KR20150024416A - 광학 컴포넌트 어레이 - Google Patents

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KR20150024416A
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array
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조셉 씨 칼스
제임스 엠 넬슨
찰스 엔 데보어
드와이트 지 볼드윈
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쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
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Abstract

본 발명은 프로젝션 디바이스들 또는 다른 광학 디바이스들에 유용한 복수의 광학 컴포넌트들을 포함할 수 있는 광학 컴포넌트 어레이 및 광학 컴포넌트 어레이를 제조하는 방법을 제공한다. 광학 컴포넌트 어레이는, 여러 요소들을 갖는 개별 광학 컴포넌트들이 대량 병행 방식으로 조립될 수 있고, 이어서, 개별 광학 컴포넌트들로서 낱개화될 수 있도록 제조될 수 있으며, 제조 비용에서의 대량 절감을 가져올 수 있다.

Description

광학 컴포넌트 어레이{OPTICAL COMPONENT ARRAY}
실리콘 액정 표시 장치(Liquid Crystal on Silicon: LCOS) 기반 프로젝터들의 동작은 편광의 사용을 요구한다. 그러한 프로젝터들은 효율적으로 동작하기 위해 편광 빔 스플리터(polarizing beam splitter: PBS)들, 및 선택적으로, 편광 변환 시스템(polarization converting system: PCS)들의 사용을 요구할 수 있다. 이들 특수화된 광학 컴포넌트들은 전형적으로 수작업으로 조립된다. 이 때문에, 이들 디바이스들의 노동 가치(labor content)는 상대적으로 높고, 산출량은 상대적으로 낮다. 이들 2개의 인자들은 대체로 컴포넌트에 대해 높은 비용을 초래할 수 있다. 또한, 수작업 조립은 PBS를 조명 응용물들로 제한할 수 있다. 컴포넌트들의 높은 비용은 모순적인데, 그 이유는 LCOS 이미저(imager)들이 상대적으로 저렴하고 LCOS 기반 시스템들이 저비용 시스템들이라고 알려져 있기 때문이다. 이것은 컴포넌트의 높은 비용이 이미저의 저비용을 상쇄시키는 상황을 초래할 수 있다.
본 발명은 프로젝션 디바이스들 또는 다른 광학 디바이스들에 유용한 복수의 광학 컴포넌트들을 포함할 수 있는 광학 컴포넌트 어레이 및 광학 컴포넌트 어레이를 제조하는 방법을 제공한다. 광학 컴포넌트 어레이는, 여러 요소들을 갖는 개별 광학 컴포넌트들이 대량 병행 방식(massively parallel manner)으로 조립될 수 있고, 이어서, 개별 광학 컴포넌트들로서 낱개화될 수 있도록 제조될 수 있으며, 제조 비용에서의 대량 절감을 가져올 수 있다. 일 태양에서, 본 발명은, 반사 편광기; 반사 편광기의 주표면에 접착되는 제1 대각면을 각각 갖는 복수의 제1 기계가공된 프리즘(machined prism)들; 및 반사 편광기의 대향하는 주표면에 접착되는 제2 대각면을 각각 갖는 복수의 제2 기계가공된 프리즘들을 포함하는 편광 빔 스플리터 (PBS) 어레이를 제공한다. 복수의 제1 및 제2 기계가공된 프리즘들 각각은 서로 정합하도록 정렬되어 반사 편광기와 인접하는 PBS 어레이를 형성한다.
다른 태양에서, 본 발명은, 기재 필름; 기재 필름의 주표면에 접착되는 제1 대각면을 각각 갖는 복수의 제1 기계가공된 프리즘 구조물들; 및 기재 필름의 대향하는 주표면에 접착되는 제2 대각면을 각각 갖는 복수의 제2 기계가공된 프리즘 구조물들을 포함하는 광학 컴포넌트 어레이를 제공한다. 복수의 제1 및 제2 기계가공된 프리즘 구조물들 각각은 서로 정합하도록 정렬된다.
또 다른 태양에서, 본 발명은, 기재 필름; 기재 필름의 주표면에 접착되는 제1 표면 및 인접하는 제1 기계가공된 구조물들을 연결하는 제1 랜드 영역(land region)을 각각 갖는 복수의 제1 기계가공된 구조물들; 및 기재 필름의 대향하는 주표면에 접착되는 제2 표면 및 인접하는 제2 기계가공된 구조물들을 연결하는 제2 랜드 영역을 각각 갖는 복수의 제2 기계가공된 구조물들을 포함하는 광학 컴포넌트 어레이를 제공한다. 복수의 제1 및 제2 기계가공된 구조물들 각각은 제1 랜드 영역 및 제2 랜드 영역의 적어도 일부가 서로 정합하도록 정렬되게 그리고 기재 필름에 의해 분리되게 정렬된다.
또 다른 태양에서, 본 발명은, 제1 복수의 평행한 V자형 리지들을 제1 평표면에 대향하는 제1 시트 내로 기계가공하여, 인접하는 V자형 리지들이 제1 랜드 영역에 의해 분리되게 하는 단계; 제2 복수의 평행한 V자형 리지들을 제2 평표면에 대향하는 제2 시트 내로 기계가공하여, 인접하는 V자형 리지들이 제2 랜드 영역에 의해 분리되게 하는 단계; 제1 평표면과 제2 평표면 사이에 기재 필름을 위치시키는 단계; 제1 복수의 평행한 V자형 리지들을 제2 복수의 평행한 V자형 리지들과 정합하도록 정렬시키는 단계; 및 제1 평표면과 제2 평표면 사이에 기재 필름을 접착하는 단계를 포함하는 PBS 어레이를 제조하는 방법을 제공한다.
또 다른 태양에서, 본 발명은, 제1 시트와 제2 시트 사이에 기재 필름을 접착하는 단계; 제1 복수의 평행한 V자형 리지들을 제1 시트 내로 기계가공하여, 인접하는 V자형 리지들이 제1 랜드 영역에 의해 분리되게 하는 단계; 및 제2 복수의 평행한 V자형 리지들을 제2 시트 내로 기계가공하여, 인접하는 V자형 리지들이 제2 랜드 영역에 의해 분리되게 그리고 제1 복수의 평행한 V자형 리지들이 제2 복수의 평행한 V자형 리지들과 정합하도록 정렬되게 하는 단계를 포함하는 PBS 어레이를 제조하는 방법을 제공한다.
또 다른 태양에서, 본 발명은, 적어도 2개의 제1 홈들을 제1 평표면에 대향하는 제1 시트 내로 기계가공하여, 제1 랜드 영역이 각각의 제1 홈을 제1 평표면으로부터 분리시키는 단계; 적어도 2개의 제2 홈들을 제2 평표면에 대향하는 제2 시트 내로 기계가공하여, 제2 랜드 영역이 각각의 제2 홈을 제2 평표면으로부터 분리시키는 단계; 제1 평표면과 제2 평표면 사이에 기재 필름을 위치시키는 단계; 적어도 2개의 제1 홈들을 적어도 2개의 제2 홈들과 정합하도록 정렬하는 단계; 및 제1 평표면과 제2 평표면 사이에 기재 필름을 접착하는 단계를 포함하는 광학 컴포넌트 어레이를 제조하는 방법을 제공한다.
또 다른 태양에서, 본 발명은, 제1 시트와 제2 시트 사이에 기재 필름을 접착하는 단계; 적어도 2개의 제1 홈들을 제1 시트 내로 기계가공하여, 적어도 2개의 제1 홈들 각각이 제1 랜드 영역에 의해 기재 필름으로부터 분리되게 하는 단계; 및 적어도 2개의 제2 홈들을 제2 시트 내로 기계가공하여, 적어도 2개의 제2 홈들 각각이 제2 랜드 영역에 의해 시트로부터 분리되게 그리고 제1 랜드 영역 및 제2 랜드 영역이 기재 필름을 맞대고 정합하도록 정렬되게 하는 단계를 포함하는 광학 컴포넌트 어레이를 제조하는 방법을 제공한다.
또 다른 태양에서, 본 발명은, 평면형 광학 스택(stack); 및 평면형 광학 스택 내로 기계가공되는 복수의 제1 구조물들 - 복수의 제1 구조물들 각각은 평면형 광학 스택의 주표면에 근접해 있는 제1 표면, 및 인접하는 제1 구조물들을 연결하는 제1 랜드 영역을 가짐 - 을 포함하는 광학 컴포넌트 어레이를 제공한다.
상기 발명의 내용은 본 발명의 각각의 개시된 실시 형태 또는 모든 구현 형태를 기술하도록 의도되는 것은 아니다. 아래의 도면들 및 상세한 설명은 예시적인 실시 형태들을 보다 구체적으로 예시한다.
본 명세서 전반에 걸쳐, 유사한 도면 부호들이 유사한 요소들을 지시하는 첨부 도면을 참조한다.
도 1a 내지 도 1e는 광학 컴포넌트 어레이를 제작하는 대표적인 기술의 단계들의 개략 사시도를 도시한다.
도 2a는 광학 컴포넌트의 개략 단면도를 도시한다.
도 2b는 광학 컴포넌트의 개략 단면도를 도시한다.
도 3a 내지 도 3f는 광학 컴포넌트 어레이를 제작하는 대표적인 기술의 개략 단면도를 도시한다.
도 4a는 복수의 광학 컴포넌트 어레이들을 포함하는 광학 컴포넌트 모놀리스(optical component monolith)를 제작하는 대표적인 기술의 개략 단면도를 도시한다.
도 4b는 도 4a의 기술에 의해 제작되는 컬러 조합기 시스템(color combiner system)의 개략 단면도를 도시한다.
도면들은 반드시 축척대로 된 것은 아니다. 도면들에 사용된 유사한 도면 부호들은 유사한 컴포넌트들을 지칭한다. 그러나, 주어진 도면에서 하나의 컴포넌트를 지칭하는 도면 부호의 사용은 동일한 도면 부호로 표기되는 다른 도면에서의 컴포넌트를 제한하도록 의도되는 것은 아니라는 것이 이해될 것이다.
본 발명은 프로젝션 디바이스들 또는 다른 광학 디바이스들에 유용한 복수의 광학 컴포넌트들을 포함할 수 있는 광학 컴포넌트 어레이 및 광학 컴포넌트 어레이를 제조하는 방법을 제공한다. 광학 컴포넌트 어레이는, 여러 요소들을 갖는 개별 광학 컴포넌트들이 대량 병행 방식으로 조립될 수 있고, 이어서, 개별 광학 컴포넌트들로서 낱개화될 수 있도록(즉, 서로 분리될 수 있도록) 제조될 수 있다. 이러한 구성 기술은 제조 비용에서의 대량 절감에 대한 가능성을 열고, 광학 컴포넌트들에서의 편차의 중요 근원일 수 있는 수작업 조립을 많이 제거할 수 있다. 편광 제어 컴포넌트들을 제조하는 동안에 접하게 되는 한 가지 장애는 컴포넌트들이 충분히 낮은 레벨의 복굴절률(birefringence)을 나타내는 것을 보장할 필요성이다. 이것은 양산되는 사출 성형 부품들의 경우에 달성하기 어려울 수 있는데, 그 이유는 사출 성형과 관련되는 잔류 응력이 높은 복굴절률을 빈번하게 초래할 수 있기 때문이다. 그러나, 적어도 비용 및 수명의 이유들로는, 플라스틱 부품들이 매우 바람직하다.
다음의 설명에서는, 본 명세서의 일부를 형성하고 예시로서 도시되어 있는 첨부 도면들을 참조한다. 본 발명의 범주 또는 사상으로부터 벗어나지 않으면서, 다른 실시 형태들이 고려되고 이루어질 수 있다는 것이 이해될 것이다. 따라서, 다음의 상세한 설명은 제한하는 관점으로 취해져서는 안 된다.
달리 지시되지 않는다면, 명세서 및 특허청구범위에 사용되는 특징부 크기, 양 및 물리적 특성을 표현하는 모든 수치들은 모든 사례들에서 "약"이라는 용어에 의해 수식되는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 반대로 지시되지 않는다면, 앞서 말한 명세서 및 첨부된 특허청구범위에 기재된 수치 파라미터들은 당업자가 본 명세서에 개시된 교시 내용을 이용하여 얻고자 하는 희망 특성들에 따라 변할 수 있는 근사치들이다.
본 명세서 및 첨부된 특허청구범위에서 사용되는 바와 같이, 단수 형태("a", "an", "the")는, 그 내용이 명백히 달리 지시하지 않는다면, 복수의 지시 대상들을 갖는 실시 형태들을 포괄한다. 본 명세서 및 첨부된 특허청구범위에 사용되는 바와 같이, "또는"이라는 용어는, 그 내용이 명백히 달리 지시하지 않는다면, 대체로 그의 관점에서 "및/또는"을 포함하는 것으로 사용된다.
