KR20170122217A - 도광체 물품 및 제조 방법 - Google Patents

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쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
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Abstract

절첩가능 및 절첩된 도광체 물품들이 기술된다. 절첩가능 도광체 물품들은 배킹, 배킹 상에 배치된 도광체, 및 도광체에 인접하게 배킹 상에 배치된 프리즘 - 배킹이 프리즘과 도광체 사이의 축을 중심으로 절첩될 때, 프리즘의 측부가 도광체의 단부에 인접하게 위치되며 그와 정렬되도록 함 - 을 포함한다. 절첩된 도광체 물품들은 도광체, 제1 프리즘 및 제2 프리즘을 포함한다. 제1 프리즘은 도광체의 단부에 인접하게 배치되고 그와 정렬된다. 제2 프리즘은 제1 프리즘에 인접하게 배치되고 그와 정렬되는데, 이때 저-굴절률 재료가 제1 프리즘과 제2 프리즘을 분리시킨다.

Description

도광체 물품 및 제조 방법
백라이트형 디스플레이들에서 사용되는 백라이트들은 도광체, 및 도광체의 에지 내로 광을 주입하도록 배치된 광원들을 포함할 수 있다. 도광체로부터의 광 출력은 도광체의 출력 표면에 걸쳐 균일하지 않은 세기 분포를 가질 수 있다. 예를 들어, 광원들에 가까운 도광체의 영역들에 "핫 스폿(hot spot)들"이 나타날 수 있다.
본 발명의 일부 태양에 따르면, 배킹(backing), 배킹 상에 배치된 제1 도광체 및 배킹 상에 배치된 제1 프리즘을 갖는 물품이 제공된다. 제1 프리즘은 제1 도광체에 인접하게 배킹 상에 배치되어, 배킹이 제1 프리즘과 제1 도광체 사이의 제1 축을 중심으로 절첩될 때, 제1 프리즘의 제1 측부가 제1 도광체의 단부에 인접하게 위치되며 그와 정렬되도록 한다.
본 발명의 일부 태양에 따르면, 제1 도광체, 제1 프리즘 및 제2 프리즘을 갖는 물품이 제공된다. 제1 도광체는 제1 단부, 제1 단부의 반대편인 제2 단부, 제1 주 표면, 및 제1 주 표면의 반대편인 제2 주 표면을 갖는다. 제1 및 제2 프리즘들 각각은 제1 측부, 제2 측부, 제3 측부, 및 제1 측부와 제2 측부 사이의 제1 에지를 갖는다. 제3 측부는 제1 측부보다 더 길고 제2 측부보다 더 길다. 제1 프리즘은, 제1 프리즘의 제1 측부가 제1 도광체의 제1 단부에 인접하며 그와 정렬되도록 배치된다. 제2 프리즘은, 제2 프리즘의 제1 측부가 제1 프리즘의 제2 측부에 인접하며 그와 정렬되도록 배치되는데, 이때 제1 저-굴절률 재료(low-index material)가 제1 프리즘의 제2 측부와 제2 프리즘의 제1 측부를 분리시킨다. 제1 프리즘의 제1 에지는 제2 프리즘의 제1 에지에 인접하게 배치된다.
본 발명의 일부 태양에 따르면, 본 발명의 물품들의 제조 방법들이 제공된다.
도 1a는 절첩가능 도광체 물품의 단면도이다.
도 1b는 절첩된 도광체 물품의 단면도이다.
도 2a는 절첩가능 도광체 물품의 단면도이다.
도 2b는 절첩된 도광체 물품의 단면도이다.
도 3 및 도 4는 절첩가능 도광체 물품들을 제조하기 위한 방법들을 개략적으로 예시한다.
도 5 및 도 6은 절첩가능 도광체 물품들의 단면도들이다.
도 7a 내지 도 7d는 절첩가능 도광체 물품들로부터 절첩된 도광체 물품을 제조하기 위한 방법을 예시한다.
도 8 및 도 9는 절첩된 도광체 물품들을 포함하는 백라이트들의 개략 단면도들이다.
도 10은 절첩된 도광체 물품을 포함하는 백라이트형 디스플레이의 개략 단면도이다.
도 11a 내지 도 11c는 절첩된 도광체 물품의 일부분의 단면도들이다.
도 12는 시뮬레이션에서 검출기에 의해 결정되는 조명 균일성을 도시한다.
도 13a 및 도 13b는 절첩된 도광체 물품의 일부분의 단면도들이다.
도 14는 시뮬레이션에서 검출기에 의해 결정되는 조명 균일성을 도시한다.
도 15 및 도 16은 절첩된 도광체 물품들의 부분들의 단면도들이다.
하기 설명에서, 본 명세서의 일부를 형성하고 예시로서 도시된 첨부 도면을 참조한다. 도면은 반드시 축척대로 그려진 것은 아니다. 다른 실시 형태가 고려되며 본 발명의 설명의 범주 또는 사상으로부터 벗어남이 없이 이루어질 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
백라이트형 디스플레이들에 사용되는 일부 백라이트들은 도광체를 도광체의 하나 이상의 에지들을 따른 광원과 함께 사용한다. 광원은, 예를 들어 도광체의 에지 내로 광을 주입하도록 배치된 복수의 발광 다이오드(LED)들일 수 있다. 백라이트로부터의 광 출력의 균일성은 LED들의 위치 및 세기에 의해 영향을 받을 수 있다. 광원(들)이 도광체의 출력 표면으로부터 더 멀리 배치되는 절첩된 도광체 구성들(예를 들어, 도 1b 참조)은, 절첩된 도광체를 포함하는 백라이트들에서 작은 베젤 폭이 유지될 수 있게 하면서 광 출력의 균일성을 개선할 수 있다는 것이 밝혀졌다. 절첩된 도광체의 다양한 표면들 사이에 저-굴절률 재료(들)를 전략적으로 배치함으로써 추가의 예상치 못한 균일성 및 효율 개선들을 제공할 수 있다는 것이 추가로 밝혀졌다. 절첩된 도광체가 효과적이도록 하기 위해, 절첩된 도광체에 사용되는 광학 요소들이 서로 정밀하게 위치되고 정렬되는 것이 바람직하다. 정밀한 위치설정 및 정렬을 달성하기 위한 방법들이 밝혀졌고 본 명세서에 기술된다.
도 1a는 절첩가능 도광체 조립체의 개략 측면도이다. 절첩가능 도광체 물품(100)은, 배킹(150) 상에 배치되는, 제1 및 제2 도광체들(110, 120), 제1 에지(133)를 갖는 제1 프리즘(130), 및 제2 에지(144)를 갖는 제2 프리즘(140)을 포함한다. 배킹(150)은, 도 1b에 도시된 절첩된 도광체 물품(101)을 형성하기 위해 제1 도광체(110)와 제1 프리즘(130) 사이의 제1 축(151)을 중심으로, 제1 프리즘(130)과 제2 프리즘(140) 사이의 제2 축(152)을 중심으로, 그리고 제2 프리즘(140)과 제2 도광체(120) 사이의 제3 축(153)을 중심으로 절첩될 수 있다. 도 1a에서, 제1 프리즘(130)은 제1 도광체(110)에 인접하게 배킹(150) 상에 배치되어, 배킹(150)이 제1 프리즘(130)과 제1 도광체(110) 사이의 제1 축(151)을 중심으로 절첩될 때, 제1 프리즘(130)의 제1 측부(132)가 제1 도광체(110)의 제1 단부(112)에 인접하게 위치되며 그와 정렬되도록(도 1b 참조) 한다. 도 1a에서, 제2 프리즘(140)은 제1 도광체(110)의 반대편인 제1 프리즘(130)에 인접하게 배킹(150) 상에 배치되어, 배킹(150)이 제1 프리즘(130)과 제2 프리즘(140) 사이의 제2 축(152)을 중심으로 절첩될 때, 제2 프리즘(140)의 제1 측부(142)가 제1 프리즘(130)의 제2 측부(134)에 인접하게 위치되며 그와 정렬되도록(도 1b 참조) 한다. 제2 도광체(120)는 제1 프리즘(130)의 반대편인 제2 프리즘(140)에 인접하게 배킹(150) 상에 배치되어, 배킹이 제2 프리즘(140)과 제2 도광체(120) 사이의 제3 축(153)을 중심으로 절첩될 때, 제2 프리즘(140)의 제2 측부(144)가 제2 도광체(120)의 제1 단부(122)에 인접하게 위치되며 그와 정렬되도록(도 1b 참조) 한다.
제1 도광체(110)는 제1 단부(112), 제1 단부(112)의 반대편인 제2 단부(114), 제1 주 표면(116), 및 제1 주 표면(116)의 반대편인 제2 주 표면(118)을 갖는다. 제2 도광체(120)는 제1 단부(122), 제1 단부(122)의 반대편인 제2 단부(124), 제1 주 표면(126), 및 제1 주 표면(126)의 반대편인 제2 주 표면(128)을 갖는다. 물품(101)을 형성하기 위해 절첩될 때, 제2 도광체(120)의 제1 주 표면(126)은 제1 도광체(110)의 제2 주 표면(118)에 인접하게 배치된다. 제1 프리즘(130)은 제1 측부(132), 제2 측부(134), 제3 측부(136), 및 제1 측부(132)와 제2 측부(134) 사이의 제1 에지(133)를 갖는다. 제3 측부(136)는 제1 측부(132)보다 더 길고 제2 측부(134)보다 더 길다. 제2 프리즘(140)은 제1 측부(142), 제2 측부(144), 제3 측부(146), 및 제1 측부(142)와 제2 측부(144) 사이의 제1 에지(143)를 갖는다. 제3 측부(146)는 제1 측부(142)보다 더 길고 제2 측부(144)보다 더 길다. 물품(101)에서, 제1 프리즘(130)은 제1 프리즘(130)의 제1 측부(132)가 제1 도광체(110)의 제1 단부(112)에 인접하며 그와 정렬되도록 배치되고, 제2 프리즘(140)은 제2 프리즘(140)의 제1 측부(142)가 제1 프리즘(130)의 제2 측부(134)에 인접하며 그와 정렬되도록 배치된다. 제1 프리즘(130)의 제1 에지(133)는 제2 프리즘(140)의 제1 에지(143)에 인접하게 배치된다.
