광가이드 장치 및 이와 관련된 애플리케이션들

광가이드 장치 및 이와 관련된 애플리케이션들 {LIGHTGUIDE ARRANGEMENT AND RELATED APPLICATIONS}

일반적으로 본 발명은 광학(optics)에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 마이크로광학(micro-optic) 표면 양각 구조물(surface relief structure)을 통해 광을 전송하고 결합하는 광가이드 장치의 애플리케이션들 및 그 제조에 관한 것이다.

광가이드(Lightguide)는 통상적으로 다양한 조명 솔루션들(lighting solutions)에서 광원들로부터 광을 안내하는데 사용된다. 광가이드는 디스플레이 조명(예를 들어, 백라이트, 프론트라이트), 키패드, 키보드 및/또는 버튼 조명, 인테리어 조명 및 경관 조명, 기타 애플리케이션들에 사용될 수 있다. 박막으로 취급되는 통상적인 광가이드는 약 0.8㎜ 내지 약 1.0㎜의 두께를 가질 수 있고, 마이크로광학 구조물(micro-optical structures)을 포함할 수 있다. 이러한 마이크로 구조물은 보통 그 높이가 15㎛ 이상이고, 그 수평 길이가 약 50㎛ 이상일 수 있다.

도 1은 복수의 마이크로광학 구조물(106)을 포함하는 광가이드(102)를 예시하고 있는데, 광원(104)에 의해 발산되면서 전반사(total reflection)에 의해 상기 광가이드(102)로 전송되는 광(light)을 아웃-커플링(out-coupling)(108)시키기 위 해서 복수의 마이크로광학 구조물(106)이 상기 광가이드(102)의 일측에 표면 양각(surface relief) 형태로 구현된다. 도 1의 예에서, 상기 예시된 마이크로광학 구조물(106)을 포함하는 하부 표면에 대향하는 상부 표면을 통해서 광은 상기 광가이드(102)로부터 아웃-커플링된다. 상기 광가이드는 흔히 애플리케이션-특정(application-specific)됨으로써 아웃-커플링된 광에 의해 형성되는 소정의 조명 패턴(illumination pattern)이 정확하게 구해질 수 있다.

이하, 도 2를 참조하면, 종래의 키패드, 키보드 및 컨솔(console) 조명은 통상적으로, 광원으로서 3 내지 8개의 LED(발광다이오드)를 포함하고, 관련된 전기적 접촉을 가능하게 하는 각각의 키(202)에 대해 애퍼처(aperture)를 갖는 상대적으로 두꺼운 광가이드(206)를 포함한다. 이러한 구성은 각각의 키 또는 버튼(202)마다 하나씩 복수의 얇은 금속 반구체(dome)를 포함하는 반구체 시트(208)와 연결되는 전기회로를 포함할 수 있다. 키 매트(key mat)중에서 키(202)의 경성(hard)/강성(rigid)의 상부 부분을 누를 때, 그 하부의 연성 실리콘 레이어(204)의 가요성 및 연성의, 예를 들어, 실리콘인 플런저(plunger)(210)가 상기 반구체 시트(208)를 향해 돌출되고, 상기 반구체 시트(208)상의 얇은 금속 반구체는 눌리고 평평해져서, 예를 들어, 의도하는 전기회로의 표면상의 전기적 접촉을 가능하게 한다. 또한, 상기 반구체는 "클릭" 효과를 갖는 접촉감을 제공하고, 상기 애퍼처는 이러한 기능을 제공하는데 필요하다. 하지만, 이들 애퍼처는, 예를 들어 균일한 키패드 조명을 달성하기 위해 광을 제어하는 것을 어렵게 한다. 또한, 상기 연성 물질의 플런저(210)가 상기 두꺼운 광가이드(206)를 통해 도달하여 상기 반구체를 작동시 키도록 더욱 두꺼워야만 하는 경우, 결과적인 키패드 장치(keypad arrangement)는 초기 설계 목표에 비해서 구현할 수 없을 정도로 두꺼울 수 있다. 부가적인 강성 플런저들은 상기 반구체 시트 레이어들에 대해 결함 및 손상을 일으키고, 이에 따라 연성 실리콘 플런저가 사용된다.

광가이드는 다수의 상이한 공정들에 의해 제조될 수 있다. 예를 들어, 광가이드의 제조는 연속적인 롤(roll) 복제, 즉, "롤-투-롤(roll-to-roll)" 복제에 의해 완성될 수 있다. 이러한 제조 방법을 사용할 경우, 광학적으로 투명한 플라스틱 필름과 같은 벌크 물질(bulk material)은 표면 양각 복제에 사용될 수 있다. 상이한 롤-투-롤 방법들이 종래 이미 알려져 있고, 많은 상이한 애플리케이션들에 대해 굴절성(refractive) 또는 회절성(diffractive)의 마이크로광학 표면 양각 형태(예를 들어, 구조물)를 제조하는데 적당하다. 여러 가지 롤-투-롤 방법들이 이용될 수 있는데, 그 중에서도 리플렉사이트(Reflexite), 애버리 데니손(Avery Dennison), 3M, 에피젬(Epigem), 롤트로닉스(Rolltronics), 폴리마이크로(Polymicro), 프린토 프로젝트(Printo project)에 의한 것들이 있다. 기타 적당한 생산 방법들이 있는데, 그 중에서도 연속적 또는 개별적 주조 방법들(자외선 또는 열 경화) 및 압축 성형(compression molding)이 있고, 또한, 경성 엠보싱, 연성 엠보싱 및 자외선(UV) 엠보싱과 같은 연속적 또는 개별적 엠보싱(embossing)이 있다. 또한, 용융 필름(Melt film)이 사용될 수 있다.

많은 롤-투-롤 엠보싱 방법들의 한 가지 문제점이 도 3에 예시된다. 즉, 이러한 예에서, 전자가 원형의 단면을 갖고, 후자가 두 개의 반대측 세그먼트들을 제 외한 원형의 단면을 갖는 두 개의 롤러들(310, 320)은 이들 롤러들 사이로 진행하는 가요성 광가이드 벌크 물질(314)에 압력을 발생시키고, 상기 벌크 물질(314)은 예를 들어 상기 롤러(312)의 광학적 표면 양각 구조물로 복제된다. 하지만, 302 단계에 도시된 바와 같이, 연성 벌크 물질(314)이 어떻게 작은 압력(화살표 p로 표시됨) 동안에 쌓이기 시작하는지, 그리고 물질(314)의 변형으로서 입력 속도(v ₁ )가 출력 속도(v ₀ )에 비해서 감소하기 시작하는지 용이하게 알 수 있다. 동일한 상황이 308 단계까지 304 및 306 단계에서 계속되고, 상기 입력 속도(v ₁ )가 상기 롤러(312)의 작은 압력 세그먼트로 인해서 일시적으로 다시 증가하고 출력 속도(v ₀ )에 일치하게 되며, 이후 전술한 단계들의 동일 주기는 반복된다. 그 결과로서, 예를 들어, 연장된 광가이드(elongated lightguide)가 제조될 수 있다. 이러한 현상은 복제된 광학 마이크로 구조물 내에서 물질(314)의 변형과 같이 복제 과정에서 적당하게 고려할 수 없는 가공물(artifacts)을 생성한다.

본 발명의 실시예들의 목적은 적어도 전술한 종래 기술의 장치들에 대한 문제점들을 해결하기 위한 것이다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 광가이드 장치는,

-광을 전송하고 결합하기 위한 실질적으로 얇고 가능한 가요성의 광가이드,

-상기 광가이드에 결합되는 하나 이상의 광원들(light sources),

-상기 광가이드 상에 배치되는 복수의 마이크로광학 표면 양각 구조물(micro-optic surface relief forms)을 포함하며, 상기 광가이드는 상기 하나 이상의 광원들 및 상기 복수의 마이크로광학 표면 양각 구조물 사이의 상호작용(interaction)을 통해 하나 이상의 능동형 직접(indicative) 및/또는 장식(decorative) 조명효과를 제공한다.

예를 들어, 전술한 광가이드 또는 기타의 다른 광가이드가 전자장치용 키패드 어셈블리에 포함될 수 있고, 상기 키패드 어셈블리는,

-광을 전송하고 결합하기 위한 광가이드,

-상기 광가이드의 일측에 배치되는 복수의 키(keys); 여기서 각각의 키는 상기 광가이드에 접하는 강성 액추에이션 부재(rigid actuation member)와 연관됨,

-상기 광가이드의 반대측에 배치되는 반구체 시트(dome sheet)―여기서, 반구체 시트는, 기설정 키를 누를 경우, 대응하는 기설정 반구체가 전기 스위치를 개방하거나 폐쇄하는 것과 같이 연관된 이벤트를 수행할 수 있도록 상기 광가이드를 통해서 상기 기설정 키의 강성 액추에이션 부재에 의해 유발되는 압력에 의해 변형되도록 위치하는 복수의 굽힐 수 있는 반구체(Dome)를 포함함―를 포함하며,

상기 기설정 반구체 및 상기 기설정 키 사이에 놓이는 광가이드의 적어도 일부는, 키 액추에이션 시에 상기 키패드의 사용자에게 증가된 접촉감을 제공하도록 적어도 광적으로 거의 연속적이고, 얇고 바람직하게는 가요성일 수 있다. 추가적으로, 상기 광가이드는 상기 강성 액추에이션 부재에 대향하여 상기 반구체 시트에 대한 보호 레이어(protecting layer)를 제공한다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 콜리메이트된 광(collimated light)을 아웃커플링시키도록 구성된 다목적 광가이드 소자는, 전자장치의 키 매트(key mat)와 같은 애플리케이션-특정된 광학적으로 기능을 갖는 소자와 적어도 기능적으로 집적되는데 사용되어, 상기 광학적으로 기능을 갖는 소자는 제어 및 기설정된 방식으로 다목적 광가이드 소자에 의해 아웃커플링된 상기 집중 광을 확산시킬 수 있다.