"하부", "상부", "바로 아래에", "아래에", "위에", 및 "상부에"를 포함하지만 이로 제한되지 않는 공간 관련 용어들은, 본 명세서에 사용되는 경우, 소정 요소(들)의 다른 것에 대한 공간적 관계를 기술하기 위한 설명을 용이하게 하기 위해 사용된다. 이러한 공간 관련 용어들은, 도면에 묘사되고 본 명세서에 기술되는 특정 배향들 외에도, 사용 중 또는 동작 중인 디바이스의 상이한 배향들을 포괄한다. 예를 들어, 도면들에 묘사된 객체가 턴오버되거나 뒤집어지면, 다른 요소들의 아래 또는 바로 아래로서 앞서 기재된 부분들은 그들 다른 요소들의 위에 있을 것이다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 예를 들어 요소, 컴포넌트, 또는 층이 다른 요소, 컴포넌트, 또는 층과 "일치하는 계면"을 형성하는 것으로, 또는 그 "위에" 있거나 그"에 연결"되거나 그"와 결합"되거나 또는 그"와 접촉"하는 것으로 기술되는 경우, 그것은 그 위에 직접적으로 있거나 그에 직접적으로 연결되거나 그와 직접적으로 결합되거나 그와 직접 접촉할 수 있거나, 또는 개재 요소들, 컴포넌트들, 또는 층들이, 예를 들어 특정 요소, 컴포넌트, 또는 층 위에 있을 수 있거나 그와 연결될 수 있거나 그와 결합될 수 있거나 그와 접촉할 수 있다. 예를 들어, 요소, 컴포넌트, 또는 층이 다른 요소 "위에 직접적으로" 있거나, 그"에 직접적으로 연결"되거나 그"와 직접적으로 결합"되거나 그"와 직접적으로 접촉"하는 것으로 언급되는 경우, 예를 들어 어떠한 개재 요소들, 컴포넌트들 또는 층들도 없다.
또한, 본 명세서에 제공되는 설명의 목적상, "희망 편광 상태에 맞춰 정렬되는(aligned to a desired polarization state)"이라는 용어는 광학 요소의 통과축을, 광학 요소를 통과하는 광의 희망 편광 상태, 즉 s-편광, p-편광, 우원편광(right-circular polarization), 좌원편광(left-circular polarization) 등과 같은 희망 편광 상태에 맞춰 정렬하는 것을 연상시키도록 의도된다. 도면들을 참조하여 본 명세서에 기술된 일 실시 형태에서, 편광기와 같은 광학 요소가 제1 편광 상태에 맞춰 정렬되는 것은 p-편광 상태의 광을 통과시키고 제2 편광 상태(이 경우, s-편광 상태)의 광을 반사하거나 흡수하는 편광기의 배향을 의미한다. 대신, 편광기는, s-편광 상태의 광을 통과시키도록 그리고, 희망되는 경우, p-편광 상태의 광을 반사하거나 흡수하도록 정렬될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
포켓 프로젝터 시장에 영향을 미치는 한 가지 인자는, 특히 프로젝터들이 배터리 작동형인 경우, 프로젝터들의 높은 비용이다. LCOS 기반 프로젝터들은 저비용일 가능성을 갖는데, 그 이유는 이미저가 반도체 제조 기술들을 이용하여 제조될 수 있기 때문이다. 편광 스위칭에 기초하는 경우, 이들 프로젝터들은 편광 빔 스플리터(PBS)들, 편광 변환 시스템(PCS)들과 같은 편광 제어 컴포넌트들, 및 컬러 조합기(CC)들 및 테이퍼형 광 도파관들과 같은 종래의 광학 컴포넌트들을 요구한다. 이들 컴포넌트들 중 많은 것이 현재 수작업으로 조립되며, 상당히 비쌀 수 있다. 본 발명은 이들 컴포넌트들의 비용을 한 자릿수(an order of magnitude) 만큼 절감하는 길을 제공한다. 비용에서의 그러한 절감은 LCOS 프로젝터들을 포켓 프로젝터 시장에서 명백한 저비용 승자로 만들 수 있었다.
일 태양에서, 본 발명은 광학 컴포넌트들의 인접 어레이 및 이들을 제조하는 기술을 제공한다. 이러한 기술은, 비용 및 폐기물을 극적으로 감소시킬 그리고 또한 산출량을 실질적으로 개선할 가능성을 갖는다. 일 특정 실시 형태에서, 편광 빔 스플리터들의 어레이는 프리즘 반부들의 2차원 어레이가 소정 시트 외부로 기계가공되는 기계가공 접근법(machining approach)을 통해 제조된다. 제2 어레이가 또한 다른 시트 외부로 기계가공된다. 일부 경우들에 있어서, 제2 어레이는 제1 어레이와 동일하고 대칭적일 수 있다. 시트들은 이들 사이에 샌드위치(sandwich)되는 (이색성 코팅, 다층 광학 필름(multilayer optical film: MOF), 지연기(retarder) 등과 같은) 광학 기능성 재료의 중간 층과 같은 기재 필름과 함께 접착된다. 광학 컴포넌트들의 생성된 2차원 어레이는, 이어서, 낱개화 프로세스를 통해 개별 광학 컴포넌트들을 응집시키는 데 사용될 수 있거나 또는 그들로 렌더링될 수 있다.
일 특정 실시 형태에서, 기재 필름은 시트들을 기계가공하기 전에 "샌드위치"를 형성하는 2장의 시트들 사이에 적층된다. 적층 단계 후, "샌드위치"의 상부 면은 프리즘 형상 로드(rod)들을 제공하도록 밀링(milling)된다. 이어서, 특수한 척(chuck)이 제조되고, 샌드위치의 제2 측면이 밀링된다. 그 후, 크로스컷(crosscut)들이 형성되어서 개별 PBS들을 생성하게 할 수 있다. 기재 필름 및 시트의 박층은 개별 PBS들을 계속해서 함께 보유할 수 있다. 일부 실시 형태들에서, 이 때 또는 크로스컷들 이전에, 프리즘들의 어레이가 반사방지(antireflection: AR) 코팅될 수 있다. 일부 경우들에 있어서, 대신, 프로세스는, 먼저 시트들을 기계가공하고, 이어서, 기계가공이 완료된 후에 기재 필름을 시트들 사이에 적층하는 것을 포함할 수 있다. 이러한 접근법은 다소 더 큰 제조 유연성을 제공할 수 있다.
일 특정 실시 형태에서, 광학면들 및 크로스컷들 양쪽 모두는 시트가 샌드위치로 조립되기 전에 시트에서 밀링될 수 있다. 기계가공 후에 재료의 박층(예컨대, "랜드" 영역)이 시트의 베이스에 남으며, 모든 프리즘들을 함께 보유하여 그들이 추가 프로세싱을 위해 온전하게 남아있도록 하는 데 기여할 수 있다. 이것은 시트들이 기재 필름, 예를 들어 다층 광학 필름(MOF)에, 프리즘들의 면들 상으로의 접착제 과도유출(overspill) 없이 깔끔하게 접착되게 한다. 시트를 MOF에 접착하기 위해, 임의의 효과적인 기술이 이용될 수 있다. 일 특정 실시 형태에서, MOF는 평평한 표면 상에 이형가능하게 부착될 수 있고, 필요한 양의 접착제가 MOF의 상부에 배치되는데, 그의 범위가 시트보다 더 클 수 있다. 이어서, 시트는 접착제가 시트의 가장자리들로 흘러나오게 하는 접착제의 풀(pool)의 상부에 배치될 수 있다. 접착제는 이어서 경화 또는 응고(예컨대, UV 또는 열적 경화)될 수 있다. 프리즘들의 각각을 연결하는 재료의 박층 때문에, 반부 프리즘들의 면들은 접착제와 접촉하지 않는다. 이것은 개별 프리즘들의 수작업 조립과 관련되는 전형적인 접착제 정화 단계들을 제거할 수 있다. 일부 경우들에 있어서, 감압 접착제(pressure sensitive adhesive: PSA)가 MOF 또는 기계가공된 프리즘 시트 중 어느 하나에 도포될 수 있고, 이어서 적층될 수 있다.
제1 시트가 MOF에 접착된 후, 시트 및 MOF는 MOF가 이형가능하게 부착된 평평한 표면으로부터 박리될 수 있다. 이어서, 이러한 구성은, MOF 측면이 위로 오도록 배치될 수 있고, 제2 양의 접착제가 MOF의 반대면에 배치될 수 있다. 이후, 제2 시트가 MOF의 상부에 배치될 수 있고, 또한, 접착제가 가장자리들로 흘러나올 것이고, 이어서, 경화될 수 있다. 정렬 특징부들은 시트들 각각에 제공되어 프리즘들의 신뢰할 수 있는 정렬을 허가할 수 있는데, 그 이유는 제2 시트가 MOF/제1 시트 구성에 접착되기 때문이다.
도 1a 내지 도 1e는 본 발명의 일 태양에 따른, 광학 컴포넌트 어레이를 제작하는 대표적인 기술의 단계들의 개략 사시도를 도시한다. 도 1a에서, 광학 컴포넌트 어레이 전구물질(100a)은 다음의 설명 전반에 걸쳐 기술되는 바와 같이 PBS 어레이가 되는 편광 빔 스플리터(PBS) 어레이 전구물질(100a)일 수 있다. PBS 어레이 전구물질(100a)은 제1 주표면(112) 및 대향하는 제2 주표면(114)을 갖는 제1 시트(110a)를 포함한다. "프리즘 로드들"로 기술될 수 있는 복수의 평행한 V자형 리지들(116)은 대향하는 제2 주표면(114)에서 기계가공되어, 인접하는 평행한 V자형 리지들(116)을 분리시키는 일련의 제1 평행한 홈들(118)을 가져온다. V자형 리지들 외의 기계가공된 단면들이 다른 광학 컴포넌트들에 사용될 수 있지만; PBS 어레이들의 준비를 위해서는, V자형 리지들이 바람직할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 선택적인 제1 프레임(115)이 제1 시트(110a)를 둘러싸서 구조물에 추가 지지 강도를 제공할 수 있다. 기재(105)는 제1 시트(110a)의 제1 주표면(112)에 접착된다. 유사한 방법으로, 제1 주표면(122) 및 대향하는 제2 주표면(124)을 갖는 제2 시트(120a)는, 다른 곳에 기술된 바와 같이, 유사한 기계가공된 구조물들을 포함할 수 있다. 제2 시트(120a)의 제1 주표면(122)이 또한 기재(105)에 접착되어, 적층체를 형성한다.
제1 및 제2 시트들(110a, 120a)은, 광학 컴포넌트들에 유용한 가시광에 대해 투명한 중합체들 및 낮은 복굴절 유리들과 같은, 기계가공될 수 있는 임의의 적합한 중합체 또는 유리일 수 있다. 일부 경우들에 있어서, 미국 펜실베니아주 듀리에 소재의 쇼트 옵티컬 글라스(Schott Optical Glass)로부터 입수가능한 것들과 같은 광학 양품 유리(Optical quality glass)가 특히 유용할 수 있다. 일 특정 실시 형태에서, 셀 캐스트 아크릴(cell cast acrylic), 폴리카보네이트, 시클로-올레핀 공중합체들 등을 포함하는 중합체들은 낮은 복굴절률을 나타낼 수 있다. 캐스트 아크릴 중합체들은 스파테크 폴리캐스트(Spartech Polycast)(등록상표)(미국 미주리주 클래이턴 소재의 스파테크 코포레이션(Spartech Corp.)으로부터 입수가능함), 에보니크 아크릴라이트(Evonik Acrylite)(등록상표) GP(미국 뉴저지주 파시패니 소재의 에보니크 싸이로 엘엘씨(Evonik Cyro LLC)로부터 입수가능함), 레이놀즈 R-캐스트(Reynolds R-Cast)™(미국 콜로라도주 그랜드 정션 소재의 레이놀즈 폴리머 테크놀로지(Reynolds Polymer Technology)로부터 입수가능함), 및 플렉시글라스(Plexiglas)(등록상표) G(미국 펜실베니아주 브리스턴 소재의 아케마 인크.(Arkema Inc.)로부터 입수가능함)를 포함한다. 셀 캐스트 아크릴 중합체들이 바람직할 수 있는데, 그 이유는 그들이 평탄한 표면, 기계가공 동작들로부터의 최소 열적 효과들, 및 낮은 복굴절률을 제공하여 용이하게 기계가공될 수 있기 때문이다. 다음의 본 발명이 (예컨대, 도 1a를 참조하여 아래에 기술되는 제1 및 제2 중합체 시트들(110a, 120a)로서) 중합체 시트들의 사용을 언급하지만, 본 명세서에 기술되는 광학 컴포넌트 어레이들 중 임의의 것을 생성하는 데 유리 시트들이 대신 사용될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
기재(105)는 제1 및 제2 중합체 시트들(110a, 120a) 사이에 부착, 접착, 또는 안정적으로 샌드위치될 수 있는 임의의 적합한 기재일 수 있다. 일부 경우들에 있어서, 기재(105)는 실질적으로 전체 표면 위에 부착 또는 접착될 수 있지만; 일부 경우들에 있어서는, 표면의 일부만이 부착 또는 접착될 수 있다. 기재(105)는 이중 목적에 기여할 수 있다. 일부 경우들에 있어서, 기재(105)는 강도와 같은 물리적 특성을 광학 컴포넌트 어레이에 부여하여 기계가공 동작들이 신뢰가능하게 실행될 수 있게 할 수 있다. 일부 경우들에 있어서, 기재(105)는 편광과 같은 광학 특성을 컴포넌트에 부여하는 광학 컴포넌트의 일부일 수 있다. 일 특정 실시 형태에서, 기재(105)는 무기 필름들 및 코팅들 또는 다층 필름 스택들을 포함하는 다층 유전체 필름; 반사 편광기들 및 흡광형 편광기들과 같은 편광기들을 포함하는, 중합체 필름들, 중합체 필름 적층체들, 및 다층 중합체 필름들과 같은 유기 필름들; 중합체 다층 광학 필름 편광기들, 맥닐 편광기(McNeill polarizer)들, 및 와이어-그리드 편광기(wire-grid polarizer)들을 포함하는 편광기들; 1/4-파 지연기(quarter-wave retarder)들 및 반파 지연기(half-wave retarder)들을 포함하는 지연기들; 유기 또는 무기 이색성 반사기들 및 흡광기들과 같은 필름들 또는 코팅들; 및 이들의 조합일 수 있다. 일부 경우들에 있어서, 기재(105)는 제1 및 제2 중합체 시트들(110a, 120a) 중 하나 또는 양쪽 모두의 위에 스퍼터링 또는 화학 증착과 같은 증착 기술, 또는 코팅 또는 분무와 같은 액상 침착 기술을 포함하는 기술들에 의해 침착될 수 있는 코팅 또는 층일 수 있다. 일부 경우들에 있어서, 접착제는 제1 및 제2 중합체 시트들(110a, 120a)을, 그들 사이에 침착된 코팅 또는 층을 갖고 함께 접착하는 데 사용될 수 있다.
