KR20170066281A - 광-발생원들을 이용한 광 확산 - Google Patents

광-발생원들을 이용한 광 확산 Download PDF

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Abstract

후면 발광 디바이스, 이를테면 디스플레이 또는 키보드를 소프트한, 균일한 광으로 조명하도록 광가이드의 복수의 광-발생원을 배향하는 것에 관한 기술들이 본 출원에 설명된다. 이 요약은 청구항들의 범위 또는 의미를 해석 또는 제한하기 위해 사용되지 않을 것이라는 이해로 제출된다.

Description

광-발생원들을 이용한 광 확산{LIGHT DIFFUSION WITH LIGHT-GENERATING SOURCES}
우선권 주장 및 관련 출원들에 대한 상호 참조
본 출원은 35 U.S.C. §119⒠⑴에 따라, 2014년 5월 15일에 출원된, 미국 가 출원 제61/994,021호의 혜택을 주장하며, 이는 그 전체가 이에 의해 참조로 원용된다.
통상적으로, 광 확산은 그것이 반투명한 물질을 통과하는 것에 의한 그리고/또는 그것을 부분-반사 표면에 부딪쳐 튀게 하는 것에 의한 직사광의 산란을 수반한다. 사진사들은 보통 광 확산을 이용함으로써 "보다 소프트한" 광을 만들어 낸다.
태양 또는 백열 전구 같은 밝은 광원에 의해 생성되는 광 빔들은 직선이다. 확산된 광 빔들은 투명하지 않은 무언가를 통과하거나 다른 표면에 부딪쳐 튄다. 확산된 광 빔들은 상이한 방향들로 산란한다. 이러한 확산된 광은 보다 소프트하고, 밝은 광원들로부터의 직사광만큼 보는 사람 눈에 거슬려 보이지 않을 것이다.
광 빔들은 또한 광선들로 불리운다. 광선들은 광자들로 구성된다. 광 확산은 광자 확산으로 설명될 수 있다.
따라서, 광자 확산은 광자들이 흡수되는 것이라 반복된 산란 이벤트들을 겪으며 물질을 지나 이동하는 것이다. 이들 산란 이벤트는 광자들의 경로의 방향을 변경한다. 그 다음 임의의 주어진 광자의 경로는 사실상 랜덤 워크(random walk)이다. 그러한 광자들의 큰 총체는 물질에서의 확산을 나타낸다고 말할 수 있다.
발광 다이오드(LED)는 광을 발산하는 2-리드 반도체 광원이다. 1960년대 초반 그것들의 도입 이후, 그것들은 점점 더 보다 효과적이게 되고 인기를 끌게 되었다. LED 광은 디스플레이들, 이를테면 컴퓨터 모니터들, 텔레비전들, 태블릿 컴퓨터들, 및 터치스크린 스마트폰들을 조명한다.
불행하게도, LED는 원치 않는 "핫 스팟(hot spot)"을 초래하는 광의 핀포인트(즉, 포인트 광)를 초래한다. 반대로, 바람직한 디스플레이들은 소프트하고 균일한 조명을 갖는다.
이에 대응하여, 핫 스팟들을 개선하기 위한 종래의 확산 기술들이 존재한다. 종래의 확산 기술은 통상적으로 핀포인트 광원들로부터의 광 빔을 굴절 및/또는 반사시키기 위한 다수의 보통 상이한 막 또는 기판의 레이어링을 수반한다. 그러나, 훨씬 더 얇은 전자 디바이스들에 대한 끊임없는 욕구는 확산기들에 의해 점유되는 체적을 점점 더 보다 가치있게 만든다. 결과적으로, 최신 전자 디바이스들에서의 종래의 확산기들을 위한 공간은 점점 줄어들고 있다.
도 1a는 후속 도면들의 예시적인 시스템이 복수의 LED에 적용되기 전, 복수의 LED에 의해 생성되는 복수의 광 포인트를 예시하는 도해이다.
도 1b는 후속 도면들의 예시적인 시스템이 도 1a의 복수의 LED에 적용된 후, 복수의 광 포인트를 예시하는 도해이다.
도 2는 구현예에 따른, 광가이드의 에지 주위를 감싸는 기판의 몇몇 세부 사항을 도시하여, 후면광 장치를 구현하는 예시적인 시스템을 예시하는 블록도이다.
도 3은 구현예에 따른, 충전부 비노출 키보드의 몇몇 세부 사항을 도시하여, 키보드 어셈블리를 구현하는 예시적인 시스템을 예시하는 블록도이다.
도 4는 구현예에 따른, 광-발생원들이 확산 측에 배치된 기판의 몇몇 세부 사항을 도시하여, 후면광 장치를 구현하는 예시적인 시스템을 예시하는 블록도이다.
도 5는 구현예에 따른, 광을 광플레이트로 발산하도록 구성된 광-발생원들의 몇몇 세부 사항을 도시하여, 후면광 장치를 구현하는 예시적인 시스템을 예시하는 블록도이다.
도 6은 구현예에 따른, 광-발생원들이 프리즘으로 형성된 확산 층 반대에 배치된 기판의 몇몇 세부 사항을 도시하여, 후면광 장치를 구현하는 예시적인 시스템을 예시하는 블록도이다.
도 7은 구현예에 따른, 광을 광플레이트 및 프리즘으로 형성된 확산 층으로 발산하도록 구성된 광-발생원들의 몇몇 세부 사항을 도시하여, 후면광 장치를 구현하는 예시적인 시스템을 예시하는 블록도이다.
상세한 설명은 첨부한 도면들을 참조한다. 도면들에서, 참조 부호의 제일 왼쪽의 숫자(들)는 참조 부호가 먼저 나타나는 도면을 식별한다. 동일한 부호들이 동일한 피처들 및 구성요소들을 참조하기 위해 도면들 전체에 걸쳐 사용된다.
기술들 및 디바이스들은 균일한 조명, 특히 후면광을 제공한다. 그러한 후면광은 많은 디바이스, 이를테면 디스플레이 또는 키보드에 대해 사용될 수 있다. 특히, 본 출원에 개시된 기술은 디바이스들에 후면광을 비추기 위한 새롭고 이전에는 이룰 수 없었던 속성들을 갖는 광-발생원들을 갖는 기판들을 이용한다. 복수의 광-발생원이 복수의 상이한 각도로 위치된다. 확산 레이어들 또는 광가이드의 확산 속성들과 조합하여, 광-발생원들은 종래의 기술들보다 얇은 실시예에서 소프트한, 균일한 후면광을 만들어 낸다. 하나의 예시적인 실시예에서, 광-발생원들을 가지며, 광 가이드의 에지 주위를 감싸는 기판.
외관상, 모든 전자 디바이스는 점점 작아지고 있다. 컴퓨팅 디바이스들은 점점 얇아지고 있다. 디스플레이 디바이스들의 얇음은 많은 요인에 의해 제한된다. 보통, 그러한 디스플레이 디바이스들의 얇음을 제한하는 요인들 중 하나는 디스플레이 디바이스들의 광 요소들이다. 종래의 디스플레이 디바이스들의 얇음은 종래 접근법들이 허용할 수 있는 것의 한계 상황에 놓여 있다.
이들 디바이스가 점점 더 얇아짐에 따라, 보통 광-발생원들(예를 들어, 발광 다이오드들(LED들))의 물리적 크기가 디바이스들의 얇음에서의 제한 요인이 되고 있다. 보통 LED들은 광가이드의 에지를 밝히기 위해 사용된다. 이는 디스플레이(또는 유사한 디바이스)의 직접적인 조준선에 LED들을 갖는 것을 회피하기 위해 이러한 방법으로 수행된다. 이를 수행하는 것은 눈에 거슬리는 광 포인트를 만들어 낼 수 있다. 본 출원에 설명된 기술은 광가이드들에서의 반사 및 확산 속성들을 이용하기 위한 다양한 방식으로 광-발생원들(이를테면 LED들)을 배향시키는 것을 설명한다. 이들 신규 기술은 디바이스들, 예를 들어 디스플레이 디바이스들이 보다 얇게 되는 것, 그리고 소프트한, 균일한 후면광을 갖는 것을 가능하게 한다. 따라서, 이들 디스플레이 디바이스는 얇고 눈에 거슬리는 광 포인트들을 갖지 않는다.
본 출원에 설명된 구현예들은 광-발생원들(예를 들어, LED들)이 기판 상의 회로에 작동가능하게 연결되는 얇고 유연한 기판을 이용한다. 몇몇 구현예에서, 광가이드는 기판으로서의 역할을 한다. 또 다른 구현예들에서, 광-발생원들은 광가이드 내에 배치된다. 기판은 0.1 mm 내지 0.15 mm 두께이거나 어쩌면 더 얇다. 몇몇 구현예에서, 기판은 0.07 mm 내지 0.2 mm(즉, 70 마이크론 내지 200 마이크론)의 두께를 갖는다.
종래의 기술들에 비한 이러한 이점을 더 강조하기 위해, 도 1a는 종래의 후면광 방식으로 배열된 광-발생원들의 결점의 예를 실증한다. 도시된 바와 같이, 광-발생원들은 몇몇 눈에 거슬리는 광 포인트(102)를 발생시킨다. 이들 광 포인트는 디스플레이 디바이스의 사용자에게 바람직하지 않은데, 이는 그것들이 디스플레이 디바이스에 의해 제시되는 정보에 집중이 안 되게 하기 때문이다.
