KR20070030925A - Apparatus and method for making flexible waveguide substrates for use with light based touch screens - Google Patents
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Abstract
터치 스크린 디스플레이와 함께 사용될 수 있는 플렉시블 광학 도파관 기판들이 제공된다. 도파관 기판들은 플렉시블 기재를 포함한다. 제 1 굴절률을 가진 제 1 광학층은 상기 플렉시블 기재 상에 형성된다. 그 후, 상기 제 1 광학층 상에 제 2 광학층이 형성되고 다수의 광학 소자들 및 도파관들을 각각 형성하기 위해서 패턴화된다. 제 2 광학층은 또한 제 1 굴절률보다 더 큰 제 2 굴절률을 가진다. 마지막으로, 제 3 광학층은 제 2 광학층 상에 형성된다. 제 3 광학층은 제 2 굴절률보다 작은 제 3 굴절률을 가진다. 따라서, 높은 N의 제 2 층은 높은 N 및 낮은 N 물질이 접촉하는 부분마다 내부적 반사 표면을 생성하면서, 더 낮은 N의 제 1 및 제 3 층들 사이에 샌드위치된다. 따라서 기재 및 제 1, 제 2 및 제 3 광학층들은 플렉시블 도파관 기판들을 형성한다.Flexible optical waveguide substrates are provided that can be used with a touch screen display. Waveguide substrates include a flexible substrate. A first optical layer having a first refractive index is formed on the flexible substrate. A second optical layer is then formed on the first optical layer and patterned to form a plurality of optical elements and waveguides, respectively. The second optical layer also has a second refractive index that is greater than the first refractive index. Finally, the third optical layer is formed on the second optical layer. The third optical layer has a third refractive index that is less than the second refractive index. Thus, the high N second layer is sandwiched between the lower N first and third layers, creating an internal reflective surface for each portion of the high N and low N material contact. Thus, the substrate and the first, second and third optical layers form flexible waveguide substrates.
도파관, 광학층, 플렉시블 기재 Waveguides, Optical Layers, Flexible Substrates
Description
발명의 배경Background of the Invention
1. 발명의 기술 분야1. Field of invention
본 발명은 통상적으로 광 기반 터치 스크린 디스플레이에 관한 것이고, 보다 상세하게는, 터치 스크린 디스플레이와 함께 사용될 수 있는 광학 소자 도파관을 제조하는 방법 및 장치에 관한 것이다.FIELD OF THE INVENTION The present invention generally relates to light-based touch screen displays, and more particularly, to methods and apparatus for manufacturing optical element waveguides that can be used with a touch screen display.
2. 관련 기술의 개시2. Disclosure of related technology
데이터 프로세싱 시스템을 위한 사용자 입력 디바이스들은 많은 형태를 가질 수 있다. 관련된 두가지 타입이 터치 스크린 및 펜 기초 스크린이다. 터치 스크린 또는 펜 기초 스크린 중 하나를 가진다면, 사용자는 철필 (stylus) 또는 펜과 같은 입력 디바이스 또는 손가락 중 하나를 가지고 디스플레이 스크린을 터치하는 것에 의해서 데이터를 입력할 수도 있다.User input devices for a data processing system can take many forms. Two types involved are a touch screen and a pen base screen. If having a touch screen or a pen based screen, the user may enter data by touching the display screen with either a finger or an input device such as a stylus or pen.
터치 또는 펜 기초 입력 시스템을 제공하는 한가지 종래의 방식은 디스플레이 스크린 위에 저항성 또는 용량성 막을 덮는 것이다. 이 방법은 많은 문제를 가진다. 우선, 막은 하부에 위치된 디스플레이의 시야를 침침하고 불명확하게 한다. 이를 보충하게 하기 위해서, 디스플레이 스크린의 휘도는 종종 증가된 다. 하지만, 휴대 전화, PDA, 및 랩탑 컴퓨터와 같은 대부분의 휴대용 디바이스들의 경우에, 고휘도 스크린은 통상적으로 제공되지 않는다. 고휘도 스크린이 제공되면, 추가된 휘도는 디바이스의 배터리 수명을 감소시키면서, 추가적 전력을 요구한다. 막들은 또한 쉽게 손상된다. 이 막들은 따라서 펜 또는 철필 입력 디바이스를 통한 사용에 대해서 이상적이지 않다. 펜 또는 철필의 움직임은 얇은 막을 손상시키거나 파괴할 수도 있다. 이것은 사용자가 큰 크기의 힘으로 기록하는 경우에 특히 정확하다. 또한, 막의 생산 비용은 스크린의 크기에 따라 급격하게 증가한다. 넓은 스크린을 가지면, 생산 비용은 통상적으로 매우 커진다.One conventional way of providing a touch or pen based input system is to cover a resistive or capacitive film over a display screen. This method has many problems. First, the film subsides and obscures the field of view of the underlying display. To compensate for this, the brightness of the display screen is often increased. However, for most portable devices such as mobile phones, PDAs, and laptop computers, high brightness screens are not typically provided. If a high brightness screen is provided, the added brightness requires additional power while reducing the battery life of the device. The membranes are also easily damaged. These films are therefore not ideal for use via a pen or stylus input device. The movement of the pen or stylus may damage or destroy the thin film. This is particularly accurate if the user records with a large amount of force. In addition, the cost of producing the membrane increases rapidly with the size of the screen. With a wide screen, the production cost is usually very large.