일 특정 실시 형태에서, 기재(105)는, 예를 들어 광학 접착제와 같은 적절히 투명한 접착제를 사용하여, 기계가공 전에 제1 및 제2 중합체 시트들(110a, 120a) 사이에 적층된다. 이러한 실시 형태에서, 적층 단계 후, 제1 중합체 시트(110a)의 대향하는 제2 주표면(114) "샌드위치"가 밀링되어 제1 복수의 V자형 리지들(116)(즉, 프리즘 형상 로드들)을 제공한다. 이어서, 특수한 척이, 기계가공된 구조물를 고정하는 데 사용될 수 있고, 이어서, 샌드위치의 제2 면(즉, 제2 중합체 시트(120a)의 대향하는 제2 주표면(124))이 밀링된다.
일 특정 실시 형태에서, 복수의 평행한 V자형 리지들(116)이 기재(105) 및 제2 중합체 시트(120a)를 부착하기 전에 제1 중합체 시트(110a) 내로 대신 기계가공될 수 있다. 이러한 실시 형태에서, 제2 중합체 시트(120a)는 제1 중합체 시트(110a)가 부착된 기재(105)에 부착되기 전에 또한 기계가공될 수 있거나, 또는 제2 중합체 시트(120a)는 제1 중합체 시트(110a)가 부착된 기재(105)에 부착된 후에 기계가공될 수 있다. 일부 경우들에 있어서, 기재(105)는 주변부, 기재(105)의 표면의 주변부에 인접하게 배치된 선택적 제1 프레임(115), 기재(105)의 대향하는 표면의 주변부에 인접하게 배치된 선택적 제2 프레임(125), 및 선택적 제1 프레임(115) 및 선택적 제2 프레임(125) 각각 내에 배치되고 정렬되는 정합 특징부들(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 선택적 제1 프레임(115)은 제1 중합체 시트(110a)와 통합될 수 있고, 선택적 제2 프레임(125)은 제2 중합체 시트(120a)와 통합될 수 있다.
도 1b에서, PBS 어레이 전구물질(100b)은 제1 주표면(112)을 갖는 제1 중합체 시트(110b), 제1 복수의 프리즘 표면들(113)을 각각 갖는 제1 복수의 평행한 V자형 리지들(116), 및 인접하는 제1 평행한 V자형 리지들(116)을 분리시키는 복수의 제1 평행한 홈들(118)을 포함한다. 도 1b에서는, 도 1a의 선택적 제1 프레임(115)이 제거되어 PBS 어레이 전구물질(100b)로부터 PBS 어레이를 제조하는 것을 보다 명확히 보여주고 있다. 평행한 V자형 리지들(116) 각각에서의 제1 프리즘 협각 θ1은 제조되고 있는 광학 컴포넌트에 따라 임의의 희망 각도로 될 수 있다. 일 특정 실시 형태에서, PBS 어레이가 제조되고 있는 경우, 제1 프리즘 협각 θ1은 도면에 도시된 바와 같이 90도일 수 있다.
제1 중합체 랜드 영역(111)은, 다른 곳에 기술된 바와 같이, 인접하는 제1 평행한 V자형 리지들(116)을 연결하여, 예를 들어 추가 지지 및 강도를 PBS 어레이 전구물질(100b)에 제공하도록, 그리고 또한 기계가공되는 표면들을 제조 동안 도포되는 임의의 접착제로부터 보호하도록 할 수 있다. 제1 중합체 랜드 영역(111)은 또한 개별 컴포넌트들로 낱개화시키는 프로세스를 보다 덜 복잡하게 하는 데 기여할 수 있다. 기재(105)는 제1 중합체 시트(110b)의 제1 주표면(112)에 접착되고, 제1 중합체 랜드 영역(111)은 제1 평행한 홈들(118)의 하부를 기재(105)로부터 분리시킨다. 제1 중합체 랜드 영역(111)은 임의의 희망하는 두께를 가질 수 있고, 인접하는 제1 평행한 V자형 리지들(116) 사이의 임의의 희망 거리에 대해 연장될 수 있다. 일부 경우들에 있어서, 제1 중합체 랜드 영역(111)은, 기재에 평행하고, 인접하는 V자형 리지들(116) 사이에 있는 평탄 영역일 수 있다.
유사한 방법으로, 제1 주표면(122)을 갖는 제2 중합체 시트(120b)는 제2 복수의 프리즘 표면들(123)을 각각 갖는 제2 복수의 평행한 V자형 리지들(126), 및 인접하는 제2 평행한 V자형 리지들(126)을 분리시키는 복수의 제2 평행한 홈들(128)을 포함한다. 평행한 V자형 리지들(126) 각각에서의 제2 프리즘 협각 θ2는 제조되고 있는 광학 컴포넌트에 따라 임의의 희망 각도로 될 수 있다. 일 특정 실시 형태에서, PBS 어레이가 제조되고 있는 경우, 제2 프리즘 협각 θ2는 도면에 도시된 바와 같이 90도일 수 있다.
당업자가 인식하는 바와 같이, 제1 프리즘 각도 θ1 및/또는 제2 프리즘 각도 θ2는 제조되고 있는 광학 컴포넌트에 따라 각각의 제1 주표면들(112, 122)에 대해 임의의 희망 배향을 가질 수 있다는 것이 이해될 것이다. 일부 경우들(도시되지 않음)에 있어서, 예를 들어, 제1 또는 제2 평행한 V자형 리지들(116, 126) 중 적어도 하나는 각각의 제1 주표면(112, 122)에 대해 본질적으로 수직인 제1 및/또는 제2 프리즘 표면(113, 123) 중 하나 이상을 가질 수 있다. 이러한 경우, 제1 또는 제2 평행한 V자형 리지들(116, 126)의 대응하는 인접 프리즘 표면이 제1 및/또는 제2 프리즘 표면(113, 123)에 대해 제1 프리즘 각도 θ1 및/또는 제2 프리즘 각도 θ2로 배치되어, "톱니"형 패턴의 평행한 V 홈들로 된다.
제2 중합체 랜드 영역(121)은, 다른 곳에 기술된 바와 같이, 인접하는 제2 평행한 V자형 리지들(126)을 연결하여, 예를 들어 추가 지지 및 강도를 PBS 어레이 전구물질(100b)에 제공하도록, 그리고 또한 기계가공되는 표면들을 제조 동안 도포되는 임의의 접착제로부터 보호하도록 할 수 있다. 제2 중합체 랜드 영역(121)은 또한 개별 컴포넌트들로 낱개화시키는 프로세스를 보다 덜 복잡하게 하는 데 기여할 수 있다. 기재(105)는 제2 중합체 시트(120b)의 제1 주표면(122)에 접착되고, 제2 중합체 랜드 영역(121)은 제2 평행한 홈들(128)의 하부를 기재(105)로부터 분리시킨다. 제2 중합체 랜드 영역(121)은 임의의 희망하는 두께를 가질 수 있고, 인접하는 제2 평행한 V자형 리지들(126) 사이의 임의의 희망 거리에 대해 연장될 수 있다. 일부 경우들에 있어서, 제2 중합체 랜드 영역(121)은, 기재에 평행하고, 인접하는 V자형 리지들(126) 사이에 있는 평탄 영역일 수 있다. 제1 및 제2 복수의 평행한 V자형 리지들(116, 126) 각각은 서로 평행하도록 그리고 제1 및 제2 중합체 랜드 영역들(111, 121)이 서로 기재를 바로 대향하게 하도록 정렬된다. 당업자는 제1 중합체 시트(110b) 상의 특징부들에 대한 제2 중합체 시트(120b)의 특징부들(예컨대, 홈들 및 리지들)의 변위가 구성되고 있는 컴포넌트의 희망하는 기능에 의해 결정된다는 것을 인식할 것이다.
제1 복수의 프리즘 표면들(113) 및 제2 복수의 프리즘 표면들(123) 각각은 이미징 PBS로서 사용되기 전에 폴리싱하는 것과 같은 어떠한 추가 프로세싱도 요구하지 않는 수용가능 표면 마감을 제공할 수 있는 기술들에 의해 기계가공된다. 일부 경우들에 있어서, 기계가공 기술은, 예를 들어 방사상 플라이-컷팅(radial fly-cutting), 축 플라이-컷팅(axial fly-cutting), 고속 다이아몬드 엔드 밀링(diamond end milling), 또는 다이아몬드 그라인딩(diamond grinding)을 포함하는 다이아몬드 기계가공일 수 있다. 표면 마감은, 예를 들어 백색광 간섭법(white light interferometry), 스타일러스 프로필로메트리(stylus profilometry), 공초점 현미경 검사법(confocal microscopy), 또는 원자력 현미경 검사법(atomic force microscopy: AFM)을 포함하는 기술들에 의해 특징지어질 수 있다. 대체로, 표면의 마감이 3 마이크로인치(대략 75 nm) 피크-밸리 측정치보다 더 양호한 경우 표면이 "광학적 양품"을 갖는다는 것이 수용되지만, 각각의 광학 응용물은 실제 수용가능한 요건을 판정한다. 일부 경우들에 있어서, 희망되는 경우, 예를 들어 기계 폴리싱, 화염 폴리싱(flame polishing), 증기 폴리싱, 또는 이들의 조합을 포함하는 기술을 이용하는 폴리싱을 비롯한 추가 폴리싱이 수행될 수 있다.
도 1c에서, PBS 어레이 전구물질(100c)은 도 1b의 PBS 어레이 전구물질(100b)이 아래에 기술되는 추가 특징부들을 갖는 것을 보여준다. 도 1c에 도시된 요소들(105 내지 128) 각각은 앞서 기술되었던 도 1a 및 도 1b에 도시된 동일한 도면부호의 요소들(105 내지 128)에 대응한다. 예를 들어, 도 1c의 기재(105)는 도 1a 및 도 1b의 기재(105) 등에 대응한다. PBS 어레이 전구물질(100c)은 제1 중합체 시트(110c) 및 제2 중합체 시트(120c)를 포함한다. 각각의 평행한 크로스컷(130)의 하부와 기재(105) 사이에 제1 크로스컷 랜드 영역(131)을 남겨두는 깊이를 갖는 제1 복수의 평행한 크로스컷들(130)은 제1 중합체 시트(110c)에서 제1 복수의 평행한 V자형 리지들(116)에 대해 수직으로 형성된다. 또한, 각각의 평행한 크로스컷(140)의 하부와 기재(105) 사이에 제2 크로스컷 랜드 영역(141)을 남겨두는 깊이를 갖는 제2 복수의 평행한 크로스컷들(140)은 제2 중합체 시트(120c)에서 제2 복수의 평행한 V자형 리지들(126)에 대해 수직으로 형성된다. 제1 및 제2 복수의 평행한 크로스컷들(130, 140) 각각은, 예를 들어 플라이-컷팅, 레이저 절삭(laser ablating), 소잉(sawing), 밀링 등을 포함하는 임의의 적합한 기술에 의해 형성될 수 있다. 또한, 제1 및 제2 복수의 평행한 크로스컷들(130, 140)이 각각의 제1 및 제2 평행한 V자형 리지들(116, 126)에 대해 수직인 것으로 도시되지만, 제1 및 제2 복수의 평행한 크로스컷들(130, 140)은 대신 그들에 대해 임의의 희망 각도로 형성될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
도 1d에서, PBS 선형 어레이 전구물질(100d)은 도 1c의 PBS 어레이 전구물질(100c)의 일부가 아래에 기술되는 추가 특징부들을 갖는 것을 보여준다. 도 1d에 도시된 요소들(105 내지 128) 각각은 앞서 기술되었던 도 1a 내지 도 1c에 도시된 동일한 도면부호의 요소들(105 내지 128)에 대응한다. 예를 들어, 도 1d의 기재(105)는 도 1a 내지 도 1c의 기재(105) 등에 대응한다. PBS 선형 어레이 전구물질(100d)은 제1 중합체 선형 어레이(110d) 및 제2 중합체 선형 어레이(120d)를 포함한다. 도 1c에 도시된 바와 같은 제1 및 제2 복수의 평행한 크로스컷들(130, 140) 각각은 기재(105), 및 제1 및 제2 크로스컷 랜드 영역들(131, 141)을 절단하여 제1 중합체 선형 어레이(110d) 및 제2 중합체 선형 어레이(120d)를 남겨두는 것으로 완성되었다. 완성 컷들 각각은, 예를 들어 플라이-컷팅, 레이저 절삭, 소잉, 밀링 등을 비롯한 임의의 적합한 기술에 의해 형성될 수 있다.
