상기 상부면 상에 상기 표면 부조 형상부를 형성하는 단계를 추가로 포함하는, 도광체의 제조방법.