KR20210138804A - 회절성 백라이트 제작 방법 - Google Patents

회절성 백라이트 제작 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20210138804A
KR20210138804A KR1020217036899A KR20217036899A KR20210138804A KR 20210138804 A KR20210138804 A KR 20210138804A KR 1020217036899 A KR1020217036899 A KR 1020217036899A KR 20217036899 A KR20217036899 A KR 20217036899A KR 20210138804 A KR20210138804 A KR 20210138804A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light guide
diffraction grating
light
refractive index
photoresist
Prior art date
Application number
KR1020217036899A
Other languages
English (en)
Inventor
토마스 호크만
데이비드 에이. 파탈
밍 마
전 펑
Original Assignee
레이아 인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 레이아 인코포레이티드 filed Critical 레이아 인코포레이티드
Publication of KR20210138804A publication Critical patent/KR20210138804A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133504—Diffusing, scattering, diffracting elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0065—Manufacturing aspects; Material aspects
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D11/00—Producing optical elements, e.g. lenses or prisms
    • B29D11/0074—Production of other optical elements not provided for in B29D11/00009- B29D11/0073
    • B29D11/00769—Producing diffraction gratings
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0035—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/0036—2-D arrangement of prisms, protrusions, indentations or roughened surfaces
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0035—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/0038—Linear indentations or grooves, e.g. arc-shaped grooves or meandering grooves, extending over the full length or width of the light guide
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/005—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed on the light output side of the light guide
    • G02B6/0051—Diffusing sheet or layer
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/005—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed on the light output side of the light guide
    • G02B6/0053—Prismatic sheet or layer; Brightness enhancement element, sheet or layer
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/005—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed on the light output side of the light guide
    • G02B6/0055—Reflecting element, sheet or layer
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/0002—Lithographic processes using patterning methods other than those involving the exposure to radiation, e.g. by stamping
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/0005—Production of optical devices or components in so far as characterised by the lithographic processes or materials used therefor
    • G03F7/001—Phase modulating patterns, e.g. refractive index patterns
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004—Photosensitive materials
    • G03F7/09—Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers
    • G03F7/11—Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers having cover layers or intermediate layers, e.g. subbing layers
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/2002—Exposure; Apparatus therefor with visible light or UV light, through an original having an opaque pattern on a transparent support, e.g. film printing, projection printing; by reflection of visible or UV light from an original such as a printed image
    • G03F7/2008—Exposure; Apparatus therefor with visible light or UV light, through an original having an opaque pattern on a transparent support, e.g. film printing, projection printing; by reflection of visible or UV light from an original such as a printed image characterised by the reflectors, diffusers, light or heat filtering means or anti-reflective means used
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2201/00—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00
    • G02F2201/30—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 grating
    • G02F2201/305—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 grating diffraction grating
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2203/00—Function characteristic
    • G02F2203/22—Function characteristic diffractive

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Ophthalmology & Optometry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)
  • Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
  • Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Abstract

회절성 백라이트 제작은 도광체로부터 광을 산란시키고 회절 격자와 정렬되는 반사성 아일랜드를 정의하기 위해 회절 격자를 이용한다. 회절성 백라이트 제작 방법은 회절 격자를 갖는 도광체를 제공하는 단계, 포토레지스트를 선택적으로 노광하고 포토레지스트에 개구를 제공하기 위해 회절 격자를 이용하여 도광체로부터 안내된 광을 회절적으로 산란시키는 단계, 및 회절 격자와 정렬되는 반사성 아일랜드를 형성하기 위해 개구 내에 반사성 재료를 증착하는 단계를 포함한다. 회절성 백라이트의 반사성 회절 격자 소자는 회절 격자 및 반사성 아일랜드를 포함한다.

