KR102266749B1 - 엘이디 디스플레이장치 - Google Patents

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Abstract

엘이디 디스플레이장치는 복수의 엘이디(Light Emitting Didode); 상기의 복수의 엘이디의 상측에 설치되며, 상기 복수의 엘이디와 일대 일로 대응하는 복수의 제1마이크로 렌즈를 포함하고, 상기 복수의 제1마이크로 렌즈는 상기 복수의 엘이디 각각에서 나온 광을 광다발로 만들도록 형성된 제1마이크로 렌즈 어레이; 및 상기 제1마이크로 렌즈 어레이의 상측에 설치되며, 상기 제1마이크로 렌즈 어레이에 형성된 복수의 제1마이크로 렌즈의 개수보다 많은 개수의 제2마이크로 렌즈를 포함하고, 상기 복수의 제2마이크로 렌즈 각각은 상기 제1마이크로 렌즈 어레이를 통과한 광을 집광시키도록 형성된 제2마이크로 렌즈 어레이;를 포함한다.

Description

엘이디 디스플레이장치{LED Display apparatus}
본 발명은 엘이디 디스플레이장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 명실 콘트라스트(contrast)를 향상시키고, 광원 사이의 간격이 인식되지 않도록 형성된 엘이디 디스플레이장치에 관한 것이다.
엘이디(LED, Light emitting diode)의 발전에 따라, 디스플레이장치로서 엘이디 디스플레이장치가 널리 사용되고 있다.
엘이디 디스플레이장치(1)는 도 1에 도시된 바와 같이 인쇄회로기판(3) 위에 부착된 복수의 엘이디(5)로 구성된다. 한 개의 엘이디(5)는 한 개의 화소에 대응하는 구성으로, 적색 광을 방출하는 적색 엘이디, 녹색 광을 방출하는 녹색 엘이디, 청색 광을 방출하는 청색 엘이디를 포함한다.
그런데 종래 기술에 의한 엘이디 디스플레이장치(1)는 명실 콘트라스트가 좋지 않다는 문제점이 있다.
구체적으로, 외부 광(L)이 엘이디 디스플레이장치(1)로 입사되면, 외부 광(L)이 복수의 엘이디(5)가 설치된 인쇄회로기판(3)의 상면과 복수의 엘이디(5)에 의해 반사되기 때문에, 검은색(black) 표현시 완전히 검은색으로 보이지 않고, 반사광이 보이게 된다. 따라서, 검은색과 흰색 사이의 명암비가 약해져서 화질이 저하된다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 도 2에 도시된 바와 같이, 엘이디 디스플레이장치(1')의 복수의 엘이디(5)가 설치된 인쇄회로기판(3)의 상면에 복수의 엘이디(5) 사이의 간격에 검은색으로 된 매시 형태의 구조물(7)을 넣어 외부 광을 흡수하는 방법이 제안되었다.
도 2에 도시된 엘이디 디스플레이장치(1')의 경우에는, 매시 구조물(7)로 입사되는 외부 광(L1)은 매시 구조물(7)에 의해 반사되지 않고 흡수되므로 도 1의 엘이디 디스플레이장치(1)에 비해 반사율을 낮출 수 있다.
그러나, 도 2의 엘이디 디스플레이장치(1')의 경우에도, 복수의 엘이디(5)로 입사되는 외부 광(L2)이 복수의 엘이디(5)에 의해 반사되는 것은 방지할 수 없으므로 반사율이 여전히 높다는 문제점이 있다. 따라서, 도 2의 엘이디 디스플레이장치(1')도 명실 콘트라스트가 좋지 않다는 문제점이 있다.
또한, 종래 기술에 의한 엘이디 디스플레이장치는 복수의 엘이디 사이의 간격이 넓어서 사용자가 복수의 엘이디 각각을 점으로 인식할 수 있어 화질이 좋지 않다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 창안한 것으로서, 명실 콘트라스트를 향상시키고 점 광원의 개수를 증가시킴으로써 고화질을 구현할 수 있는 엘이디 디스플레이장치에 관련된다.
본 발명의 일 측면에 따르는 엘이디 디스플레이장치는, 복수의 엘이디(Light Emitting Didode); 상기의 복수의 엘이디의 상측에 설치되며, 상기 복수의 엘이디와 일대 일로 대응하는 복수의 제1마이크로 렌즈를 포함하고, 상기 복수의 제1마이크로 렌즈는 상기 복수의 엘이디 각각에서 나온 광을 광다발로 만들도록 형성된 제1마이크로 렌즈 어레이; 및 상기 제1마이크로 렌즈 어레이의 상측에 설치되며, 상기 제1마이크로 렌즈 어레이에 형성된 복수의 제1마이크로 렌즈의 개수보다 많은 개수의 제2마이크로 렌즈를 포함하고, 상기 복수의 제2마이크로 렌즈 각각은 상기 제1마이크로 렌즈 어레이를 통과한 광을 집광시키도록 형성된 제2마이크로 렌즈 어레이;를 포함할 수 있다.
이때, 상기 복수의 제2마이크로 렌즈의 초점이 형성되는 상기 제2마이크로 렌즈 어레이의 면에 설치되며, 상기 복수의 제2마이크로 렌즈의 초점에 대응하는 복수의 개구부를 포함하는 광 흡수층;을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 복수의 개구부에는 컬러 필터가 설치될 수 있다.
또한, 상기 복수의 엘이디는 백색광을 방출하는 백색 엘이디(White LED)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 복수의 개구부에는 빛 파장 전환층이 형성될 수 있다.
또한, 상기 복수의 엘이디는 청색광을 방출하는 청색 엘이디(Blue LED)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 복수의 개구부에는 상기 빛 파장 전환층의 상측에 컬러 필터가 더 설치될 수 있다.
또한, 상기 복수의 엘이디는 자외선을 방출하는 자외선 엘이디(Ultraviolet LED)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 광 파장 전환층은 인광물질(phosphor) 또는 양자점(quantum dot)을 포함할 수 있다.
또한, 상기 복수의 엘이디는 적색 엘이디, 녹색 엘이디, 및 청색 엘이디를 포함할 수 있다.
또한, 상기 복수의 엘이디는 적어도 한 개씩의 적색 엘이디, 녹색 엘이디, 및 청색 엘이디를 포함하는 엘이디 패키지를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2마이크로 렌즈 어레이의 복수의 제2마이크로 렌즈는 정사각형 또는 정육각형 형상으로 배치될 수 있다.
또한, 상기 제1마이크로 렌즈 어레이는 상기 복수의 제1마이크로 렌즈가 형성되는 제1투명시트를 포함하며, 상기 복수의 제1마이크로 렌즈는 상기 제1투명시트의 일면에 형성되고, 상기 복수의 엘이디는 상기 복수의 제1마이크로 렌즈가 형성된 상기 제1투명시트의 일면의 반대쪽 면에 설치될 수 있다.
또한, 상기 제1마이크로 렌즈 어레이의 복수의 제1마이크로 렌즈 각각은 상기 복수의 엘이디 각각의 상면에 상기 복수의 엘이디 각각과 일체로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제2마이크로 렌즈 어레이는 상기 복수의 제2마이크로 렌즈가 형성되는 제2투명시트를 포함하며, 상기 복수의 제2마이크로 렌즈는 상기 제1마이크로 렌즈 어레이를 향하도록 상기 제2투명시트의 일면에 형성될 수 있다.