터치 또는 펜 기초 입력 시스템을 제공하는 다른 방법은 입력 디스플레이의 두개의 이웃한 X-Y 면을 따른 소스 발광 다이오드 (LED) 의 어레이 및 입력 디스플레이의 반대편 두개의 이웃한 X-Y 면을 따른 대응하는 광 다이오드의 역 어레이를 사용하는 것이다. 각각의 LED 는 역 광 다이오드로 향하는 광 빔을 생성한다. 사용자가, 손가락 또는 펜 중 하나로, 디스플레이를 터치할 때, 광 빔에서의 인터럽트 (interruption) 가 디스플레이의 반대 측면에 대응하는 X 및 Y 광 다이오드들에 의해서 탐지된다. 데이터 입력은 따라서 X 및 Y 광 다이오드들에 의해서 탐지되는 인터럽트의 좌표를 계산하는 것에 의해서 판단된다. 하지만, 이러한 타입의 데이터 입력 디스플레이도 또한 많은 문제점을 가진다. 많은 수의 LED들 및 광 다이오드들이 전형적 데이터 입력 디스플레이에 요구된다. LED들 및 역 광 다이오드들의 위치가 또한 정렬될 것이 필요하다. LED들 및 광 다이오드 들의 비교적 많은 개수 및 정밀한 정렬에 대한 필요는 그러한 디스플레이를 제조하기 복잡하고, 비싸며, 어렵게 만든다.Another method of providing a touch or pen based input system is an array of source light emitting diodes (LEDs) along two neighboring XY planes of the input display and a corresponding photodiode along two neighboring XY planes opposite the input display. Is to use an array. Each LED produces a light beam that is directed to the reverse photodiode. When the user touches the display, either with a finger or a pen, an interruption in the light beam is detected by the X and Y photodiodes corresponding to the opposite side of the display. The data input is thus determined by calculating the coordinates of the interrupt detected by the X and Y photodiodes. However, this type of data input display also has many problems. A large number of LEDs and photodiodes are required for typical data input displays. The location of the LEDs and the back light diodes also need to be aligned. The need for a relatively large number and precise alignment of LEDs and photodiodes makes it complicated, expensive and difficult to manufacture such displays.
또 다른 방식은 단일 광원으로부터 단일 어레이 탐지기로의 광의 빔들을 생성 및 수신 모두를 하는 폴리머 도파관의 사용을 포함한다. 이러한 시스템들은 복잡하며 비싸지는 경향이 있으며 전송 및 수신 도파관들, 광학 소자들과 도파관들 사이의 정렬을 요구한다. 도파관은 발생시키기 어렵고 비쌀 수 있는 리소그래픽 공정을 사용해서 통상적으로 만들어진다. 또한, 도파관은 통상적으로 평평하다. 결과적으로, 디스플레이 주변의 베젤 (bezel) 은 비교적 넓다. 예를 들어 미국 특허 제 5,914,709 호를 참조한다.Another approach involves the use of polymer waveguides that both produce and receive beams of light from a single light source to a single array detector. Such systems tend to be complex and expensive and require alignment between transmit and receive waveguides, optical elements and waveguides. Waveguides are conventionally made using lithographic processes that are difficult and expensive to generate. In addition, the waveguide is typically flat. As a result, the bezel around the display is relatively wide. See, eg, US Pat. No. 5,914,709.