일부 실시 형태에서, 제1 프리즘(130)은 실질적으로 직각 삼각형 단면을 갖고, 여기서 제1 프리즘(130)의 제3 측부(136)는 제1 프리즘(130)의 빗면이고 배킹(150)에 인접하게 배치된다. 일부 실시 형태에서, 제1 프리즘(130)의 제1 측부(132)의 길이는 제1 도광체(110)의 두께와 실질적으로 동일하다. 일부 실시 형태에서, 제1 프리즘(130)의 제1 측부(132)의 길이는 제1 프리즘(130)의 제2 측부(134)의 길이와 실질적으로 동일하여서, 제1 프리즘(130)이 실질적으로 직각 이등변 프리즘이도록 한다(즉, 제1 프리즘(130)이 실질적으로 직각 이등변 삼각형 단면을 갖도록 한다). 일부 실시 형태에서, 제2 프리즘(140)은 실질적으로 직각 삼각형 단면을 갖고, 여기서 제2 프리즘(140)의 제3 측부(146)는 제2 프리즘(140)의 빗면이고 배킹(150)에 인접하게 배치된다. 일부 실시 형태에서, 제2 프리즘(140)의 제2 측부(144)의 길이는 제2 도광체(120)의 두께와 실질적으로 동일하다. 일부 실시 형태에서, 제2 프리즘(140)의 제1 측부(142)의 길이는 제1 프리즘(130)의 제2 측부(134)의 길이와 실질적으로 동일하다. 일부 실시 형태에서, 제2 프리즘(140)의 제1 측부(142)의 길이는 제2 프리즘(140)의 제2 측부(144)의 길이와 실질적으로 동일하여서, 제2 프리즘(140)이 실질적으로 직각 이등변 프리즘이도록 한다(즉, 제2 프리즘(140)이 실질적으로 직각 이등변 삼각형 단면을 갖도록 한다).
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 프리즘들의 측부들은 프리즘들의 주 표면들을 지칭하고, 프리즘들의 단부들은 프리즘들의 부 표면(minor surface)들을 지칭하고, 프리즘의 에지들은 측부들 사이의 또는 측부와 단부 사이의 에지들을 지칭한다. 본 발명의 물품들에서 유용한 프리즘들은 전형적으로 3개의 주 표면들(측부들), 2개의 부 표면들(단부들), 측부들의 인접한 쌍들 사이의 3개의 에지들, 및 측부와 단부 사이의 6개의 에지들(각각의 단부에서 3개)을 갖지만, 다른 기하 형상들이 가능하다.
절첩된 도광체 물품(101)은 디스플레이의 백라이트에서의 도광체 패널로서 유용하다. 제1 도광체(110)의 제2 단부(114)는 광 주입 표면으로서 사용될 수 있고, 제2 도광체(120)의 제2 주 표면(128)은 도광체 패널의 출력 표면으로서 사용될 수 있다. 제1 도광체(110)의 제2 단부(114) 내로 주입된 광은, 제1 및 제2 프리즘들(130, 140)로부터, 또는 제1 및 제2 프리즘들(130, 140)에 인접한 배킹(150)에서의 반사 층으로부터 반사되어, 제2 도광체(120)의 제1 단부(122) 내로 향한다. 광은 제3 측부들(136, 146)로부터의 내부 전반사(total internal reflection, TIR)에 의해 제1 및 제2 프리즘들(130, 140)로부터 반사될 수 있다. 대안적으로, 단일 층일 수 있거나 또는 복수의 층들을 포함할 수 있는 배킹(150)은, 프리즘들(130, 140)을 통하여 투과되는 광을 반사시키는 제3 측부들(136, 146)에 인접한 영역들에 반사 층을 포함할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 배킹은 저-굴절률 층을 포함하고, 광은 저-굴절률 층과의 계면에서 TIR을 통해 반사된다. 배킹은 또한, 제1 주 표면(116)을 통한 광의 손실을 방지하기 위해 제1 도광체(110)의 제1 주 표면(116)에 인접한 영역들에 반사 층 또는 저-굴절률 층을 포함할 수 있다. 배킹은 제2 도광체(120)의 제2 주 표면(128)에 인접한 영역들에서 투명할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 배킹(150)은 물품(101)을 형성한 후에 제거되고, 제1 주 표면(116) 및 제1 및 제2 프리즘들(130, 140)의 제3 측부들(136, 146) 중 하나 이상에 반사 코팅이 적용될 수 있다.
제2 도광체(120)는 제1 단부(122) 내로 주입되는 광을 추출하는 광 추출 특징부들을 포함할 수 있다. 추출 특징부들은 물품(101)을 형성하기 위해 물품(100)을 절첩하기 전에, 예를 들어 제1 주 표면(126) 상에 점(dot)들 또는 바(bar)들을 인쇄함으로써 제1 주 표면(126) 상에 형성될 수 있다. 추출 특징부들을 형성한 후에, 제1 주 표면(126)은 반사 코팅으로 코팅될 수 있다.
제1 주 표면(126), 제1 주 표면(116), 제3 측부(136) 및/또는 제3 측부(146) 상에 사용될 수 있는 적합한 반사 코팅들은 금속 코팅들 또는 유전체 코팅들을 포함한다. 배킹의 부분들 내에 포함되거나 또는 표면에 부착될 수 있는 적합한 반사 층들은, 미국 미네소타주 세인트 폴 소재의 쓰리엠 컴퍼니(3M Company)로부터 입수가능한 ESR(Enhanced Specular Reflector) 필름과 같은 다층 광학 필름들을 포함한다.
제1 도광체(110)는 접착제로 제1 프리즘(130)에 부착될 수 있고, 제1 프리즘(120)은 접착제로 제2 프리즘(140)에 부착될 수 있고, 제2 프리즘(140)은 접착제로 제2 도광체(120)에 부착될 수 있고, 제1 및 제2 도광체들(110, 120)은 접착제로 함께 부착될 수 있다. 다양한 구성요소들을 부착하는 데 사용되는 접착제들은 동일하거나 상이할 수 있다. 접착제들 중 임의의 것 또는 전부는 저-굴절률 광학 접착제들일 수 있다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, "저-굴절률" 재료는 약 1.45 이하의 굴절률을 갖는 재료를 말한다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 다르게 규정되지 않는 한, "굴절률"은 25℃에서 589 nm(나트륨 D 선(sodium D line))의 파장을 갖는 광에 대한 굴절률을 말한다. 일부 실시 형태에서, 저-굴절률 재료는 약 1.45 이하 또는 약 1.42 이하 또는 약 1.41 이하 또는 약 1.39 이하의 굴절률을 갖는 광학적으로 투명한 접착제이다. 적합한 저-굴절률의 광학적으로 투명한 접착제는 1.315 내지 1.44의 범위의, 제조자에 의해 인용된 굴절률들을 갖는 놀랜드 광학 접착제(Norland Optical Adhesive) 1315, 132, 138, 142 및 144(미국 뉴저지주 크랜버리 소재의 놀랜드 프로덕츠(Norland Products)로부터 입수가능함)를 포함한다. 일부 실시 형태에서, 저-굴절률 재료는 약 1.3 미만 또는 약 1.2 미만 또는 심지어 약 1.15 미만의 굴절률을 갖는 초저-굴절률(ultra low-index, ULI) 재료이다. 적합한 ULI 재료들은 미국 특허 출원 공개 제2012/0038990호(하오(Hao) 등)에 기술된 것들과 같은 나노공극형(nanovoided) 재료들을 포함한다. 일부 실시 형태에서, 저-굴절률 재료는 나노공극형 저-굴절률 접착제이다.
일부 실시 형태에서, 저-굴절률 접착제일 수 있거나 또는 공기일 수 있는 저-굴절률 재료는 제1 프리즘(130)의 제2 측부(134)와 제2 프리즘(140)의 제1 측부(142)를 분리시킨다. 일부 실시 형태에서, 에어 갭이 제1 프리즘(130)과 제2 프리즘(140)을 분리시킬 수 있다. 제1 및 제2 프리즘들(130, 140)을 프리즘들의 단부들에 고정시킴으로써 또는 제1 및 제2 프리즘들(130, 140)을 프리즘들의 에지들 근처에서만 함께 접합시킴으로써 에어 갭이 제공될 수 있다. 에어 갭들은 또한 제1 프리즘(130)의 제2 표면(134) 및/또는 제2 프리즘(140)의 제1 표면(142)을 구조화함으로써 생성될 수 있다. 구조화하는 것은 프리즘(들)을 형성하는 데 사용되는 금형 또는 툴(tool)을 사용하여 제공될 수 있거나, 또는 별도의 기계가공 단계를 사용하여 구조물들을 제조할 수 있다.
제1 및 제2 도광체들(110, 120) 및 제1 및 제2 프리즘들(130, 140)은, 예를 들어 광학 구성요소들에 일반적으로 사용되는 임의의 중합체 재료들로부터 제조될 수 있다. 적합한 중합체들은 아크릴레이트(예컨대, 폴리(메틸 메타크릴레이트)(PMMA)) 및 환형 올레핀 공중합체(COP)들을 포함한다.
절첩된 도광체 물품(101)은, 단일 도광체의 단부 내로 직접 광을 주입하는 것과 비교하여 제2 주 표면(128)을 통한 광 출력의 균일성을 개선할 수 있다. 제1 프리즘(130)의 제2 측부(134)와 제2 프리즘(140)의 제1 측부(142) 사이에 저-굴절률 재료(예컨대, 공기 또는 저-굴절률 접착제)를 포함하면, 절첩된 도광체 물품(101)의 균일성 및 효율을 추가로 개선할 수 있다.