다목적 광가이드 소자는 다목적 마이크로광학 물질의 보다 큰 부분으로부터 먼저 추출, 예를 들어, 절단될 수 있다.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 보다 단단하고 선택적으로 광학적 기능을 갖는 보다 얇은 소자가, 집적된 엔티티(integrated entity)에서 마이크로광학 표면 양각 구조물의 롤-투-롤 엠보싱 이전에 또는 롤-투-롤 엠보싱 과정에서 둘을 집적함으로써 가요성, 예를 들어, 신축성이 있고 광학적으로 실질적으로 투명한 광가이드 소자를 지지하는데 사용되어, 상기 가요성 소자를 단지 롤-투-롤 엠보싱하는 것으로부터 발생되는 가공물에 비해서 상기 엠보싱된 마이크로광학 표면 양각 구조물 내의 가공물의 크기를 실질적으로 없게 하거나 또는 적어도 감소시키는 집적된 가용성 광가이드 소자를 제조할 수 있다.

마이크로광학 표면 양각 구조물은 전술한 두 개의 소자들, 예를 들어, 신축성 및/또는 굽힐 수 있는 것과 같은 가요성 소자 및 보다 단단한 소자 중에서 어느 하나에 엠보싱될 수 있다. 대안적으로, 소자들 모두가 마이크로광학 표면 양각 구조물로 동시에 또는 순서적으로 엠보싱될 수 있다.

본 발명의 사용은 각각의 특정한 실시예에 따라 복수의 결과들을 발생시킨다. 본 발명의 일 양태에 따른 얇은 광가이드는 상기 얇은 광가이드 및 하나 이상의 마이크로광학 표면 양각 구조물, 예를 들어, 상기 광가이드의 상이한 마이크로광학 패턴들에 인커플링되는 하나 이상의, 예를 들어, 둘 또는 세 개의 광원들 사이의 상호작용을 통해서 하나 이상의 능동형 직접 및/또는 장식 조명효과를 생성하는데 사용될 수 있다.

상기 얇은 광가이드는, 점차적으로 또는 단계적으로 위도 및/또는 색상-변경 지시자들―여기서 지시자들은 기설정된 기준에 따라 연관된 처리 수단을 통해 모바일 단말과 같은 호스트 장치에 의해 바람직하게 제어됨―와 같은 조명효과를 제공하도록 구성될 수 있다; 상기 지시자는 예를 들어, 내부 상태 정보, 또는 상기 장치의 선택된 현재의 파라미터 값을 시각화하도록 구성될 수 있다. 암시 조명효과(indicative illumination effect)는 광가이드와 함께 키 매트를 사용함으로써 또한 획득될 수 있다. 능동적인 장식 효과(Active decorative effects)는 다시 호스트 장치에 의해 바람직하게 다시 제어되고, 다양한 기호들, 그래픽 형상들 또는 기타 형태를 포함할 수 있다. 모든 효과 종류는 광가이드 상의 대응하는 마이크로광학 표면 양각 패턴들에 의해 적어도 일부가 정해질 수 있다. 추가적으로, 마스크들이 광이 기설정된 영역을 진입하고 및/또는 침투하는 것을 방지하는데 사용될 수 있다. LED와 같은 하나 이상의 유사하거나 상이한 광원(예를 들어 상이한 색상 발산)이 능동형 휘도(조명 레벨) 및/또는 효과들(예를 들어, 광가이드 상에서 시간 및/또는 위치에 대한 휘도/색상 페이딩)에 대한 색상 조정을 제공하도록 적용될 수 있다. 폭포(waterfall) 또는 불꽃 형상과 같은 다양한 "생생한(live)" 또는 "애니메이션(animated)" 효과들이 획득될 수 있다. 본 발명은 보다 비싸고 복잡한 디스플레이 솔루션으로 통상적으로 제공되는 기존의 암시 및 장식 조명효과에 비해서 능동적인 낮은 가격의 조명을 위한 매우 호환성이 있고 집적도가 있는 솔루션을 제공한다.

본 발명의 실시예들에 따른 광가이드는 이후 검토될 상이한 단면 형상을 갖는 격자 그루브, 리세스 또는 돌출부와 같은 회절성 및/또는 굴절성 마이크로광학 표면 양각 구조물을 포함할 수 있다. 이러한 구조물의 크기(높이, 단면 길이 등)는 예를 들어, 10㎛ 이하의 크기가 될 수 있다.

얇은 키패드 어셈블리가 키 플런저들과 같은 강성 액추에이션 부재에 대한 광가이드 내의 애퍼처를 도입하지 않고 획득될 수 있다. 통상적으로 이러한 애퍼처가 어셈블리의 전체적인 광학 효율을 감소시키기 때문에, 통상적인 종래기술 솔루션들에 비해서 본 발명에 의해 획득되는 광 효율이 증가된다. 또한, 획득된 접촉감은 양호하고, 많은 경우에 종래기술의 솔루션들에 비해서 향상된다; 연성/가요성/얇은 광가이드 레이어들은 이들을 통해 미세한 압력 전달을 가능하게 하며, 액추에이션 부재의 향상된 강도는 반구체 상의 양호하게 타깃화된 압력을 또한 제공한다. 한편, 반구체들 및 강성 액추에이션 부재 사이에 배치되는 광가이드는 상기 반구체를 과압력으로부터 보호한다.

본 발명의 일 양태에 따른 다목적 광가이드 소자는 애플리케이션-특정 조명 소자들을 제조시 비용 효율적이고 빠르게 제조할 수 있는데, 보다 공통적이고 비싼 직접/콜리메이팅 광 커플링 구조물은 각각의 애플리케이션에 대해 먼저 제조되고, 선택적으로 저장되며 이후에 조립되며(예를 들어, 크기가 절단되고 광학적으로 달리 취급되는), 예를 들어, 디퓨저(diffuser)와 같은 애플리케이션-특정된 광학적으로 기능을 갖는 소자가 상기 다목적 소자와 함께 집적화된다.

더욱이, 본 발명의 다양한 실시예들에 적용될 수 있는 가요성의 가능한 연장되거나 평면인 광가이드 솔루션들은 본 발명의 일 실시예에 따라 향상된 롤-투-롤 엠보싱 기술을 적용함으로써 정확하게 엠보싱된 마이크로광학 표면 양각 패턴들을 제공할 수 있는데, 얇은 추가 레이어가 보다 가요성을 갖고 보다 연성의 초기 광가이드 레이어와 함께 집적화된다. 상기 추가 레이어는 광학적으로 기능적이거나 기능을 갖도록 제조될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 광가이드들의 내용 중에서 "얇은(thin)"라는 표현은 예를 들어, 약 25㎛ 및 500㎛ 사이의 두께, 예를 들어, 100㎛ 두께로 언급된다.

본 발명의 내용 중에서 "키패드(keypad)"라는 표현은 "키보드(keyboard)"와 유사하거나 또는 다수의 키(또는 버튼)의 대응 장치로 간주된다.

본 발명의 내용 중에서 "반구체(dome)"라는 표현은 단지 반구형(hemi-spherical) 표면 형태 이외에 또한 키패드 어셈블리의 대응 압력-관련 기능들을 수행하는데 적합한 다른 표면 형태로 언급된다.

본 발명의 다양한 실시예들이 첨부되는 종속 청구범위 내에 개시된다.

도 1은 종래의 기술에 따른 광가이드의 일례를 나타내는 도면이다.

도 2는 종래의 기술에 따른 키패드 어셈블리의 일례를 나타내는 도면이다.

도 3은 종래 기술에 따른 롤-투-롤 엠보싱(roll-to-roll embossing)에 의해 유연성이 있는 광가이드를 제조하는 방법과 연관된 문제점을 나타내는 도면이다.

도 4a는 본 발명에 따른 키패드 어셈블리의 일 실시예를 나타내는 도면이다.

도 4b는 본 발명에 따른 키패드 어셈블리의 다른 실시예를 나타내는 도면이다.

도 4c는 본 발명에 따른 키패드 어셈블리의 또 다른 실시예를 나타내는 도면이다.

도 4d는 본 발명에 따른 키패드 어셈블리의 또 다른 실시예를 나타내는 도면이다.

도 4e는 광가이드-집적형 반구체 시트(dome sheet)의 일 실시예를 나타내는 도면이다.

도 4f는 강성의 투명한 액추에이션 부재의 적어도 일부가 광가이드와 함께 집적되는 일 실시예를 나타내는 도면이다.

도 5는 애플리케이션-특정 확산 소자(diffuser element)와 함께 다목적 광가이드의 일 실시예를 나타내는 도면이다.

도 6a는 롤-투-롤 엠보싱을 위한 광가이드 물질 특성의 일 실시예를 나타내는 도면이다.

도 6b는 롤-투-롤 엠보싱의 일 실시예를 나타내는 도면이다.

도 6c는 롤-투-롤 엠보싱의 다른 실시예를 나타내는 도면이다.

도 7a는 광가이드 상에서 표면 양각 구조물의 기본적 구조 특징들의 여러 실 시예들의 단면을 보여주는 도면들이다.

도 7b는 광가이드 상에서 표면 양각 구조물의 기본적 구조 특징들의 여러 실시예들의 단면을 추가로 보여주는 도면들이다.