반대로, 도 1b는 본 출원에 설명된 신규 기술의 예를 실증한다. 눈에 거슬리는 광 포인트(102) 대신에, 도 1b는 디스플레이 디바이스의 소프트한, 균일한 후면광(104)을 도시한다. 소프트한, 균일한 후면광은 보는 부담을 감소시킬 수 있다.
대표적인 광플레이트들
도 2는 광가이드의 에지 주위를 감싸는 기판의 몇몇 세부 사항을 도시하여, 후면광 장치를 구현하는 시스템(200)을 예시한다. 예를 들어, 기판(202)은 광가이드(204)의 에지 주위를 감싼다. 광가이드(204)는 확산 측(206) 및 비-확산 측(208)을 포함한다. 기판(202)이 광가이드(204)의 에지 주위를 감싸기 때문에, 기판(202)은 확산 측(206)의 부분 및 비-확산 측(208)의 부분을 커버한다.
기판(202)은 그것에 부착된 몇몇 레이어를 갖는다. 광 레이어(210)는 광-발생원(LGS; light-generating source)(212)을 포함한다. 레이어들(214 및 216)은 도전성 트레이스들(conductive traces)을 포함한다. 도전성 트레이스들(214 및 216)은 광-발생원(212)을 전원에 전기적으로 연결한다. 전원은 광-발생원(212)이 전기적으로 충전되어지게 함으로써 광을 발산하는 것을 가능하게 한다.
하나 이상의 구현예에서, 기판(202) 상의 광 레이어(210)는 몇몇 LED(예를 들어, 인쇄가능한 발광 다이오드(pLED; printable light-emitting diode))를 가지며, 이들은 광가이드의 상이한 측들(예를 들어, 표면들/측면들 및 에지)의 광가이드(204)로 광을 발산한다. 광가이드(204)(예를 들어, 표면/측면 또는 에지)에 관한 LGS들의 배향은 광이 광가이드에 진입하는 복수의 상이한 각도를 만들어 낸다. 예를 들어, 광-발생원(218)은 확산 측(206)에 수직하게 배향된다. 나아가, 광-발생원(220)은 비-확산 측(208)에 수직하게 배향된다. 또한, 광-발생원(212)은 확산 측(206) 및 비-확산 측(208)에 평행하게(또는 에지에 수직하게) 배향된다. 따라서, 광-발생원(218), 광-발생원(220), 및 광-발생원(212)은 모두 서로 상이한 각도들로 배향된다.
본 출원에서, 표면/측면 또는 에지에 수직하게 배향되는 LGS들에 대한 언급들은 LGS들이 LGS로부터 발산되는 광 빔의 중심이 일반적으로 표면/측면 또는 에지에 수직하도록 배향됨을 의미한다. 일반적으로, 수직은 문자 그대로의 수직에서 +/- 25%인 각도들을 포함한다.
광-발생원들로부터 발생되는 광선들은 일반적으로 광가이드의 표면/측면 또는 에지로 지향된다(그것이 지향되는 쪽에 따라). 예를 들어, 광-발생원(212)으로부터 발산되는 광은 광가이드의 에지를 향해 지향된다. 따라서, 그것은 광가이드의 에지를 통해 광가이드에 진입한다.
LGS들로부터의 광은 통상적으로 광가이드의 표면/측면 또는 에지에 수직한 각도로 해당 표면/측면 또는 에지에 진입한다. 그러나, LGS들에서 나오는 광 빔은 정확히 수직이 아닌 각도들로 확산하고 진행한다. 예를 들어, 광-발생원(222)은 비-확산 측(208)에 수직하지 않은 각도로 광을 광가이드(204)로 발산한다. 그럼에도 불구하고, 광 빔의 방향은 그것이 지향/배향되는 표면/측면 또는 에지를 향한다.
확산된 광을 만들어 내기 위해, LGS들은 광을 광가이드(204)로 발산하고, 광은 광가이드(204)에서 반사되며, 그 후 광은 확산된 광으로서 광가이드(204)로부터 발산된다. 예를 들어, LGS(212)는 광선(226)을 광가이드(204)로 발산한다. 광선(224)은 비-확산 측(208)에 부딪쳐 반사하고, 확산 측(206)에 진입하며, 그 후 확산된 광(228)으로서 발산된다.
광가이드(204)의 확산 측(206)은 확산 속성들로 채워진다. 확산 측(206)은 예를 들어, 확산 측(206)에 진입하는 광을 확산시키는 에칭부들을 포함할 수 있다. 에칭부들은 확산 측(206)을 통과하는 광을 확산시킬 수 있는 임의의 구조 또는 속성일 수 있다.
광가이드(204)의 비-확산 측(208)은 확산 측(206)과 상이한 속성들을 갖는다. 예를 들어, 비-확산 측(208)은 빛을 반사할 수 있다. 비-확산 측(208)을 반사 속성들로 채우기 위해, 비-확산 측(208)은 반사 물질로 코팅될 수 있다. 비-확산 측의 부분은 반사 코팅을 포함하지 않을 수 있다. 비-확산 측의 부분은 확산 측(206)에 관해 위에서 설명된 것들과 유사한 에칭부들을 포함할 수 있다.
에지를 감싼 기판(202) 아래 광가이드(204)의 부분들은 확산 측(206) 및 비-확산 측(208)의 확산 및 비-확산 속성들을 포함하지 않을 수 있다. 따라서, LGS들로부터 발산되는 광은 변동 없이 광가이드에 진입할 수 있다. 임의로, 에지를 감싼 기판(202) 아래 확산 측(206)의 부분의 확산 속성들은 광가이드(204)에 보다 확산된 광을 만들어 내기 위해 보유될 수 있다. 나아가, 에지를 감싼 기판(202) 아래 비-확산 측(206)의 부분은 광가이드(204)에 보다 확산된 광을 만들어 내기 위해 확산 속성들을 포함할 수 있다.
종래의 에지-발광 광가이드는 광가이드의 에지들을 따라 라이닝되는 몇몇 LED를 갖는다. LED들은 그것들의 광이 에지로 지향하도록 배향된다. 이러한 종래의 배열을 이용하면, 에지에 장착된 LED들로부터의 광은 단지 광가이드의 에지를 따라 진입한다. 사실상, 전달 효율을 향상시키기 위해, 렌즈(예를 들어, 프리즘들 또는 프레넬 렌즈)로 광가이드의 에지 및 에지에 장착된 LED들 사이의 광 경로를 브리지(bridge)하는 것이 일반적이다. 보통 이들 LED 및 광 브리지는 광가이드들 자체보다 두껍다. 따라서, LED들은 보통 후면광 접근법의 종래의 에지에 장착된 LED 배열로 인해 얇음의 제한 요인이다. 또한, 종래의 접근법을 이용하면, 광가이드의 가장자리의 광은 그것이 광가이드의 에지에 진입함에 따라 아직 확산되지 않는다.
종래의 에지-발광 배열과 달리, 본 출원에 설명된 새로운 기술의 구현예는 광-전달 효율을 최대화한다. 기판은 얇고 유연하다. 그것은 광가이드의 두께보다 작은 LED들을 갖는다. 기판은 광가이드의 에지에 직접 부착(예를 들어, 접착, 장착, 압착 등)되고 각 표면의 부분 주위를 감싼다. 이로 인해, LED들은 광플레이트의 표면/측면에 직접적으로 압착된다. 렌즈 또는 임의의 다른 광 브리지가 요구되지 않는다.
이러한 새로운 배열을 이용하면, 다양한 LED로부터의 광은 그것의 에지로부터 뿐만 아니라 에지에 바로 인접한 하나의 또는 양 표면의 적어도 부분으로부터 광가이드로 진입한다. 이로 인해 광가이드의 에지의 광은 직접적으로 그리고 빠르게 확산된다.
몇몇 구현예에서, LGS 및 회로(예를 들어, 도전성 트레이스들)가 pLED들을 사용하여 얇고 유연한 기판상에 인쇄된다. 다른 주입예들에서, LGS는 그것들을 가능한 전원에 연결하는 도전성 링크들을 갖는 기판상에 배치 및 고정되는 아주 작은 LED(예를 들어, 직경이 20 마이크론 내지 40 마이크론)이다.
도 3은 충전부 비노출 키보드의 몇몇 세부 사항을 도시하여, 키보드 어셈블리를 구현하는 시스템(300)을 예시하는 블록도이다. 예를 들어, 시스템(300)은 충전부 비노출 키보드 오버레이 레이어(302), 센서 레이어(304), 광 레이어(306), 및 지지 레이어(308)를 포함한다. 광 레이어(306)는 LGS들(310 및 312)을 갖는다. 사전 공간(anteroom)(314)은 센서 레이어(304)에 포함되고 광 공간(316)은 광 레이어(306) 및 센서 레이어(304)에 포함된다. LGS들(310 및 312)은 광을 사전 공간(314)으로 발산한다. 광은 사전 공간(314)에서 광 공간(316)으로 지나며, 그 후 키 패턴(318)을 조명하기 위해 충전부 비노출 키보드 오버레이 레이어(302)를 통해 새나간다. 키 패턴(318)을 조명하는 광은 눈에 거슬리는 광 포인트들이 아니라, 소프트한, 균일한 후면광이다.