Description

회절성 백라이트 제작 방법
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은, 그 전체가 본 명세서에 참조로서 병합되는, 2019년 04월 28일에 출원된 미국 가특허 출원 번호 62/839,736의 우선권 이익을 주장한다.
연방 후원 연구 또는 개발에 관한 진술
N/A
전자 디스플레이들은 매우 다양한 기기들 및 제품들의 사용자들에게 정보를 전달하기 위한 아주 보편적인 매체이다. 가장 일반적으로 찾아볼 수 있는 전자 디스플레이들 중에는 음극선관(cathode ray tube; CRT), 플라즈마 디스플레이 패널(plasma display panel; PDP), 액정 디스플레이(liquid crystal display; LCD), 전계 발광(electroluminescent; EL) 디스플레이, 유기 발광 다이오드(organic light emitting diode; OLED) 및 능동 매트릭스(active matrix) OLED(AMOLED) 디스플레이, 전기 영동(electrophoretic; EP) 디스플레이 및 전자 기계(electromechanical) 또는 전자 유체(electrofluidic) 광 변조를 이용하는 다양한 디스플레이들(예를 들어, 디지털 미세거울(micromirror) 기기, 전기 습윤(electrowetting) 디스플레이 등)이 있다. 일반적으로, 전자 디스플레이들은 능동형 디스플레이들(즉, 광을 방출하는 디스플레이들) 또는 수동형 디스플레이들(즉, 다른 원천에 의해 제공되는 광을 변조하는 디스플레이들)로 분류될 수 있다. 능동형 디스플레이들의 가장 명백한 예들로는 CRT, PDP 및 OLED/AMOLED가 있다. 방출광을 고려하면 일반적으로 수동형으로 분류되는 디스플레이들은 LCD 및 EP 디스플레이들이다. 수동형 디스플레이들은 본질적으로 낮은 전력 소모를 포함하는, 그러나 이에 제한되지 않는, 매력적인 성능 특성들을 종종 나타내지만, 광을 방출하는 능력이 부족한 많은 실제 응용들에서 다소 제한적으로 사용될 수 있다.
방출광과 관련된 수동 디스플레이들의 한계들을 극복하기 위해, 많은 수동 디스플레이들이 외부의 광의 원천과 결합된다. 결합된 광의 원천은 이러한 다른 수동 디스플레이들이 광을 방출하고 실질적으로 능동 디스플레이로서 기능하게끔 할 수 있다. 이러한 결합된 광의 원천들의 예들은 백라이트들이다. 백라이트들은 수동 디스플레이를 조명하기 위해 수동 디스플레이 뒤에 배치되는 광의 원천들(종종 패널들)이다. 예를 들어, 백라이트는 LCD 또는 EP 디스플레이에 결합될 수 있다. 백라이트는 LCD 또는 EP 디스플레이를 통과하는 광을 방출한다. 방출된 광은 LCD 또는 EP 디스플레이에 의해 변조되고, 이후 변조된 광은 LCD 또는 EP 디스플레이로부터 방출된다.
본 명세서에 설명된 원리들에 따른 예들 및 실시 예들의 다양한 특징들은 동일한 도면 부호가 동일한 구조적 요소를 나타내는 첨부된 도면과 관련하여 취해진 다음의 상세한 설명을 참조하여 보다 용이하게 이해될 수 있다.
도 1a는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 멀티뷰 디스플레이(10)의 사시도를 도시한다.
도 1b는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 멀티뷰 디스플레이의 뷰 방향에 대응되는 특정 주 각도 방향을 갖는 광빔의 각도 성분들의 그래픽 표현을 도시한다.
도 2는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 회절 격자의 단면도를 도시한다.
도 3은 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 회절성 백라이트 제작 방법의 흐름도를 도시한다.
도 4는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 회절성 백라이트 자기 정렬 제작 방법의 흐름도를 도시한다.
도 5a 내지 도 5g는 본 명세서에 설명된 원리들의 일 실시 예에 따른 일 예로서 회절성 백라이트 제작의 단면도를 도시한다.
일부 예들 및 실시 예들은 상술한 도면들에 도시된 특징들에 부가되거나 그 대신에 포함되는 다른 특징들을 가질 수 있다. 이들 및 다른 특징들은 상술한 도면을 참조하여 이하에서 설명된다.
본 명세서에 설명된 원리들에 따른 예들 및 실시 예들은 다양한 유형들의 전자 디스플레이들에 적용되는 회절성 백라이트 제작 방법들이다. 특히, 본 명세서에 설명된 원리들에 따른 회절성 백라이트(diffractive backlight)의 다양한 제작 방법은, 도광체(light guide)로부터의 광을 산란시켜 포토레지스트(photoresist)를 노광하고 회절 격자와 정렬되는 반사성 아일랜드(reflective island)를 정의하기 위해 회절 격자를 이용한다. 따라서, 회절성 백라이트 제작 방법은 회절 격자 및 반사성 아일랜드를 포함하는 반사성 회절 격자 소자(reflective diffraction grating element)의 자기 정렬(self-aligned) 제작을 제공할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따르면, 회절성 백라이트의 반사성 회절 격자 소자의 자기 정렬 제작 이외에도, 본 명세서에 설명된 회절성 백라이트 제작 방법들은 또한 회절성 백라이트의 범위(extent)에 걸쳐 반사성 회절 격자 소자들 간의 병진(translation) 및 신장(stretch)에 대해 내성(tolerant)이 있을 수 있을 뿐만 아니라 전자 디스플레이 응용들을 위한 대면적 회절성 백라이트들의 제작을 용이하게 할 수 있다. 본 명세서에 설명된 방법들에 따라 제작된 회절성 백라이트들을 이용할 수 있는 전자 디스플레이들은 멀티뷰 디스플레이들(multiview displays) 및 기타의 유사한 디스플레이들, 예를 들어 오토스테레오스코픽(autostereoscopic) 또는 '안경 불필요(glasses-free)' 3차원(3D) 디스플레이들을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다.
본 명세서에서, '2차원 디스플레이(two-dimensional display)' 또는 '2D 디스플레이'는 이미지가 보여지는 방향에 관계 없이 (즉, 2D 디스플레이의 정해진 시야각 또는 범위 내에서) 실질적으로 동일한 이미지의 뷰를 제공하도록 구성된 디스플레이로서 정의된다. 많은 스마트 폰들 및 컴퓨터 모니터들에서 찾아볼 수 있는 종래의 액정 디스플레이(liquid crystal display; LCD)는 2D 디스플레이들의 예들이다. 대조적으로, 본 명세서에서, '멀티뷰 디스플레이(multiview display)'는 상이한 뷰 방향들로 또는 상이한 뷰 방향들로부터 멀티뷰 이미지의 상이한 뷰들을 제공하도록 구성된 전자 디스플레이 또는 디스플레이 시스템으로서 정의된다. 특히, 상이한 뷰들은 멀티뷰 이미지의 객체 또는 장면의 상이한 시점 뷰들(perspective views)을 나타낼 수 있다. 본 명세서에 설명된 일방성(unilateral) 백라이팅 및 일방성 멀티뷰 디스플레이들의 용도에는, 이동식 전화기(예를 들어, 스마트 폰), 시계, 태블릿 컴퓨터, 이동식 컴퓨터(예를 들어, 랩톱 컴퓨터), 개인용 컴퓨터 및 컴퓨터 모니터, 차량 디스플레이 콘솔, 카메라 디스플레이, 및 기타 다양한 이동식 및 실질적으로 비-이동식 디스플레이 응용들 및 기기들이 포함되지만, 이에 제한되지는 않는다.
도 1a는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 멀티뷰 디스플레이(10)의 사시도를 도시한다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 멀티뷰 디스플레이(10)는 보여질 멀티뷰 이미지를 디스플레이하기 위한 스크린(12)을 포함한다. 예를 들어, 스크린(12)은 전화기(예를 들어, 이동식 전화기, 스마트 폰 등), 태블릿 컴퓨터, 랩톱 컴퓨터, 데스크톱 컴퓨터의 컴퓨터 모니터, 카메라 디스플레이, 또는 실질적으로 임의의 기타 기기의 전자 디스플레이의 디스플레이 스크린일 수 있다.
멀티뷰 디스플레이(10)는 멀티뷰 이미지의 상이한 뷰들(14)을 스크린(12)에 대해 상이한 뷰 방향들(16)로 제공한다. 뷰 방향들(16)은 스크린(12)으로부터 여러 상이한 주 각도 방향들로 연장되는 화살표들로서 도시되었고, 상이한 뷰들(14)은 화살표들(즉, 뷰 방향들(16)을 묘사함)의 말단에 음영 처리된 다각형 박스들로서 도시되었으며, 제한이 아닌 예로서 단지 4개의 뷰들(14) 및 4개의 뷰 방향들(16)이 도시되었다. 도 1a에는 상이한 뷰들(14)이 스크린 위에 있는 것으로 도시되었으나, 멀티뷰 이미지가 멀티뷰 디스플레이(10) 상에 디스플레이되는 경우 뷰들(14)은 실제로 스크린(12) 상에 또는 스크린(12)의 부근에 나타날 수 있다는 것에 유의한다. 뷰들(14)을 스크린(12) 위에 묘사한 것은 단지 도시의 단순화를 위한 것이며, 특정 뷰(14)에 대응되는 개별적인 뷰 방향들(16)로부터 멀티뷰 디스플레이(10)를 보는 것을 나타내기 위함이다. 2D 디스플레이는, 2D 디스플레이가 일반적으로 멀티뷰 디스플레이(10)에 의해 제공되는 멀티뷰 이미지의 상이한 뷰들(14)과 대조적으로 디스플레이되는 이미지의 단일 뷰(예를 들어, 뷰(14)와 유사한 하나의 뷰)를 제공하도록 구성된다는 점을 제외하고, 멀티뷰 디스플레이(10)와 실질적으로 유사할 수 있다.
본 명세서의 정의에 의하면, 뷰 방향 또는 대등하게는 멀티뷰 디스플레이의 뷰 방향에 대응되는 방향을 갖는 광빔은 일반적으로 각도 성분들(angular components) {θ, φ}로 주어지는 주 각도 방향을 갖는다. 본 명세서에서, 각도 성분(θ)은 광빔의 '고도 성분(elevation component)' 또는 '고도각(elevation angle)'으로 언급된다. 각도 성분(φ)은 광빔의 '방위 성분(azimuth component)' 또는 '방위각(azimuth angle)'으로 언급된다. 정의에 의하면, 고도각(θ)은 수직 평면(예를 들어, 멀티뷰 디스플레이 스크린의 평면에 수직인)에서의 각도이고, 방위각(φ)은 수평 평면(예를 들어, 멀티뷰 디스플레이 스크린의 평면에 평행인)에서의 각도이다.
도 1b는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 멀티뷰 디스플레이의 뷰 방향(예를 들어, 도 1a의 뷰 방향(16))에 대응되는 특정 주 각도 방향을 갖는 광빔(20)의 각도 성분들 {θ, φ}의 그래픽 표현을 도시한다. 또한, 본 명세서의 정의에 의하면, 광빔(20)은 특정 지점으로부터 방출되거나 발산된다. 즉, 정의에 의하면, 광빔(20)은 멀티뷰 디스플레이 내의 특정 원점(point of origin)과 관련된 중심 광선(central ray)을 갖는다. 또한, 도 1b는 광빔(또는 뷰 방향)의 원점(O)을 도시한다.
본 명세서에서, '도광체(light guide)'는 내부 전반사(total internal reflection)를 이용하여 그 내에서 광을 안내하는 구조물로서 정의된다. 특히, 도광체는 도광체의 동작 파장(operational wavelength)에서 실질적으로 투명한 코어(core)를 포함할 수 있다. '도광체'라는 용어는 일반적으로 도광체의 유전체 재료와 도광체를 둘러싸는 재료 또는 매질 간의 경계에서 광을 안내하기 위해 내부 전반사를 이용하는 유전체 광학 도파로(dielectric optical waveguide)를 지칭한다. 정의에 의하면, 내부 전반사를 위한 조건은 도광체의 굴절률이 도광체 재료의 표면에 인접한 주변 매질의 굴절률보다 커야 한다는 것이다. 일부 실시 예들에서, 도광체는 내부 전반사를 더 용이하게 하기 위해 전술한 굴절률 차이에 부가하여 또는 그에 대신하여 코팅(coating)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 코팅은 반사 코팅일 수 있다. 도광체는 판(plate) 또는 슬래브(slab) 가이드 및 스트립(strip) 가이드 중 하나 또는 모두를 포함하는, 그러나 이에 제한되지 않는, 다양한 도광체들 중 임의의 것일 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 도광체 자체는 내부 전반사에 의해 광을 안내하도록 구성된 광학적으로 투명한 재료를 포함할 수 있다. 다양한 유형의 유리(예를 들어, 실리카 유리(silica glass), 알칼리-알루미노실리케이트 유리(alkali-aluminosilicate glass), 보로실리케이트 유리(borosilicate glass) 등) 및 실질적으로 광학적으로 투명한 플라스틱들 또는 중합체들(예를 들어, 폴리(메틸 메타크릴레이트)(poly(methyl methacrylate)) 또는 '아크릴 유리(acrylic glass)', 폴리카보네이트(polycarbonate) 등) 중 하나 이상을 포함하는, 그러나 이에 제한되지 않는, 다양한 광학적으로 투명한 재료들 중 임의의 것이 도광체에 이용될 수 있다.