도 8은 키보드 조명 및 디스플레이 조명을 위한 가요성 광가이드의 일실시예를 나타내는 도면이다.

도 9a는 곡선형 광가이드의 일 실시예를 나타내는 도면이다.

도 9b는 곡선형 광가이드의 다른 실시예를 나타내는 도면이다.

도 10a는 광가이드 매트릭스의 일 실시예를 나타내는 도면이다.

도 10b는 굽힐 수 있는 광가이드의 일 실시예를 나타내는 도면이다.

도 10c는 다층형 광가이드의 일 실시예를 나타내는 도면이다.

도 10d는 다층형 광가이드의 다른 실시예를 나타내는 도면이다.

도 11a는 굽힐 수 있는 다층형 광가이드의 일 실시예를 나타내는 도면이다.

도 11b는 폴더형 광가이드의 일 실시예를 나타내는 도면이다.

도 11c는 광가이드의 다른 실시예를 나타내는 도면이다.

도 11d는 광가이드의 또 다른 실시예를 나타내는 도면이다.

도 12a는 광가이드 표면 양각 구조물의 일 실시예를 나타내는 도면이다.

도 12b는 분리된 형태(discrete shapes)를 갖는 광가이드 표면 양각 구조물의 일 실시예를 나타내는 도면이다.

도 12c는 선택적인 경계면 라인들을 갖는 광가이드 표면 양각 구조물의 일 실시예를 나타내는 도면이다.

도 12d는 복수의 마이크로광학 아웃커플링 구조물 그룹들을 포함하는 광가이드의 일 실시예를 나타내는 도면이다.

도 13a는 본 발명의 일 실시예에 따른 광가이드가 암시 효과 및/또는 장식 효과를 위한 두 개 이상의 조명 레벨을 제공하는 것을 나타내는 도면이다.

도 13b는 도 13a에 도시된 실시예의 애플리케이션을 나타내는 도면이다.

도 14는 분할된 조명 영역들을 포함하는 본 발명에 따른 일 실시예를 나타내는 도면이다.

도 15a는 본 발명의 실시예에 따른 광가이드가 멀티플 조명 영역들을 포함하는 것을 예시하는 도면이다.

도 15b는 도 15a에 도시된 실시예의 애플리케이션을 나타내는 도면이다.

도 16a는 본 발명의 일 실시예로서, 휴대용 장치(hand-held apparatus)가 능동형 장식 및/또는 암시 조명효과를 제공하는 것을 나타내는 도면이다.

도 16b는 능동형 장식 및/또는 암시 조명효과를 제공하는 광가이드 장치의 일 실시예를 나타내는 도면이다.

도 17은 전기장치 내에 포함된 광가이드를 통해서 조명효과를 제공하는 일 실시예를 나타내는 도면이다.

도 18a는 능동형 직접 및/또는 장식 조명효과를 제공하도록 구성된 장치 내에 사용되는 본 발명에 따른 광가이드의 일 실시예를 나타내는 도면이다.

도 18b는 하나의 광가이드 및 다수의 광원들을 통해서 도 18a에 도시된 실시예에 의해 발생되는 효과를 제공하는 것을 예시하는 도면이다.

도 19a는 본 발명에 따른 광가이드의 일 실시예로서, 상이한 표면 양각 형태들이 선택적인 아웃커플링을 제공하도록 상이한 광원들을 향하는 것을 나타내는 도면이다.

도 19b는 멀티플 조명 영역들을 포함하는 광가이드의 일 실시예를 나타내는 도면이다.

도 20a는 다층형 광가이드의 일 실시예를 나타내는 도면이다.

도 20b는 한 세트로 집적된(all-in-one) 광가이드의 일 실시예를 나타내는 도면이다.

도 4a는 본 발명에 따른 키패드 어셈블리의 일 실시예를 나타내는 도면이다. 키들은 키 매트와 같은 집합체로 제공될 수 있고, 독립된 키 구조물(402)은 광가이드(406)(그리고 상기 반구체 시트(408)의 하부 반구체)를 향해 상기 키 구조물로부터 약간 돌출된 플런저(410)와 같은 액추에이션 부재를 포함할 수 있고, 이때, 액추에이션 부재는 경성 및 강성(rigid)의 상부를 갖고, 일체형, 집적형 또는 연결형일 수 있으며, 반면에, 연성 물질, 예를 들어 실리콘과 같은 가요성 부재(404), 부분들 또는 하나의 레이어는 원하는 키(402)가 키패드의 사용자에 의해 구동될 수 있도록 인접하는 키들 사이에서 요구되는 기설정된 필요한 탄성량을 갖도록 제공될 수 있다. 이러한 특정 예에서, 상기 플런저(410)는 실질적으로 도 4a로부터 알 수 있는 바와 같이, 평평한 표면을 형성하는 주변 가요성 부재(404)만큼 두껍거나 또는 실질적으로 동일한 "높이"를 갖는다. 예를 들어, 광가이드(406)가 얇고 바람직 하게는 가요성인 경우, 플런저(410)에 대한 애퍼처 없이 연속적으로 구성될 수 있고, 상기 반구체들 상부에서 즉, 상기 반구체 시트(408)와 같이 평평하지 않은 하부레이어의 상부에서 굽힐 수 있도록 (이에 따라 가용성 및/또는 신축성을 갖는) 구성될 수 있다.

도 4b는 본 발명에 따른 키패드 어셈블리의 다른 실시예를 나타내는 도면이다. 이러한 특정 예에서, 하나 이상의 키들(402)은 상기 인접한 키(402) 구조물들 사이에 제공되는 실리콘과 같은 신축성 물질/가요성 부재(404)로 채워지는 중공부(hollow portions)를 포함한다. 대안적으로, 상기 키(403) 구조물 사이의 신축성 부재(404)의 물질들 및 상기 키(402) 내부의 신축성 부재(404)의 물질들은 상이할 수 있다. 이전의 실시예와 대조하면, 상기 키(402)에 의해 유발되는 압력이 상기 광가이드(406)를 통해 상기 반구체 시트(408)의 반구체를 향해 전달될 수 있도록, 곡선형 키들(402)은, 키 골격(key skeleton) 내에 보다 탄성적인 물질에 의해 둘러싸이지만 전체적인 키 구조물(402)로부터 실질적으로 돌출되지 않은 플런저(410)와 같이 강성의 "평평한" 액추에이션 부재를 포함할 수 있다.

도 4c는 본 발명에 따른 키패드 어셈블리의 또 다른 실시예를 나타내는 도면이다. 이러한 키들(402)은 플런저(404)와 같은 강성의 평평한 액추에이션 부재를 포함하지만, 이번에는 키 구조물 내의 주변의 중공 공간이 공기와 같은 가스로 채워진다. 가요성 부재(404)가 인접한 키들(402) 사이에 제공될 수 있다.

또한, 도 4d는 본 발명에 따른 키패드 어셈블리의 또 다른 실시예를 나타내는 도면이다. 강성의 액추에이션 부재(410)를 갖는 키들(402)은 광가이드(408) 상 부에 직접적으로, 예를 들어, 접착 스트립(412)에 의해 배치될 수 있다.

전술한 모든 실시예들과 관련하여, 상기 반구체 시트(408)는 다수의 도전성 접촉 소자들을 포함하는 전기회로보드 또는 기타 전기 장치로 중첩되곤 집적될 수 있고, 각각의 접촉 소자는 대응하는 반구체의 기설정된 변형량의 결과로서 구동(예를 들어, 개방 또는 폐쇄)될 수 있는 전기 스위치의 적어도 일부를 형성하는 것이 가능하다. 반구체는 하나 이상의 전기적으로 도전성 부재들을 포함할 수 있고, 또는 반구체는 스위치들 또는 기타 종류의 전기 회로를 구현하기 위한 하부의 회로기판 또는 기타 전기적 장치의 도전성 부재들과 상호 작용하는 전기적으로 도전성 영역들을 포함할 수 있다. 전기적으로 접촉시킴으로써 스위치를 닫는 것과 같은 반구체를 변형시키는 이벤트는 구현될 수 있고, 모바일 단말과 같은 호스트 장치에서 대응 동작을 수행하도록 촉발시킬 수 있다. 또한, 상기 이벤트는 사실상 광학적일 수 있다. 예를 들어, 이러한 동작은 상기 소자의 가압 수단에 의해 제어될 때 디스플레이상에 문자를 삽입하는 것 또는 다른 기능을 실행시키는 것을 포함할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 상기 동작은 키가 해제되고 본래의 반구체 형상으로 돌아올 때 수행될 수 있다.

도 4e의 실시예에서, 반구체 시트(408)는 광가이드 하부(406)와 집적된다. 상기 반구체 시트(408)는 광가이드(406) 상에, 예를 들어 전기회로를 포함하는 광가이드(406) 상에 직접 적층될 수 있다. 상기 전기회로는 광가이드 표면상에 또는 광가이드 반사체 표면상에 예를 들어 복사 방식으로 제조될 수 있다.

도 4f는 강성의 투명한 액추에이션 부재의 적어도 일부가 광가이드의 일 부(414)를 형성하는 실시예를 나타내는 도면이다. 이러한 적어도 일부는 주변의 광가이드 물질로 광학적으로 연속되는 것으로 선택됨으로써, 광가이드에서 전달되는 광은 나머지 광가이드 및 경성 물질의 일부 사이의 경계에 의해 실질적으로 영향을 받지 않게 된다. 이러한 도 4f의 실시예의 양태는 이전의 실시예들에 또한 적용될 수 있다. 도 4f의 소자들은 단지 예시적인 목적을 위해 수직으로 분리되었다.