도 2a는 배킹(250) 상에 배치된 도광체(210) 및 프리즘(230)을 포함하는 절첩가능 도광체 물품(200)의 개략 측면도이다. 도광체(210)는 서로 반대편에 있는 제1 및 제2 단부들(212, 214) 및 서로 반대편에 있는 제1 및 제2 주 표면들(216, 218)을 포함한다. 프리즘(230)은 제1, 제2 및 제3 측부들(232, 234, 236)을 포함하는데, 이때 배킹(250)에 인접하게 배치되는 제3 측부(236)는 제1 및 제2 측부들(232, 234)보다 더 길다. 프리즘(230)은 또한 제1 측부(232)와 제2 측부(234) 사이의 에지(233)를 포함한다. 배킹(250)은 제1 주 표면(256) 및 반대편의 제2 주 표면(258)을 갖는다. 도광체(210) 및 프리즘(230)은 제1 주 표면(256) 상에 배치된다. 배킹(250)은, 도 2b에 도시된 물품(201)을 형성하기 위해 도광체(210)와 프리즘(230) 사이의 축(251)을 중심으로 절첩될 수 있다. 배킹(250)은 배킹이 축(251)을 중심으로 절첩될 때 굽혀지고 연신되도록 가요성일 수 있거나, 또는 배킹은 배킹(250)이 축(251)을 중심으로 절첩될 때 쪼개지도록 파단가능할 수 있다. 도 2b에 예시된 실시 형태에서, 배킹은 물품(200)으로부터 물품(201)이 형성될 때 2개의 부분들(250a, 250b)로 파단되었다. 프리즘(230)의 제1 측부(232)의 길이(L)는 도광체(210)의 두께(T)와 실질적으로 동일하여서, 도 2b에 예시된 바와 같이 프리즘(230)이 도광체(210)와 정렬되도록 할 수 있다.
저-굴절률 재료(262)가 제1 단부(212)와 제1 측부(232) 사이에 배치될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 저-굴절률 재료는 공기일 수 있거나 또는 저-굴절률 코팅일 수 있다. 저-굴절률 코팅은 저-굴절률 접착제, ULI 또는 다른 저-굴절률 재료일 수 있다. 도광체(210) 및 프리즘(230)의 에지들을 따른 접착제들로 프리즘(230)을 도광체(210)에 근접하게 위치설정함으로써 에어 갭이 형성될 수 있다. 프리즘(230)과 도광체(210) 사이의 간격은, 어딘가 다른 곳에 기술되는 바와 같이, 제1 단부(212) 또는 제1 측부(232)에 표면 구조물을 적용함으로써 제어될 수 있다. 대안적으로, 저-굴절률 재료(262)는 나노공극형 저-굴절률 재료와 같은 저-굴절률 접착제일 수 있다.
본 발명의 물품들은 하나 이상의 프리즘들 및 하나 이상의 도광체들을 배킹 상에 성형함으로써 제조될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 배킹은 성형 단계 동안 제조될 수 있다. 그러한 실시 형태에서, 프리즘(들), 도광체(들) 및 배킹은 공통 재료로부터 제조될 수 있다. 다른 실시 형태에서, 배킹은 필름 또는 필름들의 적층물일 수 있고, 도광체(들) 및 프리즘(들)은 배킹 바로 위에 형성될 수 있거나 또는 별도로 형성된 후에 배킹에 부착될 수 있다. 본 발명의 물품들을 제조하기 위한 예시적인 방법들이 도 3 및 도 4에 예시되어 있다.
본 명세서에 기술된 절첩가능 도광체 물품들(예컨대, 절첩가능 도광체 물품들(100, 200))은 배킹 상에 도광체(들) 및 프리즘(들)을 형성함으로써 제조될 수 있다. 이것은 도 3의 방법(305)에 개략적으로 예시되어 있는데, 여기서 배킹이 제공되고(단계(392)) 이어서 배킹 상에 도광체(들) 및 프리즘(들)이 형성된다(단계(396)). 도광체(들) 및 프리즘(들)은, 예를 들어 성형, 캐스팅(casting) 및 경화, 또는 기계가공(예컨대, 다이아몬드 포인트 밀링)에 의해 형성될 수 있다. 프리즘(들) 및 도광체(들)는 원하는 도광체 및 프리즘 형상들을 갖는 툴을 사용하여 배킹에 대해 수지 조성물을 캐스팅 및 경화시킴으로써 제조될 수 있다. 그러한 방법에 사용되는 조성물들은 화학 방사선(예컨대, 자외선(UV) 방사선)을 적용함으로써 경화가능할 수 있다. 캐스팅 및 경화 공정들은, 예를 들어 미국 특허 제5,175,030호(루(Lu) 등) 및 제5,183,597호(루)에 기술되어 있다. 프리즘(들) 및 도광체(들)는 또한, 원하는 도광체(들) 및 프리즘(들) 형상들을 갖는 성형 툴을 사용하여 배킹에 대해 재료를 성형(예컨대, 사출 성형, 인서트 성형)함으로써 제조될 수 있다. 성형 공정들에 사용되는 재료는, 예를 들어 열가소성 중합체일 수 있다. 대안적으로, 열경화성 구성요소들이 금형 내에 주입되어 도광체(들) 및 프리즘(들)을 형성할 수 있다.
일부 실시 형태에서, 배킹은 성형 동작 동안 도광체(들) 및 프리즘(들)과 함께 제조될 수 있다. 그러한 실시 형태에서, 배킹은 인접한 도광체(들)와 프리즘(들) 사이의 얇은 접합된 영역들을 포함할 수 있는데, 이들 영역은 가요성이거나 파단가능할 수 있다. 그러한 실시 형태에서, 배킹 및 도광체(들)와 프리즘(들)은 공통 재료를 포함할 수 있다.
본 명세서에 기술된 절첩가능 도광체 물품들(예컨대, 절첩가능 도광체 물품들(100, 200))은, 재료의 블록을 배킹에 부착하고 이어서 블록을 기계가공(예컨대, 다이아몬드 포인트 밀링)하여 도광체(들) 및 프리즘(들)을 형성함으로써 제조될 수 있다.
본 명세서에 기술된 절첩가능 도광체 물품들(예컨대, 절첩가능 도광체 물품들(100, 200))은 먼저 도광체(들) 및 프리즘(들)을 제조하고 이어서 그들을 배킹에 부착함으로써 제조될 수 있다. 이것은 도 4의 방법(405)에 개략적으로 예시되어 있는데, 여기서 배킹이 제공되고(단계(492)), 도광체(들) 및 프리즘(들)이 형성되고(단계(494)), 이어서 도광체(들) 및 프리즘(들)이 배킹에 부착된다(단계(496)). 도광체(들) 및 프리즘(들)은, 원하는 도광체(들) 및 프리즘(들) 형상들을 갖는 성형 툴을 사용하여 재료를 성형(예컨대, 사출 성형)함으로써 제조될 수 있다. 도광체(들) 및 프리즘(들)은 다이아몬드 포인트 밀링을 포함하는 다양한 기계가공 동작들에 의해 제조될 수 있다. 프리즘(들) 및 도광체(들)를 배킹 상에 정밀하게 위치설정하기 위해, 예를 들어 픽 앤드 플레이스 장치(pick and place apparatus)가 사용될 수 있다. 도광체(들) 및 프리즘(들)은 접착제를 통해 배킹에 부착될 수 있거나, 또는 배킹은 접착제 층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 접착제는 감압 접착제일 수 있다. 접착제는, 배킹이 형성된 후에 생성된 절첩된 도광체(예컨대, 절첩된 도광체 물품들(101, 201))로부터 제거될 수 있도록 이형가능 접착제일 수 있다.
도 5는 배킹(550) 상에 배치된 도광체(510), 제1 프리즘(530), 및 제2 프리즘(540)을 포함하는 물품(500)의 개략 측면도이다. 도광체(510)는 제1 단부(512), 반대편의 제2 단부(도시되지 않음), 및 서로 반대편에 있는 제1 및 제2 주 표면들(516, 518)을 포함한다. 제1 프리즘(530)은 제1, 제2 및 제3 측부들(532, 534, 536)을 포함하는데, 이때 배킹(550)에 인접하게 배치되는 제3 측부(536)는 제1 및 제2 측부들(532, 534)보다 더 길다. 제1 프리즘(530)은 또한 제1 측부(532)와 제2 측부(534) 사이의 에지(533)를 포함한다. 도광체(510)의 반대편인 제1 프리즘(530)에 인접하게 배킹(550) 상에 배치되는 제2 프리즘(540)은, 제1, 제2 및 제3 측부들(542, 544, 546)을 포함하는데, 이때 배킹(550)에 인접하게 배치되는 제3 측부(546)는 제1 및 제2 측부들(542, 554)보다 더 길다. 제2 프리즘(540)은 또한 제1 측부(542)와 제2 측부(544) 사이의 에지(543)를 포함한다. 배킹(550)은 제1 주 표면(556) 및 반대편의 제2 주 표면(558)을 갖는다. 도광체(510), 제1 프리즘(530) 및 제2 프리즘(540)은 제1 주 표면(556) 상에 배치된다. 배킹(550)은, 어딘가 다른 곳에서 논의되는 도 7c에 도시된 것과 유사한 물품을 형성하기 위해 도광체(510)와 제1 프리즘(530) 사이의 제1 축(551)을 중심으로 그리고 제1 프리즘(530)과 제2 프리즘(540) 사이의 제2 축(552)을 중심으로 절첩될 수 있다.
도 6은 배킹(650) 상에 배치된 제1 도광체(610), 제2 도광체(620), 제1 프리즘(630), 및 제2 프리즘(640)을 포함하는 물품(600)의 개략 측면도이다. 제1 도광체(610)는 제1 단부(612) 및 반대편의 제2 단부(도시되지 않음)를 포함한다. 제1 프리즘(630)의 반대편인 제2 프리즘(640)에 인접하게 배킹(650) 상에 배치되는 제2 도광체(620)는 제1 단부(622) 및 반대편의 제2 단부(도시되지 않음)를 포함한다. 제1 프리즘(630)은 제1, 제2 및 제3 측부들(632, 634, 636)을 포함하는데, 이때 배킹(650)에 인접하게 배치되는 제3 측부(636)는 제1 및 제2 측부들(632, 634)보다 더 길다. 제1 프리즘(630)은 또한 제1 측부(632)와 제2 측부(634) 사이의 에지(633) 및 각도 θ1을 포함한다. 제1 도광체(610)의 반대편인 제1 프리즘(630)에 인접하게 배킹(650) 상에 배치되는 제2 프리즘(640)은, 제1, 제2 및 제3 측부들(642, 644, 646)을 포함하는데, 이때 배킹(650)에 인접하게 배치되는 제3 측부(646)는 제1 및 제2 측부들(642, 654)보다 더 길다. 제2 프리즘(640)은 또한 제1 측부(642)와 제2 측부(644) 사이의 에지(643) 및 각도 θ2를 포함한다. 배킹(650)은, 어딘가 다른 곳에서 논의되는 도 7d에 도시된 것과 유사한 물품을 형성하기 위해 제1 도광체(610)와 제1 프리즘(630) 사이의 제1 축(651)을 중심으로, 제1 프리즘(630)과 제2 프리즘(640) 사이의 제2 축(652)을 중심으로, 그리고 제2 프리즘(640)과 제2 도광체(620) 사이의 제3 축(653)을 중심으로 절첩될 수 있다.