도 1e에서, 낱개화된 PBS 어레이(100e)는 도 1d의 PBS 선형 어레이 전구물질(100d)의 일부가 아래에 기술되는 추가 특징부들을 갖는 것을 보여준다. 도 1e에 도시된 요소들(105 내지 128) 각각은 앞서 기술되었던 도 1a 내지 도 1d에 도시된 동일한 도면부호의 요소들(105 내지 128)에 대응한다. 예를 들어, 도 1e의 기재(105)는 도 1a 내지 도 1d의 기재(105) 등에 대응한다. 낱개화된 PBS 어레이(100e)는, 기재(105), 및 복수의 제1 평행한 홈들(118)의 베이스에 위치된 제1 및 제2 중합체 랜드 영역들(111, 121)을 절단함으로써 제1 중합체 선형 어레이(110d) 및 제2 중합체 선형 어레이(120d)가 낱개화되는 경우에 생성되는 제1 내지 제4 PBS(150a 내지 150d)를 포함한다. 완성 컷들 각각은, 예를 들어 플라이-컷팅, 레이저 절삭, 소잉, 밀링 등을 비롯한 임의의 적합한 기술에 의해 형성될 수 있다.
도 2a는 본 발명의 일 태양에 따른, 편광 변환 시스템(PCS)(200)과 같은 광학 컴포넌트의 개략 단면도를 도시한다. PCS(200)는, 아래에 기술되는 바와 같이, 편광되지 않은 광을 단일 편광 상태의 광으로 변환하는 데 사용될 수 있다. PCS(200)는 제1 대각면(215), 입력면(212), 및 출력면(214)을 갖는 제1 프리즘(210); 제2 대각면(225), 출력면(222), 및 측면(224)을 갖는 제2 프리즘(220); 및 제3 대각면(235), 입력면(232), 및 출력면(234)을 갖는 제3 프리즘(230)을 포함한다. 제1 반사 편광기(240)는, 예를 들어 제1 대각면(215)과 제2 대각면(225) 사이의 광학 접착제의 사용에 의해, 제1 및 제2 프리즘들(210, 220) 사이에 배치된다. 제1 반사 편광기(240)는 제1 편광 방향(295)에 맞춰 정렬되어서, 하나의 편광 상태(예컨대, p-편광 상태)가 제1 반사 편광기(240)를 통과해 투과되도록 그리고 직교 편광 상태(예컨대, s-편광 상태)가 제1 반사 편광기(240)로부터 반사되도록 할 수 있다.
유사한 방법으로, 제2 반사 편광기(245)(또는, 대안적으로, 적절한 광역 반사기)는 제3 프리즘(230)의 제3 대각면(235) 상에 배치될 수 있고, 반파 지연기(250)는 제2 프리즘(220)과 제3 프리즘(230) 사이에 배치될 수 있다. 제2 반사 편광기(245) 및 반파 지연기(250) 각각은 광학 접착제의 사용에 의해 각각의 컴포넌트에 접착될 수 있다. 일 특정 실시 형태에서, 제2 반사 편광기(245)는 다른 곳에 기술된 바와 같이 또한 제1 편광 방향(295)에 맞춰 정렬될 수 있다. 일부 경우들에 있어서, 선택적 보호 코팅(270)이, 희망되는 경우, 제2 반사 편광기(245)에 접착될 수 있다.
동작 시, 편광되지 않은 광(260)은 제1 프리즘(210)에 입사되고 제1 반사 편광기(240)에 가로막히는데, 여기서 그것은 투과된 p-편광의 광(261), 및 PCS(200)를 벗어나는 반사된 s-편광의 광(262)으로 나뉜다. 투과된 p-편광의 광(261)은 제2 프리즘(220)을 통과하며, 그것이 반파 지연기(250)를 통과할 때 투과된 s-편광의 광(263)으로 회전하고, 제3 프리즘(230)에 입사되고, 제2 반사 편광기(245)로부터 반사되고, 투과된 s-편광의 광(263)으로서 PCS(200)를 벗어난다.
PCS(200)는 전통적인 기술들을 이용하여 제조될 수 있으며, 개개의 제1 및 제2 반사 편광기들(240, 250), 반파 지연기(250), 및 제1 및 제2 프리즘들(210, 220)을 포함한 여러 개의 정밀한 소형 광학 요소들의 핸들링 및 적절한 정렬을 수반한다. 여러 단계들이 PCS(200)를, 전형적으로 수작업으로, 조립하는 데 요구되며, 이러한 전통적 제조는 PCS를 조립하는 데 광학 접착제의 사용을 요구하기 때문에, 광학 요소에 손상이 종종 발생할 수 있다.
도 2b는 본 발명의 일 태양에 따른, 편광 변환 시스템(PCS)(201)과 같은 광학 컴포넌트의 개략 단면도를 도시한다. PCS(201)는, 도 2a에서의 PCS(200)에 대해 기술된 바와 유사한 방법으로, 편광되지 않은 광을 단일 편광 상태의 광으로 변환하는 데 사용될 수 있다. 도 2b에 도시된 요소들(210 내지 295) 각각은 이전에 기술되었던 도 2a에 도시된 동일한 도면부호의 요소들(210 내지 295)에 대응한다. 예를 들어, 도 2b의 제1 프리즘(210)은 도 2a의 제1 프리즘(210) 등에 대응한다.
PCS(201)는 제1 대각면(215), 입력면(212), 및 출력면(214)을 갖는 제1 프리즘(210); 제2 대각면(226), 측면(224), 출력면(234), 및 제3 대각면(236)을 갖는 마름모(221)를 포함한다. 반사 편광기 적층체(255)는 제1 프리즘(210)의 제1 대각면(215)과 마름모(221)의 제2 대각면(226) 사이에 배치된다. 반사 편광기 적층체(255)는 제1 반사 편광기(240) 및 반파 지연기(250)를 포함하고, 반사 편광기 적층체(255)는 제1 반사 편광기(240)가 제1 대각면(215)에 바로 인접하도록 위치된다. 반사 편광기 적층체(255)의 층들 각각은 광학 접착제의 사용에 의해 그들의 각각의 인접 광학 요소들에 접착될 수 있다. 제1 반사 편광기(240)는 제1 편광 방향(295)에 맞춰 정렬되어서, 하나의 편광 상태(예컨대, p-편광 상태)가 제1 반사 편광기(240)를 통과해 투과되도록 그리고 직교 편광 상태(예컨대, s-편광 상태)가 제1 반사 편광기(240)로부터 반사되도록 할 수 있다.
유사한 방법으로, 제2 반사 편광기(245)(또는, 대안적으로, 적절한 광역 반사기)는 마름모(221)의 제3 대각면(236) 상에 배치될 수 있다. 제2 반사 편광기(245)는 광학 접착제의 사용에 의해 제3 대각면(236)에 접착될 수 있다. 일 특정 실시 형태에서, 제2 반사 편광기(245)는 다른 곳에 기술된 바와 같이 또한 제1 편광 방향(295)에 맞춰 정렬될 수 있다. 일부 경우들에 있어서, 선택적 보호 코팅(270)은, 희망되는 경우, 제2 반사 편광기(245)에 접착될 수 있다. 도 2b의 마름모(221)가 도 2a에 도시된 제2 프리즘(220)과 제3 프리즘(230)의 조합에 대응하고 반파 지연기(250)가 위치재설정된다는 것이 주목되어야 한다.
동작 시, 편광되지 않은 광(260)이 제1 프리즘(210)에 입사되고 제1 반사 편광기(240)에 가로막히는데, 여기서 그것은 반사된 s-편광의 광(262), 및 반파 지연기(250)를 통과하여 투과된 s-편광의 광(263)으로 되는 투과된 p-편광의 광으로 나뉜다. 반사된 s-편광의 광(262)은 PCS(201)를 벗어난다. 투과된 s-편광의 광(263)은 마름모(221)를 통과하고, 제2 반사 편광기(245)로부터 반사되고, 투과된 s-편광의 광(263)으로서 PCS(200)를 벗어난다. PCS(201)는 본 명세서에 기술된 광학 컴포넌트 어레이 기술을 이용하여 제조될 수 있으며, 전통적인 어셈블리 기술들에 관하여 전술된 문제들 중 많은 것을 제거한다.
일 특정 실시 형태에서, 임의의 광학 컴포넌트 어레이의 제조는 접착제, 가시광에 대해 투명한 플라스틱과 같은 플라스틱, 유리, 이색성 코팅, 스캐터링 재료, 반사 편광기, 흡광형 편광기, 다층 광학 필름, 지연기, 반사기, 역반사기, 미세구조화 재료(microstructured material), 렌티큘러 구조화 재료(lenticular structured material), 프레스넬 구조화 재료(Fresnel structured material), 흡광기, 또는 이들의 조합을 포함하는 평면형 광학 스택으로 시작될 수 있다. 평면형 광학 스택은 희망하는 광학 컴포넌트를 생성하는 데 필요한 대로 배열될 수 있고, 이어서 본 명세서에 기술된 기계가공 단계들로 처리될 수 있다. 광학 컴포넌트들의 어레이의 제조는 3차원 구조물들의 제1 어레이를 3차원 구조물들의 제2 어레이에 적층하는 것 같은 여러 어레이 제조 단계들의 결과를 조합하는 것을 포함할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 일부 경우들에 있어서, 그러한 조합은 제1 컴포넌트의 제1 낱개화된 요소, 선형 어레이, 또는 직사각형 어레이를 제2 컴포넌트의 제2 낱개화된 요소, 선형 어레이, 또는 직사각형 어레이와 조합하는 것을 포함할 수 있다. 아래에 포함되는 것은, 개별 PCS 컴포넌트들이 되도록 낱개화될 수 있는 컴포넌트들의 모놀리식 어레이(monolithic array)를 형성하는 컴포넌트들의 선형 또는 직사각형 어레이들의 조합을 포함하는 PCS 컴포넌트들의 광학 컴포넌트 어레이에 대한 대표적인 제조 기술이다.
도 3a 내지 도 3f는 본 발명의 일 태양에 따른, 프로젝션 디스플레이들에 유용한 PCS 컴포넌트들의 어레이와 같은 광학 컴포넌트 어레이를 제작하는 대표적인 기술의 개략 단면도를 도시한다. 도 3a는 제1 주표면(314) 및 제2 주표면(316)을 갖는 제1 아크릴 시트(310)를 포함하는 PCS 전구물질 적층체(300a)를 도시한다. 제1 기재(315)는, 예를 들어 광학 접착제를 사용하여, 제1 아크릴 시트(310)의 제2 주표면(316)에 적층된다. 제1 기재(315)는 반사 편광기(315a)가 제1 아크릴 시트(310)의 제2 주표면(316)에 바로 인접하도록 배치되는 반사 편광기(315a) 및 반파 지연기(315b)의 적층체일 수 있다. 반사 편광기(315a)는 제1 편광 방향(395)에 맞춰 정렬되어, 제1 편광 방향(395)을 투과시키고 직교하는 제2 편광의 광을 반사시킨다. 반파 지연기(315b)는 투과된 제1 편광 방향의 광(395)을 직교하는 제2 편광 방향의 광으로 효율적으로 회전시키도록 정렬된다.
제1 주표면(324) 및 제2 주표면(326)을 갖는 제2 아크릴 시트(320)는 제1 주표면(324) 및 반파 지연기(315b)가 서로 인접하도록, 예를 들어 광학 접착제를 사용하여, 제1 기재(315)에 접착된다. 제1 편광 방향(395)에 맞춰 정렬된 제2 반사 편광기(325)는 광학 접착제를 사용하여, 제2 아크릴 시트(320)의 제2 주표면(326)에 접착된다. 당업자는, 제2 반사 편광기(325)가 또한 단순한 광역 반사기와 같은 반사기일 수 있는데, 그 이유가 제2 반사 편광기(325)로부터 어떠한 편광 식별도 없는 반사만이 발생하기 때문이라는 것을 이해할 것이다. 이어서, 제1 주표면(334)이 제2 반사 편광기(325)에 인접하도록 제1 주표면(334) 및 제2 주표면(336)을 갖는 제3 아크릴 시트(330)가 제2 반사 편광기(325) 상에 배치된다. 제3 아크릴 시트(330)는 또한 광학 접착제를 사용하여 적층될 수 있다.
도 3b에서, PCS 전구물질 적층체(300b)는 진공 척(도시되지 않음), 또는 제1 아크릴 시트(310)의 제1 주표면(314)에 부착된 다른 적합한 억제 디바이스(hold-down device)를 사용하여 안정적으로 제자리에 고정될 수 있다. 이어서, 복수의 제1 V-홈들(340)이, 다른 곳에 기술된 바와 같이, 제3 아크릴 시트(330), 제2 반사 편광기(325), 및 제2 아크릴 시트(320)를 통과해 밀링된다. 복수의 제1 V-홈들(340) 각각은 도 2b에 도시된 바와 같이 PCS(201)의 측면(224)과 상관될 수 있는 2개의 면들을 포함한다. 복수의 제1 V-홈들(340) 각각의 하부에는, 다른 곳에 기술된 바와 같이, 랜드 영역(도시되지 않음)이 남아 있어서 구조에 강도를 부가할 수 있다.
도 3c에서, PCS 전구물질 적층체(300c)는 도 3b의 PCS 전구물질 적층체(300b)가 뒤집어진 것이며, 진공 척 또는 다른 적합한 억제 디바이스(도시되지 않음)가 제3 아크릴 시트(330)의 제2 주표면(336)에 부착되거나 또는 유사한 억제 디바이스가 PCS 전구물질 적층체(300c)를 고정하도록 적용된다.
도 3d에서, PCS 전구물질 적층체(300d)는, 다른 곳에 기술되고 도 3d에 도시된 바와 같이, 이어서 제1 아크릴 시트(310), 제1 기재(315), 및 제2 아크릴 시트(320)를 통과해 밀링되는 복수의 제2 V-홈들(350)을 포함한다. 복수의 제2 V-홈들(350) 각각은 도 2b에 도시된 바와 같은 PCS(201)의 출력면들(214, 234)과 상관될 수 있는 2개의 면들을 포함한다. 복수의 제2 V-홈들(350) 각각의 하부에는, 다른 곳에 기술된 바와 같이, 랜드 영역(도시되지 않음)이 남아 있어서 구조에 강도를 부가할 수 있다.
도 3e에서, PCS 전구물질 적층체(300e)는, 다른 곳에 기술되고 도 3e에 도시된 바와 같이, 이어서 제1 아크릴 시트(310)를 통과해 밀링되는 복수의 제3 V-홈들(360)을 포함한다. 복수의 제3 V-홈들(360) 각각은 도 2b에 도시된 바와 같은 PCS(201)의 입력면(212)과 상관될 수 있는 2개의 면들을 포함한다. 복수의 제3 V-홈들(360) 각각의 하부에는, 다른 곳에 기술된 바와 같이, 랜드 영역(도시되지 않음)이 남아 있어서 구조에 강도를 부가할 수 있다.
도 3f에서, 낱개화된 PCS 어레이(300f)는 도 3e의 PCS 전구물질 적층체(300e)가 다른 곳에 기술된 기술들 중 임의의 것에 의해 낱개화되는 경우에 생성되는 복수의 개별 PCS 광학 컴포넌트들(370a 내지 370h)을 포함한다. 개별 PCS 광학 컴포넌트들(370a 내지 370h) 각각은 도 2b의 PCS(201)에 비교될 수 있다.
도 4a는 본 발명의 일 태양에 따른, 복수의 광학 컴포넌트 어레이들을 포함하는 광학 컴포넌트 모놀리스(400)를 제작하는 대표적인 기술의 개략 단면도를 도시한다. 일 특정 실시 형태에서, 광학 컴포넌트 모놀리스(400)는, 아래에 기술되는 바와 같이, 편광 변환 특징부를 갖는 복수의 경사진 이색성 컬러 조합기들을 생성하는 데 사용될 수 있으며, 도 1d에 도시된 PBS 선형 어레이 전구물질(100d)과 유사한 여러 광학 컴포넌트 선형 어레이들을 포함한다. 아래에 제공되는 설명은 편광된 백색광 출력을 갖는 3 컬러 조합기를 생성하는 것에 대해 특정되지만, 당업자에게 알려져 있는 바와 같이, 임의의 희망하는 광학 컴포넌트를 생성하는 다양한 컴포넌트들 및 컴포넌트 배향에 대한 임의의 희망하는 수정이 이루어질 수 있다는 것이 이해될 것이다.
다음의 설명은 PBS 선형 어레이 전구물질들(100d)과 유사한 복수의 광학 컴포넌트 선형 어레이들을 모놀리스(400)로 조립하는 것 및 개별 PCS 광학 컴포넌트들을 다른 곳에 기술된 바와 같이 컷팅함으로써 모놀리스로부터 분리시키는 것에 관련된다는 것이 이해될 것이다. 그러나, 모놀리스(400)는 대신 여러 대안적인 광학 컴포넌트 어레이들을 사용하여 형성될 수 있다. 일 특정 실시 형태에서는, 대신, 도 1c에 도시된 PBS 어레이 전구물질(100c)과 유사한 복수의 광학 컴포넌트 어레이들이 적층 및 접착에 의해 제1 어레이 모놀리스(도시되지 않음)로 조립될 수 있다. 일 특정 실시 형태에서는, 대신, 도 1b에 도시된 PBS 어레이 전구물질(100b)과 유사한 복수의 광학 컴포넌트 어레이들이 적층 및 접착에 의해 제2 어레이 모놀리스(도시되지 않음)로 조립될 수 있다. 이들 실시 형태들에서, 조립된 제1 또는 제2 어레이 모놀리스들은 본 명세서에 기술된 컷팅, 소잉, 또는 밀링 기술들 중 임의의 것을 이용하여 분리될 수 있으며, 당업자는 각각의 제1 또는 제2 어레이 모놀리스를 선형 어레이 전구물질들로부터 조립된 모놀리스(400) 내에 분리시키는 일련의 제1 컷들, 및 아래에 기술되는 바와 같은 제2 컷들을 수행함으로써 PCS 광학 컴포넌트가 낱개화될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 대체로, 어레이들 각각은 액정 디스플레이를 LCD 재료로 채우는 데 이용되는 것과 유사한 공지의 기술을 이용하여 적층된 전구물질 어레이들 사이에 주입될 수 있는 적합한 광학 접착제를 사용하여 함께 접착될 수 있다.
광학 컴포넌트 모놀리스(400)는 제1 광학 컴포넌트 선형 어레이(400a), 제2 광학 컴포넌트 선형 어레이(400b), 제3 광학 컴포넌트 선형 어레이(400c), 제4 광학 컴포넌트 선형 어레이(400d), 및 제5 광학 컴포넌트 선형 어레이(400e)를 포함한다. 제1 내지 제5 광학 컴포넌트 선형 어레이들(400a 내지 400e) 각각은 도 4a에 도시된 바와 같이 함께 끼워져서, 서로 인접하는 리지(416) 및 홈(418)이 이들 사이에 배치되는 접착제(406)로 함께 부착될 수 있게 한다. 도 4a에 도시된 일 특정 실시 형태에서, 각각의 리지(416)의 피크들은, 광학 컴포넌트 모놀리스(400)가 압축되고 함께 접착되는 경우, 리지(416) 및 홈(418)이 밀접하게 함께 끼워질 수 있도록 성형될 수 있다. 당업자가 내부 전반사의 레벨을 제어하여 컴포넌트의 효율을 최대화하는 데 적합한 굴절률을 갖는 접착제를 선택할 수 있다는 것이 이해될 것이다.
제1 광학 컴포넌트 선형 어레이(400a)는 제1 중합체 선형 어레이(410a) 및 제2 중합체 선형 어레이(420a)를 포함하며, 이들 사이에는 적색 이색성 미러 필름(405a)이 배치된다. 제1 광학 컴포넌트 선형 어레이(400a)는, 다른 곳에 기술된 바와 같이, 기재(105)를 적색 이색성 미러 필름(405a)으로 대체함으로써 도 1a 내지 도 1d를 참조하여 기술된 방법으로 생성될 수 있다.
제2 광학 컴포넌트 선형 어레이(400b)는 제3 중합체 선형 어레이(410b) 및 제4 중합체 선형 어레이(420b)를 포함하며, 이들 사이에는 녹색 이색성 미러 필름(405b)이 배치된다. 제2 광학 컴포넌트 선형 어레이 (400b)는, 다른 곳에 기술된 바와 같이, 기재(105)를 녹색 이색성 미러 필름(405b)으로 대체함으로써 도 1a 내지 도 1d를 참조하여 기술된 방법으로 생성될 수 있다.
제3 광학 컴포넌트 선형 어레이(400c)는 제5 중합체 선형 어레이(410c) 및 제6 중합체 선형 어레이(420c)를 포함하며, 이들 사이에는 청색 이색성 미러 필름(405c)이 배치된다. 제3 광학 컴포넌트 선형 어레이 (400c)는, 다른 곳에 기술된 바와 같이, 기재(105)를 청색 이색성 미러 필름(405c)으로 대체함으로써 도 1a 내지 도 1d를 참조하여 기술된 방법으로 생성될 수 있다.
제4 광학 컴포넌트 선형 어레이(400d)는 제7 중합체 선형 어레이(410d) 및 제8 중합체 선형 어레이(420d)를 포함하며, 이들 사이에는 반사 편광기 필름 적층체(405d)가 배치된다. 일 특정 실시 형태에서, 반사 편광기 필름 적층체(405d)는 반파 지연기와 같은 지연기에 적층되는 반사 편광기 필름을 포함한다. 반사 편광기 필름 적층체(405)에서, 반사 편광기 필름은, 예를 들어 입사 p-편광의 광이 반사되고, s-편광의 광이 반파 지연기를 통해 투과되어 p-편광의 광으로 변환되도록 정렬될 수 있다. 제4 광학 컴포넌트 선형 어레이(400d)는, 다른 곳에 기술된 바와 같이, 기재(105)를 반사 편광기 필름 적층체(405d)로 대체함으로써 도 1a 내지 도 1d를 참조하여 기술된 방법으로 생성될 수 있다.
제5 광학 컴포넌트 선형 어레이(400e)는 제9 중합체 선형 어레이(410e) 및 제10 중합체 선형 어레이(420e)를 포함하며, 이들 사이에는 반사 편광기 필름(405e)이 배치된다. 일 특정 실시 형태에서, 반사 편광기 필름은 입사 p-편광의 광이 반사되고 s-편광 필름이 투과되도록 정렬될 수 있다. 제5 광학 컴포넌트 선형 어레이 (400e)는, 다른 곳에 기술된 바와 같이, 기재(105)를 반사 편광기 필름(405e)으로 대체함으로써 도 1a 내지 도 1d를 참조하여 기술된 방법으로 생성될 수 있다.
이어서, 광학 컴포넌트 모놀리스(400)는 제1 컷(430) 및 제2 컷(440)으로 컷팅되어서, 제1 내지 제10 프리즘(450 내지 459)이 광학 컴포넌트 모놀리스(400)의 나머지로부터 분리된 컬러 조합기/편광 변환기(460)로 되게 할 수 있다. 제1 및 제2 컷들(430, 440) 각각은, 예를 들어 플라이-컷팅, 레이저 절삭, 소잉, 밀링 등을 비롯한 임의의 적합한 기술에 의해 형성될 수 있으며, 요구되는 경우, 당업자에게 알려져 있는 바와 같이, 각각의 표면마다, 컬러 조합기(460)가 폴리싱될 수 있다.
도 4b는 도 4a의 기술에 의해 생성된 컬러 조합기/편광 변환기 시스템(401)의 개략 단면도를 도시한다. 컬러 조합기/편광 변환기 시스템(401)은 도 4a를 참조하여 기술된 컬러 조합기/편광 변환기(460), 및 제1, 제2, 및 제3 발광 다이오드(LED)를 포함한다. 제1 LED(470)는, 다른 곳에 기술된 바와 같이, 편광되지 않은 적색 광(471)을 제2 프리즘(451) 내로 주입하며, 여기서 그것은 적색 이색성 미러 필름(405a)으로부터 반사되고, 불변 상태로 녹색 이색성 미러 필름(405b) 및 청색 이색성 미러 필름(405c)을 통과하고, 그것이 반사된 p-편광의 적색 광(472) 및 투과된 p-편광의 적색 광(473)으로 나뉘는 반사 편광기 적층체(405d)에 가로막힌다. 반사된 p-편광의 적색 광(472)은 제7 프리즘(456)을 통과해 컬러 조합기(460)를 벗어난다. 투과된 p-편광의 적색 광(473)은 반사 편광기 필름(405e)으로부터 반사되고, 제9 프리즘(458)을 통과해 컬러 조합기(460)를 벗어난다.
제2 LED(480)는, 다른 곳에 기술된 바와 같이, 편광되지 않은 녹색 광(481)을 제4 프리즘(453) 내로 주입하며, 여기서 그것은 녹색 이색성 미러 필름(405b)으로부터 반사되고, 불변 상태로 청색 이색성 미러 필름(405c)을 통과하고, 그것이 반사된 p-편광의 녹색 광(482) 및 투과된 p-편광의 녹색 광(483)으로 나뉘는 반사 편광기 적층체(405d)에 가로막힌다. 반사된 p-편광의 녹색 광(482)은 제7 프리즘(456)을 통과해 컬러 조합기(460)를 벗어난다. 투과된 p-편광의 녹색 광(483)은 반사 편광기 필름(405e)으로부터 반사되고, 제9 프리즘(458)을 통과해 컬러 조합기(460)를 벗어난다.
제3 LED(490)는, 다른 곳에 기술된 바와 같이, 편광되지 않은 청색 광(491)을 제6 프리즘(455) 내로 주입하며, 여기서 그것은 청색 이색성 미러 필름(405c)으로부터 반사되고, 그것이 반사된 p-편광의 청색 광(492) 및 투과된 p-편광의 청색 광(493)으로 나뉘는 반사 편광기 적층체(405d)에 가로막힌다. 반사된 p-편광의 청색 광(492)은 제7 프리즘(456)을 통과해 컬러 조합기(460)를 벗어난다. 투과된 p-편광의 청색 광(493)은 반사 편광기 필름(405e)으로부터 반사되고, 제9 프리즘(458)을 통과해 컬러 조합기/편광 변환기(460)를 벗어난다. 반사 및 투과된 p-편광의 적색 광, 녹색 광, 및 청색 광(472, 473, 482, 483, 492, 493)의 조합은 총체적으로 조합되어 p-편광의 백색 광(495)이 된다.
실시예
광학 컴포넌트 어레이를 제조하였다. 제1 제조 단계에서, 90도의 협각을 갖는 프리즘 로드들은 0.5 인치(1.27 cm) 두께의 셀 캐스트 아크릴 시트(미국 뉴저지주 프린스턴 소재의 맥마스터-카(McMaster-Carr)로부터 입수가능함) 내로 기계가공하여, 인접한 프리즘 로드들 사이에 0.15 mm 두께 및 3 mm 폭의 랜드 영역을 남겨두었다. 밀링 프로세스 후, 쓰리엠 컴퍼니(3M Company)로부터 입수가능한 비퀴티(Vikuiti)™ MOF 반사 편광기를 희생 아크릴 플랫(sacrificial acrylic flat) 상에 이형가능하게 배치하였다. 적절한 양의 놀랜드(Norland) 75 UV 광학 접착제(Norland 75 UV Optical Adhesive)(미국 뉴저지주 크랜베리 소재의 놀랜드 프로덕츠(Norland Products)로부터 입수가능함)를 전체 범위의 밀링된 시트를 가로질러 100 내지 200 μm 층을 생성하기에 충분한 양으로 MOF 상에 침착시켰다. 밀링된 시트를 접착제 상부에 배치하였고, 접착제는 흘러나오는 것을 허용하였다. 이어서, 제조자의 지시에 따라 접착제를 경화시켰다. 이어서, MOF가 접착된 밀링된 시트를 희생 플랫으로부터 제거하였다. 제거된 MOF는 희생 플랫 상으로의 그의 원래 배치로부터 그의 평탄성을 유지했다. 이어서, 밀링된 시트/MOF 구성을 MOF 측이 위가 되도록 돌렸다. 제2 양의 접착제를 MOF 표면에 도포하였고, 제2 밀링된 시트를 전과 같이 도포하였다. 도웰 핀(Dowel pin)들을 정합 홀들 내에 삽입하여 2장의 시트들을 적절히 정렬시켰다. 접착제는 전과 같이 경화시켰고, PBS들의 어레이를 완성하였다. 개별 PBS들을 느슨하게 해체하고 연결 필름을 면도날로 컷팅함으로써 PBS들의 어레이를 개별 PBS들로 낱개화하였다. 프리즘 로드들을 또한, 칩핑(chipping) 또는 용융과 같은 프리즘 면들에 대한 상당한 손상이 없이, 다이아몬드 블레이드를 갖는 광학 톱과 같은 적합한 톱을 사용하여 크로스컷팅할 수 있거나, 또는 밀링할 수 있거나, 또는 레이저 컷팅할 수 있다. 프리즘들의 광학 표면들은 분해능의 임의의 감소를 최소화시키기에 충분히 양호했고, 프로젝션 응용에 적절히 양호한 것으로 판단되었다.
다음은 본 발명의 실시 형태들의 목록이다.
항목 1은 반사 편광기; 반사 편광기의 주표면에 접착되는 제1 대각면을 각각 갖는 복수의 제1 기계가공된 프리즘들; 및 반사 편광기의 대향하는 주표면에 접착되는 제2 대각면을 각각 갖는 복수의 제2 기계가공된 프리즘들을 포함하는 편광 빔 스플리터(PBS) 어레이로서, 복수의 제1 및 제2 기계가공된 프리즘들 각각은 서로 정합하도록 정렬되어 반사 편광기와 인접하는 PBS 어레이를 형성한다.
항목 2는 제1 랜드 영역이 인접하는 제1 기계가공된 프리즘들을 연결하고, 제2 랜드 영역이 인접하는 제2 기계가공된 프리즘들을 연결하는 항목 1의 PBS 어레이이다.
항목 3은 제1 기계가공된 프리즘들 및 제2 기계가공된 프리즘들이 각각 낮은 복굴절률 재료를 포함하는 항목 1 또는 항목 2의 PBS 어레이이다.
항목 4는 낮은 복굴절률 재료가 아크릴 중합체, 폴리카보네이트 중합체, 시클로-올레핀 공중합체, 또는 유리를 포함하는 항목 3의 PBS 어레이이다.
항목 5는 아크릴 중합체가 캐스트 아크릴 중합체인 항목 4의 PBS 어레이이다.
항목 6은 반사 편광기가 중합체 다층 광학 필름 편광기, 맥닐 편광기, 또는 와이어-그리드 편광기를 포함하는 항목 1 내지 항목 5의 PBS 어레이이다.
항목 7은 복수의 제1 기계가공된 프리즘들 및 복수의 제2 기계가공된 프리즘들이 각각 직사각형 형상 어레이를 형성하는 항목 1 내지 항목 6의 PBS 어레이이다.
항목 8은 기계가공된 프리즘들이 기계 폴리싱, 화염 폴리싱, 증기 폴리싱, 또는 이들의 조합을 포함하는 기술을 이용하여 폴리싱되는 항목 1 내지 항목 7의 PBS 어레이이다.
항목 9는 반사 편광기가 주변부를 포함하고, 반사 편광기의 주표면의 주변부에 인접하게 배치되는 제1 프레임, 반사 편광기의 대향하는 주표면의 주변부에 인접하게 배치되는 제2 프레임, 및 제1 프레임 및 제2 프레임 각각 내에 배치되고 정렬되는 정합 특징부들을 추가로 포함하는 항목 1 내지 항목 8의 PBS 어레이이다.
항목 10은 기재 필름; 기재 필름의 주표면에 접착되는 제1 프리즘 표면을 각각 갖는 복수의 제1 기계가공된 프리즘 구조물들; 및 기재 필름의 대향하는 주표면에 접착되는 제2 프리즘 표면을 각각 갖는 복수의 제2 기계가공된 프리즘 구조물들을 포함하는 광학 컴포넌트 어레이로서, 복수의 제1 및 제2 기계가공된 프리즘 구조물들 각각은 서로 정합하도록 정렬된다.
항목 11은 제1 및 제2 기계가공된 프리즘 구조물들의 대향하는 쌍들이 직사각형 프리즘 광학 요소들을 형성하는 항목 10의 광학 컴포넌트 어레이이다.
항목 12는 제1 랜드 영역이 인접하는 제1 기계가공된 프리즘 구조물들을 연결하고, 제2 랜드 영역이 인접하는 제2 기계가공된 프리즘 구조물들을 연결하는 항목 10 또는 항목 11의 광학 컴포넌트 어레이이다.
항목 13은 제1 기계가공된 프리즘 구조물들 및 제2 기계가공된 프리즘 구조물들이 각각 낮은 복굴절률 재료를 포함하는 항목 10 내지 항목 12의 광학 컴포넌트 어레이이다.
항목 14는 낮은 복굴절률 재료가 아크릴 중합체, 폴리카보네이트 중합체, 또는 시클로-올레핀 공중합체를 포함하는 항목 13의 광학 컴포넌트 어레이이다.
항목 15는 아크릴 중합체가 캐스트 아크릴인 항목 14의 광학 컴포넌트 어레이이다.
항목 16은 기재 필름이 접착제, 투명 플라스틱, 유리, 이색성 코팅, 스캐터링 재료, 반사 편광기, 흡광형 편광기, 다층 광학 필름, 지연기, 반사기, 역반사기, 미세구조화 재료, 렌티큘러 구조화 재료, 프레스넬 구조화 재료, 흡광기, 또는 이들의 조합을 포함하는 항목 10 내지 항목 15의 광학 컴포넌트 어레이이다.
항목 17은 기재 필름이 필름 적층체를 포함하는 항목 10 내지 항목 16의 광학 컴포넌트 어레이이다.
항목 18은 필름 적층체가 무기 필름들 및 코팅들 또는 다층 필름 스택들을 포함하는 다층 유전체 필름; 반사 편광기들 및 흡광형 편광기들과 같은 편광기들을 포함하는, 중합체 필름들, 중합체 필름 적층체들, 및 다층 중합체 필름들과 같은 유기 필름들; 중합체 다층 광학 필름 편광기들, 맥닐 편광기들, 및 와이어-그리드 편광기들을 포함하는 편광기들; 1/4-파 지연기들 및 반파 지연기들을 포함하는 지연기들; 및 유기 또는 무기 이색성 반사기들 및 흡광기들과 같은 필름들 또는 코팅들로부터 선택되는 적어도 2개의 필름들을 포함하는 항목 17의 광학 컴포넌트 어레이이다.
항목 19는 복수의 제1 기계가공된 프리즘 구조물들 및 복수의 제2 기계가공된 프리즘 구조물들 각각이 직사각형 형상 어레이를 형성하는 항목 10 내지 항목 18의 광학 컴포넌트 어레이이다.
항목 20은 기재 필름이 주변부를 포함하며, 기재 필름의 주표면의 주변부에 인접하게 배치되는 제1 프레임, 기재 필름의 대향하는 주표면의 주변부에 인접하게 배치되는 제2 프레임, 및 제1 프레임 및 제2 프레임 각각 내에 배치되고 정렬되는 정합 특징부들을 추가로 포함하는 항목 10 내지 항목 19의 광학 컴포넌트 어레이이다.
항목 21은 기재 필름; 기재 필름의 주표면에 접착되는 제1 표면 및 인접하는 제1 기계가공된 구조물들을 연결하는 제1 랜드 영역을 각각 갖는 복수의 제1 기계가공된 구조물들; 및 기재 필름의 대향하는 주표면에 접착되는 제2 표면 및 인접하는 제2 기계가공된 구조물들을 연결하는 제2 랜드 영역을 각각 갖는 복수의 제2 기계가공된 구조물들을 포함하는 광학 컴포넌트 어레이로서, 복수의 제1 및 제2 기계가공된 구조물들 각각은 제1 랜드 영역 및 제2 랜드 영역의 적어도 일부가 서로 정합하도록 정렬되게 그리고 기재 필름에 의해 분리되게 정렬된다.
항목 22는 제1 기계가공된 구조물들 및 제2 기계가공된 구조물들 각각이 낮은 복굴절률 재료를 포함하는 항목 21의 광학 컴포넌트 어레이이다.
항목 23은 낮은 복굴절률 재료가 아크릴 중합체, 폴리카보네이트 중합체, 시클로-올레핀 공중합체, 또는 유리를 포함하는 항목 22의 광학 컴포넌트 어레이이다.
항목 24는 아크릴 중합체가 캐스트 아크릴인 항목 23의 광학 컴포넌트 어레이이다.