본 발명에 따른 키패드 어셈블리 실시예들의 반구체 시트는 키보드 또는 키패드에서 필요한 부품 수를 감소시키기 위해서 광가이드 소자 상에 적용되고 집적될 수 있다. 이들 라인들을 따라, 전기적 접촉점 및/또는 회로들은 광가이드 소자를 제조하는 하나 이상의 광가이드 레이어 상에 제공될 수 있다. 이러한 접촉점 및 회로들은 마지막 적층 및 복사 과정을 이용할 때 제공될 수 있다. 예를 들어, 롤-투-롤 과정이 이용될 수 있다. 또한, 광학 표면 양각 구조물은 키패드 또는 키보드 부품 상에 적용되고 집적될 수 있는데, 즉, 이것은 인쇄회로기판의 상부에 적층될 수 있다. 상기 버튼들 및 키들은 보다 큰 조명 각도에 대해 집중된 광을 확산시킬 수 있다.

도 5에는 본 발명에 따른 집적된 광가이드 장치의 또 다른 실시예가 개시되어 있다. 다목적 광가이드 시트(520)는 애플리케이션-특정 크기(506)로 제조되고 절단될 수 있다. 도 5에는 사각형 구조물(520, 506)이 도시되었지만, 상기 시트(520) 및/또는 절단 부분(506)은 다른 형태, 예를 들어, 각각의 특정 애플리케이션에 의존하여 타원형, 원형 또는 삼각형일 수 있다. 예를 들어, 결과적인 광가이 드 소자(506)는, 예를 들어 블레이즈 격자형 유닛/픽셀(도 5에서 작은 원들)의 도트 매트릭스(dot matrix)와 같은 콜리메이팅(collimating)/암시 마이크로광학 표면 양각 구조물을 포함할 수 있다. 추가적 또는 대안적으로, 다른 마이크로광학 구조물이 적용될 수 있다. 또한, 상기 마이크로광학 구조물들은 상기 표면 영역 상에 광학적으로 변조될 수 있다. 이후, 원하는 애플리케이션-특정 조명효과는 상기 다목적 광가이드 소자(506)의 상부에 애플리케이션-특정 광학 소자(512)를 배치함으로써 구해진다. 상기 광학 소자(512)는 균일한 조명을 얻기 위해서 광 확산 기능과 같은 광학 기능을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 광학 소자(512)는 키 매트 또는 적어도 그 일부로서 구현될 수 있다. 상기 광학 소자(512)는 또한 이전에 검토된 키패드 어셈블리의 일부를 구성할 수 있다. 상기 광학 소자(512)는 기설정된 복수의 방식으로 광을 (아웃)커플링하도록 구성된 적어도 기능적으로 분리할 수 있는 복수의 부분들(514, 516)을 포함할 수 있다.

도 6a는 마이크로광학 구조물의 롤-투-롤 엠보싱에 맞는 광가이드 벌크 물질(606)의 일 실시예를 개시하고 있다. 즉, 가요성 및 광학적으로 실질적으로 투명한 레이어와 같은 주요 벌크 물질(606)은 보다 연성의 가요성 (상부) 주요 물질레이어(606)보다 단단하고 강성일 수 있는 추가적인 (하부) 레이어(606b)로 제공된다. 예를 들어, PMMA, PC, PET 또는 보다 경성의 TPU를 포함하는 상기 추가 레이어(606b)는 예를 들어, TPU(열가소성 우레탄)과 같은 탄성중합체(elastomers)를 포함하는 상기 연성의 주요레이어(606)보다 얇은 것이 바람직하다. 예를 들어, 상기 추가 레이어(606b)는 마이크로광학 구조물 또는 반사체(reflector)와 같은 기능적 인 소자들을 포함할 수 있다. 상기 추가 레이어(606b)는 상기 레이어(606)의 일측 또는 반대측 상에 배치되어 상기 롤-투-롤 엠보싱 과정 동안에 마이크로광학 표면 양각 패턴으로 복제될 수 있다. 대안적으로, 상기 레이어(606)의 양측 모두는 유사하거나 상이한 추가 레이어(606b)로 제공될 수 있고, 제2 추가레이어는 도 6a에서 파선으로 표시된다. 상기 추가 레이어(606b)는 주요레이어(606)의 일측들과 선택적으로 상이한 기설정된 색상 및/또는 굴절률을 추가로 가질 수 있다. 바람직하게는 공동-사출된 추가 레이어(606b)는 롤-투-롤 엠보싱 동안에 복제단계를 안정화시킴으로써, 광가이드의 연장은 회피가거나 적어도 단축할 수 있고, 광가이드의 출력속도는 일정하게 유지되고 적용된 롤러들에 대해서 입력 속도에 근접하게 된다. 상기 레이어들(606, 606b)은 적층될 수 있다.

도 6b에 도시된 바와 같이, 연속적인 롤(롤-투-롤) 복제에 의해 (매우(ultra)) 얇은 광가이드를 제조하는 과정의 일 실시예에서, 벌크 물질(616)은 롤(610)부터 롤(612)까지 이동한다. 이러한 고속의 비용-효율적인 제조 방법을 사용하여, 벌크 물질(616)은 광학적 표면 양각 구조물을 구비하고 있는 니켈 코팅된 실린더, 드럼, 롤과 같은 표면 양각 리플리케이터(614)로 복제될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 리플리케이터(614)가 (예를 들어, 롤러의 미싱 세그먼트들로 인해) 상기 물질(616)에 분명하게 변경되는 압력을 발생시키는 부분들을 포함할 수 있고, 또는 압력이 보다 일정하게 유지될 수 있다. 도 6b의 실시예에서 하나 또는 두 개의 추가레이어(606b)는 엠보싱 동작 단계를 실행하기 전에 상기 벌크 물질(616)을 형성하도록 상기 레이어(606)와 미리 일체화될 수 있다.

도 6c는 연속적인 롤 복제에 의해 (매우(ultra)) 얇은 광가이드를 제조하는 과정의 다른 실시예를 나타내는 도면이다. 상기 물질(606)은 롤(610)로부터 롤(612)까지 이동하도록 구성된다. 상기 추가 레이어(606b)는 제조 과정 동안에 롤(618)로부터 상기 물질(606)의 표면까지 적층될 수 있다. 다음의 롤러 쌍(622)은 그 한 측면의 집합 물질(606, 606b) 상에 원하는 표면 양각 패턴을 엠보싱하도록 구성될 수 있다.(도 6c의 예시된 바와 같이 실질적인 엠보싱 롤러는 하부 롤러이다) 대안적으로, 롤러(624)는 상기 표면 양각 패턴을 적층 과정에서 실질적으로 동시에 상기 레이어(608b)에 제공할 수 있다. 추가적인 예열(620)이 보다 양호한 적층 품질을 달성하도록 사용될 수 있다.

본 발명의 롤-투-롤 실시예들은 높은 광학적 품질과 함께 빠른 생산속도를 제공하는 것이 바람직하다.

마이크로광학 양각 구조물을 제조하기 위한 다른 적당한 방법들로서, 연속적인 또는 개별적인 주조 방법들(UV 또는 열 경화) 및 압축 성형 방법을 포함할 수 있고, 또한, 경성 엠보싱, 연성 엠보싱 및 자외선 엠보싱과 같은 연속적인 또는 개별적인 엠보싱 방법을 포함할 수 있다. 또한 용융 필름이 사용될 수 있다. 많은 제조 방법들이 사용될 수 있지만, 일부 방법들은 특정한 실시예들을 제조하는데 특히 적합할 수 있다. 예를 들어, 블레이즈형 구조적 프로파일(structural profiles)은 정확하고 고품질의 복제를 위해서 롤-투-롤 UV-엠보싱 또는 용융 필름 방법에 의해 최선으로 제조될 수 있다. 상이한 종류의 도형 및 마스크들은 선택적으로 전기적 접촉 및 회로를 포함하는 광가이드 레이어 상에 복사되거나 적층될 수 있다. 일부의 경우 이것은 결정적인 비용 문제가 될 수 있다.

표면 양각 구조물이 형성된 후, 광가이드 레이들은 레이저, 다이 절단 및/또는 기타 수단들에 의해서 롤 또는 필름으로부터 직접 원하는 형상들로 절단될 수 있다. 또한, 광학적 특징들이 상기 절단 과정 동안에 감안되어 제조될 수 있다. 이러한 광학적 특징들은 특히 바람직한 영역에 대해 광을 반사하거나 진행시킬 수 있고, 즉, 광가이드의 첫 번째 부분에서 광을 진행/확산시킬 수 있다. 이러한 절단 과정은 매우 짧은 단위시간 및 비용으로 롤-투-롤 과정에서 완료될 수 있다. 획득되는 광가이드는 앞에서 기술한 바와 같이 다목적 광가이드일 수 있다.

본 발명이 속하는 분야의 당업자라면 상기 제조 방법들이 필요한 애플리케이션에 따라 적용되고 변형될 수 있다는 점을 이해할 것이다.

도 7a 및 도 7b는 마이크로광학 표면 양각 구조물의 기본적 구조 특징들의 여러 실시예들의 단면을 보여주는 도면들이다.

이들 형상들(경사형, 사인 곡선, 삼각형 등)은 단지 기본적 구조적 소자들이 가질 수 있는 단면 형상들의 여러 예를 나타낸다. 본 발명의 일 실시예에 따른 임의의 광가이드들은 표면 양각 구조물의 임의의 영역에서 하나 이상의 이러한 형상들을 포함할 수 있다. 이들 특징으로 이해하는 것을 돕기 위해서, 상기 특징들은 여러 개별 그룹들로 예시된다. 이러한 논의로부터 명백한 바와 같이, 상기 표면 양각 구조물들은 실제 환경에서 광가이드 레이어 상의 어떠한 위치에도 제공될 수 있다.