일부 실시 형태에서, θ1 + θ2는 대략 180도이다. 이것은, 제1 및 제2 도광체들(610, 620) 및 제1 및 제2 프리즘들(630, 640)이, 단부들(612, 622)이 서로 실질적으로 동일 평면에 있고 측부들(632, 644)이 단부들(612, 622)과 실질적으로 평행하도록 정렬되게 하기 위해 바람직할 수 있다. 일부 실시 형태에서, θ1은 대략 90도이고 θ2는 대략 90도이다. 이것은, 측부들(634, 642) 사이의 간격이 제1 도광체(610)와 제2 도광체(620) 사이에서 대칭적으로 배치되어 양호한 광학 균일성으로 이어지게 하기 위해 바람직할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 제1 도광체(610)의 단부(612)의 길이(즉, 제1 도광체(610)의 두께)는 제1 프리즘(630)의 제1 측부(632)의 길이와 동일하거나 대략 동일하다. 일부 실시 형태에서, 제1 프리즘(630)의 제2 측부(634)의 길이는 제2 프리즘(640)의 제1 측부(642)의 길이와 동일하거나 대략 동일하다. 일부 실시 형태에서, 제2 도광체(620)의 단부(622)의 길이(즉, 제2 도광체(620)의 두께)는 제2 프리즘(640)의 제2 측부(644)의 길이와 동일하거나 대략 동일하다. 일부 실시 형태에서, 제1 및 제2 도광체들(610, 620)의 두께들, 제1 프리즘(630)의 제1 및 제2 측부들(632, 634)의 길이들, 및 제1 및 제2 측부들(642, 644)의 길이들은 전부 동일하거나 대략 동일하다.
도 7a 내지 도 7d는 배킹(750) 상에 배치된 도광체 및 2개의 프리즘들을 포함하는 절첩가능 도광체 물품으로부터 절첩된 도광체 물품을 제조하는 방법을 예시한다. 도 7a는 배킹(750) 상에 배치된 제1 도광체(710), 제1 프리즘(730) 및 제2 프리즘(740)을 포함하는 물품(700a)의 사시도이다. 제1 도광체(710)는 제1 단부(712) 및 반대편의 제2 단부(도시되지 않음)를 포함한다. 제1 프리즘(730)은 제1 측부, 제2 측부(734), 및 제1 측부 및 제2 측부(734)보다 더 긴 제3 측부(736)(도 7d 참조)를 포함한다. 제1 프리즘(730)은 또한 제1 단부(738) 및 반대편의 제2 단부(739)(도 7d 참조)를 포함하고, 제1 측부와 제2 측부(734) 사이의 에지(733)를 포함한다. 제2 프리즘(740)은 제1 측부, 제2 측부(744), 및 제1 측부 및 제2 측부(744)보다 더 긴 제3 측부(746)(도 7d 참조)를 포함한다. 제1 프리즘(740)은 또한 제1 단부(748) 및 반대편의 제2 단부(749)(도 7d 참조)를 포함하고, 제1 측부와 제2 측부(744) 사이의 에지(743)를 포함한다. 물품(700a)은, 도 7b에 도시된 중간 물품(700b)을 생성하기 위해 제1 축(751)을 중심으로 그리고 제2 축(752)을 중심으로 부분적으로 절첩될 수 있다. 물품(700b)은, 제1 프리즘(730)의 제1 측부가 제1 도광체(710)의 제1 단부(712)에 인접하고 제2 프리즘(740)의 제1 측부가 제1 프리즘(710)의 제2 측부(734)에 인접할 때까지 제1 및 제2 축들(751, 752)을 중심으로 계속해서 절첩될 수 있다.
일부 실시 형태에서, 배킹(750)은 제1 도광체(710) 및 제1 및 제2 프리즘(730, 740)과 함께 형성될 수 있다. 그러한 실시 형태에서, 배킹은, 제1 도광체(710) 및 제1 및 제2 프리즘들(730, 740) 각각의 외부 부분에 더하여 제1 도광체(710)와 제1 프리즘(730) 사이의 그리고 제1 프리즘(730)과 제2 프리즘(740) 사이의 얇은 접합된 영역들일 수 있다. 얇은 접합된 영역들은 가요성이거나 파단가능할 수 있다. 그러한 실시 형태에서, 배킹은 도 7a 및 도 7b에 개략적으로 예시된 것보다 훨씬 더 얇을 수 있다.
일부 실시 형태에서, 제1 도광체(710) 및 제1 및 제2 프리즘들(730, 740)은, 배킹이 제거될 수 있도록 배킹(750)에 이형가능하게 부착된다. 다른 실시 형태에서, 배킹은 제거되지 않고, 제1 도광체(710), 제1 프리즘(730) 및/또는 제2 프리즘(740)에 인접한 배킹의 영역들에 반사 코팅 또는 저-굴절률 층을 포함할 수 있는데, 이는 그러한 코팅들 또는 층들이 미광(stray light)을 생성된 절첩된 도광체 내로 다시 반사시키는 데 유용할 수 있기 때문이다. 일부 실시 형태에서, 배킹은 다수의 층들을 포함한다. 배킹은 제1 도광체(710), 제1 프리즘(730) 및 제2 프리즘(740)에 인접한 반사 층 또는 저-굴절률 층을 포함할 수 있고, 추가적인 층들을 포함할 수 있는데, 추가적인 층들은 제거가능하여, 추가적인 층들을 제거함으로써 반사 또는 저-굴절률 층을 제자리에 남기도록 한다. 일부 실시 형태에서, 배킹은 제1 도광체(710), 제1 프리즘(730) 및 제2 프리즘(740) 중 하나 이상에 인접한 반사 코팅을 제공한다. 일부 실시 형태에서, 배킹이 제거된 후에, 제3 측부(736) 및/또는 제3 측부(746)에 반사 코팅이 적용된다. 물품(700b)을 완전히 절첩한 후에 배킹(750)이 제거되는 경우, 그 결과는 도 7c에 도시된 물품(701c)이다. 대안적으로, 배킹은, 제1 도광체(710) 및 제1 및 제2 프리즘들(730, 740) 각각의 외부 부분에 더하여 제1 도광체(710)와 제1 프리즘(730) 사이의 그리고 제1 프리즘(730)과 제2 프리즘(740) 사이의 얇은 접합된 영역들일 수 있는데, 이 경우에, 배킹(750)은 너무 얇아서 도 7c의 길이 축척 상에서 뚜렷하게 보이지 않을 수 있다. 일부 실시 형태에서, 물품(701c)은 제1 도광체(710)와 제1 프리즘(730) 사이 및/또는 제1 프리즘(730)과 제2 프리즘(740) 사이에, 저-굴절률 접착제 층일 수 있는 접착제 층을 포함한다.
이어서, 제2 도광체(720)가 제1 도광체(710) 및 제2 프리즘(740)에 인접하게 배치되어, 도 7d에 도시된 절첩된 도광체 물품(701d)을 생성할 수 있다. 제1 도광체(710)와 제2 도광체(720) 사이의 인접한 표면들 중 하나 또는 둘 모두에 반사 또는 저-굴절률 층(예컨대, 저-굴절률 접착제 층)이 배치될 수 있다. 제2 도광체(720)는 실질적으로 균일한 광 출력을 제공하도록 배열된 추출 특징부들을 포함하여서, 물품(701d)이 어딘가 다른 곳에 기술되는 바와 같은 백라이트형 디스플레이에 사용될 수 있는 백라이트에서의 절첩된 도광체로서 유용할 수 있도록 할 수 있다.
도 8은 백라이트형 디스플레이에 사용하기에 적합한 백라이트(802)의 개략 측면도이다. 백라이트(802)는 절첩된 도광체 물품(801) 및 광원(870)을 포함한다. 물품(801)은 제1 및 제2 도광체들(810, 820) 및 제1 및 제2 프리즘들(830, 840)을 포함한다. 제1 도광체(810)는 서로 반대편에 있는 제1 및 제2 단부들(812, 814) 및 서로 반대편에 있는 제1 및 제2 주 표면들(816, 818)을 갖는다. 제2 도광체(820)는 서로 반대편에 있는 제1 및 제2 단부들(822, 824) 및 서로 반대편에 있는 제1 및 제2 주 표면들(826, 828)을 갖는다. 제1 프리즘(830)은 제1, 제2 및 제3 측부들(832, 834, 836)을 갖는데, 이때 제3 측부(836)는 제1 및 제2 측부들(832, 834)보다 더 길고 제1 측부(832)와 제2 측부(834) 사이에 제1 에지(833)가 있다. 제2 프리즘(840)은 제1, 제2 및 제3 측부들(842, 844, 846)을 갖는데, 이때 제3 측부(846)는 제1 및 제2 측부들(842, 844)보다 더 길고 제1 측부(842)와 제2 측부(844) 사이에 제1 에지(843)가 있다. 물품(801)은 제1 프리즘(830)의 제2 측부(834)와 제2 프리즘(840)의 제1 측부(842) 사이의 제1 재료(860), 제1 도광체(810)의 제1 단부(812)와 제1 프리즘(830)의 제1 측부(832) 사이의 제2 재료(862), 제2 프리즘(840)의 제2 측부(844)와 제2 도광체(820)의 제1 단부(822) 사이의 제3 재료(864), 및 제1 도광체(810)의 제2 주 표면(818)과 제2 도광체(820)의 제1 주 표면(826) 사이의 제4 재료(866)를 포함한다. 제1 내지 제4 재료들(860, 862, 864, 866)은, 예를 들어 저-굴절률 접착제들 또는 공기일 수 있고, 동일 또는 상이한 재료들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 구성요소들의 코너들에서 접착제들을 사용함으로써 구성요소들 사이의 갭들 내에 공기가 포함될 수 있다. 대안적으로, 어딘가 다른 곳에서 기술되는 바와 같이, 표면들 사이에 에어 갭들을 제공하기 위해 구조화된 표면 또는 구조화된 표면들이 사용될 수 있다.