충전부 비노출 키보드의 레이어들은 차례로 쌓여 위치된다. 충전부 비노출 키보드 오버레이 레이어(302)는 맨 위에 있다. 충전부 비노출 키보드 오버레이 레이어(302)는 키 패턴들, 예를 들어 문자 "A"를 나타내는 키 패턴(318)을 포함한다. 키 패턴(318)은 시스템(300)이 턴 오프될 때 보이지 않는다. 키 패턴(318)은 통상적으로 감압가능하지 않다. 임의로, 시스템(300)은 키가 가압될 때 사용자에게 몇몇 방식의 확인 응답, 이를테면 키 패턴(318)의 조명의 변화, 예를 들어 키 패턴(318)을 하이라이팅하는 것, 또는 사운드를 제공할 수 있다. LGS들(310 및 312)이 이네이블될 때, 키 패턴(318)이 보이게 된다.
센서 레이어(304)는 충전부 비노출 키보드 레이어(302) 아래에 위치된다. 센서 레이어(304)는 사전 공간(314)을 포함한다. 센서 레이어(304)는 또한 키, 이를테면 키 패턴(318)이 가압되었음을 검출하기 위한 메커니즘들을 포함한다. 그러한 메커니즘은 예를 들어, 저항성 또는 용량성 감지일 수 있다.
센서 레이어(304)에서의 사전 공간(314)은 LGS들(310 및 312) 위에 위치된다. 광-발생원들은 광선들(320 및 322)을 사전 공간(314)으로 발산한다. 사전 공간(314)은 공기, 투명 물질, 반투명 물질, 또는 광선들(320 및 322)이 사전 공간(314)을 통과하는 것을 가능하게 할 임의의 다른 물질로 구성될 수 있다. 사전 공간(314)은 반사 물질에 의해 둘러싸일 수 있다. 이러한 반사 물질은 비-확산 측(208)에 포함된 물질과 유사할 수 있다. 발산된 광선들(320 및 322)은 사전 공간(314)의 측들에 부딪쳐 반사하며, 사전 공간(314)에서 광 공간(316)으로 나간다.
광 레이어(306)는 센서 레이어(304) 아래에 위치된다. 광 레이어(306)는 LGS들(310 및 312) 및 광 공간(316)을 포함한다.
LGS들(310 및 312)은 LGS들(212, 218, 220, 및 222)과 유사하다. LGS들(310 및 312)은 광 드라이버에 작동가능하게 연결되며, 광 드라이버는 LGS들(310 및 312)을 구동하도록 구성된다. 예를 들어, 광 드라이버는 전력일 수 있고 광 드라이버는 도전성 트레이스들(214 및 216)과 유사한 구조들을 통해 LGS들(310 및 312)에 작동가능하게 연결될 수 있다.
광 공간(316)은 사전 공간(314)으로부터 발산된 광선들(320 및 322)을 수용하도록 구성된다. 광 공간(316)은 공기, 투명 물질, 반투명 물질, 또는 광선들(320 및 322)이 광 공간(314)을 통과하는 것을 가능하게 할 임의의 다른 물질로 구성될 수 있다. 광 공간(314)은 반사 물질에 의해 둘러싸일 수 있다. 이러한 반사 물질은 비-확산 측(208)에 포함된 물질과 유사할 수 있다. 발산된 광선들(310 및 312)은 광 공간(316)의 측들에 부딪쳐 반사하며, 확산된 광(324)으로 키 패턴(318)을 조명한다. 발산된 광선들(320 및 322)은 충전부 비노출 키보드 오버레이 레이어(302)를 통해 시스템(300)을 나간다. 확산된 광(324)은 눈에 거슬리는 광 포인트들이 아니라, 소프트한, 균일한 후면광을 제공한다.
지지 레이어(308)는 광 레이어(306) 아래에 위치된다. 지지 레이어(308)는 비-확산 측(208)에 포함된 물질과 유사한, 반사 물질을 포함할 수 있다. 지지 레이어(308)의 반사 물질은 발산된 광선들(320 및 322)이 충전부 비노출 키보드 오버레이 레이어(302)를 통해 광 공간(316)을 나가고 키 패턴(318)을 조명할 때까지 발산된 광선들(320 및 322)을 광 공간(316)에 있게 한다.
도 4는 광-발생원들이 광가이드의 확산 측에 배치된 회로의 몇몇 세부 사항을 도시하여, 후면광 장치를 구현하는 시스템(400)을 예시한다. 예를 들어, 회로(402)는 도전성 트레이스들이 레이어들(406 및 408) 내에 포함되는 LGS(404)를 갖는다.
시스템(200)과 유사하게, LGS(404)는 LGS(404)가 광을 광가이드(410)로 발산하도록 배향된다. 도시된 바와 같이, 도전성 트레이스(408)는 광이 그것을 통과할 수 있게 하기 위해 반투명 또는 투명하다. 발산된 광선(412)은 광가이드(410)의 확산 측(414)을 통과한다. 발산된 광선(412)은 광가이드(410)의 비-확산 측(416)에 부딪쳐 확산 측(414)을 향해 다시 광가이드(410)로 반사한다. 확산 측(414)은 발산된 광선(412)을 확산하여, 광가이드(410)로부터 발산하는 확산된 광(418)을 초래한다. 확산된 광(418)은 눈에 거슬리는 광 포인트들이 아니라, 시스템(400)에 소프트한, 균일한 후면광을 제공한다.
그 위에 회로를 인쇄/배치하기 위한 전용 기판을 사용하는 대신, 광가이드 그 자체가 회로에 대한 기판으로서의 역할을 한다. 보다 구체적으로, 회로들(예를 들어, 402, 420, 및 422)은 확산 측(414) 상에 인쇄/배치된다. 도시된 바와 같이, LGS(404)는 단일 LGS를 포함할 수 있다. 또는 그것은 복수의 그러한 소스를 포함할 수 있다.
도 5는 구현예에 따른, 광을 광플레이트로 발산하도록 구성된 LGS들의 몇몇 세부 사항을 도시하여, 후면광 장치를 구현하는 시스템(500)을 예시하는 블록도이다. 예를 들어, 기판(402)이 확산 측(502)에 배치되는 대신, LGS들(506 내지 510)을 포함하는 LGS 레이어(504) 및 도전성 레이어들(512 및 514)이 시스템(500)에 포함될 수 있다.
시스템(200)과 유사하게, LGS(506)는 LGS(506)가 광을 광플레이트(516)로 발산하도록 배향된다. 발산된 광선(518)은 반투명한 또는 투명한 도전성 트레이스(514) 및 광플레이트(516)를 통과한다. 발산된 광선(518)은 시스템(500)의 비-확산 측(520)에 부딪쳐 확산 측(502)을 향해 다시 광플레이트(516)로 반사한다. 발산된 광선은 광플레이트(516), 도전성 트레이스들(512 및 514), 및 광-발생원 레이어(504)를 통과한다. 확산 측(502)은 발산된 광선(518)을 확산하여, 시스템(500)으로부터 발산하는 확산된 광(522)을 초래한다. 확산된 광(522)은 눈에 거슬리는 광 포인트들이 아니라, 시스템(500)에 소프트한, 균일한 후면광을 제공한다.
도 6은 프리즘으로 형성된 확산 층 반대에 배치된 LGS들을 포함하는 회로의 몇몇 세부 사항을 도시하여, 후면광 장치를 구현하는 시스템(600)을 예시하는 블록도이다. 예를 들어, 광가이드(602)는 회로(402)와 유사한 회로(604)를 포함한다. 회로(604)의 LGS(606)는 광선(608)을 광가이드(602)로 발산한다. 광가이드(602)의 프리즘으로 형성된 확산 측(610)의 나노-분해능 도구들은 발산된 광선(608)을 확산하여, 광가이드(602)로부터 발산하는 확산된 광(612)을 초래한다. 확산된 광(612)은 눈에 거슬리는 광 포인트들이 아니라, 시스템(600)에 소프트한, 균일한 후면광을 제공한다.
나노-분해능 도구들은 초박 렌즈, 엠보싱 영역들, 및 해당 기술분야에서의 통상의 기술자에게 떠오를 수 있는 다른 구조들을 포함한다. 나노-분해능 도구들은 발산된 광선(612)을 회절, 굴절, 또는 확산시킬 수 있다.
기판(604)은 또한 도전성 트레이스들(614 및 616)을 갖는다. 도전성 트레이스들(614 및 616)은 도전성 트레이스들(406 및 408)과 유사하다.
그 위에 회로를 인쇄/배치하기 위해 전용 기판을 사용하기 보다는, 광가이드 그 자체가 회로에 대한 기판으로서의 역할을 한다. 보다 구체적으로, 회로들(예를 들어, 602, 618, 및 620)은 비-확산 측 상에 인쇄/배치된다. 도시된 바와 같이, LGS(606)는 단일 LGS를 포함할 수 있거나 또는 그것은 복수의 그러한 소스를 포함할 수 있다.