일반적으로 광가이드는 하나 이상의 광가이드 레이어를 포함할 수 있다. 광 가이드 소자가 하나 이상의 광가이드 레이어를 포함한다면, 광가이드 레이어는 동일한 단면을 가질 수 있다. 대안적으로, 광가이드 레이어들은 상이한 단면 영역을 가질 수 있다. 광가이드 레이어들의 수는 광가이드 소자에 따라 달라질 수 있다. 단일 광가이드 레이어의 두께는 약 0.01㎜ 내지 약 0.4㎜일 수 있다. 광가이드 소자는 광원의 높이와 유사한 두께를 가질 수 있다.

전체 광가이드 소자는 평면상에 놓일 수 있다. 하나 이상의 광가이드 소자의 적어도 일부는 가요성 및/또는 굽힐 수 있는 것이 바람직하다. 상기 굴곡(bend)은 영구적일 수 있거나 상기 광가이드는 사용중에, 즉, 광가이드에 힘을 인가하면서 굽힐 수 있다. 광이 광가이드를 통해 전파될 수 있고 곡선 또는 굴곡의 일측 상에서 아웃커플링될 수 있다는 점에서 상기 광가이드는 가요성을 갖는다.

상기 광가이드 소자가 하나 이상의 광가이드 레이어를 포함한다면, 하나 이상의 광가이드 레이어는 굽힐 수 있고 및/또는 가요성을 가질 수 있다. 광가이드 소자의 적어도 일부가 곡선형인 경우, 상기 곡선의 각도는 통상적으로 전반사 각도를 초과하지 않는다.

상기 광가이드 소자가 하나 이상의 광가이드 레이어를 포함한다면, 하나 이상의 필름들이 하부의 두 개의 광가이드 레이어들 사이의 임의의 영역 적어도 일부에 배치될 수 있다. 다양한 다른 필름들이 광가이드 레이어들 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 필름은 상이한 광 성능을 형성하도록 하나 이상의 반사 필름, 확산 필름, 프리즘 필름 및 휘도향상 필름을 포함할 수 있다.

통상적으로 적어도 하나의 광원은 광가이드 소자 내에 유입되는 광을 발생한 다. 상기 광원은 LED 또는 기타 적합한 광원을 포함할 수 있다. 상기 광원은 광가이드 소자 내로 인커플링된다. 상기 광원은 광가이드 소자에 직접 연결되고 광가이드 소자 내로 광을 직접 유입시킬 수 있다. 대안적으로, 조명 소자는 하나 이상의 인커플링 구조물로 배치될 수 있다. 상기 인커플링 구조물은 적어도 하나의 상부 및 하부 표면상에 거울형 반사체를 포함하는 웨지(Wedge), 타원형 광 파이프, 초점 렌즈 및/또는 분리형 광섬유 다발을 포함할 수 있다. 상기 광원 및 상기 인커플링 구조물은 단일 구조물(unitary structure)일 수 있다. 광가이드 소자가 멀티플 광가이드 레이어들을 포함하는 경우, 상기 인커플링은 상기 레이어들 중에서 변경될 수 있다. 상기 인커플링 구조물의 일부 실시예들은 발산렌즈(diverging lens)를 구비하거나 구비하지 않은 경사형 구조물, 블레이즈 구조물 또는 방사형 이진 격자 구조물을 포함할 수 있다.

본 발명은 특히 얇고 가요성의 구조물을 제공하는 것을 조건으로 기지의 광가이드 구조물에 대해서 우수한 장점들을 제공할 수 있다. 예를 들어, 매우 얇은(초박막) 광가이드는 보다 적은 공간을 필요로 한다. 이것은 특히 모바일 단말, 손목형 컴퓨터, PDA, 시계와 같은 휴대용 제품들뿐만 아니라 기타 디스플레이, 키패드, 컨솔 및 조명 솔루션들에서 매우 중요할 수 있다.

광가이드가 굽혀질 수 있는 본 발명에 따른 얇은 가요성 광가이드의 실시예들은, 이하 검토되는 바와 같이 가요성 및/또는 곡선형 디스플레이들, 가요성 전화기, 클램쉘 모바일 단말, 즉 "플립폰(flip-phones)"과 같은 관련 애플리케이션들을 제조할 수 있다. 예를 들어, 멀티플 광가이드 레이어들을 포함하는 본 발명의 실 시예들은 각 층에서 광 인커플링/아웃커플링 및 기타 광학 성능을 용이하게 제어할 수 있는 능력을 제공한다. 두 개 이상의 광가이드 레이어들은 다른 층의 상부에 적층될 수 있다. 반사체 및/또는 필름들이 이들 사이에 사용될 수 있다.

광은 레이어 두께에 비례하는 광가이드 레이어들 내로 인커플링될 수 있다. 이들 라인을 따라 통상적으로 두께가 두꺼울수록 보다 많은 광을 인커플링한다. 이것은 광 인커플링을 제어하는 가장 쉬운 방법을 제공하고, 또한 상기 광을 상이한 광가이드 레이어들에게 분배할 수 있다. 이러한 개념은 다른 구조물들 중에서 이중 백라이트, 키패드 조명을 구비한 백라이트, 키패드 조명을 구비한 이중 백라이트에 적합하다.

광가이드의 전체 두께는 LED의 높이와 동일할 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에 따르면, 상기 LED는 약 0.8㎜의 높이를 갖는다.

본 발명은 집중된 광원 장치를 포함할 수 있다. 이것은 통상적으로 보다 약한 광원들(예를 들어, LED), 보다 적은 어셈블리 비용 및 보다 작은 공간을 필요로 한다. 다층 광가이드 레이어들을 포함하는 본 발명의 실시예들은 광가이드 스택 중 일측 단부에 놓이는 광원들을 이용할 수 있다. 모든 광가이드 레이어들은 조명을 위해서 광을 우측 영역으로 전달할 수 있다.

본 발명의 실시예들은 광가이드의 크기 및 광원들의 양의 실질적인 다양성을 제공할 수 있다. 이것은 상이한 애플리케이션들에서 동일한 광가이드 설계를 이용할 수 있도록 호환성을 제공할 수 있다. 광가이드 설계는 제1 (광 인커플링) 부분에서 특정한 광학적 확산 구조 또는 광 진행 구조물로 특정 크기에 대해 형성될 수 있고, 상기 제1 부분은 정확한 광원(예를 들어, LED) 위치에 의존하지 않는 광원들의 근처에 위치한다. 이러한 종류의 광 설계는 상이한 크기의 광원들의 사용을 허용할 수 있는데, 동일 에지 상에서 최소 광원량을 가질 수 있고 최대 광원량을 가질 수도 있다. 이것은 동일한 균일 성능으로 높거나 낮은 휘도를 달성하는 것을 허용할 수 있다. 추가적으로, 동일한 광가이드 설계는 상이한 크기들로 절단되어 동일한 균일성 성능을 달성할 수 있다.

본 발명의 일부 실시예들은 약 0.4㎜ - 약 0.01㎜의 단일 레이어 두께를 가갖는 초박막 광가이드 (필름형) 솔루션을 제공할 수 있다. 본 발명의 실시예들은 단일 레이어 및 멀티레이어 솔루션들을 갖는 광가이드들을 포함할 수 있다. 모든 레이어들은 표면 양각 구조물을 구비할 수 있고, 이것은 상이한 광학적 기능들을 달성하기 위해서표면상에 형성될 수 있다. 이들 광학적 구조물들은 이진형, 경사형, 블레이즈형 및 사인파형 등과 같은 상이한 프로파일들을 갖는 굴절성 및/또는 회절성 특징을 가질 수 있고, 상이한 광 아웃커플링 그룹들 또는 서브-그룹들을 형성할 수 있다.

본 발명의 임의의 실시예들에 따른 다층형 광가이드 소자들은 광원의 높이에 부합할 수 있는 두께를 가질 수 있다. 예를 들어, 광원이 LED를 포함한다면, LED는 약 0.8㎜의 높이를 가질 수 있고, 광가이드 소자는 멀티플 광가이드 레이어들을 포함할 수 있으며, 상기 레이어들 사이에 배치된 반사체는 약 0.8㎜의 높이를 가질 수 있다. 광 인커플링 및 루미넌스(휘도)는 광가이드 레이어의 두께를 변경함으로써 제어될 수 있다. 예를 들어, 광원으로부터의 광은 레이어 두께에 비례하여 광 가이드 레이어들 내로 인커플링될 수 있다. 이들 라인을 따라, 두께가 작을수록 광 인커플링 및 휘도가 작고 두께가 클수록 광 인커플링 및 휘도가 커진다. 이것은 광 인커플링을 제어하는 매우 간단한 방법이고, 상이한 광가이드 레이어들에게 광을 분배하며, 이것은 제어된 그리고 원하는 휘도를 허용하여 광가이드 레이어들 각각에서 실현될 수 있다.

