KR20210154745A - 윈도우 또는 전자 디바이스 디스플레이를 위한 눈부심 방지, 프라이버시 스크린 - Google Patents

Abstract

기판 상의 미세 구조 또는 절두체의 에레이는 전자 장치 디스플레이 또는 윈도우에 대한 눈부심을 감소시키기 위한 것이다. 상기 미세 구조는 모아레 효과와 같은 부정적인 시청 효과를 피하기 위해 상기 디스플레이 상의 픽셀과 거의 완벽하게 정렬되도록 설계된다. 모든 각도로부터 상기 미세 구조를 포함하는 필름의 전면을 조명하는 환경으로부터의 모든 광은 실질적으로 (흔히 필름에 수직인 각도에서 시청하는) 주요한 시청자에게 반사되지 않는다. 상기 환경으로부터 상기 미세 구조를 조명하는 광은 상기 주요한 시청자 시야 밖으로 정의된 임계값보다 큰 각도에서 상기 미세 구조를 반사할 것이다. 따라서, 상기 주요한 시청자의 눈부심은 최소화 되는 반면에 상기 주요한 시청자와 다른 각도에서 시청하는 다른 시청자의 눈부심이 증가한다. 다른 시청자에 대한 이러한 증가된 눈부심은 상기 주요한 시청자에 의한 시청에 대한 프라이버시를 부가한다.

Description

윈도우 또는 전자 디바이스 디스플레이를 위한 눈부심 방지, 프라이버스 스크린{ANTI-GLARE, PRIVACY SCREEN FOR WINDOWS OR ELECTRONIC DEVICE DISPLAYS}

본 출원은 윈도우 또는 전자 디바이스 디스플레이를 위한 눈부심 방지, 프라이버스 스크린에 관한 것이다. 특히, 이 스크린은 주요한 시청자에 대해 환경의 눈부심을 선택적으로 줄이고 주요한 시청자의 시야 밖에 있는 다른 사람의 눈부심을 증가시키도록 설계된다. 따라서 이 프라이버시 스크린(privacy screen)은 주요한 시청자를 위한 시청 품질을 향상시키고 근처의 구경꾼에 의한 원하지 않는 시청을 방해한다.

오래된 텔레비전 스크린은 화면의 즐거움을 방해하는 주변 광을 없애기 위해 스크린에 회색 착색을 사용하였다. 그러나 눈부심은 텔레비전 유리의 매끄러운 표면에서 반사되는 광원에서 여전히 발생할 수 있다. 이 눈부심에 맞서기 위한 한 가지 방법은 텔레비전 스크린의 눈부심을 줄이기 위해 텔레비전과 조명을 배치하는 것이다. 더 비싼 텔레비전 스크린을 위한 또 다른 방법은 광의 직접 반사를 방지하기 위해 확산기 표면을 포함하는 것이다. 그러나 이러한 구현은 사용자 후방의 광이 스크린에 약간의 흐릿함을 유발하는 경우를 수정하지 못하였다.

휴대용 전자 디바이스의 경우, 눈부심 외에도, 프라이버스 결핍은 특히 혼잡한 지역에서 주요 관심사이다. 어두운 색의 강화 유리 및 플라스틱 필름이 시중에서 판매되고 사용할 수 있지만, 이러한 조치는 모든 각도에서 눈부심을 감소시킬 뿐이므로 프라이버시 보호가 거의 또는 전혀 제공되지 않는다. 또한, 이러한 유형의 스크린 보호기는 스크린 밝기와 선명도에 부정적인 영향을 미친다. 또한, 휴대용 디바이스에서, 디바이스의 스크린 밝기가 어두워지는 것을 보완하기 위해 디바이스의 스크린 밝기를 높이면 배터리가 빠르게 소모될 수 있다. 마이크로-루버(micro-louver) 스크린 보호기와 같은 다른 조치는 광 투과 감소, 스크린 선명도 감소, 색상 대비 감소, 이미지 왜곡, 및 사용자 뒤의 광으로 인한 눈부심으로 인해 어려움을 겪을 수 있다.

따라서, 전자 디바이스의 스크린에 대한 프라이버시 결핍 문제에 대한 효과적인 해결책이 필요하며, 동시에 주요한 시청자에 대한 눈부심을 감소시키고 다른 사람들에 대한 눈부심을 증가시킬 필요가 있으며, 이는 본 개시에서 다루고 있다.

본 개시 내용은 기판상에 위치한 절두체(frustum)의 어레이(array)를 포함하는 전자 디스플레이 또는 윈도우용 프라이버시 스크린에 관한 것으로, 기판의 굴절률은 절두체의 굴절률과 유사하며, 절두체들 사이의 공간의 굴절률은 절두체의 굴절률보다 낮으며, 입사광은 적어도 한 방향으로 제어된다.

일 실시예에서, 기판 및 절두체는 동일한 물질을 포함한다.

다른 실시예에서, 절두체 상단(top)의 폭은 약 8 내지 16 마이크론 폭이고 기부(base)의 폭은 약 10 내지 20 마이크론 폭이다.

다른 실시예에서, 절두체의 기부는 절두체의 상단보다 크다.

다른 실시예에서, 절두체는 디바이스 디스플레이의 픽셀(pixel)과 완벽하게 정렬된다.

다른 실시예에서, 기판은 가요성, 강성, 또는 이들의 조합이다.

다른 실시예에서, 절두체는 원추형 절두체, 정사각형 절두체, 오각형 절두체, 육각형 절두체, 팔각형 절두체, n각형 절두체, 불규칙한 다각형 절두체, 별형 절두체, 도넛형 절두체, 소정의 형상의 절두체의 중심 영역을 제거한 중공형 절두체, 또는 이들의 조합을 포함한다.

다른 실시예에서, 절두체의 파라미터 중 하나 또는 그 초과는 광학 성능을 최적화하기 위해 변경되며, 파라미터는 높이, 크기, 하나의 절두체의 중심에서 인접한 절두체의 중심까지의 간격, 배열, 기판 표면에 수직인 축선을 중심으로 한 절두체의 회전, 절두체 측면과 절두체 기부 사이의 각도, 절두체의 기부에 대한 절두체 상단 표면의 중심(centeredness), 절두체의 굴절률, 및 이들의 조합을 포함한다.

다른 실시예에서, 각각의 절두체의 기하학적 형태는 큰 절두체로부터 작은 절두체를 뺀 결과이고, 큰 절두체와 작은 절두체는 동일한 상단 표면을 공유하고, 상단 표면은 기판의 표면의 평면에 평행하다.

다른 실시예에서, 절두체의 상단 표면은 서로 평행하고 기판 표면의 평면에 평행하거나 기판 표면에 평행하지 않다.

다른 실시예에서, 기판의 표면에 평행한 상단을 갖는 절두체는 기판의 표면의 평면으로부터 약 80도의 경사도를 갖는 가파른 측벽을 포함하고, 기판을 조명하는 광은 기판의 표면에 대한 수직에 대해 약 +/-30도의 주요한 시야각(viewing angle) 범위로 반사성 눈부심을 생성하지 않지만, 주요한 시야각 밖에 눈부심을 생성한다.

다른 실시예에서, 절두체의 기부에 대한 절두체의 측면의 내부 각도는 45도 이상이다.

다른 실시예에서, 어레이에서 인접한 절두체의 기부들 사이에 간격이 존재하거나 간격이 존재하지 않는다.

다른 실시예에서, 인접한 절두체의 기부들 사이의 간격은 절두체의 기부의 약 0 내지 5배 크기를 포함한다.