또한, 본 명세서에서, '판 도광체(plate light guide)'에서와 같이 도광체에 적용되는 경우의 '판(plate)'이라는 용어는, 종종 '슬래브' 가이드로 지칭되는, 한 장씩의(piecewise) 또는 구분적으로 평면인(differentially planar) 층 또는 시트로서 정의된다. 특히, 판 도광체는 도광체의 상단 표면 및 하단 표면(즉, 대향면들)에 의해 경계를 이루는 2개의 실질적으로 직교하는 방향들로 광을 안내하도록 구성된 도광체로서 정의된다. 또한, 본 명세서의 정의에 의하면, 상단 및 하단 표면들은 서로 떨어져 있고 적어도 구별적인 의미에서 서로 실질적으로 평행할 수 있다. 즉, 판 도광체의 임의의 구별적으로 작은 섹션 내에서, 상단 및 하단 표면들은 실질적으로 평행하거나 공면(co-planar) 상에 있다.
일부 실시 예들에서, 판 도광체는 실질적으로 편평할 수 있고(즉, 평면에 국한됨), 따라서 판 도광체는 평면형 도광체이다. 다른 실시 예들에서, 판 도광체는 1개 또는 2개의 직교하는 차원들로 만곡될 수 있다. 예를 들어, 판 도광체는 단일 차원으로 만곡되어 원통형 형상의 판 도광체를 형성할 수 있다. 그러나, 어떠한 곡률이든 광을 안내하기 위해 판 도광체 내에서 내부 전반사가 유지되는 것을 보장하기에 충분히 큰 곡률 반경을 갖는다. 본 명세서의 정의에 의하면, '도광체 기판(light guide substrate)'은 도광체를, 예를 들어 판(plate) 도광체를, 포함하는 기판이다.
본 명세서에서, '회절 격자(diffraction grating)'는 일반적으로 회절 격자 상에 입사하는 광의 회절을 제공하도록 배열된 복수의 특징부들(즉, 회절 특징부들(diffractive features))로서 정의된다. 일부 예들에서, 복수의 특징부들은 주기적 또는 준-주기적 방식으로 배열될 수 있다. 예를 들어, 회절 격자는 1차원(one-dimensional; 1D) 어레이로 배열된 복수의 특징부들(예를 들어, 재료 표면 내의 복수의 홈들(grooves) 또는 융기들(ridges))을 포함할 수 있다. 다른 예들에서, 회절 격자는 특징부들의 2차원(two-dimensional; 2D) 어레이일 수 있다. 예를 들어, 회절 격자는 재료 표면 상의 돌출들(bumps) 또는 재료 표면 내의 구멍들(holes)의 2D 어레이일 수 있다.
이와 같이, 그리고 본 명세서의 정의에 의하면, '회절 격자(diffraction grating)'는 회절 격자 상에 입사하는 광의 회절을 제공하는 구조물이다. 광이 도광체로부터 회절 격자 상에 입사하면, 제공된 회절 또는 회절적 산란(diffractive scattering)은 회절 격자가 회절에 의해 도광체로부터 광을 커플 아웃(couple out)시킬 수 있다는 점에서 '회절적 커플링(diffractive coupling)'을 야기할 수 있으며, 따라서 그와 같이 지칭될 수 있다. 또한, 회절 격자는 회절에 의해 (즉, 회절각(diffractive angle)으로) 광의 각도를 재지향시키거나 변경시킨다. 특히, 회절의 결과로서, 회절 격자를 떠나는 광은 일반적으로 회절 격자 상에 입사하는 광(즉, 입사광)의 전파 방향과는 상이한 전파 방향을 갖는다. 본 명세서에서, 회절에 의한 광의 전파 방향의 변경은 '회절적 재지향(diffractive redirection)'으로 언급된다. 따라서, 회절 격자는 회절 격자 상에 입사하는 광을 회절적으로 재지향시키는 회절 특징부들을 포함하는 구조물인 것으로 이해될 수 있으며, 도광체로부터 광이 입사되면 회절 격자는 또한 도광체로부터의 광을 회절적으로 커플 아웃시킬 수 있다.
또한, 본 명세서의 정의에 의하면, 회절 격자의 특징부들은 '회절 특징부들(diffractive features)'로 언급되고, 재료 표면(즉, 2개의 재료들 간의 경계)에, 표면 내에 및 표면 상에 중 하나 이상에 있을 수 있다. 예를 들어, 표면은 도광체의 표면일 수 있다. 회절 특징부들은 표면의, 표면 내의 또는 표면 상의 홈들, 융기들, 구멍들 및 돌출들 중 하나 이상을 포함하는, 그러나 이에 제한되지 않는, 광을 회절시키는 다양한 구조물들 중 임의의 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 회절 격자는 재료 표면 내에 복수의 실질적으로 평행한 홈들을 포함할 수 있다. 다른 예에서, 회절 격자는 재료 표면으로부터 상승하는 복수의 평행한 융기들을 포함할 수 있다. 회절 특징부들(예를 들어, 홈들, 융기들, 구멍들, 돌출들 등)은 정현파 프로파일, 직사각형 프로파일(예를 들어, 이진 회절 격자), 삼각형 프로파일 및 톱니 프로파일(예를 들어, 블레이즈 격자) 중 하나 이상을 포함하는, 그러나 이에 제한되지 않는, 회절을 제공하는 다양한 단면 형상들 또는 프로파일들 중 임의의 것을 가질 수 있다.
본 명세서에 설명된 다양한 예들에 따르면, 회절 격자(예를 들어, 후술될 바와 같은 멀티빔 소자의 회절 격자)는 도광체(예를 들어, 판 도광체)로부터의 광을 광빔으로서 회절적으로 산란 또는 커플 아웃시키기 위해 이용될 수 있다. 특히, 국부적으로 주기적인 회절 격자의 또는 이에 의해 제공되는 회절각(diffraction angle; θ m )은 식(1)으로 주어질 수 있다.
Figure pct00001
(1)
여기서, λ는 광의 파장, m은 회절 차수, n은 도광체의 굴절률, d는 회절 격자의 특징부들 간의 거리 또는 간격, θ i 는 회절 격자 상의 광의 입사각이다. 단순화를 위해, 식(1)은 회절 격자가 도광체의 표면에 인접하고 도광체 외부의 재료의 굴절률은 1인 것(즉, n out = 1)으로 가정한다. 일반적으로, 회절 차수(m)는 정수로 주어진다. 회절 격자에 의해 생성되는 광빔의 회절각(θ m )은 식(1)으로 주어질 수 있고, 여기서 회절 차수는 양수(예를 들어, m > 0)이다. 예를 들어, 회절 차수(m)가 1인 경우(즉, m = 1) 1차 회절이 제공된다.
도 2는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 회절 격자(30)의 단면도를 도시한다. 예를 들어, 회절 격자(30)는 도광체(40)의 표면 상에 위치할 수 있다. 또한, 도 2는 입사각(θ i)으로 회절 격자(30) 상에 입사되는 광빔(50)을 도시한다. 광빔(50)은 도광체(40) 내의 안내된 광빔이다. 또한, 도 2에는 입사 광빔(50)의 회절의 결과로서 회절 격자(30)에 의해 회절적으로 생성되고 커플 아웃된, 지향성 광빔(60)이 도시되었다. 지향성 광빔(60)은 식(1)으로 주어진 바와 같은 회절각(θ m )(또는 본 명세서에서 '주 각도 방향(principal angular direction)')을 갖는다. 예를 들어, 회절각(θ m )은 회절 격자(30)의 회절 차수 'm'에 대응될 수 있다. 일부 실시 예들에서, 회절 격자는, 회절 격자에 의해 회절되는 광의 파장인 파장(λ) 미만의 회절 특징부 크기 및 회절 특징부 간격 중 하나 또는 둘 다를 갖는 서브 파장(sub-wavelength) 회절 격자일 수 있다.
일부 실시 예들에서, 회절 격자는 균일한 회절 격자일 수 있거나, 회절 격자의 범위에 걸쳐 균일하거나 실질적으로 균일한 회절 특징부들의 간격(즉, 격자 피치)을 가질 수 있다. 예를 들어, 균일한 회절 격자는 복수의 회절 특징부들을 포함할 수 있으며, 복수의 회절 특징부들 중 각각의 회절 특징부는 인접한 회절 특징부와 유사한 크기이고 인접한 회절 특징부로부터 유사한 간격을 갖는다.
다른 실시 예들에서, 회절 격자는 복수의 서브 격자들을 포함할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 복수의 서브 격자들 중 상이한 서브 격자들은 서로 상이한 특성들을 가질 수 있다. 예를 들어, 서브 격자들은 복수의 서브 격자들 중 다른 서브 격자들과는 상이한 회절 특징부 간격 및 상이한 회절 특징부 배향 중 하나 또는 둘 다를 포함할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 서브 격자들의 회절 특징부들은 만곡될 수 있으며, 예를 들어 회절 특징부들은 만곡된 홈들 및 융기들 중 하나 또는 둘 다를 포함할 수 있다.
일부 실시 예들에서, 복수의 서브 격자들 중 서브 격자들은 어레이로 배열될 수 있다. 다양한 실시 예들에 따르면, 어레이는 1차원(1D) 어레이 또는 2차원(2D) 어레이일 수 있다. 또한, 일부 실시 예들에서, 회절 격자는 회절 격자의 범위에 걸쳐 반복되는 복수의 서브 격자 어레이들을 포함할 수 있다. 다른 실시 예들에서, 복수의 서브 격자들 중 상이한 서브 격자들은 회절 격자의 범위에 걸쳐 실질적으로 무작위적으로 분포될 수 있다.
다른 실시 예들에서, 회절 격자는 처프된 회절 격자를 포함할 수 있거나 또는 심지어 처프된 회절 격자들의 어레이를 포함할 수 있다. 정의에 의하면, '처프된(chirped)' 회절 격자는 처프된 회절 격자의 범위 또는 길이에 걸쳐 변화하는 회절 특징부들의 회절 간격을 나타내거나 갖는 회절 격자이다. 일부 실시 예들에서, 처프된 회절 격자는 거리에 따라 선형적으로 변화하는 회절 특징부 간격의 처프를 갖거나 나타낼 수 있다. 따라서, 정의에 의하면, 처프된 회절 격자는 '선형적으로 처프된' 회절 격자이다. 다른 실시 예들에서, 처프된 회절 격자는 회절 특징부 간격의 비-선형 처프를 나타낼 수 있다. 지수적 처프, 로그적 처프 또는 실질적으로 비-균일 또는 무작위적이지만 단조로운 방식으로 변화하는 처프를 포함하는, 그러나 이에 제한되지 않는, 다양한 비-선형 처프들이 이용될 수 있다. 정현파 처프 또는 삼각형 또는 톱니 처프와 같은, 그러나 이에 제한되지 않는, 비-단조(non-monotonic) 처프들도 이용될 수 있다. 일부 실시 예들에서, 회절 격자의 서브 격자들은 처프된 회절 격자를 포함할 수 있다.
본 명세서에서, '시준기(collimator)'는 광을 시준하도록 구성된 실질적으로 임의의 광학 기기 또는 장치로서 정의된다. 다양한 실시 예들에 따르면, 시준기에 의해 제공되는 시준의 양은 실시 예마다 정해진 정도 또는 양이 다를 수 있다. 또한, 시준기는 2개의 직교하는 방향들(예를 들어, 수직 방향 및 수평 방향) 중 하나 또는 둘 모두로 시준을 제공하도록 구성될 수 있다. 즉, 일부 실시 예들에 따르면, 시준기는 2개의 직교하는 방향들 중 하나 또는 둘 모두에 광의 시준을 제공하는 형상을 포함할 수 있다.
본 명세서에서, '시준 계수(collimation factor)'는 광이 시준되는 정도로서 정의된다. 특히, 본 명세서의 정의에 의하면, 시준 계수는 시준된 광의 빔 내의 광선들(light rays)의 각도 확산을 정의한다. 예를 들어, 시준 계수(σ)는 시준된 광의 빔 내의 대부분의 광선들이 특정한 각도 확산 내에(예를 들어, 시준된 광빔의 중심 또는 주 각도 방향에 대해 +/- σ 도) 있음을 명시할 수 있다. 일부 예들에 따르면, 시준된 광빔의 광선들은 각도 측면에서 가우시안(Gaussian) 분포를 가질 수 있고, 각도 확산은 시준된 광빔의 피크(peak) 세기의 절반만큼으로 결정되는 각도일 수 있다.