또한, 상기 복수의 제2마이크로 렌즈의 초점은 상기 복수의 제2마이크로 렌즈가 형성된 상기 제2투명시트의 일면의 반대쪽 면에 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르는 엘이디 디스플레이장치는, 복수의 엘이디(Light Emitting Didode); 상기의 복수의 엘이디의 상측에 설치되며, 상기 복수의 엘이디와 일대 일로 대응하는 복수의 제1마이크로 렌즈를 포함하고, 상기 복수의 제1마이크로 렌즈는 상기 복수의 엘이디 각각에서 나온 광을 광다발로 만들도록 형성된 제1마이크로 렌즈 어레이; 상기 제1마이크로 렌즈 어레이의 상측에 설치되며, 상기 제1마이크로 렌즈 어레이에 형성된 복수의 제1마이크로 렌즈의 개수보다 많은 개수의 제2마이크로 렌즈를 포함하고, 상기 복수의 제2마이크로 렌즈 각각은 상기 제1마이크로 렌즈 어레이를 통과한 광을 집광시키도록 형성된 제2마이크로 렌즈 어레이; 및 상기 제2마이크로 렌즈 어레이의 상측으로 상기 복수의 제2마이크로 렌즈의 초점이 형성되는 면에 설치되며, 상기 복수의 제2마이크로 렌즈의 초점에 대응하는 복수의 개구부를 포함하는 광 흡수층;을 포함할 수 있다.
이때, 상기 복수의 엘이디는 적색 엘이디, 녹색 엘이디, 및 청색 엘이디를 포함할 수 있다.
또한, 상기 복수의 개구부에는 복수의 적색 필터, 녹색 필터, 및 청색 필터가 설치되며, 상기 복수의 엘이디는 백색광을 방출하는 백색 엘이디를 포함할 수 있다.
또한, 상기 복수의 개구부에는 빛 파장 전환층이 형성되며, 상기 복수의 엘이디는 청색광을 방출하는 청색 엘이디(Blue LED) 또는 자외선을 방출하는 자외선 엘이디(UV LED)를 포함할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 의한 엘이디 디스플레이장치의 일 예를 개념적으로 나타내는 도면;
도 2는 종래 기술에 의한 엘이디 디스플레이장치의 다른 예를 개념적으로 나타내는 도면;
도 3은 본 발명의 제1실시예에 의한 엘이디 디스플레이장치를 개념적으로 나타내는 도면;
도 4는 도 3의 엘이디 디스플레이장치의 제1마이크로 렌즈에 의해 형성되는 광다발을 모식적으로 나타내는 도면;
도 5는 도 3의 엘이디 디스플레이장치의 변형예를 개념적으로 나타내는 도면;
도 6a는 본 발명의 제1실시예에 의한 엘이디 디스플레이장치의 복수의 제2마이크로 렌즈가 정육각형으로 배열된 경우의 광 흡수층의 복수의 개구부를 나타내는 평면도;
도 6b는 본 발명의 제1실시예에 의한 엘이디 디스플레이장치의 복수의 제2마이크로 렌즈가 정사각형의 격자로 배열된 경우의 광 흡수층의 복수의 개구부를 나타내는 평면도;
도 7은 도 3의 본 발명의 제1실시예에 의한 엘이디 디스플레이장치에서 외부 광의 반사를 설명하기 위한 도면;
도 8은 도 1의 본 발명의 제1실시예에 의한 엘이디 디스플레이장치의 다른 변형예를 나타내는 도면;
도 9는 본 발명의 제2실시예에 의한 엘이디 디스플레이장치를 개념적으로 나타내는 도면;
도 10은 본 발명의 제3실시예에 의한 엘이디 디스플레이장치를 개념적으로 나타내는 도면;
도 11은 도 10의 본 발명의 제3실시예에 의한 엘이디 디스플레이장치의 변형예를 개념적으로 나타내는 도면;
도 12는 본 발명의 제4실시예에 의한 엘이디 디스플레이장치를 개념적으로 나타내는 도면;
도 13은 본 발명의 제5실시예에 의한 엘이디 디스플레이장치를 개념적으로 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 엘이디 디스플레이장치의 실시예들에 대하여 상세하게 설명한다.
이하에서 설명되는 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들과 다르게 다양하게 변형되어 실시될 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 다만, 이하에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성요소에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명 및 구체적인 도시를 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 발명의 이해를 돕기 위하여 실제 축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 치수가 과장되게 도시될 수 있다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 의한 엘이디 디스플레이장치를 개념적으로 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 엘이디 디스플레이장치(100)는 복수의 엘이디(Light Emitting Didode)(110), 제1마이크로 렌즈 어레이(120), 제2마이크로 렌즈 어레이(130)를 포함할 수 있다.
복수의 엘이디(110)는 인쇄회로기판(111)의 상측에 설치되며, 다양한 영상정보를 표시할 수 있도록 제어된다. 복수의 엘이디(110)는 엘이디 디스플레이장치(100)가 칼라 영상을 디스플레이할 수 있도록 각각 복수의 적색(red) 엘이디, 복수의 녹색(green) 엘이디, 및 복수의 청색(blue) 엘이디를 포함할 수 있다. 다만, 도 3에서는 도시의 편의를 위해 3개의 엘이디(110)만을 도시하고 있다.
또한, 복수의 엘이디(110)는 다양한 구조의 엘이디 패키지로 형성될 수 있다, 예를 들면, 하나의 엘이디 패키지는 적색 엘이디, 녹색 엘이디, 청색 엘이디를 포함하도록 구성할 수 있다. 또는, 하나의 엘이디 패키지는 적색 엘이디, 녹색 엘이디, 녹색 엘이디, 청색 엘이디를 포함하도록 구성할 수 있다. 또는 하나의 엘이디 패키지는 적색 엘이디, 녹색 엘이디, 청색 엘이디, 백색(white) 엘이디를 포함하도록 구성할 수 있다.
복수의 엘이디(110)가 설치된 인쇄회로기판(111)의 구조와 기능은 종래 기술에 의한 엘이디 디스플레이장치와 동일하거나 유사하므로 상세한 설명은 생략한다.
제1마이크로 렌즈 어레이(120)는 복수의 엘이디(110) 상측에 설치되며, 복수의 제1마이크로 렌즈(121)를 포함한다. 복수의 제1마이크로 렌즈(121)와 복수의 엘이디(110)는 일대 일로 대응하도록 제1마이크로 렌즈(121)의 개수와 엘이디(110)의 개수는 동일하다. 즉, 한 개의 엘이디(110)의 상측에 한 개의 제1마이크로 렌즈(121)가 설치된다.
복수의 제1마이크로 렌즈(121) 각각은 엘이디(110)에서 방출되는 광이 상측에 설치된 제2마이크로 렌즈 어레이(130)를 향하도록 광의 경로를 변경시켜 광다발을 형성하도록 형성된다. 따라서, 복수의 제1마이크로 렌즈(121) 각각을 통과한 광은 제2마이크로 렌즈 어레이(130)를 향하는 광다발이 된다. 광다발을 이루는 광은 대략적인 평행광이 된다. 따라서, 한 개의 엘이디(110)에서 나온 광은 한 개의 제1마이크로 렌즈(121)를 거치면서 대략적인 평행광이 된다. 이때, 제1마이크로 렌즈(121)는 한 개의 엘이디(110)에서 나오는 광선을 완전한 평행광인 광다발로 만들지 못하여도 제1마이크로 렌즈(121)에서 나오는 광의 퍼짐 각도(θ)가 대략 10도 이하가 되는 광다발로 형성할 수 있도록 하면 좋다. 여기서, 광의 퍼짐 각도(θ)는 도 4에 도시된 바와 같이 제1마이크로 렌즈가 형성된 표면에 수직한 직선(124)에서 제1마이크로 렌즈(121)에서 나오는 광(125)이 벗어난 각도를 말한다.
복수의 제1마이크로 렌즈(121)는 제1투명시트(122)의 일면에 형성될 수 있다. 즉, 제1마이크로 렌즈 어레이(120)는 제1투명시트(122)와 복수의 제1마이크로 렌즈(121)로 구성될 수 있다. 제1투명시트(122)는 광을 투과시킬 수 있는 광 투과재질로 형성된다. 이때, 복수의 제1마이크로 렌즈(121)는 제1투명시트(122)의 일면에 형성되고, 복수의 엘이디(110)는 복수의 제1마이크로 렌즈(121)가 형성된 제1투명시트(122)의 일면의 반대쪽 면에 설치된다. 즉, 제1마이크로 렌즈 어레이(120)는 복수의 제1마이크로 렌즈(121)가 형성되지 않은 제1투명시트 면(122a)이 상술한 복수의 엘이디(110)의 상측에 위치하도록 설치된다.
제2마이크로 렌즈 어레이(130)는 제1마이크로 렌즈 어레이(120)의 상측에 설치되며, 복수의 제2마이크로 렌즈(131)를 포함한다. 복수의 제2마이크로 렌즈(131) 각각은 제1마이크로 렌즈 어레이(120)를 통과한 광을 집광시키도록 형성된다. 즉, 제2마이크로 렌즈(131)는 제1마이크로 렌즈(121)로부터 나오는 광을 하나의 초점에 모을 수 있도록 형성된다.
제2마이크로 렌즈 어레이(130)의 제2마이크로 렌즈(131)는 제1마이크로 렌즈 어레이(120)의 복수의 제1마이크로 렌즈(121)와 일대 일로 대응하지 않도록 형성된다. 구체적으로, 제2마이크로 렌즈(131)의 개수가 제1마이크로 렌즈(121)의 개수보다 많도록 형성된다. 예를 들어, 제1마이크로 렌즈(121)와 제2마이크로 렌즈(131)의 개수비를 1:3으로 할 수 있다. 이때, 제1마이크로 렌즈(121)와 제2마이크로 렌즈(131)의 개수비는 정수일 필요는 없다. 예를 들면, 1:3.2와 같이 제1마이크로 렌즈(121)와 제2마이크로 렌즈(131)의 개수비를 실수로 정할 수도 있다. 제2마이크로 렌즈(131)의 개수가 많아질수록 복수의 엘이디(110)에서 방출되는 광이 모이는 초점의 개수가 많아지고 초점 사이의 간격이 좁아지게 된다. 이때, 시청자들은 제2마이크로 렌즈(131)에 의해 형성되는 초점을 광원으로 인식하므로, 제2마이크로 렌즈(131)의 개수가 많아지면 결과적으로 광원 사이의 간격이 좁아지는 효과를 얻게 된다.
복수의 제2마이크로 렌즈(131)는 제2투명시트(132)의 일면에 설치될 수 있다. 즉, 제2마이크로 렌즈 어레이(130)는 제2투명시트(132)와 복수의 제2마이크로 렌즈(131)로 구성될 수 있다. 제2투명시트(132)는 광을 투과시킬 수 있는 광 투과재질로 형성된다. 이때, 제2마이크로 렌즈 어레이(130)는 복수의 제2마이크로 렌즈(131)가 형성된 제2투명시트(132)의 일면이 제1마이크로 렌즈 어레이(120)를 향하도록 설치된다. 따라서, 복수의 제2마이크로 렌즈(131)가 형성되지 않은 제2투명시트 면(132a)이 외부, 즉, 시청자가 있는 쪽을 향하게 된다. 이때, 복수의 제2마이크로 렌즈(131) 각각은 그 초점이 복수의 제2마이크로 렌즈(131)가 형성되지 않고 외부로 노출된 면(132a), 즉, 복수의 제2마이크로 렌즈(131)가 마련된 제2투명시트(132)의 일면의 반대쪽 면에 형성되도록 형성될 수 있다.
도 3에 도시된 엘이디 디스플레이장치(100)의 경우에는 제2마이크로 렌즈 어레이(130)가 제1마이크로 렌즈 어레이(120)로부터 일정 간격 이격되어 설치되어 있다. 그러나 제1마이크로 렌즈 어레이(120)와 제2마이크로 렌즈 어레이(130)의 배치 관계는 이에 한정되지 않는다. 제2마이크로 렌즈 어레이(130)는 도 5에 도시된 바와 같이 제1마이크로 렌즈 어레이(120)와 접촉한 상태로 제1마이크로 렌즈(121)의 상측에 설치될 수 있다. 따라서, 제1마이크로 렌즈 어레이(120)가 복수의 엘이디(110)에서 나오는 광을 광다발로 형성할 수 있고, 제2마이크로 렌즈 어레이(130)가 광다발을 수렴할 수 있는 한 제1 및 제2마이크로 렌즈 어레이(120,130) 사이의 간격은 필요에 따라 다양하게 결정할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 복수의 엘이디(110)의 상측에 제1마이크로 렌즈 어레이(120)와 제2마이크로 렌즈 어레이(130)를 순차로 설치하면, 시청자가 마주하는 제2마이크로 렌즈 어레이(130)의 표면(132a)에는 동일한 면적에 복수의 엘이디(110)보다 많은 개수의 초점이 형성되므로, 시청자는 초점 사이의 간격, 즉 점 광원 사이의 간격이 좁아진 것으로 인식하게 된다.
또한, 사용자가 마주하는 제2마이크로 렌즈 어레이(130)의 면(132a)에는 외부 광을 흡수하는 광 흡수층(140)이 형성될 수 있다. 구체적으로, 광 흡수층(140)은 복수의 제2마이크로 렌즈(131)의 초점이 형성되는 제2마이크로 렌즈 어레이(130)의 면(132a)에 설치되며, 복수의 제2마이크로 렌즈(131)의 초점에 대응하는 복수의 개구부(141)를 포함한다. 예를 들면, 복수의 개구부(141)는 제2마이크로 렌즈(131)의 상측으로 개구부(141)의 중심이 제2마이크로 렌즈(131)의 중심에 대응하도록 형성될 수 있다. 복수의 개구부(141)는 복수의 제2마이크로 렌즈(131)에 의해 집광된 광이 통과할 수 있을 정도의 지름을 갖도록 형성된다. 따라서, 복수의 개구부(141)의 지름은 복수의 엘이디(110)의 상면(110a)의 면적에 비해 매우 작다.