다른 실시예에서, 각각의 절두체는 초기에 인접한 절두체와 겹치지 않고 기판의 표면에 무작위로 위치하며, 다양한 크기의 추가의 다른 절두체가 기존 절두체들 사이에 반복적으로 배치되며, 절두체들 사이의 초기 공간은 다양한 크기의 추가의 다른 절두체로 채워지고, 모든 절두체는 완전히 손상되지 않는다.

다른 실시예에서, 각각의 절두체는 초기에 인접한 절두체와 겹치지 않고 기판상에 무작위로 위치하며, 다양한 크기의 추가적인 다른 절두체가 기존 절두체 사이에 반복적으로 배치되고, 절두체 사이의 초기 공간은 미리 결정된 경계를 제외하는 다양한 크기의 추가적인 다른 절두체가 채워지고, 절두체가 서로 겹치지 않고, 모든 절두체가 완전히 손상되지 않는다. 이러한 미리 결정된 경계가 절두체들 사이에 간격을 제공한다.

다른 실시예에서, 기판의 표면상의 미세 구조 또는 나노 구조는 절두체의 역 표면 양각(relief) 또는 절두체 및 절두체의 역 표면 양각의 혼합물이고 역 표면 양각 구조는 주변 물질보다 낮은 굴절률을 갖는다. 다른 실시예에서, 기판상의 미세 구조 또는 나노 구조는 절두체와 역 절두체의 조합이다.

다른 실시예에서, 제 2 기판은 절두체의 상단 표면에 접합(bond)되고, 절두체의 상단 표면은 제 2 기판의 표면과 접촉하며, 제 2 기판은 절두체 및 제 1 기판과 동일한 굴절률을 포함하고, 절두체의 상단 표면과 제 2 기판의 표면 사이의 계면(interface)을 통과하는 광의 현저한 후방-산란(back-scattering)이 없고, 계면에 의해 제 1 기판, 절두체, 및 제 2 기판을 통과하는 광의 투과가 상당히 저하되지 않는다.

다른 실시예에서, 프라이버시 스크린은 반사-방지 코팅, 투명 유전체 코팅, 또는 이들의 조합을 포함한다.

또한, 기판을 균일한 두께의 포토레지스트(photoresist) 중합체로 코팅하는 단계를 포함하는, 기판의 일 측 상에 미세 구조 또는 나노 구조의 어레이를 포함하는 가요성 또는 강성 기판을 제조하는 방법이 본원에 개시되고, 상기 방법은 래스터링(rastering) 레이저 빔을 인가하여 미세 구조 또는 나노 구조를 형성하여 몰드(mold), 복제품, 최종 부품, 또는 이들의 혼합물을 만드는 단계를 포함된다.

도 1: 정사각형 절두체.
도 2: 원추형 절두체.
도 3: 오각형 절두체.
도 4: 정사각형 절두체 어레이의 평면도.
도 5: 정사각형 절두체 어레이의 예.
도 6: 직사각형 절두체 어레이.
도 7: 길이가 폭보다 훨씬 긴 직사각형 절두체 어레이.
도 8: 둘레를 따라 연장하는 표면 상에 립을 구비한 절두체의 측면도.
도 9: 둘레를 따라 연장하는 표면 상에 립을 구비한 절두체의 사시도.
도 10: 절두체들 사이에 간격이 없는 정사각형 절두체의 그리드 어레이의 측면도.
도 11: 절두체들 사이에 간격이 있는 정사각형 절두체의 어레이의 평면도.
도 12: 절두체들 사이에 간격이 있는 정사각형 절두체의 그리드 어레이 측면도.
도 13: 길이가 폭과 간격보다 훨씬 긴 직사각형 절두체의 어레이.
도 14: 육각형 절두체의 어레이의 평면도.
도 15: 2개의 상이한 크기 및 특정 바둑판 패턴의 정사각형 절두체의 어레이.
도 16: 2개의 상이한 크기 및 특정 패턴의 정사각형 절두체의 어레이.
도 17: 직사각형 절두체 묘사.
도 18: 동심원의 경로를 따르는 직사각형 절두체를 나타낸 도면.
도 19: 동심 정사각형의 경로를 따르는 직사각형 절두체를 나타낸 도면.
도 20: 삼각파의 경로를 따르는 직사각형 절두체를 나타내는 도면.
도 21: 곡선파의 경로를 따르는 직사각형 절두체를 나타내는 도면.
도 22: 기판 뒷면의 정사각형 절두체의 어레이로 구성된 필름의 측면도.
도 23: 입사각 0도.
도 24: 입사각 5도.
도 25: 입사각 10도.
도 26: 입사각 15도.
도 27: 입사각 20도.
도 28: 입사각 25도.
도 29: 입사각 30도.
도 30: 입사각 40도.
도 31: 입사각 50도.
도 32: 입사각 60도.
도 33: 입사각 70도.
도 34: 필름의 제 1 표면에 수직인 주요한 시야각을 보여주는 절두체의 어레이를 구비한 필름의 측면도(축척으로 그려지지 않음).
도 35: 필름의 제 1 표면에 수직이 아닌 주요한 시야각을 보여주는 절두체의 어레이를 구비한 필름의 측면도(축척으로 그려지지 않음).
도 36: 2개의 굴절률(n1 및 n2) 사이의 계면의 필드(field)의 측면도.
도 37: 2개의 굴절률(n1 및 n2) 사이의 계면의 필드의 측면도.
도 38: 2개의 굴절률(n1 및 n2) 사이의 계면의 필드의 측면도.
도 39: 각각의 계면 위에서 n2이고 각각의 계면 아래에서 n1인 2개의 상이한 굴절률(n1 및 n2) 사이의 평면 계면의 필드의 등각도.
도 40: 구성에 배열된 2개의 굴절률(n1 및 n2) 사이의 계면의 측면도.
도 41: 절두체와 기부 기판의 굴절률 n1 및 절두체 위 공간의 굴절률 n2를 구비한 기판상의 정사각형 절두체의 어레이의 측면도.
도 42: 2개의 상이한 굴절률, n1 및 n2 사이의 계면의 필드의 구성의 측면도.
도 43: 절두체 및 하부 기판의 굴절률 n1 및 절두체 위 및 절두체 상단의 제 2 기판 아래 공간에 굴절률 n2를 구비한 기판상의 정사각형 절두체의 어레이의 측면도.
도 44: 기판과 굴절률이 상이한 매립된 영역이 있는 기판의 측면도.
도 45: 기판과 굴절률이 다른 매립된 영역이 있는 기판의 측면도.
도 46: 2개의 기판 사이의 정사각형 절두체의 어레이로 구성된 필름의 측면도.
도 47: 모든 물질이 실질적으로 동일한 굴절률을 갖는 절두체의 상단에 접합된 제 2 기판을 구비한 정사각형 절두체의 어레이의 측면도.
도 48: 스크린이 없는 필름-램버시안(Lambertian) 입력 광 방향 상의 주변 광원.
도 49: 스크린이 없는 필름-램버시안 입력 광 방향 상의 주변 광원의 복사 강도 분포 플롯의 광선 다이어그램.
도 50: 필름을 통한 복사 강도 분포 플롯.
도 51: 단일 광학 요소의 복사 강도 분포.
도 52: 필름에서 반사된 광의 복사 강도 분포 플롯.
도 53: 단일 광학 요소에 대한 필름에서 반사된 광의 복사 강도 분포 플롯.
도 54: 시준 입력이 있는 램버시안 반사기.
도 55: 시준 입력이 있는 램버시안 반사기의 복사 강도 분포 플롯.
도 56: 조합된 필름과 램버시안 반사기로부터 반사된 광의 복사 강도 분포 플롯.
도 57: 조합된 필름 및 램버시안 반사기로부터 반사된 광.
도 58: 절두체로 프라이버시 스크린을 만드는 방법.
도 59: 절두체가 고르지 않은 프라이버시 스크린을 만드는 방법.
도 60: 절두체의 상단이 모두 기판 표면에 평행하거나 절두체의 상단이 모두 서로 평행하지만 기판 표면과 평행하지 않거나, 수정된 절두체의 상단 표면의 기울기가 기판 표면에 대한 구배에 따라 달라지는, 3개의 상이한 유형의 절두체의 측면도.
도 61: 교번하는 절두체가 90도 회전된 정사각형 절두체의 평면도의 예.
도 62: 절두체의 상단이 각각의 절두체의 기부 위에 중앙에 있지 않은 비-직각(non-right) 절두체의 측면도.