도 7은 광을 광플레이트 및 프리즘으로 형성된 확산 층으로 발산하도록 구성된 광-발생원들의 몇몇 세부 사항을 도시하여, 후면광 장치를 구현하는 시스템(700)을 예시하는 블록도이다. 예를 들어, 시스템(700)은 광-발생원(504) 및 도전성 트레이스 레이어들(512 및 514)과 유사한 LGS 레이어(702) 및 도전성 트레이스 레이어들(704 및 706)을 포함한다. LGS(708)는 광선(710)을 광플레이트(712)로 발산한다. 발산된 광선(710)은 도전성 트레이스(704), 광가이드(712) 및 프리즘으로 형성된 확산 레이어(714)를 통과한다. 시스템(700)의 프리즘으로 형성된 확산 측(714)의 나노-분해능 도구들은 발산된 광선(710)을 확산하여, 시스템(700)으로부터 발산하는 확산된 광(716)을 초래한다. 확산된 광(716)은 눈에 거슬리는 광 포인트들이 아니라, 시스템(700)에 소프트한, 균일한 후면광을 제공한다. 시스템(700)의 나노-분해능 도구들은 시스템(600)의 나노-분해능 도구들과 유사하다.
도 2 내지 도 7의 대표적인 시스템들은 또한 제조품으로서 구성될 수 있다. 제조품은 시스템들(200, 300, 400, 500, 600, 및 700)과 유사한 속성들을 보인다.
광-발생원들
본 출원에서 이용될 때, 용어 "광-발생원들"(LGS)은 활성화될 때, 디바이스에 걸쳐 전위차를 인가함으로써 또는 디바이스에 전류를 통과시킴으로써, 관심 있는 파장 체제, 예를 들어, 가시선, 적외선 또는 자외선 체제 내 전자기 방사선을 발산하는 임의의 디바이스를 나타낸다. LGS들의 예들은 쉽게 이해될 수 있는 바와 같이 고체, 유기체, 중합체, 레이저 다이오드들 또는 다른 유사한 디바이스들을 포함한다. LGS의 발산된 방사선은 가시선, 이를테면, 적색, 청색 또는 녹색, 또는 비가시선, 이를테면 적외선 또는 자외선일 수 있다. LGS는 파장들의 확산의 방사를 야기할 수 있다. 문맥이 다르게 서술하지 않는 한, LGS에 대한 언급은 각각이 본질적으로 동일하거나 상이한 파장들을 발산하는, 다수의 LGS를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, LGS는 패키징되지 않은 LED(예를 들어, LED 다이)이다.
얇음 및 작음을 조장하기 위해, 많은 구현예는 패키징된 LED들 대신 패키징되지 않은 LED들(예를 들어, LED 다이들)의 사용을 고려한다. 나아가, 고려되는 각각의 LGS(예를 들어, 패키징되지 않은 LED)는 10 마이크론 내지 50 마이크론 직경 및 5 마이크론 내지 20 마이크론 길이를 갖는다. 몇몇 구현예에서, 광-발생 요소는 약 20 마이크론 내지 30 마이크론 직경 및 약 5 마이크론 내지 15 마이크론 길이를 갖는다. 몇몇 구현예에서, 각각의 LGS(예를 들어, 패키징되지 않은 LED)의 크기는 25 마이크론 내지 50 마이크론이다.
본 출원에 설명된 기술과 함께 사용될 것으로 고려되는 LGS의 예는 "인쇄가능한 구성을 위한 다이오드(Diode for a Printable Composition)"라는 명칭의 미국 특허 8,415,879에 설명되며, 이는 본 출원에 참조로 원용된다. 이들 LED는 인쇄되고, 그에 따라 그것들이 본 출원에서 pLED로 불리운다.
각 pLED는 10 마이크론 내지 50 마이크론 직경 및 5 마이크론 내지 20 마이크론 길이를 갖는다. 몇몇 구현예에서, 광-발생 요소는 약 20 마이크론 내지 30 마이크론 직경 및 약 5 마이크론 내지 15 마이크론 길이를 갖는다.
pLED들을 사용하면, LGS들의 각 그룹은 몇몇 구현예에서 약 2000 소스를 포함할 수 있다. 다른 구현예들에서, 그룹은 5000 소스만큼을 포함할 수 있다.
pLED들을 사용하는 본 출원에 설명된 기술의 구현예들은 액체 또는 겔, 예를 들어 잉크에 부유하는 pLED들의 배치, 예를 들어 pLED들을 인쇄 또는 용사를 통해 배치하는 것을 수반한다. 실제로, pLED들의 배치는 전통 인쇄 프레스 또는 스크린 프레스로 실현될 수 있다.
pLED들을 배치함으로써 만들어지는 구조는 또한 인쇄 "회로"로 불리울 수 있다. 몇몇 구현예에서, 인쇄 회로는 박막인, 기판상의 레이어들의 얇은 스택이다. 해당 막은 0.1 mm 내지 0.15 mm 두께이거나 어쩌면 더 얇다. 몇몇 구현예에서, 막은 0.07 mm 내지 0.2 mm 두께를 갖는다. 이러한 막의 물질은 폴리에스테르 막 또는 다른 적합한 물질일 수 있다. 조합된 스택은 단지 막 그 자체보다 마이크론 단위로 두껍다.
추가적인 그리고 대안적인 구현 주의사항들
임의의 적합한 유형의 기술이 도전성 트레이스들을 구현하기 위해 이용될 수 있다. 적합한 기술들의 예들은 (제한이 아니라 예로서): 은, 탄소-유사 물질, 또는 해당 기술분야에서의 통상의 기술자에게 떠오를 수 있는 전기를 도전하기 위한 임의의 다른 물질을 포함한다. 도전성 트레이스들은 반사, 불투명, 또는 그 외 반투명하지도 투명하지도 않은 물질로 구성될 수 있다. 도전성 트레이스들은 도전성 나노-섬유들을 포함할 수 있다. 도전성 트레이스들은 종래의 도전성 잉크 또는 다른 유사한 프로세스들을 사용하여 만들어질 수 있다. 도전성 잉크들은 회로들이 다양한 기판 물질 이를테면 폴리에스테르 내지 페이퍼 상에 그려지거나 인쇄될 수 있게 하는 직화식 하이 솔리드 시스템들 또는 PTF 두꺼운 중합체 막 시스템들로 분류될 수 있다. 이들 유형의 물질들은 일반적으로 도전성 물질들 이를테면 분말형 또는 가루형 은 및 탄소 유사 물질들을 포함한다. 도전성 잉크들은 최신 도전성 트레이스들을 레이 다운하기 위한 경제적인 방법일 수 있으나, 전통적인 산업 표준 이를테면 도전성 트레이스들의 에칭이 관련 기판들 상에서 사용될 수 있다.
임의의 적합한 유형의 기술이 확산 측(206)의 에칭부들을 구현하기 위해 이용될 수 있다. 적합한 기술들의 예들은 (제한이 아니라 예로서): 확산 측(206)을 코팅하는 물질, 이를테면 인광체, 확산 측(206)에서의 구조들, 또는 확산 측(206)에 부착된 몰드들을 포함한다. 확산 측(206)에서의 구조들은 삭마, 절제, 제거, 절단, 조각, 각인, 절개, 부식, 마모, 용해, 침식, 산화, 또는 해당 기술분야에서의 통상의 기술자에게 떠오를 수 있는 임의의 다른 구조를 포함할 수 있다. 확산 측(206)에 부착되거나 이와 통합되는 몰드들은 돌출, 혹, 돌기, 볼록체, 리지, 벌지, 또는 통상의 기술자에게 떠오를 수 있는 다른 구조들을 포함할 수 있다.
임의의 적합한 유형의 기술이 센서 레이어(304)의 메커니즘들을 구현하기 위해 이용될 수 있다. 적합한 기술들의 예들은 (제한이 아니라 예로서): 저항성, 용량성, 또는 접촉 스위치들, 또는 해당 기술분야에서의 통상의 기술자에게 떠오를 다른 메커니즘들을 포함한다. 센서 레이어(304)는 또한 회로의 멤브레인들 또는 웨브, 또는 해당 기술분야에서의 통상의 기술자에게 떠오를 다른 구조들로 구성될 수 있다.
임의의 적합한 유형의 기술이 나노-분해능 도구들을 구현하기 위해 이용될 수 있다. 적합한 기술들의 예들은 (제한이 아니라 예로서): 나노-분해능 도구들은 구조들 이를테면 선형 확산기들, 인더스트렉스(industrex), 쏠라이트 연화 확산기들(solite softening diffusers), 프로스테드 확산기들(frosted diffusers), 또는 통상의 기술자에게 떠오를 다른 확산기들을 포함한다.
대표적인 구현예들에 대한 상기 설명에서, 설명을 위해, 구체적인 부호들, 물질 구성들, 및 다른 세부 사항들이 청구된 바와 같은, 본 발명을 보다 양호하게 설명하기 위해 제시되었다. 그러나, 해당 기술분야의 통상의 기술자에게 청구된 발명이 본 출원에 설명된 대표적인 세부 사항들과 상이한 세부 사항들을 사용하여 실시될 수 있음이 명백할 것이다. 다른 사례들에서, 주지의 피처들이 대표적인 구현예들에 대한 설명을 명확하게 하기 위해 생략되거나 간략화되었다.
본 발명자들은 설명된 대표적인 구현예들이 기본적인 예들이 되도록 의도한다. 본 발명자들은 이들 대표적인 구현예가 첨부된 청구항들의 범위를 제한하도록 의도하지 않는다. 오히려, 본 발명자들은 청구된 발명이 또한 다른 현재 또는 장래 기술들과 함께, 다른 방법들로 구체화 및 구현될 수 있음을 고려했다.