따라서, 터치 스크린 디스플레이와 함께 사용될 수 있는 저렴한, 플렉시블 광 도파관을 만드는 방법 및 장치에 대한 필요성이 존재한다.Accordingly, there is a need for a method and apparatus for making an inexpensive, flexible optical waveguide that can be used with a touch screen display.
발명의 요약Summary of the Invention
본 발명은 터치 스크린 디스플레이와 함께 사용될 수 있는 저렴한 플렉시블 광 도파관을 제조하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 장치는 플렉시블 기재를 포함한다. 제 1 굴절률을 가진 제 1 광학층은 플렉시블 기재상에서 형성된다. 제 2 광학층은 그 후 각각 다수의 광학 소자들 및 도파관들을 형성하기 위해서 패턴화되면서, 제 1 광학층 상에 형성된다. 제 2 광학층은 또한 제 1 굴절률보다 높은 제 2 굴절률을 가진다. 마지막으로, 제 3 광학층은 제 2 광학층 상에 형성된다. 제 3 광학층은 제 2 굴절률보다 낮은 제 3 굴절률을 가진다. 따라서, 높은 N의 제 2 층이 높은 N 및 낮은 N의 물질이 접촉되는 곳마다 내부적 반 사 표면을 생성하면서, 더 낮은 N의 제 1 층과 제 3 층 사이에서 샌드위치된다. 따라서, 기재 및 제 1, 제 2 및 제 3 광학층은 플렉시블 도파관 기판을 형성한다.The present invention relates to a method and apparatus for manufacturing a low cost flexible optical waveguide that can be used with a touch screen display. The apparatus includes a flexible substrate. The first optical layer having the first refractive index is formed on the flexible substrate. The second optical layer is then formed on the first optical layer, patterned to form a plurality of optical elements and waveguides, respectively. The second optical layer also has a second refractive index higher than the first refractive index. Finally, the third optical layer is formed on the second optical layer. The third optical layer has a third refractive index lower than the second refractive index. Thus, the high N second layer is sandwiched between the lower N first and third layers, creating an internal reflective surface wherever the high N and low N materials are contacted. Thus, the substrate and the first, second and third optical layers form a flexible waveguide substrate.
도면의 간단한 설명Brief description of the drawings
본 발명은, 발명의 다른 장점들과 함께, 수반된 도면들과 관련하여 다음의 설명을 참조함으로써 보다 잘 이해될 것이다.The invention will be better understood by reference to the following description in connection with the accompanying drawings, together with other advantages of the invention.
도 1 은 터치 스크린 디스플레이 디바이스이다.1 is a touch screen display device.
도 2a 는 본 발명의 일 실시형태에 따라 시트 위에 제작된 다수의 플렉시블 도파관 기판을 포함하는 시트이다.2A is a sheet comprising a plurality of flexible waveguide substrates fabricated on the sheet in accordance with one embodiment of the present invention.
도 2b 는 도 2a 의 시트를 절단한 플렉시블 도파관의 기판이다.FIG. 2B is a substrate of the flexible waveguide cut off the sheet of FIG. 2A. FIG.
도 2c 는 도 2a 의 시트를 절단한 플렉시블 도파관의 사시도이다.FIG. 2C is a perspective view of the flexible waveguide cut off the sheet of FIG. 2A. FIG.
도 2d 는 터치 스크린 디스플레이 주변의 플렉시블 도파관 기판의 애플리케이션의 사시도이다.2D is a perspective view of an application of a flexible waveguide substrate around a touch screen display.
도 3a 는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 다른 플렉시블 기판의 사시도이다.3A is a perspective view of another flexible substrate according to another embodiment of the present invention.
도 3b 는 본 발명에 따른 터치 스크린 주변에서 사용되는 도 3a 의 플렉시블 기판을 도시하는 도면이다.3B is a view showing the flexible substrate of FIG. 3A used around the touch screen according to the present invention.
도 3c 는 도 3a 의 기판의 개선된 해상도를 도시하는 도면이다.FIG. 3C is a diagram illustrating an improved resolution of the substrate of FIG. 3A.
도 4a 내지 4c 는 본 발명에 따른 포개진 도파관 기판의 도면이다.4A-4C are illustrations of nested waveguide substrates in accordance with the present invention.
도 5 는 본 발명의 도파관 기판을 제작하는 제조 단계를 도시하는 순서도이다. Fig. 5 is a flowchart showing manufacturing steps for manufacturing the waveguide substrate of the present invention.