본 명세서에서, '광원(light source)'은 광의 원천(예를 들어, 광을 생성하고 방출하도록 구성된 광학 방출기(optical emitter))으로서 정의된다. 예를 들어, 광원은 활성화되거나 턴 온 되는 경우 광을 방출하는 발광 다이오드(light emitting diode; LED)와 같은 광학 방출기를 포함할 수 있다. 특히, 본 명세서에서, 광원은 실질적으로 임의의 광의 원천이거나, LED, 레이저, OLED, 중합체 LED, 플라즈마-기반 광학 방출기, 형광 램프, 백열 램프 및 사실상 임의의 다른 광의 원천 중 하나 이상을 포함하는, 그러나 이에 제한되지 않는, 실질적으로 임의의 광학 방출기를 포함할 수 있다. 광원에 의해 생성된 광은 컬러를 가질 수 있거나(즉, 광의 특정 파장을 포함할 수 있음), 또는 파장들의 범위일 수 있다(예를 들어, 백색광). 일부 실시 예들에서, 광원은 복수의 광학 방출기들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 광원은 한 세트 또는 그룹의 광학 방출기들을 포함할 수 있으며, 광학 방출기들 중 적어도 하나는 같은 세트 또는 그룹의 적어도 하나의 다른 광학 방출기에 의해 생성되는 광의 컬러 또는 파장과는 상이한 컬러(또는 대등하게는 파장)를 갖는 광을 생성할 수 있다. 예를 들어, 상이한 컬러들은 원색들(예를 들어, 적색, 녹색, 청색)을 포함할 수 있다.
본 명세서에서, '나노임프린트 리소그래피(nanoimprint lithography)'는 몰드(mold) 또는 패터닝 도구(patterning tool)를 이용하여 임프린팅(imprinting) 공정을 통해 또는 이를 이용하여 기판의 임프린트 가능한 표면에 패턴을 전사(transfer)하는 것으로서 정의되며, 몰드 또는 패터닝 도구에 표현되는 특징부들은 나노스케일(nanoscale)의 크기 또는 나노스케일의 허용 오차를 포함한다. 일부 예들에서, 임프린트 가능한 표면은 몰드보다 비교적 더 연질인(softer) 기판 자체의 재료를 포함할 수 있다. 다른 예에서, 임프린트 가능한 표면은 기판의 표면 상에 증착되거나 기판의 표면 위에 적용되는(applied) 비교적 더 연질인 재료의 층을 포함할 수 있다. 어느 경우든, 임프린트 가능한 표면의 비교적 더 연질인 재료는 몰드가 제거된 이후 및 추가적인 공정 동안 임프린트된 패턴을 수용하고 유지하도록 구성된다. 본 명세서에서, 임프린팅 동안 몰드를 수용하는 더 연질인 재료의 표면은 '수용 층(receiving layer)' 또는 '수용 표면(receiving surface)'으로 지칭된다.
일부 실시 예들에서, 비교적 더 연질인 재료는 임프린트된 패턴의 유지를 용이하게 하기 위해 임프린팅 동안 경화(cure)되거나 굳어질(harden) 수 있다. 경화는 본질적으로 몰드에 의해 결정되는 형상 또는 패턴으로 수용 층을 '동결(freeze)'시키거나 또는 고정시킨다. 예를 들어, 광(예를 들어, 적외선, 가시광선 또는 자외선(UV) 조명)에 노출되는 경우 굳어지는 광 활성화(photo-activated) 단량체(monomer), 올리고머(oligomer) 또는 중합체와 같은, 그러나 이에 제한되지 않는, 광 경화성(photo-curable) 재료의 층(예를 들어, 포토레지스트(photoresist))이 수용 층으로서 이용될 수 있다. 경화 이전에, 광 경화성 재료는 연질이고(예를 들어, 액체 또는 반-액체(semi-liquid)) 몰드의 임프린트 패턴을 쉽게 수용한다. 광에 노출되면, 광 경화성 재료는 몰드 주위에서 경화된다. 따라서, 수용 층의 경화된 광 경화성 재료는 몰드의 임프린트 패턴을 유지한다.
다른 예에서, 기판의 표면에 층 또는 필름으로서 적용된 열가소성 재료가 수용 층으로서 이용될 수 있다. 임프린팅 이전에, 열가소성 재료 층은 대략 재료의 유리 전이(glass transition) 온도까지 가열되고, 이에 따라 재료가 연화된다. 몰드는 연화된 재료에 압착(press)되고, 재료는 유리 전이 온도 이하로 냉각되어 재료는 각인된 몰드 주위에서 굳어지거나 경화된다. 임프린트된 패턴은 경화된 열가소성 재료에 의해 유지된다. 수용 층으로서 이용되는 열가소성 중합체들의 예들은, 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리(메틸 메타크릴레이트)(poly(methyl methacrylate); PMMA) 및 메틸 메타크릴레이트(methyl methacrylate; MMA)를 포함하지만, 이에 제한되지는 않는다.
일부 실시 예들에서, 연질 재료 층에 형성된 임프린트된 패턴은 이후 예를 들어 리소그래피 및 에칭(etching)을 통해 몰드의 포지티브 이미지(positive image)로서 기판에 추가적으로 '전사'될 수 있다. 전사된 패턴은 기판에 특징부들을 형성하기 위해 추가적으로 처리된다. 이러한 특징부들은 일반적으로 나노미터 스케일의 크기이다. 특징부들은, 기판 재료를 선택적으로 제거하고 특징부들을 형성하기 위해 반응성 이온 에칭(reactive ion etching; RIE) 및 플라즈마 에칭과 같은, 그러나 이에 제한되지 않는, 건식 에칭 기법 또는 습식 화학적 에칭 기법을 이용하여 전사될 수 있다. 일부 실시 예들에 따르면, 성형된 수용 층은 또한 건식 및 습식 에칭 기법들 중 하나 또는 둘 다를 이용하여 에칭되거나 심지어 제거될 수 있다.
또한, 본 명세서에서 사용된 바와 같은, 단수 표현은 특허 분야에서의 통상적인 의미, 즉 '하나 이상'의 의미를 갖는 것으로 의도된다. 예를 들어, 본 명세서에서, '반사성 아일랜드(reflective island)'는 하나 이상의 반사성 아일랜드를 의미하며, 따라서 '상기 반사성 아일랜드'는 '상기 반사성 아일랜드(들)'을 의미한다. 또한, 본 명세서에서 '상단', '하단', '상부', '하부', '상', '하', '전', '후', '제1', '제 2', '좌' 또는 '우'에 대한 언급은 본 명세서에서 제한적인 것으로 의도되지 않는다. 본 명세서에서, 달리 명시적으로 특정되지 않는 한, 수치 값에 적용되는 경우의 '약'이라는 용어는 일반적으로 수치 값을 생성하기 위해 이용되는 장비의 허용 오차 범위 내를 의미하거나, ±10%, 또는 ±5%, 또는 ±1%를 의미할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용된 바와 같은 '실질적으로'라는 용어는 대부분, 또는 거의 전부, 또는 전부, 또는 약 51% 내지 약 100% 범위 내의 양을 의미한다. 또한, 본 명세서의 예들은 단지 예시적인 것으로 의도된 것이며, 제한이 아닌 논의의 목적으로 제시된다.
본 명세서에 설명된 원리들의 일부 실시 예들에 따르면, 회절성 백라이트 제작 방법이 제공된다. 도 3은 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 회절성 백라이트 제작 방법(100)의 흐름도를 도시한다. 도시된 바와 같이, 회절성 백라이트 제작 방법(100)은 회절 격자를 갖는 도광체를 제공(110)하는 단계를 포함한다. 일부 실시 예들에 따르면, 회절 격자는 도광체의 표면에 있을 수 있다. 예를 들어, 회절 격자는 도광체의 전방(상단) 표면 또는 하단(후방) 표면에 또는 이에 인접하여 위치할 수 있다. 다른 예들에서, 회절 격자는 도광체 내부에, 예를 들어 도광체의 한 쌍의 표면들(예를 들어, 안내 표면들) 사이에 위치할 수 있다. 일부 실시 예들에 따르면, 회절 격자는 실질적으로 범위(extent) 면에서 도광체보다 작다. 예를 들어, 회절 격자의 크기는 도광체의 범위 또는 전체 크기의 10% 미만, 또는 5% 미만, 또는 1% 미만, 또는 0.1% 미만일 수 있다. 예를 들어, 회절 격자는, 일부 실시 예들에서, 회절 격자는 회절성 백라이트를 이용하는 디스플레이의 광 밸브의 크기의 약 1/4 내지 2배 사이일 수 있다.
일부 실시 예들에서, 회절 격자를 갖는 도광체를 제공(110)하는 단계는, 도광체의 표면에 회절 격자를 형성하기 위해 나노임프린트 몰드를 이용하여 도광체의 표면을 나노임프린팅(nanoimprinting)하는 단계를 포함할 수 있다. 이러한 실시 예들 중 일부에서, 나노임프린트 몰드를 이용하여 도광체의 표면을 나노임프린팅하는 단계는 도광체의 표면에 나노임프린트 수용 층을 적용한 후 나노임프린트 몰드를 나노임프린트 수용 층 내로 압착하여 회절 격자를 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 나노임프린트 수용 층은 도광체의 표면에 적용되는 메틸 메타크릴레이트(MMA) 및 폴리카보네이트, 폴리(메틸 메타크릴레이트)(PMMA) 또는 '아크릴 유리'와 같은 투명 플라스틱 또는 중합체를 포함할 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다. 다른 실시 예들에서, 회절 격자를 갖는 도광체를 제공(110)하는 단계는 도광체 자체의 표면을 나노임프린팅하는 단계, 즉 나노임프린트 몰드를 도광체의 표면 내로 직접 압착하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도광체는 나노임프린팅에 의해 형성될 수 있는 PMMA, MMA 또는 폴리카보네이트와 같은 재료를 포함할 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다. 이와 같이, 나노임프린트 수용 층은 도광체 재료의 표면 영역 또는 층을 포함할 수 있다. 다른 비제한적인 실시 예들에서, 회절 격자를 갖는 도광체를 제공(110)하는 단계는 포토리소그래피(photolithography), 집속 이온빔 리소그래피(focused ion beam lithography) 및 전자빔 리소그래피(electron beam lithography) 중 하나 이상을 이용하여 도광체 내부에 또는 도광체의 표면 상에 회절 격자를 정의하는 단계를 포함할 수 있지만 이에 제한되지는 않으며, 예를 들어 건식 에칭(예를 들어, 반응성 이온 에칭) 및 습식 에칭 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 또 다른 실시 예들에서, 도광체 내에 또는 도광체 상에 회절 격자를 제공하는 실질적으로 임의의 방법이 회절 격자를 갖는 도광체를 제공(110)하는 단계에서 이용될 수 있다.
도 3에 도시된 회절성 백라이트 제작 방법(100)은 도광체의 표면에 인접한 포토레지스트를 선택적으로 노광하기 위해 회절 격자를 이용하여 도광체로부터 안내된 광(guided light)을 회절적으로 산란(120)시키는 단계를 더 포함한다. 다양한 실시 예들에 따르면, 선택적 노광은 회절 격자와 정렬되는 포토레지스트 내의 개구(opening)를 제공한다. 특히, 개구는 크기 및 범위 면에서 회절 격자와 실질적으로 유사할 수 있으며, 회절 격자에 의해 도광체로부터 산란되는 광만이 포토레지스트를 노광하는 데 이용 가능하다. 안내된 광은 내부 전반사에 의해 도광체 내에 국한된다는 점을 감안하면 포토레지스트의 다른 모든 영역들은 노광되지 않은 채로 남는다. 예를 들어, 포토레지스트는 포지티브(positive) 포토레지스트일 수 있다.
일부 실시 예들에서, 회절 격자를 이용하여 도광체로부터 안내된 광을 회절적으로 산란(120)시키는 단계는 내부 전반사에 따라 도광체의 길이를 따라 광을 안내하는 단계를 포함한다. 이러한 실시 예들에 따르면, 회절 격자를 이용하여 도광체로부터 안내된 광을 회절적으로 산란(120)시키는 단계는 회절 격자를 이용하여 도광체로부터 안내된 광의 일부를 회절적으로 산란시키는 단계를 더 포함한다. 일부 실시 예들에서, 안내된 광은 도광체의 에지(edge)에 광학적으로 연결된 광원에 의해 제공되는 청색 광 및 자외선 광 중 하나 또는 둘 다를 포함한다. 일부 실시 예들에서,
도 3에 도시된 바와 같이, 회절성 백라이트 제작 방법(100)은 회절 격자와 정렬되는 반사성 아일랜드를 형성하기 위해 개구 내에 반사성 재료를 증착(130)하는 단계를 더 포함한다. 예를 들어, 다양한 실시 예들에 따르면, 반사성 재료는 금속, 금속 중합체(예를 들어, 중합체 알루미늄) 및 고 굴절률(high-index) 유전체 중 하나 이상을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다. 예를 들어, 반사성 재료는 증발 증착, 스퍼터(sputter) 증착 또는 이와 동등한 것 중 하나 이상에 의해 또는 이를 이용하여 개구 내에 증착(130)될 수 있다. 다양한 실시 예들에 따르면, 회절성 백라이트의 반사성 회절 격자 소자는 회절 격자와 반사성 아일랜드의 조합을 포함한다.
다른 실시 예들에서, 반사성 아일랜드를 형성하기 위해 개구 내에 반사성 재료를 증착(130)하는 단계는 포토레지스트의 표면 상에 포토레지스트의 개구 내를 포함하여 반사성 재료의 층을 증착하는 단계를 포함한다. 이러한 실시 예들에서, 개구 내에 반사성 재료를 증착(130)하는 단계는 개구 내에 있던 반사성 재료만을 남기도록 포토레지스트를 리프트오프(lift off)하는 단계를 더 포함한다. 예를 들어, 포토레지스트를 리프트오프하는 단계는, 포토레지스트를 용해시키기 위해 용매를 적용한 후 용해된 포토레지스트를 그 위의 반사성 재료와 함께 세척하는 단계를 포함한다.