주변 광 조건에서 랩톱, 태블릿, 휴대폰, e- 리더(e-reader) 등의 전자 스크린은 선명하고 대비가 높은 이미지를 제공하기 위해 매끄러운 광학 표면에서 발생하는 직접 반사 이미지로부터의 눈부심 및 확산 반사 표면에서 나오는 흐릿함(haze)을 조절해야 한다. 선명한 이미지는 정보 콘텐츠를 얻고 주의가 산만해지는 것을 방지하며 편안한 이미지 시청을 제공하기 위한 읽기에 필수적이다. 선명하고 뚜렷한 이미지는 눈의 피로와 기타 생물학적 문제를 줄여준다. 또한, 사용자가 공개 또는 반-공개 설정에 있을 때 스크린 프라이버시가 중요하다.

본 출원은 자외선, 가시광선, 및 적외선 스펙트럼의 일부 또는 전부에 투명한 고체 기판을 갖는 프라이버시 스크린에 관한 것이다. 초기 스크린 표면에서 반사된 광은 산란되어 강한 이미징 정반사(imaging specular reflection)를 깨뜨리고 의도한 주요한 시청자의 방향으로 산란되는 광선을 줄인다. 대부분의 광은 e-잉크를 수용하고 표면 법선에 가까운 2차 레이어로 투과할 수 있어야 하다. 이러한 방식으로, e-잉크에서 반사된 광은 주요한 사용자가 시청할 때 제 1 표면에서 산란된 광에 비해 상대적으로 강해 높은 신호 대 잡음비를 설정한다. 목표는 눈의 피로 및 기타 장기적인 눈의 생물학적 퇴화를 줄이는 것이다. 또한, 유리한 2차 효과는 주요한 시야각 밖의 제 1 표면에서 산란된 광을 더 강하게 만드는 것이다. 따라서 신호 대 잡음은 원하지 않는 청중을 향해 반전된다. 이는 공공 장소에서 전자 디바이스가 사용될 때 주요한 시청자에 대한 향상된 프라이버시를 제공하다.

이 프라이버시 스크린은 광학적으로 투명한 물질로 만들어진 표면 미세 구조를 포함하는 투명한 기판을 포함하며, 이는 광이 윈도우 또는 디스플레이 스크린의 법선에서 평면까지의 선택된 각도 범위 내에서 광이 통과하여 윈도우 또는 디스플레이 스크린에 도달할 수 있도록 하는 광학 요소 역할을 한다. 다른 입사광은 시청자에게 다시 반사되기 전에 미세 구조 내에서 내부 전반사(TIR)를 거친다. 따라서 이러한 스크린은 주요한 시야각을 중심으로 한 각도 범위 내에서 스크린을 시청하고 있는 주요한 시청자에 대한 환경 눈부심을 감소시키는 반면, 시청자의 시야 밖의 다른 시청자에 대한 눈부심을 증가시켜 시청자를 위한 프라이버시를 제공하고 주요한 시청자에 대한 스크린 시청을 개선한다.

보다 구체적으로, 본 출원은 기판의 표면상에 절두체로 공지된 나노 구조 또는 미세 구조를 포함하는 기판을 갖는 프라이버시 스크린에 관한 것이다. 절두체는 기판의 전체 폭 및/또는 길이를 덮거나 기판을 부분적으로 덮을 수 있다. 절두체는 일반적으로 2개의 평행한 평면들 사이의 기하학적 형상의 일부로 정의된다. 도 1은 정사각형 절두체의 도면이다. 도 2는 원추형 절두체의 도면이다. 도 3은 오각형 절두체의 도면이다. 절두체는 정사각형 절두체의 어레이의 평면도의 예들인, 도 4 및 도 5에 도시된 것과 같은 어레이로 배열된다. 상기 예들 모두에서, 절두체의 기부는 절두체의 상단 표면보다 크므로 절두체의 측면이 비스듬히 기울어진다. 도 6은 직사각형 절두체의 어레이의 도면이다. 도 7은 길이가 폭보다 훨씬 긴 직사각형 절두체의 어레이의 도면이다. 절두체의 길이는 스크린의 전체 길이를 연장할 수 있다. 직사각형 절두체는 전체 프라이버시 스크린에 걸쳐 또는 프라이버시 스크린 에지(edge)를 넘어 연장할 수 있다. 이 실시예는 수직 축선에서 눈부심을 감소시키지 않으면서 일 축선에서 눈부심을 감소시키는 효과를 가질 수 있다.

다른 실시예에서, 절두체의 립에서와 같이, 절두체의 상단 표면의 일부는 절두체의 나머지 표면 위로 올라간다. 절두체의 상단 표면 주위로 연장되는 표면에 립을 갖는 절두체의 측면도가 도 8에 도시된다. 도 9은 상단 표면의 주변 주위로 연장하는 상단 표면에 립이 있는 절두체의 사시도를 도시한다. 일반적으로 립의 폭과 높이는 0.1 내지 5 미크론이다.

일부 실시예에서, 절두체 기부는 폭이 약 1 내지 500 마이크론이고 절두체 상단 표면은 폭이 약 0.5 내지 499 마이크론이다. 일반적으로, 절두체의 높이는 약 1 내지 500 미크론이다. 다른 실시예에서, 절두체는 약 1:1의 높이 대 기부 종횡비를 가져서, 높이가 절두체의 기부와 유사하다. 개별 절두체의 경우, 절두체의 기부가 절두체의 상단보다 넓다.

절두체의 상단 표면은 절두체의 기부 위에서 중앙에 위치하거나 중앙에서 벗어날 수 있다. 도 62는 상단이 절두체의 기부 위 중앙에 있지 않은 비-직각 절두체의 측면도를 보여준다. 상단 표면은 어레이에 걸친 구배 오프셋에 따라 중심에서 벗어나거나 일정한 오프셋에 따라 중심에서 벗어날 수 있다. 또한, 일부 절두체는 중앙에 위치할 수 있고 일부는 동일하거나 다양한 양으로 중심을 벗어날 수 있으므로 절두체 측면의 기울기가 상이하다. 절두체의 상단은 도 60에 도시된 바와 같이, 서로 평행할 수 있으며 기판 표면과 평행하지 않을 수 있다. 또한, 절두체의 상단은 일정한 양, 다양한 양, 구배, 또는 이들의 조합으로 기울어질 수 있다. 중심을 벗어나고 기울어진 두 매개변수는 눈부심 반사가 절두체의 상이한 조합 및 구성에 따라 다르기 때문에 프라이버시 스크린의 주요한 시야각을 변경할 수 있다. 일 실시예에서, 각각의 절두체의 기하학적 형태는 큰 절두체로부터 작은 절두체를 뺀 결과이며, 큰 절두체와 작은 절두체는 동일한 상단 표면을 공유하고, 상단 표면은 기판의 표면의 평면에 평행하다.