물품(801)에서, 제1 프리즘(830)은 제1 프리즘(830)의 제1 측부(832)가 제1 도광체(810)의 제1 단부(812)에 인접하며 그와 정렬되도록 배치되고, 제2 프리즘(840)은 제2 프리즘(840)의 제1 측부(842)가 제1 프리즘(830)의 제2 측부(834)에 인접하며 그와 정렬되도록 배치되는데, 이때 저-굴절률 재료일 수 있는 제1 재료(860)가 제1 프리즘(830)의 제2 측부(834)와 제2 프리즘(840)의 제1 측부(842)를 분리시키고, 제1 프리즘(830)의 제1 에지(833)는 제2 프리즘(840)의 제1 에지(843)에 인접하게 배치된다. 제2 프리즘(840)의 제2 측부(844)는 제2 도광체(820)의 제1 단부(822)에 인접하고 그와 정렬된다.
하나 이상의 LED들을 포함할 수 있는 광원(870)이 제1 도광체(810)의 제2 단부들(814)에 인접하게 배치된다. 광원(870)으로부터 제2 단부(814)를 통하여 주입된 광은, 제1 도광체(810)를 통하여 투과되고, 제1 단부(812)를 통하여 제1 도광체(810)에서 나오고, 제2 재료(862)를 거쳐 제1 프리즘(830) 내로 제1 측부(832)를 통하여 투과되고, 제3 측부(836)로부터 반사되고, 제2 측부(834)를 통하여 제1 프리즘(830)에서 나오고, 제1 재료(860)를 거쳐 제2 프리즘(840) 내로 제1 측부(842)를 통하여 투과되고, 제3 측부(846)로부터 반사되고, 제2 측부(844)를 통하여 제2 프리즘(840)에서 나오고, 제3 재료(846)를 거쳐 제2 도광체(820) 내로 제1 단부(822)를 통하여 투과된다. 제2 도광체(820)는 광을 제2 주 표면(828)을 통하여 외부로 지향시키기 위해 추출 특징부들을 포함할 수 있다. 제1 주 표면(826) 및/또는 제1 주 표면(816) 및/또는 제2 주 표면(818)은 반사 층 또는 반사 코팅을 포함할 수 있다.
일부 실시 형태에서, 서로 반대편에 있는 단부들로부터 주입되는 광을 갖도록 구성되는 절첩된 도광체가 제공된다. 이것은 도 9에 예시되어 있다.
도 9는 백라이트형 디스플레이에 사용하기에 적합한 백라이트(902)의 개략 측면도이다. 백라이트(902)는 절첩된 도광체 물품(901), 제1 광원(970a) 및 제2 광원(970b)을 포함한다. 물품(901)은 제1, 제2 및 제3 도광체들(910a, 920, 910b) 및 제1, 제2, 제3 및 제4 프리즘들(930a, 940a, 930b, 940b)을 포함한다. 제1 도광체(910a)는 서로 반대편에 있는 제1 및 제2 단부들(912a, 914a) 및 서로 반대편에 있는 제1 및 제2 주 표면들(916a, 918a)을 갖는다. 제2 도광체(920)는 서로 반대편에 있는 제1 및 제2 단부들(922, 924) 및 서로 반대편에 있는 제1 및 제2 주 표면들(926, 928)을 갖는다. 제3 도광체(910a)는 서로 반대편에 있는 제1 및 제2 단부들(912b, 914b) 및 서로 반대편에 있는 제1 및 제2 주 표면들(916b, 918b)을 갖는다. 제1 프리즘(930a)은 제1, 제2 및 제3 측부들(932a, 934a, 936a)을 갖는데, 이때 제3 측부(936a)는 제1 및 제2 측부들(932a, 934a)보다 더 길고 제1 측부(932a)와 제2 측부(934a) 사이에 제1 에지(933a)가 있다. 제2 프리즘(940a)은 제1, 제2 및 제3 측부들(942a, 944a, 946a)을 갖는데, 이때 제3 측부(946a)는 제1 및 제2 측부들(942a, 944a)보다 더 길고 제1 측부(942a)와 제2 측부(944a) 사이에 제1 에지(943a)가 있다. 제3 프리즘(930b)은 제1, 제2 및 제3 측부들(932b, 934b, 936b)을 갖는데, 이때 제3 측부(936b)는 제1 및 제2 측부들(932b, 934b)보다 더 길고 제1 측부(932b)와 제2 측부(934b) 사이에 제1 에지(933b)가 있다. 제4 프리즘(940b)은 제1, 제2 및 제3 측부들(942b, 944b, 946b)을 갖는데, 이때 제3 측부(946b)는 제1 및 제2 측부들(942b, 944b)보다 더 길고 제1 측부(942b)와 제2 측부(944b) 사이에 제1 에지(943b)가 있다.
절첩된 도광체 물품(901)은, 서로 인접하게 배치된 제1 도광체(910a), 제1 프리즘(930a), 제2 프리즘(940a), 제2 도광체(920), 제4 프리즘(940b), 제3 프리즘(930b), 및 제3 도광체(910b)를 가요성 또는 파단가능한 배킹 상에 열거된 순서로 포함하는 절첩가능 도광체 물품으로부터 제조될 수 있다.
제1 및 제2 단부들(912a, 914a)을 갖는 제1 도광체(910a)는 제2 도광체(920)의 제1 주 표면(926)에 인접하게 배치되는데, 이때 제1 도광체(910a)의 제1 단부(912a)가 제2 도광체(920)의 제1 단부(922)에 인접한다. 제1 프리즘(930a)은 제1 도광체(910a)의 제1 단부(912a)에 인접하게 배치되고, 제2 프리즘(940a)은 제1 프리즘(930a)에 인접하게 그리고 제2 도광체(920)의 제1 단부(922)에 인접하게 배치된다. 제1 및 제2 단부들(912b, 914b)을 갖는 제3 도광체(910b)는 제2 도광체(920)의 제1 주 표면(926)에 인접하게 배치되는데, 이때 제3 도광체(910b)의 제1 단부(912b)가 제2 도광체(920)의 제2 단부(924)에 인접한다. 제3 프리즘(930b)은 제3 도광체(910b)의 제1 단부(912b)에 인접하게 배치되고, 제4 프리즘(940b)은 제3 프리즘(930b)에 인접하게 그리고 제2 도광체(920)의 제2 단부(924)에 인접하게 배치된다.
물품(901)은 제1 프리즘(930a)의 제2 측부(934a)와 제2 프리즘(940a)의 제1 측부(942a) 사이의 제1 재료(960a), 제1 도광체(910a)의 제1 단부(912a)와 제1 프리즘(930a)의 제1 측부(932a) 사이의 제2 재료(962a), 제2 프리즘(940a)의 제2 측부(944a)와 제2 도광체(920)의 제1 단부(922) 사이의 제3 재료(964a), 및 제1 도광체(910a)의 제2 주 표면(918a)과 제2 도광체(920)의 제1 주 표면(926) 사이의 제4 재료(966a)를 포함한다. 물품(901)은 또한, 제3 프리즘(930b)의 제2 측부(934b)와 제4 프리즘(940b)의 제1 측부(942b) 사이의 제5 재료(960b), 제3 도광체(910b)의 제1 단부(912b)와 제3 프리즘(930b)의 제1 측부(932b) 사이의 제6 재료(962b), 제4 프리즘(940b)의 제2 측부(944b)와 제2 도광체(920)의 제2 단부(924) 사이의 제7 재료(964b), 및 제3 도광체(910b)의 제2 주 표면(918b)과 제2 도광체(920)의 제1 주 표면(926) 사이의 제8 재료(966b)를 포함한다. 제1 내지 제8 재료들(960a, 962a, 964a, 966a, 960b, 962b, 964b, 966b)은 저-굴절률 접착제들 또는 공기와 같은 저-굴절률 재료들일 수 있고, 동일 또는 상이한 재료들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 구성요소들의 코너들에서 접착제들을 사용함으로써 구성요소들 사이의 갭들 내에 공기가 포함될 수 있다. 대안적으로, 표면들 사이에 에어 갭들을 제공하기 위해 구조화된 표면 또는 구조화된 표면들이 사용될 수 있다.
물품(901)에서, 제1 프리즘(930a)은 제1 프리즘(930a)의 제1 측부(932a)가 제1 도광체(910a)의 제1 단부(912a)에 인접하며 그와 정렬되도록 배치되고, 제2 프리즘(940a)은 제2 프리즘(940a)의 제1 측부(942a)가 제1 프리즘(930a)의 제2 측부(934a)에 인접하며 그와 정렬되도록 배치되는데, 이때 저-굴절률 재료일 수 있는 제1 재료(960a)가 제1 프리즘(930a)의 제2 측부(934a)와 제2 프리즘(940a)의 제1 측부(942a)를 분리시키고, 제1 프리즘(930a)의 제1 에지(933a)는 제2 프리즘(940a)의 제1 에지(943a)에 인접하게 배치된다. 제3 프리즘(930b)은 제3 프리즘(930b)의 제1 측부(932b)가 제3 도광체(910b)의 제1 단부(912b)에 인접하며 그와 정렬되도록 배치되고, 제4 프리즘(940b)은 제4 프리즘(940b)의 제1 측부(942b)가 제3 프리즘(930b)의 제2 측부(934b)에 인접하며 그와 정렬되도록 배치되는데, 이때 저-굴절률 재료일 수 있는 제5 재료(960b)가 제3 프리즘(930b)의 제2 측부(934b)와 제4 프리즘(940b)의 제1 측부(942b)를 분리시키고, 제3 프리즘(930b)의 제1 에지(933b)는 제4 프리즘(940b)의 제1 에지(943b)에 인접하게 배치된다. 제2 프리즘(940a)의 제2 측부(944a)는 제2 도광체(920)의 제1 단부(922)에 인접하며 그와 정렬되고, 제4 프리즘(940b)의 제2 측부(944b)는 제2 도광체(920)의 제2 단부(924)에 인접하며 그와 정렬된다.