일부 실시 예들에서, 도광체는 도광체 기판, 고 굴절률(high-index) 재료의 층 및 저 굴절률(low index) 재료의 층을 포함할 수 있다. 고 굴절률 재료의 층은 도광체 기판의 표면 상에 배치될 수 있으며, 저 굴절률 재료와 도광체 기판 사이에 개재될(sandwiched) 수 있다. 다양한 실시 예들에 따르면, 고 굴절률 재료는 도광체 기판의 굴절률보다 큰 굴절률을 가지며, 저 굴절률 재료는 고 굴절률 재료의 굴절률보다 낮은 굴절률을 갖는다. 이러한 실시 예들에 따르면, 안내된 광은 고 굴절률 재료 층과 저 굴절률 재료 층 사이의 계면(interface)에서 내부 전반사에 의해 안내된다. 일부 실시 예들에서, 고 굴절률 재료 층의 고 굴절률 재료는 도광체 기판의 표면의 또는 표면 내의 회절 격자의 회절 특징부들 내부로 연장된다.
일부 실시 예들에서(미도시), 회절성 백라이트 제작 방법(100)은 고 굴절률 재료 층을 노출시키기 위해 포토레지스트의 개구를 통해 저 굴절률 재료 층의 개구를 에칭하는 단계를 더 포함한다. 이러한 실시 예들에서, 반사성 아일랜드를 형성하기 위해 개구 내에 반사성 재료를 증착하는 단계는, 포토레지스트의 표면 상에 포토레지스트의 개구 내 및 저 굴절률 재료 층의 개구 내를 포함하여 반사성 재료의 층을 증착하는 단계, 및 이들 개구들 내에 있던 그리고 고 굴절률 재료 층의 표면 상에 있던 반사성 재료만을 남기도록 포토레지스트를 리프트오프하는 단계를 포함할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 회절성 백라이트 제작 방법(100)은 도광체로부터 저 굴절률 재료 층을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 명세서에 설명된 원리들의 다른 실시 예들에 따르면, 회절성 백라이트 자기 정렬 제작 방법이 제공된다. 도 4는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 회절성 백라이트 자기 정렬 제작 방법(200)의 흐름도를 도시한다. 도시된 바와 같이, 회절성 백라이트 자기 정렬 제작 방법(200)은 도광체에 회절 격자를 형성(210)하는 단계를 포함한다. 일부 실시 예들에서, 회절 격자를 형성(210)하는 단계는 회절 격자를 갖는 도광체를 제공(110)하는 단계와 관련하여 전술한 것과 실질적으로 유사한 기법들을 이용할 수 있다. 예를 들어, 회절 격자를 형성(210)하는 단계는 나노임프린트 몰드를 도광체의 표면 내로 압착함으로써 도광체의 표면에 회절 격자를 나노임프린팅하는 단계를 포함할 수 있으며, 나노임프린트 몰드는 회절 격자에 대응되는 패턴을 갖는다.
도 4에 도시된 회절성 백라이트 자기 정렬 제작 방법(200)은 도광체의 표면 상에 저 굴절률 재료의 층을 적용(220)하는 단계를 더 포함한다. 다양한 실시 예들에 따르면, 저 굴절률 재료의 굴절률은 도광체의 굴절률보다 작다. 일부 실시 예들에서(도 4에는 미도시), 회절성 백라이트 자기 정렬 제작 방법(200)은 저 굴절률 재료 층과 도광체 사이에 고 굴절률 재료의 층을 적용하는 단계를 더 포함한다. 이러한 실시 예들에 따르면, 고 굴절률 재료의 굴절률은 저 굴절률 재료의 굴절률보다 크다.
도 4에 도시된 바와 같이, 회절성 백라이트 자기 정렬 제작 방법(200)은 저 굴절률 재료 층에 포토레지스트를 적용(220)하는 단계를 더 포함한다. 예를 들어, 포토레지스트는 포지티브 포토레지스트일 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 도 4에 도시된 회절성 백라이트 자기 정렬 제작 방법(200)은 포토레지스트에 개구를 선택적으로 제공하기 위해 회절 격자를 이용하여 도광체 내에서 안내된 광을 회절적으로 산란(230)시키는 단계를 더 포함한다. 일부 실시 예들에서, 도광체 내에서 안내된 광을 회절적으로 산란(230)시키는 단계는 전술한 회절성 백라이트 제작 방법(100)의 회절 격자를 이용하여 도광체로부터 안내된 광을 회절적으로 산란(120)시키는 단계와 실질적으로 유사할 수 있다. 특히, 도광체 내에서 안내된 광을 회절적으로 산란(230)시키는 단계는 광원을 이용하여 도광체의 에지로 광을 유입시키는 단계를 포함할 수 있으며, 유입된 광은 청색 광 및 자외선 광 중 하나 또는 둘 다를 포함한다. 도광체 내에서 안내된 광을 회절적으로 산란(230)시키는 단계는 이후 전술한 바와 같이 회절 격자의 바로 부근에서만 안내된 광의 일부를 회절적으로 산란시키기 위해 회절 격자를 이용하는 단계를 더 포함할 수 있는데, 즉 회절 격자는 도광체의 내부 전반사를 효과적으로 극복하여 광이 회절 격자에서 도광체를 빠져나가게끔 한다.
도 4에 도시된 방법(200)은 회절 격자와 정렬되고 회절 격자에 대응되는 범위를 갖는 반사성 아일랜드를 형성하기 위해 개구 내에 반사성 재료를 증착(240)하는 단계를 더 포함한다. 다양한 실시 예들에 따르면, 회절성 백라이트의 반사성 회절 격자 소자는 반사성 아일랜드와 회절 격자의 조합을 포함한다.
일부 실시 예들에서, 반사성 아일랜드를 형성하기 위해 개구 내에 반사성 재료를 증착(240)하는 단계는, 회절성 백라이트 제작 방법(100)과 관련하여 전술한 반사성 아일랜드를 형성하기 위해 개구 내에 반사성 재료를 증착(130)하는 단계와 실질적으로 유사할 수 있다. 예를 들어, 다양한 실시 예들에 따르면, 반사성 재료는 금속, 금속 중합체(예를 들어, 중합체 알루미늄) 및 고 굴절률 유전체 중 하나 이상을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다. 예를 들어, 반사성 재료는 증발 증착, 스퍼터 증착 또는 이와 동등한 것 중 하나 이상에 의해 또는 이를 이용하여 개구 내에 증착(240)될 수 있다. 또한, 일부 실시 예들에서, 개구 내에 반사성 재료를 증착(240)하는 단계는 포토레지스트의 표면 상에 포토레지스트의 개구 내를 포함하여 반사성 재료의 층을 증착하는 단계, 및 개구 내에 있던 반사성 재료만을 남기도록 포토레지스트를 리프트오프하는 단계를 포함할 수 있다.
일부 실시 예들에서(도 4에는 미도시), 회절성 백라이트 자기 정렬 제작 방법(200)은 저 굴절률 재료 층을 관통하는(through) 대응하는 개구를 에칭하기 위해 포토레지스트의 개구를 이용하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이러한 실시 예들에서, 개구 내에 반사성 재료를 증착하는 단계는 포토레지스트의 개구 및 저 굴절률 재료 층을 관통하는 대응하는 개구 둘 다 내에서 반사성 아일랜드를 형성한다. 일부 실시 예들에서(도 4에는 미도시), 회절성 백라이트 자기 정렬 제작 방법(200)은 저 굴절률 재료 층을 제거하는 것을 더 포함할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 도광체는 도광체 표면 상에 고 굴절률 재료의 층을 가질 수 있고, 고 굴절률 재료는 도광체의 굴절률보다 큰 굴절률을 갖는다. 또한, 이러한 실시 예들에서, 반사성 재료를 증착하는 단계는 고 굴절률 재료 층 상에 반사성 재료를 증착할 수 있다.
예
전술한 방법들(100, 200) 중 하나 또는 둘 다에 따른 회절성 백라이트 제작 및 자기 정렬 회절성 백라이트 제작의 예가 아래에 제시된다. 이 예들은, 제한이 아닌 예로서, 전술한 방법들을 이용한 결과를 예시한다.
도 5a 내지 도 5g는 본 명세서에 설명된 원리들의 일 실시 예에 따른 일 예로서 회절성 백라이트(300) 제작의 단면도를 도시한다. 특히, 도 5a 내지 도 5g는 도광체(310)를 포함하는 회절성 백라이트(400)를 도시한다. 일부 실시 예들에서, 도광체(310)는 회절성 백라이트 제작 방법(100) 및 자기 정렬 회절성 백라이트 제작 방법(200)과 관련하여 전술한 도광체 기판 또는 도광체와 실질적으로 유사할 수 있다. 또한, 도시된 바와 같이, 도광체는 도광체(310)의 표면에, 예를 들어 제한이 아닌 예로서 도시된 바와 같이 전방 또는 상단 표면에, 회절 격자(312)를 갖는다.
도 5a는 회절성 백라이트(300)의 도광체(310) 및 회절 격자(312)를 도시하며, 도광체 표면 상의 선택적인 고 굴절률 재료(314)의 층을 더 도시한다. 도시된 바와 같이, 고 굴절률 재료는 도광체(310) 표면의 회절 격자(312)의 회절 특징부들 내부로 연장한다.
도 5b는 고 굴절률 재료(314)의 표면 상에 저 굴절률 재료(316)의 층이 있는 회절성 백라이트(300)를 도시한다. 도시된 바와 같이, 고 굴절률 재료는 저 굴절률 재료(316)와 도광체(310) 사이에 개재된다. 도 5b는 또한 포토레지스트(320)의 층을 도시한다. 포토레지스트(320)는 저 굴절률 재료(316) 상에 도시되었다. 그러나, 다른 실시 예들에서, 포토레지스트(320)는 도광체의 표면 또는 고 굴절률 재료의 표면 중 하나 상에 있을 수 있다. 전술한 바와 같이, 다양한 실시 예들에서, 포토레지스트(320)는 포지티브 레지스트(resist)일 수 있다.
도 5c는 안내된 광을 도광체(310) 로부터 회절적으로 산란시킴으로써 포토레지스트(320)를 노광하는 것을 도시한다. 안내된 광 및 회절적으로 산란된 광이 도 5c에서 화살표들(302)로서 도시되었다. 예를 들어, 안내된 광은 청색 광 및 자외선(UV) 광 중 하나 또는 둘 다를 제공하는 광원(미도시)에 의해 제공될 수 있다. 포토레지스트(320)의 노광 부분(322)은 회절 격자(312)와 인접하고 이에 정렬되는 것으로 도시되었다. 일부 실시 예들에 따르면, 도시된 바와 같이 포토레지스트(320)를 노광하는 것은, 전술한 회절성 백라이트 제작 방법(100)의 회절 격자를 이용하여 도광체로부터 안내된 광을 회절적으로 산란(120)시키는 단계 및 전술한 자기 정렬 회절성 백라이트 제작 방법(200)의 회절 격자를 이용하여 도광체 내에서 안내된 광을 회절적으로 산란(230)시키는 단계와 실질적으로 유사할 수 있다.
도 5d는 포토레지스트(320)에 개구(324)를 제공하기 위해 포토레지스트(320)의 노광 부분(322)을 현상 및 제거한 이후의 회절성 백라이트(300)를 도시한다. 노광 부분의 제거는 개구(324) 내에서 저 굴절률 재료(316)를 노출시킬 수 있다. 도 5e는 노출된 저 굴절률 재료(316)를 에칭한 이후의 회절성 백라이트(300)를 도시한다. 에칭 이후, 고 굴절률 재료(314)는 포토레지스트(320)의 개구(324)에서 노출된다.
도 5f는 반사성 아일랜드(332)를 형성하기 위해 개구(324) 내에 반사성 재료(330)를 증착한 이후의 회절성 백라이트(300)를 도시한다. 도시된 바와 같이, 반사성 아일랜드(332)는 개구(324)의 위치로 인해 회절 격자(312)와 정렬된다. 일부 실시 예들에 따르면, 개구(324) 내에 반사성 재료(330)를 증착하는 것은, 방법들(100, 200)과 관련하여 전술한 바와 같은 반사성 재료를 증착(130, 240)하는 단계와 실질적으로 유사할 수 있다.
도 5g는 도광체(310) 및 도광체 표면 상의 고 굴절률 재료(314)의 층으로부터 포토레지스트(320) 및 저 굴절률 재료(316)를 제거한 이후의 회절성 백라이트(300)를 도시한다. 도시된 바와 같이, 회절성 백라이트(300)는 회절 격자(312)를 갖는 도광체(310) 및 반사성 재료(330)로 형성되고 회절 격자(312)와 정렬되는 반사성 아일랜드(332)를 포함한다. 또한, 도 5g는 반사성 아일랜드(332)에 대응되는 반사성 재료(330)의 일부만을 남기도록 반사성 재료(330)를 리프트오프한 결과를 도시한다. 도 5g에 도시된 바와 같이, 반사성 아일랜드(332)와 회절 격자(312)의 조합은 회절성 백라이트(300)의 반사성 회절 격자 소자(304)를 제공한다.
이상에서는, 회절 격자와 정렬되는 반사성 아일랜드를 정의하기 위해 회절 격자를 이용하는 회절성 백라이트 제작 방법들의 예들 및 실시 예들이 설명되었으며, 반사성 아일랜드 및 격자 소자는 회절성 백라이트의 반사성 회절 격자 소자를 포함한다. 전술한 예들은 단지 본 명세서에 설명된 원리들을 나타내는 많은 구체적인 예들 중 일부를 예시하는 것임을 이해하여야 한다. 명백히, 당업자는 다음의 청구 범위에 의해 정의되는 범위를 벗어나지 않고 수 많은 다른 구성들을 쉽게 고안할 수 있다.