도 4는 인접한 절두체의 기부들 사이에 간격이 없는 어레이를 보여준다. 간격이 없는 정사각형 절두체 어레이의 측면도가 도 10에 도시된다. 또한, 정사각형 절두체의 어레이의 평면도의 예인, 도 11에서는, 인접한 절두체의 기부들 사이에 간격이 있다. 인접 절두체의 기부들 사이의 간격은 절두체 기부 폭의 약 0 내지 5배 크기를 포함하다. 간격이 있는 정사각형 절두체 어레이의 측면도가 도 12에 도시된다. 도 13은 각각의 기부의 폭보다 훨씬 길고 절두체들 사이에 간격을 포함하는 길이를 가진 절두체의 직사각형 어레이를 도시한다.

다른 실시예에서, 절두체는 원추형 절두체, 정사각형 절두체, 오각형 절두체, 육각형 절두체, 팔각형 절두체, n-각형 절두체, 직사각형 절두체, 다이아몬드형 절두체, 마름모형 절두체, 사변형 절두체, 별형 절두체, 도넛형 절두체, 불규칙한 다각형 절두체, 특정 모양의 절두체의 중앙 영역을 제거한 중공형 절두체, 또는 이들의 조합이다. 절두체는 절두체의 역 표면 양각 또는 절두체 및 절두체의 역 표면 양각의 혼합물일 수 있으며, 역 표면 양각 구조는 주변 물질보다 낮은 굴절률을 갖는다. 도 14는 육각형 절두체의 어레이의 평면도를 보여준다. 일부 실시예에서, 어레이의 절두체는 모두 동일한 모양 및 크기를 갖는다. 그러나, 절두체는 상이한 패턴의 절두체 어레이의 평면도를 보여주는, 도 15 및 도 16에 도시된 바와 같이, 상이한 모양 및/또는 상이한 크기일 수도 있다. 각각의 절두체는 초기에 인접한 절두체와 겹치지 않고 기판의 표면에 무작위로 배치되며, 다양한 크기의 추가의 상이한 절두체가 기존 절두체 사이에 반복적으로 배치되며 절두체 사이의 초기 공간은 다양한 크기의 추가의 상이한 절두체로 채워지고, 모든 절두체는 완전히 손상되지 않는다. 다른 실시예에서, 모든 절두체는 각각의 절두체 주위의 미리 결정된 경계를 제외하고 완전히 손상되지 않는다. 절두체는 서로에 대해 회전할 수도 있다.

다른 실시예에서, 절두체는 정사각형 또는 직사각형 절두체의 단면을 가질 수 있지만 다른 방향으로 패턴의 경로를 따를 수 있다. 이러한 방식으로 구조는 변형된 절두체를 형성하다. 예를 들어, 도 7의 직사각형 절두체는 직사각형 절두체의 단면을 가진 절두체로 설명될 수 있으며, 도 17에서와 같이, 다른 차원에서 평행선의 경로를 따른다. 마찬가지로, 도 18 내지 도 21은 절두체가 따를 수 있는 경로를 나타내는 다른 패턴을 보여준다. 이들은 절두체의 중심이 따르는 패턴의 평면도이다. 이러한 경우, 단면은 직사각형 절두체이지만, 다른 실시예에서, 단면은 다른 단면을 가진 절두체일 수 있다. 도 17은 기판상의 각각의 절두체의 중심 경로의 배열을 나타내는 평행선으로서 평행한 직사각형 절두체의 배열을 도시한다. 도 18은 동심원의 경로를 따르는 직사각형 절두체의 평면도를 보여준다. 도 19는 동심 정사각형의 경로를 따르는 직사각형 절두체의 평면도를 보여준다. 도 20은 삼각파의 경로를 따르는 직사각형 절두체의 표현을 보여준다. 도 21은 곡선파의 경로를 따르는 직사각형 절두체의 평면도를 도시한다. 직사각형 절두체는 프라이버시 스크린의 전체 길이 또는 스크린의 폭을 따라 연장되거나 스크린의 에지를 넘어 연장될 수 있다.

기판은 기판의 한 표면에 절두체를 가지며, 절두체의 기부는 기판의 뒷면에 부착된다. 기판 및 절두체는 동일하거나 상이한 물질일 수 있다. 기판은 중합체, 유리, 세라믹, 금속, 또는 이들의 조합일 수 있다. 일 실시예에서, 기판은 폴리카보네이트 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트와 같은 열가소성 중합체 필름이다. 기판은 가요성, 강성, 또는 이들의 조합일 수 있다.

기판은 자외선, 가시광선, 적외선, 또는 이들의 혼합물에 투명하다. 투명도는 기판과 절두체가 매우 좁은 범위의 광이나 매우 넓은 범위의 광에 투명하도록 조정 가능하다. 일 실시예에서, 기판 및 절두체의 굴절률은 동일하고 다른 실시예에서, 기판 및 절두체의 굴절율은 유사하지만 정확히 동일하지는 않다.

반사-방지 코팅은, 도 22에 도시된 바와 같이, 기판의 상단 표면에 배치될 수 있으며, 여기서 기판은 "제 1 기판(First Substrate)"으로 표시된다. 환경으로부터의 광이 기판의 전면에 입사될 때, 반사-방지 코팅은 광이 기판의 전면에서 반사되는 것을 방지하다. 따라서, 주변 광은 기판을 통해 전달되어 절두체에 도달한다. 반사-방지 코팅은 전체 표면 또는 표면의 일부를 덮을 수 있다. 반사-방지 코팅은 절두체의 상단 표면을 덮을 수 있지만 절두체의 측면은 덮지 않는다. 반사-방지 코팅은 하나 이상의 유전체층일 수 있다. 기판은 반사-방지 코팅 및 투명 유전체 코팅 모두를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 기판의 굴절률과 미세 구조는 실질적으로 동일하며, 이는 대부분의 광이 기판에서 미세 구조로 투과되도록 허용한다. 기판 외부와 절두체 사이 공간의 굴절률은 굴절률이 높은 절두체의 굴절률과 상당히 다르다. 절두체의 측벽은 도 23 내지 도 33의 트레이 트레이싱에서 볼 수 있듯이, 기판의 평면에 대해 특정 각도에서 기판을 통해 투과된 광에 대해 내부 전반사가 발생하도록 충분히 가파르다.

도 23 내지 도 33은 기판의 전방 측면을 조명하는 입사광이 기판의 수직 면에 대해 특정 입사각을 갖는 정사각형 절두체의 어레이를 갖는 필름의 측면도를 보여준다. 광선 추적은 각각의 상황에서 광의 경로를 보여준다. 도 23은 0도에서의 입사각을 보여준다. 도 24는 5도에서의 입사각을 보여준다. 도 25는 10도에서의 입사각을 보여준다. 도 26은 15도에서의 입사각을 보여준다. 도 27은 20도에서의 입사각을 보여준다. 도 28은 25도에서의 입사각을 보여준다. 도 29는 30도에서의 입사각을 보여준다. 도 30은 40도에서의 입사각을 보여준다. 도 31은 50도에서의 입사각을 보여준다. 도 32는 60도에서의 입사각을 보여준다. 도 33은 70도에서의 입사각을 보여준다.