도 10은 디스플레이에서의 본 발명의 절첩된 도광체 물품들의 사용을 예시한다. 디스플레이(1003)는 백라이트(1002), 선택적인 광학 필름들(1080), 및 디스플레이 패널(1085)을 포함한다. 백라이트(1002)는 절첩된 도광체 물품(1001) 및 광원(1070)을 포함한다. 물품(1001)은 제1 및 제2 도광체들(1010, 1020), 제1 및 제2 프리즘들(1030, 1040)을 포함한다. 예를 들어, 백라이트(1002)는 백라이트(802)에 대응할 수 있고, 절첩된 도광체 물품(1001)은 물품(801)에 대응할 수 있다. 제1 도광체(1010)는 제1 주 표면(1016) 및 반대편의 제2 주 표면을 포함한다. 제2 도광체(1020)는 서로 반대편에 있는 제1 및 제2 주 표면들(1026, 1028), 및 제1 주 표면(1026) 상의 광 추출 특징부들(1029)을 포함한다. 광선(1089)이 광원(1070)으로부터 제1 도광체(1010)를 통하여 주입되고, 여기서 그것은 제1 주 표면(1016)으로부터 한 번 반사되어, 제1 프리즘(1030) 내로 향하고, 여기서 그것은 제1 프리즘(1030)의 가장 긴 측부(1036)로부터 반사되어 제2 프리즘(1040) 내로 향하고, 여기서 그것은 제2 프리즘(1040)의 가장 긴 측부(1046)로부터 반사되어 제2 도광체(1020) 내로 향한다. 이어서, 광선(1089)은 광 추출 특징부들(1029) 중 하나로부터 반사되고, 제2 주 표면(1028)을 통하여 제2 도광체에서 나온다. 이어서, 광선(1089)은 선택적인 광학 필름들(1080) 및 디스플레이 패널(1085)을 통과한다. 선택적인 광학 필름들(1080)은, 예를 들어 반사 편광기 및/또는 프리즘 필름들을 포함할 수 있다.
광 추출 특징부들은, 예를 들어 제1 주 표면(1026) 상에 점들 또는 바들을 인쇄하거나 또는 달리 추출 특징부들을 형성함으로써 제조될 수 있다. 절첩된 도광체 물품(1001)은, 예를 들어 도 1a의 물품(100)과 유사한 절첩가능 물품을 절첩함으로써 제조될 수 있다. 광 추출 특징부들은, 절첩가능 물품을 절첩하기 전에 제1 주 표면(1026) 상에 인쇄되거나 또는 달리 형성될 수 있다. 대안적으로, 또는 추가로, 광 추출 특징부들은 제2 주 표면(1028)에 또는 그 위에 포함될 수 있다. 이것은, 제2 도광체(1020)를 배킹에 부착하기 전에 절첩가능 물품의 배킹 상에 광 추출 특징부들을 인쇄 또는 달리 형성함으로써 달성될 수 있다. 배킹은, 절첩가능 물품이 절첩된 도광체 구성으로 절첩된 후에 제거될 수 있거나, 또는 배킹은 제자리에 남겨질 수 있다.
실시예
제1 및 제2 도광체들 및 제1 및 제2 프리즘들을 포함한 도 8에 도시된 것과 유사한 절첩된 도광체 물품을, 미국 캘리포니아주 마운틴 뷰 소재의 시놉시스(Synopsis)로부터 입수가능한 라이트툴즈(LightTools) 버전 8.2.0을 사용하여 시뮬레이팅하였다. 제1 도광체를 0.5 mm 두께×80 mm 폭×20 mm 길이인 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)의 시트로서 시뮬레이팅하였다. 프리즘들의 반대편인 제1 도광체의 단부의 중심에 LED를 광 결합하였다. 다른 단부를 미러링된 빗면들을 갖는 제1 및 제2 직각 프리즘들에 결합하였고, 제2 프리즘은, 0.5 mm 높이×80 mm 폭×40 mm 길이인 제2 도광체(PMMA로서 또한 모델링됨) 내로 광을 지향시키도록 위치되었다. 제1 및 제2 도광체들 둘 모두의 중심 내에 침지된 제1 및 제2 프리즘으로부터 0.25 mm에 검출기 평면을 배치하였다. 도광체들과 프리즘들 사이에, 그리고 2개의 프리즘들 사이에 0.01 mm 폭의 갭들을 형성하였고, 갭들은 1.41의 굴절률을 갖는 재료로 충전되었다.
도 11a 내지 도 11c는 제1 및 제2 프리즘들(1130, 1140) 근처의 시뮬레이팅된 절첩된 도광체 물품(1101)의 일부분을 도시한다. 광선들을 제1 도광체(1110) 내로 주입하였다. 이어서, 광선들은 제1 및 제2 프리즘들(1130, 1140)로부터 반사되어 제2 도광체(1120) 내로 향하였다. 도 11a는 광선들 없이 절첩된 도광체 물품(1101)을 도시한다. 도 11b는 LED로부터 방출된 4개의 광선들(1190)의 경로들을 도시한다. 도 11c는 LED로부터 방출된 200개의 광선들(1190)의 경로들을 도시한다. 도 11b의 경우에, 어떠한 광선들도 절첩된 도광체 물품(1101)을 빠져 나오지 않았고, 도 11c의 경우에는 단일 광선(1191)만이 절첩된 도광체 물품(1101)을 빠져 나왔다.
도 12는 LED로부터의 2500만개의 광선들을 사용함으로써 얻은 도광체들의 수평 중심(x=0)에서 y-축(수직 방향)을 따른 조명 균일성(1297)의 선 도표이다.
2개의 프리즘들 사이에 그리고 프리즘들과 도광체들 사이에 저-굴절률 재료를 포함하는 것의 이점을 설명하기 위해, 시뮬레이션을 반복하였는데, 여기서 제1 도광체와 제1 프리즘과 제2 프리즘과 제2 도광체 사이의 갭들을 시뮬레이팅된 PMMA 재료로 충전하였다. 도 13a 및 도 13b는 제1 및 제2 도광체들(1310, 1320)(제1 및 제2 도광체들(1110, 1120)에 대응함) 및 제1 및 제2 프리즘들(1330, 1340)(제1 및 제2 프리즘들(1130, 1140)에 대응함)을 갖는 생성된 절첩된 도광체 물품(1301)을 도시한다. 도 13a는 4개의 광선들(1390a)의 경로를 도시한다. 광선들(1391a) 중 하나는 내부 전반사(TIR) 조건들을 만족시키지 않고 절첩된 도광체 물품(1301)으로부터 빠져 나온다. 다른 광선(1393)은 광원으로 복귀함으로써 제2 도광체(1320)로부터 손실된다. 도 13b는 200개의 광선들의 경로를 도시하는데, 여기서 상당한 수의 광선들(1391b)이 TIR 조건들을 벗어남으로써 제2 도광체로부터 손실되는 것을 알 수 있다.
도 14는 LED로부터의 2500만개의 광선들을 사용함으로써 얻은 도광체들의 수평 중심(x=0)에서 y-축(수직 방향)을 따른 조명 균일성(1497)의 선 도표이다.
도 13a에서 광선(1393)은 광원으로 복귀함으로써 제2 도광체(1320)로부터 손실되는 것을 알 수 있다. 도 15는 절첩된 도광체 물품(1501)을 도시하는데, 이 절첩된 도광체 물품은 제1 및 제2 도광체들(1510, 1520) 및 제1 및 제2 프리즘들(1530, 1540)을 포함하고, 1.41의 굴절률을 갖는 저-굴절률 재료가 제1 프리즘(1530)과 제2 프리즘(1540) 사이의 갭 내에 배치되는 것 이외에는 절첩된 도광체 물품(1301)에 대응한다. 4개의 광선들을 제1 도광체(1510) 내로 주입하였다. 저-굴절률 재료가 광선(1593)의 손실을 방지한 것을 알 수 있는데, 이 광선은 저-굴절률 층으로부터 반사되고, 이어서 제1 프리즘(1530)의 빗면으로부터 반사되고, 이어서 제2 프리즘(1540)의 빗면으로부터 반사되고, 이어서 제2 도광체(1520)에 들어갔다. 저-굴절률 재료를 갖지 않는 경우, 광선(1593)은 광선(1393)의 경로를 따라가고 제2 도광체(1520)에 들어가지 않았을 것이다.
도 13a에서 광선(1391a)은 TIR 조건들을 벗어남으로써 제2 도광체(1320)로부터 손실되는 것을 알 수 있다. 도 16은 절첩된 도광체 물품(1601)을 도시하는데, 이 절첩된 도광체 물품은 제1 및 제2 도광체들(1610, 1620) 및 제1 및 제2 프리즘들(1630, 1640)을 포함하고, 1.41의 굴절률을 갖는 저-굴절률 재료가 제1 프리즘(1630)과 제1 도광체(1610) 사이의 갭 내에 그리고 제2 프리즘(1640)과 제2 도광체(1620) 사이의 갭 내에 배치되는 것 이외에는 절첩된 도광체 물품(1301)에 대응한다. 4개의 광선들을 제1 도광체(1610) 내로 주입하였다. 저-굴절률 재료가, TIR 조건들을 벗어나는 것으로 인한 광선들의 손실을 방지한 것을 알 수 있다. 그러나, 광선(1693)은 광원으로 복귀함으로써 제2 도광체(1620)로부터 손실된다. 이것은, 도 15에서와 같이, 2개의 프리즘들 사이에 저-굴절률 재료를 포함시킴으로써 방지될 수 있다.