Claims (21)

  1. 회절성 백라이트 제작 방법으로서,
    회절 격자를 갖는 도광체를 제공하는 단계;
    상기 도광체의 표면에 인접한 포토레지스트(photoresist)를 선택적으로 노광하기 위해 상기 회절 격자를 이용하여 상기 도광체로부터 안내된 광을 회절적으로 산란시키는 단계 - 선택적 노광은 상기 포토레지스트에 개구를 제공하고, 상기 개구는 상기 회절 격자와 정렬됨 -; 및
    상기 회절 격자와 정렬되는 반사성 아일랜드(reflective island)를 형성하기 위해 상기 개구 내에 반사성 재료를 증착하는 단계를 포함하되,
    상기 회절성 백라이트의 반사성 회절 격자 소자는 상기 회절 격자와 상기 반사성 아일랜드의 조합을 포함하는,
    회절성 백라이트 제작 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    회절 격자를 갖는 도광체를 제공하는 단계는, 상기 도광체의 표면에 상기 회절 격자를 형성하기 위해 나노임프린트 몰드(nanoimprint mold)를 이용하여 상기 도광체의 표면을 나노임프린팅(nanoimprinting)하는 단계를 포함하는,
    회절성 백라이트 제작 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    나노임프린트 몰드를 이용하여 상기 도광체의 표면을 나노임프린팅하는 단계는,
    상기 도광체의 표면에 나노임프린트 수용 층을 적용하는 단계; 및
    상기 회절 격자를 형성하기 위해 상기 나노임프린트 몰드를 상기 나노임프린트 수용 층 내로 압착하는 단계를 포함하는,
    회절성 백라이트 제작 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 회절 격자를 이용하여 상기 도광체로부터 안내된 광을 회절적으로 산란시키는 단계는,
    내부 전반사에 따라 상기 도광체의 길이를 따라 광을 안내된 광으로서 안내하는 단계; 및
    상기 회절 격자를 이용하여 상기 도광체로부터 상기 안내된 광의 일부를 회절적으로 산란시키는 단계를 포함하는,
    회절성 백라이트 제작 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 안내된 광은 상기 도광체의 에지(edge)에 광학적으로 연결된 광원에 의해 제공되는 청색 광 및 자외선 광 중 하나 또는 둘 다를 포함하는,
    회절성 백라이트 제작 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 도광체의 표면에 상기 포토레지스트를 적용하고, 상기 개구를 제공하기 위해 상기 회절적으로 산란된 안내된 광의 일부에 의한 선택적 노광 이후에 상기 포토레지스트를 현상하는 단계를 더 포함하는,
    회절성 백라이트 제작 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    반사성 아일랜드를 형성하기 위해 상기 개구 내에 반사성 재료를 증착하는 단계는,
    상기 포토레지스트의 표면 상에 상기 포토레지스트 내의 개구 내를 포함하여 상기 반사성 재료의 층을 증착하는 단계; 및
    상기 개구 내에 있던 반사성 재료만을 남기도록 상기 포토레지스트를 리프트오프(lift off)하는 단계를 포함하는,
    회절성 백라이트 제작 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 도광체는,
    도광체 기판;
    상기 도광체 기판의 표면 상의 고 굴절률 재료의 층 - 상기 고 굴절률 재료는 상기 도광체 기판의 굴절률보다 큰 굴절률을 가짐 -; 및
    상기 고 굴절률 재료의 굴절률보다 낮은 굴절률을 갖는 저 굴절률 재료의 층 - 고 굴절률 재료는 상기 저 굴절률 재료 층과 상기 도광체 기판 사이에 개재됨(sandwiched) -; 을 포함하되,
    광은 상기 고 굴절률 재료 층과 상기 저 굴절률 재료 층 사이의 계면(interface)에서 내부 전반사에 의해 상기 도광체 내에서 안내되는,
    회절성 백라이트 제작 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 고 굴절률 재료는 상기 도광체 기판의 표면 내의 상기 회절 격자의 회절 특징부들 내부로 연장하는,
    회절성 백라이트 제작 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 고 굴절률 재료 층을 노출시키기 위해 상기 포토레지스트의 개구를 통해 상기 저 굴절률 재료 층의 개구를 에칭하는 단계를 더 포함하는,
    회절성 백라이트 제작 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    반사성 아일랜드를 형성하기 위해 상기 개구 내에 반사성 재료를 증착하는 단계는,
    상기 포토레지스트의 표면 상에 상기 포토레지스트의 개구 내 및 상기 저 굴절률 재료 층의 개구 내를 포함하여 상기 반사성 재료의 층을 증착하는 단계; 및
    상기 개구 내에 있던 그리고 상기 고 굴절률 재료 층의 표면 상에 있던 반사성 재료만을 남기도록 상기 포토레지스트를 리프트오프하는 단계를 포함하는,
    회절성 백라이트 제작 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 도광체로부터 상기 저 굴절률 재료 층을 제거하는 단계를 더 포함하는,
    회절성 백라이트 제작 방법.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 반사성 재료는 금속, 금속 중합체 및 고 굴절률 유전체 중 하나 이상을 포함하는,
    회절성 백라이트 제작 방법.
  14. 회절성 백라이트 자기 정렬 제작 방법으로서,
    도광체에 회절 격자를 형성하는 단계;
    상기 도광체의 표면 상에 저 굴절률 재료의 층을 적용하는 단계 - 상기 저 굴절률 재료의 굴절률은 상기 도광체의 굴절률보다 작음 -;
    상기 저 굴절률 재료 층에 포토레지스트를 적용하는 단계;
    상기 포토레지스트에 개구를 선택적으로 제공하기 위해 상기 회절 격자를 이용하여 상기 도광체 내에서 안내된 광을 회절적으로 산란시키는 단계; 및
    상기 회절 격자와 정렬되고 상기 회절 격자에 대응되는 범위를 갖는 반사성 아일랜드를 형성하기 위해 상기 개구 내에 반사성 재료를 증착하는 단계를 포함하되,
    상기 회절성 백라이트의 반사성 회절 격자 소자는 상기 반사성 아일랜드와 상기 회절 격자의 조합을 포함하는,
    회절성 백라이트 자기 정렬 제작 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 저 굴절률 재료 층과 상기 도광체 사이에 고 굴절률 재료의 층을 적용하는 단계를 더 포함하고,
    상기 고 굴절률 재료는 상기 저 굴절률 재료의 굴절률보다 큰 굴절률을 갖는,
    회절성 백라이트 자기 정렬 제작 방법.
  16. 제 14 항에 있어서,
    회절 격자를 형성하는 단계는, 나노임프린트 몰드를 상기 도광체의 표면 내로 압착함으로써 상기 도광체의 표면에 상기 회절 격자를 나노임프린팅하는 단계를 포함하고,
    상기 나노임프린트 몰드는 상기 회절 격자에 대응되는 패턴을 갖는,
    회절성 백라이트 자기 정렬 제작 방법.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 도광체 내에서 안내된 광을 회절적으로 산란시키는 단계는, 광원을 이용하여 상기 도광체의 에지로 광을 유입시키는 단계를 포함하고,
    상기 유입된 광은 청색 광 및 자외선 광 중 하나 또는 둘 다를 포함하는,
    회절성 백라이트 자기 정렬 제작 방법.
  18. 제 14 항에 있어서,
    상기 개구 내에 반사성 재료를 증착하는 단계는,
    상기 포토레지스트의 표면 상에 상기 포토레지스트의 개구 내를 포함하여 상기 반사성 재료의 층을 증착하는 단계; 및
    상기 개구 내에 있던 반사성 재료만을 남기도록 상기 포토레지스트를 리프트오프하는 단계를 포함하는,
    회절성 백라이트 자기 정렬 제작 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 저 굴절률 재료 층을 관통하는 대응하는 개구를 에칭하기 위해 상기 포토레지스트의 개구를 이용하는 단계를 더 포함하고,
    상기 개구 내에 반사성 재료를 증착하는 단계는, 상기 포토레지스트의 개구 및 상기 저 굴절률 재료 층을 관통하는 상기 대응하는 개구 둘 다 내에서 상기 반사성 아일랜드를 형성하는,
    회절성 백라이트 자기 정렬 제작 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 저 굴절률 재료 층을 제거하는 단계를 더 포함하는,
    회절성 백라이트 자기 정렬 제작 방법.
  21. 제 19 항에 있어서,
    상기 도광체는 상기 도광체의 표면 상의 고 굴절률 재료의 층을 갖고,
    상기 고 굴절률 재료는 상기 도광체의 굴절률보다 큰 굴절률을 가지며,
    상기 반사성 재료를 증착하는 단계는 상기 고 굴절률 재료 층 상에 상기 반사성 재료를 증착하는,
    회절성 백라이트 자기 정렬 제작 방법.
KR1020217036899A 2019-04-28 2020-04-25 회절성 백라이트 제작 방법 KR20210138804A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201962839736P 2019-04-28 2019-04-28
US62/839,736 2019-04-28
PCT/US2020/029987 WO2020223135A1 (en) 2019-04-28 2020-04-25 Diffractive backlight fabrication method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20210138804A true KR20210138804A (ko) 2021-11-19