광 흡수층(140)은 광을 반사하지 않고 흡수할 수 있는 검은색 물질로 형성된다. 광 흡수층(140)은 일정한 두께를 구비하며, 복수의 제2마이크로 렌즈(131)에 대응하는 복수의 개구부(141)를 구비한 구조물로 형성될 수 있다. 따라서, 광 흡수층(140)의 복수의 개구부(141)의 배열은 복수의 제2마이크로 렌즈(131)의 배열과 동일하게 형성된다.
예를 들어, 복수의 제2마이크로 렌즈(131)를 동일 면적에 가능한 많은 개수로 배치하기 위해 육각형 형태로 배열될 수 있다. 이 경우, 도 6a에 도시된 바와 같이 광 흡수층(140)의 복수의 개구부(141)도 복수의 제2마이크로 렌즈(131)와 동일하게 육각형 형태로 배열될 수 있다. 이때, 도 6a는 본 발명의 제1실시예에 의한 엘이디 디스플레이장치의 복수의 제2마이크로 렌즈가 육각형으로 배열된 경우의 광 흡수층의 복수의 개구부를 나타내는 평면도이다.
다른 실시예로, 복수의 제2마이크로 렌즈(131)는 사각형, 즉 정사각형, 직사각형, 마름모 등의 격자 형태로 배열될 수 있다. 이때, 광 흡수층(140)의 복수의 개구부(141)도 복수의 제2마이크로 렌즈(131)와 동일하게 사각형, 즉 정사각형, 직사각형, 마름모 등의 격자 형태로 배열될 수 있다. 예를 들면, 복수의 제2마이크로 렌즈(131)가 정사각형으로 배열된 경우, 도 6b에 도시된 바와 같이 광 흡수층(140)의 복수의 개구부(141)도 복수의 제2마이크로 렌즈(131)와 동일하게 정사각형의 격자 형태로 배열될 수 있다. 이때, 도 6b는 본 발명의 제1실시예에 의한 엘이디 디스플레이장치의 복수의 제2마이크로 렌즈가 정사각형의 격자로 배열된 경우의 광 흡수층의 복수의 개구부를 나타내는 평면도이다.
이와 같이 제2마이크로 렌즈 어레이(130)의 표면(132a)에 광 흡수층(140)을 설치하면, 외부 광은 광 흡수층(140)의 복수의 개구부(141)를 통해서만 반사될 수 있으므로 외부 광의 반사율을 낮출 수 있다.
이하, 도 7을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 엘이디 디스플레이장치(100)에서 외부 광이 반사되는 과정에 대해 설명한다.
도 7은 도 3의 본 발명의 제1실시예에 의한 엘이디 디스플레이장치에서 외부 광의 반사를 설명하기 위한 도면이다.
외부 광의 대부분(L1)은 제2마이크로 렌즈 어레이(130)의 표면층(132a)에 마련된 광 흡수층(140)으로 입사된다. 광 흡수층(140)으로 입사된 외부 광(L1)은 광 흡수층(140)의 반사율에 따라서 반사를 하며, 대부분의 외부 광은 외부로 반사되지 않는다.
외부 광의 일부(L2)는 광 흡수층(140)의 개구부(141)를 통과하여 제1마이크로 렌즈 어레이(120) 쪽으로 이동한다. 제1마이크로 렌즈 어레이(120)로 이동한 외부 광(L2)은 일부는 복수의 제1마이크로 렌즈(121)의 표면에 의해 반사되고, 일부는 복수의 엘이디(110)의 표면에 의해 반사하게 된다. 반사된 광들의 일부(R1)는 광 흡수층(140)의 복수의 개구부(141)를 통과하여 외부로 반사된다. 그러나 대부분의 반사 광(R2)들은 다시 제2마이크로 렌즈(131)에 의해 굴절되면서 제2마이크로 렌즈 어레이(130)의 표면(132a)에 형성된 광 흡수층(140)으로 입사된다.
이와 같이 본 발명에 의한 엘이디 디스플레이장치(100)에서는 광 흡수층(140)의 복수의 개구부(141)를 통과하여 제2마이크로 렌즈 어레이(130)의 하측으로 입사된 외부 광(L2)의 일부(R1)만이 엘이디에 의해 반사되어 다시 광 흡수층(140)의 복수의 개구부(141)를 통해 외부로 방출되므로 반사율을 줄일 수 있다.
구체적으로, 종래 기술에 의한 엘이디 디스플레이장치의 경우에는 반사율이 복수의 엘이디(5)의 표면적에 비례하였으나, 본 발명의 일 실시예에 의한 엘이디 디스플레이장치(100)의 반사율은 광 흡수층(140)의 복수의 개구부(141)의 면적에 비례하게 된다. 그런데 광 흡수층(140)의 복수의 개구부(141)의 면적은 복수의 엘이디(110)의 면적에 비해 작으므로 본 발명의 일 실시예에 의한 엘이디 디스플레이장치(100)의 외부 광 반사율이 종래 기술에 의한 엘이디 디스플레이장치에 비해 작다.
특히, 광 흡수층(140)의 복수의 개구부(141)의 면적은 제1마이크로 렌즈(121)에 의해 만들어지는 광다발의 평행한 정도에 따라 다르게 형성될 수 있다. 최선으로 제1마이크로 렌즈(121)에 의해 형성되는 광다발이 완벽한 평행광이고, 제2마이크로 렌즈(131)가 이상적인 렌즈인 경우에는 제2마이크로 렌즈(131)에 의해 형성되는 광의 초점은 면적이 매우 작은 거의 점의 형태로 형성될 수 있다. 이와 같은 경우에는 복수의 개구부(141)의 총 면적을 광 흡수층(140)의 전체 면적의 0.1% 이하로 형성하는 것이 가능하다. 따라서, 엘이디 디스플레이장치(100)의 외부 광 반사율도 0.1% 이하로 하는 것도 가능하다.
그러나 일반적으로 렌즈를 이상적인 형상으로 형성하는 것은 매우 곤란하기 때문에, 제1마이크로 렌즈(121)를 통과하여 형성되는 광다발은 완전한 평행광이 아니다. 또한, 제2마이크로 렌즈(131)도 이상적인 형태로 형성하는 것이 곤란하므로, 제2마이크로 렌즈(131)를 통해 집광되는 광도 일정한 면적을 갖는 초점을 형성하게 된다. 따라서, 복수의 개구부(141)의 총 면적은 광 흡수층(140)의 전체 면적의 0.1% 보다는 크다. 그러나 복수의 개구부(141)의 면적은 복수의 엘이디(110)의 면적에 비해서는 매우 작기 때문에, 본 발명의 일 실시예에 의한 엘이디 디스플레이장치(100)의 광 반사율은 매우 낮다.