얇은 광가이드의 광학적 구조물, 즉 표면 양각 구조물은 통상적으로 균일한 광 아웃커플링 분배를 달성하도록 높고 증가된 변조도를 필요로 한다. 광학적 기본 구조물들은 통상적으로 원하는 변조도(degree of modulation)를 달성하도록 약 10㎛ 이하의 높이보다 작은 정도로 그리고 약 10㎛ 이하의 수평 크기보다 작은 정도로 매우 미세해야 한다. 이것은 작은 개별적인 아웃커플링 구조물 그룹들을 형성하고 보다 정확하게 광가이드 레이어 상에서 아웃커플링 구조물들의 일부를 제어하는 것을 가능하게 한다. 바람직하게는, 얇은 광가이드 레이어에서, 상기 광학적 구조물들은 작은 개별적 아웃커플링 구조물 그룹들로 배치되고, 아웃커플링 구조물 그룹들의 적어도 하나의 광원의 근처에서 광가이드 레이어의 영역은 상기 광가이드 레이어의 약 10% 이하를 포함한다. 이 영역에서, 작은 개별 아웃커플링 구조물 그룹들 간의 최대 간격은 300㎛ 이하이다. 이 영역은, 인커플링된 광의 강도가 최대 강도의 50% 이상일 수 있기 때문에, 광가이드 구조 설계의 가장 결정적인 부분일 수 있다. 보다 크고 높은 광학적 세부 부품들에 기초하는 기존의 마이크로 구조물 솔루션들은 통상적으로 균일한 휘도를 달성하기에는 얇은 광가이드에서 어려움이 있다.

본 발명에 따른 광가이드 소자의 실시예들은 가요성을 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 전체 부분보다 작거나 광가이드 소자의 레이어들은 가요성을 가질 수 있다. 가요성 광가이드 소자를 포함하는 본 발명의 실시예들은 전반사 이론을 실질적으로 이행하고 전반사 각도를 초과하지 않으면서 원하는 형태로 굽힐 수 있다.

광빔들이 두꺼운 광가이드에서 보다 많은 시간을 광학적 구조물에 통상적으로 부딪히기 때문에, 얇은 광가이드는 광 누설을 방지하는데 도움을 줄 수 있다. 전체 광은 보다 효율적으로 아웃커플링됨으로써 광가이드의 단부에서보다 적은 광 누설을 발생하게 된다.

초박막 광가이드들은 다른 광학 필름들(반사, 확산, 휘도향상 필름들)을 구비하거나 구비하지 않은 단일 레이어로 사용될 수 있다. 얇은 광가이드 레이어는 레이어의 일측 상에 또는 양측 모두에 미세한 광학적 구조물을 구비할 수 있다.

단지 하나의 광가이드 레이어를 사용하기 위해서, 통상적인 LED는 특정한 광학적 부품 또는 어댑터(adapter)를 광가이드 레이어에 적용시킬 수 있고, 이것은 얇은 광가이드 레이어 내에 광을 인커플링시키는데 도움을 줄 수 있다. 예를 들어, LED 높이는 약 0.2㎜의 두께를 갖는 광가이드 레이어에 비해서 0.8㎜일 수 있다. 이러한 LED 광학 부품 또는 어댑터는 예를 들어 상부 또는 하부에 특정 반사체(specular reflectors)를 갖는 웨지형 솔루션(wedge-type solution)일 수 있다. 사용될 수 있는 다른 인커플링 구조물들은 얇은 타원형 광 파이프, 초점 렌즈 또는 분리된 광섬유 다발을 포함할 수 있다. 또한, LED는 이러한 어댑터 내에 몰딩될 수 있다. 이것은 LED들을 제어하게 쉽게 해준다. 이러한 어댑터는 이것을 광가이 드 레이어에 용이하게 연결할 수 있도록 스냅(snap) 구조물을 포함할 수 있다. 이러한 어댑터는 강성 또는 가요성의 광학 물질로 이루어질 수 있다. 어댑터를 형성하는 방법들은 예를 들어, 주조 또는 사출 성형일 수 있다. 광 인커플링은 하부 또는 상부 표면상에 특정한 격자 구조물로 완료될 수 있다. 예를 들어, 경사형, 블레이즈형 또는 방사형 이진 격자 구조물이 발산 렌즈를 구비하거나 구비하지 않고서 사용될 수 있다.

초박막 광가이드 소자들은 두 개 이상의 레이어들로 구성될 수 있다. 광가이드 레이어들은 예를 들어, 이중 백라이트 솔루션, 백라이트 및 키패드 조명 솔루션, 이중 백라이트 및 키패드 솔루션을 형성할 수 있다. 이중 백라이트 솔루션에 있어서, 광가이드 레이어들 사이에 단지 하나의 반사 필름이 필요할 수 있다. 이것은 패키지가 비용을 절감시키고, 패키지를 보다 얇거나 용이하게 조립하게 할 수 있다. 두 레이어들을 포함하는 솔루션에서, 인커플링된 광이 주요 부분이 중심라인을 따라 전달될 수 있기 때문에, 광학적 아웃커플링 구조물들은 광가이드 솔루션(광가이들 레이어들의 내부 표면)의 중심라인에 배치될 수 있다. 이 말은 광의 주요 부분이 높은 입사 각도로 전달될 수 있다는 것을 의미한다.

하나 이상의 광원들이 광가이드 소자 내로 유입되는 광을 제공하도록 배치될 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 모든 광원들은 광가이드 레이어들 내로 인커플링되는 광에 대해 광가이드 소자의 일측 단부 상에 놓일 수 있다. 이러한 집중형 광원 장치는 필요한 광원의 크기를 감소시킬 수 있고, 광원 멀티-어셈블리에 대한 필요성을 제거할 수 있다. 이것은 전체 비용 감소에 직접적인 영향을 미칠 수 있 다.

일 애플리케이션은 백라이트 및 키패드 조합으로서, 집중형 LED 장치가 광가이드 스택의 상부에 사용될 수 있다. 동일한 LED들이 백라이트 및 키패드에 대한 조명을 제공할 수 있다. 기존의 솔루션들에서, 백라이트 및 키패드 조명 모두에 대한 개별적인 LED들이 사용되어야 한다.

도 8은 하나 이상의 레이어들을 포함하는 광가이드의 일 실시예를 나타내는 도면이다. 광가이드는 각각 부품(802, 804)을 통해 디스플레이 및 키패드 조명이 되도록 구성된다. 광가이드는 실질적으로 연속적인 것이 바람직하며, 즉, 종래기술의 솔루션들에 대해 향상된 접촉감을 제공하기 위한 주요 애퍼처 및 가요성이 없는 것이 바람직하다. LED와 같은 하나 이상의 광원들(806)이 이러한 솔루션으로 사용될 수 있고, 디스플레이 및 키패드 모두의 조명이 동시에 달성될 수 있다.

광가이드 레이어의 광학적 구조물은 이것이 결합하는 광원들의 크기 및 양과 관련된 변경 능력을 갖도록 설계될 수 있다. 광가이드 구조물의 임의의 부분(광 인커플링 부분)에서 광학적 광가이드 설계는, 첫 번째 부분에서 보다 균일한 및/또는 직접적인 광 분배를 달성하도록 LED와 같은 점광원으로부터의 광이 상이한 코니컬(conical) 각도에서 확산되거나 동일 각도에서 일부가 진행될 수 있다. 광가이드의 광학적 설계는 정확한 광원 위치에 의존하지 않는다. 이러한 종류의 광학적 설계는 상이한 광원 수를 사용할 수 있게 하고, 동일 단부에서 최소 광원량 및 최대 광원량을 가짐으로써, 동일한 균일 성능을 가지고 보다 높고 보다 낮은 휘도를 달성할 수 있다. 이러한 종류의 광학 표면 양각 구조물은, 회절성 또는 굴절성 그루 브(groove)를 갖는 광가이드 레이어의 첫 번째 부분의 상부 및 하부 표면상에 놓일 수 있다.

도 5의 실시예로 일부 되돌아가면, 아웃커플링 구조물은 동일한 균일 성능을 달성하도록 상이한 크기에서 동일한 광가이드 기본 설계를 절단 및 사용하는 것을 가능하게 하는 방식으로 최적화될 수 있다. 이것은 많은 광가이드 소자들을 설계할 필요 없이 광가이드 솔루션이 다수의 상이한 솔루션들 및 애플리케이션들에 따라 보다 변경가능하고 호환될 수 있게 할 수 있는데, 이것은 휘도 및 크기 요구사항에서 약간의 차이점을 가질 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 (매우) 얇은 광가이드 레이어는 약 50 내지 200㎛의 두께를 가지고 키패드 조명시 사용될 수 있는데, 이것은 클릭 효과, 즉 양호한 접촉감을 유지하면서 양호한 호환성 및 접촉 민감도 성능을 제공한다. 결국, 광가이드 레이어는 키들 및 버튼들에 대한 임의의 애퍼처 없이 사용될 수 있다. 이것은 균일한 키패드 조명을 달성하도록 광 관리를 용이하게 한다. 또한, 보다 적은 LED 부품들이 요구되는데, 광이 보다 효율적으로 아웃커플링될 수 있기 때문이다. 이러한 광가이드 레이어는 버튼들 및 반구체 시트 사이에 놓일 수 있고, 이것은 기존의 광가이드보다 훨씬 적은 공간이 소요된다.

도 9a는 광 아웃커플링을 위한 표면의 적어도 일측에 광학적 표면 양각 구조물(도면에서 톱니형 패턴, 화살표로 도시되는 광선)을 갖는 곡선형 초박막 광가이드 소자(906)의 일 실시예를 나타내는 도면이다. 이러한 초박막 광가이드의 실시예는 여전히 전반사 이론을 실질적으로 이행할 수 있도록 가요성을 갖거나 바람직 한 형태로 곡선형이 될 수 있다. 이러한 초박막 광가이드 솔루션은 상부 LED(908)를 이용할 수 있다.