Family

ID=73029128

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020217036899A KR20210138804A (ko) 2019-04-28 2020-04-25 회절성 백라이트 제작 방법
KR1020217036415A KR102615905B1 (ko) 2019-04-28 2020-04-25 회절성 백라이트 제작 방법

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020217036415A KR102615905B1 (ko) 2019-04-28 2020-04-25 회절성 백라이트 제작 방법

Country Status (8)

Country Link
US (2) US12124073B2 (ko)
EP (2) EP3963256A4 (ko)
JP (2) JP7227403B2 (ko)
KR (2) KR20210138804A (ko)
CN (2) CN113748373B (ko)
CA (2) CA3136670C (ko)
TW (2) TWI744878B (ko)
WO (2) WO2020223135A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US12124073B2 (en) 2019-04-28 2024-10-22 Leia Inc. Method of fabricating diffractive backlight

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7290959B2 (ja) 2019-03-06 2023-06-14 大王製紙株式会社 連結式使い捨て着用物品
JP7295660B2 (ja) 2019-03-06 2023-06-21 大王製紙株式会社 連結式使い捨て着用物品
JP2024502312A (ja) * 2021-01-07 2024-01-18 ビュージックス コーポレーション フレキシブルな基板を備えた画像光ガイド
KR20240118838A (ko) * 2021-12-20 2024-08-05 레이아 인코포레이티드 임프린트 리소그래피 결함 완화 방법 및 마스킹된 임프린트 리소그래피 몰드