복수의 개구부(141)는 셀프 얼라인(self align) 방식을 이용하여 형성할 수도 있다. 예를 들면, 광 흡수층(140)을 감광물질로 형성하고, 복수의 엘이디(110)를 온(on) 시켜 광을 방출하면, 복수의 제1마이크로 렌즈(121)와 복수의 제2마이크로 렌즈(131)를 통과한 광이 광 흡수층(140)에 복수의 초점을 맺게 된다. 이후, 광 조사에 의해 물성이 변경된 광 흡수층(140)의 부분을 에칭을 통해 제거하면, 복수의 제2마이크로 렌즈(131)의 초점에 정확하게 대응하는 복수의 개구부(141)가 형성된다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 의한 엘이디 디스플레이장치(100)는 표면에서 외부 광을 반사하는 면적이 복수의 개구부(141)의 총 면적으로 줄어들었으므로, 외부 광이 복수의 엘이디의 표면에 의해 반사되는 종래 기술에 의한 엘이디 디스플레이장치에 비해 반사율이 현저하게 줄어들게 된다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 의한 엘이디 디스플레이장치(100)는 종래 기술에 의한 엘이디 디스플레이장치에 비해 명실 콘트라스트(contrast)가 향상된다.
이상에서는 제1 및 제2마이크로 렌즈 어레이가 각각 제1 및 제2투명시트를 포함하는 경우에 대해 설명하였다. 그러나 다른 예로서, 제1 및 제2마이크로 렌즈 어레이는 투명시트 없이 형성할 수도 있다.
도 8은 도 3의 본 발명의 일 실시예에 의한 엘이디 디스플레이장치의 다른 변형예를 나타내는 도면이다.
도 8을 참조하면, 본 실시예에 의한 엘이디 디스플레이장치(100')는 복수의 엘이디(110), 제1마이크로 렌즈 어레이(120'), 제2마이크로 렌즈 어레이(130'), 및 광 흡수층(140)을 포함한다.
복수의 엘이디(110)와 광 흡수층(140)은 상술한 실시예와 동일하다.
제1마이크로 렌즈 어레이(120')는 복수의 제1마이크로 렌즈(121)가 일체로 형성되며, 복수의 제1마이크로 렌즈(121)가 형성되는 제1투명시트가 없다는 점에서 상술한 실시예와 상이하다. 그러나 제1마이크로 렌즈 어레이(120')가 복수의 엘이디(110)에서 나오는 광을 광다발로 형성하는 것은 상술한 실시예의 제1마이크로 렌즈 어레이(120)와 동일하다.
또한, 제2마이크로 렌즈 어레이(130')는 복수의 제2마이크로 렌즈(131)가 일체로 형성되며, 복수의 제2마이크로 렌즈(131)가 형성되는 제2투명시트가 없다는 점에서 상술한 실시예와 상이하다. 그러나 제2마이크로 렌즈 어레이(130')가 제1마이크로 렌즈 어레이(120')에서 나오는 광을 집광하는 것은 상술한 실시예의 제2마이크로 렌즈 어레이(130)와 동일하다.
도 8에 도시된 실시예에 따르는 엘이디 디스플레이장치(100')는 제1마이크로 렌즈 어레이(120')가 제1투명시트를 포함하지 않고, 제2마이크로 렌즈 어레이(130')가 제2투명시트를 포함하지 않을 뿐 그 기능은 상술한 실시예에 의한 엘이디 디스플레이장치(100)와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
이상의 실시예에 의한 엘이디 디스플레이장치(100,100')에 사용되는 복수의 엘이디(110)는 엘이디 디스플레이장치(100,100')가 칼라 영상을 디스플레이할 수 있도록 각각 복수의 적색 엘이디, 복수의 녹색 엘이디, 및 복수의 청색 엘이디를 포함한다.
그러나, 복수의 엘이디(110)를 적색 엘이디, 녹색 엘이디, 및 청색 엘이디를 모두 포함하도록 구성할 필요는 없다. 이하에서는 사용하는 엘이디에 따른 본 발명의 실시예에 대해 설명한다.
도 9는 본 발명의 제2실시예에 의한 엘이디 디스플레이장치를 개념적으로 나타내는 도면이다.
도 9를 참조하면, 제2실시예에 의한 엘이디 디스플레이장치(200)는 복수의 엘이디(210), 제1마이크로 렌즈 어레이(220), 제2마이크로 렌즈 어레이(230), 및 광 흡수층(240)을 포함한다.
복수의 엘이디(210)로는 백색 광을 방출하는 복수의 백색 엘이디가 사용된다. 복수의 백색 엘이디(210)는 인쇄회로기판(211) 상에 설치된다.
복수의 백색 엘이디(210)의 상측으로는 제1마이크로 렌즈 어레이(220)와 제2마이크로 렌즈 어레이(230)가 순차로 설치된다. 제1 및 제2마이크로 렌즈 어레이(220,230)의 구조는 상술한 제1실시예에 의한 엘이디 디스플레이장치(100)의 제1 및 제2마이크로 렌즈 어레이(120,130)와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
광 흡수층(240)은 제2마이크로 렌즈 어레이(230)의 표면에 형성되며, 복수의 제2마이크로 렌즈(231)에 대응하는 복수의 개구부(241)를 갖는다. 복수의 개구부(241)에는 컬러 필터(250)가 형성된다. 구체적으로, 복수의 개구부(241)에는 복수의 적색 컬러 필터(251), 복수의 녹색 컬러 필터(252), 및 복수의 청색 컬러 필터(253)가 마련된다. 예를 들면, 한 개의 개구부(241)에는 적색 컬러 필터(251)가 설치되면, 인접한 다른 개구부(241)에는 녹색 컬러 필터(252)가 설치되고, 인접한 또 다른 개구부(241)에는 청색 컬러 필터(253)가 설치될 수 있다.
다른 방법으로는, 한 개의 엘이디(210)에 대응하는 복수의 개구부(241), 즉 한 개의 엘이디(210)에서 방출되는 광이 통과하는 복수의 개구부(241)에는 동일한 색상의 컬러 필터(250)를 설치할 수 있다. 예를 들면, 도 8에 도시된 바와 같이, 제1백색 엘이디(210-1)에 대응하는 복수의 개구부(241-1)에는 적색 컬러 필터(251)를 설치하고, 제2백색 엘이디(210-2)에 대응하는 복수의 개구부(241-2)에는 녹색 컬러 필터(252)를 설치하고, 제3백색 엘이디(210-3)에 대응하는 복수의 개구부(241-3)에는 청색 컬러 필터(253)를 설치할 수 있다. 이와 같이 구성하면, 한 개의 엘이디(210)를 제어하여 적색 광, 녹색 광, 및 청색 광의 세기를 각각 제어할 수 있다는 장점이 있다.
이와 같이 복수의 엘이디(210)를 백색 엘이디(210)로만 구성하면, 적색, 녹색, 및 청색의 엘이디 보다 효율이 좋은 백색 엘이디를 사용할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 광 흡수층(240)의 복수의 개구부(241)에 컬러 필터(250)가 존재하므로, 복수의 개구부(241)를 통과하는 외부 광의 광량이 1/3로 줄어든다. 따라서, 본 실시예에 의한 엘이디 디스플레이장치(200)의 반사율은 상술한 제1실시예에 의한 엘이디 디스플레이장치(100)의 반사율의 1/3 이하로 줄어든다는 이점이 있다.
이하, 복수의 엘이디로 청색 엘이디만을 사용하는 경우에 대해 설명한다.
도 10은 본 발명의 제3실시예에 의한 엘이디 디스플레이장치를 개념적으로 나타내는 도면이다.
도 10을 참조하면, 제3실시예에 의한 엘이디 디스플레이장치(300)는 복수의 엘이디(310), 제1마이크로 렌즈 어레이(320), 제2마이크로 렌즈 어레이(330), 및 광 흡수층(340)을 포함한다.
복수의 엘이디(310)로는 청색 광을 방출하는 복수의 청색 엘이디가 사용된다. 복수의 청색 엘이디(310)는 인쇄회로기판(311)에 설치된다.
복수의 청색 엘이디(310)의 상측으로는 제1마이크로 렌즈 어레이(320)와 제2마이크로 렌즈 어레이(330)가 순차로 설치된다. 제1 및 제2마이크로 렌즈 어레이(320,330)의 구조는 상술한 제1실시예에 의한 엘이디 디스플레이장치의 제1 및 제2마이크로 렌즈 어레이(120,130)와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
광 흡수층(340)은 제2마이크로 렌즈 어레이(330)의 표면에 형성되며, 복수의 제2마이크로 렌즈(331)에 대응하는 복수의 개구부(341)를 갖는다. 복수의 개구부(341)에는 빛 파장 전환층(350)이 형성된다. 구체적으로, 복수의 개구부(341)에는 청색 엘이디(310)에서 방출된 청색 광을 적색 광으로 변환할 수 있는 복수의 적색 빛 파장 전환층(351)과 청색 광을 녹색 광으로 변환할 수 있는 복수의 녹색 빛 파장 전환층(352)이 마련된다. 예를 들면, 한 개의 개구부(341)에는 적색 빛 파장 전환층(351)이 설치되면, 인접한 다른 개구부(341)에는 녹색 빛 파장 전환층(352)이 설치된다. 빛 파장 전환층(350)으로는 인광물질(phosphor), 퀀텀 도트(quantum dot), 등이 사용될 수 있다.
다만, 청색 광에 대응하는 개구부(341)는 빛 파장 전환층(350)을 형성하지 않고, 청색 엘이디(310)에서 방출된 청색 광이 통과할 수 있는 공간으로 유지된다.
이때, 한 개의 청색 엘이디(310)에 대응하는 복수의 개구부(341), 즉 한 개의 청색 엘이디(310)에서 방출되는 광이 통과하는 복수의 개구부(341)에는 동일한 빛 파장 전환층(350)을 설치할 수 있다. 예를 들면, 도 9에 도시된 바와 같이, 제1청색 엘이디(310-1)에 대응하는 복수의 개구부(341-1)에는 청색 광을 적색 광으로 변환할 수 있는 적색 빛 파장 전환층(351)이 설치되고, 제2청색 엘이디(310-2)에 대응하는 복수의 개구부(341-2)에는 청색 광을 녹색 광으로 변환할 수 있는 녹색 빛 파장 전환층(352)을 설치한다. 다만, 제3청색 엘이디(310-3)에 대응하는 복수의 개구부(341-3)에는 청색 광이 그대로 통과할 수 있도록 빛 파장 전환층을 설치하지 않는다. 이와 같이 구성하면, 한 개의 청색 엘이디(310)를 제어하여 적색 광, 녹색 광, 및 청색 광의 세기를 각각 제어할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 본 실시예의 경우에는 제1마이크로 렌즈 어레이(320)와 제2마이크로 렌즈 어레이(330)는 청색 광에 대해서만 설계하면 되므로, 광의 파장에 따른 렌즈 수차가 줄어들기 때문에 제1실시예에 의한 엘이디 디스플레이장치(100)의 경우보다 개구부(341)의 지름을 줄일 수 있다. 따라서, 반사 면적이 제1실시예에 의한 엘이디 디스플레이장치(100)의 반사 면적보다 줄어들므로, 반사율도 줄어들게 된다.
도 11은 도 10의 본 발명의 제3실시예에 의한 엘이디 디스플레이장치의 변형예를 개념적으로 나타내는 도면이다.
도 11을 참조하면, 본 실시예에 의한 엘이디 디스플레이장치(300')는 복수의 엘이디(310)로 청색 광을 방출하는 청색 엘이디를 사용하는 것은 상술한 도 10의 엘이디 디스플레이장치(300)와 동일하다.
또한, 제1마이크로 렌즈 어레이(320) 및 제2마이크로 렌즈 어레이(330)도 상술한 실시예와 동일하다.
또한, 광 흡수층(340)의 복수의 개구부(341)에 청색 광을 적색 광으로 변환하는 적색 빛 파장 전환층(351)과 청색 광을 녹색 광으로 변환하는 녹색 빛 파장 전환층(352)이 설치된 것도 상술한 실시예와 동일하다.
다만, 빛 파장 전환층(350)의 상측에 컬러필터(360)가 더 설치되는 점에서 상술한 실시예와 차이가 있다. 구체적으로, 적색 빛 파장 전환층(351)의 상측에는 적색 컬러 필터(361)가 설치되고, 녹색 빛 파장 전환층(352)의 상측에는 녹색 컬러 필터(362)가 설치된다. 빛 파장 전환층(350)이 설치되지 않은 청색 광에 대응하는 개구부(341)에는 청색 컬러 필터도 설치하지 않는다.
도 11에 도시된 엘이디 디스플레이장치(300')와 같이 빛 파장 전환층(350)과 컬러 필터(360)를 층상으로 적층하면, 빛 파장 전환층(350)에 의해 변환되지 않은 청색 광이 있는 경우 이를 컬러 필터(360)가 대응되는 색상의 광으로 변환하므로 상술한 실시예와 같이 빛 파장 전환층(350)만으로 청색 광을 변환시키는 경우보다 화질을 향상시킬 수 있다.
이하, 복수의 엘이디로 자외선 엘이디만을 사용하는 경우에 대해 설명한다.
도 12는 본 발명의 제4실시예에 의한 엘이디 디스플레이장치를 개념적으로 나타내는 도면이다.
도 12를 참조하면, 제4실시예에 의한 엘이디 디스플레이장치(400)는 복수의 엘이디(410), 제1마이크로 렌즈 어레이(420), 제2마이크로 렌즈 어레이(430), 및 광 흡수층(440)을 포함한다.
복수의 엘이디(410)로는 자외선(ultraviolet)을 방출하는 복수의 자외선 엘이디(UV LED)가 사용된다.