도 9b는 광 아웃커플링을 위한 표면의 적어도 일측에 광학적 표면 양각 구조물을 갖는 이중 곡선형 초박막 광가이드 소자(910)의 일 실시예를 나타내는 도면이다. 이러한 초박막 광가이드는 전반사 이론을 이행하고 전반사 각도를 초과하지 않도록 가요성을 갖고 바람직한 형태로 곡선형이 될 수 있다. 이러한 초박막 광가이드 솔루션은 예를 들어, 상부 LED(912)를 사용하는 두 개의 광 인커플링 표면들을 포함할 수 있다.

도 10a는 조명 매트릭스의 일부를 형성하도록 구성된 초박막 가요성 광가이드 소자(1006)의 일 실시예를 나타내는 도면이다. 이러한 매트릭스는 적어도 한 방향에서 보다 큰 조명 능동 영역을 형성하도록 여러 개의 광가이드 모듈들을 포함할 수 있다. 또한, 이러한 애플리케이션은 LCD TV와 같이 평판 디스플레이에 대한 적당한 백라이트 솔루션일 수 있다. 이것은 광원으로서 상부 LED를 포함할 수 있다. 물론, 광가이드 소자들이 대안적으로 정렬될 수 있을 때, 다른 광원들이 사용되고 및/또는 대안적으로 배치될 수 있다.

도 10b는 본 발명에 따른 가요성 초박막 광가이드 소자(1008)의 일 실시예를 나타내는 도면으로서, 광 아웃커플링을 위한 광가이드의 적어도 두 개의 상이한 표면들 상에 두 개의 개별적인 광학적 표면 양각 구조물을 갖는다. 이러한 얇은 광가이드는 가요성을 가질 수 있고 원하는 형태로 굽힐 수 있다. 통상적으로, 굽히는 정도는 전반사 이론을 이행하고 전반사 각도를 초과하지 않도록 수행된다. 이 러한 초박막 광가이드 솔루션의 실시예는 예를 들어 상부 LED로 사용될 수 있다.

도 10c는 (광 아웃커플링을 위한 전체 표면상의) 모든 레이어들의 일측에 광학적 표면 양각 구조물을 갖는 두 개의 광가이드 레이어들에 근거하는 멀티레이어 광가이드 소자 스택(1010)의 일 실시예를 나타내는 도면이다. 이러한 광가이드 솔루션은 동일 높이에서 LED와 함께 통상적으로 약 0.4 내지 0.8㎜ 두께를 가질 수 있다.

도 10d는 광 아웃커플링을 위한 전체 표면상의 모든 레이어들의 일측(다른 레이어를 행해 접하는 측면)에 광학적 표면 양각 구조물을 갖는 두 개의 광가이드 레이어들을 포함하는 멀티레이어 광가이드 소자 스택(1012)의 다른 실시예를 나타내는 도면이다. 이러한 광가이드 솔루션은 동일 높이에서 LED와 함께 통상적으로 약 0.4 내지 0.8㎜ 두께를 가질 수 있다.

또한, 모든 레이어들의 모든 측면 상에, 선택적으로 광 아웃커플링을 위한 전체 표면상에, 광학적 표면 양각 구조물을 갖는 두 개의 광가이드 레이어들에 근거하는 구성들이 가능하다. 선택적으로, 반사 필름과 같은 기능성 소자는 광가이드 레이어들 사이에 배치될 수 있다.

도 11a는 광 아웃커플링을 위한 모든 레이어들의 일측의 적어도 일부에 광학적 표면 양각 구조물을 갖는 두 개의 광가이드 레이어들을 구비하는 가요성 멀티레이어 이중 광가이드 소자 스택(1106)의 일 실시예를 나타내는 도면이다. 광가이드 레이어들 사이에는 반사 필름이 배치될 수 있다. 이러한 광가이드 솔루션은 가요성을 가질 수 있고 전반사 이론을 이행하도록 바람직한 형태로 굽힐 수 있다. 광 인커플링 및 휘도는 광가이드 레이어의 두께를 변경함으로써 제어될 수 있으며, 통상적으로 두께가 두꺼울수록 보다 많은 광에 해당하고 두께가 얇을수록 보다 적은 광에 해당한다. 이러한 광가이드 솔루션은 클램쉘 모바일 단말처럼, 즉, 플립폰과 같은 이중 디스플레이 백라이트에 적합할 수 있고, 이러한 광가이드 솔루션은 동일 높이에서 LED와 함께 통상적으로 약 0.4 내지 0.8㎜의 실질적으로 균일한 두께를 가질 수 있다.

도 11b는 광 아웃커플링을 위한 레이어들의 일측에 광학적 표면 양각 구조물을 갖는 하나의 광가이드 레이어에 근거하는 멀티레이어 광가이드 소자 스택(1108)을 포함하는 일 실시예를 나타내는 도면이다. 상기 광가이드 레이어는 완전한 광가이드 스택을 형성하도록 폴더형일 수 있다. 도시된 바와 같이, 표면 양각 구조물을 포함하는 표면은 그 자신이 접촉할 수 있다. 이것은 본 발명이 단지 하나의 광가이드 레이어를 갖는 멀티레이어 광가이드 소자를 어떻게 제공할 수 있는지를 예시한다. 이러한 광가이드 솔루션은 광가이드의 단부에서 광 누설을 방지할 수 있다. 그 두께는 동일한 높이에서 LED와 함께 통상적으로 약 0.2 내지 0.8㎜일 수 있다. 다른 실시예에서 반사체와 같은 기능성 소자가 광가이드 레이어들 사이에 제공될 수 있다.

도 11c는 전체 표면의 적어도 일측에 상이한 광학적 표면 양각 구조물을 갖는 초박막 광가이드의 일 실시예를 나타내며, 이들 중에서 광 진행 또는 콜리메이팅, 발산, 편광과 같은 상이한 광 성능을 달성할 수 있다. 상기 광가이드 레이어는 완전한 광가이드 스택을 형성하도록 폴더형일 수 있다. 이러한 솔루션은 하나 의 패키지에서 보다 낳은 성능을 제공한다.

도 11d는 전체 표면의 적어도 일측에 상이한 광학적 표면 양각 구조물을 갖는 초박막 광가이드의 일 실시예를 나타내며, 그 중에서도 광 진행 또는 콜리메이팅, 발산, 편광과 같은 상이한 광 성능을 달성할 수 있다. 상기 광가이드 레이어는 완전한 광가이드 스택을 형성하도록 폴더형일 수 있다. 이러한 솔루션은 하나의 패키지에서 보다 낳은 성능을 제공한다.

도 12a는 예를 들어, 광원과 이격된 광가이드 소자의 영역들에 사용될 수 있는 광가이드 구조물의 일 실시예를 나타내는 도면이다. 이러한 바람직한 실시예에서 도시된 바와 같이, 표면 양각은 상이한 크기, 형상, 위치, 구성을 갖는 상이한 그룹들에 배치되는 그루브 및/또는 리세스와 같은 기본적인 구조적 특징들을 포함할 수 있다. 또한, 표면 양각의 특징들은 달라질 수 있다. 이들 라인을 따라, 충진 인자(filling factor), 형상, 크기, 프로파일, 단면 및/또는 위치는 다른 특징들 중에서 달라질 수 있다. 그 그룹들은 반복되는 패턴들로 배치되거나 배치되지 않을 수 있다. 각각의 그룹은 규칙적이거나 불규칙적인 다각형 형상과 같이 임의의 원하는 형상을 실질적으로 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 그룹들은 직사각형, 삼각형, 정사각형, 사다리꼴 또는 임의의 다른 형상일 수 있다. 그루브 및/또는 리세스의 배치는 각각의 서브-그룹 내에서, 각 그룹 내에서, 및/또는 전체 구조물에 대해서 달라질 수 있다. 상기 그루브 및 그 배치의 특성들은 구조물의 인커플링 및/또는 아웃커플링 특성들을 변경시킬 수 있다. 예를 들어, 그 배치는 회절 효율을 최대화시킬 수 있다. 또한, 그 배치는 회절 효율이 위치의 함수가 되게 할 수 있다. 도시된 실시예에서, 표면 양각 구조물은 그룹들(1202)로 배치된다. 각각의 그룹은 예를 들어, 그 높이가 10㎛ 이하의 크기이고 각 수평 크기가 10㎛ 이하인 기본적인 구조 특징들을 각각 포함하는 복수의 서브-그룹들(1204)을 포함한다. 각각의 그룹 및 서브 그룹은 다른 구성을 가질 수 있다.

도 12b는 예를 들어, 균일하고 개별적인 조명 영역들을 형성하는 개별적인 미세 광학적 표면 양각 구조물을 갖는 키패드 조명을 위해 사용될 수 있는 광가이드 레이어의 일 실시예를 나타내는 도면이다. 또한 이러한 영역들은 광가이드를 통해 예를 들어 호스트 장치의 원하는 상태 정보를 지시하도도록 조명을 받을 있는 기호들 또는 기타 형상들을 형성할 수 있다.

도 12c는 예를 들어 미세 광가이드 표면 양각 구조물 및 선택적인 짧은 경계면 라인들(1206)을 갖는 키패드 조명을 위한 광가이드 레이어의 일 실시예를 나타내는 도면 절단 과정에 의해 제공되며, 이것은 조명 영역들에 대해 광을 굴절시키거나 진행시킬 수 있다.

도 12d는 바람직하게 얇은 광가이드 레이어에 관한 일 실시예의 일부를 나타내는 도면으로서, 표면 양각 구조물의 상이한 기본적 구조적 특징이 작은 개별적인 아웃커플링 구조물 그룹(1208)을 형성하고, 각각의 표면 양각 구조물의 수, 배치 및/또는 크기 및/또는 상기 표면 양각 구조물의 구조적 특징들의 높이 및/또는 수평 크기들이 가변됨으로써, 상기 광가이드 소자로 인커플링되는 광의 원하는 아웃커플링 변조도를 제공할 수 있다.