절첩된 도광체 물품들(1101, 1301)은 에지에서 직접 조명되는 도광체들보다 더 양호한 균일성을 제공하는데, 이는 직접 조명식(directly lit) 에지 근처의 광 출력이 원치 않는 "핫 스폿들"을 가질 수 있기 때문이다. 절첩된 도광체 물품(1101)은 절첩된 도광체 물품(1301)보다 더 높은 처리량 및 더 양호한 균일성을 제공하는데, 이는 저-굴절률 재료가 절첩된 도광체 물품(1101)에서의 갭들 내에 포함되었기 때문이다. 도 11b 및 도 11c를 도 13a 및 도 13b와 비교하면, 갭들 내에 보다 낮은 굴절률 재료를 갖지 않는 것이 광의 손실을 초래한다는 것을 보여준다. 도 12를 도 14와 비교하면, 갭들 내에 보다 낮은 굴절률 재료를 갖지 않는 것의 영향이 보다 낮은 효율 및 보다 열악한 균일성이라는 것을 보여준다. 도 13a를 도 15와 비교하면, 프리즘들 사이의 갭들 내에 보다 낮은 굴절률 재료를 갖는 것이 광 손실의 감소를 야기하고 이에 따라 2개의 프리즘들 사이에 굴절률 매칭된 재료가 있는 경우와 비교하여 증가된 효율을 야기한다는 것을 보여준다.
다음은 본 발명의 예시적인 실시 형태의 목록이다.
실시 형태 1은 물품으로서, 물품은
배킹;
배킹 상에 배치된 제1 도광체; 및
제1 도광체에 인접하게 배킹 상에 배치된 제1 프리즘 - 배킹이 제1 프리즘과 제1 도광체 사이의 제1 축을 중심으로 절첩될 때, 제1 프리즘의 제1 측부가 제1 도광체의 단부에 인접하게 위치되며 그와 정렬되도록 함 - 을 포함한다.
실시 형태 2는, 제1 프리즘이 실질적으로 직각 삼각형 단면을 갖고, 제1 프리즘의 빗면이 배킹에 인접하게 배치되는, 실시 형태 1의 물품이다.
실시 형태 3은, 제1 도광체의 반대편인 제1 프리즘에 인접하게 배킹 상에 배치된 제2 프리즘 - 배킹이 제1 프리즘과 제2 프리즘 사이의 제2 축을 중심으로 절첩될 때, 제2 프리즘의 제1 측부가 제1 프리즘의 제2 측부에 인접하게 위치되며 그와 정렬되도록 함 - 을 추가로 포함하는, 실시 형태 1 또는 실시 형태 2의 물품이다.
실시 형태 4는, 제1 및 제2 프리즘들 각각이 실질적으로 직각 삼각형 단면들을 갖고, 제1 프리즘의 빗면이 배킹에 인접하게 배치되고 제2 프리즘의 빗면이 배킹에 인접하게 배치되는, 실시 형태 3의 물품이다.
실시 형태 5는, 제1 프리즘의 반대편인 제2 프리즘에 인접하게 배킹 상에 배치된 제2 도광체 - 배킹이 제2 프리즘과 제2 도광체 사이의 제3 축을 중심으로 절첩될 때, 제2 프리즘의 제2 측부가 제2 도광체의 단부에 인접하게 위치되며 그와 정렬되도록 함 - 를 추가로 포함하는, 실시 형태 3 또는 실시 형태 4의 물품이다.
실시 형태 6은, 배킹이 복수의 층들을 포함하는, 실시 형태 1 내지 실시 형태 5 중 임의의 실시 형태의 물품이다.
실시 형태 7은, 배킹이 저-굴절률 층을 포함하는, 실시 형태 1 내지 실시 형태 6 중 임의의 실시 형태의 물품이다.
실시 형태 8은, 제1 프리즘, 제1 도광체 및 배킹은 공통 재료를 포함하는, 실시 형태 1 내지 실시 형태 7 중 임의의 실시 형태의 물품이다.
실시 형태 9는, 실시 형태 1 내지 실시 형태 8 중 임의의 실시 형태의 물품의 제조 방법으로서, 방법은
배킹을 제공하는 단계; 및
배킹 상에 제1 도광체 및 제1 프리즘을 형성하는 단계를 포함한다.
실시 형태 10은, 형성하는 단계가 성형, 캐스팅 및 경화, 및 기계가공 중 하나 이상을 포함하는, 실시 형태 9의 방법이다.
실시 형태 11은, 형성하는 단계가 기계가공 단계를 포함하고, 기계가공 단계가 다이아몬드 포인트 밀링을 포함하는, 실시 형태 10의 방법이다.
실시 형태 12는, 실시 형태 1 내지 실시 형태 8 중 임의의 실시 형태의 물품의 제조 방법으로서, 방법은
배킹을 제공하는 단계;
제1 도광체 및 제1 프리즘을 형성하는 단계; 및
제1 도광체 및 제1 프리즘을 배킹에 부착하는 단계를 포함한다.
실시 형태 13은 물품으로서, 물품은
제1 단부, 제1 단부의 반대편인 제2 단부, 제1 주 표면, 및 제1 주 표면의 반대편인 제2 주 표면을 갖는 제1 도광체;
제1 프리즘; 및
제2 프리즘을 포함하고,
제1 및 제2 프리즘들 각각은 제1 측부, 제2 측부, 제3 측부, 및 제1 측부와 제2 측부 사이의 제1 에지를 갖고, 제3 측부는 제1 측부보다 더 길고 제2 측부보다 더 길고,
제1 프리즘은 제1 프리즘의 제1 측부가 제1 도광체의 제1 단부에 인접하며 그와 정렬되도록 배치되고, 제2 프리즘은 제2 프리즘의 제1 측부가 제1 프리즘의 제2 측부에 인접하며 그와 정렬되도록 배치되는데, 이때 제1 저-굴절률 재료가 제1 프리즘의 제2 측부와 제2 프리즘의 제1 측부를 분리시키고, 제1 프리즘의 제1 에지는 제2 프리즘의 제1 에지에 인접하게 배치된다.
실시 형태 14는, 제1 및 제2 프리즘들이 실질적으로 직각 삼각형 단면들을 갖는, 실시 형태 13의 물품이다.
실시 형태 15는, 제1 및 제2 프리즘들이 실질적으로 직각 이등변 삼각형 단면들을 갖는, 실시 형태 13의 물품이다.
실시 형태 16은, 제1 저-굴절률 재료가 저-굴절률 광학 접착제인, 실시 형태 13 내지 실시 형태 15 중 임의의 실시 형태의 물품이다.
실시 형태 17은, 에어 갭이 제1 프리즘의 제2 측부와 제2 프리즘의 제1 측부를 분리시키고, 제1 저-굴절률 재료는 공기인, 실시 형태 13 내지 실시 형태 15 중 임의의 실시 형태의 물품이다.
실시 형태 18은, 제2 저-굴절률 재료가 제1 도광체의 제1 단부를 제1 프리즘의 제1 측부로부터 분리시키는, 실시 형태 13 내지 실시 형태 17 중 임의의 실시 형태의 물품이다.
실시 형태 19는, 제1 프리즘의 제3 측부 및 제2 프리즘의 제3 측부 중 적어도 하나가 그 위에 배치된 반사 코팅을 갖는, 실시 형태 13 내지 실시 형태 18 중 임의의 실시 형태의 물품이다.
실시 형태 20은, 서로 반대편에 있는 제1 및 제2 단부들을 갖는 제2 도광체를 추가로 포함하고, 제2 도광체의 제1 단부는 제2 프리즘의 제2 측부에 인접하게 배치되며 그와 정렬되고, 제2 도광체는 서로 반대편에 있는 제1 및 제2 주 표면들을 갖고, 제2 도광체의 제1 주 표면은 제1 도광체의 제2 주 표면에 인접하게 배치되는, 실시 형태 13 내지 실시 형태 19 중 임의의 실시 형태의 물품이다.
실시 형태 21은, 제3 저-굴절률 재료가 제2 도광체의 제1 단부와 제2 프리즘의 제2 측부를 분리시키는, 실시 형태 20의 물품이다.
실시 형태 22는, 제4 저-굴절률 재료가 제2 도광체의 제1 주 표면과 제1 도광체의 제2 주 표면을 분리시키는, 실시 형태 20 또는 실시 형태 21의 물품이다.
실시 형태 23은, 제2 도광체의 제1 주 표면 및 제1 도광체의 제2 주 표면 중 적어도 하나가 그 위에 배치된 반사 코팅을 갖는, 실시 형태 20 내지 실시 형태 22 중 임의의 실시 형태의 물품이다.
실시 형태 24는,
제2 도광체의 제1 주 표면에 인접하게 배치된 제3 도광체 -
제3 도광체는 제1 및 제2 단부들을 갖고, 제3 도광체의 제1 단부는 제2 도광체의 제2 단부에 인접함 -;
제3 도광체의 제1 단부에 인접하게 배치된 제3 프리즘; 및
제3 프리즘에 인접하게 그리고 제2 도광체의 제2 단부에 인접하게 배치된 제4 프리즘을 추가로 포함하는, 실시 형태 20 내지 실시 형태 23 중 임의의 실시 형태의 물품이다.
실시 형태 25는, 실시 형태 13 내지 실시 형태 24 중 임의의 실시 형태의 물품을 포함하는 백라이트이다.
실시 형태 26은, 실시 형태 25의 백라이트를 포함하는 디스플레이이다.
실시 형태 27은, 실시 형태 13 내지 실시 형태 24 중 임의의 실시 형태의 물품의 제조 방법으로서, 방법은
배킹;
배킹 상에 배치된 제1 도광체 - 제1 주 표면이 배킹에 인접함 -;
제1 도광체에 인접하게 배킹 상에 배치된 제1 프리즘 - 제1 프리즘의 제3 측부는 배킹에 인접함 -;및
제1 도광체의 반대편인 제1 프리즘에 인접하게 배킹 상에 배치된 제2 프리즘
- 제2 프리즘의 제3 측부는 배킹에 인접함 - 을 포함하는 조립체를 제공하는 단계; 및
배킹을 절첩함으로써, 제1 프리즘의 제1 측부를 제1 도광체의 제1 단부에 인접하며 그와 정렬되게 위치시키고
제2 프리즘의 제1 측부가 제1 프리즘의 제2 측부에 인접하며 그와 정렬되도록 제2 프리즘을 위치시키는 단계를 포함한다.