더 정교하게 말하자면, 가파른 벽을 가진 절두체는 절두체의 기부와 측벽 사이의 각도를 가지며, 이는 특정 임계 각도보다 더 크다. 다른 실시예에서, 기판의 표면에 평행한 상단을 갖는 절두체는 기판의 표면의 평면으로부터 약 80도의 경사도를 갖는 가파른 측벽을 포함하고, 기판을 조명하는 광은 기판 표면의 수직선에 대해 약 +/- 30도의 주요한 시야각 범위로 반사성 눈부심을 생성하지 않지만 주요한 시야각 밖에서 눈부심을 생성한다. 절두체 측면의 절두체 하단(bottom)에 대한 내부 각도는 약 45도 내지 90도 범위이다. 이 구조는 절두체의 측벽에서 내부 전반사를 경험하고 필름을 통해 완전히 투과되는 광의 비율과 절두체 및/또는, 절두체의 상단이 접합될 수 있는, 제 2 기판의 표면에서 여러 내부 전반사 이벤트를 경험하는 또 다른 비율을 생성하고, 여기서 광은 궁극적으로 제 1 기판의 전면에 반사된다. 반사된 광은 필름에 수직한 각도로 제 1 표면을 통해 투과되고 주요한 시청자의 시야각 밖에 있다. 주요한 시야각은 주요한 시청자가 기판을 관찰하는 각도이다. 기판은 주요한 시야각 주변의 각도 시청 범위에서 눈부심을 최소화하여 주요한 시청자의 눈부심을 최소화하다. 동시에, 주요한 시야각의 각도 시청 범위 밖의 각도에서도 눈부심이 여전히 존재하다. 눈부심으로 인해 외부 시청자가 글과 영상과 같은, 기판과 기판의 반대 편에있는 모든 것을 보기 어렵게 된다.

도 34는 기판의 주요한 시야각 및 눈부심이 최소화되는 주요한 시야각 주변의 각도 범위의 2차원 측면도를 보여준다. 주요한 시야각 주변의 각도 범위는 도면의 평면 내에 있다. 3차원 절두체는 눈부심이 감소된 주요한 시야각 주변에 3차원 범위의 각도를 가질 수 있다. 이것은 3차원 공간에서 여러 축선에 수직인 절두체의 측벽을 가짐으로써 이루어진다. 예로는 정사각형 절두체, 육각형 절두체, 직사각형 절두체, 및 팔각형 절두체를 포함한다. 이러한 방식으로 다중 절두체로 구성된 프라이버시 스크린은 눈부심이 최소화되는 주요한 시야각 주변의 각도 범위의 3차원 원추를 생성할 수 있다. 이 원추의 모양은 절두체의 측벽 수와 절두체 측벽의 3차원 위치를 변경하여 조정될 수 있다. 눈부심이 감소하는 각도의 3차원 범위는 불규칙한 원추 내에 있을 수 있다. 도 34와 같은, 2차원 도면은 3차원 공간에서 눈부심을 최소화하거나 눈부심을 최대화하는 각도 범위를 나타내는 방법을 나타내는데 사용될 수 있다. 눈부신 광의 반사가 있는 주요한 시야각 범위 밖의 각도 범위가 있다. 시야각 범위 밖의 각도 범위에서 눈부신 광의 반사가 존재하기 때문에, 프라이버시 스크린을 보거나 프라이버시 스크린의 반대 편에 있는 어떤 것도 보기가 어렵다. 따라서, 주요한 시야각 범위 밖에 있는, 반사된 눈부신 광은 프라이버시 스크린을 통해 시청하는 주요한 시청자에게 프라이버시를 추가하다. 도 35는 기판의 제 1 표면에 수직이 아닌 주요한 시야각을 보여주는 절두체의 어레이를 갖는 기판의 측면도를 보여준다. 여기서 원추 모양과 같은 각도 범위인 주요한 시야각은 눈부신 광의 반사를 최소화한다. 눈부심은 주요한 시야각 밖의 각도 범위에 존재한다. 각도 범위는 주요한 시야각의 양쪽에서 상이하다.

도 36 내지 도 40은 다양한 방식으로 배열될 수 있는 2개의 상이한 굴절률 영역의 계면 개념을 보여준다. 도 36은 2개의 굴절률(n1 및 n2) 사이의 계면의 필드의 측면도를 보여준다. 도 37은 2개의 굴절률(n1 및 n2) 사이의 계면의 필드의 측면도를 보여준다. 도 38은 2개의 굴절률(n1 및 n2) 사이의 계면의 필드의 측면도를 보여준다. 도 39는 각각의 계면 위에 n2가 있고 각각의 계면 아래에 n1이 있는 두 개의 굴절률(n1 및 n2) 사이의 평면 계면의 필드의 등각도를 보여준다. 도 40은 구성으로 배열된 2개의 굴절률(n1 및 n2) 사이의 계면의 측면도이다. 도 40은 2개의 상이한 굴절률 사이의 이러한 계면이 기판 뒷면에 어레이로 배열된 정사각형 절두체와 동일한 패턴과 효과를 갖도록 설계될 수 있는 방법을 보여준다. 도 41은 절두체 및 기판에서 굴절률(n1) 및 절두체 위의 공간에서 굴절률(n2)을 갖는 기판상의 정사각형 절두체 어레이의 측면도이다.

다른 실시예에서, 제 1 기판의 뒷면에 대한 내부 전반사는 도 42에 도시된 바와 같이, 제 1 기판 내에 더 낮은 굴절률의 영역을 매립함으로써 달성된다. 도 42는 2개의 상이한 굴절률(n1과 n2) 사이의 계면의 필드의 구성의 측면도이다. 도 43은 절두체 및 기판에서 굴절률(n1) 및 절두체 위의 공간 및 절두체 상단의 제 2 기판 아래의 공간에서 굴절률(n2)을 갖는 기판상의 정사각형 절두체 어레이의 측면도이다. 도 43과 도 42를 비교하면, 2개의 상이한 방법을 사용하여 동일한 기하학적 형상과 기능을 가진 기판을 만들 수 있음을 알 수 있다. 더 낮은 굴절률의 영역은 기판의 굴절률보다 낮은 굴절률을 가진 고체, 액체, 또는 기체를 매립하거나 진공 영역을 생성하여 생성될 수 있다. 굴절률이 낮은 영역은 절두체 모양의 반대 극성을 갖는다.

다른 실시예에서, 진공 또는 주변 기판보다 낮은 굴절률을 갖는 물질로 구성된 다양한 형상 및 배열의 영역이 기판에 매립될 수 있다. 이에 대한 2개의 예는 도 44 및 도 45에 도시되어 있다. 도 44는 기판과 상이한 굴절률(n2)을 갖는 매립 영역을 갖는 굴절률(n1)을 갖는 기판의 측면도를 도시한다. 도 45는 기판과 상이한 굴절률(n2)을 갖는 매립 영역을 갖는 굴절률(n1)을 갖는 기판의 측면도를 도시한다.

절두체의 매개변수 중 하나 또는 그 초과는 광학 성능을 최적화하기 위해 변경될 수 있으며, 매개변수는 높이, 크기, 하나의 절두체의 중심에서 인접한 절두체의 중심까지의 간격, 배열, 기판의 표면에 수직한 축선을 중심으로 하는 절두체의 회전, 절두체의 측면과 절두체의 기부 사이의 각도, 절두체의 기부에 대한 절두체의 상단 표면의 중심, 절두체의 굴절률, 및 이들의 조합을 포함한다. 도 60은 절두체의 상단이 모두 기판 표면에 평행하거나 절두체의 상단이 모두 서로 평행하지만 기판 표면에 평행하지 않거나 수정된 절두체의 상단 표면의 기울기가 기판의 표면에 대한 구배에 의해 변하는 3개의 상이한 유형의 절두체의 측면도를 보여준다.