복수의 자외선 엘이디(410)의 상측으로는 제1마이크로 렌즈 어레이(420)와 제2마이크로 렌즈 어레이(430)가 순차로 설치된다. 제1 및 제2마이크로 렌즈 어레이(420,430)의 구조는 상술한 제1실시예에 의한 엘이디 디스플레이장치의 제1 및 제2마이크로 렌즈 어레이(120,130)와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
광 흡수층(440)은 제2마이크로 렌즈 어레이(430)의 표면에 형성되며, 복수의 제2마이크로 렌즈(431)에 대응하는 복수의 개구부(441)를 갖는다. 복수의 개구부(441)에는 빛 파장 전환층(450)이 형성된다. 구체적으로, 복수의 개구부(441)에는 자외선 엘이디(410)에서 방출된 자외선을 적색 광으로 변환할 수 있는 복수의 적색 빛 파장 전환층(451), 자외선을 녹색 광으로 변환할 수 있는 복수의 녹색 빛 파장 전환층(452), 및 자외선을 청색 광으로 변환할 수 있는 복수의 청색 빛 파장 전환층(453)이 마련된다. 예를 들면, 한 개의 개구부(441)에는 적색 빛 파장 전환층(451)이 설치되면, 인접한 다른 개구부(441)에는 녹색 빛 파장 전환층(452)이 설치되고, 인접한 다른 개구부(441)에는 청색 빛 파장 전환층(453)이 설치된다. 빛 파장 전환층(450)으로는 인광물질(phosphor), 양자점(quantum dot), 등이 사용될 수 있다.
이때, 한 개의 자외선 엘이디(410)에 대응하는 복수의 개구부(441), 즉 한 개의 자외선 엘이디(410)에서 방출되는 광이 통과하는 복수의 개구부(441)에는 동일한 빛 파장 전환층(450)을 설치할 수 있다. 예를 들면, 도 12에 도시된 바와 같이, 제1자외선 엘이디(410-1)에 대응하는 복수의 개구부(441-1)에는 자외선을 적색 광으로 변환할 수 있는 적색 빛 파장 전환층(451)이 설치되고, 제2자외선 엘이디(410-2)에 대응하는 복수의 개구부(441-2)에는 자외선을 녹색 광으로 변환할 수 있는 녹색 빛 파장 전환층(452)을 설치한다. 또한, 제3자외선 엘이디(410-3)에 대응하는 복수의 개구부(441-3)에는 자외선을 청색 광으로 변환할 수 있는 청색 빛 파장 전환층(453)을 설치한다. 이와 같이 구성하면, 한 개의 자외선 엘이디(410)를 제어하여 적색 광, 녹색 광, 및 청색 광의 세기를 각각 제어할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 본 실시예의 경우에는 제1마이크로 렌즈 어레이(420)와 제2마이크로 렌즈 어레이(430)는 자외선에 대해서만 설계하면 되므로, 광의 파장에 따른 렌즈 수차가 줄어들기 때문에 제1실시예에 의한 엘이디 디스플레이장치(100)의 경우보다 개구부(441)의 지름을 줄일 수 있다. 따라서, 반사 면적이 제1실시예에 의한 엘이디 디스플레이장치(100)의 반사 면적보다 줄어들므로, 반사율도 줄어들게 된다.
이하, 도 13을 참조하여, 제1마이크로 렌즈가 엘이디와 일체로 형성된 실시예에 대해 설명한다.
도 13은 본 발명의 제5실시예에 의한 엘이디 디스플레이장치를 개념적으로 나타내는 도면이다.
도 13을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 엘이디 디스플레이장치(500)는, 복수의 엘이디(510), 복수의 제1마이크로 렌즈(520), 제2마이크로 렌즈 어레이(530), 및 광 흡수층(540)을 포함한다.
복수의 엘이디(510)는 인쇄회로기판(511)의 상측에 설치되며, 다양한 영상정보를 표시할 수 있도록 동작한다. 복수의 엘이디(510)는 엘이디 디스플레이장치(500)가 칼라 영상을 디스플레이할 수 있도록 각각 복수의 적색 엘이디, 복수의 녹색 엘이디, 및 복수의 청색 엘이디를 포함할 수 있다.
복수의 제1마이크로 렌즈(520)는 복수의 엘이디(510) 각각의 상면에 형성된다. 구체적으로, 제1마이크로 렌즈(520)는 엘이디(510)의 몰딩을 엘이디(510)에서 방출되는 광을 광다발로 형성할 수 있는 렌즈로 형성한 것이다. 즉, 제1마이크로 렌즈(520)가 엘이디(510)와 일체로 형성되어 있으므로, 본 실시예의 경우에는 상술한 실시예와 달리 제1마이크로 렌즈 어레이가 필요하지 않다. 다시 말하면, 본 실시예에 의한 엘이디 디스플레이장치(500)의 경우에는, 복수의 엘이디(510) 상측에 엘이디(510)와 일체로 형성된 복수의 제1마이크로 렌즈(520)가 제1마이크로 렌즈 어레이로 기능하므로, 별도의 제1마이크로 렌즈 어레이는 필요하지 않다.
제2마이크로 렌즈 어레이(530)와 광 흡수층(540)은 상술한 제1실시예에 의한 엘이디 디스플레이장치(100)의 제2마이크로 렌즈 어레이(130) 및 광 흡수층(140)와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
도 13에 도시된 실시예에서는 복수의 엘이디(510)가 적색 엘이디, 녹색 엘이디, 청색 엘이디를 모두 포함하고, 광 흡수층(540)의 복수의 개구부(541)에는 컬러 필터나 빛 파장 전환층이 형성되지 않은 경우에 대해 설명하였다.
그러나, 엘이디(510)와 제1마이크로 렌즈(520)를 일체로 형성하는 구성은 상술한 제2 내지 제4실시예의 경우에도 동일하게 적용할 수 있다.
구체적으로, 백색 엘이디에 광다발을 만드는 제1마이크로 렌즈를 일체로 형성하는 경우에는, 광 흡수층의 복수의 개구부에는 컬러 필터가 설치된다. 또한, 청색 엘이디에 광다발을 만드는 제1마이크로 렌즈를 일체로 형성한 경우에는 광 흡수층의 복수의 개구부에는 빛 파장 전환층이 마련된다. 자외선 엘이디에 제1마이크로 렌즈를 일체로 형성한 경우에도 광 흡수층의 복수의 개구부에는 빛 파장 전환층이 마련된다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 의한 엘이디 디스플레이장치는 시청자와 마주하는 표면에서 외부 광을 반사하는 면적이 복수의 개구부의 총 면적이 되며, 복수의 개구부의 총 면적은 복수의 엘이디의 총 면적보다 작다. 따라서, 외부 광이 복수의 엘이디의 표면에 의해 반사되는 종래 기술에 의한 엘이디 디스플레이장치에 비해 반사율이 현저하게 줄어들게 된다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 의한 엘이디 디스플레이장치는 종래 기술에 의한 엘이디 디스플레이장치에 비해 명실 콘트라스트(contrast)가 향상된다.
이상에서 본 발명은 예시적인 방법으로 설명되었다. 여기서 사용된 용어들은 설명을 위한 것이며, 한정의 의미로 이해되어서는 안 될 것이다. 상기 내용에 따라 본 발명의 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서 따로 부가 언급하지 않는 한 본 발명은 청구범위의 범주 내에서 자유로이 실시될 수 있을 것이다.