도 6 은 본 발명의 다른 실시형태에 따른 도파관 기판의 제조를 도시하는 도면이다.FIG. 6 is a diagram showing the manufacture of a waveguide substrate according to another embodiment of the present invention. FIG.
도 7a 및 7b 는 본 발명에 따른 다른 포개진 도파관을 도시하는 도면이다.7A and 7B show another nested waveguide in accordance with the present invention.
도면에서, 동일한 참조 번호들은 동일한 구성 부품 및 소자들을 지칭한다.In the drawings, like reference numerals refer to like components and elements.
본 발명의 상세한 설명Detailed description of the invention
도 1 을 참조할 때, 본 발명의 일 실시형태에 따른 터치 스크린 데이터 입력 디바이스가 도시된다. 데이터 입력 디바이스 (10) 는 터치 스크린 (14) 에 인접한 빈 공간에서 광의 연속적 시트 또는 "레미나 (lamina)" (12) 를 규정한다. 광의 레미나 (12) 는 각각 X 및 Y 입력 광원들 (16 및 18) 에 의해서 생성된다. 광의 레미나 (12) 에 광학적으로 연결된, 광 위치 탐지 디바이스 (20) 는 데이터가 입력 디바이스로 입력될 때 초래되는 레미나 (12) 에서의 인터럽트의 위치를 판단하는 것에 의해서 입력 디바이스로의 데이터 입력들을 탐지하기 위해서 제공된다. 광 위치 탐지 디바이스 (20) 는 X 수신 어레이 (22), Y 수신 어레이 (24), 및 프로세서 (26) 를 포함한다. X 및 Y 입력 광원들 (16 및 18) 및 X 및 Y 수신 어레이 (22 및 24) 는 레미나 (12) 및 터치 스크린 (14) 을 둘러싸는 단일 도파관 기판 (28) 에 의해서 형성된다.Referring to FIG. 1, a touch screen data input device according to one embodiment of the present invention is shown. The
동작시, 사용자는 펜, 철필같은 입력 디바이스 또는 손가락을 사용해서 스크린 (14) 을 터치하는 것에 의해서 디바이스 (10) 로의 데이터 입력을 한다. 입력 디바이스로 스크린을 터치하는 동안, 스크린에 인접한 빈 공간에서의 광의 레미나 (12) 가 인터럽트된다. 광 위치 탐지 디바이스 (20) 의 X 수신 어레이 (22) 및 Y 수신 어레이 (24) 가 인터럽트를 탐지한다. 인터럽트의 X 및 Y 좌표에 기초해서, 프로세서 (26) 는 디바이스 (10) 로의 데이터 입력을 판단한다.In operation, the user enters data into the
광 레미나 (12) 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 실질적으로 균일한 휘도이다. 수신 X 축 및 Y 축 어레이 (22 및 24) 에서의 감광 회로의 요구되는 활성 범위는 따라서 최소화되고 높은 삽입 정확성이 유지된다. 하지만, 다른 실시형태에서, 비-균일 레미나 (12) 가 사용될 수도 있다. 이러한 상황에서, 레미나 (12) 의 최저 휘도 영역은 X 축 및 Y 축 어레이 (22 및 24) 에 의해서 사용된 광 탐지 소자의 광 활성 임계값보다 더 높아야 한다.