일 실시예에서, 도 61에 도시된 바와 같이, 교번 절두체가 서로에 대해 90도 회전되는 정사각형 절두체의 어레이가 있다. 이 실시예에서, 교번 절두체의 각각의 행은 교번 절두체의 다른 행과 조합되어, 각각의 열의 절두체도 90도씩 교대로 회전한다. 대안적인 실시예에서, 교번하는 절두체의 회전은 0 내지 360도 사이의 임의의 각도일 수 있고 절두체는 정사각형 이외의 다른 형상, 그러한 육각형 또는 삼각형 또는 팔각형 또는 다른 형상일 수 있다. 또한, 연속체(series)에서 각각의 절두체가 0도에서 360도 사이의 고정된 양으로 연속적으로 회전한 다음 연속체가 패턴으로 반복되는 일련의 절두체가 있을 수 있다. 예를 들어, 연속체에서 제 1 정사각형 절두체는 0도 회전할 수 있고, 제 2 정사각형 절두체는 15도 회전할 수 있고, 제 3 정사각형 절두체는 또 다른 15도 회전하여 총 30도 회전할 수 있고, 연속체에서 제 4 정사각형 절두체는 총 45도 회전할 수 있고, 연속체에서 제 5 정사각형 절두체는 60도 회전할 수 있고, 연속체에서 제 6 회전체는 75도 회전할 수 있다. 다음으로, 연속체는 전체 필름에서 계속 반복된다. 이러한 반복되는 연속체의 다중 행이 이 실시예에서 조합될 것이다. 절두체의 경사면이 여러 방향을 향하도록 배치하면, 눈부심이 주요한 시청자의 경우 감소하고 주요한 시야각 범위 밖의 시청자의 경우 증가하는 방향이 증가하다. 절두체의 경사 측면은 전술한 바와 같이 패턴으로 절두체를 회전시키거나 무작위로 회전시켜 여러 방향을 향하도록 배열될 수 있다.

다른 실시예에서, 프라이버시 스크린은 도 46 및 도 47에 도시된 바와 같이, 그들 사이에 절두체가 있는 2 개의 기판을 갖는다. 제 1 기판, 절두체, 및 제 2 기판의 굴절률은, 도 41에 도시된 바와 같이, 모두 실질적으로 동일하다. 굴절률이 일치하는 결과로서, 절두체를 통해 투과된 광은 제 2 기판을 통해서도 투과된다. 도 46은 제 1 기판의 전면에 반사-방지 코팅이 있는 2개의 기판들 사이에 정사각형 절두체의 어레이가 있는 프라이버시 스크린 또는 필름의 측면도를 보여준다. 도 47은 절두체의 상단에 접합된 제 2 기판을 갖는 정사각형 절두체 어레이의 측면도를 도시한다. 이 실시예에서, 절두체의 상단은 절두체의 상단의 모든 영역에 대해 제 2 기판의 표면과 완전히 접촉한다.

2개의 기판의 실시예에서, 기판은 동일하거나 상이한 조성일 수 있다. 또한, 2개의 기판은 동일하거나 상이한 굴절률을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 제 2 기판은 절두체의 상단 표면에 접합되고, 절두체의 상단 표면은 제 2 기판의 표면과 접촉하고, 제 2 기판은 절두체 및 제 1 기판과 동일한 굴절률을 포함하고 절두체의 상단 표면과 제 2 기판의 표면 사이의 계면을 통과하는 광의 후방 산란이 없고, 계면에 의해 제 1 기판, 절두체, 및 제 2 기판을 통과하는 광의 현저한 투과가 크게 저하되지 않는다. 제 2 기판에 인접하거나 접합될 절두체의 상단에는 반사-방지 코팅을 갖지 않는다.

다른 실시예에서, 절두체의 대부분의 상단과 제 2 기판 사이에 작은 간격이 남아 있다. 간격은 절두체의 상단이 평평하지 않지만 오히려 상단 표면의 나머지 위로 올라간 절두체의 상단 부분에 의해 형성될 수 있다. 도 8은 둘레 주위로 연장되는 절두체의 상단 표면에 립이 있는 절두체의 측면도를 보여준다. 제 2 기판은 절두체의 상단 부분이고 절두체의 상단의 나머지 위로 올라가는, 립의 상단과 완전히 접촉한다. 그러나, 립이 없는 절두체의 상단과 제 2 기판의 표면 사이에는 간격이 있다. 이 간격은 공기 또는 진공 또는 기타 물질로 채워질 수 있으며, 이는 절두체보다 굴절률이 낮고 굴절률이 절두체 사이의 공간에서의 굴절률과 비슷하다. 일반적으로, 립의 폭과 높이는 0.1 내지 5 미크론이다. 대안적으로, 다른 실시예에서, 각각의 절두체의 상단은 절두체의 상단의 주변이 절두체의 상단의 나머지 위로 올라가지 않고, 절두체의 상단의 나머지 위로 올라간 절두체의 상단의 중앙을 갖는다. 각각의 절두체의 상단은 제 2 기판과 접촉하는 각각의 절두체의 올라간 중심이 될 수 있다. 제 2 기판이 제 1 기판에서 절두체의 상단의 대부분과 접촉하면, 절두체의 상단과 제 2 기판 사이에 작은 공극이 남아 성능을 향상시킬 수 있다. 대안적으로, 각각의 절두체 상단의 다른 부분을 중앙이나 둘레가 아닌 위로 올릴 수 있다.

도 48 내지 도 53은 기판에 입사된 광, 기판을 통해 투과된 광, 및 기판에서 반사된 광을 보여준다. 도 48은 스크린이 없는 램버시안 입력 광 방향을 갖는 필름 기판상의 주변 광원의 그래프를 보여준다. 도 49는 스크린이 없는 램버시안 입력 광 방향을 갖는 필름 기판상의 주변 광원의 복사 강도 분포 플롯을 나타내는 제한된 수의 광선을 갖는 광선 다이어그램이다. 도 50은 프라이버시 스크린의 램버시안 입력 결과와 필름을 통해 투과되는 광의 프로필에 대한 복사 강도 분포 플롯을 보여준다. 도 51은 기판, 정사각형 절두체 어레이, 및 절두체의 상단 상에 제 2 기판이 있는 프라이버시 스크린에 대한 단일 광학 요소의 복사 강도 분포 플롯을 보여준다. 도 52는 기판, 정사각형 절두체 어레이, 및 절두체 상단에 제 2 기판이 있는 프라이버시 스크린에 대한 필름 기판에서 반사된 광의 복사 강도 분포 플롯을 보여준다. 도 53은 단일 광학 요소에 대해 필름 기판에서 반사된 광의 복사 강도 분포 플롯을 보여준다.