항목 25는 기재 필름이 접착제, 투명 플라스틱, 유리, 이색성 코팅, 스캐터링 재료, 반사 편광기, 흡광형 편광기, 다층 광학 필름, 지연기, 반사기, 역반사기, 미세구조화 재료, 렌티큘러 구조화 재료, 프레스넬 구조화 재료, 흡광기, 또는 이들의 조합을 포함하는 항목 21 내지 항목 24의 광학 컴포넌트 어레이이다.
항목 26은 기재 필름이 필름 적층체를 포함하는 항목 21 내지 항목 25의 광학 컴포넌트 어레이이다.
항목 27은 필름 적층체가 무기 필름들 및 코팅들 또는 다층 필름 스택들을 포함하는 다층 유전체 필름; 반사 편광기들 및 흡광형 편광기들과 같은 편광기들을 포함하는, 중합체 필름들, 중합체 필름 적층체들, 및 다층 중합체 필름들과 같은 유기 필름들; 중합체 다층 광학 필름 편광기들, 맥닐 편광기들, 및 와이어-그리드 편광기들을 포함하는 편광기들; 1/4-파 지연기들 및 반파 지연기들을 포함하는 지연기들; 및 유기 또는 무기 이색성 반사기들 및 흡광기들과 같은 필름들 또는 코팅들로부터 선택되는 적어도 2개의 필름들을 포함하는 항목 26의 광학 컴포넌트 어레이이다.
항목 28은 복수의 제1 기계가공된 구조물들 및 복수의 제2 기계가공된 구조물들 각각이 직사각형 형상 어레이를 형성하는 항목 21 내지 항목 27의 광학 컴포넌트 어레이이다.
항목 29는 기재 필름이 주변부를 포함하며, 기재 필름의 주표면의 주변부에 인접하게 배치되는 제1 프레임, 기재 필름의 대향하는 주표면의 주변부에 인접하게 배치되는 제2 프레임, 및 제1 프레임 및 제2 프레임 각각 내에 배치되고 정렬되는 정합 특징부들을 추가로 포함하는 항목 21 내지 항목 24의 광학 컴포넌트 어레이이다.
항목 30은 제1 복수의 평행한 V자형 리지들을 제1 평표면에 대향하는 제1 시트 내로 기계가공하여, 인접하는 V자형 리지들이 제1 랜드 영역에 의해 분리되게 하는 단계; 제2 복수의 평행한 V자형 리지들을 제2 평표면에 대향하는 제2 시트 내로 기계가공하여, 인접하는 V자형 리지들이 제2 랜드 영역에 의해 분리되게 하는 단계; 제1 평표면과 제2 평표면 사이에 기재 필름을 위치시키는 단계; 제1 복수의 평행한 V자형 리지들을 제2 복수의 평행한 V자형 리지들과 정합하도록 정렬시키는 단계; 및 제1 평표면과 제2 평표면 사이에 기재 필름을 접착하는 단계를 포함하는 PBS 어레이를 제조하는 방법이다.
항목 31은 제1 시트와 제2 시트 사이에 기재 필름을 접착하는 단계; 제1 복수의 평행한 V자형 리지들을 제1 시트 내로 기계가공하여, 인접하는 V자형 리지들이 제1 랜드 영역에 의해 분리되게 하는 단계; 및 제2 복수의 평행한 V자형 리지들을 제2 시트 내로 기계가공하여, 인접하는 V자형 리지들이 제2 랜드 영역에 의해 분리되게 그리고 제1 복수의 평행한 V자형 리지들이 제2 복수의 평행한 V자형 리지들과 정합하도록 정렬되게 하는 단계를 포함하는 PBS 어레이를 제조하는 방법이다.
항목 32는 제1 복수의 평행한 V자형 리지들 및 제2 복수의 평행한 V자형 리지들에 대한 각도로 제1 및 제2 시트들 중 적어도 하나 내로 크로스컷들을 기계가공하는 단계를 추가로 포함하는 항목 30 또는 항목 31의 방법이다.
항목 33은 크로스컷들이 제1 복수의 평행한 V자형 리지들 및 제2 복수의 평행한 V자형 리지들에 수직인 항목 32의 방법이다.
항목 34는 적어도 2개의 제1 홈들을 제1 평표면에 대향하는 제1 시트 내로 기계가공하여, 제1 랜드 영역이 각각의 제1 홈을 제1 평표면으로부터 분리시키는 단계; 적어도 2개의 제2 홈들을 제2 평표면에 대향하는 제2 시트 내로 기계가공하여, 제2 랜드 영역이 각각의 제2 홈을 제2 평표면으로부터 분리시키는 단계; 제1 평표면과 제2 평표면 사이에 기재 필름을 위치시키는 단계; 적어도 2개의 제1 홈들을 적어도 2개의 제2 홈들과 정합하도록 정렬하는 단계; 및 제1 평표면과 제2 평표면 사이에 기재 필름을 접착하는 단계를 포함하는 광학 컴포넌트 어레이를 제조하는 방법이다.
항목 35는 제1 시트와 제2 시트 사이에 기재 필름을 접착하는 단계; 적어도 2개의 제1 홈들을 제1 시트 내로 기계가공하여, 적어도 2개의 제1 홈들 각각이 제1 랜드 영역에 의해 기재 필름으로부터 분리되게 하는 단계; 및 적어도 2개의 제2 홈들을 제2 시트 내로 기계가공하여, 적어도 2개의 제2 홈들 각각이 제2 랜드 영역에 의해 시트로부터 분리되게 그리고 제1 랜드 영역 및 제2 랜드 영역이 기재 필름을 맞대고 정합하도록 정렬되게 하는 단계를 포함하는 광학 컴포넌트 어레이를 제조하는 방법이다.
항목 36은 제1 및 제2 랜드 영역들에 수직인 크로스컷들을 기계가공하는 단계를 추가로 포함하는 항목 30 내지 항목 35 중 어느 한 항목의 방법이다.
항목 37은 기계가공이 밀링 및 플라이-컷팅을 포함하는 항목 30 내지 항목 36 중 어느 한 항목의 방법이다.
항목 38은 적어도 2개의 제1 홈들 및 적어도 2개의 제2 홈들에 대한 각도로 제1 및 제2 시트들 중 적어도 하나 내로 크로스컷들을 기계가공하는 단계를 추가로 포함하는 항목 36 또는 항목 37의 방법이다.
항목 39는 크로스컷들이 적어도 2개의 제1 홈들 및 적어도 2개의 홈들에 수직인 항목 37의 방법이다.
항목 40은 기계가공이 밀링 및 플라이-컷팅을 포함하는 항목 30 내지 항목 39 중 어느 한 항목의 방법이다.
항목 41은 기재 필름이 접착제, 투명 플라스틱, 유리, 이색성 코팅, 스캐터링 재료, 반사 편광기, 흡광형 편광기, 다층 광학 필름, 지연기, 반사기, 역반사기, 미세구조화 재료, 렌티큘러 구조화 재료, 프레스넬 구조화 재료, 흡광기, 또는 이들의 조합을 포함하는 항목 30 내지 항목 40 중 어느 한 항목의 방법이다.
항목 42는 레이저 컷팅, 소잉, 밀링, 플라이-컷팅, 또는 이들의 조합에 의해 기재 필름, 제1 랜드 영역 및 제2 랜드 영역을 절단함으로써 광학 컴포넌트 어레이를 낱개화하는 단계를 추가로 포함하는 항목 30 내지 항목 41 중 어느 한 항목의 방법이다.
항목 43은 평면형 광학 스택; 및 평면형 광학 스택 내로 기계가공되는 복수의 제1 구조물들 - 복수의 제1 구조물들 각각은 평면형 광학 스택의 주표면에 근접해 있는 제1 표면, 및 인접하는 제1 구조물들을 연결하는 제1 랜드 영역을 가짐 - 을 포함하는 광학 컴포넌트 어레이이다.
항목 44는 평면형 광학 스택의 대향하는 주표면에 근접해 있는 제2 표면, 및 인접하는 제2 기계가공된 구조물들을 연결하는 제2 랜드 영역을 각각 갖는 복수의 제2 기계가공된 구조물들을 추가로 포함하고, 복수의 제1 및 제2 기계가공된 구조물들 각각이 정합하도록 정렬되어 실질적으로 동일한 광학 컴포넌트들의 어레이를 형성하는 항목 43의 광학 컴포넌트 어레이이다.
항목 45는 평면형 광학 스택이 접착제, 투명 플라스틱, 유리, 이색성 코팅, 스캐터링 재료, 반사 편광기, 흡광형 편광기, 다층 광학 필름, 지연기, 반사기, 역반사기, 미세구조화 재료, 렌티큘러 구조화 재료, 프레스넬 구조화 재료, 흡광기, 또는 이들의 조합을 포함하는 항목 43 또는 항목 44의 광학 컴포넌트 어레이이다.
달리 지시되지 않는 한, 명세서 및 특허청구범위에 사용되는, 특징부 크기, 양 및 물리적 특성들을 표현하는 모든 수치는 "약"이라는 용어에 의해 수식되는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 반대로 지시되지 않는 한, 전술된 명세서 및 첨부된 특허청구범위에 기재된 수치 파라미터는 당업자가 본 명세서에 개시된 교시 내용을 이용하여 얻고자 하는 원하는 특성에 따라 변할 수 있는 근사치이다.
본 명세서에 인용된 모든 참고 문헌 및 공보는 그들이 본 발명과 직접적으로 모순될 수 있는 경우를 제외하고는, 명백히 전체적으로 본 개시 내용에 참고로 포함된다. 특정의 실시 형태들이 본 명세서에 예시되고 기술되어 있지만, 당업자라면 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 다양한 대안 및/또는 등가의 구현이 도시되고 기술된 특정의 실시 형태를 대신할 수 있다는 것을 잘 알 것이다. 본 출원은 본 명세서에 기술된 특정 실시 형태의 임의의 적응 또는 변형을 포함하도록 의도된다. 따라서, 본 발명은 오직 특허청구범위 및 그의 등가물에 의해서만 한정되는 것으로 의도된다.

Claims (43)

  1. 편광 빔 스플리터(polarizing beamsplitter: PBS) 어레이로서,
    반사 편광기;
    반사 편광기의 주표면에 접착되는 제1 대각면을 각각 갖는 복수의 제1 기계가공된 프리즘(machined prism)들; 및
    반사 편광기의 대향하는 주표면에 접착되는 제2 대각면을 각각 갖는 복수의 제2 기계가공된 프리즘들을 포함하며,
    복수의 제1 및 제2 기계가공된 프리즘들 각각은 서로 정합하도록 정렬되어 반사 편광기와 인접하는 PBS 어레이를 형성하는 PBS 어레이.
  2. 제1항에 있어서, 제1 랜드 영역은 인접하는 제1 기계가공된 프리즘들을 연결하고, 제2 랜드 영역은 인접하는 제2 기계가공된 프리즘들을 연결하는 PBS 어레이.
  3. 제1항에 있어서, 제1 기계가공된 프리즘들 및 제2 기계가공된 프리즘들은 각각 낮은 복굴절률 재료를 포함하는 PBS 어레이.
  4. 제3항에 있어서, 낮은 복굴절률 재료는 아크릴 중합체, 폴리카보네이트 중합체, 시클로-올레핀 공중합체, 또는 유리를 포함하는 PBS 어레이.
  5. 제4항에 있어서, 아크릴 중합체는 캐스트 아크릴 중합체(cast acrylic polymer)인 PBS 어레이.
  6. 제1항에 있어서, 반사 편광기는 중합체 다층 광학 필름 편광기, 맥닐 편광기(McNeill polarizer), 또는 와이어-그리드 편광기(wire-grid polarizer)를 포함하는 PBS 어레이.
  7. 제1항에 있어서, 복수의 제1 기계가공된 프리즘들 및 복수의 제2 기계가공된 프리즘들은 각각 직사각형 형상 어레이를 형성하는 PBS 어레이.
  8. 제1항에 있어서, 기계가공된 프리즘들은 기계 폴리싱, 화염 폴리싱, 증기 폴리싱, 또는 이들의 조합을 포함하는 기술을 이용하여 폴리싱되는 PBS 어레이.
  9. 제1항에 있어서, 반사 편광기는 주변부를 포함하고, 반사 편광기의 주표면의 주변부에 인접하게 배치되는 제1 프레임, 반사 편광기의 대향하는 주표면의 주변부에 인접하게 배치되는 제2 프레임, 및 제1 프레임 및 제2 프레임 각각 내에 배치되고 정렬되는 정합 특징부(registration feature)들을 추가로 포함하는 PBS 어레이.
  10. 광학 컴포넌트 어레이로서,
    기재 필름;
    기재 필름의 주표면에 접착되는 제1 대각면을 각각 갖는 복수의 제1 기계가공된 프리즘 구조물들; 및
    기재 필름의 대향하는 주표면에 접착되는 제2 대각면을 각각 갖는 복수의 제2 기계가공된 프리즘 구조물들을 포함하며,
    복수의 제1 및 제2 기계가공된 프리즘 구조물들 각각은 서로 정합하도록 정렬되는 광학 컴포넌트 어레이.
  11. 제10항에 있어서, 제1 및 제2 기계가공된 프리즘 구조물들의 대향하는 쌍들은 직사각형 프리즘 광학 요소들을 형성하는 광학 컴포넌트 어레이.
  12. 제10항에 있어서, 제1 랜드 영역은 인접하는 제1 기계가공된 프리즘 구조물들을 연결하고, 제2 랜드 영역은 인접하는 제2 기계가공된 프리즘 구조물들을 연결하는 광학 컴포넌트 어레이.
  13. 제10항에 있어서, 제1 기계가공된 프리즘 구조물들 및 제2 기계가공된 프리즘 구조물들은 각각 낮은 복굴절률 재료를 포함하는 광학 컴포넌트 어레이.
  14. 제13항에 있어서, 낮은 복굴절률 재료는 아크릴 중합체, 폴리카보네이트 중합체, 또는 시클로-올레핀 공중합체를 포함하는 광학 컴포넌트 어레이.
  15. 제14항에 있어서, 아크릴 중합체는 캐스트 아크릴인 광학 컴포넌트 어레이.
  16. 제10항에 있어서, 기재 필름은 접착제, 투명 플라스틱, 유리, 이색성 코팅, 스캐터링 재료, 반사 편광기, 흡광형 편광기, 다층 광학 필름, 지연기(retarder), 반사기, 역반사기, 미세구조화 재료(microstructured material), 렌티큘러 구조화 재료(lenticular structured material), 프레스넬 구조화 재료(fresnel structured material), 흡광기, 또는 이들의 조합을 포함하는 광학 컴포넌트 어레이.
  17. 제10항에 있어서, 기재 필름은 필름 적층체를 포함하는 광학 컴포넌트 어레이.
  18. 제17항에 있어서, 필름 적층체는 무기 필름들 및 코팅들 또는 다층 필름 스택(stack)들을 포함하는 다층 유전체 필름; 반사 편광기들 및 흡광형 편광기들과 같은 편광기들을 포함하는, 중합체 필름들, 중합체 필름 적층체들, 및 다층 중합체 필름들과 같은 유기 필름들; 중합체 다층 광학 필름 편광기들, 맥닐 편광기들, 및 와이어-그리드 편광기들을 포함하는 편광기들; 1/4-파 지연기(quarter-wave retarder)들 및 반파 지연기(half-wave retarder)들을 포함하는 지연기들; 및 유기 또는 무기 이색성 반사기들 및 흡광기들과 같은 필름들 또는 코팅들로부터 선택되는 적어도 2개의 필름들을 포함하는 광학 컴포넌트 어레이.
  19. 제10항에 있어서, 복수의 제1 기계가공된 프리즘 구조물들 및 복수의 제2 기계가공된 프리즘 구조물들은 각각 직사각형 형상 어레이를 형성하는 광학 컴포넌트 어레이.
  20. 제10항에 있어서, 기재 필름은 주변부를 포함하며, 기재 필름의 주표면의 주변부에 인접하게 배치되는 제1 프레임, 기재 필름의 대향하는 주표면의 주변부에 인접하게 배치되는 제2 프레임, 및 제1 프레임 및 제2 프레임 각각 내에 배치되고 정렬되는 정합 특징부들을 추가로 포함하는 광학 컴포넌트 어레이.
  21. 광학 컴포넌트 어레이로서,
    기재 필름;
    기재 필름의 주표면에 접착되는 제1 표면 및 인접하는 제1 기계가공된 구조물들을 연결하는 제1 랜드 영역을 각각 갖는 복수의 제1 기계가공된 구조물들; 및
    기재 필름의 대향하는 주표면에 접착되는 제2 표면 및 인접하는 제2 기계가공된 구조물들을 연결하는 제2 랜드 영역을 각각 갖는 복수의 제2 기계가공된 구조물들을 포함하며,
    복수의 제1 및 제2 기계가공된 구조물들 각각은 제1 랜드 영역 및 제2 랜드 영역의 적어도 일부가 서로 정합하도록 정렬되게 그리고 기재 필름에 의해 분리되게 정렬되는 광학 컴포넌트 어레이.
  22. 제21항에 있어서, 제1 기계가공된 구조물들 및 제2 기계가공된 구조물들 각각은 낮은 복굴절률 재료를 포함하는 광학 컴포넌트 어레이.
  23. 제22항에 있어서, 낮은 복굴절률 재료는 아크릴 중합체, 폴리카보네이트 중합체, 시클로-올레핀 공중합체, 또는 유리를 포함하는 광학 컴포넌트 어레이.
  24. 제23항에 있어서, 아크릴 중합체는 캐스트 아크릴인 광학 컴포넌트 어레이.
  25. 제21항에 있어서, 기재 필름은 접착제, 투명 플라스틱, 유리, 이색성 코팅, 스캐터링 재료, 반사 편광기, 흡광형 편광기, 다층 광학 필름, 지연기, 반사기, 역반사기, 미세구조화 재료, 렌티큘러 구조화 재료, 프레스넬 구조화 재료, 흡광기, 또는 이들의 조합을 포함하는 광학 컴포넌트 어레이.
  26. 제21항에 있어서, 기재 필름은 필름 적층체를 포함하는 광학 컴포넌트 어레이.
  27. 제26항에 있어서, 필름 적층체는 무기 필름들 및 코팅들 또는 다층 필름 스택들을 포함하는 다층 유전체 필름; 반사 편광기들 및 흡광형 편광기들과 같은 편광기들을 포함하는, 중합체 필름들, 중합체 필름 적층체들, 및 다층 중합체 필름들과 같은 유기 필름들; 중합체 다층 광학 필름 편광기들, 맥닐 편광기들, 및 와이어-그리드 편광기들을 포함하는 편광기들; 1/4-파 지연기들 및 반파 지연기들을 포함하는 지연기들; 및 유기 또는 무기 이색성 반사기들 및 흡광기들과 같은 필름들 또는 코팅들로부터 선택되는 적어도 2개의 필름들을 포함하는 광학 컴포넌트 어레이.
  28. 제21항에 있어서, 복수의 제1 기계가공된 구조물들 및 복수의 제2 기계가공된 구조물들은 각각 직사각형 어레이를 형성하는 광학 컴포넌트 어레이.
  29. 제21항에 있어서, 기재 필름은 주변부를 포함하며, 기재 필름의 주표면의 주변부에 인접하게 배치되는 제1 프레임, 기재 필름의 대향하는 주표면의 주변부에 인접하게 배치되는 제2 프레임, 및 제1 프레임 및 제2 프레임 각각 내에 배치되고 정렬되는 정합 특징부들을 추가로 포함하는 광학 컴포넌트 어레이.
  30. PBS 어레이를 제조하는 방법으로서,
    제1 복수의 평행한 V자형 리지들을 제1 평표면에 대향하는 제1 시트 내로 기계가공하여, 인접하는 V자형 리지들이 제1 랜드 영역에 의해 분리되게 하는 단계;
    제2 복수의 평행한 V자형 리지들을 제2 평표면에 대향하는 제2 시트 내로 기계가공하여, 인접하는 V자형 리지들이 제2 랜드 영역에 의해 분리되게 하는 단계;
    제1 평표면과 제2 평표면 사이에 기재 필름을 위치시키는 단계;
    제1 복수의 평행한 V자형 리지들을 제2 복수의 평행한 V자형 리지들과 정합하도록 정렬시키는 단계; 및
    제1 평표면과 제2 평표면 사이에 기재 필름을 접착하는 단계를 포함하는 방법.
  31. PBS 어레이를 제조하는 방법으로서,
    제1 시트와 제2 시트 사이에 기재 필름을 접착하는 단계;
    제1 복수의 평행한 V자형 리지들을 제1 시트 내로 기계가공하여, 인접하는 V자형 리지들이 제1 랜드 영역에 의해 분리되게 하는 단계; 및
    제2 복수의 평행한 V자형 리지들을 제2 시트 내로 기계가공하여, 인접하는 V자형 리지들이 제2 랜드 영역에 의해 분리되게 그리고 제1 복수의 평행한 V자형 리지들이 제2 복수의 평행한 V자형 리지들과 정합하도록 정렬되게 하는 단계를 포함하는 방법.
  32. 제30항 또는 제31항에 있어서, 제1 복수의 평행한 V자형 리지들 및 제2 복수의 평행한 V자형 리지들에 대한 각도로 제1 및 제2 시트들 중 적어도 하나 내로 크로스컷들을 기계가공하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  33. 제32항에 있어서, 크로스컷들은 제1 복수의 평행한 V자형 리지들 및 제2 복수의 평행한 V자형 리지들에 수직인 방법.
  34. 광학 컴포넌트 어레이를 제조하는 방법으로서,
    적어도 2개의 제1 홈들을 제1 평표면에 대향하는 제1 시트 내로 기계가공하여, 제1 랜드 영역이 각각의 제1 홈을 제1 평표면으로부터 분리시키는 단계;
    적어도 2개의 제2 홈들을 제2 평표면에 대향하는 제2 시트 내로 기계가공하여, 제2 랜드 영역이 각각의 제2 홈을 제2 평표면으로부터 분리시키는 단계;
    제1 평표면과 제2 평표면 사이에 기재 필름을 위치시키는 단계;
    적어도 2개의 제1 홈들을 적어도 2개의 제2 홈들과 정합하도록 정렬하는 단계; 및
    제1 평표면과 제2 평표면 사이에 기재 필름을 접착하는 단계를 포함하는 방법.
  35. 광학 컴포넌트 어레이를 제조하는 방법으로서,
    제1 시트와 제2 시트 사이에 기재 필름을 접착하는 단계;
    적어도 2개의 제1 홈들을 제1 시트 내로 기계가공하여, 적어도 2개의 제1 홈들 각각이 제1 랜드 영역에 의해 기재 필름으로부터 분리되게 하는 단계; 및
    적어도 2개의 제2 홈들을 제2 시트 내로 기계가공하여, 적어도 2개의 제2 홈들 각각이 제2 랜드 영역에 의해 기재 필름으로부터 분리되게 그리고 제1 랜드 영역 및 제2 랜드 영역이 기재 필름을 맞대고 정합하도록 정렬되게 하는 단계를 포함하는 방법.
  36. 제34항 또는 제35항에 있어서, 적어도 2개의 제1 홈들 및 적어도 2개의 제2 홈들에 대한 각도로 제1 및 제2 시트들 중 적어도 하나 내로 크로스컷들을 기계가공하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  37. 제36항에 있어서, 크로스컷들은 적어도 2개의 제1 홈들 및 적어도 2개의 홈들에 수직인 방법.
  38. 제30항, 제31항, 제34항 및 제35항 중 어느 한 항에 있어서, 기계가공은 밀링(milling) 및 플라이-컷팅(fly-cutting)을 포함하는 방법.
  39. 제30항, 제31항, 제34항 및 제35항 중 어느 한 항에 있어서, 기재 필름은 접착제, 투명 플라스틱, 유리, 이색성 코팅, 스캐터링 재료, 반사 편광기, 흡광형 편광기, 다층 광학 필름, 지연기, 반사기, 역반사기, 미세구조화 재료, 렌티큘러 구조화 재료, 프레스넬 구조화 재료, 흡광기, 또는 이들의 조합을 포함하는 방법.
  40. 제30항, 제31항, 제34항 및 제35항 중 어느 한 항에 있어서, 레이저 컷팅, 소잉, 밀링, 플라이-컷팅, 또는 이들의 조합에 의해 기재 필름, 제1 랜드 영역, 및 제2 랜드 영역을 절단함으로써 광학 컴포넌트 어레이를 낱개화하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  41. 광학 컴포넌트 어레이로서,
    평면형 광학 스택; 및
    평면형 광학 스택 내로 기계가공되는 복수의 제1 구조물들 - 복수의 제1 구조물들 각각은 평면형 광학 스택의 주표면에 근접해 있는 제1 표면, 및 인접하는 제1 구조물들을 연결하는 제1 랜드 영역을 가짐 - 을 포함하는 광학 컴포넌트 어레이.
  42. 제41항에 있어서, 평면형 광학 스택의 대향하는 주표면에 근접해 있는 제2 표면, 및 인접하는 제2 기계가공된 구조물들을 연결하는 제2 랜드 영역을 각각 갖는 복수의 제2 기계가공된 구조물들을 추가로 포함하고, 복수의 제1 및 제2 기계가공된 구조물들 각각은 정합하도록 정렬되어 실질적으로 동일한 광학 컴포넌트들의 어레이를 형성하는 광학 컴포넌트 어레이.
  43. 제41항에 있어서, 평면형 광학 스택은 접착제, 투명 플라스틱, 유리, 이색성 코팅, 스캐터링 재료, 반사 편광기, 흡광형 편광기, 다층 광학 필름, 지연기, 반사기, 역반사기, 미세구조화 재료, 렌티큘러 구조화 재료, 프레스넬 구조화 재료, 흡광기, 또는 이들의 조합을 포함하는 광학 컴포넌트 어레이.
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