터치 스크린 (14) 은 본 발명의 다양한 실시형태에 따른 임의의 데이터 디스플레이 타입일 수 있다. 예를 들면, 스크린 (14) 은 PC, 워크스테이션, 서버, 모바일 컴퓨터, 랩탑 컴퓨터, POS 터미널, 개인용 디지털 보조기구 (PDA), 휴대 전화, 그것들의 조합 또는 데이터 입력들을 수신하고 처리하는 임의의 디바이스들을 위한 디스플레이일 수 있다.The
레미나 (12) 를 생성하기 위해서 사용된 X 축 및 Y 축 광원들 (16 및 18) 에 의해서 생성된 광의 파장은 또한 본 발명의 다른 실시형태에 따라서 변할 수도 있다. 예를 들면, 광은 백열 광원으로부터의 백광과 같은 350 내지 1100 나노미터의 확장된 파장 스펙트럼 범위를 가진 광대역일 수도 있다. 선택적으로, 입력 광은 2 나노미터 범위의 제한된 스펙트럼을 가진 협대역일 수 있다. 협대역 광의 사용은 광대역 주변 노이즈 광의 필터링을 가능하게 한다. 협대역 광의 사용은 또한 X 축 광 수신 어레이 (22) 및 Y 축 광 수신 어레이 (24) 의 반응 윤곽 에 광 파장의 실질적 일치를 가능하게 한다. 또 다른 실시형태에서, 균일한, 단일 파장 광이 사용될 수도 있다. 예를 들면, 무선 또는 원거리 데이터 전송 통신에서 통상적으로 사용되는, 적외선 또는 IR 광이 이 애플리케이션에서 사용될 수도 있다.The wavelength of the light generated by the X and Y axis
도 2a 를 참조할 때, 시트 위에 제작된 다수의 플렉시블 도파관 기판 (28) 을 포함하는 시트 (30) 가 도시된다. 일 실시형태에 따라서, 다수의 도파관 (28) 이 단일 시트 (30) 상에서 제작된다. 개별적 기판들 (28) 이 시트 (30) 의 표면 상에서 가늘고 긴 스트립 (strip) 으로 나란히 제작된다. 기판 (28) 이 제작된 후에, 시트 (30) 를 절단하여, 개별적 도파관 기판 (28) 을 개별화한다 (singulate). 시트 (30) 는, 예를 들면 칼, 톱날등을 사용하는 다양한 공지된 기술들 중 하나를 사용해서 절단될 수 있다. 도파관 기판 (28) 의 제작의 상세한 설명이 이하에서 제공된다.Referring to FIG. 2A, a
도 2b 를 참조할 때, 시트 (30) 로부터 절단된 플렉시블 도파관 기판 (28) 이 도시된다. 도면에서 명확하듯이, 도파관 기판 (28) 은 기판 (28) 의 한쪽 면에 제공된 다수의 광학 소자 (32) 를 포함한다. 다양한 실시형태에 따라서, 광학 소자들 (32) 은 렌즈들, 회절 격자들 (diffraction gratings), 필터, 브래그 격자, 연결 혼 (coupling horn) 등을 포함할 수도 있다. 도파관 (34) 은 각각의 광학 소자 (32) 에 광학적으로 연결된다. 다수의 도파관들 (34) 은 함께 모여지며 도파관 하이웨이 (36) 로 불리는 것들 내에서 기판 (28) 의 길이방향으로 평행으로 진행한다.Referring to FIG. 2B, a
도 2c 는 플렉시블 도파관 기판 (28) 의 사시도이다. 이 도면에서, 광학 소자들 (32) 은 기판 (28) 의 한쪽 측면을 따라서 도시된다. 광학 소자들 (32) 에 광학적으로 연결된, 개별적 도파관들 (34) 은 광학 하이웨이 (36) 를 따라서 함께 모여진 것으로 도시된다. 개별적 도파관 (34) 은 기판 (28) 의 길이방향으로 진행된다 (도면에 도시되지 않음).2C is a perspective view of the
도 2d 를 참조할 때, 입력 디바이스 (10) 의 터치 스크린 디스플레이 (14) 주변의 도파관 기판 (28) 의 사시도가 도시된다. 플렉시블 도파관 기판들 (28) 의 일 애플리케이션은 도파관 기판들이 입력 디바이스 (10) 를 위한 X 및 Y 입력 광원들 (도 1 의 16, 18) 및 X 및 Y 수신 어레이 (도 1 의 22, 24) 를 제공하기 위해서 쉽게 이용될 수 있는 것이다. 도면에서 도시된 바와 같이, 도파관 기판 (28) 은 중심을 향하도록 구성된 광학 소자들 (32) 을 가지고, 터치 스크린 (14) 의 외연 (perimeter) 에 제공된다. 따라서, 터치 스크린의 X 및 Y 입력 광원측의 광학 소자들 (32) 은 터치 스크린 (14) 상에서 광의 레미나 (도 1 의 12) 를 생성하기 위해서 사용된다. 간략화하기 위해서, 개별적 도파관들 (34) 은 도면에 도시되지 않는다. 다른 방법으로, 디스플레이 (14) 의 X 및 Y 수신 어레이측상의 광학 소자들 (32) 이 레미나 (12) 에서 인터럽트들을 탐지하는 것에 의해서 데이터 입력들을 판독하기 위해서 사용된다. 광원 (38) 은 터치 스크린 (14) 의 광 입력측을 따라서 광학 소자들 (32) 에 연결된 도파관들 (도 2c 의 34) 에 광을 제공한다. MOS 디바이스 또는 CCD와 같은, 이미징 디바이스 (39) 가 터치 스크린 (14) 의 X 및 Y 수신 면들을 따라서 광학 소자들 (32) 에 연결된 도파관들 (34) 에 인접하게 제공된다.Referring to FIG. 2D, a perspective view of
도 3a 를 참조할 때, 본 발명의 다른 실시형태에 따른 다층 플렉시블 도파관 기판 (28) 이 도시된다. 이 실시형태에서는, 2 개의 층의 광학 소자들 (32) 이 기판 (28) 의 한쪽 측면을 따라서 제공된다. 제 1 또는 기저층의 광학 소자들 (32a) 이 공간적 간격으로 제공된다. 제 2 층의 광학 소자들 (32b) 이 제 1 층 위에 제공된다. 제 2 층의 광학 소자들 (32b) 은 제 1 층의 광학 소자들 사이에 개재된다. 상술한 실시형태와 유사하게, 광학 소자들 (32a 및 32b) 의 도파관들 (34) 이 기판 (28) 의 길이방향으로 진행하는 하이웨이 (36) 에서 함께 모여진다.Referring to FIG. 3A, a multilayer
도 3b 를 참조하면, 도 3a 의 다층 플렉시블 기판을 도시하는 도면이 도시된다. 도면에서, 제 1 층의 렌즈들 (32a) 및 제 2 층의 렌즈들 (32b) 이 터치 스크린 (14) 의 외연 주변에 도시된다. 도 3a 의 끼워진, 2 개층 구조의 이점은 광학 소자들 (32) 의 주어진 크기에 비해 더 높은 해상도를 제공한다는 점이다.Referring to FIG. 3B, a diagram illustrating the multilayer flexible substrate of FIG. 3A is shown. In the figure, the
예를 들어, 도 3c 에 도시된 바와 같이, 광학 소자들 (32) 은 각각 대략 1 mm 의 폭을 가진다. 그것으로서, 개재 광학 소자들 (32) 사이의 거리는 대략 1/2 mm 이다. 따라서, 도 3b 의 터치 스크린 (14) 은 1/2 mm 이상의 인터럽트들을 분해하는 능력을 가진다. 대조적으로, 대략 1 mm 폭의 단층 광학 소자들만을 가진 기판 (28) 은 오직 1 mm 의 해상도를 가질 것이다. 상술한 치수들은 예시적이며 본 발명을 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다. 더 작은 또는 더 큰 광학 소자들 (32) 을 각각 사용하는 것에 의해서 더 정밀한 또는 더 조악한 해 상도가 달성될 수 있다.For example, as shown in FIG. 3C, the
도 4a 를 참조할 때, 다른 실시형태에 따라서 터치 스크린 (14) 과 함께 사용되는 포개진 도파관 기판 (40) 의 단면이 도시된다. "포개진" 도파관으로 불리는, 이러한 실시형태는 상술한 동시 계류중인 모출원에서 설명된다. 이 실시형태에서, 기판 (40) 은 도파관이 기판 (40) 의 측면 상으로 포개지도록 하는 평평한 내부적 반사 표면 (42) 을 포함한다. 측면 상에 도파관을 가지면, 기판 (28) 의 폭이 감소될 수 있다. 상술한 다른 실시형태들과 유사하게, 본 명세서에서 설명되었듯이, 도 4a 의 기판 (40) 이 제작되고 그 후 시트 (도 2a 의 30) 로부터 절단된다.Referring to FIG. 4A, a cross section of a nested
도 4b 를 참조할 때, 터치 스크린 디스플레이 (14) 주변에 제공된 포개진 도파관 (40) 의 부분적 사시도가 도시된다. 도시된 바와 같이, 도파관의 광학 소자 (32) 가 터치 스크린 (14) 의 외연 주변의 도파관 (40) 의 상면을 따라서 제공된다. 개별적 도파관 (34) 은 포개지며 기판 (40) 의 측면을 따라서 하이웨이 (36) 에서 모여진다. 광원 (38) 및 이미징 장치 (39) 가 도파관 (34) 이 끝나는 지점에 인접하게 도시된다. Referring to FIG. 4B, a partial perspective view of nested
도 4c 를 참조할 때, 다른 실시형태에 따른 터치 스크린 (14) 과 함께 사용된 포개진 도파관 기판 (40) 이 도시된다. "포개진" 도파관으로도 불리는, 이러한 실시형태는 상술한 동시 계류중인 모 출원에 개시되어있다. 이 실시형태에서, 기판 (40) 은 도파관들이 기판 (40) 의 측면상으로 포개지도록 하는 굽어진 내부적 반사 표면 (42) 을 포함한다. 측면 상에 도파관을 가지면, 기판 (28) 의 폭이 감소될 수 있다. 상술한 다른 실시형태와 유사하게, 본 명세서에서 설명된 바와 같이 도 4c 의 기판 (40) 이 제작되며 그 후 시트 (30) 로부터 절단된다.Referring to FIG. 4C, a nested
도 5 를 참조할 때, 본 발명의 도파관 기판들 (28, 40 및 90) 의 다양한 실시형태들을 제작하는 제조 단계들을 도시하는 순서도가 도시된다. 초기 단계 (박스 52) 에서, 낮은 N의 광학 물질이 시트 (30) 상에 코팅된다. 다양한 실시형태에서, 시트 (30) 는, 플라스틱 또는 폴리카보네이트같은 플렉시블하지만, 기계적으로는 강한 물질로 제작된다. 시트는 투명하거나 불투명일 수 있다. 다른 실시형태에 따라서, 임의의 낮은 N의 광학적으로 투명한 물질이 사용될 수 있다. 다음 단계 (박스 54) 에서, 높은 N의 광학적으로 투명한 물질이 시트 (30) 상에 코팅된다. 광학 소자들 (32) 및 도파관 (34) 이 그 후 광 리소그래피를 사용해서 높은 N의 광학적으로 투명한 물질로 형성된다 (박스 56). 상세하게는, 높은 N 층이 광학 소자들 (32) 및 도파관 (34) 을 형성하기 위해서 마스킹되고 패턴화된다. 다른 낮은 N 광학층이 그 후 패턴화된 높은 N 광학층 상에 형성된다 (박스 (58)). 높은 N 물질은, 높은 N 및 낮은 N 물질들이 접촉하는 곳마다 내부적 반사 표면을 생성하면서, 따라서 두개의 더 낮은 N 층들 사이에서 샌드위치된다. 결과적으로, 광학 소자들 (32) 및 도파관 (34) 이 생성된다. 최종 단계에서, 기판들 (28) 은 시트 (30) 로부터 절단된다 (박스 60). 도 2c 및 도 2d 의 기판은 물론, 도 3a 내지 3c 의 다층 플렉시블 기판들이 실질적으로 동일한 기술을 사용해서 제작될 수도 있다. 광학 소자들 (32) 및 도파관들 (34) 의 제 1 층이 형성된 후에, 중간층이 제 2 N 층상에 형성된다. 단계 (52 내지 58) 에서 설명된 상술한 과정이 그 후 반복된다.Referring to FIG. 5, a flow chart showing manufacturing steps for manufacturing the various embodiments of the
도 6 을 참조할 때, 본 발명의 다른 실시형태에 따른 도파관 기판들의 제조를 도시하는 도면이 도시된다. 이러한 실시형태를 가지고, 기판들 (28 또는 40) 이 연속된 프로세싱 스테이션을 통하여 기재의 연속적 스트립을 통과시키는 것에 의해서 제작된다. 초기에 스테이션 (60) 에서, 기재 (62) 의 스풀 (spool) 이 제공된다. 기재 (62) 는 제 1 낮은 N 층이 도포되는 처리 스테이션 (64) 에 공급된다. 기재가 스테이션 (64) 주변을 회전할 때, UV 경화 디바이스 (UV curing device) (65) 가 제 1 N 층을 경화시킨다. 스테이션 (66) 에서, 제 2 높은 N 층이 도포되며 유사한 방식으로 경화된다. 스테이션 (68) 에서, 광 레지스터의 층이 제 2 높은 N 층 상에 도포되고 경화된다. 패터닝 마스크가 그 후 스테이션 (70) 에서 적용된다. 패턴은 광학 소자들 (32) 및 도파관들 (34) 을 규정한다. 그 후, 광학 소자들 (32) 및 도파관들 (34) 을 형성하지 않는 제 2 높은 N 층의 부분들이 스테이션 (72) 에서 에칭되거나 제거된다. 제 3 낮은 N 층이 그 후 스테이션 (74) 에서 도포된다. 도파관 기판들 (28 또는 40) 의 프로세스 스트립이 그 후 스테이션 (80) 에서 스풀링된다 (spool). 일 실시형태에서, 각각의 프로세싱 스테이션의 원주는 실질적으로 각각의 도파관 기판 (28 또는 40) 의 길이와 동일하다. 이러한 방식으로, 기재의 스풀은 다수의 직렬 도파관 기판들 (28 또는 40) 로, 각각 같은 길이로 제작될 수 있다. 스풀은 이후 개별적 기판들을 개별화하기 위해서 각각의 기판의 길이와 같은 주기적 간격으 로 절단된다.Referring to FIG. 6, a diagram illustrating the manufacture of waveguide substrates in accordance with another embodiment of the present invention is shown. With this embodiment, the
도 7a 및 7b 를 참조할 때, 본 발명에 따라 다른 플렉시블 도파관을 도시하는 도면이 도시된다. 플렉시블 도파관 기판 (90) 은 다수의 광학 소자들 (32), 및 두개의 도파관 하이웨이 (36a 및 36b) 에 정렬되고 상기 광학소자들에 대응하는 도파관들 (34) 을 포함한다. 도파관 기판 (90) 은 또한 하이웨이 (36a 및 36b) 를 분리하는 포개짐 부분 (fold) (92) 을 포함한다. 도파관 하이웨이 (36a 및 36b) 는 포개짐 부분 (92) 의 대응하는 부분상으로 연장된다. (상술한 방법 중 하나로) 개별적 기판이 제작되고 개별화된 후에, 도파관 기판 (90) 은 포개짐 부분을 따라서 포개질 수도 있다. 도 7b 에 도시된 바와 같이, 포개짐 부분의 두부분이 외부로 연장되는 것과 함께, 플렉시블 도파관 기판 (90) 의 두 부분들이 대략 서로 직각으로 위치되는 것으로 도시된다. 이러한 정렬은 광원 및/또는 이미징 디바이스 (둘다 도시되지 않음) 가 포개짐 부분 (92) 의 양측면 상에서 하이웨이들 (36a 및 36b) 의 개별적 도파관들 (34) 에 쉽게 인접 또는 가까이 위치되도록 한다.7A and 7B, a diagram illustrating another flexible waveguide in accordance with the present invention is shown. The