전술한 다양한 광가이드 구조들의 실시예들은 예를 들어, 다음의 기능적인 암시 및/또는 장식 애플리케이션들에 적용될 수 있다.

도 13a 및 도 13b의 실시예에서, 로고, 단어, 그림과 같은 암시 또는 장식 효과를 위한 두 개 이상의 조명 레벨을 갖는 광가이드(13060)가 개시된다. LED와 같은 광원은 도면부호 1308로 예시된다. 상이한 조명 레벨들은 마이크로광학 표면 양각 구조물(1302, 1304), 예를 들어 블레이즈 및 이진 격자를 갖도록 설계된다. 보다 낮거나 높은 루미넌스를 갖는 광가이드의 배경 조명, 실질적으로 상이한 조명 레벨(도 13b에서 명백히 낮은 조명 레벨을 갖는 영역에 의해 둘러싸인 보다 밝은 "모딜리스(Modilis)" 텍스트에 유의함)은 예를 들어, 암시 또는 장식 특징들로 사용될 수 있다. 적합한 애플리케이션들은 예를 들어 모바일 단말, PDA, 손목형 컴퓨터, 시계, 랩탑, 다양한 자동화산업기기 등을 위한 로고들을 포함할 수 있다.

도 14는 두 개 이상의 분할된 조명 영역들(1402, 1404)을 갖고 각각 개별적인 LED(1402b, 1404b) 및 별도의 조명 패턴들을 갖는 단일 광가이드의 일 실시예를 개시한다. 각각의 LED(색상)가 별도의 패턴들을 갖는 바람직한 별도의 영역들만을 조명한다. 분할된 영역들은 다이-절단 또는 레이저 절단 라인들을 갖도록 형성되고, 이것은 예를 들어 광을 차단하고 색상 혼합을 방지하도록 구성된다.

도 15a 및 도 15b는 여러 분할된 조명 영역들(1502, 1504, 1506, 1508)을 갖는 단일 광가이드의 일 실시예를 나타내며, 각각의 영역은 개별적인 LED를 갖고, 이것은 LED 및 광가이드 광학의 상호작용을 통해 능동적인 암시 조명효과를 제공하도록 구성된다. 암시 조명 특징들은 개별적인 표면 양각 마이크로 광학에 의해 형성되고 및/또는 마스크 레이어들에 의해 보조될 수 있다. 능동적 암시 조명(개별 적으로 조명을 받을 수 있는 기호들에 유의함)을 갖는 휴대용 장치의 일례가 도 15b에 특히 예시된다.

도 16a 및 도 16b는 마이크로광학 표면 구조물 및/또는 마스크 레이어들에 의해 개별적으로 형성된 조명 패턴들을 제공할 수 있는 단일 광가이드에 의한 능동적 장식 및/또는 암시 조명효과를 제공하는 휴대용 장치(hand-held apparatus)의 실시예들을 나타내는 도면이다. 암시 및/또는 장식 효과는 LED 및 분할된 광가이드 광학의 상호작용에 의해 개별적으로 제어될 수 있다. 광가이드는 도 16a의 에에서 시각화되고 전술한 바와 같이 굽힐 수 있다. 장식 조명효과는 두 개 이상의 LED를 사용하여 조명 영역에 대한 슬라이딩 색상 및 휘도 변동과 같은 능동적으로 변경될 수 있는 색상 변동을 제공할 수 있다. 예를 들어, 디밍(dimming) 및 브라이트닝(brightening)에 의한 LED 및 광가이드 광학의 상호작용을 통해 상기 효과들이 제공될 수 있다. 도 16b의 예에서, 능동적인 표시 텍스트 "모딜리스(Modilis)"를 생성하기 위한 LED(1602b) 및 마이크로광학 표면 양각 패턴들 및/또는 마스크들을 포함하는 하나의 세그먼트(1602)가 제공된다. 두 개의 상이한 LED(1604b)을 포함하는 다른 세그먼트(1604)가 적당한 색상 혼합을 제공하도록 구성된다. 세그먼트들은 분리된 라인, 즉 슬릿(1606)에 의해 생성될 수 있다.

도 17은 휴대용 장치를 제공하기 위한 단일 광가이드로 능동적 장식 및/또는 암시 조명효과들이 달성되는 실시예를 나타내는 도면이다. 키패드 조명이 연속적이거나 분리된 마이크로광학 패턴들로 제공되고, 에지 조명(1702)이 광가이드로부터의 광 누설로 제공된다.

도 18a 및 도 18b는 예를 들어, 능동 암시 및/또는 장식 조명효과를 갖는 휴대용 장치에서 광가이드 사용의 또 다른 실시예들을 개시한다. 단일 광가이드는 마스크 레이어들에 의해 선택적으로 보조하는 개별적으로 형성된 조명 패턴들을 제공하도록 적용될 수 있다. 능동 암시 또는 장식 조명 효과는 적어도 두 개의 LED 및 관련 색상을 사용하여 슬라이딩 색상, 점차적인 색상 혼합과 같은 능동적으로 변경도리 수 있는 색상 변동을 제공할 수 있고 예를 들어, 디밍 및 브라이트닝에 의해 LED 및 광가이드 광학의 상호작용을 통해 조명 영역에 대해 휘도 변동을 제공할 수 있다. 상기 휴대용 장치의 상부 커버는 예를 들어, (PVD 코팅된) 반거울(semi-mirror)로 제조될 수 있다. 상이한 색상을 갖는 적어도 두 개의 LED(1802, 1804)를 포함하는 광가이드의 적용성의 다양한 예들은 유효한 배터리 충전, 볼륨, 온도, 수신 전화 및 메시지, 연결 강도 등을 암시하는 상태 지시자를 포함할 수 있다. 광가이드는 예를 들어, 직사각형 또는 불규칙 형상들로 제공될 수 있다.

도 19a는 암시 및/또는 장식 조명효과를 달성하기 위한 블레이즈형 또는 경사형 프로파일과 같은 적어도 두 개의 광 방향 선택적인 마이크로광학 표면 양각 패턴들(1902a, 1904a)을 갖는 단일 광가이드의 일 실시예를 나타내는 도면으로서, 인커플링된 광 및 아웃커플링된 패턴들의 방향에 의해서 각각의 LED(1902, 1904) 및 광가이드 광학의 상호작용을 통해 개별적으로 사용될 수 있다. 추가적으로, 이러한 광 인커플링 및 아웃커플링 솔루션은 색상 혼합에 적합하여 상이한 색상들 또는 조명의 화이트 균형을 조절할 수 있다.

도 19b는 광가이드의 일 실시예를 나타내며, 단일 광가이드는 하부에 배치된 녹색 및 적색 LED(1910)와 연관된 두 개의 상이한 조명 세그먼트들을 포함하는 에지 배치된 RGB LED(1908)를 갖는 메인 멀티-색상 조명 영역(1906)을 포함함으로써 일정한 지시 색상을 갖는 바람직한 세그먼트들을 조명할 수 있다. 메인 조명영역은 광을 아웃커플링시키는 마이크로광학 표면 양각 패턴들 및 어떠한 패턴들 없이 평탄한 표면을 갖는 개별적인 세그먼트들을 구비한다.

도 20a는 LED 및 광가이드 광학의 상호작용을 통해 개별적인 암시 및/또는 장식 조명효과를 위한 멀티-색상 LED와 같은 개별 LED(2002)를 갖는 다층 이중 광가이드의 일 실시예를 나타내는 도면이다. 개별적으로 능동적인 조명은 바람직하지 않은 조명 및 광 누설을 회피하도록 이들 사이에 바람직하게 적어도 하나의 마스크 필름을 갖는 이중 광가이드 레이어에 의해 달성된다.

도 20b는 다목적 조명 및 암시, 장식, 플래시 광, 디스플레이 광, 광학 데이터 전송(2006)(송신부의 인커플링 및 수신부의 아웃커플링)을 위한 광학을 포함하는 단일 광가이드의 일 실시예를 나타내는 도면이다. 따라서 예를 들어, 평면의 광가이드는 각 목적을 위해 상이한 광학적 표면 양각 패턴들(2004)을 가질 수 있고, 예를 들어 집적된 솔루션("all-in-one")은 낮은 가격의 제조라는 장점을 갖는다.

본 발명의 여러 실시예들은 관련 기술이 속하는 분야의 숙련자에 의해 이해될 수 있는 만큼 명백하게 적용되고 조합될 수 있다. 예를 들어, 다양한 광가이드 장치들은 본 발명의 키패드 어셈블리에 사용될 수 있고, 이러한 경우 연관된 두 개 또는 세 개의 레이어의 광가이드 구조물로 제안되고 개선된 롤-투-롤 엠보싱이 광가이드를 제조를 위해 적용될 수 있다. 따라서 광가이드는 다목적 버전으로 구성될 수 있고, 또한 애플리케이션-특정된 광학적으로 기능을 갖는 레이어, 예를 들어, 키패드 어셈블리의 키 매트와 함께 집적될 수 있다.

본 발명의 정신은 그 균등물과 함께 첨부된 청구범위에 의해 결정된다. 당업자는 외적으로 개시된 실시예들이 단지 예시적인 목적으로 구성된 사실을 또한 이해할 수 있고, 그 정신은 다른 실시예들, 실시예 조합들을 망라하며, 그 범위는 본 발명을 각각의 특정한 경우에 사용할 때 보다 양호한 다른 실시예들, 실시예 조합 및 균등물을 망라한다.