1,100,200,300,400,500; 엘이디 디스플레이장치
5,110,210,310,410,510; 엘이디
3,111,211,311,411,511; 인쇄회로기판
120,120',220,320,420,520; 제1마이크로 렌즈 어레이
121,221; 제1마이크로 렌즈
122; 제1투명시트
130,130',230,330,430,530; 제2마이크로 렌즈 어레이
131,231,331,431,531; 제2마이크로 렌즈
132; 제2투명시트
140,240,340,430,540; 광 흡수층
141,241,341,441,541; 개구부
250,360; 컬러필터
350,450; 빛 파장 전환층

Claims (20)

  1. 인쇄회로기판에 설치되며, 다양한 영상정보를 표시하는 복수의 엘이디(Light Emitting Didode);
    상기의 복수의 엘이디의 상측에 설치되며, 상기 복수의 엘이디와 일대 일로 대응하는 복수의 제1마이크로 렌즈를 포함하고, 상기 복수의 제1마이크로 렌즈는 상기 복수의 엘이디 각각에서 나온 광을 광다발로 만들도록 형성된 제1마이크로 렌즈 어레이; 및
    상기 제1마이크로 렌즈 어레이의 상측에 설치되며, 상기 제1마이크로 렌즈 어레이에 형성된 복수의 제1마이크로 렌즈의 개수보다 많은 개수의 제2마이크로 렌즈를 포함하고, 상기 복수의 제2마이크로 렌즈 각각은 상기 제1마이크로 렌즈 어레이를 통과한 광을 집광시키도록 형성된 제2마이크로 렌즈 어레이;를 포함하며,
    상기 복수의 제2마이크로 렌즈는 상기 복수의 제1마이크로 렌즈를 마주하도록 상기 제2마이크로 렌즈 어레이의 일면에 형성되며, 상기 복수의 제2마이크로 렌즈 각각은 상기 복수의 제2마이크로 렌즈가 형성되지 않은 상기 제2마이크로 렌즈 어레이의 타면에 초점을 형성하는 것을 특징으로 하는 엘이디 디스플레이장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 제2마이크로 렌즈의 초점이 형성되는 상기 제2마이크로 렌즈 어레이의 면에 설치되며, 상기 복수의 제2마이크로 렌즈의 초점에 대응하는 복수의 개구부를 포함하는 광 흡수층;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 디스플레이장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 복수의 개구부에는 컬러 필터가 설치된 것을 특징으로 하는 엘이디 디스플레이장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 복수의 엘이디는 백색광을 방출하는 백색 엘이디(White LED)인 것을 특징으로 하는 엘이디 디스플레이장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 복수의 개구부에는 빛 파장 전환층이 형성된 것을 특징으로 하는 엘이디 디스플레이장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 복수의 엘이디는 청색광을 방출하는 청색 엘이디(Blue LED)를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 디스플레이장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 복수의 개구부에는 상기 빛 파장 전환층의 상측에 컬러 필터가 더 설치된 것을 특징으로 하는 엘이디 디스플레이장치.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 복수의 엘이디는 자외선을 방출하는 자외선 엘이디(Ultraviolet LED)를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 디스플레이장치.
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 빛 파장 전환층은 인광물질(phosphor) 또는 양자점(quantum dot)을 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 디스플레이장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 엘이디는 적색 엘이디, 녹색 엘이디, 및 청색 엘이디를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 디스플레이장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 엘이디는 적어도 한 개씩의 적색 엘이디, 녹색 엘이디, 및 청색 엘이디를 포함하는 엘이디 패키지를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 디스플레이장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2마이크로 렌즈 어레이의 복수의 제2마이크로 렌즈는 사각형 또는 육각형 형상으로 배치된 것을 특징으로 하는 엘이디 디스플레이장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1마이크로 렌즈 어레이는 상기 복수의 제1마이크로 렌즈가 형성되는 제1투명시트를 포함하며,
    상기 복수의 제1마이크로 렌즈는 상기 제1투명시트의 일면에 형성되고, 상기 복수의 엘이디는 상기 복수의 제1마이크로 렌즈가 형성된 상기 제1투명시트의 일면의 반대쪽 면에 설치되는 것을 특징으로 하는 엘이디 디스플레이장치.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1마이크로 렌즈 어레이의 복수의 제1마이크로 렌즈 각각은 상기 복수의 엘이디 각각의 상면에 상기 복수의 엘이디 각각과 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 엘이디 디스플레이장치.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2마이크로 렌즈 어레이는 상기 복수의 제2마이크로 렌즈가 형성되는 제2투명시트를 포함하며,
    상기 복수의 제2마이크로 렌즈는 상기 제1마이크로 렌즈 어레이를 향하도록 상기 제2투명시트의 일면에 형성되는 것을 특징으로 하는 엘이디 디스플레이장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 복수의 제2마이크로 렌즈의 초점은 상기 복수의 제2마이크로 렌즈가 형성된 상기 제2투명시트의 일면의 반대쪽 면에 형성되는 것을 특징으로 하는 엘이디 디스플레이장치.
  17. 인쇄회로기판에 설치되며, 다양한 영상정보를 표시하는 복수의 엘이디(Light Emitting Didode);
    상기의 복수의 엘이디의 상측에 설치되며, 상기 복수의 엘이디와 일대 일로 대응하는 복수의 제1마이크로 렌즈를 포함하고, 상기 복수의 제1마이크로 렌즈는 상기 복수의 엘이디 각각에서 나온 광을 광다발로 만들도록 형성된 제1마이크로 렌즈 어레이;
    상기 제1마이크로 렌즈 어레이의 상측에 설치되며, 상기 제1마이크로 렌즈 어레이에 형성된 복수의 제1마이크로 렌즈의 개수보다 많은 개수의 제2마이크로 렌즈를 포함하고, 상기 복수의 제2마이크로 렌즈 각각은 상기 제1마이크로 렌즈 어레이를 통과한 광을 집광시키도록 형성된 제2마이크로 렌즈 어레이; 및
    상기 제2마이크로 렌즈 어레이의 상측으로 상기 복수의 제2마이크로 렌즈의 초점이 형성되는 면에 설치되며, 상기 복수의 제2마이크로 렌즈의 초점에 대응하는 복수의 개구부를 포함하는 광 흡수층;을 포함하며,
    상기 복수의 제2마이크로 렌즈는 상기 복수의 제1마이크로 렌즈를 마주하도록 상기 제2마이크로 렌즈 어레이의 일면에 형성되며, 상기 복수의 제2마이크로 렌즈 각각은 상기 복수의 제2마이크로 렌즈가 형성되지 않은 상기 제2마이크로 렌즈 어레이의 타면에 초점을 형성하는 것을 특징으로 하는 엘이디 디스플레이장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 복수의 엘이디는 적색 엘이디, 녹색 엘이디, 및 청색 엘이디를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 디스플레이장치.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 복수의 개구부에는 복수의 적색 필터, 녹색 필터, 및 청색 필터가 설치되며,
    상기 복수의 엘이디는 백색광을 방출하는 백색 엘이디인 것을 특징으로 하는 엘이디 디스플레이장치.
  20. 제 17 항에 있어서,
    상기 복수의 개구부에는 빛 파장 전환층이 형성되며,
    상기 복수의 엘이디는 청색광을 방출하는 청색 엘이디(Blue LED) 또는 자외선을 방출하는 자외선 엘이디(UV LED)를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 디스플레이장치.
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