일 실시예에서, 절두체를 갖는 기판은 e-리더의 디스플레이에 적용되고, 투과된 광은 e-리더를 시청하기 위해 사용된다. 절두체가 있는 기판을 통해 투과하는 광은 e-리더 디스플레이를 조명한 다음 e-리더 디스플레이에서 반사되어 기판을 통해 주요한 시청자로 다시 전달된다. 이 실시예에서, 절두체의 크기는 e-리더 디스플레이의 픽셀의 크기와 일치하도록 만들어질 수 있으며 기판상의 절두체의 어레이는 e-리더의 픽셀 어레이와 정렬되어 모아레 효과(Moire effects)와 같은 부정적인 시청 효과를 회피한다. 도 54 내지 도 57은 e-리더 표면에 있는 기판에 입사된 광과, e-리더에서 반사된 후, 기판에서 반사되어 e-리더에서 기판을 통해 투과하는 광의 조합을 보여준다. 도 54는 시준 입력이 있는 램버시안 반사기이다. 도 55는 시준된 입력이 있는 램버시안 반사기의 복사 강도 분포 플롯이다. 도 56은 조합된 필름 기판과 램버시안 반사기로부터 반사된 광의 복사 강도 분포 플롯이다. 도 57은 조합된 필름 기판과 램버시안 반사기로부터 반사된 광이다.

다른 실시예에서, 절두체를 갖는 기판은 LED 디스플레이, LCD 디스플레이, 컴퓨터 디스플레이, 전화 디스플레이, 태블릿 디스플레이, 또는 임의의 다른 유형의 전자 디스플레이와 같은 디스플레이의 스크린에 적용된다. 이 실시예에서, 절두체의 크기는 디스플레이의 픽셀의 크기와 일치하도록 만들어질 수 있고, 기판의 절두체 어레이는 모아레 효과를 피하기 위해 디스플레이의 픽셀 어레이와 정렬될 수 있다. 다른 실시예에서, 절두체는 디스플레이의 픽셀과 거의 완벽하게 정렬되고 각각의 픽셀 피치 내에 정수 개수의 하나 이상의 절두체가 있다. 일 실시예에서, 절두체는 직사각형 절두체이고, 하나의 축선에 정수 개의 절두체가 있을 수 있고 다른 축선에 정수 개의 절두체가 있을 수 있다. 이러한 두 개의 축선의 절두체 수는 다를 수 있지만 정수여야 하다.

다른 실시예에서, 절두체를 갖는 기판은 전자 디스플레이, 윈도우, 또는 프라이버시 스크린 역할을 하는 다른 시청 표면에 적용된다. 디스플레이 또는 윈도우를 위한 프라이버시 스크린은 기판에 위치한 절두체의 어레이를 포함하며, 기판의 굴절률은 절두체의 굴절률과 비슷하며 절두체들 사이 공간의 굴절률은 절두체들의 굴절률보다 낮으며, 입사광은 적어도 한 방향으로 제어된다.

성형 제조 공정은 단순하고 큰 면적의 제조를 가능하게 하여 이러한 어레이를 소형 및 대형 디스플레이 애플리케이션에 적용할 수 있다. 제조 공정의 일 실시예에서, 절두체는 먼저 직접-기록-레이저(Direct-Write-Laser; DWL) 기술을 사용하여 포토레지스트에서 패턴화된다. 포토레지스트의 두께는 기판까지 패턴화된 절두체의 높이와 일치하도록 정밀하고 균일하게 제어된다. 일 실시예에서, 절두체의 상단은 광중합체가 위에 있는 노출된 기판에 의해 정의된다. 이것은 절두체에 매끄럽고 명확한 상단을 제공하며 모든 절두체는 서로 동일 평면상에 있다. DWL 도구 세트는 래스터링 레이저 빔을 사용하여 한 번 또는 여러 번의 통과로 전체 레지스트 깊이를 노출한다. 또한, 포토마스크 정렬기 및/또는 스테퍼 및 스캐너와 같은 다른 기존의 포토리소그래피 기술을 사용하여 접촉 또는 근접 리소그래피를 사용하여 이러한 구조를 만들 수도 있다. 원하는 절두체 각도는 그레이 스케일로 영상화하거나 노출 조건과 같은 리소그래피 공정을 조정하여 얻을 수 있다. 그런 다음 레지스트의 절두체에 시드 층을 증착한 후 전기 주조 공정을 사용하여 몰드를 만든다. 그런 다음 절두체는 몰드 전송 공정을 사용하여 투명한 가요성 또는 강성 판으로 복제된다.

다른 실시예에서, 기판의 일 측에 미세 구조 또는 나노 구조의 어레이를 포함하는 가요성 또는 강성 기판을 제조하는 방법은 균일한 두께의 포토레지스트 중합체로 기판을 코팅하는 단계; 래스터링 레이저 빔을 적용하여 일련의 동일하거나 동일하지 않은 미세 구조 또는 나노 구조를 현상(develop)하고 형성하는 단계를 포함하며, 미세 구조 또는 나노 구조는 절두체 또는 역 절두체를 포함하고, 현상된 포토레지스트는 몰드, 복제품, 최종 부품, 또는 이들의 혼합물을 만드는데 사용될 수 있다.

다른 실시예에서, 도 58에 도시된 바와 같이, 마스터를 만드는 방법은 유리와 같은 매끄럽고 평평한 기판을 얻는 단계, 한 표면에 포토레지스트 코팅을 배치하는 단계, 포토레지스트 코팅을 절두체 패턴의 광에 노출시키는 단계, 및 포토레지스트의 노출된 영역을 제거하는 단계를 포함한다. 이것은 포토리소그래피(photolithography) 공정, 다이아몬드 선삭과 같은 기계적 공정 또는 e-빔 에칭 공정으로 수행될 수 있다. 도 58은 도면의 상단으로부터 도면의 하단까지의 이러한 방법에서의 단계들 중 5개의 단계를 보여준다. 그런 다음 유리 기판의 패턴화된 포토레지스트를 마스터로 사용하여 절두체를 복제한다. 유리 기판은 영역에서 노출되며, 이러한 영역에서 포토레지스트를 완전히 제거하여 절두체의 상단이 된다. 마스터는 포토레지스트 패턴의 역을 복사하는 데 사용된다. 절두체의 상단은 매끄러운 유리 기판의 노출된 표면에 형성되었기 때문에 모두 평평하고 동일 평면이다. 따라서, 새로운 부품의 절두체의 상단은 원하는 경우 제 2 기판에 접합될 수 있다. 도 59는 이 상황의 반대 상황을 보여준다. 도 59는 유리 기판이 모든 절두체의 상단에 대해 완전히 노출되지 않고, 따라서 포토레지스트 마스터로부터의 복제된 부분의 절두체의 상단이 동일 평면이 아닌, 도면의 상단으로부터 도면의 하단까지의 이러한 방법에서 단계들 중 5단계를 보여준다. 이것은 제 2 기판이 모든 절두체의 상단에 접합될 때 덜 바람직하다면, 목표는 절두체의 상단이 제 2 기판과 완전히 접촉하는 것이다. 그러나, 대부분의 절두체와 제 2 기판 사이에 작은 간격이 존재하는 것이 바람직한 경우, 노출된 유리 기판에 대해 적은 수의 절두체가 형성되고 나머지는 덜 깊고 유리 기판에 도달하지 않는 것이 바람직할 수 있다. 이 실시예에서, 유리 기판에 대해 형성된 상단을 갖는 절두체는 제 2 기판에 접합될 수 있다. 나머지 절두체는 절두체의 상단과 제 2 기판 사이에 간격이 있다. 제 2 기판과 접촉하는 절두체는 견고한 접촉점을 제공하고 나머지 절두체와 제 2 기판 사이에 고정된 거리를 생성하다.