더욱이, 단어 "대표적인"은 예, 사례, 또는 예시의 역할을 하는 것을 의미하기 위해 본 출원에 사용되었다. "대표적인" 것으로 본 출원에 설명된 임의의 측면 또는 설계는 반드시 다른 측면들 또는 설계들에 비해 바람직하거나 이로운 것으로 해석되는 것은 아니다. 오히려, 단어 대표적인의 사용은 개념들 및 기술들을 구체적인 방식으로 제공하도록 의도된다. 용어 "기술"은, 예를 들어, 본 출원에 설명된 문맥에 의해 표시되는 바와 같은 하나 이상의 디바이스, 장치, 시스템, 방법, 제조품, 및/또는 컴퓨터-판독가능한 명령을 나타낼 수 있다.
본 출원에 사용될 때, 용어 "또는"은 배타적인 "또는"보다는 포괄적인 "또는"을 의미하도록 의도된다. 즉, 다르게 명시되거나 문맥상 분명하지 않는 한, "X가 A 또는 B를 채용한다"는 자연적인 포괄적인 순열 중 임의의 것을 의미하도록 의도된다. 즉, X가 A를 채용; X가 B를 채용; 또는 X가 A 및 B 양자를 채용한다면, "X가 A 또는 B를 채용"이 임의의 앞선 사례들 하에서 충족된다. 덧붙여, 본 출원 및 첨부된 청구항들에 사용된 바와 같은 단수 표현은 일반적으로 단수형을 가리키는 것으로 다르게 명시되거나 문맥상 분명하지 않는 한, "하나 이상"을 의미하도록 해석되어야 한다.
구현예들을 설명하는 다른 방법들
본 출원에 소개된 구현예들을 설명하기 위한 상이한 방식들이 아래에 나열된다:
예 A; 다음을 포함하는 후면광 장치의 구현예:
Figure pct00001
확산 측 및 비-확산 측을 포함하는 반투명한 광가이드로서, 확산 측 및 비-확산 측은 광가이드의 반대 측들에 배치되는, 상기 광가이드;
Figure pct00002
광가이드의 에지 주위를 감싸고 확산 측 및 비-확산 측 양자에서의 광가이드에 배치되어, 확산 측의 부분 및 비-확산 측의 부분을 커버하는 기판;
Figure pct00003
광을 광가이드의 에지 및 적어도 일 측을 통해 광가이드로 발산하도록 구성된 기판의 복수의 광-발생원;
Figure pct00004
광-발생원들로부터 발산된 광이 확산 측을 향해 다시 광가이드로 반사하도록 구성된 비-확산 측에 배치된 반사 코팅부.
반사된 광을 확산하고 확산된 광을 광가이드 밖으로 발산하도록 구성된 확산 측의 에칭부들을 더 포함하는, 예 A의 후면광 장치의 구현예.
복수의 광-발생원은 각각 최대 5 마이크론 내지 20 마이크론의 길이 및 10 마이크론 내지 50 마이크론의 직경을 갖는 단면을 갖는 발광 반도체들을 포함하는, 예 A의 후면광 장치의 구현예.
광-발생원들은 발광 다이오드들을 포함하는, 예 A의 후면광 장치의 구현예.
기판은 유연하고 얇으며, 70 마이크론 내지 200 마이크론의 두께를 갖는, 예 A의 후면광 장치의 구현예.
복수의 광-발생원은 확산 측에 수직한 방향, 비-확산 측에 수직한 방향, 및 확산 측 및 비-확산 측에 평행한 방향을 포함하는 방향들로 그것의 광을 보내도록 배향되는, 예 A의 후면광 장치의 구현예.
발산된 광은 광 가이드의 확산 측, 비-확산 측, 및 에지를 통해 광가이드에 진입하는, 예 A의 후면광 장치의 구현예.
예 B: 다음을 포함하는 키보드 어셈블리의 구현예:
Figure pct00005
복수의 광-발생원에 의해 조명되도록 구성된 키 패턴을 포함하는 충전부 비노출 키보드 오버레이 레이어;
Figure pct00006
키 패턴에 의해 표시되는 키의 선택을 결정하도록 구성된 센서 레이어로서, 센서 레이어는 오버레이 레이어 아래에 위치되고, 센서 레이어는 그 안에 획정되는 사전 공간을 가지며, 사전 공간은 반사 물질을 포함하는, 상기 센서 레이어;
Figure pct00007
센서 레이어 아래에 위치되는 광 레이어로서, 광을 센서 레이어의 사전 공간으로 발산하도록 구성된 하나 이상의 광-발생원을 갖는, 상기 광 레이어;
Figure pct00008
센서 레이어 및 광 레이어는 그 안에 획정되고 키 패턴 바로 아래에 위치되는 광 공간을 갖고, 광 공간은 반사 물질을 포함;
Figure pct00009
하나 이상의 광-발생원에 작동가능하게 연결되고 하나 이상의 광-발생원을 구동하도록 구성된 드라이버.
광 드라이버가 하나 이상의 광-발생원을 구동할 때, 키 패턴은 하나 이상의 광-발생원으로부터 기인하는 확산된 광에 의해 조명되는, 예 B의 키보드 어셈블리의 구현예.
광 드라이버가 하나 이상의 광-발생원을 구동할 때, 하나 이상의 광-발생원은 광을 사전 공간으로 발산하고, 발산된 광은 사전 공간의 반사 물질에 부딪쳐 광 공간으로 반사하며, 그 안에 광 공간에서의 반사된 광은 충전부 비노출 키보드 오버레이 레이어의 키 패턴을 통해 광 공간을 새나가는, 예 B의 키보드 어셈블리의 구현예.
사전 공간 및 광 공간은 공기, 투명 물질, 및 반투명 물질로 구성된 그룹으로부터 선택되는 물질로 구성되는, 예 B의 키보드 어셈블리의 구현예.
충전부 비노출 키보드 오버레이 레이어는 복수의 키보드 패턴으로 구성된 알파벳 키보드를 포함하는, 예 B의 키보드 어셈블리의 구현예.
키 패턴은 복수의 광-발생원이 광을 발산하는 것에 반응하여 보이는, 예 B의 키보드 어셈블리의 구현예.
복수의 광-발생원은 각각 최대 5 마이크론 내지 20 마이크론의 길이 및 10 마이크론 내지 50 마이크론의 직경을 갖는 단면을 갖는 발광 반도체들을 포함하는, 예 B의 키보드 어셈블리의 구현예.
광-발생원들은 발광 다이오드들을 포함하는, 예 B 3의 키보드 어셈블리의 구현예.
광 레이어는 70 마이크론 내지 200 마이크론의 두께를 갖는, 유연하고 얇은 표면의 조명된 기판으로 구성되는, 예 B의 키보드 어셈블리의 구현예.
예 C: 다음을 포함하는 후면광 장치의 구현예:
Figure pct00010
확산 측 및 비-확산 측을 포함하는 광플레이트로서, 확산 측 및 비-확산 측은 광플레이트의 반대 측들에 배치되는, 상기 광플레이트;
Figure pct00011
광가이드의 적어도 일 측에 부착되는 복수의 광-발생원으로서, 광을 그것이 부착되는 광가이드의 측을 통해 광가이드로 발산하도록 구성된, 광-발생원;
Figure pct00012
광-발생원들로부터 발산된 광이 확산 측을 향해 다시 광플레이트로 반사하도록 구성되어 비-확산 측에 배치되는 반사 코팅부.
반사된 광을 확산하고 확산된 광을 광플레이트 밖으로 발산하도록 구성된 확산 측의 에칭부들을 더 포함하는, 예 C의 후면광 장치의 구현예.
복수의 광-발생원은 각각 5 마이크론 내지 20 마이크론의 길이 및 10 마이크론 내지 50 마이크론의 직경을 갖는 단면을 갖는 발광 반도체들을 포함하는, 예 C의 후면광 장치의 구현예.
복수의 광-발생원은 발광 다이오드들을 포함하는, 예 C의 후면광 장치의 구현예.
복수의 광-발생원은 그것의 발산된 광을 광가이드로 그리고 확산 측에 수직한 방향으로 지향시키도록 배향되는, 예 C의 후면광 장치의 구현예.
발산된 광은 확산 측을 통해 광가이드에 진입하는, 예 C의 후면광 장치의 구현예.
복수의 광-발생원은 그것의 발산된 광을 광가이드로 그리고 비-확산 측에 수직한 방향으로 지향시키도록 배향되는, 예 C의 후면광 장치의 구현예.
발산된 광은 비-확산 측을 통해 광가이드에 진입하는, 예 C의 후면광 장치의 구현예.
예 D: 다음을 포함하는 후면광 장치의 구현예:
Figure pct00013
확산 측 및 비-확산 측을 포함하는 반투명한 광가이드로서, 확산 측 및 비-확산 측은 광가이드의 반대 측들에 배치되는, 상기 광가이드;
Figure pct00014
광가이드의 적어도 일 측에 부착되는 복수의 광-발생원을 갖는 기판으로서, 복수의 광-발생원은 광을 그것이 부착되는 광가이드의 측을 통해 광가이드로 발산하도록 구성된, 상기 기판;
Figure pct00015
광-발생원들로부터 발산된 광이 확산 측을 향해 다시 광가이드로 반사하도록 구성되어, 비-확산 측에 배치되는 반사 코팅부.
반사된 광을 확산하고 확산된 광을 광가이드 밖으로 발산하도록 구성되어, 확산 측의 복수의 위치에 배치되는 에칭부들을 더 포함하는, 예 D의 후면광 장치의 구현예.
복수의 광-발생원은 각각 5 마이크론 내지 20 마이크론의 길이 및 10 마이크론 내지 50 마이크론의 직경을 갖는 단면을 갖는 발광 반도체들을 포함하는, 예 D의 후면광 장치의 구현예.
복수의 광-발생원은 발광 다이오드들을 포함하는, 예 D의 후면광 장치의 구현예.
복수의 광-발생원은 그것의 발산된 광을 확산 측에 수직한 방향으로 지향시키도록 배향되는, 예 D의 후면광 장치의 구현예.
발산된 광은 확산 측을 통해 광가이드에 진입하는, 예 D의 후면광 장치의 구현예.
복수의 광-발생원은 그것의 발산된 광을 비-확산 측에 수직한 방향으로 지향시키도록 배향되는, 예 D의 후면광 장치의 구현예.
발산된 광은 비-확산 측을 통해 광가이드에 진입하는, 예 D의 후면광 장치의 구현예.
예 E: 다음을 포함하는 후면광 장치의 구현예:
Figure pct00016
프리즘으로 형성된 확산 레이어를 포함하는 광가이드;
Figure pct00017
광을 광가이드로 발산하도록 구성된 복수의 광-발생원;
Figure pct00018
발산된 광을 확산하고 발산된 광을 프리즘으로 형성된 확산 레이어를 통과시키도록 구성된 프리즘으로 형성된 확산 레이어의 복수의 위치에 배치된 나노-분해능 도구들.
나노-분해능 도구들은 렌즈들 및 엠보싱 영역들로 구성된 그룹으로부터 선택되는, 예 E의 후면광 장치의 구현예.
프리즘으로 형성된 확산 레이어는 발산된 광에 회절, 굴절, 및 확산으로 구성된 그룹으로부터 선택되는 동작들을 수행하도록 구성되는, 예 E의 후면광 장치의 구현예.
프리즘으로 형성된 확산 레이어는 선형 확산기들, 인더스트렉스, 쏠라이트 연화 확산기들, 및 프로스테드 확산기들로 구성된 그룹으로부터 선택되는 구조들을 포함하는, 예 E의 후면광 장치의 구현예.
복수의 광-발생원은 각각 최대 5 마이크론 내지 20 마이크론의 길이 및 10 마이크론 내지 50 마이크론의 직경을 갖는 단면을 갖는 발광 반도체들을 포함하는, 예 E의 후면광 장치의 구현예.
광-발생원들은 발광 다이오드들을 포함하는, 예 E의 후면광 장치의 구현예.
복수의 광-발생원은 프리즘으로 형성된 확산 레이어에 수직하게 배향되는, 예 E의 후면광 장치의 구현예.
발산된 광은 프리즘으로 형성된 확산 레이어를 통해 광가이드에 진입하는, 예 E의 후면광 장치의 구현예.
예 F: 다음을 포함하는 후면광 장치의 구현예:
Figure pct00019
프리즘으로 형성된 확산 레이어를 포함하는 광가이드;
Figure pct00020
프리즘으로 형성된 확산 레이어 반대의 광가이드의 측에 배치되고 광을 광가이드로 발산하도록 구성된 복수의 광-발생원을 갖는 기판;
Figure pct00021
발산된 광을 확산하고 발산된 광을 프리즘으로 형성된 확산 레이어를 통과시키도록 구성된 프리즘으로 형성된 확산 레이어의 복수의 위치에 배치된 나노-분해능 도구들.
나노-분해능 도구들은 렌즈들 및 엠보싱 영역들로 구성된 그룹으로부터 선택되는, 예 F의 후면광 장치의 구현예.
프리즘으로 형성된 확산 레이어는 발산된 광에 회절, 굴절, 및 확산으로 구성된 그룹으로부터 선택되는 동작들을 수행하도록 구성되는, 예 F의 후면광 장치의 구현예.
프리즘으로 형성된 확산 레이어는 선형 확산기들, 인더스트렉스, 쏠라이트 연화 확산기들, 및 프로스테드 확산기들로 구성된 그룹으로부터 선택되는 구조들을 포함하는, 예 F의 후면광 장치의 구현예.
복수의 광-발생원은 각각 최대 5 마이크론 내지 20 마이크론의 길이 및 10 마이크론 내지 50 마이크론의 직경을 갖는 단면을 갖는 발광 반도체들을 포함하는, 예 F의 후면광 장치의 구현예.
광-발생원들은 발광 다이오드들을 포함하는, 예 F의 후면광 장치의 구현예.
복수의 광-발생원은 프리즘으로 형성된 확산 레이어에 수직하게 배향되는, 예 F의 후면광 장치의 구현예.
발산된 광은 프리즘으로 형성된 확산 레이어를 통해 광가이드에 진입하는, 예 F의 후면광 장치의 구현예.
예 G: 다음을 포함하는 후면광 장치의 구현예:
Figure pct00022
반대 측들 상에 확산 측 및 비-확산 측을 배치하기 위한 수단;
Figure pct00023
배치하기 위한 수단의 확산 측의 부분, 비-확산 측의 부분, 및 에지를 커버하기 위한 수단;
Figure pct00024
광을 에지 및 측들 중 적어도 하나를 통해 광가이드로 발산하기 위한 수단;
Figure pct00025
발산된 광을 광-발생원들로부터 확산 측을 향해 다시 광가이드로 반사시키기 위한 수단;
Figure pct00026
반사된 광을 확산시키기 위한 그리고 확산된 광을 광가이드 밖으로 발산하기 위한 수단.
확산 측에 수직한 방향, 비-확산 측에 수직한 방향, 및 확산 측 및 비-확산 측에 평행한 방향으로 구성된 그룹으로부터 선택되는 방향으로 발산하기 위한 수단을 배향시키기 위한 수단을 더 포함하는, 예 G의 후면광 장치의 구현예.
확산시키기 위한 수단은 확산 측을 코팅하는 물질, 확산 측에서의 에칭부들, 및 확산 측의 몰드들로 구성된 그룹으로부터 선택되는, 예 G의 후면광 장치의 구현예.
예 H: 다음을 포함하는 후면광 장치의 구현예:
Figure pct00027
확산 측 및 비-확산 측을 포함하는 광플레이트로서, 확산 측 및 비-확산 측은 광플레이트의 반대 측들에 배치되는, 상기 광플레이트;
Figure pct00028
광플레이트 내부에 그리고 확산 및 비-확산 측들 사이에 위치된 복수의 광-발생원으로서, 광을 비-확산 측을 향하는 방향으로 발산하도록 구성된, 상기 복수의 광-발생원;
Figure pct00029
광-발생원들로부터 발산된 광이 확산 측을 향해 다시 광플레이트로 반사하도록 구성되어 비-확산 측에 배치되는 반사 코팅부.
반사된 광을 확산하고 확산된 광을 광플레이트 밖으로 발산하도록 구성된 확산 측의 에칭부들을 더 포함하는 예 H의 후면광 장치의 구현예.
복수의 광-발생원은 각각 5 마이크론 내지 20 마이크론의 길이 및 10 마이크론 내지 50 마이크론의 직경을 갖는 단면을 갖는 발광 반도체들을 포함하는, 예 H의 후면광 장치의 구현예.
복수의 광-발생원은 발광 다이오드들을 포함하는, 예 H의 후면광 장치의 구현예.

Claims (74)

  1. 후면광 장치로서,
    확산 측 및 비-확산 측을 포함하는 반투명한 광가이드로서, 상기 확산 측 및 상기 비-확산 측은 상기 광가이드의 반대 측들에 배치되는, 상기 광가이드;
    상기 광가이드의 에지 주위를 감싸고 상기 확산 측 및 상기 비-확산 측 양자에서의 상기 광가이드에 배치되어, 상기 확산 측의 부분 및 상기 비-확산 측의 부분을 커버하는 기판;
    광을 상기 광가이드의 상기 에지 및 적어도 일 측을 통해 상기 광가이드로 발산하도록 구성된 상기 기판의 복수의 광-발생원;
    상기 광-발생원들로부터 발산된 상기 광이 상기 확산 측을 향해 다시 상기 광가이드로 반사하도록 구성된 상기 비-확산 측에 배치되는 반사 코팅부를 포함하는, 후면광 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 반사된 상기 광을 확산하고 확산된 상기 광을 상기 광가이드 밖으로 발산하도록 구성된 상기 확산 측의 에칭부들을 더 포함하는, 후면광 장치.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 복수의 광-발생원은 각각 최대 5 마이크론 내지 20 마이크론의 길이 및 10 마이크론 내지 50 마이크론의 직경을 갖는 단면을 갖는 발광 반도체들을 포함하는, 후면광 장치.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 광-발생원들은 발광 다이오드들을 포함하는, 후면광 장치.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 기판은 유연하고 얇으며, 70 마이크론 내지 200 마이크론의 두께를 갖는, 후면광 장치.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 복수의 광-발생원은 상기 확산 측에 수직한 방향, 상기 비-확산 측에 수직한 방향, 및 상기 확산 측 및 상기 비-확산 측에 평행한 방향을 포함하는 방향들로 그것의 광을 보내도록 배향되는, 후면광 장치.
  7. 청구항 1에 있어서, 발산된 상기 광은 상기 확산 측, 상기 비-확산 측, 및 상기 광가이드의 상기 에지를 통해 상기 광가이드에 진입하는, 후면광 장치.