실시 형태 28은 물품으로서, 물품은
배킹;
배킹 상에 배치된 제1 도광체; 및
제1 도광체에 인접하게 배킹 상에 배치된 제1 프리즘을 포함하고, 제1 프리즘은 제1, 제2 및 제3 측부들을 갖고, 제1 프리즘의 제3 측부는 제1 프리즘의 제1 및 제2 측부들보다 더 길고, 제1 프리즘의 제3 측부는 배킹에 인접하고,
제1 프리즘의 제1 측부의 길이가 제1 도광체의 두께와 대략 동일하다.
실시 형태 29는, 제1 프리즘이 실질적으로 직각 삼각형 단면을 갖는, 실시 형태 28의 물품이다.
실시 형태 30은, 제1 도광체의 반대편인 제1 프리즘에 인접하게 배킹 상에 배치된 제2 프리즘을 추가로 포함하고, 제2 프리즘은 제1, 제2 및 제3 측부들을 갖고, 제2 프리즘의 제3 측부는 제2 프리즘의 제1 및 제2 측부들보다 더 길고, 제2 프리즘의 제3 측부는 배킹에 인접하고,
제2 프리즘의 제1 측부의 길이가 제1 프리즘의 제2 측부의 길이와 대략 동일한, 실시 형태 28 또는 실시 형태 29의 물품이다.
실시 형태 31은, 제1 및 제2 프리즘들 각각이 실질적으로 직각 삼각형 단면들을 갖는, 실시 형태 30의 물품이다.
실시 형태 32는, 제1 프리즘의 반대편인 제2 프리즘에 인접하게 배킹 상에 배치된 제2 도광체를 추가로 포함하고, 제2 프리즘의 제2 측부의 길이가 제2 도광체의 두께와 대략 동일한, 실시 형태 30 또는 실시 형태 31의 물품이다.
특정 실시 형태가 본 명세서에 예시 및 기술되어 있지만, 당업자는 본 발명의 범주로부터 벗어나지 않고서 다양한 대안 및/또는 등가의 구현예가 도시 및 기술된 특정 실시 형태를 대신할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 본 출원은 본 명세서에 논의된 특정 실시 형태의 임의의 개조 또는 변형을 포함하도록 의도된다. 따라서, 본 발명은 오직 청구범위 및 이의 등가물에 의해서만 제한되는 것으로 의도된다.

Claims (15)

  1. 물품으로서,
    배킹(backing);
    배킹 상에 배치된 제1 도광체; 및
    제1 도광체에 인접하게 배킹 상에 배치된 제1 프리즘 - 배킹이 제1 프리즘과 제1 도광체 사이의 제1 축을 중심으로 절첩될 때, 제1 프리즘의 제1 측부가 제1 도광체의 단부에 인접하게 위치되며 그와 정렬되도록 함 - 을 포함하는 물품.
  2. 제1항에 있어서, 제1 프리즘은 실질적으로 직각 삼각형 단면을 갖고, 제1 프리즘의 빗면이 배킹에 인접하게 배치되는 물품.
  3. 제1항에 있어서, 제1 도광체의 반대편인 제1 프리즘에 인접하게 배킹 상에 배치된 제2 프리즘 - 배킹이 제1 프리즘과 제2 프리즘 사이의 제2 축을 중심으로 절첩될 때, 제2 프리즘의 제1 측부가 제1 프리즘의 제2 측부에 인접하게 위치되며 그와 정렬되도록 함 - 을 추가로 포함하는 물품.
  4. 제3항에 있어서, 제1 및 제2 프리즘들 각각은 실질적으로 직각 삼각형 단면들을 갖고, 제1 프리즘의 빗면이 배킹에 인접하게 배치되고 제2 프리즘의 빗면이 배킹에 인접하게 배치되는 물품.
  5. 제3항에 있어서, 제1 프리즘의 반대편인 제2 프리즘에 인접하게 배킹 상에 배치된 제2 도광체 - 배킹이 제2 프리즘과 제2 도광체 사이의 제3 축을 중심으로 절첩될 때, 제2 프리즘의 제2 측부가 제2 도광체의 단부에 인접하게 위치되며 그와 정렬되도록 함 - 를 추가로 포함하는 물품.
  6. 제1항의 물품의 제조 방법으로서,
    배킹을 제공하는 단계; 및
    배킹 상에 제1 도광체 및 제1 프리즘을 형성하는 단계를 포함하는 물품의 제조 방법.
  7. 제1항의 물품의 제조 방법으로서,
    배킹을 제공하는 단계;
    제1 도광체 및 제1 프리즘을 형성하는 단계; 및
    제1 도광체 및 제1 프리즘을 배킹에 부착하는 단계를 포함하는 물품의 제조 방법.
  8. 물품으로서,
    제1 단부, 제1 단부의 반대편인 제2 단부, 제1 주 표면, 및 제1 주 표면의 반대편인 제2 주 표면을 갖는 제1 도광체;
    제1 프리즘; 및
    제2 프리즘을 포함하고,
    제1 및 제2 프리즘들 각각은 제1 측부, 제2 측부, 제3 측부, 및 제1 측부와 제2 측부 사이의 제1 에지를 갖고, 제3 측부는 제1 측부보다 더 길고 제2 측부보다 더 길고,
    제1 프리즘은 제1 프리즘의 제1 측부가 제1 도광체의 제1 단부에 인접하며 그와 정렬되도록 배치되고, 제2 프리즘은 제2 프리즘의 제1 측부가 제1 프리즘의 제2 측부에 인접하며 그와 정렬되도록 배치되는데, 이때 제1 저-굴절률 재료(low-index material)가 제1 프리즘의 제2 측부와 제2 프리즘의 제1 측부를 분리시키고, 제1 프리즘의 제1 에지는 제2 프리즘의 제1 에지에 인접하게 배치되는 물품.
  9. 제8항에 있어서, 에어 갭이 제1 프리즘의 제2 측부와 제2 프리즘의 제1 측부를 분리시키고, 제1 저-굴절률 재료는 공기인 물품.
  10. 제8항에 있어서, 제2 저-굴절률 재료가 제1 도광체의 제1 단부를 제1 프리즘의 제1 측부로부터 분리시키는 물품.
  11. 제8항에 있어서, 서로 반대편에 있는 제1 및 제2 단부들을 갖는 제2 도광체를 추가로 포함하고, 제2 도광체의 제1 단부는 제2 프리즘의 제2 측부에 인접하게 배치되며 그와 정렬되고, 제2 도광체는 서로 반대편에 있는 제1 및 제2 주 표면들을 갖고, 제2 도광체의 제1 주 표면은 제1 도광체의 제2 주 표면에 인접하게 배치되는 물품.
  12. 제11항에 있어서,
    제2 도광체의 제1 주 표면에 인접하게 배치된 제3 도광체 -
    제3 도광체는 제1 및 제2 단부들을 갖고, 제3 도광체의 제1 단부는 제2 도광체의 제2 단부에 인접함 -;
    제3 도광체의 제1 단부에 인접하게 배치된 제3 프리즘; 및
    제3 프리즘에 인접하게 그리고 제2 도광체의 제2 단부에 인접하게 배치된 제4 프리즘을 추가로 포함하는 물품.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항의 물품을 포함하는 디스플레이.
  14. 물품으로서,
    배킹;
    배킹 상에 배치된 제1 도광체; 및
    제1 도광체에 인접하게 배킹 상에 배치된 제1 프리즘을 포함하고, 제1 프리즘은 제1, 제2 및 제3 측부들을 갖고, 제1 프리즘의 제3 측부는 제1 프리즘의 제1 및 제2 측부들보다 더 길고, 제1 프리즘의 제3 측부는 배킹에 인접하고,
    제1 프리즘의 제1 측부의 길이가 제1 도광체의 두께와 대략 동일한 물품.
  15. 제14항에 있어서, 제1 도광체의 반대편인 제1 프리즘에 인접하게 배킹 상에 배치된 제2 프리즘을 추가로 포함하고, 제2 프리즘은 제1, 제2 및 제3 측부들을 갖고, 제2 프리즘의 제3 측부는 제2 프리즘의 제1 및 제2 측부들보다 더 길고, 제2 프리즘의 제3 측부는 배킹에 인접하고,
    제2 프리즘의 제1 측부의 길이가 제1 프리즘의 제2 측부의 길이와 대략 동일한 물품.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107430218A (zh) 2015-03-05 2017-12-01 3M创新有限公司 具有可切换漫射体的光学系统
WO2017213913A1 (en) 2016-06-09 2017-12-14 3M Innovative Properties Company Display system and light guide
CN109725392A (zh) * 2019-02-19 2019-05-07 武汉电信器件有限公司 一种光发射组件和光接收组件
CN111965813A (zh) * 2020-08-13 2020-11-20 上海慧希电子科技有限公司 光学器件、系统及光学设备
GB2599144B (en) * 2020-09-28 2023-05-24 Snap Inc Waveguide assembly

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6361180B1 (en) * 1997-02-25 2002-03-26 Keiji Iimura Light diffusing apparatus using light guide
CN1276298C (zh) * 2001-06-01 2006-09-20 皇家菲利浦电子有限公司 小型照明系统及显示装置
KR20040050342A (ko) * 2002-12-10 2004-06-16 이상길 광원의 위치가 개선된 백라이트 유니트
GB0704803D0 (en) * 2007-03-13 2007-04-18 Cambridge Flat Projection Structured colour illumination of lcd's
US8085359B2 (en) * 2008-04-16 2011-12-27 Honeywell International Inc. Folded backlight systems having low index regions that prevent light failing to meet total internal reflection conditions from entering a plate portion and liquid crystal displays using the same
US20120098794A1 (en) * 2008-10-31 2012-04-26 Rpo Pty Limited Transmissive Body
JP2012156082A (ja) * 2011-01-28 2012-08-16 Furukawa Electric Co Ltd:The バックライトパネル、導光板、反射板、および接着シート

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