KR20120030460A - 조명장치 및 그의 제조방법 - Google Patents

Abstract

조명장치 및 그의 제조방법이 개시되어 있다. 일 실시형태에서, 조명장치는 광원; 평탄한 제1면, 제1단부 및 제2단부, 그리고 해당 제1단부와 제2단부 사이에 길이를 지니는 도광체(803); 및 상기 도광체의 제2단부를 향하여 전파 중인 광을 상기 도광체의 상기 평탄한 제1면으로부터 반사하도록 구성된 복수개의 광 방향전환 구성부(820)를 포함하되, 상기 도광체는 상기 광원으로부터의 광을 상기 도광체의 제1단부 내로 수광하도록 위치결정되고, 상기 도광체는 해당 도광체의 제1단부 내로 제공된 상기 광원으로부터 광이 상기 제2단부를 향하여 전파되도록 구성되며, 각 광 방향전환 구성부는 방향전환 면 및 해당 방향전환 면 상에 형성된 간섭계 적층부(1707)를 구비한다.

Description

조명장치 및 그의 제조방법{ILLUMINATION DEVICES AND METHODS OF FABRICATION THEREOF}

관련 출원에 대한 교차 참조

본 출원은 미국 특허 가출원 제61/182,594호(발명의 명칭: "ILLUMINATION DEVICES AND METHODS OF FABRICATION THEREOF", 출원일: 2009년 5월 29일) 및 미국 특허 가출원 제61/292,783호(발명의 명칭: "ILLUMINATION DEVICES AND METHODS OF FABRICATION THEREOF", 출원일: 2010년 1월 6일)의 이득을 주장하며, 이들 기초 출원은 참조로 그들의 전체 내용이 본원에 명확히 포함된다.

기술 분야

본 발명의 기술 분야는 전자기계 시스템(ectromechanical system)에 관한 것이다.

전자기계 시스템은 전기 및 기계 소자, 작동기, 트랜스듀서, 센서, 광학 요소(예를 들어, 미러) 및 전자기기 등을 구비한 장치를 포함한다. 전자기계 시스템은 마이크로규모 및 나노규모를 비롯한 각종 규모로 제작될 수 있지만, 그 규모는 이들로 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 마이크로전자기계 시스템(microelectromechanical systems: MEMS) 장치는 약 1미크론에서 수백미크론 혹은 그 이상에 이르는 크기를 지니는 구조체를 포함할 수 있다. 나노전자기계 시스템(Nanoelectromechanical systems: NEMS) 장치는, 예를 들어 수백 나노미터보다 작은 크기를 비롯하여, 1미크론보다 작은 크기를 지니는 구조체를 포함할 수 있다. 전자기계소자는 기판 및/또는 증착된 재료층의 일부를 에칭해내거나 층들을 추가하여 전기 및 전자기계 장치를 형성하는 증착, 에칭, 리소그라피(lithography) 및/또는 기타 미세기계가공(micromachining) 공정들을 이용하여 형성될 수도 있다. 전자기계 시스템 장치의 한 유형은 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 있는데, 상기 1쌍의 도전판 중 어느 한쪽 또는 양쪽이 전체 또는 부분적으로 투과형 및/또는 반사형일 수도 있고 적절한 전기 신호의 인가 시 상대 운동을 할 수 있다. 특정 실시형태에 있어서, 하나의 도전판은 기판 상에 증착된 고정층을 포함할 수도 있고, 다른 하나의 도전판은 상기 고정층으로부터 에어 갭에 의해 분리된 금속 막을 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 이들 특성들이 사용될 수 있도록 이러한 유형의 장치의 특징들을 이용 및/또는 변경하는 것은 당해 기술 분야에서 유용할 것이다.

본 발명의 시스템, 방법 및 장치는 각각 수개의 양상을 지니지만, 이들 중 하나의 양상이 그의 소망의 속성을 위해 단독으로 담당하는 것은 아니다. 본 발명의 범위를 제한하는 일없이, 그의 더 많은 현저한 특성들이 이제 간단히 논의될 것이다. 이 논의를 고려한 후에, 특히 "발명을 실시하기 위한 구체적인 내용" 부분을 읽은 후에, 당업자는 본 발명의 특성들이 어떻게 다른 조명장치보다 이점을 제공하는지를 이해할 것이다.

본 명세서에 기재된 각종 실시형태는 기판 층 및 디스플레이를 향하여 기판 내에 전파 중인 광을 방향전환시키도록 구성된 반사층으로 피복된 광 방향전환 구성부(light turning feature)를 지니는 방향전환 층(turning layer)을 포함하는 조명장치를 포함한다.

일 실시형태에서, 조명장치는 광원; 대체로 평탄한 제1면, 해당 제1면과 반대쪽에 있는 대체로 평탄한 제2면, 제1단부 및 제2단부, 그리고 해당 제1단부와 제2단부 사이에 길이를 지니는 도광체(light guide); 및 복수개의 광 방향전환 구성부를 포함하되, 상기 도광체는 상기 광원으로부터의 광을 상기 도광체의 제1단부 내로 수광하도록 위치결정되고, 상기 도광체는 해당 도광체의 제1단부 내로 제공된 상기 광원으로부터의 광이 대체로 상기 제2단부를 향하여 전파되도록 구성된다. 각 광 방향전환 구성부는 대체로 상기 도광체의 제2단부를 향하여 전파 중인 광의 적어도 일부를 수광하고 수광된 광의 적어도 일부를 상기 도광체의 제1면으로부터 반사하도록 구성된 방향전환 면(turning surface)을 지닐 수 있고, 각 광 방향전환 구성부는 상기 방향전환 면의 적어도 일부 상에 형성된 간섭계 적층체(interferometric stack)를 포함한다.

다른 양상은 본 명세서에 기재된 실시형태들에 포함될 수 있다. 예를 들어, 각 광 방향전환 구성부는 상기 도광체의 상기 제1면 혹은 제2면에 형성된 함몰부(depression)를 포함할 수 있다. 상기 도광체는 해당 도광체의 제1면으로부터 반사된 광이 복수개의 공간 광 변조기(spatial light modulator)를 조명하도록 해당 복수개의 공간 광 변조기에 대해서 배치될 수 있다. 상기 간섭계 적층체는 상기 방향전환 면 상에 배치된 반사층, 해당 반사층 상에 배치된 스페이서 층 및 해당 스페이서 층 상에 배치된 부분 반사성 흡수체 층을 포함할 수 있다. 상기 반사층은 알루미늄을 포함할 수 있고, 상기 흡수체는 크롬을 포함할 수 있으며, 상기 스페이서는 이산화규소를 포함할 수 있다.

몇몇 실시형태에서, 상기 조명장치는 대체로 평탄한 제1부분과 대체로 평탄한 제2부분을 지니는 방향전환 막(turning film)을 포함하되, 해당 제2부분은 상기 제1부분과 상기 도광체 사이에 배치된다. 상기 방향전환 막은 상기 복수개의 광 방향전환 구성부를 포함할 수 있다. 상기 광 방향전환 구성부는 상기 방향전환 막 상에 균일한 패턴 혹은 비균일한 패턴으로 배치될 수 있다. 상기 방향전환 막의 제1부분과 제2부분은 광 방향전환 구성부의 적어도 일부를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 광 방향전환 구성부는 상기 제1부분과 제2부분의 양쪽 모두를 통해서 잇달아 있을(run through) 수 있다. 상기 방향전환 막은 상기 제1부분에 있는 적어도 하나의 광 방향전환 구성부와 상기 제2부분에 있는 적어도 하나의 광 방향전환 구성부를 포함할 수 있다. 상기 제1부분에 있는 적어도 하나의 광 방향전환 구성부는 상기 제2부분에 있는 적어도 하나의 광 방향전환 구성부로부터 횡방향으로 어긋나 있을(offset) 수 있다. 상기 방향전환 막은 제1단부와 제2단부를 지닐 수 있고, 해당 제1단부 및/또는 제2단부는 만곡되어 있을 수 있다. 상기 광 방향전환 구성부는 서로 상이한 깊이 혹은 형상을 지닐 수 있다. 상기 광 방향전환 구성부는 상기 제1면 혹은 제2면 상에 균일한 혹은 비균일한 패턴으로 배치될 수 있다. 상기 광 방향전환 구성부는 만곡, 절두체 형상(frustum-shaped), 원뿔체 형상 및/또는 회전 대칭일 수 있다.

상기 조명장치의 몇몇 실시형태는 상기 도광체의 제1면으로부터 반사된 광을 수광하도록 위치결정된 광 변조 소자들(light modulating elements)의 어레이; 상기 광 변조 소자들의 어레이와 통신하도록 구성된 동시에, 화상 데이터를 처리하도록 구성된 프로세서; 및 상기 프로세서와 통신하도록 구성된 메모리 장치를 추가로 포함한다. 상기 조명장치는 상기 광 변조 소자들의 어레이에 적어도 하나의 신호를 전송하도록 구성된 드라이버 회로 및 상기 화상 데이터의 적어도 일부를 상기 드라이버 회로로 전송하도록 구성된 제어기를 추가로 포함할 수 있다. 상기 조명장치는 상기 화상 데이터를 상기 프로세서에 전송하도록 구성된 화상 공급원 모듈(image source module)을 추가로 포함할 수 있고, 상기 화상 공급원 모듈은 수신기, 트랜스시버 및 전송기 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 조명장치는 입력 데이터를 수신하고 해당 입력 데이터를 상기 프로세서와 통신하도록 구성된 입력 장치를 추가로 포함할 수 있다.

일 실시형태에서, 조명장치는 광을 제공하기 위한 광 제공수단; 평탄한 제1면, 제1단부 및 제2단부, 그리고 해당 제1단부와 제2단부 사이에 길이를 지니는 도광수단; 및 광을 방향전환시키기 위한 복수개의 광 방향전환 수단을 포함하되, 상기 도광수단은 해당 도광수단의 제1단부 내로 제공된 상기 광 제공수단으로부터의 광이 대체로 상기 도광수단의 제2단부를 향하여 전파되도록 구성되고, 각 광 방향전환 수단은 상기 도광수단의 제2단부를 향하여 전파 중인 광을 수광하고, 수광된 광의 적어도 일부를 상기 도광수단의 제1면으로부터 반사하도록 구성된 방향전환 면을 지니며, 상기 광 방향전환 수단은 상기 방향전환 면 상에 형성된 간섭계 적층체를 포함한다. 상기 광 제공수단은 발광 다이오드일 수 있다. 상기 도광수단은 도광체일 수 있다. 상기 광 방향전환 수단은 절두체 형상의 광 방향전환 구성부일 수 있다.

또 다른 실시형태에서, 조명장치는 광원; 대체로 평탄한 제1면, 제1단부 및 제2단부, 그리고 해당 제1단부와 제2단부에 길이를 지니는 도광체; 대체로 상기 도광체의 제2단부를 향하여 전파 중인 광의 적어도 일부를 수광하고 수광된 광의 적어도 일부를 상기 도광체의 상기 평탄한 제1면으로부터 반사하도록 구성된 방향전환 면을 각각 지니고, 또한 각 방향전환 면의 적어도 일부 위에 배치된 반사층을 각각 포함하는 복수개의 광 방향전환 구성부; 및 반사층 상에 각각 형성된 복수개의 광학 마스크를 포함하되, 상기 도광체는 상기 광원으로부터의 광을 상기 도광체의 제1단부 내로 수광하도록 위치결정되고, 상기 도광체는 해당 도광체의 제1단부 내로 제공된 상기 광원으로부터의 광이 대체로 상기 제2단부를 향하여 전파되도록 구성되어 있다. 상기 광학 마스크는 상기 광학 마스크는 검은 피막(dark coating), 또는 흡수체 층을 포함할 수 있고, 해당 흡수체 층은 상기 반사층과 함께 간섭계 적층체를 형성한다.

일 실시형태에서, 조명장치의 제조방법은 도광체를 제공하는 단계; 상기 도광체 상에 방향전환 막을 형성하는 단계; 상기 방향전환 막 상에, 광 방향전환 면을 각각 포함하는 복수개의 광 방향전환 구성부를 형성하는 단계; 및 각각의 광 방향전환 면 상에 간섭계 적층체를 형성하는 단계를 포함한다. 상기 간섭계 적층체를 형성하는 단계는 상기 간섭계 적층체 중 적어도 하나의 층을 전기도금하는 단계, 또는 상기 광 방향전환 막을 에칭하여 광 방향전환 구성부들을 형성하는 단계 및 각 광 방향전환 면 상에 상기 간섭계 적층체의 층들을 증착시키는 단계를 포함할 수 있다.

도 1은 제1간섭계 변조기의 이동식 반사층이 이완 위치에 있고, 제2간섭계 변조기의 이동식 반사층이 작동 위치에 있는 간섭계 변조기 디스플레이의 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 대한 이동식 미러의 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 5a 및 도 5b는 도 2의 3×3 간섭계 변조기 디스플레이에 표시 데이터의 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 조명장치와 반사형 디스플레이를 구비한 표시장치의 일 실시형태의 단면도;
도 9a는 방향전환 막(방향전환 막) 상에 균일한 패턴으로 배치된 방향전환 구성부를 지니는 표시장치의 일 실시형태의 평면도;
도 9b는 방향전환 막 상에 불균일 패턴으로 배치된 방향전환 구성부를 지니는 표시장치의 일 실시형태의 평면도;
도 9c는 방향전환 막 및 기판을 구비한 조명장치의 일 실시형태의 단면도;
도 9d는 회전 대칭인 방향전환 구성부의 일 실시형태의 소정의 치수를 나타낸 도면;
도 10은 광 방향전환 구성부의 수개의 실시형태를 예시한 조명장치의 일 실시형태의 단면도;
도 11은 광 방향전환 구성부를 구비한 기판을 포함하는 조명장치의 일 실시형태의 단면도;
도 12는 두 방향전환 막을 구비한 조명장치의 일 실시형태의 단면도;
도 13은 각각 광 방향전환 구성부들을 지닌 두 방향전환 막을 구비한 조명장치의 일 실시형태의 단면도로서, 여기서 각 방향전환 막에서의 광 방향전환 구성부들의 적어도 일부는 다른 방향전환 막에서의 광 방향전환 구성부들과 수직방향으로 어긋나게(offset) 배치되어 있음;
도 14는 절두형 원뿔체의 형태로 구성된 광 방향전환 구성부들과 렌즈를 구비한 조명장치의 일 실시형태의 단면도;
도 15는 곡선 가장자리부를 지니는 도광체와 방향전환 막을 예시한 다른 조명장치의 일 실시형태의 단면도;
도 16은 도광체 및/또는 방향전환 막의 경사진 가장자리부를 통해 광을 제공하는 광원을 포함하는 일 실시형태를 예시한 조명장치의 단면도;
도 17a는 다수-피복된 가장자리부를 지니는 광 방향전환 구성부를 도시한 조명장치의 일 실시형태의 단면도;
도 17b는 조명장치의 일 실시형태의 평면도;
도 18은 다수-피복된 가장자리부를 지니는 광 방향전환 구성부의 수개의 예를 예시한 조명장치의 일 실시형태의 단면도;
도 19a는 광 방향전환 구성부 상에 간섭계 적층체를 형성하기 위한 방법의 일례의 단계 동안의 방향전환 막의 단면도;
도 19b는 중간 공정 단계에서의 도 19a의 방향전환 막의 단면도;
도 19c는 추가의 처리에 기인하는 도 19c의 방향전환 막의 일 실시형태의 단면도;
도 19d는 도 19c의 방향전환 막을 제조하는 방법의 일 실시형태를 개략적으로 예시한 블록도;
도 20a 내지 도 20e는 조명장치를 제조하는 방법에 있어서의 단계들을 예시한 개략적 단면도;
도 20f는 도 20e의 조명장치를 제조하는 방법의 일 실시형태를 개략적으로 예시한 블록도;
도 21a 내지 도 21h는 조명장치를 제조하는 방법에 있어서의 단계들을 예시한 개략적 단면도;
도 21i는 도 21h의 조명장치를 제조하는 방법의 일 실시형태를 개략적으로 예시한 블록도;
도 22a 내지 도 22e는 조명장치를 제조하는 방법에 있어서의 단계들을 예시한 개략적 단면도;
도 22f는 도 22e의 조명장치를 제조하는 방법의 일 실시형태를 개략적으로 예시한 블록도;
도 23a 내지 도 23j는 조명장치를 제조하는 방법에 있어서의 단계들을 예시한 개략적 단면도;
도 23k는 도 23j의 조명장치를 제조하는 방법의 일 실시형태를 개략적으로 예시한 블록도;
도 24a 내지 도 24f는 조명장치를 제조하는 방법에 있어서의 단계들을 예시한 개략적 단면도;
도 24g는 도 24f의 조명장치를 제조하는 방법의 일 실시형태를 개략적으로 예시한 블록도;
도 25a 내지 도 25g는 조명장치를 제조하는 방법에 있어서의 단계들을 예시한 개략적 단면도;
도 25h는 도 25g의 조명장치를 제조하는 방법의 일 실시형태를 개략적으로 예시한 블록도;
도 26a 내지 도 26f는 조명장치를 제조하는 방법에 있어서의 단계들을 예시한 개략적 단면도;
도 26g는 도 26f의 조명장치를 제조하는 방법의 일 실시형태를 예시한 개략적 블록도;
도 27a 내지 도 27c는 조명장치를 제조하는 방법에 있어서의 단계들을 예시한 개략적 단면도;
도 27d는 도 27c의 조명장치를 제조하는 방법의 일 실시형태를 개략적으로 예시한 블록도;
도 27e는 도 27c의 조명장치를 제조하는 방법의 일 실시형태를 개략적으로 예시한 블록도;
도 28은 테이퍼 형상 벽들을 지닌 방향전환 막의 일 실시형태의 단면도;
도 29a는 다각형 방향전환 구성부를 지닌 방향전환 막의 일 실시형태의 개략적 단면도;
도 29b는 오목형 곡선식 방향전환 구성부를 지닌 방향전환 막의 일 실시형태의 개략적 단면도;
도 29c는 볼록형 곡선식 방향전환 구성부를 지닌 방향전환 막의 일 실시형태의 개략적 단면도;
도 29d는 오목형 측벽들을 지닌 절두체 형상 방향전환 구성부를 구비한 방향전환 막의 일 실시형태의 개략적 단면도;
도 29e는 볼록형 측벽들을 지닌 절두체 형상 방향전환 구성부를 구비한 방향전환 막의 일 실시형태의 개략적 단면도;
도 29f는 도 29d의 방향전환 구성부의 사시도;
도 29g는 도 29f의 방향전환 구성부의 사시도;
도 30a는 다수-피복된 가장자리부들을 지닌 오목형 곡선식 방향전환 구성부를 구비한 방향전환 막의 일 실시형태의 개략적 단면도;
도 30b는 다수-피복된 가장자리부들을 지닌 볼록형 곡선식 방향전환 구성부를 구비한 방향전환 막의 일 실시형태의 개략적 단면도;
도 30c는 다수-피복된 가장자리부들 및 오목형 측벽들을 지니는 절두체 형상 방향전환 구성부를 구비한 방향전환 막의 일 실시형태의 개략 단면도;
도 30d는 다수-피복된 가장자리부들 및 볼록형 측벽들을 지니는 절두체 형상 방향전환 구성부를 구비한 방향전환 막의 일 실시형태의 개략 단면도;
도 31a 내지 도 31e는 볼록형 방향전환 구성부들을 지니는 방향전환 막을 제조하는 방법에 있어서의 단계들을 예시한 개략 단면도;
도 32a 내지 도 32e는 오목형 방향전환 구성부를 지니는 방향전환 막을 제조하는 방법에 있어서의 단계들을 예시한 개략 단면도.

이하의 상세한 설명은 본 발명의 소정의 구체적인 실시형태들에 관한 것이지만, 여기에 교시된 것들은 다수의 상이한 방법들에 적용될 수 있다. 본 설명에 있어서는, 동일한 부분이 대체로 동일한 참조 부호로 표기되어 있는 도면을 참조한다. 소정의 예시된 실시형태에 있어서, 동일한 번호는 대체로 대응하는 부분을 지칭하는데 이용되지만; 이러한 지칭된 부분이 예를 들어 본 명세서에 기재된 바와 같이 실시형태마다 다를 수도 있음을 이해할 필요가 있다. 각 실시형태는 동화상(예를 들어, 비디오)인지 또는 정지화상(예를 들어, 스틸 이미지(still image))인지, 그리고 문자인지 그림인지의 여부에 따라 화상을 표시하도록 구성되는 장치이면 어떠한 장치에서도 구현될 수 있다. 더욱 상세하게는, 각 실시형태는 휴대폰, 무선 장치, PDA(personal data assistant), 초소형 또는 휴대용 컴퓨터, GPS 수신기/네비게이터, 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 화상의 디스플레이)을 포함하지만 이들로 한정되지는 않는 다양한 전자 장치들로 구현되거나 또는 그 다양한 전자 장치들과 관련될 수 있는 것을 고려할 수 있다. 본 명세서에 기재된 것과 마찬가지 구조체의 MEMS 장치는 또한 전자 전환(즉, 스위칭) 장치 등에서와 같은 디스플레이가 아닌 용도에도 이용될 수 있다.

조명장치는 주변광이 불충분할 경우 반사형 디스플레이에 대해서 광을 제공하는데 이용될 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 조명장치는 광원 및 해당 광원으로부터 광을 수광하는 도광체를 포함한다. 종종 광원은 디스플레이에 대해서 위치결정되거나 어긋나 있을 수 있고, 이러한 위치에서, 반사형 디스플레이에 직접 충분하거나 균일한 광을 제공하지 않을 수 있다. 따라서, 조명장치는 광원으로부터 광의 방향을 디스플레이를 향하여 바꾸는 광 방향전환 구성부를 또 포함할 수 있고, 이러한 방향전환 구성부는 도광체 상에 위치결정된 방향전환 막 내에 포함될 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 방향전환 구성부는 도광체 및/또는 방향전환 막 내에 전파 중인 광을 반사형 디스플레이를 향하여 (보다 양호하게) 반사시키도록 구성된 반사 피막(reflective coating)들을 구비한다. 이들 반사 피막은 빛나거나 밝게 보일 수 있지만, 이들은 방향전환 구성부가 어둡거나 검게 보이게끔 광을 흡수하도록 반사 피막 위에 검은 피막(예를 들어, 흑색 마스크)을 형성함으로써 관찰자에게 은폐되어, 디스플레이의 콘트라스트를 향상시킬 수 있다. 흑색 마스크는 반사층 및 흡수층을 포함할 수 있고, 어둡거나 검게 보이도록 구성된 "정적" 간섭계 변조기로서 구성되어 있을 수 있다. 도광체 및 방향전환 막은 무기 재료로 만들어져 있을 수 있다. 방향전환 막과 도광체 사이에서 광의 전파를 용이하게 하기 위하여, 방향전환 막은 도광체에 대해서 정합된 굴절률을 지닐 수 있다. 본 명세서에 개시된 실시형태들은 방향전환 구성부들 상에 하나 이상의 반사 피막을 포함하는 조명장치들의 상이한 구성에 관한 것이다. 본 명세서에 개시된 추가의 실시형태들은 무기 도광체 및/또는 무기 방향전환 막을 포함하는 조명장치들을 형성하는 방법들에 관한 것이다.

간섭계 MEMS 표시소자(디스플레이 소자)들을 포함하는 하나의 반사형 간섭계 변조기 디스플레이의 일 실시형태가 도 1에 예시되어 있다. 이들 장치에 있어서, 픽셀(pixel)들은 명 상태(혹은 밝은 상태)(bright state) 또는 암 상태(암흑 상태)(dark state)에 있다. 표시소자는, 명("이완된" 또는 "열린") 상태에서, 입사되는 가시광의 많은 부분을 사용자에게 반사시킨다. 표시소자는, 암("작동된" 또는 "닫힌") 상태에 있을 경우, 입사되는 가시광을 사용자에게 거의 반사시키지 않는다. "온" 및 "오프" 상태의 광 반사 특성은, 실시형태에 따라서는, 반대로 되어 있을 수도 있다. MEMS 픽셀들은 선택된 색에서 우선적으로 반사하도록 구성되어 흑색 및 백색에 부가해서 컬러 표시를 가능하게 한다.

도 1은 비쥬얼 디스플레이의 일련의 픽셀에 있어서 두 개의 인접한 픽셀들을 나타낸 등각 투상도인 데, 여기서 각 픽셀은 MEMS 간섭계 변조기를 포함한다. 몇몇 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 광학적 갭(resonant optical gap)을 형성한다. 일 실시형태에서, 반사층들 중 하나는 두 위치 사이에서 움직일 수도 있다. 여기서 이완 위치라고도 지칭되는 제1위치에서, 이동식 반사층은 고정식 부분 반사층으로부터 상대적으로 먼 거리에 위치된다. 여기서 작동 위치라고도 지칭되는 제2위치에서, 이동식 반사층은 상기 고정식 부분 반사층에 더 가까이 인접하여 위치된다. 이들 두 층에서 반사되는 입사광은 이동식 반사층의 위치에 따라서 보강(constructively) 간섭 또는 소멸(destructively) 간섭하여 각 픽셀에 대해서 전체 반사 상태 또는 비반사 상태를 생성한다.

도 1에 있어서 픽셀 어레이의 도시된 부분은 두 개의 인접한 간섭계 변조기(12a), (12b)를 포함한다. 좌측에 위치한 간섭계 변조기(12a)에는 부분 반사층을 포함하는 광학적 적층체(16a)로부터 소정 거리 떨어진 이완 위치에 이동식 반사층(14a)이 예시되어 있다. 우측에 위치한 간섭계 변조기(12b)에는 광학적 적층체(16b)에 인접한 작동 위치에 이동식 반사층(14b)이 예시되어 있다.

여기서 말하는 광학적 적층체(16a), (16b)(일괄해서 "광학적 적층부(16)"라 칭함)는 전형적으로 수 개의 융합층을 포함하는 데, 이들 융합층은 인듐 주석 산화물(indium tin oxide: ITO)과 같은 전극층과, 크롬과 같은 부분 반사층, 및 투명 유전체를 포함할 수 있다. 따라서, 광학적 적층부(16)는 전기 전도성, 부분 투명 및 부분 반사성이며, 예를 들어, 하나 이상의 상기 층들을 투명 기판(20) 위에 증착함으로써 제조될 수 있다. 부분적으로 반사성인 층(즉, 부분 반사층)은 각종 금속, 반도체 및 유전체 등과 같이 부분적으로 반사성인 각종 재료로 형성될 수 있다. 상기 부분 반사층은 하나 이상의 재료층으로 형성될 수 있고, 이들 각 층은 단일 재료 혹은 재료들의 조합으로 형성될 수 있다.

몇몇 실시형태에서, 이하에 더욱 설명되는 바와 같이, 광학적 적층부(16)의 층들은 평행 스트립들로 패턴화되고, 이하에 더욱 설명하는 바와 같은 표시장치 내에서 행방향 전극들을 형성할 수도 있다. 이동식 반사층(14a), (14b)은 기둥부(18)들 사이에 증착되는 중재 희생 재료 및 기둥부(18)의 상부면에 증착된 증착 금속층 또는 증착 금속층들(광학적 적층부(16a), (16b)의 행방향 전극에 직교)로 이루어진 일련의 평행 스트립들로서 형성될 수도 있다. 희생 재료를 에칭하여 제거하면, 이동식 반사층(14a), (14b)은 광학적 적층부(16b), (16b)로부터 소정의 갭(19)만큼 분리되게 된다. 알루미늄과 같은 고 전도성?반사성 재료가 반사층(14)에 사용될 수 있고, 이들 스트립들은 표시장치에서 열방향 전극들을 형성할 수도 있다. 단, 도 1은 정해진 비율로 표시되어 있지는 않다. 몇몇 실시형태에서, 기둥부(18)들 사이의 간격은 10 내지 100㎛ 정도일 수 있지만, 갭(19)은 1000Å 미만 정도일 수 있다.

도 1에 있어서 픽셀(12a)로 예시된 바와 같이, 전압이 인가되지 않을 경우, 이동식 반사층(14a)이 기계적으로 이완된 상태에서, 이동식 반사층(14a)과 광학적 적층부(16a) 사이에서 갭(19)이 유지된다. 그러나, 선택된 행 및 열에 전위(전압)차가 인가될 경우, 대응하는 픽셀에서 행방향 전극과 열방향 전극의 교차점에 형성된 커패시터는 충전되고, 정전기력은 전극들을 함께 당긴다. 전압이 충분히 높다면, 이동식 반사층(14)은 변형이 일어나 광학적 적층부(16)에 대해서 힘을 가한다. 광학적 적층부(16) 내의 유전체 층(이 도면에서는 도시 생략)은 단락이 방지되어, 도 1의 우측에 작동 픽셀(12b)로 표시된 바와 같이, 층(14)과 층(16) 간의 이격 거리를 조절한다. 이러한 거동은 인가된 전위차의 극성에 상관없이 동일하다.

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

도 2는 간섭계 변조기들을 내포할 수 있는 전자 장치의 일 실시형태를 예시한 시스템 블록도이다. 해당 전자 장치는 프로세서(21)를 포함하는 데, 이 프로세서는 ARM(등록상표), 펜티엄(Pentium)(등록상표), 8051, MIPS(등록상표), Power PC(등록상표), ALPHA(등록상표)와 같은 범용 단일 칩 프로세서 또는 멀티 칩 마이크로 프로세서, 또는 디지털 신호 프로세서, 마이크로제어기와 같은 소정의 특수 목적의 마이크로프로세서, 또는 프로그래밍가능한 게이트 어레이일 수도 있다. 당업계에 있어서 통상적인 바와 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 혹은 패널(30)에 신호를 제공하는 행방향 드라이버 회로(24)와 열방향 드라이버 회로(26)를 포함한다. 도 1에 예시된 어레이의 단면은 도 2의 1-1선에 의해 표시된다. 단, 도 2는 명확을 기하기 위하여 간섭계 변조기들의 3×3 어레이를 예시하고 있지만, 디스플레이 어레이(30)는 방대한 수의 간섭계 변조기를 포함할 수 있고, 열방향보다는 행방향으로 상이한 수(예컨대, 행당 300픽셀×열당 190픽셀)의 간섭계 변조기를 지닐 수 있다.

도 3은 도 1의 간섭계 변조기의 하나의 예시적인 실시형태에 대한 이동식 미러 위치 대 인가된 전압의 선도이다. MEMS 간섭계 변조기에 대해서, 행/열방향 작동 프로토콜은 도 3에 예시된 바와 같은 이들 장치의 히스테리시스 특성을 이용할 수도 있다. 상기 간섭계 변조기는, 예를 들어, 이완 상태에서 작동 상태로 이동식 층을 변형시키기 위해 10 볼트의 전위차가 필요할 수도 있다. 그러나, 이러한 값으로부터 전압이 감소될 경우, 전압이 10볼트 미만으로 다시 떨어질 때에 이동식 층은 그 상태를 유지한다. 도 3의 예시된 실시형태에 있어서, 전압이 2볼트 미만으로 떨어질 때까지 이동식 층은 완전히 이완되지 않는다. 이와 같이 해서, 도 3에 예시된 예에서 약 3 내지 7V의 전압의 범위가 있고, 여기서, 장치가 이완 또는 작동 상태에서 안정적인 인가 전압의 창이 존재한다. 이것을 여기서는 "히스테리시스 창"(hysteresis window) 또는 "안정성 창"(stability window)이라 칭한다. 도 3의 히스테리시스 특성을 지니는 디스플레이 어레이에 대해서, 행방향 스트로빙(strobing) 동안 스트로빙된 행에 있는 작동될 픽셀들이 약 10볼트의 전압차에 노출되고, 이완될 픽셀들이 0볼트에 근접한 전압차에 노출되도록 행/열방향 작동 프로토콜을 설계할 수 있다. 스트로빙 후에, 픽셀들은 행방향 스트로빙이 픽셀들을 어떤 상태에 두었던지 그 상태를 유지하도록 약 5볼트의 정상 상태 혹은 바이어스 전압차에 노출된다. 이러한 예에서, 각 픽셀은, 기록된 후에, 3 내지 7볼트의 "안정성 창" 내에서 전위차를 보인다. 이러한 특성으로 작동 또는 이완의 기존 상태에서 동일한 인가 전압 조건 하에서 도 1에 예시된 픽셀 설계가 안정화된다. 간섭계 변조기의 각 픽셀은 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 픽셀로 들어가는 전류 흐름은 전혀 없다.

이하에 더욱 설명하는 바와 같이, 전형적인 응용에 있어서, 제1행에 있는 원하는 세트의 작동 픽셀에 따라 열방향 전극 세트를 가로질러 한 세트의 데이터 신호(각각 소정의 전압 레벨을 지님)를 전송함으로써 화상의 프레임을 형성할 수도 있다. 다음에, 행방향 펄스가 제1행의 전극에 인가되어, 상기 데이터 신호의 세트에 대응하는 픽셀을 작동시킨다. 그 후, 상기 데이터 신호의 세트가 제2행에 있는 원하는 세트의 작동 픽셀에 대응하도록 변경된다. 이어서, 펄스가 제2행의 전극에 인가되어, 상기 데이터 신호에 따라서 제2행에 있는 적절한 픽셀들을 작동시킨다. 제1행의 픽셀들은 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 계속해서 반복함으로써 프레임들은 새로운 표시 데이터로 리프레시(refresh) 및/또는 갱신된다. 더불어, 화상 프레임을 작성하는 픽셀 어레이의 행방향 전극 및 열방향 전극을 구동하기 위한 매우 다양한 프로토콜이 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 픽셀을 위해 사용될 수도 있는 가능한 세트의 행방향 전압 레벨들 및 열방향 전압 레벨들을 예시한다. 도 4의 실시형태에서, 픽셀을 작동시키기 위해서는 적절한 열을 -V_bias로 설정하고 적절한 행을 +ΔV로 설정하는 것이 필요한데, 여기서 -V_bias 및 +ΔV는 각각 -5 볼트 및 +5 볼트에 대응한다. 픽셀에 대한 볼트 전위차가 0이 되는 동일한 +ΔV로 적절한 행을 설정하고 +V_bias로 적절한 열을 설정함으로써 픽셀의 이완을 수행한다. 행방향 전압이 0볼트로 유지되는 이들 행에서, 열이 -V_bias이거나 +V_bias인 것에 상관없이, 픽셀들은 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, 픽셀을 작동시키는 것은 적절한 열을 +V_bias로 설정하고 적절한 행을 -ΔV로 설정하는 것을 수반할 수 있다. 본 실시형태에 있어서, -V_bias로 적절한 열을 설정하고 동일한 -ΔV로 적절한 행을 설정함으로써 픽셀의 이완을 수행하여, 픽셀에 대한 0 볼트 전위차를 생성한다.

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

도 5a의 프레임에서, (1,1), (1,2), (2,2), (3,2) 및 (3,3) 픽셀들이 작동된다. 이것을 달성하기 위해서, 제1행에 대한 "라인 시간"(line time) 동안 제1열과 제2열은 -5볼트로 설정되고, 제3열은 +5볼트로 설정된다. 이것은 임의의 픽셀들의 상태를 변화시키지 않는 데, 그 이유는 모든 픽셀들이 3 내지 7볼트 안정성 창에 유지되기 때문이다. 다음에, 제1행은 0볼트에서 5볼트까지 가고 다시 0볼트로 가는 펄스로 스트로빙된다. 이것은 (1,1) 픽셀 및 (1,2) 픽셀을 작동시키고 (1,3) 픽셀을 이완시킨다. 어레이 내의 다른 픽셀들은 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) 픽셀을 작동시키고 (2,1) 및 (2,3) 픽셀을 이완시킬 것이다. 재차, 어레이의 다른 픽셀들은 영향받지 않는다. 제3행은 제2열 및 제3열을 -5볼트로 설정하고 제1열을 +5볼트로 설정함으로써 마찬가지로 설정된다. 제3행의 스트로브는 도 5a에 도시된 바와 같이 제3행의 픽셀들을 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. 또, 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, 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. 하우징(41)은 일반적으로 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. 다른 실시형태에 있어서, 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.

예시적인 표시장치(40)의 일 실시형태의 구성 요소들은 도 6b에 개략적으로 도시되어 있다. 도시된 예시적인 표시장치(40)는 하우징(41)을 포함하고 적어도 그 속에 부분적으로 수용된 추가적인 구성 요소들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 일 실시형태에서, 예시적인 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(즉, 전원)(50)는 특정한 예시적인 표시장치(40) 설계에 요구되는 바와 같이 모든 구성 요소들에 전력을 제공한다.

네트워크 인터페이스(27)는 예시적인 표시장치(40)가 네트워크를 통하여 하나 이상의 장치와 통신할 수 있도록 안테나(43) 및 트랜스시버(47)를 포함한다. 일 실시형태에서, 네트워크 인터페이스(27)는 프로세서(21)의 요건을 완화시킬 수 있는 몇몇 처리 능력도 가질 수 있다. 안테나(43)는 신호를 송수신하기 위한 안테나이면 어느 것이라도 된다. 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, W-CDMA 또는 무선 이동 전화 네트워크 내에서 통신하기 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 예시적인 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 화상 데이터를 저장하거나 생성할 수 있는 이미지 소스(즉, 화상 공급원(image source))로 대체될 수 있다. 예를 들어, 화상 공급원은 화상 데이터를 포함하는 디지털 비디오 디스크(DVD: digital video disc)나 하드 디스크 드라이브, 또는 화상 데이터를 생성하는 소프트웨어 모듈일 수 있다.

프로세서(21)는 일반적으로 예시적인 표시장치(40)의 전체적인 동작을 제어한다. 프로세서(21)는 네트워크 인터페이스(27) 또는 화상 공급원으로부터의 압축된 화상 데이터와 같은 데이터를 수신하고, 해당 데이터를 원천 화상 데이터(raw image data)로 또는 원천 화상 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 화상 내의 각각의 위치에서 화상 특성들을 식별하는 정보를 의미한다. 예를 들어, 이러한 화상 특성들은 색깔, 채도(saturation) 및 그레이 스케일(계조) 레벨(gray-scale level)을 포함할 수 있다.

일 실시형태에서, 프로세서(21)는 예시적인 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 예시적인 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 화상 데이터를 프로세서(21)로부터 혹은 프레임 버퍼(28)로부터 직접 취하여 어레이 드라이버(22)로 고속 전송하기 위해 원천 화상 데이터를 적절하게 재포맷한다. 특히, 드라이버 제어기(29)는 원천 화상 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 연관되지만, 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 픽셀들로부터 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 실시형태에서, 드라이버 제어기(29)는 종래의 디스플레이 제어기 또는 쌍안정 디스플레이 제어기(예를 들어, 간섭계 변조기 제어기)이다. 다른 실시형태에서, 어레이 드라이버(22)는 종래의 드라이버 또는 쌍안정 디스플레이 드라이버(예를 들어, 간섭계 변조기 디스플레이)이다. 일 실시형태에서, 드라이버 제어기(29)는 어레이 드라이버(22)와 일체형이다. 이러한 실시형태는 이동 전화기, 시계 및 기타 소형 디스플레이와 같은 고집적 시스템에 있어서 일반적이다. 또 다른 실시형태에서, 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 예시적인 표시장치(40)의 동작을 제어하도록 한다. 일 실시형태에서, 입력 장치(48)는 QWERTY 키보드 또는 전화기 키패드와 같은 키패드, 버튼, 스위치, 터치 센스 스크린, 감압막 또는 감열막을 포함한다. 일 실시형태에서, 마이크(46)는 예시적인 표시장치(40)에 대한 입력 장치이다. 이 장치에 데이터를 입력하기 위해 마이크(46)가 사용되는 경우, 음성 명령들이 사용자에 의해 제공되어 예시적인 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 실시형태에서, 전력 공급 장치(50)는 니켈-카드뮴 배터리 또는 리튬 이온 배터리와 같은 충전용 배터리이다. 다른 실시형태에서, 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.

몇몇 구현예에 있어서, 제어 프로그램은 앞서 설명한 바와 같이 전자 디스플레이 시스템 내의 몇몇 개소에 위치될 수 있는 드라이버 제어기 내에 존재한다. 몇몇 경우에, 제어 프로그램은 어레이 드라이버(22) 내에 존재한다. 전술한 최적화는 다수의 하드웨어 및/또는 소프트웨어 구성 요소들 및 다양한 형태로 구현될 수도 있다.

앞서 설명한 원리들에 따라서 작동되는 간섭계 변조기의 상세한 구조는 매우 다양할 수 있다. 예를 들어, 도 7a 내지 도 7e(이하, 일괄해서 간단히 "도 7"이라 지칭할 경우도 있음)는 이동식 반사층(14) 및 그의 지지 구조체의 다섯 개의 서로 다른 실시형태를 나타낸다. 도 7a는 도 1의 실시형태의 단면도인데, 여기서 금속 재료(14)의 스트립은 직교 방향으로 연장된 지지부(18) 상에 증착된다. 도 7b에 있어서, 각 간섭계 변조기의 이동식 반사층(14)은 정사각형 혹은 직사각형이며 또한 줄(tether)(32) 상에 단지 코너부에서 지지부에 부착된다. 도 7c에 있어서, 이동식 반사층(14)은 정사각형 혹은 직사각형이며, 또한 가요성 금속을 포함할 수도 있는 변형가능한 층(변형가능한 층)(34)으로부터 매달려 있다. 이 변형가능한 층(34)은 해당 변형가능한 층(34) 주변의 기판(20)에 직접적으로 혹은 간접적으로 접속된다. 이들 접속부(혹은 연결부)는 여기서는 지지 기둥부라고도 칭한다. 도 7d에 나타낸 실시형태는 변형가능한 층(34)이 안착되는 지지 기둥 플러그(support post plug)(42)를 가진다. 이동식 반사층(14)은 도 7a 내지 도 7c에 있어서와 마찬가지로 갭 위에 매달린 채 유지되지만, 변형가능한 층(34)은 해당 변형가능한 층(34)과 광학적 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 의거한 실시형태이지만, 도 7a 내지 도 7c에 나타낸 실시형태의 어느 것뿐만 아니라 도시하지 않은 추가의 실시형태와도 함께 작용하도록 적합화될 수 있다. 도 7e에 나타낸 실시형태에서, 금속 또는 기타 전도성 재료의 여분의 층은 버스 구조체(44)를 형성하는 데 이용되어 왔다. 이것에 의해 신호가 간섭계 변조기의 이면을 따라 송신될 수 있고, 그렇지 않으면 기판(20) 상에 형성될 수도 있는 다수의 전극을 제거할 수 있다.

도 7에 나타낸 것과 같은 실시형태에 있어서, 간섭계 변조기는 직시형(direct-view) 장치로서 기능하는 데, 여기서 화상들은 투명한 기판(20)의 앞면 쪽으로부터 보이고 그 반대편에는 변조기들이 배열되어 있다. 이들 실시형태에 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 부정적으로 영향을 미치는 일없이 구성되고 작동될 수 있게 된다. 예를 들어, 이러한 차단은 도 7e에서 버스 구조체(44)를 허용하며, 이것은 어드레싱 및 그 어드레싱으로부터 기인하는 이동 등과 같은, 상기 변조기의 전자기계 특성으로부터 해당 변조기의 광학적 특성을 분리시키는 능력을 제공한다. 이 분리가능한 변조기 구조체로 인해 해당 변조기의 광학적 측면들 및 전자기계적 측면들에 대해 사용되는 재질들 및 구조 설계가 선택되어 서로 독립적으로 기능하게 된다. 더욱이, 도 7c 내지 도 7e에 도시된 실시형태는 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 관하여 최적화되고, 변형가능한 층(34)에 사용되는 구조 설계 및 재질들이 원하는 기계적 특성에 관하여 최적화된다.

간섭계 변조기는 디스플레이를 제조하기 위하여 낮이나 충분히 밝은 환경에서 주변 조명을 반사하도록 구성될 수 있는 반사 요소이다. 주변광이 충분하지 않을 경우, 광원은 해당 광원으로부터 표시소자에 전파 경로를 제공하는 도광체를 통해서 혹은 직접 필요한 조명을 제공할 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 조명장치는 광원으로부터의 광을 표시소자에 제공한다. 조명장치는 도광체와 광 방향전환 구성부를 포함할 수 있고, 해당 광 방향전환 구성부는 도광체 상에 배치된 방향전환 막 내 혹은 해당 방향전환 막 상에 배치될 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 조명장치는 광원을 더 포함한다. 도광체는 디스플레이 위에 또한 해당 디스플레이와 나란히 배치된 평면 광학 장치일 수 있으므로 입사광은 이 도광체를 통해 디스플레이로 가고, 해당 디스플레이로부터 반사된 광은 또한 도광체를 통과한다. 소정의 실시형태에서, 광원은 점 광원(예컨대, 발광 다이오드)으로부터 광을 수신하도록 구성된 광학 장치(예를 들어, 라이트 바(light bar))를 포함하고, 라인 공급원으로부터 광을 제공한다. 라이트 바에 입사되는 광은 해당 바의 길이의 일부 혹은 전부를 따라 전파될 수 있고 또한 해당 라이트 바의 길이의 일부 혹은 전부에 걸쳐서 상기 라이트 바의 표면이나 가장자리부로부터 출사한다. 라이트 바에서 출사한 광은 도광체 및/또는 방향전환 막의 가장자리부에 입사할 수 있고, 이어서, 전내부반사(total internal reflection: "TIR")에 의해 도광체 내에서 광이 반사하도록 디스플레이와 정렬된 도광체의 표면에 대해서 낮은 스침각(graze angle)에서 디스플레이의 적어도 일부를 가로지르는 방향으로 광의 일부가 전파되도록 도광체 및/또는 방향전환 막 내에 전파된다. 각종 실시형태에서, 도광체 및/또는 방향전환 막 내의 방향전환 구성부는 광의 적어도 일부가 도광체를 통해 반사형 디스플레이로 가도록 충분한 각도로 표시소자를 향하여 광을 지향시킨다. 본 명세서에 기재된 실시형태의 어느 것에 있어서도, 방향전환 구성부는 하나 이상의 피막(혹은 층)을 포함할 수 있다. 피막은 관찰자가 볼 수 있는 바와 같이 디스플레이의 콘트라스트를 향상시키기 위하여 흑색 마스크로서 기능하고/하거나 방향전환 구성부의 반사율을 증가시키도록 구성될 수 있다. 소정의 실시형태에서, 방향전환 구성부 상에 있는 피막은 도광체 및/또는 방향전환 막 내에 전파 중인 광의 방향을 바꾸는 반사층, 상기 반사층과 주변광에 노출된 방향 사이에 배치된 부분 반사 흡수체층 및 상기 반사층과 흡수체층 사이에 배치되어 그의 두께에 의해 광학적 공진 공동부(optical resonant cavity)를 규정하는 층을 구비하는 간섭계 적층체로서 구성될 수 있다.

도 8은 반사형 디스플레이(807)에 정면 조명광을 제공하도록 구성된 조명장치를 포함하는 표시장치(800)의 일 실시형태의 단면도를 예시하고 있다. 표시장치(800)는 해당 장치(800)의 제1측면(800a)을 형성하는 바와 같은 도 8에 도시된 방향전환 막(801)을 포함한다. 방향전환 막(801)은 도광체(803) 상에 배치된다. 이 실시형태에서, 반사형 디스플레이(807)는 도광체(803) 밑에 배치되어, 표시장치(800)의 제2측면(800b)을 규정한다. 몇몇 실시형태에 따르면, 광학적 분리층(805)은 임의선택적으로 반사형 디스플레이(807)와 도광체(803) 사이에 배치될 수 있다. 광원(809)은 도광체(803)와 방향전환 막(801) 부근에 배치되어, 방향전환 막(801)과 도광체(803)의 어느 한쪽 혹은 양쪽의 적어도 하나의 가장자리부 혹은 표면 내로 광을 입력시키도록 구성될 수 있지만, 단, 도 8에는 방향전환 막(810)과 도광체(803)의 양쪽 모두에 광을 제공하는 것처럼 도시되어 있다. 광원(809)은 임의의 적절한 광원, 예를 들어, 백열전구, 라이트 바, 발광 다이오드(light emitting diode: "LED"), 형광등, LED 라이트 바, LED들의 어레이 및/또는 다른 광원을 포함할 수 있다.

몇몇 실시형태에서, 반사형 디스플레이(807)는 복수개의 반사 요소, 예를 들어, 간섭계 변조기, MEMS 장치, NEMS 장치, 반사형 공간 광 변조기, 전자기계 장치, 액정 구조체 및/또는 임의의 다른 적절한 반사형 디스플레이를 포함한다. 반사 요소는 하나의 어레이 내에 구성될 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 반사형 디스플레이(807)는 입사되는 광을 변조시키도록 구성된 제1의 평탄한 측면과 해당 제1의 평탄한 측면과는 반대쪽에 배치된 제2의 평탄한 측면을 포함한다. 반사형 디스플레이(807)의 크기는 응용에 따라 다양할 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시형태에서, 반사형 디스플레이(807)는 노트북 컴퓨터 케이스 내에 끼워맞춤되는 크기로 되어 있다. 다른 실시형태에서, 반사형 디스플레이(807)는 모바일 폰 혹은 유사한 모바일 기기의 일부 내에 끼워맞춤되거나 해당 일부를 형성하는 크기로 되어 있다.

몇몇 실시형태에서, 방향전환 막(801)과 도광체(803)는 광이 그의 길이를 따라 전파될 수 있게 하는 임의의 실질적으로 광학적으로 투과성인 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 방향전환 막(801)과 도광체(803)는 각각 다음과 같은 재료의 하나 이상을 포함할 수 있다: 아크릴, 아크릴레이트 공중합체, UV-경화성 수지, 폴리카보네이트, 사이클로올레핀 폴리머, 폴리머, 유기 재료, 무기 재료, 규산염, 알루미나, 사파이어, 유리, 폴리에틸렌 테레프탈레이트("PET"), 폴리에틸렌 테레프탈레이트 글라이콜("PET-G"), 실리콘 산질화물, 및/또는 기타 광학적으로 투명한 재료. 몇몇 실시형태에서, 방향전환 막(801)과 도광체(803)는 동일 재료를 포함하고, 다른 실시형태에서는, 방향전환 막과 도광체(803)는 다른 재료를 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 방향전환 막(801)과 도광체(803)의 굴절률은, 두 층 간의 계면에서 실질적으로 광이 실질적으로 반사되거나 굴절되는 일없이 이들 두 층을 통해 계속적으로 전파될 수 있도록 서로 근접하고 있을 수 있다. 일 실시형태에서, 도광체(803)와 방향전환 막(801)은 각각 1.52의 굴절률을 지닌다. 다른 실시형태에 따르면, 도광체(803) 및/또는 방향전환 막(801)의 굴절률은 약 1.45 내지 약 2.05에서 변할 수 있다. 도광체(803) 및 방향전환 막(801)은 접착제에 의해 함께 유지될 수 있고, 이 접착제는 도광체 및 방향전환 막 중 한쪽 혹은 양쪽 모두의 굴절률과 유사 혹은 동일한 굴절률을 지닐 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 반사형 디스플레이(807)는 굴절률 정합된 감압 접착제(pressure-sensitive adhesive: "PSA")를 이용해서 도광체(803)에 적층된다.

도광체(803)와 방향전환 막(801)은 양쪽 모두 하나 이상의 방향전환 구성부(820)를 포함할 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 도광체(803)와 방향전환 막(801)은 각각 단일 층을 포함한다. 다른 실시형태에서, 도광체(803) 및/또는 방향전환 막(801)은 하나보다 많은 층을 포함한다. 도광체(803) 및 방향전환 막(801)은 상이한 두께 및/또는 다른 치수를 지닐 수 있다. 예시적인 실시형태에서, 방향전환 막(801)은 약 40 내지 약 100㎛의 두께를 지닐 수 있고, 도광체(803)는 약 40 내지 약 200㎛의 두께를 지닐 수 있다. 표시장치(800)에 대한 휘도 균일성 및 표시장치의 효율은 도광체(803)와 방향전환 막(801)의 두께에 의해 영향받을 수 있다.

몇몇 실시형태에서, 방향전환 막(801)은 표시장치(800)의 제1측면(800a) 상에 혹은 해당 측면을 따라 배치된 하나 이상의 방향전환 구성부(820)를 포함할 수 있다. 다른 실시형태에서, 하나 이상의 방향전환 구성부(820)는 반사형 디스플레이(807)에 가장 가까운 방향전환 막(801) 및/또는 도광체(803)의 측면 상에 배치될 수 있다. 첨부된 도면을 통해 도시된 방향전환 구성부(820)들은 예시의 명확화를 위하여 크기 및 그들 사이의 간격을 과장해서 또한 개략적으로 도시되어 있다. 방향전환 구성부(820)는 해당 구성부(820)의 경사진 혹은 만곡된 표면과 공기 사이의 계면에서 디스플레이(807)로부터 떨어져서 도광체를 통해(예컨대, 경사진 각도에서) 주행하는 광의 적어도 일부를 굴절(혹은 반사)시키고 그 광의 방향을 반사형 디스플레이(807)를 향하여 바꾸도록 구성된 하나 이상의 경사진 및/또는 만곡된 표면을 포함할 수 있다. 소정의 실시형태에서, 방향전환 구성부는 복수개의 평면 구성부 혹은 입체 구성부를 포함할 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 방향전환 구성부(820)는 하나 이상의 회절 광학 요소, 홈, 함몰부 및/또는 피트(pit)를 포함한다. 소정의 실시형태에서, 방향전환 구성부(820)는 홀로그램 혹은 홀로그래픽 구성부를 포함한다. 홀로그램은 홀로그램 입체 혹은 평면 구성부를 포함할 수 있다. 방향전환 구성부(820)들의 크기, 형상, 양 및 패턴은 다양할 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 방향전환 구성부(820)는 방향전환 막(801)의 길이와 폭을 따라 배치될 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 방향전환 구성부(820)는 방향전환 막(801)의 제1측면(800a)의 면적의 약 5% 상에 배치된다.

몇몇 실시형태에서, 방향전환 구성부(820)는 방향전환 막(801)의 길이를 따라 전파 중인 광을 수광하여 해당 광을 커다란 각도, 예를 들어, 약 70 내지 90°로 방향전환시키도록 구성되어 있다. 방향전환 구성부(820)들은 가장자리부 상에 입사되는 광을 전내부반사("TIR")를 통해 소정 방향으로부터 반사시킬 수 있고 (디스플레이에 대해서) 직각 혹은 거의 직각의 입사각에서 반사형 디스플레이(807)를 향하여 광을 방향전환시키도록 하는 형상으로 된 하나 이상의 가장자리부를 지닐 수 있다. 본 명세서에 예시되고 설명된 방향전환 구성부(820)들은 광 반사 특성을 증가시키도록 선택 및/또는 구성된 반사 피막(예를 들어, 도 17a, 도 18, 도 19C, 도 20d, 도 20e, 도 21h 등등을 참조하여 설명된 바와 같은 반사 피막)을 포함할 수 있다. 방향전환 구성부(820)는 방향전환 막(801) 내에 성형, 에칭 혹은 기계가공될 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 본 명세서에 기재된 방향전환 구성부는 도광체(803)에 직접 성형, 에칭 혹은 기계가공될 수 있고, 별도의 방향전환 막(801)이 포함되지 않으므로, 도광체 자체가 방향전환 막을 형성한다. 몇몇 실시형태에서, 도광체(803)와 방향전환 막(801)은 양쪽 모두 방향전환 구성부(820)들을 포함한다. 방향전환 구성부들을 형성하는 방법은 도 19a 내지 도 19d, 도 20a 내지 도 20f 및 도 21을 참조하여 본 명세서에 기재되어 있다.

도 8을 더욱 참조하면, 일 실시형태에서, 광원(809)으로부터 방출된 광(811)은 도광체 및/또는 방향전환 막의 하나 이상의 가장자리부 혹은 표면을 따라 도광체(803) 및/또는 방향전환 막(801)에 입사된다. 광(811)의 일부는 얕은 각도(예를 들어, 반사형 디스플레이(807)에 대해서 거의 수직이 아닌)에서 도광체(803)와 방향전환 막(801) 내로 전파되고, 도광체(803)와 방향전환 막(801) 내에 TIR에 의해 대체로 유지될 수 있다. 광(811)이 방향전환 구성부(820)들 상에 충돌할 경우, 디스플레이(807)를 향하여 수직으로 혹은 거의 수직으로 방향전환되어, 해당 광(811)이 TIR을 파괴하여 디스플레이(807)를 조명할 수도 있다. 반사형 디스플레이(811)를 조명하는 광(811)은 제1측면(800a)을 향하여 그리고 표시장치(800)로부터 관찰자를 향하여 반사될 수 있다. 디스플레이(807)의 휘도와 효율을 최대화시키기 위하여, 광 방향전환 구성부(820)들은 디스플레이에 대해서 수직인 각도 혹은 그에 가까운 각도에서 광을 반사하도록 구성될 수 있다. 방향전환 구성부(820)들 중 하나에서 처음에 반사되지 않은 광(811)은 도광체(803)와 방향전환 막(801)을 통해 계속 전파되고, 이어서 방향전환 구성부(820)들 중 다른 것으로부터 반사되어, 디스플레이(807)를 향하여, 예를 들어, 광원(809)으로부터 멀리 떨어진 위치에서 다시 방향을 바꿀 수 있다.

몇몇 실시형태에서, 하나 이상의 광학적 분리층(805)은 도광체(803)와 반사형 디스플레이(807) 사이에 배치되어, 표시장치(800)의 광학적 성능을 향상시킬 수 있다. 광학적 분리층(805)은 도광체(803)와 간섭계 변조기들의 어레이 사이에 배치되어 도광체(803)를 통해 얕은 각도에서 전파 중인 광이 해당 어레이에 도달하는 것을 방지할 수 있으며, 그 이유는 이러한 광이 디스플레이로부터 얕은 각도로 반사될 수 있고 또한 관찰자에게 도달하지 않기 때문이다. 몇몇 실시형태에 따르면, 광학적 분리층(805)은 도광체(803)보다 실질적으로 낮은 굴절률을 지니므로, 도광체(803)를 통해 주행하여 광학적 분리층(805)에 비스듬히 혹은 낮은 스침각으로 충돌하는 광, 예를 들어, 임계각보다 낮은 각(예를 들어, 50°혹은 60°보다 클 수 있음)에서 주행하는 광이 도광체(803)와 방향전환 막(801) 내로 도로 반사될 것이다. 광학적 분리층(805)은, 예를 들어, 이산화규소, 불소화 이산화규소, 또는 적절한 굴절률을 지니는 다른 재료를 포함할 수 있다.

도 9a 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 방향전환 구성부(820)들의 크기, 형상, 패턴 및 양은 다양할 수 있다. 방향전환 구성부(820)들의 양은 하나의 방향전환 막(801)에서 다른 방향전환 막까지 변할 수 있고, 방향전환 구성부(820)들의 밀도는 방향전환 막(801)의 일부분에서 방향전환 막의 다른 부분까지 변할 수 있다. 예를 들어, 도 9a는 방향전환 막(801)에 대해서 균일한 패턴으로 배치된 방향전환 구성부(820)들을 지니는 일 실시형태를 예시하고 있다. 다른 예에서, 도 9b는 방향전환 구성부(820)들의 밀도가 방향전환 막(801)의 가장자리부 근방보다 방향전환 막(801)의 중앙 혹은 중앙을 향하여 큰 일 실시형태를 예시하고 있다. 방향전환 구성부(820)들의 양과 패턴은 표시장치의 총 조명 효율 및/또는 표시장치를 가로지르는 광 추출의 균일성에 영향을 미칠 수 있다. 표시장치의 조명 효율은, 예를 들어, 광원에 의해 제공된 광량을 반사형 디스플레이(807)로부터 반사된 광량과 비교함으로써 결정될 수 있다. 또한, 주어진 방향전환 막(801) 상의 방향전환 구성부(820)들의 양과 패턴은 방향전환 구성부들의 크기 및/또는 형상에 의존할 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 방향전환 구성부(820)들은 방향전환 막(801) 및/또는 도광체(803)의 전체 상부 표면적의 약 2% 내지 10%를 포함한다. 일 실시형태에서, 방향전환 구성부(820)들은 방향전환 막(801)의 전체 상부 표면적의 약 5%를 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 방향전환 구성부(820)들은 방향전환 막(801) 상에서 서로 약 100㎛에 배치되어 있다. 몇몇 실시형태에서, 방향전환 막(801) 상의 각 방향전환 구성부(820)는 실질적으로 동일한 크기와 형상일 수 있다. 다른 실시형태에서, 방향전환 막(801) 상의 방향전환 구성부(820)들은 크기 및/또는 형상이 다양할 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 방향전환 막(801)은 대체로 상이한 단면 형상을 각각 지니는 복수개의 방향전환 구성부(820)를 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 방향전환 막(801)은 대체로 유사한 단면 형상을 각각 지니는 복수개의 방향전환 구성부(820)를 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 방향전환 막(801)은 대체로 유사한 단면 형상을 각각 지니는 제1군의 방향전환 구성부(820)들과 대체로 유사한 단면 형상을 각각 지니는 제2군의 방향전환 구성부(820)들을 포함하며, 이때 제1군의 방향전환 구성부(820)들은 제2군의 방향전환 구성부들과 다른 형상으로 되어 있다. 몇몇 실시형태에서, 방향전환 구성부(820)는 대체로 다각형 단면 형상, 예를 들어, 정사각형, 직사각형, 사다리꼴, 삼각형, 육각형, 팔각형 혹은 기타 다른 다각형 형상을 지닐 수 있다. 다른 실시형태에서, 방향전환 구성부(820)는 대체로 곡선식의 단면 형상을 지닐 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 방향전환 구성부(820)는 불규칙한 단면 형상을 지닌다. 방향전환 구성부(820)의 단면 형상은 대칭 혹은 비대칭일 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 방향전환 구성부의 표면에 의해 형성된 형상은 원뿔체, 원뿔체의 절두체, 피라미드, 피라미드의 절두체, 프리즘, 다면체 또는 기타 3차원 형상과 유사할 수 있다. 위에서부터 본 방향전환 구성부(820)들의 형상은 다양할 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 위에서부터 본 방향전환 구성부(820)들의 형상은 다각형, 곡선형, 불규칙 형상, 대체로 다각형, 대체로 곡선형, 정사각형, 삼각형, 직사각형, 원형, 둥그스름한 형상 혹은 기타 형상일 수 있다.

도 9c에 도시된 바와 같이, 방향전환 막(801)(혹은 도광체) 내의 방향전환 구성부(820)들은 깊이와 폭이 변하도록 구성될 수 있다. 일 실시형태에서, 방향전환 막(801) 상의 방향전환 구성부(820)들은 각각 방향전환 막(801)의 상부로부터 방향전환 구성부(820)들의 하부까지 측정된 유사한 깊이를 지닐 수 있다. 다른 실시형태에서, 방향전환 막(801)은 상이한 깊이일 수 있는 복수개의 방향전환 구성부(820)를 포함한다. 마찬가지로, 각 방향전환 구성부(820)의 체적은 공통의 방향전환 막 상에서 방향전환 막(801)에서 방향전환 막(801)까지 혹은 방향전환 구성부(820)에서 방향전환 구성부(820)까지 다를 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 주어진 방향전환 막(801) 상의 방향전환 구성부(820)들의 체적, 깊이 혹은 폭은 방향전환 구성부에서 광원까지의 거리에 따라 다를 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시형태에서, 방향전환 구성부(820)의 개수는 균일한 광 추출을 용이하게 하기 위하여 방향전환 막(801)의 광 입력 가장자리부로부터 방향전환 막(801)의 중심을 향하여 증가한다. 몇몇 실시형태에서, 각 방향전환 구성부(820)의 폭은 약 1㎛ 내지 약 6㎛이다. 몇몇 실시형태에서, 각 방향전환 구성부(820)의 폭은 약 2㎛이다. 각 방향전환 구성부(820)의 크기와 형상은 상이한 패턴, 에칭제, 공정 수법 및/또는 방향전환 막(801) 및/또는 도광체(803)의 상이한 리소그라피 및 증착 조건을 이용함으로써 다양할 수 있다. 일 실시형태에서, 방향전환 구성부(820)들의 제1세트는 제1의 시간 조절된 에칭을 이용해서 형성될 수 있고, 방향전환 구성부(820)들의 다르게 형상화된 및/또는 크기화된 세트는 제2의 시간 조절된 에칭을 이용해서 형성될 수 있다.

도 9d는 회전 대칭인 방향전환 구성부(820a), (820b)의 추가의 예를 예시하고 있다. 방향전환 구성부(820a), (820b)는 도광체 및/또는 방향전환 막을 포함하는 재료에 톱니 형상부를 포함할 수 있다. 예시된 바와 같이, 몇몇 실시형태에서, 구성부(820b)는 정점을 지니는 원뿔 형상 상에 채용될 수 있다. 다른 실시형태에서, 해당 원뿔은, 구성부(820a)를 형성하기 위하여, 절두, 즉, 정점을 제거하여 원뿔대형 형상을 만든다. (820a')는 구성부(820a)의 하나의 예시적인 구현예의 단면도를 나타내고 있다. 폭 15㎛, 깊이 3.5㎛의 예시적인 치수가 도 9d에 도시된 단면에 표시되어 있지만, 다른 크기와 형상도 가능하다. 광범위한 다른 대안적인 구성도 가능하다. 도 10은 복수개의 다양한 형상의 방향전환 구성부(820)들을 포함하는 일 실시형태를 도시하고 있다. 예를 들어, 구성요소들(예컨대, 층들)이 추가되거나, 제거되거나 재배열될 수 있다. 또한, 필름(혹은 막) 및 층이란 용어가 본 명세서에서 이용되고 있지만, 본 명세서에서 이용되는 바와 같은 이러한 용어는 필름 적층체 및 다층화된 구조체를 포함한다. 이러한 필름 적층체 및 다층화된 구조체는 접착제를 이용해서 다른 구조체에 부착될 수 있거나, 혹은 증착 혹은 다른 수법을 이용해서 다른 구조체 상에 형성될 수 있다.

도 11 및 도 12는 하나 이상의 광 방향전환 구성부(820)를 포함하는 도광체(803)(도 11) 및 방향전환 막(801)(도 12)의 단면도를 예시하고 있다. 몇몇 실시형태에서, 광 방향전환 구성부(820)들은 상부면 혹은 표면(823)으로부터 방향전환 막(801) 혹은 도광체(803)의 바닥면 혹은 표면(825)까지 연장되는 하나 이상의 가장자리부를 포함한다. 이러한 구성은 또한 방향전환 막(801) 및/또는 도광체(803)를 "통해 잇달아 있는"(running through) 것이라 지칭될 수도 있다. 예를 들어, 도 11에서는, 광 방향전환 구성부(820)들이 도광체(803)를 통해 잇달아 있는 것이 도시되어 있다. 광 방향전환 구성부(820)들은 유사한 단면 형상 혹은 상이한 단면 형상을 지닐 수 있다. 광 방향전환 구성부(820)들은 상이한 에칭제 혹은 수법, 예를 들어, 시간 조절된 에칭을 이용해서 형성될 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 광 방향전환 구성부(820)들은 표준 습식 혹은 건식 에칭 처리에 의해 형성될 수 있다. 소정의 실시형태에서, 광 방향전환 구성부(820)들은 샌드 블라스트 공법에 의해 형성될 수 있다.

도 12에서, 광 방향전환 구성부(820)들이 2개의 층(801a), (801b)을 포함하는 방향전환 막을 통해 잇달아 있는 것이 도시되어 있다. 2개의 방향전환 막 층(801a), (801b)이 도광체(803) 상에 배치되어 있지만, 방향전환 구성부(820)들은 방향전환 막 층(801a), (801b)으로부터 도광체(803) 내로 연장되지 않는다. 몇몇 실시형태에서, 방향전환 구성부(820)들은 도광체(803) 내에 단층 혹은 다층의 방향전환 막(801)을 통해 형성될 수 있다. 일 실시형태에서, 방향전환 구성부(820)들은 단층 혹은 다층의 방향전환 막(801)을 통해 형성될 수 있고, 단층 혹은 다층의 도광체(803)를 통해 연장될 수 있다.

몇몇 실시형태에서, 방향전환 막은 하나 이상의 방향전환 구성부(820)들을 각각 포함하는 복수개의 층(801a), (801b)을 포함할 수 있다. 도 13을 참조하면, 방향전환 막은 제1층(801a) 및 제2층(801b)을 포함한다. 제1층(801a)은 제2층(801b)이 도광체(803)와 제1층(801a) 사이에 배치되도록 제2층(801b) 상에 배치된다. 제1층(801a)과 제2층(801b)은 각각 개별의 방향전환 구성부(820)들을 포함할 수 있다. 방향전환 구성부(820)들은 제1층(801a) 내의 방향전환 구성부(820)가 제2층(801b) 내의 다른 방향전환 구성부(820) 바로 위에 배치되지 않도록 서로 어긋나 있다(즉, 필름 방향전환 층의 길이 혹은 폭에 대해서 횡방향으로 어긋나 있다). 다른 실시형태에서, 제1층(801a) 내의 방향전환 구성부(820)들은 제2층(801b) 내의 하나 이상의 방향전환 구성부(820)들을 중첩할 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 제1층(801a) 내의 방향전환 구성부(820)들은 해당 방향전환 구성부가 제1층을 통해 잇달아 있지만 제2층(801b) 내로 연장되지 않도록 높이 "h"를 지닌다(도 13). 마찬가지로, 제2층(801b) 내의 방향전환 구성부(820)들은 제2층을 통해 잇달아 있을 수 있지만 제1층(801a) 내로 연장되지 않는다. 다른 실시형태에서, 하나 이상의 방향전환 구성부(820)는 도 12에 예시된 바와 같이 제1층(801a)과 제2층(801b)의 양쪽에 배치될 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 방향전환 구성부(820)들은 층마다 혹은 단일 층 내에서 형상, 크기, 패턴, 양 및/또는 체적이 다르다. 예를 들어, 일 실시형태에서, 제1층(801a) 내의 방향전환 구성부(820)들은 각각 실질적으로 동일한 크기이지만 단면 형상이 다르고, 제2층(801b) 내의 방향전환 구성부(820)들은 각각 서로 그리고 제1층(801a) 내의 방향전환 구성부(820)들과 크기가 상이하고 형상도 상이하다.

몇몇 실시형태에서, 방향전환 막(801) 및/또는 도광체(803)는 방향전환 구성부(820)들에 부가해서 추가의 구성부를 포함할 수 있다. 도 14는 제1형태를 지니는 복수개의 방향전환 구성부(820)들을 포함하는 방향전환 막(801)을 예시하고 있다. 방향전환 막(801)은 성능을 최적화하고 다수의 작동 이점을 제공하기 위하여 상이한 형상 및 크기로 구성될 수 있는 추가의 광학 장치, 가장자리부(1400)를 포함한다. 가장자리부(1400)들 중 하나 이상이 방향전환 구성부(820)들에 부가해서 포함될 수 있다. 추가의 가장자리부(1400)들의 구조는 응용에 따라 다를 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 가장자리부(1400)는 프레넬 렌즈(Fresnel lens)로서 구성된다. 몇몇 실시형태에서, 추가의 가장자리부는 마이크로 렌즈를 포함한다.

몇몇 실시형태에서, 도광체(803) 및/또는 방향전환 막(801)의 하나 이상의 가장자리부 혹은 측면의 형상은 광원으로부터의 광의 방향전환 막(801) 및/또는 도광체(803) 내로의 도입에 영향을 미치도록 구성될 수 있다. 도 15는 도광체(803)와 방향전환 막(801)의 일 실시형태를 예시하고 있으며, 여기서 두 층은 도광체(803) 혹은 방향전환 막(801)의 면에 수직이 아닌 비스듬하거나 만곡된 가장자리부를 지닌다. 몇몇 실시형태에서, 방향전환 막(801) 및/또는 도광체(803)의 이러한 비스듬하거나 만곡된 가장자리부는, 광이 광원에 의해 도입되는 가장자리부들 부근에서 명점(bright spot)을 감소시키거나 제거하고 또한 디스플레이를 가로지르는 광 추출의 균일성을 증가시키는데 이용될 수 있다. 마찬가지로, 몇몇 실시형태에서, 도광체(803) 및/또는 방향전환 막(801)의 미연마 가장자리부들 혹은 측면들을 제공하는 것은 확산체 혹은 반사체로서 작용함으로써 광 추출의 명점을 제거하도록 역할할 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 이러한 비스듬한 가장자리부들은 적절한 경우 방향전환 막(801) 및/또는 도광체(803) 내에 전파 중인 광을 재순환시키는 반사체에 의해 덮여 있을 수 있다.

이제 도 16을 참조하면, 몇몇 실시형태에서, 도광체(803) 및/또는 방향전환 막(801)의 하나 이상의 가장자리부 혹은 표면은 표시장치의 제1측면(800a) 및/또는 제2측면(800b)에 대해서 기울어져 있을 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 방향전환 막(801) 및 도광체(803)의 가장자리부들은 제1측면(800a) 및 제2측면(800b)에 대해서 약 45°의 각도로 배치되어 있을 수 있다. 다른 실시형태에서, 방향전환 막(801) 및 도광체(803)의 가장자리부들은 제1측면(800a) 및 제2측면(800b)에 대해서 약 0° 내지 약 90°의 각도로 배치되어 있을 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 광원(809)은 표시장치의 효율을 증가시키기 위하여 방향전환 막(801) 및 도광체(803)의 경사진 가장자리부에 대해서 대략 수직인 각도로 광을 도입하도록 구성되어 있을 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 광이 도광체(803) 및/또는 방향전환 막(801) 내로 소정의 각도로 도입될 경우, 해당 광은 도광체(803) 및 방향전환 막(801) 내로 얕은 각도로 전파되고, 더 많은 광이 광 방향전환 구성부(820)들에 의해 방향전환된다.

위에서 설명된 바와 같이, 몇몇 실시형태에서, 방향전환 구성부들은 TIR을 통해서 공기/방향전환 구성부 계면에서 광을 방향전환시켜, 하나 이상의 방향을 향하여(예컨대, 반사형 디스플레이를 향하여) 광을 지향시킬 수 있다. 본 명세서에 기재된 실시형태의 어느 것에 대해서, 방향전환 구성부는 소망의 광학적 특성을 제공하도록 구성된 반사 피막을 포함할 수 있다. 해당 피막은 하나 이상의 층을 포함할 수 있다. 이들 층 중 하나는 방향전환 구성부의 반사율을 증가시키도록 구성된 추가의 피막일 수 있다. 반사 피막은 금속성일 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 복수개의 방향전환 구성부 중 몇몇은 반사 피막을 포함할 수 있지만, 나머지는 그렇지 않을 수도 있다. 소정의 실시형태에서, 방향전환 구성부의 일부분(혹은 일부분들)은 반사 피막으로 덮여 있을 수 있고, 방향전환 구성부의 다른 부분(혹은 부분들)은 반사 피막으로 덮여 있지 않을 수 있다. 반사 피막을 이용하는 것은, 해당 반사 피막이 해당 피막에 들어온 광의 실질적으로 모두를 반사시키고 그 광의 방향을 디스플레이를 향하여 변화시키도록 구성될 수 있기 때문에, 표시장치의 효율을 향상시킬 수 있다. 부가적으로, 몇몇 응용에 있어서, 하나 이상의 방향전환 구성부의 상부 상에 추가의 층들 혹은 구성부들을 추가하거나 구축하는 것이 바람직할 수도 있다. 몇몇 실시형태에서, 하나 이상의 커버 층, 예를 들어, 방현층, 반사방지층, 스크래치 방지층, 얼룩 방지층, 확산체 층, 컬러 필터링 층, 렌즈 혹은 기타 층이 하나 이상의 방향전환 구성부의 상부에 추가될 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 전도성 전극 판이 방향전환 구성부들을 포함하는 방향전환 막의 상부에 추가될 수 있다. 일 실시형태에서, 터치 센서가 하나 이상의 방향전환 구성부 위에 추가될 수 있다. 방향전환 구성부들이 공기/구성부 계면에 단독으로 의존하여 광을 방향전환시키는 실시형태에서, 방향전환 구성부 상에 추가의 층들을 지니는 것은, 접착제 혹은 적층체가 하나 이상의 방향전환 구성부를 덮거나 부분적으로 덮어 광 방향전환 구성부의 TIR 특성에 영향을 미치므로 소망의 광학적 기능성을 복잡하게 할 수 있다. 그러나, 반사 피막들이 방향전환 구성부들 위에 배치될 경우, 하나 이상의 추가의 층들이 방향전환 구성부들의 광 방향전환 특성에 영향을 미치는 일없이 해당 방향전환 구성부 위에 추가되 수 있는데, 그 이유는 이들이 재료-공기 계면의 TIR 특성에 더 이상 의존하지 않기 때문이다.

방향전환 구성부 상에 반사 피막을 이용하는 것은, 어떠한 추가의 피막도 반사 피막과 관찰자 사이에 배치되어 있지 않다면, 디스플레이의 콘트라스트를 줄일 수 있다. 따라서, 이들 추가의 층이 반사 피막으로부터 관찰자를 향한 광의 반사를 방지하기 위하여 반사 피막 위에 증착될 수 있다. 일 실시형태에서, 반사형 디스플레이를 향하여 정적 간섭계 적층체의 반사 피막 측 상에 입사되는 광을 반사시키는 한편 표시장치의 콘트라스트를 향상시키기 위하여, 추가의 층들이 반사 피막 위에 증착되어, 관찰자에게 어둡거나 흑색으로 보이는 정적 간섭계 적층체를 형성할 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 정적 간섭계 적층체는 방향전환 막 혹은 도광체, 흡수체 층 및 반사체 층과 흡수체 층에 의해 규정된 광학적 공진 공동부 상에 증착된 반사체 층을 포함할 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 반사체 층은 부분 반사체이다. 몇몇 실시형태에서, 반사 피막들은 해당 반사 피막으로부터 관찰자 쪽으로 향하는 광의 반사를 방지하는 흑색 마스크를 형성하기 위하여 하나 이상의 어두운 혹은 흑색 피막에 의해 덮인다.

도 17a은 방향전환 구성부(820)들을 포함하는 방향전환 막(801)을 예시하고 있다(단, 도 17a 및 여기에서의 다른 도면은 정해진 비율로 그려져 있지 않다). 간섭계 적층체(1707)는 각 방향전환 구성부(820)의 소정의 표면의 부분들 위에 형성된다. 간섭계 적층체(1707)는 방향전환 구성부(820) 표면의 하나 이상의 부분 상에 배치된 반사층(1705)을 포함한다. 간섭계 적층체(1707)는 또한 반사층(1705)의 상부에 형성된 광학적 공진층(1703) 및 해당 광학적 공진층(1703) 위에 배치된 흡수체 층(1701)을 포함한다. 간섭계 적층체(1707)는 광의 선택된 파장을 간섭계측적으로 반사시키도록 구성될 수 있다. 이 반사된 광은 흡수체 층(1701) 상에 입사된다. 흡수체 층(1701)과 간섭계 적층체(1707)들은, 해당 적층체(1707)가 흑색 혹은 어둡게 보이도록 흡수체 층(1701)이 반사된 파장의 광을 흡수하도록 구성되고, 이는 디스플레이의 콘트라스트를 증가시킬 수 있다. 도 17a에 예시된 실시형태에서, 반사층(1705)은 각 방향전환 구성부(820)의 바닥부(833)가 아니라 테이퍼 형상 측벽(831) 상에 형성된다. 몇몇 실시형태에서, 반사층(1705)은 테이퍼 형상 측벽(831)들 및/또는 소정의 하부 부분 혹은 바닥부(833) 상에 형성될 수 있다.

몇몇 실시형태에서, 반사체 층(1705)은 단일층을 포함하고, 다른 실시형태에서, 반사체 층(1705)은 재료의 다수 층을 포함한다. 각종 실시형태에서, 흡수체(1701) 및 반사층(1705)의 두께는 광의 반사율 및 투과율의 상대적인 양을 제어하도록 선택될 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 흡수체(1701)와 반사체(1705)는 모두 금속을 포함하고, 또, 이들은 부분적으로 투과성으로 되도록 형성될 수 있다. 소정의 실시형태에 따르면, 반사층(1705)을 통해서 실질적으로 반사된 혹은 투과된 광량은 반사층(1705)의 두께와 조성을 변화시킴으로써 영향받을 수 있는 한편, 반사의 겉보기 색은 광학적 공진층(1703)의 크기 혹은 두께, 그리고 그의 광학적 경로 길이의 차를 결정하는 흡수체 층(1701)의 재료 특성에 의해 주로 결정된다. 몇몇 실시형태에서, 바닥부 반사층(1705) 두께를 조정하는 것은 간섭계 적층체(1707)의 반사된 색의 강도 대 전체 반사율을 조절할 수 있다.

몇몇 실시형태에서, 광학적 공진층(1703)은, 고형층, 예를 들어, 광학적으로 투명한 유전체층 혹은 복수개의 층에 의해 규정된다. 다른 실시형태에서, 이 광학적으로 투명한 층(1703)은 공기 간극 또는 광학적으로 투명한 고형 재료층(들)과 공기 간극의 조합에 의해 규정된다. 몇몇 실시형태에서, 광학적 공진층(1703)의 두께는 적층체(1707)의 흡수체(1701) 측 상에 입사되는 광의 하나 이상의 특정 색의 반사를 최대화 혹은 최소화하도록 선택될 수 있다. 각종 실시형태에서, 광학적 공진층(1703)에 의해 반사된 색 혹은 색들은 해당 층의 두께를 변화시킴으로써 변화될 수 있다.

흡수체 층(1701)은 각종 재료, 예를 들어, 몰리브덴(Mo), 티탄(Ti), 텅스텐(W), 크롬 등뿐만 아니라 합금, 예를 들어, MoCr을 포함할 수 있다. 흡수체(1701)의 두께는 약 20 내지 약 300Å일 수 있다. 일 실시형태에서, 흡수체(1701)의 두께는 약 80Å이다. 반사층(1705)은, 예를 들어, 금속층, 예를 들어, 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 은(Ag), 몰리브덴(Mo), 금(Au) 및 크롬(Cr)을 포함할 수 있다. 반사층(1701)의 두께는 약 100Å 내지 약 700Å일 수 있다. 일 실시형태에서, 반사층(1701)의 두께는 약 300Å이다. 광학적 공진층(1703)은 각종 광학적 공진 재료, 예를 들어, 공기, 실리콘 산질화물(SiO_xN), 이산화규소(SiO₂), 산화알루미늄(Al₂0₃), 이산화티탄(TiO₂), 불화마그네슘(MgF₂), 크롬(III)산화물(Cr₃O₂), 질화규소(Si₃N₄), 투명한 전도성 산화물들(transparent conductive oxides: TCOs), 산화인듐주석(ITO) 및 산화아연(ZnO)을 포함할 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 1 내지 3의 굴절률(n)을 지니는 임의의 유전체가 적절한 스페이서 층을 형성하는 데 이용될 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 광학적 공진층(1703)의 두께는 약 500Å 내지 약 1500Å이다. 일 실시형태에서, 광학적 공진층(1703)의 두께는 약 800Å이다.

도 17에 도시된 바와 같은 간섭계 적층체(1707)는 광학적 간섭을 이용해서 소망의 반사 출력을 선택적으로 생성하도록 구성될 수 있다. 위에서 설명한 바와 같이, 몇몇 실시형태에서, 이 반사된 출력은 적층체(1707)를 형성하는 층들의 두께 및 광학 특성의 선택에 의해 "조절"(혹은 변조)될 수 있다. 상기 적층체의 흡수체 층(1701) 측에서 보는 관찰자에 의해 관찰되는 색은 간섭계 적층체(1707)로부터 실질적으로 반사되지만 해당 적층체(1707) 내의 하나 이상의 층에 의해 실질적으로 흡수되거나 소멸간섭되지 않는 주파수에 상당한다. 도 17b에 도시된 바와 같이, 도 17a에 도시된 간섭계 적층체(1707)들은 방향전환 막(801)의 흡수체 층(1701) 측에서 보는 관찰자에게 어둡거나 흑색으로 보이도록 구성되어 있을 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 방향전환 구성부(820)들의 피복된 부분들을 어둡거나 흑색으로 보이게 구성하는 것은 표시장치의 콘트라스트를 향상시키는 한편 전술한 다른 혜택을 제공한다(예컨대, 광 방향전환 기능성을 향상시키고, 이러한 방향전환 기능성을 파괴하는 일없이 방향전환 구성부(820)들의 상부에 층들을 용이하게 구축한다). 부가적으로, 간섭계 적층체 층들을 지니는, 방향전환 구성부(820)들의 일부분들, 예를 들어, 측벽들만 선택적으로 피복하는 것은, 간섭계측 파괴로 인해 관찰자에게 어둡게 보이는 방향전환 막(801)의 총 면적을 제한할 수 있다.

이제 도 18을 참조하면, 각종 방향전환 구성부(820)를 포함하는 방향전환 막(801)의 일 실시형태가 도시되어 있다. 각 방향전환 구성부(820)는 크기 및 단면 형상이 다르다. 또한, 각 방향전환 구성부는 방향전환 구성부(820) 표면의 적어도 일부를 덮는 간섭계 적층체(1707)를 포함한다. 위에서 언급된 바와 같이, 간섭계 적층체(1707)들을 포함하는 방향전환 구성부(820)들은 응용에 따라서 크기, 형상, 양 및 패턴이 다양할 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시형태에서, 방향전환 막(801) 상의 몇몇 방향전환 구성부(820)들은 간섭계 적층체(1707)에 의해 적어도 부분적으로 덮여 있을 수 있고, 막(801) 상의 다른 방향전환 구성부(820)들은 간섭계 적층체에 의해 덮여 있지 않을 수 있다. 다른 실시형태에서, 각 방향전환 구성부(820)는 형상 및/또는 크기가 다양할 수 있지만, 각 방향전환 구성부(820)는 간섭계 적층체(1707)에 의해 적어도 부분적으로 덮여 있을 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 각 방향전환 구성부(820)는 간섭계 적층체(1707)에 의해 적어도 부분적으로 덮여 있을 수 있지만, 그 커버리지는 하나의 방향전환 구성부(820)에서 다른 방향전환 구성부까지 다를 수 있다.

이제 도 19a 내지 도 19c를 참조하면, 방향전환 구성부(820)들 위에 간섭계 적층체(1707)들을 형성하는 하나의 방법이 3 단계로 도시되어 있다. 도 19a는 방향전환 구성부(820)들이 위에 형성되어 있는 방향전환 막(801)의 일 실시형태를 도시하고 있다. 방향전환 구성부(820)들은, 공지된 방법을 이용해서 방향전환 층(801) 내에 혹은 상에 에칭되거나, 성형되거나, 기계가공되거나, 혹은 다르게는 형성되어 있을 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 방향전환 막(801)은 다수의 층을 포함할 수 있다. 일 실시형태에서, 방향전환 구성부(820)들은 도광체 상에 혹은 도광체를 포함하는 방향전환 막(801) 상에 직접 형성된다. 도 19b는 방향전환 막(801)의 방향전환 구성부(820) 상에 간섭계 적층체(1707)가 증착되어 있는 방향전환 막(801)의 일 실시형태를 도시하고 있다. 위에서 개시된 바와 같이, 간섭계 적층체(1707)는 광학적 간섭을 이용해서 소망의 반사 출력을 생산하도록 구성된 복수개의 층을 포함할 수 있다. 일 실시형태에서, 간섭계 적층체는 방향전환 막(801)의 방향전환 구성부(820) 측 상에 증착된 반사층(1701), 해당 반사층(1701) 상에 증착된 광학적 공진층(1703) 및 광학적 공진 공동부 층 상에 증착된 흡수체 층(1707)를 포함한다.

간섭계 적층체(1707)의 층들을 증착시키는 방법은 당업자에게 공지되어 있고, 예를 들어, 물리적 기상 증착, 화학적 기상 증착, 전기-화학적 기상 증착, 플라즈마-증강 화학적 기상 증착 및/또는 기타 증착 수법을 포함한다. 도 19b에 도시된 바와 같이, 단일의 간섭계 적층체(1707)는 방향전환 막(801)의 전체 방향전환 구성부(820) 표면을 덮는다. 몇몇 실시형태에서, 간섭계 적층체(1707)는 관찰자에게 어둡거나 흑색으로 보이도록 구성되어 있으므로, 도 19b에 도시된 전체 방향전환 막(801)은 해당 방향전환 막의 방향전환 구성부 측에서 보는 관찰자에게 어둡거나 흑색으로 보일 것이다. 몇몇 실시형태에서, 간섭계 적층체(1707)의 커버리지를 방향전환 막(801) 표면의 하나 이상의 부분으로 제한하는 것이 중요하다. 일 실시형태에서, 하나 이상의 간섭계 적층체(1707)들은 단지 방향전환 구성부(820)들 근방 혹은 위에 배치된다. 도 19b에 도시된 방향전환 막(801)은 간섭계 적층체(1707)의 커버리지를 제한하도록 더욱 처리될 수 있다.

도 19c는 방향전환 구성부(820)들의 부분들 위쪽에만 간섭계 적층체(1707)들이 배치된, 도 19a 및 도 19b에 도시된 방향전환 막(801)의 일 실시형태를 나타내고 있다. 몇몇 실시형태에서, 도 19c에 도시된 방향전환 막(801)은 도 19b에 도시된 방향전환 막(801)의 방향전환 구성부 측을 연마하고 그 반대쪽을 얇게 함으로써(thinning) 형성될 수 있다. 방향전환 막(801)의 방향전환 구성부 측은 간섭계 적층체(1707)가 방향전환 구성부(820)들 이외의 표면으로부터 제거될 때까지 연마될 수 있다. 마찬가지로, 방향전환 막(801)의 반대쪽은 간섭계 적층체(1707)이 방향전환 구성부(820)들의 일부분, 예를 들어, 바닥 부분으로부터 제거될 때까지 임의선택적으로 얇게 될 수 있다. 일 실시형태에서, 도 19b에 도시된 방향전환 막(801)은 간섭계 적층체(1707)가 방향전환 구성부(820)들의 일부분 혹은 일부분들만을 덮는 개별의 간섭계 적층체들로 분할되어 도 19c에 개략적으로 도시된 방향전환 막과 유사한 방향전환 막(801)으로 되도록 연마될 수 있고/있거나 얇게 될 수 있다.

도 19d는 일 실시형태에 따라서 도 19c에 도시된 방향전환 막을 제조하는 방법(1920)을 나타낸 블록이다. 해당 방법(1920)은, 블록(1921)으로 예시된 바와 같이 제1측면과 해당 제1측면과는 반대쪽의 제2측면을 지니는 방향전환 막을 제공하는 단계(해당 방향전환 막은 제1측면 상에 형성된 방향전환 구성부들을 포함함); 블록(1923)으로 예시된 바와 같이 상기 방향전환 막의 제1측면 상에 간섭계 적층체를 증착시키는 단계; 블록(1925)으로 예시된 바와 같이 상기 간섭계 적층체가 상기 방향전환 구성부들 이외의 표면들로부터 제거될 때까지 상기 방향전환 막의 제1측면을 연마하는 단계; 및 블록(1927)으로 예시된 바와 같이 상기 간섭계 적층체가 각 방향전환 구성부들의 적어도 바닥 부분으로부터 제거될 때까지 상기 제2측면을 얇게 하는 단계를 포함한다.

도 20a 내지 도 20e는 방향전환 구성부(820)들 위에 간섭계 적층체(1707)들을 형성하는 다른 방법의 일 실시형태를 예시하고 있다. 도 20a는 도광체(803) 상에 배치된 도광체(803) 및 방향전환 막(801)의 일 실시형태를 도시하고 있다. 몇몇 실시형태에서, 가용성 층(dissolvable layer)(2001), 예를 들어, 포토레지스트 피막 혹은 층이 도 20b에 도시된 바와 같이 방향전환 막(801) 위에 형성되거나 증착될 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 복수개의 광 방향전환 구성부(820)들은 이어서 도 20c에 도시된 바와 같이 가용성 층(2001) 및 방향전환 막(801) 내에 형성될 수 있다. 소정의 실시형태에 따르면, 방향전환 구성부(820)들은 다양한 형상과 크기를 지닐 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 방향전환 구성부(820)들은 에칭이나 엠보싱에 의해 형성될 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 방향전환 구성부(820)들은 방향전환 막(801)을 통해 도광체(803)까지 잇달아 있게 된다. 다른 실시형태에서, 방향전환 구성부(820)들은 보다 얕게 되어 있고, 방향전환 막(801)을 통해 잇달아 있지 않는다.

도 20d를 참조하면, 간섭계 적층체(1707)는 도 20c에 도시된 가용성 층(2001), 방향전환 막(801)의 노출된 부분들 및 도광체(803)의 노출된 부분들 위에 형성되므로, 간섭계 적층체(1707)는 도광체(803) 및 방향전환 막(801) 적층체의 방향전환 구성부(820) 측 위를 덮는다. 몇몇 실시형태에 따르면, 간섭계 적층체(1707)는 알루미늄층, 이산화규소층 및 몰리브덴-크롬 합금을 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 증착된 간섭계 적층체(1707)의 부분들은 가용성 층(2001)을 박리시키거나 용해시킴으로써 방향전환 막(801)의 방향전환 구성부 측으로부터 제거된다. 도 20e는 도 20d에 도시된 도광체(803) 및 방향전환 막(801)의 일 실시형태를 도시한 것으로, 여기서, 간섭계 적층체(1707)의 부분들이 방향전환 막(801)의 부분들로부터 제거되어 있다. 몇몇 실시형태에서, 도 20e에 도시된 방향전환 막(801)과 도광체(803)는 반사형 디스플레이를 향하여 광을 효율적으로 방향전환시키면서 디스플레이로부터 두 층을 통한 반사를 관찰자가 볼 수 있도록 하는데 이용될 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 추가의 층들, 예를 들어, 커버는 광 방향전환 구성부(820)들의 광 방향전환 성능을 희생시키는 일없이 적층에 의해 혹은 접착제를 이용해서 방향전환 막(801)에 추가될 수 있다.

도 20f는 일 실시형태에 따라서 도 20e에 도시된 조명장치를 제조하는 방법(2020)을 나타낸 블록이다. 해당 방법(2020)은 블록(2021)으로 예시된 바와 같이 광 방향전환 막이 상부에 배치된 도광체를 제공하는 단계; 블록(2023)으로 예시된 바와 같이 상기 광 방향전환 막 위에 가용성 층을 증착시키는 단계; 블록(2025)으로 예시된 바와 같이 상기 가용성 층 및 광 방향전환 막 내에 하나 이상의 방향전환 구성부를 에칭하는 단계; 블록(2027)으로 예시된 바와 같이 상기 가용성 층 및 상기 광 방향전환 막과 도광체의 노출된 부분들 위에 간섭계 적층체를 증착시키는 단계; 및 블록(2029)으로 예시된 바와 같이 상기 가용성 층을 제거하는 단계를 포함한다.

도 21a 내지 도 21h는 방향전환 구성부(820)들의 상이한 부분들 위에 간섭계 적층체(1707)들을 형성하는 방법의 일 실시형태를 예시하고 있다. 도 20a 내지 도 20c에 도시된 바와 같이, 일 실시형태에 따르면, 이 방법은 도광체(803)를 제공하는 것에 의해 시작되어, 해당 도광체(803) 상에 방향전환 막(801)을 증착시키고, 이어서 해당 방향전환 막(801)의 소정 부분 위에 가용성 층(2001)을 증착시킨다. 몇몇 실시형태에서, 도광체(803) 및 방향전환 막은 소정의 광학적으로 투명한 재료를 포함할 수 있다. 일 실시형태에서, 상기 가용성 층(2001)은 감광성 재료, 예를 들어, 포토레지스트를 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 가용성 층(2001a)은 방향전환 막(801)의 전체 측면 혹은 표면을 가로질러 증착되고, 이어서 포토레지스트 층의 부분들이 에칭에 의해 제거된다. 소정의 실시형태에 따르면, 가용성 층(2001a)은 방향전환 막(801)의 부분들 상에 선택적으로 증착된다.

도 21d 내지 도 21e를 참조하면, 몇몇 실시형태에서, 방향전환 구성부(820)들은 가용성 층(2001a)에 의해 덮이지 않은 방향전환 막(801)의 부분들에서의 방향전환 막(801) 내에 형성될 수 있다. 소정의 실시형태에서, 방향전환 구성부(820)들은 건식 에칭 공정 및/또는 습식 에칭 공정을 포함하는 각종 에칭 공정에 의해 형성된다. 위에서 언급된 바와 같이, 방향전환 구성부(820)들은 크기, 형상, 양 및/또는 패턴에 있어서 적어도 다양할 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 방향전환 구성부(820)들이 방향전환 막(801)에 형성된 후, 가용성 층(2001a)이 박리되거나 용해되고, 다른 가용성 층(2001b)이 방향전환 막(801) 및/또는 도광체(803)의 소정 부분들에 첨가된다. 몇몇 실시형태에서, 가용성 층(2001b)은 방향전환 막(801) 및 도광체(803)의 소정 부분들 위에 스핀-코트 공정, 노광 공정 및 현상 공정에 의해 패턴화된 포토레지스트 층일 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 포토레지스트 층은 후속의 에칭, 주입, 리프트-오프(lift-off) 및/또는 증착 단계들로부터 보호되는 것이 바람직한 표면들을 덮기 위하여 물리적 마스크로서 역할하는 레지스트 패턴을 남기는 공지된 방법을 이용해서 증착된다. 도 21e에 도시된 바와 같이, 방향전환 구성부(820)들의 부분들은 노출되고, 방향전환 구성부(820)들, 도광체(803) 및 방향전환 막(801)의 다른 부분들은 가용성 층(2001b)에 의해 덮인다.

도 21f 내지 도 21h에 도시된 바와 같이, 몇몇 실시형태에서, 간섭계 적층체(1707)는 가용성 층(2001b) 및 방향전환 막(801)의 노출된 부분들 위에 한 층씩 적층될 수 있다. 일 실시형태에서, 간섭계 적층체(1707)는 반사층, 광학적 공진층 및 흡수체 층을 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 반사층 및 흑색 피막층이 가용성 층(2001b) 및 방향전환 막(801)의 노출된 부분들 위에 적층될 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 일단 간섭계 적층체(1707)가 적층되면, 가용성 층(2001b)이 방향전환 막(801) 및 도광체(803)로부터 제거되거나 리프트-오프될 수 있다. 가용성 층(2001b)이 리프트-오프되면, 가용성 층(2001b) 상에 증착된 층들이 또한 제거될 수 있다. 도 21g에 도시된 바와 같이, 몇몇 실시형태에서, 간섭계 적층체(1707)들은 가용성 층(2001)이 제거된 후 방향전환 구성부(1707) 및/또는 방향전환 막(801) 및 도광체(803)의 소정 부분들 위에 남을 수 있다. 방향전환 구성부(820)들 및/또는 방향전환 막(801)의 소정 부분으로 간섭계 적층체(1707) 커버리지를 제한하는 것은 간섭계 적층체(1707)들의 일부로서 포함된 반사층에 의해 제공되는 광 방향전환 혜택과 관련된 콘트라스트의 균형을 유지하는데 이용될 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 간섭계 적층체(1707)들이 방향전환 구성부(820)들의 측벽 들 위에 증착되어, 관찰자에게 흑색이나 어두운 링으로서 보이도록 구성된다. 다른 실시형태에서, 간섭계 적층체(1707)들은 방향전환 구성부(820)들의 전체 표면 위에 증착되어 관찰자에게 흑색이나 어두운 원 혹은 점으로서 보인다.

몇몇 실시형태에서, 패시베이션 층(passivation layer)(2101)은 방향전환 구성부(820)들이 피복된 간섭계 적층체(1707)를 포함하는 방향전환 막(801) 위에 추가될 수 있다. 도 21h는 도 21g에 도시된 실시형태 위에 패시베이션 층(2101)이 추가되어 있는 실시형태를 도시하고 있다. 몇몇 실시형태에서, 패시베이션 층(2101)은 이산화규소, 실리콘 산질화물, 산화알루미늄, 및/또는 임의의 광학적 투명 재료를 포함할 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 패시베이션 층(2101)은 하나 이상의 층을 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 패시베이션 층(2101)은 방현층, 반사방지층, 내스크래치층, 얼룩 방지층, 확산체 층, 컬러 필터링 층 및/또는 렌즈를 포함한다 . 몇몇 실시형태에서, 패시베이션 층(2101) 위에 추가의 층들이 추가될 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 패시베이션 층(2101)은 방향전환 막(801)을 지닌 추가의 층(도시 생략)을 결합하는데 이용되는 접착제 혹은 재료를 포함할 수 있다.

도 21j는 일 실시형태에 따라서 도 21h에 도시된 조명장치를 제조하는 방법(2120)을 나타낸 블록도이다. 해당 방법(2120)은 블록(2121)에서 도광체를 제공하는 단계; 블록(2123)에서 도광체의 하나의 표면 상에 방향전환 막을 배치하는 단계; 블록(2125)에서 방향전환 막 상에 제1가용성 층을 증착시키는 단계; 블록(2127)에서 제1가용성 층 및 방향전환 막 내에 하나 이상의 방향전환 구성부를 에칭하는 단계; 블록(2129)에서 상기 제1가용성 층을 제거하는 단계; 블록(2131)에서 광 방향전환 구성부가 형성되어 있지 않은 방향전환 막의 부분들 및 도광체의 노출된 부분들 위에 제2가용성 층을 증착시키는 단계; 블록(2133)에서 제2가용성 층 및 상기 방향전환 막의 노출된 부분들 위에 간섭계 적층체를 증착시키는 단계; 블록(2135)에서 상기 제2가용성 층을 제거하는 단계; 및 블록(2137)에서 방향전환 막 및 방향전환 구성부 위에 패시베이션 층을 증착시키는 단계를 포함한다.

도 22a 내지 도 22e는 방향전환 구성부(820)들 위에 간섭계 적층체(1707)들을 형성하는 방법의 다른 실시형태를 예시하고 있다. 도 22a 내지 도 22e에 도시된 방법은, 가용성 층(2001)이 방향전환 구성부(820)들 내에 증착된 것을 제외하고 도 21a 내지 도 21h에 도시된 방법과 유사하다. 도 22c에 도시된 바와 같이, 간섭계 적층체(1707)는 이어서 각 방향전환 구성부(820)의 전체 표면 상에 또한 가용성 층(2001) 상에 직접 증착된다. 몇몇 실시형태에서, 가용성 층(2001)은 이어서 리프트-오프되거나 제거되어 도 22d에 도시된 실시형태가 얻어진다. 도 22d에 있어서의 간섭계 적층체(1707)는 각 방향전환 구성부(820)의 전체 표면을 덮고 있으므로, 방향전환 구성부들은 링 대신에 관찰자에게 흑색 혹은 어두운 형상으로 보인다. 위에서 언급된 바와 같이, 몇몇 실시형태에서, 간섭계 적층체(1707)들은 각 방향전환 구성부(820)의 동일 부분들 혹은 다른 부분들에 추가될 수 있다. 또한, 몇몇 실시형태에서, 방향전환 구성부(820)들은 크기, 형상, 양 및 패턴에 있어서 다양할 수 있고, 간섭계 적층체(1707)들에 의한 이들 방향전환 구성부(820)의 커버리지도 다양할 수 있다. 예를 들어, 일 실시형태에서, 제1방향전환 구성부(820)는 간섭계 적층체(1707)에 의해 덮여 있지 않을 수 있고, 제2방향전환 구성부(820)는 간섭계 적층체(1707)에 의해 완전히 덮일 수 있으며, 제3방향전환 구성부(820)는 하나 이상의 간섭계 적층체(1707)에 의해 부분적으로 덮일 수 있다. 위에서 언급된 바와 같이, 몇몇 실시형태에서, 반사층 및 하나 이상의 검은 피복층이 방향전환 구성부들 위에 혹은 방향전환 구성부의 부분들 위에 증착될 수 있다.

도 22f는 일 실시형태에 따라서 도 22e에 도시된 조명장치를 제조하는 방법(2220)을 나타낸 블록도이다. 해당 방법(2220)은 블록(2221)에서 도광체를 제공하는 단계; 블록(2223)에서 상기 도광체의 하나의 표면 상에 방향전환 막을 배치시키는 단계; 블록(2225)에서 상기 방향전환 막 상에 가용성 층을 증착시키는 단계; 블록(2227)에서 상기 가용성 층 및 방향전환 막 내에 하나 이상의 방향전환 구성부를 에칭하는 단계; 블록(2229)에서 상기 가용성 층 및 광 방향전환 구성부들 위에 간섭계 적층체를 증착시키는 단계; 블록(2231)에서 상기 가용성 층을 제거하는 단계; 블록(2233)에서 상기 방향전환 막 및 방향전환 구성부들 위에 패시베이션 층을 증착시키는 단계를 포함한다.

이제 도 23a 내지 도 23j를 참조하면, 방향전환 구성부(820)들 위에 반사 피막을 형성하는 방법의 일 실시형태가 도시되어 있다. 도 23a 내지 도 23d에 도시된 바와 같이, 몇몇 실시형태에서, 이 방법은 도광체(803)에 방향전환 막(801)을 추가하는 단계로 시작되어, 방향전환 막(801) 위에 특정 패턴으로 가용성 층(2001)을 도포하는 단계, 방향전환 막(801) 내에 방향전환 구성부(820)들을 에칭하는 단계; 및 방향전환 막(801)으로부터 가용성 층(2001)을 박리하는 단계를 포함한다. 도 23e를 참조하면, 일 실시형태에서, 전기도금 공정은 방향전환 막(801) 및 방향전환 구성부(820)들의 표면들 위에 시드 층(seed layer)(2301)을 도포함으로써 시작될 수 있다. 해당 시드 층은 임의의 적절한 재료, 예를 들어, 구리 혹은 은을 포함할 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 방향전환 막(801) 및 방향전환 구성부(820)들 위에 임의선택적으로 스틱 층(stick layer)(도시 생략)이 추가될 수 있다. 적절한 스틱 층의 예로는 탄탈, 티탄 및 몰리브덴을 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 일단 방향전환 막(801) 및 방향전환 구성부(820)들 위에 시드 층(2301)이 추가되면, 방향전환 막(801) 및 방향전환 구성부(820)들의 부분들 위에 가용성 층(2001)이 추가될 수 있다. 일 실시형태에서, 가용성 층(2001)은 스핀-피막, 노광 및 현상되는 포토레지스트 층을 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 가용성 층(2001)은 방향전환 구성부(820)들의 모두 혹은 소정 부분들에 소정 패턴으로 적용될 수 있다. 일 실시형태에서, 가용성 층(2001)은 노출된 하나 이상의 방향전환 구성부(820)들의 측벽들을 남기도록 패턴화된다.

이제 도 23g 내지 도 23h를 참조하면, 소정의 실시형태에서, 가용성 층(2001)에 의해 덮이지 않은 시드 층(2301)의 부분들이 전기도금되고, 해당 가용성 층(2001)이 방향전환 막(801) 및 방향전환 구성부(820)들로부터 박리 혹은 제거된다. 몇몇 실시형태에서, 시드 층(2301)의 부분들은 이어서 다른 공정에 의해 에칭되거나 제거되어 도 23i에 도시된 방향전환 막(801) 및 도광체 적층체(803)가 얻어질 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 방향전환 구성부(820)들 위에 있지 않은 시드 층(2301)의 부분들은 에칭 혹은 다른 공정에 의해 제거될 수 있다. 소정의 실시형태에서, 전기도금되지 않은 시드 층(2301)의 부분들은 에칭에 의해 제거된다. 몇몇 실시형태에서, 전기도금된 시드 층(2301)의 부분들은 당업계에 공지된 각종 방법을 이용해서 제거될 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 일단 시드 층(2301)의 부분들이 제거되면, 도 23j에 개략적으로 도시된 바와 같이 방향전환 막(801) 및 방향전환 구성부(820)들 위에 패시베이션 층(2101)이 임의선택적으로 도포될 수 있다. 방향전환 구성부(820)들은 전내부반사 대신에 광을 방향전환시키기 위하여 방향전환 구성부(820)들 표면의 적어도 일부에 도포된 반사 피막에 의존하므로, 방향전환 구성부(820)들 위의 에어 포켓(air pocket)은 반드시 유지될 필요는 없다.

도 23k는 일 실시형태에 따라서 도 23j에 도시된 조명장치를 제조하는 방법(2320)을 나타낸 블록도이다. 해당 방법(2320)은 블록(2321)에서 도광체를 제공하는 단계; 블록(2323)에서 상기 도광체의 하나의 표면 상에 방향전환 막을 배치시키는 단계; 블록(2325)에서 상기 방향전환 막 상에 제1가용성 층을 증착시키는 단계; 블록(2327)에서 상기 제1가용성 층 및 방향전환 막 내에 하나 이상의 방향전환 구성부를 에칭하는 단계; 블록(2329)에서 상기 제1가용성 층을 제거하는 단계; 블록(2331)에서 상기 가용성 층 및 광 방향전환 구성부들 위에 시드 층을 증착시키는 단계; 블록(2333)에서 상기 시드 층의 부분들 위에 제2가용성 층을 증착시키는 단계; 블록(2335)에서 상기 시드 층의 노출된 부분들에 전기도금을 실시하는 단계; 블록(2337)에서 상기 제2가용성 층을 제거하는 단계; 블록(2339)에서 전기도금되지 않은 상기 시드 층의 부분들을 에칭하는 단계; 및 블록(2341)에서 상기 방향전환 막 및 방향전환 구성부들 위에 패시베이션 층을 증착시키는 단계를 포함한다.

도 24a 내지 도 24f는 반사형 디스플레이의 반대쪽의 도광체(803) 측면 상에 반사 피막을 지니는 방향전환 구성부(820)들을 형성하는 방법의 일 실시형태를 도시하고 있다. 몇몇 실시형태에서, 반사형 디스플레이는 도광체(803)를 포함할 수 있고, 따라서, 도광체(803)는 광 방향전환을 위하여 그리고 반사형 디스플레이 조립체의 일부로서 이용될 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 이 방법은 도광체(803) 상에 시드 층(2301)을 증착시킴으로써 도 24a 및 도 24b에서 시작된다. 도광체(803)는 임의의 적절한 재료, 예를 들어, 무기 재료 및/또는 유기 재료를 포함할 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 시드 층(2301)은 임의의 적절한 재료, 예를 들어, 탄탈, 티탄 및 몰리브덴을 포함할 수 있다. 도 24c에 도시된 바와 같이, 일 실시형태에서, 노출된 시드 층(2301)의 소정 부분을 남긴 채 소정 패턴으로 시드 층(2301) 위에 가용성 층(2001)이 추가될 수 있다. 도 24d를 참조하면, 몇몇 실시형태에서, 시드 층(2301)의 노출된 부분은 공지된 방법을 이용해서 전기도금될 수 있고, 그 결과 시드 층(2301)의 적어도 일부 위에 전기도금층(2303)이 배치된 구성이 얻어진다. 몇몇 실시형태에서, 가용성 층(2001)은 이어서 제거될 수 있고, 전기도금되지 않은 시드 층(2301)의 부분들이 에칭되거나 혹은 다르게는 제거되어 도 24e에 도시된 도광체(803), 시드 층(2301) 및 전기도금층(2303)의 적층체가 얻어진다. 몇몇 실시형태에서, 가용성 층(2001)은 포토레지스트를 포함하고, 해당 포토레지스트는 공지된 방법을 이용해서 제거된다.

도 24f를 참조하면, 방향전환 막(801)이 이어서 시드 층(2301) 부분 및 전기도금층(2303)을 둘러싸면서 도광체(803) 위에 추가될 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 도광체(803)는 해당 도광체(803)와 정합하는 굴절률을 지니는 재료를 포함할 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 도광체(803) 및 방향전환 막(801)은 대략 동일한 굴절률을 지닌다. 몇몇 실시형태에서, 도광체(803)와 방향전환 막(801)은 각각 약 1.45 내지 2.05 사이의 굴절률을 지닌다. 몇몇 실시형태에서, 광 방향전환 막(801)은 도광체(803)와 동일한 재료(들)를 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 도광체(803)와 반대쪽에 있는 방향전환 막(801) 측의 면은 실질적으로 평탄할 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 방향전환 막(801) 위에 추가의 층(도시 생략), 예를 들어, 커버층이 추가될 수 있다. 도 24a 내지 도 24f에 도시된 실시형태의 하나의 이점은 다수의 가용성 층(2001) 마스크 대신에 단일의 가용성 층(2001) 마스크를 이용할 수 있다는 점이다.

도 24g는 일 실시형태에 따라서 도 24f에 도시된 조명장치를 제조하는 방법(2420)을 도시한 블록도이다. 해당 방법(2420)은 도광체를 제공하는 단계(2421); 도광체의 하나의 표면 상에 시드 층을 증착시키는 단계(2423); 시드 층 상에 가용성 층을 증착시키는 단계(2425); 가용성 층 내에 하나 이상의 방향전환 구성부를 에칭하는 단계(2427); 시드 층의 노출된 부분들에 전기도금을 실시하는 단계(2429); 가용성 층을 제거하는 단계(2431); 전기도금되지 않은 시드 층의 부분들을 에칭하는 단계(2433); 및 전기도금되지 않은 시드 층의 부분들 위에 있는 도광체 상에 방향전환 막 층을 증착시키는 단계(2435)를 포함한다.

도 25a 내지 도 25g는 반사형 디스플레이의 반대쪽에 있는 도광체(803)의 측면 상에 반사 피막을 지니는 방향전환 구성부(820)들을 형성하는 방법의 다른 실시형태를 도시하고 있다. 도 25a 내지 도 25c를 참조하면, 몇몇 실시형태에서, 이 방법은 도광체(803)를 제공하는 단계; 해당 도광체(803)의 하나의 표면 상에 시드 층(2301)을 증착시키는 단계; 및 상기 시드 층(2301) 위에 가용성 층(2001)을 추가하는 단계를 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 상기 가용성 층(2001)은 소정의 패턴으로 추가될 수 있거나, 또는 시드 층(2301)의 전체 표면 위에 증착될 수 있고, 소정의 패턴을 작성하도록 제거되는 소정의 부분을 지닌다. 도 25c를 도 24c와 비교하면, 당업자라면, 가용성 층(2001) 패턴이 가용성 층(2001) 및 시드 층(2301)의 상이한 부분들의 측면들 혹은 표면들에 의해 규정된 상이하게 정형화된 공극을 형성하는데 이용될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 몇몇 실시형태에서, 공극은 대체로 사다리꼴 단면 형상 혹은 역사다리꼴 단면 형상으로 형성될 수 있다. 도 25d를 참조하면, 몇몇 실시형태에서, 시드 층(2301)의 노출된 부분들은 전기도금될 수 있어, 도 25c에 도시된 공극들을 부분적으로 채우는 전기도금층(2303)이 얻어진다. 몇몇 실시형태에서, 가용성 층(2001)은 이어서 제거될 수 있고 전기도금되지 않은 시드 층(2301)의 부분들은 에칭되거나 혹은 제거되어 도 25e에 도시된 도광체(803), 시드 층(2301) 및 전기도금층(2303)의 적층체가 얻어진다. 도 25f 및 도 25g를 참조하면, 소정의 실시형태에서, 방향전환 막(801)이 도광체(803) 위에 추가되어, 시드 층(2301) 부분 및 전기도금층(2302)을 둘러쌀 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 완충층(2501)이 방향전환 막(801)의 상부에 추가될 수 있다. 소정의 실시형태에서, 완충층(2501)은 방향전환 막(801)을 스크래치 혹은 기타 손상으로부터 보호하도록 구성된 다양한 재료 혹은 층을 포함할 수 있다.

도 25h는 일 실시형태에 따라서 도 25g에 도시된 조명장치를 제조하는 방법(2520)을 도시한 블록도이다. 해당 방법(2520)은 블록(2521)에서 도광체를 제공하는 단계; 블록(2523)에서 상기 도광체의 하나의 표면 상에 시드 층을 증착시키는 단계; 블록(2525)에서 상기 시드 층 상에 가용성 층을 증착시키는 단계; 블록(2527)에서 상기 가용성 층 내에 하나 이상의 방향전환 구성부를 에칭하는 단계; 블록(2529)에서 상기 시드 층의 노출된 부분들에 전기도금을 실시하는 단계; 블록(2531)에서 상기 가용성 층을 제거하는 단계; 블록(2533)에서 전기도금되지 않은 상기 시드 층의 부분들을 에칭하는 단계; 블록(2535)에서 전기도금되지 않은 상기 시드 층의 부분들 위에 있는 상기 도광체 상에 방향전환 막 층을 증착시키는 단계; 및 블록(2537)에서 상기 방향전환 막 층 위에 완충층을 증착시키는 단계를 포함한다.

이제 도 26a 내지 도 26f를 참조하면, 방향전환 막(801) 상에 반사 피막을 지니는 방향전환 구성부(820)들을 형성하는 방법의 다른 실시형태가 도시되어 있다. 몇몇 실시형태에서, 해당 방법은 방향전환 막(801)을 제공하고 해당 방향전환 막(801)의 적어도 하나의 표면 상에 방향전환 구성부(820)들을 형성함으로써 시작된다. 몇몇 실시형태에서, 도광체가 제공될 수 있고, 해당 도광체 상에 공지된 방법을 이용해서 방향전환 구성부(820)들이 형성될 수 있다. 도 26c에 도시된 바와 같이, 몇몇 실시형태에서, 간섭계 적층체(1707)가 방향전환 막(801)의 방향전환 구성부(820) 측 위에 증착된다. 소정의 실시형태에서, 반사 피막이 간섭계 적층체 대신에 도포되고, 검은 피막층이 반사 피막 위에 도포된다. 몇몇 실시형태에서, 가용성 층(2001)이 이어서 도 26d에 도시된 바와 같이 간섭계 적층체(1707)의 소정 부분들을 덮는 패턴으로 형성된다. 몇몇 실시형태에서, 가용성 층(2001)은 포토레지스트 재료를 포함한다. 소정의 실시형태에서, 가용성 층(2001)에 의해 덮이지 않은 간섭계 적층체(1707)의 부분들이 제거된다. 몇몇 실시형태에서, 가용성 층(2001)에 의해 덮이지 않은 간섭계 적층체(1707)의 부분들이 공지의 방법을 이용해서 에칭되고 가용성 층(2001)이 이어서 제거되어 도 26e에 도시된 실시형태가 얻어진다. 몇몇 실시형태에서, 추가의 층(2101), 예를 들어, 패시베이션 층 혹은 커버 층이 이어서 방향전환 막(801) 및 간섭계 적층체(1707)들 위에 추가될 수 있다. 당업자라면 기판 층 상에 있는 방향전환 구성부들 혹은 방향전환 구성부들의 부분들 위에 반사층들 및/또는 간섭계 적층체들을 형성하는 다수의 방법 및 공정이 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

도 26g는 일 실시형태에 따라서 도 26f에 도시된 조명장치를 제조하는 방법(2620)을 나타낸 블록도이다. 해당 방법(2620)은 블록(2621)에서 제1측면과 해당 제1측면과는 반대쪽의 제2측면을 지니는 방향전환 막을 제공하는 단계; 블록(2623)에서 상기 제1측면 내에 방향전환 구성부들을 에칭하는 단계; 블록(2625)에서 상기 방향전환 막의 제1측면 위에 간섭계 적층체를 증착시키는 단계; 블록(2627)에서 상기 방향전환 구성부들의 측벽들 위에 가용성 층을 증착시키는 단계; 블록(2629)에서 상기 간섭계 적층체의 노출된 부분들을 에칭하는 단계; 블록(2631)에서 상기 가용성 층을 제거하는 단계; 및 블록(2633)에서 상기 방향전환 막 및 방향전환 구성부들 위에 패시베이션 층을 증착시키는 단계를 포함한다.

위에서 논의된 바와 같이, 방향전환 막들과 도광체들은 각종 재료를 포함할 수 있다. 도광체들 혹은 방향전환 막들은 통상 폴리머 혹은 플라스틱 등과 같은 유기 재료로 형성된다. 그러나 도광체 및/또는 방향전환 막에 플라스틱을 이용하면, 조명장치의 기계적, 환경적 및/또는 화학적 강건성(robustness)을 제한할 수 있다. 소정의 성형된 플라스틱, 예를 들어, 아크릴, 폴리카보네이트 및 사이클로올레핀 폴리머는, 그들의 광학 특성이 환경 응력 인자에 대한 노출로부터 저하될 수 있으므로, 낮은 내스크래치성, 제한된 내약품성을 지니고, 또한 제한된 수명을 지닌다. 몇몇 경우에, 세정 및/또는 자외선, 온도 및 습도에의 노출은 시간 경과에 따라 성형된 플라스틱을 열화시킬 수 있다. 본 발명의 몇몇 실시형태에서, 무기 재료, 예를 들어, 규산염 및 알루미나는 조명장치의 강건성을 증가시키기 위하여 표시장치의 하나 이상의 층을 형성하는데 이용될 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시형태에서, 기판, 도광체, 방향전환 구성부 혹은 상기 장치의 기타 층들은 무기 재료를 포함할 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 무기 재료는 또한 유기 재료보다 우수한 광학 특성, 예를 들어, 높은 투명성 및 높은 반사율을 제공할 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 무기 방향전환 막은 이하에 기재된 방법을 이용해서 무기 도광체 상에 형성될 수 있다.

이제 도 27a 내지 도 27c를 참조하면, 무기 도광체 및 방향전환 막을 내포하는 조명장치를 구축하는 방법의 일 실시형태가 도시되어 있다. 도 27a는 무기 재료를 포함하는 도광체(803)의 일 실시형태를 도시하고 있다. 몇몇 실시형태에서, 도광체(803)는 알루미노실리케이트 혹은 사파이어를 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 고순도 실란의 혼합물(아르곤 중 SiH₄ 희석물), 아산화질소(N₂0), 및 암모니아(NH₃) 가스가 혼합되어, 소망의 굴절률을 지니는 실리콘 산질화물을 포함하는 조명장치를 형성할 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 실리콘 산질화물의 굴절률은, 예를 들어, 도광체(803)의 굴절률과 정합하도록 소정 레벨로 조정될 수 있다. 소정의 실시형태에서, 실리콘 산질화물의 굴절률은 N₂0: NH₃ 몰비를 조정함으로써 소망의 레벨로 조정될 수 있다. 일 실시형태에서, N₂0:NH₃ 몰비는 각각의 기체의 유량을 제어함으로써 조정될 수 있다. 몇몇 실시형태에서 이용되는 재료의 굴절률의 예로는 N₂0: NH₃ 몰비가 0에서 100%로 증가함에 따라 약 1.46 내지 약 2.05의 범위의 굴절률을 들 수 있다.

이제 도 27b를 참조하면, 실리콘 산질화물이 도광체(803) 상에 증착되어 방향전환 막(801)을 형성할 수 있고, 해당 방향전환 막은 도광체(803)의 굴절률과 정합하는 굴절률을 지니도록 구성될 수 있다. 일 실시형태에서, 실리콘 산질화물 재료가 플라즈마 증강 화학적 기상 증착("PECVD")법을 이용해서 도광체(803) 상에 증착될 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 방향전환 구성부(820)들이 이어서 예를 들어 도 27c에 도시된 바와 같이 도광체(803)와는 반대쪽에 있는 방향전환 막(801)의 표면에 형성될 수 있다. 일 실시형태에서, 방향전환 구성부(820)들이 에칭되어, 예를 들어 포토리소그래픽 방식으로 패턴화된 마스크 층 및 적절한 습식 혹은 건식 에칭법을 이용해서 경사진 측벽들을 형성할 수 있다. 상이한 크기와 형상의 방향전환 구성부(820)들이 각종 제조방법을 이용해서 방향전환 막(801)에 형성될 수 있디. 몇몇 실시형태에서, 방향전환 구성부(820)의 표면에 의해 형성된 형상은 원뿔체, 원뿔체의 절두체, 피라미드, 피미라미드의 절두체, 프리즘, 다각형 혹은 기타 3차원 형상을 포함할 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 추가의 피막, 예를 들어, 반사 피막, 간섭계 적층체 및/또는 검은 피막이 방향전환 구성부(820)들 혹은 방향전환 구성부들의 부분들 위에 추가될 수 있다.

몇몇 실시형태에서, 무기 도광체 및 방향전환 막을 포함하는 조명장치가 졸-겔 전구체 혼합물을 이용해서 광 방향전환 막을 형성함으로써 제조될 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 졸-겔 전구체 혼합물은 유기규소 및 유기티탄 화합물을 포함할 수 있고, 이들은 조합될 경우, 산화규소와 이산화티탄의 혼합물을 형성한다. 몇몇 실시형태에서, 졸-겔 전구체 혼합물로부터 생성된 구조체의 굴절률은 전구체들의 비를 조정함으로써 및/또는 열처리를 가함으로써 조정될 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 졸-겔 전구체 혼합물로부터 생성된 구조체의 굴절률은 약 1.4 내지 약 2.4의 레벨로 조정될 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 도광체는 약 1.52의 굴절률을 지니는 유리(예를 들어, TFT 기판 유형 혹은 알루미노실리케이트)를 포함할 수 있다. 다른 실시형태에서, 도광체는 약 1.77의 굴절률을 지니는 사파이어를 포함할 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 졸-겔 전구체 혼합물은 테트라에톡시실란(TEOS 또는 테트라에틸오쏘실리케이트), 티탄 아이소프로폭사이드, 용매, 예를 들어, 에탄올, 아이소프로판올 혹은 이들의 혼합물을 포함할 수 있고, 또한 1종 이상의 첨가제, 예를 들어, 염화수소산, 아세트산 및 염화티탄을 포함할 수 있다.

일 실시형태에서, 졸-겔 전구체 혼합물은 약 1의 산성 pH(예를 들어 HCl의 첨가에 의해 얻어질 수 있음)에서 물을 지닌 에탄올/IPA 혼합물 중의 TiCl₄와 함께, TEOS와 티탄 아이소프로폭사이드를 도광체의 굴절률과 정합하도록 선택된 비율로 가수분해시키고, 이 용액을 약 40℃에서 숙성시킴으로써 형성된다. 몇몇 실시형태에서, 졸-겔 전구체 혼합물은 이어서 도광체 위에 피복될 수 있다. 소정의 실시형태에서, 방향전환 구성부들은 겔화된 세라믹 피막 상에 금형을 가압하고, 온도를 가교밀도를 증가시키도록 온도를 경사지게 하고, 약 110℃에서 건조시킴으로써 졸-겔 전구체 혼합물 내에 형성될 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 상기 졸-겔 혼합물을 포함하는 방향전환 막은 졸-겔 전구체 혼합물을 약 600℃ 내지 약 800℃에서 치밀화함으로써 더욱 가공처리될 수 있고, 이에 따라 방향전환 막의 최종 굴절률은 도광체의 굴절률과 정합한다.

도 27d는 일 실시형태에 따라서 도 27c에 도시된 조명장치를 제조하는 방법(2720)을 나타낸 블록도이다. 해당 방법(2720)은 블록(272)에서 무기 재료를 포함하며 공지의 굴절률을 지니는 도광체를 제공하는 단계; 블록(2723)에서 고순도 실란, 아산화질소 및 암모니아를 혼합하여 상기 도광체와 동일한 굴절률을 지니는 실리콘 산질화물을 형성하는 단계; 블록(2725)에서 상기 도광체의 하나의 표면 상에 상기 실리콘 산질화물을 증착시키는 단계; 및 블록(2727)에서 상기 실리콘 산질화물 층 내에 방향전환 구성부들을 에칭하는 단계를 포함한다. 도 27e는 일 실시형태에 따라서 도 27c에 도시된 조명장치를 제조하는 방법(2750)을 나타낸 블록도이다. 해당 방법(2750)은 블록(2751)에서 무기 재료를 포함하며 공지의 굴절률을 지니는 도광체를 제공하는 단계; 블록(2753)에서 유기실리콘 및 유기 티탄 화합물을 혼합하여 상기 도광체와 동일한 굴절률을 지니는 졸-겔 전구체를 형성하는 단계; 블록(2755)에서 상기 도광체의 하나의 표면 상에 졸-겔 전구체를 증착시키는 단계; 및 블록(2757)에서 상기 졸-겔 전구체 층 내에 방향전환 구성부들을 성형하는 단계를 포함한다.

이제 도 28을 참조하면, 방향전환 막(801)의 일 실시형태의 단면도가 도시되어 있다. 몇몇 실시형태에서, 방향전환 막(801)은 실리콘 산질화물로 구성되고, 하나 이상의 방향전환 구성부(820)를 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 하나 이상의 방향전환 구성부(820)들은 에칭 공정에 의해 형성될 수 있다. 일 실시형태에서, 에칭 공정은 SiON 에칭제, 예를 들어, CF₄와, 포토레지스트용의 마스크 재료 에칭제, 예를 들어, O₂와의 혼합물을 포함하는 에칭 가스를 이용한다. 몇몇 실시형태에서, 실리콘 산질화물은, 에칭 동안 제거됨에 따라, 그의 초기 형태(2801)로 도로 밀려가 테이퍼 형상 측벽들을 지니는 하나 이상의 광 방향전환 구성부(820)들로 된다. 몇몇 실시형태에서, 방향전환 막(801)은 도광체(803) 상에 배치될 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 방향전환 막(801)은 도광체(803)의 굴절률과 동일하거나 대략 동일한 굴절률을 지닐 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 반사층(도시 생략), 간섭계 적층체(도시 생략) 및/또는 흑색 혹은 검은 피막(도시 생략)이 방향전환 구성부(820)들의 부분들을 포함하는 방향전환 막(801)의 부분들 위에 배치될 수 있다.

본 명세서에서 표시된 바와 같이, 몇몇 실시형태에서, 방향전환 막들은 곡선의 단면 형상을 지니는 방향전환 구성부들을 포함할 수 있다. 만곡된 가장자리부들 혹은 측벽들의 부재 시, 각 가장자리부는 광을 추출하고 방향전환 막 내에 전파 중인 광의 평행화에 의거해서 발광 콘(emission cone)을 생성한다. 만곡된 가장자리부들을 지니는 방향전환 구성부들은 해당 방향전환 구성부들에 의해 생성된 조명 콘(illumination cone)의 각도 폭을 조정하도록 구성될 수 있다. 이와 같이 해서, 만곡된 가장자리부들은 방향전환 막 안쪽으로 전파 중인 광을 집속(예를 들어, 발광 콘의 각도 폭을 저감)시키거나 분산(예를 들어, 발광 콘의 각도 폭을 증가)시키도록 구성될 수 있다. 이들 구성은 다양한 입력 광원 및 기타 기하학적 규제에 대한 방향전환 막의 발광 특성의 최적화를 허용할 수 있다.

조명 콘의 각도 폭의 조정(예를 들어, 증감)은 종종 균일한 디스플레이를 제조하는데 이용되는 확산 분리층을 위한 필요성을 없앰으로써 디스플레이의 실시형태가 보다 얇은 정면 라이트를 지니도록 할 수 있다. 또한, 몇몇 실시형태에서, 만곡된 가장자리부들을 지니는 방향전환 구성부들은, 각 만곡된 방향전환 구성부가 조명 콘의 증가된 폭으로 인해 디스플레이의 보다 큰 면적을 조명하기 때문에 직선의 가장자리부들을 지니는 방향전환 구성부보다 서로 훨씬 떨어져서 배치될 수 있다. 광 방향전환 구성부들 간에 증가된 공간적 간격을 지니도록 구성된 방향전환 막도 해당 방향전환 막의 두께가 감소되도록 구성될 수 있다.

도 29a는 방향전환 구성부(2920a)를 포함하는 방향전환 막(2901a)의 일 실시형태의 단면도를 예시하고 있다. 방향전환 막(2901a)은 방향전환 막의 바닥면에 대체로 평행한 x-축, 해당 바닥면에 대체로 수직인 z-축 및 상기 x-축 및 z-축에 대체로 수직인 y-축과 함께 예시되어 있다. 방향전환 구성부(2920a)는 v자 형상이고, 방향전환 막(2901a)의 바닥부를 향하여 광을 지향시키도록 구성된 좌측 가장자리부(2921a)와 우측 가장자리부(2923a)를 포함한다. 또한, 제1광선(2911a)과 제2광선(2911a')도 도시되어 있다. 이들 두 광선(2911a), (2911a')은 방향전환 막의 상부 및 바닥부에 대해서 동일 각도에서 방향전환 막(2901a) 내로 전파되고 있고, 광선(2911a), (2911a')은 서로 어긋나거나 이간되어 있다. 방향전환 구성부(2920a)의 좌측 가장자리부(2921a)가 방향전환 막(2901a)의 상부에 대해서 일정 각도에 있기 때문에, 광선(2911a), (2911a')은 방향전환 막(2901a)의 바닥부를 향하여(이 예시에서는 하향으로) 동일 각도에서 좌측 가장자리부(2921a)로부터 반사된다. 이와 같이 해서, 방향전환 구성부(2920a)에 의해 생성된 광의 조명 콘은 광이 방향전환 구성부(2920a)로부터 멀리 이행함에 따라 평행화된다(예를 들어, 이 콘을 형성하는 광선은 실질적으로 서로 평행하다). 프리즘 형상 방향전환 구성부(2920a)의 단면만이 도 29a에 도시되어 있지만, 당업자라면, 본 명세서에 개시된 광 방향전환 구성부들의 평면 내 분포는 선형, 곡선형 등일 수 있으므로, 각종 정면 라이트 구성, 예를 들어, 라이트 바 공급원 혹은 LED 공급원이 실현될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

도 29b는 방향전환 구성부(2920b)를 포함하는 방향전환 막(2901b)의 다른 실시형태의 단면도를 예시하고 있다. 방향전환 구성부(2920b)는 좌측 만곡된 가장자리부(2921b)와 우측 만곡된 가장자리부(2923b)를 포함한다. 가장자리부들(2921b), (2923b)은 방향전환 막(2901b)에 대해서 오목한 방향전환 구성부(2920b)를 형성한다. 만곡된 가장자리부들(2921b), (2923b)은 방향전환 막의 예시된 x-z 평면에 대해서 적어도 실질적으로 평핸한 하나 이상의 평면 내의 방향전환 막에 배치될 수 있다. 또 방향전환 막의 상부 및 바닥부에 대해서 동일 각도에서 해당 방향전환 막(2901b) 내에 전파 중인 광선(2911b), (2911b')이 도시되어 있다. 광선(2911b), (2911b')은 가장자리부가 만곡되어 있기 때문에 좌측 가장자리부(2921b)로부터 반사된 후 서로 멀리 지향된다. 따라서, 만곡된 방향전환 구성부(2920b)는 도 29a에 도시된 방향전환 구성부(2920a)에 의해 생성된 광의 콘(예컨대, 평행하게 되지 않은 광의 조명 콘)보다 큰 각도로 광의 조명 콘을 작성할 수 있다.

도 29c는 방향전환 구성부(2920c)를 포함하는 방향전환 막(2901c)의 다른 실시형태의 단면도를 예시하고 있다. 방향전환 구성부(2920c)는 좌측 만곡된 가장자리부(2921c)와 우측 만곡된 가장자리부(2923c)를 포함한다. 가장자리부들(2921c), (2923c)은 방향전환 막(2901c)에 대해서 볼록한 방향전환 구성부(2920c)를 형성한다. 만곡된 가장자리부들(2921c), (2923c)은 방향전환 막의 예시된 x-z 평면에 적어도 실질적으로 평행한 하나 이상의 평면 내의 방향전환 막에 배치될 수 있다. 광선(2911c), (2911c')은 가장자리부가 만곡되어 있기 때문에 좌측 가장자리부(2921c)로부터 반사된 후 서로로부터 멀리 지향된다. 도 29b에 예시된 방향전환 구성부와 마찬가지로, 이 결과, 도 29a에 도시된 방향전환 구성부(2920a)에 의해 생성된 광의 콘(예컨대, 평행하게 되지 않은 광의 조명 콘)보다 큰 각도를 지니는 광의 조명 콘으로 된다.

도 29d는 방향전환 구성부(2920d)를 포함하는 방향전환 막(2901d)의 다른 실시형태의 단면도를 예시하고 있다. 방향전환 구성부(2920d)는 좌측 만곡된 가장자리부(2921d)와 우측 만곡된 가장자리부(2923d)를 포함한다. 방향전환 구성부(2920d)는 또한 방향전환막의 상하부에 대해서 실질적으로 평행하게 배치되어 우측 가장자리부와 좌측 가장자리부 사이에 실질적으로 직선의 가장자리부(2925d)를 포함한다. 가장자리부들(2921d), (2923d), (2925d)은 방향전환 막의 예시된 x-z 평면에 대해서 적어도 실질적으로 평행한 하나 이상의 평면 내의 방향전환 막에 배치되어 방향전환 막(2901d)에 대해서 볼록한 측벽들을 지니는 방향전환 구성부(2920d)를 형성한다. 광선(2911d), (2911d')은 가장자리부가 만곡되어 있기 때문에 좌측 가장자리부(2921d)로부터 반사된 후 서로로부터 멀리 지향된다. 도 29b 및 도 29c에 예시된 방향전환 구성부들과 마찬가지로, 이 결과, 도 29a에 도시된 방향전환 구성부(2920a)에 의해 생성된 광의 콘(예컨대, 평행하게 되지 않은 광의 조명 콘)보다 큰 각도를 지니는 광의 조명 콘으로 된다.

도 29e는 방향전환 구성부(2920e)를 포함하는 방향전환 막(2901e)의 다른 실시형태의 단면도를 예시하고 있다. 방향전환 구성부(2920e)는 좌측 만곡된 가장자리부(2921e)와 우측 만곡된 가장자리부(2923e)를 포함한다. 방향전환 구성부(2920e)는 또한 방향전환막의 상하부에 대해서 실질적으로 평행하게 배치되어 우측 가장자리부와 좌측 가장자리부 사이에 실질적으로 직선의 가장자리부(2925e)를 포함한다. 가장자리부들(2921e), (2923e), (2925e)은 방향전환 막의 예시된 x-z 평면에 대해서 적어도 실질적으로 평행한 하나 이상의 평면 내의 방향전환 막에 배치되어 방향전환 막(2901e)에 대해서 볼록한 측벽들을 지니는 방향전환 구성부(2920e)를 형성한다. 광선(2911e), (2911e')은 가장자리부가 만곡되어 있기 때문에 좌측 가장자리부(2921d)로부터 반사된 후 서로로부터 멀리 지향된다. 도 29b 및 도 29c에 예시된 방향전환 구성부들과 마찬가지로, 이 결과, 도 29a에 도시된 방향전환 구성부(2920a)에 의해 생성된 광의 콘(예컨대, 평행하게 되지 않은 광의 조명 콘)보다 큰 각도를 지니는 광의 조명 콘으로 된다.

도 29f는 도 29d의 방향전환 구성부(2920d) 의 사시도를 예시하고 있다. 방향전환 구성부(2920d)의 표면들은 방향전환 구성부에 인접한 공간에 대해서 오목한 측벽들을 지니는 절두형의 곡선 형상 혹은 절두체를 형성한다. 도 29g는 도 29e의 방향전환 구성부(2920e)의 사시도를 예시하고 있다. 방향전환 구성부(2920e)의 표면들은 방향전환 구성부에 인접한 공간에 대해서 볼록한 측벽들을 지니는 절두형의 곡선 형상 혹은 절두체를 형성한다.

위에서 논의된 바와 같이, 방향전환 구성부들은 소망의 광학 특성을 제공하기 위하여 반사층들 혹은 피막들로 피복될 수 있고, 추가의 층들이 관찰자를 향하여 반사 피막으로부터 광의 반사를 방지하기 위하여 반사 피막 위에 증착될 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 추가의 층들이 반사 피막 위에 증착되어 정적 간섭계 적층체 혹은 광학 마스크를 형성할 수 있고, 이는 표시장치의 콘트라스트를 향상시키기 위하여 관찰자에게 어둡거나 흑색으로 보이는 한편, 반사형 디스플레이를 향하여 상기 적층체의 반사 피막 측에 입사되는 광을 반사시킨다. 도 30a 내지 도 30d는 만곡된 측벽들 혹은 가장자리부들(3021), (3023)를 지니되 해당 만곡된 측벽들 위에 피막(3003)들이 증착되어 있는 방향전환 구성부들(3020)의 실시형태를 예시하고 있다. 광학적 공진층(3005)과 흡수체 층(3007)은 반사 피막(3003) 위에 임의선택적으로 증착되어 간섭계 적층체(3009)를 형성할 수 있다. 간섭계 적층체(3009)들은 해당 적층체(3009)가 흑색이나 어둡게 보이도록 반사된 파장의 광을 흡수하도록 구성될 수 있고, 이는 디스플레이의 콘트라스트를 증가시킬 수 있다. 위에서 논의된 바와 같이, 반사 피막(3003)들 및/또는 간섭계 적층체(3009)들은 방향전환 구성부(3020)의 표면의 단지 일부분 혹은 일부분들 위에 배치될 수 있거나, 이들은 방향전환 구성부의 전체 표면 위에 배치될 수 있다.

몇몇 경우에, 도 29f의 방향전환 구성부(2920d) 및 도 29g의 방향전환 구성부(2920e)와 유사한 절두체 형상 방향전환 구성부들은 도 29b 및 도 29c에 도시된 방향전환 구성부들보다 용이하게 제조 혹은 제작할 수 있고, 이들은 평탄한 바닥 가장자리부들을 지니지 않는다. 본 명세서에 기재된 방향전환 구성부들은 모두 위에서 기재된 무기 재료 시스템 증착 및 에칭 수법을 이용함으로써 혹은 플라스틱 성형을 이용해서 제작, 제조 혹은 생성될 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 박막 정면 라이트는 공지의 필름 엠보싱 수법, 예를 들어, 고온 혹은 UV 엠보싱을 이용해서, 다이아몬드 터닝 수법(diamond turning technique)에 의해 제작된 마스터 금형 툴(master mold tool)을 이용하여 제작될 수 있다. 다이아몬드 툴은 그의 선단이 만곡된 벽 단면을 지니도록 기계가공될 수 있고, 기판(예를 들어, 금속 혹은 구리 혹은 니켈계 합금) 내로 절단하여 소망의 만곡된 측벽 홈을 지니는 금형을 제조하는데 이용될 수 있다. 마스터 툴을 제조하는 다른 예에서, 포토리소그래피 및 에칭 수법은 소망의 표면 윤곽을 지니는 웨이퍼를 제조하는데 이용될 수 있다. 포토리소그래피 및 에칭은 기판에 직접 하나 이상의 방향전환 구성부들을 작성함으로써 도광체를 제조하는데 이용될 수 있거나, 혹은 이러한 수법은 방향전환 막들을 제조하는데 이용될 수 있는 표면 요철(surface relief)을 작성하는데 이용될 수 있다. 리소그라피 마스크를 적절하게 설계함으로써, 오목 및/또는 볼록형 측벽들 혹은 가장자리들을 지니는 방향전환 구성부들이 제작될 수 있다. 예를 들어, 에칭의 곡률을 제어하기 위하여 포토레지스트 재료 및 다른 재료의 층을 에칭하는 에칭제가 채택될 수 있다.

도 31a 내지 도 31e는 볼록형 방향전환 구성부들을 포함하는 방향전환 막 혹은 도광체를 제조하는 방법의 일례를 예시하고 있다. 도 31a에 도시된 바와 같이, 방향전환 막 혹은 도광체를 제조하는 방법은 기판(3101)을 제공함으로써 시작될 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 기판(3101)은 규소 또는 이산화규소를 포함한다. 도 31b를 참조하면, 재료(3103)의 층은 이어서 기판 상에 증착될 수 있다. 이하에 설명되는 바와 같이, 재료(3103)의 층은 차후에 에칭될 수 있고, 예를 들어, 실리콘 산질화물, 알루미늄 및 기타 적절한 재료를 포함할 수 있다.

이제 도 31c를 참조하면, 재료(3103)의 층은 이어서 포토레지스트(3105)로 피복될 수 있다. 재료(3103)의 층을 피복한 후, 포토레지스트(3105)가 노광되고, 특별히 설계된 포토리소그래픽 마스크를 통해 패턴 형성되고 나서, 현상되어 재료(3103)의 층 상에 포토레지스트(3105)의 피막 부분들을 남긴다. 이제 도 31d를 참조하면, 재료(3103)의 층은 이어서 에칭되어 만곡된 측벽들 혹은 가장자리부들을 생성한다. 이 에칭 과정은 재료(3103)에 부가해서 포토레지스트의 소정 부분들을 원상복구시키거나 에칭하여 만곡된 측벽들(가장자리부들)을 생성하도록 제어될 수 있다. 예를 들어, 재료(3103)는 측벽들의 만곡된 형상에 맞추기 위하여 이방성 에칭될 수 있거나 혹은 이방성 에칭과 등방성 에칭을 조합하여 에칭될 수 있다. 에칭 후, 포토레지스트 층은 제거되어 방향전환 막을 제조하는데 이용될 수 있는 도광체 혹은 표면 요철로 될 수 있다. 방향전환 막을 제조할 경우, 표면 요철은 해당 표면 요철과 정합하는 방향전환 막을 제조하는데 이용될 수 있는 주형을 제작하기 위하여 전기도금될 수 있다. 도 31e에 도시된 바와 같이, 표면 요철이 복제되면, 볼록형 방향전환 구성부(3120)들을 포함하는 정면 광 방향전환 막(3110)이 갖추어지고 엠보싱될 수 있다.

도 32a 내지 도 32e는 오목형 방향전환 구성부들을 포함하는 방향전환 막을 제조하는 방법의 일례를 예시하고 있다. 도 32a에 도시된 바와 같이, 방향전환 막을 제조하는 방법은 기판(3201)을 제공함으로써 시작될 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 기판(3201)은 규소 또는 이산화규소를 포함한다. 도 32b를 참조하면, 재료(3203)의 층은 이어서 상기 기판 상에 증착될 수 있다. 이하에 설명되는 바와 같이, 재료(3203)의 층은 나중에 에칭될 수 있고, 예를 들어, 이산화규소, 알루미늄, 질화규소, 및 기타 적절한 재료를 포함할 수 있다.

이제 도 32c를 참조하면, 재료(3203)의 층은 이어서 포토레지스트(3205)로 피복될 수 있다. 재료(3203)의 층을 피복한 후, 포토레지스트(3205)는 특별히 설계된 포토리소그래픽 마스크를 통해 노광되고 현상되어 재료(3203)의 층 상에 포토레지스트(3205)의 피복의 일부분들을 남겨둔다. 이제 도 32d를 참조하면, 재층(3203)의 층은 이어서 에칭되어 만곡된 측벽들 혹은 가장자리부들을 생성할 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 재료(3203)는 측벽의 만곡된 형상에 맞추기 위하여 이방성 에칭하거나 이방성 에칭과 등방성 에칭을 조합하여 에칭할 수 있다. 에칭 후, 포토레지스트 층이 제거될 수 있고, 표면 요철은 표면을 전기주조함으로써 복제될 수 있다. 도 32e에 도시된 바와 같이, 표면 요철이 복제되면, 볼록형 방향전환 구성부(3220)를 포함하는 정면 라이트 막(3210)이 갖추어지고 엠보싱될 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 소정의 실시형태를 상세히 설명하고 있다. 그러나, 위에서 본문에 상세히 나타나 있다고 하더라도, 본 발명은 많은 방식으로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 위에서 기술된 바와 같이, 본 발명의 소정의 특성이나 양상들을 기재할 때 특정 용어의 이용은, 해당 용어가 연관된 본 발명의 특성이나 양상들의 소정의 구체적인 특징을 포함하도록 제한하기 위하여 여기서 재정의되어 있는 것을 의미하는 것은 아니라는 점에 유의할 필요가 있다. 따라서, 본 발명의 범위는 첨부된 특허청구범위 및 그의 소정의 등가물에 따라 추론되어야만 한다.

Claims (44)

1. 광원;
   대체로 평탄한 제1면, 해당 제1면과 반대쪽에 있는 대체로 평탄한 제2면, 제1단부 및 제2단부, 그리고 해당 제1단부와 제2단부에 길이를 지니는 도광체(light guide); 및
   복수개의 광 방향전환 구성부(light turning feature)를 포함하되,
   상기 도광체는 상기 광원으로부터의 광을 상기 도광체의 제1단부 내로 수광하도록 위치결정되고, 상기 도광체는 해당 도광체의 제1단부 내로 제공된 상기 광원으로부터의 광이 대체로 상기 제2단부를 향하여 전파되도록 구성되며,
   각 광 방향전환 구성부는 대체로 상기 도광체의 제2단부를 향하여 전파 중인 광의 적어도 일부를 수광하고 수광된 광의 적어도 일부를 상기 도광체의 제1면으로부터 반사하도록 구성된 방향전환 면(turning surface)을 지니고, 각 광 방향전환 구성부는 상기 방향전환 면의 적어도 일부 상에 형성된 간섭계 적층체(interferometric stack)를 포함하는 것인 조명장치.
2. 제1항에 있어서, 각 광 방향전환 구성부는 상기 도광체의 상기 제1면 혹은 제2면에 형성된 함몰부(depression)를 구비하는 것인 조명장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 도광체는 해당 도광체의 제1면으로부터 반사된 광이 복수개의 공간 광 변조기(spatial light modulator)를 조명하도록 해당 복수개의 공간 광 변조기에 대해서 배치된 것인 조명장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 간섭계 적층체는 상기 방향전환 면 상에 배치된 반사층, 해당 반사층 상에 배치된 스페이서 층 및 해당 스페이서 층 상에 배치된 부분 반사성 흡수체 층을 포함하는 것인 조명장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 반사층은 알루미늄을 포함하는 것인 조명장치.
6. 제4항에 있어서, 상기 흡수체 층은 크롬을 포함하는 것인 조명장치.
7. 제4항에 있어서, 상기 스페이서 층은 이산화규소를 포함하는 것인 조명장치.
8. 제1항에 있어서, 대체로 평탄한 제1부분과 대체로 평탄한 제2부분을 지니는 방향전환 막(turning film)을 추가로 포함하되, 해당 제2부분은 상기 제1부분과 상기 도광체 사이에 배치된 것인 조명장치.
9. 제8항에 있어서, 상기 방향전환 막은 상기 복수개의 광 방향전환 구성부를 포함하는 것인 조명장치.
10. 제9항에 있어서, 상기 복수개의 광 방향전환 구성부는 상기 방향전환 막 상에 균일한 패턴으로 배치된 것인 조명장치.
11. 제9항에 있어서, 상기 복수개의 광 방향전환 구성부는 상기 방향전환 막 상에 비균일한 패턴으로 배치된 것인 조명장치.
12. 제8항에 있어서, 상기 방향전환 막의 상기 제1부분과 제2부분은 광 방향전환 구성부의 적어도 일부를 포함하는 것인 조명장치.
13. 제8항에 있어서, 상기 복수개의 광 방향전환 구성부 중 적어도 하나는 상기 제1부분과 제2부분의 양쪽 모두를 통해 잇달아 있는(run through) 것인 조명장치.
14. 제8항에 있어서, 상기 방향전환 막은 상기 제1부분에 있는 적어도 하나의 광 방향전환 구성부와 상기 제2부분에 있는 적어도 하나의 광 방향전환 구성부를 포함하는 것인 조명장치.
15. 제14항에 있어서, 상기 제1부분에 있는 적어도 하나의 광 방향전환 구성부는 상기 제2부분에 있는 적어도 하나의 광 방향전환 구성부로부터 횡방향으로 어긋나 있는(offset) 것인 조명장치.
16. 제1항에 있어서, 상기 도광체 상에 배치되어 제1단부와 제2단부를 지니는 방향전환 막을 추가로 포함하되, 해당 방향전환 막은 상기 광 방향전환 구성부들을 포함하는 것인 조명장치.
17. 제16항에 있어서, 상기 방향전환 막과 상기 도광체는 상기 방향전환 막의 상기 제1단부 및 제2단부 중 적어도 하나와 상기 도광체의 상기 제1단부 및 제2단부 중 적어도 하나가 만곡되도록 구성된 것인 조명장치.
18. 제1항에 있어서, 상기 복수개의 광 방향전환 구성부 중 적어도 2개가 상이한 깊이를 지니도록 구성된 것인 조명장치.
19. 제1항에 있어서, 상기 복수개의 광 방향전환 구성부 중 적어도 2개가 상이한 형상을 지니도록 구성된 것인 조명장치.
20. 제1항에 있어서, 상기 복수개의 광 방향전환 구성부는 상기 도광체의 제2면 상에 비균일한 패턴으로 배치된 것인 조명장치.
21. 제1항에 있어서, 상기 복수개의 광 방향전환 구성부는 상기 도광체의 제2면 상에 균일한 패턴으로 배치된 것인 조명장치.
22. 제1항에 있어서, 상기 복수개의 광 방향전환 구성부는 상기 도광체의 제1면 상에 비균일한 패턴으로 배치된 것인 조명장치.
23. 제1항에 있어서, 상기 복수개의 광 방향전환 구성부는 상기 도광체의 제1면 상에 균일한 패턴으로 배치된 것인 조명장치.
24. 제1항에 있어서, 상기 복수개의 광 방향전환 구성부 중 적어도 하나의 상기 방향전환 면이 만곡된 것인 조명장치.
25. 제1항에 있어서, 상기 복수개의 광 방향전환 구성부 중 적어도 하나가 절두체 형상(frustum-shaped)인 것인 조명장치.
26. 제1항에 있어서, 상기 복수개의 광 방향전환 구성부 중 적어도 하나가 원뿔 형상인 것인 조명장치.
27. 제1항에 있어서, 상기 복수개의 광 방향전환 구성부는 회전 대칭인 것인 조명장치.
28. 제1항에 있어서, 상기 도광체의 제1면으로부터 반사된 광을 수광하도록 위치결정된 광 변조 소자들(light modulating elements)의 어레이;
    상기 광 변조 소자들의 어레이와 통신하도록 구성된 동시에, 화상 데이터를 처리하도록 구성된 프로세서; 및
    상기 프로세서와 통신하도록 구성된 메모리 장치를 추가로 포함하는 조명장치.
29. 제28항에 있어서, 상기 광 변조 소자들의 어레이에 적어도 하나의 신호를 전송하도록 구성된 드라이버 회로를 추가로 포함하는 조명장치.
30. 제29항에 있어서, 상기 화상 데이터의 적어도 일부를 상기 드라이버 회로로 전송하도록 구성된 제어기를 추가로 포함하는 조명장치.
31. 제28항에 있어서, 상기 화상 데이터를 상기 프로세서에 전송하도록 구성된 화상 공급원 모듈(image source module)을 추가로 포함하는 조명장치.
32. 제31항에 있어서, 상기 화상 공급원 모듈은 수신기, 트랜스시버 및 전송기 중 적어도 하나를 포함하는 것인 조명장치.
33. 제28항에 있어서, 입력 데이터를 수신하고 해당 입력 데이터를 상기 프로세서와 통신하도록 구성된 입력 장치를 추가로 포함하는 조명장치.
34. 제1항에 있어서, 상기 도광체 상에 배치된 방향전환 막을 추가로 포함하되, 해당 방향전환 막은 제1단부와 제2단부를 지니고, 상기 광원은 광이 상기 방향전환 막을 통해서 해당 방향전환막의 제2단부를 향하여 전파되도록 상기 방향전환 막의 제1단부 내로 광을 제공하도록 더 구성되고, 상기 방향전환 막은 상기 복수개의 광 방향전환 구성부를 포함하는 것인 조명장치.
35. 광을 제공하기 위한 광 제공수단;
    평탄한 제1면, 제1단부 및 제2단부, 그리고 해당 제1단부와 제2단부에 길이를 지니는 도광수단; 및
    광을 방향전환시키기 위한 복수개의 광 방향전환 수단을 포함하되,
    상기 도광수단은 해당 도광수단의 제1단부 내로 제공된 상기 광 제공수단으로부터의 광이 대체로 상기 도광수단의 제2단부를 향하여 전파되도록 구성되고, 각 광 방향전환 수단은 상기 도광수단의 제2단부를 향하여 전파 중인 광을 수광하고, 수광된 광의 적어도 일부를 상기 도광수단의 제1면으로부터 반사하도록 구성된 방향전환 면을 지니며, 상기 광 방향전환 수단은 상기 방향전환 면 상에 형성된 간섭계 적층체를 포함하는 것인 조명장치.
36. 제35항에 있어서, 상기 광 제공수단은 발광 다이오드를 포함하는 것인 조명장치.
37. 제35항에 있어서, 상기 도광수단은 도광체를 포함하는 것인 조명장치.
38. 제35항에 있어서, 상기 복수개의 광 방향전환 수단은 절두체 형상의 광 방향전환 구성부를 포함하는 것인 조명장치.
39. 광원;
    대체로 평탄한 제1면, 제1단부 및 제2단부, 그리고 해당 제1단부와 제2단부에 길이를 지니는 도광체;
    대체로 상기 도광체의 제2단부를 향하여 전파 중인 광의 적어도 일부를 수광하고 수광된 광의 적어도 일부를 상기 도광체의 상기 평탄한 제1면으로부터 반사하도록 구성된 방향전환 면을 각각 지니고, 또한 각 방향전환 면의 적어도 일부 위에 배치된 반사층을 각각 포함하는 복수개의 광 방향전환 구성부; 및
    반사층 상에 각각 형성된 복수개의 광학 마스크를 포함하되,
    상기 도광체는 상기 광원으로부터의 광을 상기 도광체의 제1단부 내로 수광하도록 위치결정되고, 상기 도광체는 해당 도광체의 제1단부 내로 제공된 상기 광원으로부터의 광이 대체로 상기 제2단부를 향하여 전파되도록 구성된 것인 조명장치.
40. 제39항에 있어서, 상기 광학 마스크는 검은 피막(dark coating)을 포함하는 것인 조명장치.
41. 제39항에 있어서, 상기 광학 마스크는 흡수체 층을 포함하되, 해당 흡수체 층은 상기 반사층과 함께 간섭계 적층체를 형성하는 것인 조명장치.
42. 도광체를 제공하는 단계;
    상기 도광체 상에 방향전환 막을 형성하는 단계;
    상기 방향전환 막 상에, 광 방향전환 면을 각각 포함하는 복수개의 광 방향전환 구성부를 형성하는 단계; 및
    각각의 광 방향전환 면 상에 간섭계 적층체를 형성하는 단계를 포함하는, 조명장치의 제조방법.
43. 제42항에 있어서, 상기 간섭계 적층체를 형성하는 단계는 상기 간섭계 적층체 중 적어도 하나의 층을 전기도금하는 단계를 포함하는 것인 조명장치의 제조방법.
44. 제42항에 있어서, 상기 간섭계 적층체를 형성하는 단계는 상기 광 방향전환 막을 에칭하여 광 방향전환 구성부들을 형성하는 단계 및 각 광 방향전환 면 상에 상기 간섭계 적층체의 층들을 증착시키는 단계를 포함하는 것인 조명장치의 제조방법.

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