  8. 청구항 2에 있어서, 상기 에칭부들은 상기 확산 측을 코팅하는 물질, 상기 확산 측에서의 에칭부들, 및 상기 확산 측의 몰드들로 구성된 그룹으로부터 선택되는, 후면광 장치.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 확산 측을 코팅하는 상기 물질은 인광체를 포함하는, 후면광 장치.
  10. 청구항 8에 있어서, 상기 확산 측에서의 상기 에칭들은 삭마, 절제, 제거, 절단, 조각, 각인, 절개, 부식, 마모, 용해, 침식, 및 산화로 구성된 그룹으로부터 선택되는, 후면광 장치.
  11. 청구항 8에 있어서, 상기 확산 측의 상기 몰드들은 돌출, 혹, 돌기, 볼록체, 리지(ridge), 및 벌지(bulge)로 구성된 그룹으로부터 선택되는, 후면광 장치.
  12. 청구항 1에 있어서, 상기 확산 측의 커버된 상기 부분 및 상기 비-확산 측의 커버된 상기 부분은 발산된 상기 광이 변동 없이 상기 광가이드로 지날 수 있게 하도록 구성되는, 후면광 장치.
  13. 키보드 어셈블리로서,
    복수의 광-발생원에 의해 조명되도록 구성된 키 패턴을 포함하는 충전부 비노출 키보드 오버레이 레이어;
    상기 키 패턴에 의해 표시되는 키의 선택을 결정하도록 구성된 센서 레이어로서, 상기 센서 레이어는 상기 오버레이 레이어 아래에 위치되고, 상기 센서 레이어는 그 안에 획정되는 사전 공간(anteroom)을 가지며, 상기 사전 공간은 반사 물질을 포함하는, 상기 센서 레이어;
    상기 센서 레이어 아래에 위치되는 광 레이어로서, 광을 상기 센서 레이어의 상기 사전 공간으로 발산하도록 구성된 하나 이상의 광-발생원을 갖는, 상기 광 레이어;
    상기 하나 이상의 광-발생원에 작동가능하게 연결되고 상기 하나 이상의 광-발생원을 구동하도록 구성된 광 드라이버를 포함하되,
    상기 센서 레이어 및 상기 광 레이어는 그 안에 획정되고 상기 키 패턴 바로 아래에 위치되는 광 공간을 갖고, 상기 광 공간은 반사 물질을 포함하는, 키보드 어셈블리.
  14. 청구항 13에 있어서, 상기 광 드라이버가 상기 하나 이상의 광-발생원을 구동할 때, 상기 키 패턴은 상기 하나 이상의 광-발생원으로부터 기인하는 확산된 광에 의해 조명되는, 키보드 어셈블리.
  15. 청구항 13에 있어서, 상기 광 드라이버가 상기 하나 이상의 광-발생원을 구동할 때, 상기 하나 이상의 광-발생원은 광을 상기 사전 공간으로 발산하고, 발산된 상기 광은 상기 사전 공간의 상기 반사 물질에 부딪쳐 상기 광 공간으로 반사하며, 그 안에 광 공간에서의 반사된 상기 광은 상기 충전부 비노출 키보드 오버레이 레이어의 상기 키 패턴을 통해 상기 광 공간을 새나가는, 키보드 어셈블리.
  16. 청구항 13에 있어서, 상기 사전 공간 및 상기 광 공간은 공기, 투명 물질, 및 반투명 물질로 구성된 그룹으로부터 선택되는 물질로 구성되는, 키보드 어셈블리.
  17. 청구항 13에 있어서, 상기 충전부 비노출 키보드 오버레이 레이어는 복수의 키보드 패턴으로 구성된 알파벳 키보드를 포함하는, 키보드 어셈블리.
  18. 청구항 13에 있어서, 상기 키 패턴은 상기 복수의 광-발생원이 광을 발산하는 것에 반응하여 보이는, 키보드 어셈블리.
  19. 청구항 13에 있어서, 상기 복수의 광-발생원은 각각 최대 5 마이크론 내지 20 마이크론의 길이 및 10 마이크론 내지 50 마이크론의 직경을 갖는 단면을 갖는 발광 반도체들을 포함하는, 키보드 어셈블리.
  20. 청구항 13에 있어서, 상기 광-발생원들은 발광 다이오드들을 포함하는, 키보드 어셈블리.
  21. 청구항 13에 있어서, 광 레이어는 70 마이크론 내지 200 마이크론의 두께를 갖는, 유연하고 얇은 표면의 조명된 기판으로 구성되는, 키보드 어셈블리.
  22. 후면광 장치로서,
    확산 측 및 비-확산 측을 포함하는 광플레이트로서, 상기 확산 측 및 상기 비-확산 측은 상기 광플레이트의 반대 측들에 배치되는, 상기 광플레이트;
    상기 광가이드의 적어도 일 측에 부착되는 복수의 광-발생원으로서, 광을 그것이 부착되는 상기 광가이드의 상기 측을 통해 상기 광가이드로 발산하도록 구성된, 상기 복수의 광-발생원;
    상기 광-발생원들로부터 발산된 상기 광이 상기 확산 측을 향해 다시 상기 광플레이트로 반사하도록 구성되어 상기 비-확산 측에 배치되는 반사 코팅부를 포함하는, 후면광 장치.
  23. 청구항 22에 있어서, 반사된 상기 광을 확산하고 확산된 상기 광을 상기 광플레이트 밖으로 발산하도록 구성된 상기 확산 측의 에칭부들을 더 포함하는, 후면광 장치.
  24. 청구항 22에 있어서, 상기 복수의 광-발생원은 각각 5 마이크론 내지 20 마이크론의 길이 및 10 마이크론 내지 50 마이크론의 직경을 갖는 단면을 갖는 발광 반도체들을 포함하는, 후면광 장치.
  25. 청구항 22에 있어서, 상기 복수의 광-발생원은 발광 다이오드들을 포함하는, 후면광 장치.
  26. 청구항 22에 있어서, 상기 복수의 광-발생원은 그것의 발산된 광을 상기 광가이드로 그리고 상기 확산 측에 수직한 방향으로 지향시키도록 배향되는, 후면광 장치.
  27. 청구항 22에 있어서, 발산된 상기 광은 상기 확산 측을 통해 상기 광가이드에 진입하는, 후면광 장치.
  28. 청구항 22에 있어서, 상기 복수의 광-발생원은 그것의 발산된 광을 상기 광가이드로 그리고 상기 비-확산 측에 수직한 방향으로 지향시키도록 배향되는, 후면광 장치.
  29. 청구항 22에 있어서, 발산된 상기 광은 상기 비-확산 측을 통해 상기 광가이드에 진입하는, 후면광 장치.
  30. 청구항 23에 있어서, 상기 에칭부들은 상기 확산 측을 코팅하는 물질, 상기 확산 측에서의 에칭부들, 및 상기 확산 측의 몰드들로 구성된 그룹으로부터 선택되는, 후면광 장치.
  31. 청구항 30에 있어서, 상기 확산 측을 코팅하는 상기 물질은 인광체를 포함하는, 후면광 장치.
  32. 청구항 30에 있어서, 상기 확산 측에서의 상기 에칭들은 삭마, 절제, 제거, 절단, 조각, 각인, 절개, 부식, 마모, 용해, 침식, 및 산화로 구성된 그룹으로부터 선택되는, 후면광 장치.
  33. 청구항 30에 있어서, 상기 확산 측에 부착되는 상기 몰드들은 돌출, 혹, 돌기, 볼록체, 리지, 및 벌지로 구성된 그룹으로부터 선택되는, 후면광 장치.
  34. 후면광 장치로서,
    확산 측 및 비-확산 측을 포함하는 반투명한 광가이드로서, 상기 확산 측 및 상기 비-확산 측은 상기 광가이드의 반대 측들에 배치되는, 상기 광가이드;
    상기 광가이드의 적어도 일 측에 부착되는 복수의 광-발생원을 갖는 기판으로서, 상기 복수의 광-발생원은 광을 그것이 부착되는 상기 광가이드의 상기 측을 통해 상기 광가이드로 발산하도록 구성된, 상기 기판;
    상기 광-발생원들로부터 발산된 상기 광이 상기 확산 측을 향해 다시 상기 광가이드로 반사하도록 구성되어, 상기 비-확산 측에 배치되는 반사 코팅부를 포함하는, 후면광 장치.
  35. 청구항 34에 있어서, 반사된 상기 광을 확산하고 확산된 상기 광을 상기 광가이드 밖으로 발산하도록 구성되어, 상기 확산 측의 복수의 위치에 배치되는 에칭부들을 더 포함하는, 후면광 장치.
  36. 청구항 34에 있어서, 상기 복수의 광-발생원은 각각 5 마이크론 내지 20 마이크론의 길이 및 10 마이크론 내지 50 마이크론의 직경을 갖는 단면을 갖는 발광 반도체들을 포함하는, 후면광 장치.
  37. 청구항 34에 있어서, 상기 복수의 광-발생원은 발광 다이오드들을 포함하는, 후면광 장치.
  38. 청구항 34에 있어서, 상기 복수의 광-발생원은 그것의 발산된 광을 상기 확산 측에 수직한 방향으로 지향시키도록 배향되는, 후면광 장치.
  39. 청구항 34에 있어서, 발산된 상기 광은 상기 확산 측을 통해 상기 광가이드에 진입하는, 후면광 장치.
  40. 청구항 34에 있어서, 상기 복수의 광-발생원은 그것의 발산된 광을 상기 비-확산 측에 수직한 방향으로 지향시키도록 배향되는, 후면광 장치.
  41. 청구항 34에 있어서, 발산된 상기 광은 상기 비-확산 측을 통해 상기 광가이드에 진입하는, 후면광 장치.
  42. 청구항 35에 있어서, 상기 에칭부들은 상기 확산 측을 코팅하는 물질, 상기 확산 측에서의 에칭부들, 및 상기 확산 측의 몰드들로 구성된 그룹으로부터 선택되는, 후면광 장치.
  43. 청구항 42에 있어서, 상기 확산 측을 코팅하는 상기 물질은 인광체를 포함하는, 후면광 장치.
  44. 청구항 42에 있어서, 상기 확산 측에서의 상기 에칭들은 삭마, 절제, 제거, 절단, 조각, 각인, 절개, 부식, 마모, 용해, 침식, 및 산화로 구성된 그룹으로부터 선택되는, 후면광 장치.
  45. 청구항 42에 있어서, 상기 확산 측에 부착되는 상기 몰드들은 돌출, 혹, 돌기, 볼록체, 리지, 및 벌지로 구성된 그룹으로부터 선택되는, 후면광 장치.
  46. 후면광 장치로서,
    프리즘으로 형성된 확산 레이어를 포함하는 광가이드;
    광을 상기 광가이드로 발산하도록 구성된 복수의 광-발생원;
    발산된 상기 광을 확산하고 발산된 상기 광을 상기 프리즘으로 형성된 확산 레이어를 통과시키도록 구성된 상기 프리즘으로 형성된 확산 레이어의 복수의 위치에 배치되는 나노-분해능 도구들.
  47. 청구항 46에 있어서, 상기 나노-분해능 도구들은 렌즈들 및 엠보싱 영역들로 구성된 그룹으로부터 선택되는, 후면광 장치.
  48. 청구항 47에 있어서, 상기 렌즈는 초박 렌즈를 포함하는, 후면광 장치.
  49. 청구항 46에 있어서, 상기 프리즘으로 형성된 확산 레이어는 발산된 상기 광에 회절, 굴절, 및 확산으로 구성된 그룹으로부터 선택되는 동작들을 수행하도록 구성되는, 후면광 장치.
  50. 청구항 46에 있어서, 상기 프리즘으로 형성된 확산 레이어는 선형 확산기들, 인더스트렉스(industrex), 쏠라이트 연화 확산기들(solite softening diffusers), 및 프로스테드 확산기들(frosted diffusers)로 구성된 그룹으로부터 선택되는 구조들을 포함하는, 후면광 장치.
  51. 청구항 46에 있어서, 상기 복수의 광-발생원은 각각 최대 5 마이크론 내지 20 마이크론의 길이 및 10 마이크론 내지 50 마이크론의 직경을 갖는 단면을 갖는 발광 반도체들을 포함하는, 후면광 장치.
  52. 청구항 46에 있어서, 상기 광-발생원들은 발광 다이오드들을 포함하는, 후면광 장치.
  53. 청구항 46에 있어서, 상기 복수의 광-발생원은 상기 프리즘으로 형성된 확산 레이어에 수직하게 배향되는, 후면광 장치.
  54. 청구항 46에 있어서, 발산된 상기 광은 상기 프리즘으로 형성된 확산 레이어를 통해 상기 광가이드에 진입하는, 후면광 장치.
  55. 후면광 장치로서,
    프리즘으로 형성된 확산 레이어를 포함하는 광가이드;
    상기 프리즘으로 형성된 확산 레이어 반대의 상기 광가이드의 측에 배치되고 광을 상기 광가이드로 발산하도록 구성된 복수의 광-발생원을 갖는 기판;
    발산된 상기 광을 확산하고 발산된 상기 광을 상기 프리즘으로 형성된 확산 레이어를 통과시키도록 구성된 상기 프리즘으로 형성된 확산 레이어의 복수의 위치에 배치되는 나노-분해능 도구들을 포함하는, 후면광 장치.
  56. 청구항 55에 있어서, 상기 나노-분해능 도구들은 렌즈들 및 엠보싱 영역들로 구성된 그룹으로부터 선택되는, 후면광 장치.
  57. 청구항 56에 있어서, 상기 렌즈는 초박 렌즈를 포함하는, 후면광 장치.
  58. 청구항 55에 있어서, 상기 프리즘으로 형성된 확산 레이어는 발산된 상기 광에 회절, 굴절, 및 확산으로 구성된 그룹으로부터 선택되는 동작들을 수행하도록 구성되는, 후면광 장치.
  59. 청구항 55에 있어서, 상기 프리즘으로 형성된 확산 레이어는 선형 확산기들, 인더스트렉스, 쏠라이트 연화 확산기들, 및 프로스테드 확산기들로 구성된 그룹으로부터 선택되는 구조들을 포함하는, 후면광 장치.
  60. 청구항 55에 있어서, 상기 복수의 광-발생원은 각각 최대 5 마이크론 내지 20 마이크론의 길이 및 10 마이크론 내지 50 마이크론의 직경을 갖는 단면을 갖는 발광 반도체들을 포함하는, 후면광 장치.
  61. 청구항 55에 있어서, 상기 광-발생원들은 발광 다이오드들을 포함하는, 후면광 장치.
  62. 청구항 55에 있어서, 상기 복수의 광-발생원은 상기 프리즘으로 형성된 확산 레이어에 수직하게 배향되는, 후면광 장치.
  63. 청구항 55에 있어서, 발산된 상기 광은 상기 프리즘으로 형성된 확산 레이어를 통해 상기 광가이드에 진입하는, 후면광 장치.
  64. 후면광 장치로서,
    반대 측들에 확산 측 및 비-확산 측을 배치하기 위한 수단;
    상기 배치하기 위한 수단의 상기 확산 측의 부분, 상기 비-확산 측의 부분, 및 에지를 커버하기 위한 수단;
    광을 상기 에지 및 상기 측들 중 적어도 하나를 통해 상기 광가이드로 발산하기 위한 수단;
    발산된 상기 광을 상기 광-발생원들로부터 상기 확산 측을 향해 다시 상기 광가이드로 반사시키기 위한 수단;
    반사된 상기 광을 확산시키기 위한 그리고 확산된 상기 광을 상기 광가이드 밖으로 발산하기 위한 수단을 포함하는, 후면광 장치.
  65. 청구항 64에 있어서, 상기 확산 측에 수직한 방향, 상기 비-확산 측에 수직한 방향, 및 상기 확산 측 및 상기 비-확산 측에 평행한 방향으로 구성된 그룹으로부터 선택되는 방향으로 상기 발산하기 위한 수단을 배향시키기 위한 수단을 더 포함하는, 후면광 장치.
  66. 청구항 64에 있어서, 상기 확산시키기 위한 수단은 상기 확산 측을 코팅하는 물질, 상기 확산 측에서의 에칭부들, 및 상기 확산 측의 몰드들로 구성된 그룹으로부터 선택되는, 후면광 장치.
  67. 후면광 장치로서,
    확산 측 및 비-확산 측을 포함하는 광플레이트로서, 상기 확산 측 및 상기 비-확산 측은 상기 광플레이트의 반대 측들에 배치되는, 상기 광플레이트;
    상기 광플레이트 내부에 그리고 상기 확산 측 및 상기 비-확산 측 사이에 위치되는 복수의 광-발생원으로서, 광을 상기 비-확산 측을 향하는 방향으로 발산하도록 구성된, 상기 광-발생원;
    상기 광-발생원들로부터 발산된 상기 광이 상기 확산 측을 향해 다시 상기 광플레이트로 반사하도록 구성되어 상기 비-확산 측에 배치되는 반사 코팅부를 포함하는, 후면광 장치.
  68. 청구항 67에 있어서, 반사된 상기 광을 확산하고 확산된 상기 광을 상기 광플레이트 밖으로 발산하도록 구성된 상기 확산 측의 에칭부들을 더 포함하는, 후면광 장치.
  69. 청구항 67에 있어서, 상기 복수의 광-발생원은 각각 5 마이크론 내지 20 마이크론의 길이 및 10 마이크론 내지 50 마이크론의 직경을 갖는 단면을 갖는 발광 반도체들을 포함하는, 후면광 장치.
  70. 청구항 67에 있어서, 상기 복수의 광-발생원은 발광 다이오드들을 포함하는, 후면광 장치.
  71. 청구항 68에 있어서, 상기 에칭부들은 상기 확산 측을 코팅하는 물질, 상기 확산 측에서의 에칭부들, 및 상기 확산 측의 몰드들로 구성된 그룹으로부터 선택되는, 후면광 장치.
  72. 청구항 71에 있어서, 상기 확산 측을 코팅하는 상기 물질은 인광체를 포함하는, 후면광 장치.
  73. 청구항 71에 있어서, 상기 확산 측에서의 상기 에칭들은 삭마, 절제, 제거, 절단, 조각, 각인, 절개, 부식, 마모, 용해, 침식, 및 산화로 구성된 그룹으로부터 선택되는, 후면광 장치.
  74. 청구항 71에 있어서, 상기 확산 측에 부착되는 상기 몰드들은 돌출, 혹, 돌기, 볼록체, 리지, 및 벌지로 구성된 그룹으로부터 선택되는, 후면광 장치.
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