본 발명은 명확한 이해를 위해서 약간 상세히 설명되었지만, 일정한 변형 및 수정이 첨부된 청구항들의 범위내에서 실현될 수 있음이 명확하다. 따라서, 개시된 실시형태들은 예시적이지만 제한하지는 않는 것으로 이해되어야 하며, 본 발명은 본 명세서에서 주어진 상세한 설명에 국한되지 않고 다음의 청구항들 및 균등물의 범위로 규정되어야 한다.Although the invention has been described in some detail for clarity of understanding, it is clear that certain modifications and changes can be realized within the scope of the appended claims. Accordingly, the disclosed embodiments are to be understood as illustrative and not restrictive, and the invention is not to be limited to the details given herein, but should be defined by the scope of the following claims and equivalents.
Claims (23)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020077001892A KR20070030925A (en) | 2004-06-30 | 2005-06-28 | Apparatus and method for making flexible waveguide substrates for use with light based touch screens |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US60/584,947 | 2004-06-30 | ||
US10/923,274 | 2004-08-20 | ||
KR1020077001892A KR20070030925A (en) | 2004-06-30 | 2005-06-28 | Apparatus and method for making flexible waveguide substrates for use with light based touch screens |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20070030925A true KR20070030925A (en) | 2007-03-16 |
Family
ID=43655419
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020077001892A KR20070030925A (en) | 2004-06-30 | 2005-06-28 | Apparatus and method for making flexible waveguide substrates for use with light based touch screens |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR20070030925A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101397563B1 (en) * | 2007-04-27 | 2014-05-22 | 톰슨 라이센싱 | Method for detecting a flexion exerted on a flexible screen and device equipped with such a screen for implementing the method |
-
2005
- 2005-06-28 KR KR1020077001892A patent/KR20070030925A/en not_active Application Discontinuation
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101397563B1 (en) * | 2007-04-27 | 2014-05-22 | 톰슨 라이센싱 | Method for detecting a flexion exerted on a flexible screen and device equipped with such a screen for implementing the method |
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N231 | Notification of change of applicant | ||
WITN | Withdrawal due to no request for examination |