다른 실시예에서, 프라이버시 스크린은 기판상의 미세 구조 또는 나노 구조에 의해 형성될 수 있으며, 여기서 미세 구조 또는 나노 구조는 절두체의 역 표면 양각이다. 이 실시예에서, 역 표면 양각 구조가 기판상에 형성되고 그 다음 더 높은 굴절률을 갖는 다른 물질이 표면 양각 구조를 채운다. 역 표면 양각 구조는 이 구조를 채우는 물질보다 굴절률이 낮다. 두 물질 모두 프라이버시 스크린이 작동하는 광의 파장에 투명하다. 역 표면 양각 구조를 채우는 제 2 물질의 상단 표면은 매끄럽다. 이 실시예의 한 가지 장점은 프라이버시 스크린 내에 공기가 필요하지 않다는 것이다. 도 41은 그러한 실시예의 측면도를 보여준다. 녹색 영역은 역 절두체의 표면 양각이 있는 기판이다. 녹색 영역의 굴절률은 n2이고 청색 영역의 굴절률은 n1이다. 청색 영역은 역 절두체 표면 양각 구조에 채워지는 제 2 물질이다. 이 실시예에서, n2는 n1보다 낮다.

본 출원의 요지에 대한 대안적인 실시예는 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 명백할 것이다. 여기에 도시된 특정 실시예에 대한 제한은 의도되거나 추론되지 않음이 이해되어야 한다.

Claims (20)

1. 기판상에 위치한 절두체(frustum)의 어레이(array)를 포함하는 디스플레이 또는 윈도우를 위한 프라이버시 스크린(privacy screen)으로서,
   상기 기판의 굴절률은 상기 절두체의 굴절률과 유사하며,
   상기 절두체들 사이의 공간의 굴절률이 상기 절두체의 굴절률보다 낮으며,
   입사광은 적어도 하나의 방향으로 제어되는, 프라이버시 스크린.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 절두체의 기부(base)는 상기 절두체의 상단(top)보다 큰, 프라이버시 스크린.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 기판 및 상기 절두체는 동일한 물질 또는 상이한 물질을 포함하는, 프라이버시 스크린.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 절두체는 디스플레이의 픽셀(pixel)과 거의 완벽하게 정렬되는, 프라이버시 스크린.
5. 제 1 항에 있어서,
   반사-방지 코팅, 투명 유전체 코팅, 또는 이들의 조합을 포함하는, 프라이버시 스크린.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 기판은 가요성, 강성, 또는 이들의 조합인, 프라이버시 스크린.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 절두체는 원추형 절두체, 정사각형 절두체, 오각형 절두체, 육각형 절두체, 팔각형 절두체, n-각형 절두체, 직사각형 절두체, 다이아몬드형 절두체, 마름모형 절두체, 사변형 절두체, 별형 절두체, 도넛형 절두체, 불규칙한 다각형 절두체, 특정 모양의 절두체의 중앙 영역을 제거한 중공형 절두체, 또는 이들의 조합을 포함하는, 프라이버시 스크린.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 절두체의 높이는 상기 절두체의 폭과 유사한, 프라이버시 스크린.
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 절두체의 하나 이상의 파라미터는 광학 성능을 최적화하기 위해 변경되며, 상기 파라미터는 높이, 크기, 하나의 절두체의 중심으로부터 인접한 절두체의 중심까지의 간격, 배열, 상기 기판 표면에 수직인 축에 대한 절두체의 회전, 상기 절두체 측면과 상기 절두체 기부 사이의 각도, 상기 절두체 기부에 대한 상기 절두체 상단 표면의 중심도(centeredness), 상기 절두체의 굴절률, 및 이들의 조합을 포함하는, 프라이버시 스크린.
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 절두체의 상단 표면의 일부가 상기 절두체의 표면의 나머지 위로 올라가거나, 상기 절두체의 상단 표면의 일부가, 위로 올라가고 상기 절두체의 상단 표면 둘레 주위의 립(lip) 또는 상기 절두체의 상단 표면 내의 영역, 또는 이들의 혼합(mixture)인, 프라이버시 스크린.
11. 제 1 항에 있어서,
    상기 절두체의 상단 표면은 서로 동일 평면이고 상기 기판의 표면에 평행하거나, 상기 절두체의 상단 표면은 서로 평행하지만 상기 기판의 표면에 평행하지 않거나, 상기 절두체의 상단 표면의 기울기는 상기 기판의 표면에 대한 구배에 의해 변하는, 프라이버시 스크린.
12. 제 1 항에 있어서,
    상기 절두체는 상기 기판 표면의 평면으로부터 약 80도의 경사도(steepness)를 갖는 가파른 측벽을 포함하고,
    상기 기판을 조명하는 광은 상기 기판의 표면에 대한 수직에 대하여 약 +/-30도의 주요한 시야각(viewing angle) 범위로 현저한 반사 눈부심(significant reflective glare)을 생성하지 않지만 주요한 시야각 범위 밖에서 눈부심을 생성하는, 프라이버시 스크린.
13. 제 1 항에 있어서,
    상기 절두체의 기부에 대한 상기 절두체의 일 측의 내부 각도는 약 45 내지 90 도의 범위 내에 있는, 프라이버시 스크린.
14. 제 1 항에 있어서,
    상기 어레이에서 인접한 절두체의 기부들 사이에 간격이 존재하거나 간격이 존재하지 않는, 프라이버시 스크린.
15. 제 14 항에 있어서,
    상기 인접한 절두체의 기부들 사이의 간격은 상기 절두체의 기부의 폭의 약 0 내지 5배의 크기를 포함하는, 프라이버시 스크린.
16. 제 1 항에 있어서,
    상기 절두체는 절두체의 역 표면 양각(relief) 또는 절두체 및 절두체의 역 표면 양각의 혼합이고,
    상기 역 표면 양각 구조는 주변 물질보다 낮은 굴절률을 갖는, 프라이버시 스크린.
17. 제 1 항에 있어서,
    제 2 기판이 상기 절두체의 상단 표면에 접합(bond)되고,
    상기 절두체의 상단 표면이 상기 제 2 기판의 표면과 접촉하고,
    상기 제 2 기판이 상기 절두체 및 상기 절두체를 포함하는 제 1 기판과 동일한 굴절률을 포함하고,
    상기 절두체의 상단 표면과 상기 제 2 기판의 표면 사이의 계면(interface)을 통과하는 광의 현저한 후방-산란(back-scattering)이 없고,
    상기 계면에 의한 상기 제 1 기판, 상기 절두체, 및 제 2 기판을 통과하는 광의 투과의 현저한 저하가 없는, 프라이버시 스크린.
18. 제 1 항에 있어서,
    제 2 기판이 각각의 절두체의 상단 표면의 일부와 접촉하고,
    상기 제 2 기판이 상기 절두체 및 상기 제 1 기판과 동일한 굴절률을 포함하는, 프라이버시 스크린.
19. 제 1 항에 있어서,
    상기 절두체는 전체 프라이버시 스크린에 걸쳐 또는 상기 프라이버시 스크린의 에지(edge)를 넘어 연장되는 직사각형 절두체인, 프라이버시 스크린.
20. 포토리소그래피(photolithography) 공정 또는 기계적 공정을 포함하는 기판의 일측 상에 미세 구조 또는 나노 구조의 어레이를 포함하는 기판을 제조하는 방법으로서,
    래스터링(rastering) 레이저 빔을 적용하여 일련의 동일하거나 동일하지 않은 미세 구조 또는 나노 구조를 현상(develop)하고 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 미세 구조 또는 나노 구조는 절두체 또는 역 절두체를 포함하고,
    상기 현상된 포토레지스트(photoresist)는 몰드(mold), 복제품, 최종 부품, 또는 이들의 혼합물을 만드는데 사용될 수 있는, 방법.

Images