Family Cites Families (62)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3412980A1 (de) * 1984-04-06 1985-10-17 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh, 8225 Traunreut Auflichtphasengitter und verfahren zur herstellung eines auflichtphasengitters
JPH06347628A (ja) * 1993-06-11 1994-12-22 Canon Inc 回折格子の形成方法
CN1173230C (zh) * 1997-09-19 2004-10-27 国际商业机器公司 超过传统分辨率极限的光刻方法
US6238581B1 (en) 1998-12-18 2001-05-29 Eastman Kodak Company Process for manufacturing an electro-mechanical grating device
JP2001155520A (ja) * 1999-11-22 2001-06-08 Sharp Corp 面状光源、並びにそれを用いたバックライト光学系およびディスプレイ
US6961490B2 (en) * 2000-01-27 2005-11-01 Unaxis-Balzers Aktiengesellschaft Waveguide plate and process for its production and microtitre plate
US6510263B1 (en) 2000-01-27 2003-01-21 Unaxis Balzers Aktiengesellschaft Waveguide plate and process for its production and microtitre plate
AU2001287935A1 (en) * 2000-09-26 2002-04-08 Bookham Technology Plc Controlling birefringence in an optical waveguide and in an arrayed waveguide grating
TW506103B (en) * 2001-08-06 2002-10-11 Au Optronics Corp Bump layout on a chip
JP2003084114A (ja) 2001-09-13 2003-03-19 Asahi Glass Co Ltd 反射型回折素子
JP2003307606A (ja) 2002-04-15 2003-10-31 Asahi Glass Co Ltd 回折素子
EP1437608A4 (en) * 2001-09-13 2006-07-26 Asahi Glass Co Ltd DIFFRACTION DEVICE
JP2004151182A (ja) * 2002-10-29 2004-05-27 Toppan Printing Co Ltd 導光型回折格子表示体
KR20040075430A (ko) * 2003-02-21 2004-08-30 엘지전자 주식회사 그레이팅 폴라라이저를 이용한 백라이트 유닛 및 그레이팅폴라라이저 제조방법
TW200527015A (en) * 2003-12-25 2005-08-16 Sumitomo Chemical Co Light guide plate, back light and liquid crystal display device
WO2006114369A2 (en) * 2005-04-27 2006-11-02 Obducat Ab Means for transferring a pattern to an object
DE102007039996B4 (de) 2007-02-07 2020-09-24 Leonhard Kurz Stiftung & Co. Kg Sicherheitselement für ein Sicherheitsdokument und Verfahren zu seiner Herstellung
KR101126938B1 (ko) 2007-05-25 2012-03-20 도판 인사츠 가부시키가이샤 표시체 및 정보 인쇄물
JP5183284B2 (ja) * 2008-04-11 2013-04-17 三菱電機株式会社 導光板及びその製造方法
CA2726120A1 (en) 2008-05-28 2009-12-23 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Front light devices and methods of fabrication thereof
TWI428645B (zh) 2008-06-30 2014-03-01 Cpt Technology Group Co Ltd 彩色導光板以及液晶顯示裝置
JP5010549B2 (ja) 2008-07-25 2012-08-29 株式会社東芝 液晶表示装置
CN101685178B (zh) * 2008-09-27 2012-05-30 比亚迪股份有限公司 一种衍射导光薄膜及其制备方法
WO2011039864A1 (ja) * 2009-09-30 2011-04-07 興和株式会社 導光板の製造方法および導光板
WO2012038856A1 (en) 2010-09-21 2012-03-29 Koninklijke Philips Electronics N.V. Multi-view display device
JP5929013B2 (ja) 2011-05-25 2016-06-01 凸版印刷株式会社 着色偽造防止構造体および着色偽造防止媒体
TW201326972A (zh) 2011-12-30 2013-07-01 Ind Tech Res Inst 顯示裝置
US9389415B2 (en) 2012-04-27 2016-07-12 Leia Inc. Directional pixel for use in a display screen
US9459461B2 (en) 2012-05-31 2016-10-04 Leia Inc. Directional backlight
US9201270B2 (en) 2012-06-01 2015-12-01 Leia Inc. Directional backlight with a modulation layer
TWI510820B (zh) * 2012-08-08 2015-12-01 C Sun Mfg Ltd 具微光柵的電子裝置、分光裝置及其製造方法
US9298168B2 (en) 2013-01-31 2016-03-29 Leia Inc. Multiview 3D wrist watch
WO2014204471A1 (en) * 2013-06-20 2014-12-24 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Grating-based light modulation employing a liquid crystal
CN104508353B (zh) 2013-07-30 2018-08-31 镭亚股份有限公司 基于多束衍射光栅的背光照明
US9575249B2 (en) 2013-08-05 2017-02-21 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Method of making a metal grating in a waveguide and device formed
KR102053442B1 (ko) * 2013-10-22 2019-12-06 엘지디스플레이 주식회사 광학 시트와 그를 포함한 액정표시장치
US9557466B2 (en) 2014-07-30 2017-01-31 Leia, Inc Multibeam diffraction grating-based color backlighting
CN104460115B (zh) 2014-12-31 2017-09-01 苏州大学 一种多视角像素指向型背光模组及裸眼3d显示装置
KR102214345B1 (ko) 2015-01-10 2021-02-09 레이아 인코포레이티드 2차원/3차원(2d/3d) 전환가능 디스플레이 백라이트 및 전자 디스플레이
JP6507250B2 (ja) * 2015-01-10 2019-04-24 レイア、インコーポレイテッドＬｅｉａ Ｉｎｃ． 格子カップリング型ライトガイド
PT3248058T (pt) 2015-01-19 2020-07-28 Leia Inc Iluminação de fundo unidireccional com base em grelha que utiliza uma consola de reflexão
WO2016122679A1 (en) 2015-01-28 2016-08-04 Leia Inc. Three-dimensional (3d) electronic display
JP6873041B2 (ja) 2015-03-05 2021-05-19 マジック リープ， インコーポレイテッドＭａｇｉｃ Ｌｅａｐ，Ｉｎｃ． 第１の回折光学要素を含む接眼レンズを製造する方法
US10025031B2 (en) * 2015-04-24 2018-07-17 Photonics Electronics Technology Research Association Grating structure, and manufacturing method of grating coupler provided therewith
WO2017039750A1 (en) * 2015-09-05 2017-03-09 Leia Inc. Polychromatic grating-coupled backlighting
WO2017131807A1 (en) 2016-01-30 2017-08-03 Leia Inc. Multibeam element-based backlight and display using same
KR102551583B1 (ko) 2016-02-02 2023-07-06 삼성전자주식회사 백라이트 유닛용 도광판 제조 방법 및 그 도광판을 사용하는 액정 표시 장치
WO2017164871A1 (en) * 2016-03-23 2017-09-28 Leia Inc. Grating-based backlight employing reflective grating islands
US10928677B2 (en) 2016-05-23 2021-02-23 Leia Inc. Diffractive multibeam element-based backlighting
KR20180010791A (ko) * 2016-07-22 2018-01-31 삼성전자주식회사 지향성 백라이트 유닛, 이의 제작방법, 이를 포함하는 입체 영상 표시 장치
CN109477625A (zh) 2016-07-26 2019-03-15 镭亚股份有限公司 条形准直器、背光体系统和方法
WO2018039273A1 (en) * 2016-08-22 2018-03-01 Magic Leap, Inc. Dithering methods and apparatus for wearable display device
KR102654870B1 (ko) * 2016-11-09 2024-04-05 삼성전자주식회사 3차원 영상 디스플레이용 백라이트 유닛 및 그 제조방법
JP6857297B2 (ja) * 2016-12-22 2021-04-14 日亜化学工業株式会社 導光板、面光源装置、表示装置及び電子機器
JP6893991B2 (ja) 2016-12-28 2021-06-23 レイア、インコーポレイテッドＬｅｉａ Ｉｎｃ． 反射支持構造を有するマルチビューディスプレイ
CN108303763A (zh) * 2017-01-12 2018-07-20 京东方科技集团股份有限公司 导光板及其制作方法、背光源和显示装置
US10451799B2 (en) * 2017-01-23 2019-10-22 Magic Leap, Inc. Eyepiece for virtual, augmented, or mixed reality systems
KR102615891B1 (ko) 2017-09-28 2023-12-21 레이아 인코포레이티드 집광을 이용하는 격자-결합 도광체, 디스플레이 시스템, 및 방법
JP7532260B2 (ja) 2018-06-06 2024-08-13 レイア、インコーポレイテッド サブミクロン特徴部を有する大面積金型マスタを形成するためのウエハのタイリング方法
CA3116006C (en) 2018-10-31 2023-09-19 Leia Inc. Multiview backlight, display, and method having optical mask elements
KR102586392B1 (ko) 2019-04-02 2023-10-10 레이아 인코포레이티드 멀티뷰 디스플레이 정렬 방법 및 시스템
EP3963256A4 (en) 2019-04-28 2023-06-14 LEIA Inc. METHOD FOR MAKING A DIFFRACTIVE BACKLIGHT DEVICE

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US12124073B2 (en) 2019-04-28 2024-10-22 Leia Inc. Method of fabricating diffractive backlight

Also Published As

Publication number Publication date
EP3963390B1 (en) 2024-01-17
CN113785229A (zh) 2021-12-10
JP2022531173A (ja) 2022-07-06
TW202046380A (zh) 2020-12-16
CA3136670A1 (en) 2020-11-05
CA3136673C (en) 2023-06-27
CA3136670C (en) 2024-04-09
JP7333828B2 (ja) 2023-08-25
US12124073B2 (en) 2024-10-22
WO2020223134A1 (en) 2020-11-05
EP3963256A1 (en) 2022-03-09
EP3963390C0 (en) 2024-01-17
CN113748373A (zh) 2021-12-03
CN113785229B (zh) 2023-11-17
CA3136673A1 (en) 2020-11-05
KR20210137245A (ko) 2021-11-17
JP7227403B2 (ja) 2023-02-21
US20220050377A1 (en) 2022-02-17
EP3963256A4 (en) 2023-06-14
TWI747256B (zh) 2021-11-21
TWI744878B (zh) 2021-11-01
JP2022531172A (ja) 2022-07-06
EP3963390A1 (en) 2022-03-09
TW202105754A (zh) 2021-02-01
WO2020223135A1 (en) 2020-11-05
KR102615905B1 (ko) 2023-12-21
EP3963390A4 (en) 2023-01-25
CN113748373B (zh) 2024-03-22
US20220043200A1 (en) 2022-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA3136673C (en) Diffractive backlight fabrication method
US10684404B2 (en) Diffraction grating-based backlighting having controlled diffractive coupling efficiency
US10928677B2 (en) Diffractive multibeam element-based backlighting
US10712501B2 (en) Grating-based backlight employing reflective grating islands
TWI658293B (zh) 具有反射支持結構的多視角顯示器及方法
JP2022109976A (ja) バーコリメータ、バックライトシステムおよび方法
JP2022504643A (ja) 格子スプレッダを有するバックライト、マルチビューディスプレイ、および方法
CN111373198A (zh) 条形准直器、背光件系统和方法

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal