KR20060021065A - Ｌｅｄ를 이용한 조명장치와 이를 이용한 투사 표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 LED를 면광원으로 적용할 수 있도록 LED의 구조를 개선하여 고출력의 면광원을 구성하고, 이를 사용하여 소형화의 투사 표시장치에 관한 것이다. 본 발명은 기판과, 상기 기판 위에 편평한 면과 이 면 가장자리에 적어도 한 부분 이상이 소정 높이로 형성되어 양전극과 접합되는 p층과, 상기 p층의 편평한 면 위에 전기적 신호를 통해 빛을 발생하는 발광층과, 상기 발광층 위에 상기 소정 높이로 형성되는 p층과 동일한 높이로 형성되어 음전극과 접합되는 n층과, 상기 p층 및 n층과 접촉되어 양전극 및 음전극을 각각 제공하는 투명전극과, 상기 투명전극 하부에 형성되어 상기 발광층에서 발생되는 빛을 반사하는 반사층을 포함하여 구성되는 조명장치와, 이 조명장치를 이용하여 구성되는 것을 특징으로 하는 투사 표시장치를 제공한다.

조명장치, 투사형 표시장치, 광학계, LED, 면광원

Description

ＬＥＤ를 이용한 조명장치와 이를 이용한 투사 표시장치{lighting apparatus using LED and projection display system using it}

도 1 은 종래의 단판식 투사 표시장치의 구성을 나타낸 도면

도 2a는 일반적인 컬러휠의 순차적 색분리 방법을 나타낸 도면

도 2b는 도 2a의 순차적 색분리에 따른 색분리 신호의 시간 구성도를 나타낸 도면

도 3 은 일반적인 LED의 구조를 나타낸 도면

도 4(a)(b)는 종래의 LED 여러 개를 배열하여 면광원을 구성한 조명장치를 나타낸 사시도 및 상면도

도 5 는 본 발명에 따른 투사 표시장치의 구성도로 제 1 실시예를 나타낸 도면

도 6 은 본 발명에 따른 LED를 이용한 조명장치의 구성도를 나타낸 도면

도 7 은 본 발명에 따른 LED를 이용한 조명장치의 LED칩 구성 상세도를 나타낸 도면

도 8 은 본 발명에 따른 투사 표시장치의 구성도로 제 2 실시예를 나타낸 도면

도 9 는 본 발명에 따른 색분리 신호의 시간 구성도를 나타낸 도면

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

511, 512, 513 : LED 광원 520 : 합성프리즘

530 : 로드렌즈 540 : DOE

550 : 컬러휠 560 : 조명렌즈

570 : TIR 프리즘 580 : DMD

590 : 투사렌즈 610 : LED 칩

620 : LED 베이스 710 : LED 기판

720 : LED p층 730 : 발광층

740 : LED n층 750 : 투명전극

760 : 반사층 770 : 전기신호

780 : 반사경 811, 812, 813 : LED 면광원

820 : 합성프리즘 830 : 로드렌즈

840 : DOE 850 : 조명렌즈

860 : TIR 프리즘 870 : DMD

880 : 투사렌즈

본 발명은 LED를 3색의 면발광 광원으로 구성하고 3색을 합성하는 조명장치와, 이를 이용하여 투사 화면을 구현하는 투사 표시장치에 관한 것이다.

최근 대화면, 고화질 표시 장치는 가장 중요한 이슈(issue)중 하나로 떠오르고 있으며, 현재까지 이러한 대화면 디스플레이 장치로 개발되어 상용화 된 것에는 대표적으로 직시형 액정 디스플레이, 플라즈마 디스플레이, 프로젝션, 프로젝터 등이 있다.

도 1 은 종래의 단판식 투사 표시장치의 구성을 나타낸 도면으로, 도 1과 같이, 단판식 투사 표시장치는 램프(210), 집속 렌즈(220), 컬러휠(230), 로드(rod) 렌즈(240), 조명 렌즈(250), TIR 프리즘(261), DMD(280), 투사렌즈(270) 그리고 스크린(290)으로 구성된다.

이와 같이 구성된 단판식 투사 표시장치를 도 1을 참조하여, 그 동작을 설명하면 다음과 같다.

광원인 램프(210)에서 나온 백색광은 집속렌즈(220)에 의해 집속되어 컬러휠(230)에 입사한다.

이때, 상기 컬러휠(230)은 도 2a에 도시된 바와 같이 빠르게 회전하면서 백색광을 R, G, B 광으로 순차적으로 분해한다. 즉, 상기 컬러휠(230)의 회전에 따라서 램프(210)로부터의 백색광은 컬러휠(230)의 R, G, B 세 영역에 순차적으로 조사되게 되는데, 각 R, G, B 영역은 순차적으로 회전하면서 백색광에서 자신에 해당하는 파장 대역만을 투과시킨다.

따라서, 컬러휠(230)에서는 시간에 따라서 R, G, B 광이 순차적으로 출력되게 된다.

이어 상기 컬러휠(230)을 투과한 광은 로드(rod) 렌즈(240)에 입사되어 광분 포가 균일하게 된다.

그리고 상기 로드렌즈(240)에서 나온 광은 조명렌즈(250)에 의해 TIR 프리즘(261)에 입사한다.

이때, 상기 TIR 프리즘(261)은 두 개의 프리즘 블록이 접합되어 있고 그 경계면에 공기층(262)이 형성되어 있다. 따라서, 상기 TIR 프리즘(261)에 입사된 광은 TIR 프리즘(261)의 경계면에서 굴절률이 높은 프리즘에서 굴절률이 낮은 공기로 진행하므로 특정 각도 이상으로 입사되어 전반사가 있어난다.

이와 같이, 상기 TIR 프리즘(261)의 경계면에서 전반사된 광은 DMD(280)에 조사된다.

이때, 상기 DMD(280)는 미세한 거울이 배열되어 픽셀을 이루는 반사형 표시소자로서, 상기 DMD(280)에 조사된 빛은 DMD 패널(280)에 입력되는 영상 신호에 따라서 위상이 변조되어 영상정보가 담겨지게 된다.

이렇게 영상정보가 담겨진 광은 TIR 프리즘(261)과 투사렌즈(270)를 통과하여 스크린(290)에 투사되어 영상을 구현하게 된다.

이때, 상기 DMD(280)에 조사되는 광은 컬러휠(230)의 동작에 의해 R, G, B 색으로 순차적으로 조사되고 DMD(280)에서 구현하는 영상은 DMD에 조사되는 색의 광과 동일한 영상의 색 신호를 구현하여 정확한 컬러 영상을 구현하게 된다.

즉, 도 2b와 같이 상기 컬러휠(230)을 투과하는 광의 색은 영상신호의 한 화면을 구성하는 1/60초 동안 3분할되고, 상기 DMD에서 구현하는 영상 색신호와 동기시켜 동일하게 된다.

이와 같은 투사 표시장치에서는 광원으로 사용하는 램프의 전체 광을 사용하는 것이 아니고 컬러휠(230)의 R, G, B 필터에서 필요한 파장의 광만을 사용하므로 광 이용효율이 작게 되고 색재현에 제한이 있게 된다.

이를 해결하기 위해 투사 표시장치에서 사용되는 광원으로 램프 대신에 LED를 사용하는 방법이 연구되고 있다.

상기 LED는 전기적 신호에 의해 빛을 발광하는 소자로써 저전력 구동이 가능하여 소형 광부품과 표시 장치에 많이 사용되고 있다. 특히, 상기 LED는 발광하는 파장영역이 작으므로 색재현이 우수하고 소비전력이 작아 투사표시장치의 램프 대신 적용이 가능하다.

도 3 은 일반적인 LED의 구조를 나타낸 도면이다.

도 3과 같이, LED는 기판(110) 위에 n층(120)이 적층되고, 그 위에 발광층(130) 및 p층(140)이 순차적으로 적층된다.

그리고 상기 p층(140)에 양전극(150)이 접하여 (+) 전원에 연결되고 기판(110)에 음전극(16)이 접하여 (-)전원에 연결된다.

상기 양전극과 음전극에 전압을 가하면 전압차에 의해 전자가 이동하면서 발광층 내의 에너지 변화를 일으켜 빛을 내게 된다.

이렇게 상기 발광층(130)에서 발광된 빛은 사방으로 발산하고 광을 한쪽 방향으로 모으기 위해 반사경(170)을 주위에 두어 광을 반사시키고 집속 렌즈(180)에 의해 광이 집속되어 한쪽 방향으로 출력된다.

그런데, 이와 같이 구성되는 LED를 투사 표시장치의 광원으로 쓰기 위해서는 고출력의 광원이 필요한데 LED의 경우 출력이 작아서 하나의 LED로는 투사 표시장치에서 사용되기에는 충분하지 않다.

따라서, 투사 표시장치의 광원으로 사용할 정도의 고출력을 위해 도 4와 같이, 하나의 모듈로써 사용하거나 여러 개의 LED 모듈을 배열한 후 각각의 광을 모아서 사용한다.

도 4(a)(b)는 종래의 LED 여러 개를 배열하여 면광원을 구성한 조명장치를 나타낸 사시도 및 상면도이다.

도 4(a)(b)와 같이, 각각의 LED에서 발광되는 빛은 LED 모듈의 끝면에서 발광되는 것처럼 되어 면광원을 형성 할 수 있다.

그런데, 고출력의 광원을 위해 여러 개의 LED로 구성되는 LED 모듈은 그 크기가 커지게 된다.

왜냐하면, 도 4와 같이 각각의 LED는 전압을 인가하기 위한 구동 전극(430)의 연결 회로 배선 및 집속 렌즈(410)의 구성으로 인해 각각의 LED의 그 부피가 최소 1cm 정도의 크기를 가지고 있으며, 또한 이웃하는 LED와의 발광부와의 배열 간격의 거리(420)도 최소 5mm이하로 형성이 불가능하여 LED 모듈의 부피가 커지게 된다.

즉, 전체 LED의 크기 중 상기 연결 회로 배선 및 집속 렌즈가 차지하는 영역의 부피가 90%를 차지하고 있다.

따라서 단일 면적에 집속할 수 있는 LED의 수가 적어 한정된 면적에서 고출력의 광을 얻기 어렵고 LED 배열 사이에 간격이 많이 벌어져 광의 분포가 균일하지 않고 불규칙한 문제가 있다.

또한 각각의 LED에 전압을 인가하기 위한 연결 회로 배선이 복잡해지는 문제가 있다.

따라서, 옥외 전광판과 같이 대면적의 화면을 구성하고 멀리서 보는 경우에는 LED 모듈의 배열이 화면 표시에서 큰 문제가 되지 않으나 소형 표시소자의 광원에 적용하거나 가까운 거리에서 소형 화면을 표시하는 경우에는 광분포 불균일에 의한 문제가 발생되게 된다.

또한, R, G, B 각 색의 LED 면광원의 색을 합성하여 DMD와 같은 표시소자에 조사하기 위해서는 합성 광학계가 더욱 크고 복잡해지는 문제가 있어서, 이것은 투사 표시장치의 크기를 더욱 크게 만드는 원인이 된다.

결국 종래 방식의 LED는 면광원으로 적용하는데 이와 같은 문제들이 있어서 면광원 적용으로 소형화 가능한 투사 표시장치의 광원에 사용하기 어렵다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 LED를 면광원으로 적용할 수 있도록 LED의 구조를 개선하여 고출력의 면광원을 구성하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 LED를 이용한 고출력의 면광원을 사용하여 소형화의 투사 표시장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 기판과, 상기 기판 위에 편평한 면 과 이 면 가장자리에 적어도 한 부분 이상이 소정 높이로 형성되어 양전극과 접합되는 p층과, 상기 p층의 편평한 면 위에 전기적 신호를 통해 빛을 발생하는 발광층과, 상기 발광층 위에 상기 소정 높이로 형성되는 p층과 동일한 높이로 형성되어 음전극과 접합되는 n층과, 상기 p층 및 n층과 접촉되어 양전극 및 음전극을 각각 제공하는 투명전극과, 상기 투명전극 하부에 형성되어 상기 발광층에서 발생되는 빛을 반사하는 반사층을 포함하여 구성되는 조명장치를 제공한다.

그리고 상기 반사층과 둔각을 이루도록 형성되어 상기 발광층에서 발생되는 빛을 기판 쪽으로 진행되도록 반사시키는 반사경을 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 구성되는 LED칩 다수개를 LED 베이스를 이용하여 수평, 수직 방향으로 소정 간격으로 배열하여 상기 LED칩에서 발생되는 빛이 면발광되도록 면 구조로 구성되는 것이 바람직하다.

이때, 상기 다수개의 LED칩은 영상신호의 한 화면을 구성하는 동기 신호 동안 분할되어 적색, 녹색, 청색광을 순차적으로 발광하는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 실시 형태에 의하면, 본 발명은 상기와 같이 구성되는 조명장치와, 상기 조명장치에서 출사되는 광을 합성하는 합성프리즘과, 상기 합성프리즘에서 합성된 광을 집속시키고 편광을 일정한 면적으로 광을 발생하는 조명계와, 상기 조명계로부터 출사되는 광을 영상신호에 따라 분리/변조/합성하여 영상을 표시하는 광학계와, 상기 광학계로부터의 영상을 확대 투사시키는 투사렌즈계를 포함하여 구성되는 투사 표시장치를 제공한다.

이때, 상기 조명계는 판형의 렌즈로 구성되어 상기 합성프리즘에서 합성된 광의 방사각을 줄이는 DOE를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 목적, 특성 및 이점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.

이하 상기의 목적으로 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

도 5 는 본 발명에 따른 투사 표시장치의 구성도로 제 1 실시예를 나타낸 도면이다.

도 5와 같이, R, G, B 광을 내는 다수개의 LED 면광원(511)(512)(513)과, 각 색의 LED 면광원(511)(512)(513)을 합성하는 합성프리즘(520)과, 상기 합성프리즘(520)에 의해 합성된 백색광의 광분포를 균일하게 만드는 로드렌즈(530)와, 상기 로드렌즈(530)에 접합되어 진행하는 광의 각도를 변경시키는 DOE(540)와, 상기 로드렌즈(530)에서 출사된 광의 색을 분리하는 컬러휠(550)과, 상기 컬러휠(550)을 투과한 광을 모아주는 조명렌즈(560)와, 입사된 광을 전반사시키는 TIR 프리즘(570)과, 영상신호에 의해 광량을 변조하여 영상을 표시하는 DMD(580)와, 영상을 확대 투사시키는 투사렌즈(590)로 구성된다.

이때, 상기 LED 면광원(511)(512)(513)은 도 6과 같이 얇은 판형의 LED 베이스(620)에 각각의 LED 칩(610)이 수평, 수직 방향으로 규칙적으로 배열하여 면 구조를 이루도록 구성하여 면상에서 균일한 분포의 광이 면발광하게 되고, 상기 LED 베이스(620) 내부는 반사경(780)으로 구성된다.

상기 LED 면광원의 구성에 대해 도 7을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 7과 같이, LED 기판(710)위에 LED p층(720)이 위치하고 그 위에 LED 발광층(730)과 LED n층(740)이 적층되어 위치한다.

이때, 상기 LED 기판(710)은 투명한 재질을 사용하여 빛이 투과할 수 있도록 하고, 상기 LED p층(720) 가장자리의 한 부분을 LED n층(740)의 높이와 같도록 구성한다.

이어, 이와 같이 순차적으로 적층된 LED칩을 거꾸로 뒤집어 투명전극(750)에 접합한다. 이때, 상기 LED p층(720)과 LED n층(740)은 각각 투명전극(750)의 양전극 패턴과 음전극 패턴에 각각 접촉하게 되어 서로 전기가 통할 수 있게 된다.

다음으로 상기 투명전극(750) 아래에 금속 코팅이 된 반사층(760)을 접합한다.

그리고 마지막으로 상기 반사층(760)에 전기신호(770)를 연결하여 입력된 전기신호에 의해 LED의 p층(720)과 n층(740)에서 전압차가 생겨 LED 발광층(730)에서 빛이 발생하게 된다.

이렇게 상기 LED 발광층(730)에서 발광된 빛은 사방으로 발산하게 되는데, 상기 LED p층(720) 방향으로 발광한 빛은 투명한 LED 기판(710)을 투과하여 진행한다.

한편, LED n층(740) 방향으로 발광한 빛은 투명전극(750)을 투과하여 진행하고 반사층(760)에서 반사되어 반대방향으로 진행하게 되어 LED 기판(710)을 투과하 여 출사된다.

결국, LED 칩에서 발광된 빛은 LED 기판(710) 방향으로 출사하게 된다.

이렇게 상기 LED 칩에서 출사된 광은 반사경(780)에서 반사되어 특정한 각도 내의 광으로 진행하게 된다.

이때, 상기 반사경(780)은 이웃한 LED칩과 공용하여 사용할 수 있고 확장되어 LED 베이스(620)를 이루게 된다. 그리고 상기 LED 칩은 p층의 전극과 n층의 전극이 모두 같은 방향으로 배치되고 LED 베이스(620)에 접합 연결되는 것이 바람직하다.

이에 따라, 종래의 LED의 경우 전체 부피의 90%를 차지하는 전극간 배선 및 집속렌즈 등을 제거함으로서, 종래 하나의 LED 크기가 최소 1cm 이던 것을, 본 발명에 따른 도 7과 같이 LED를 구성함으로써, LED의 크기를 200㎛로 1/5정도의 크기로 줄일 수 있게 된다.

이때, 상기 출사되는 LED 광의 출력과 출사 각도는 반사경(780)과 LED 베이스(620)의 형상을 관계에 따라 조정될 수 있다.

이와 같이, LED 칩을 배열하여 면광원을 구성하면 단일 면적에 집적할 수 있는 LED 칩의 수가 기존의 LED 모듈보다 월등히 많아 고출력의 광을 얻을 수 있고 LED 사이의 간격이 작아 균일한 분포의 출사광을 얻을 수 있게 된다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 LED 면광원을 이용한 투사 표시장치의 동작을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 5와 같이, R, G, B LED 면광원(511)(512)(513)은 각각의 색의 광을 출사 한다. 이때, 각각의 LED 면광원(511)(512)(513)에서 출사된 광은 합성프리즘(520)에서 백색광으로 합성되어 한 방향으로 진행한다.

이때, 상기 합성프리즘(520)은 빛의 경로를 바꿔주는 역할을 하는 것으로 청색 반사, 녹색 및 적색 투과 코팅으로 청색광은 반사시키고 녹색광과 적색광을 투과시키는 다이크로익 코팅면과, 적색 반사, 녹색 및 청색 투과 코팅으로 적색광은 반사시키고 녹색광과 청색광을 투과시키는 다이크로익 코팅면이 각각 45도 각도로 X자 형태로 구성된다.

이에 따라, 상기 각각이 LED 면광원(511)(512)(513)에서 출사되는 각 색의 광이 합성프리즘(520)으로 서로 수직하게 입사되어 한 방향으로 합성된다.

즉, R 광은 합성프리즘(520)에 입사되어 45도 반사면에서 반사되어 합성프리즘(520)의 출사부로 진행한다. 그리고 G 광은 합성프리즘(520)에 입사되어 45도 반사면을 그대로 투과하여 출사부로 진행한다. 마지막으로 B 광은 합성프리즘(520)에 입사되어 45도 반사면에서 반사되어 합성프리즘(520)의 출사부로 진행한다.

이러한 합성프리즘(520)의 대표적인 예로 X-cube 프리즘이 있다.

이와 같이 상기 LED 면광원(511)(512)(513)에서 출사되어 합성프리즘(520)에서 합성된 광은 로드렌즈(530)에 입사된다.

이때, 상기 로드렌즈(530)의 입사부에 회절렌즈(Diffraction Optical Element : DOE)(540)가 접합되어 있어서 상기 DOE(540)를 투과한 광이 상기 로드렌즈(530)에 특정한 각도로 입사되게 된다. 여기서 상기 DOE(540)는 판형의 렌즈로써 일반적인 집속렌즈와 같은 역할을 하나 집속렌즈를 줄여 작은 크기로 만들고 있다.

즉, 상기 LED 면광원(511)(512)(513)에서 출사된 광은 특정한 각도의 방사각으로 출사되어 진행되므로 광원으로부터 멀어질수록 광 단면적의 크기가 커지게 된다. 이렇게 큰 단면적의 광을 모두 수용하기 위해서는 큰 로드렌즈(530)가 필요하게 되는데 이것은 전체 시스템의 크기를 크게 만드는 원인이 된다.

따라서, 광의 방사각을 줄이기 위해 집속렌즈를 쓰게 되는데, 이렇게 집속렌즈를 사용하게 되는 경우는 상기 집속렌즈가 위치하는 공간과 거리가 추가로 필요하게 되므로 이 또한 시스템의 전체 크기를 크게 만드는 원인이 된다.

따라서, 본원발명과 같이 회절렌즈(DOE)(840)를 적용하면 종래의 집속렌즈와 동일한 효과를 갖도록 광의 방사각을 줄이면서도, 집속렌즈가 위치하는 공간과 거리가 필요하지 않아서 보다 작은 크기의 로드렌즈(830)를 사용할 수 있고, 아울러 전체 투사 표시장치에 따른 시스템을 더욱 작게 구성할 수 있게 된다.

이와 같이 상기 DOE(840)를 투과하여 특정한 각도로 로드렌즈(830)로 입사된 광은 상기 로드렌즈(830) 내에서 불규칙한 반사에 의해 출사되는 광의 광분포가 균일하게 된다.

이렇게 상기 로드렌즈(830)에서 출사한 광은 컬러휠(550)에 의해 순차적으로 R, G, B 광으로 분리된다. 그리고 각 분리된 색의 광은 조명렌즈(560)에 의해 집속되어 TIR 프리즘(570)에 입사된다.

이어 상기 TIR 프리즘(570)을 통과하는 광은 굴절률이 큰 매질에서 굴절률이 작은 공기로 진행하므로 TIR 프리즘(570)의 경계면에서 전반사된다. 그리고 상기 TIR 프리즘(570)에서 전반사된 광은 DMD(580)에 조사된다.

다음으로 상기 DMD(580)는 영상신호에 의해 반사광의 광량을 변조하여 영상을 표시한다. 이때 상기 컬러휠(550)을 순차적으로 투과한 R, G, B 광이 DMD(580)에 순차적으로 조명이 되면, 상기 DMD(580)는 해당 색과 동일한 영상 색신호를 표시하여 정확한 컬러영상을 구현하게 된다.

이렇게 상기 DMD(580)에서 구현된 영상은 TIR 프리즘(570)을 투과하고 투사렌즈(590)에 의해 확대 투사되어 스크린(미도시)에 화면을 구현하게 된다.

도 8 은 본 발명에 따른 투사 표시장치의 구성도로 제 2 실시예를 나타낸 도면이다. 도 8을 참조하여 제 2 실시예에 따른 내용을 상세히 설명하면 다음과 같다.

이때, 본 제 2 실시예의 기본적인 구성은 상술한 제 1 실시예와 동일하다. 다만, 본 제 2 실시예에서는 상술한 제 1 실시예와는 달리 컬러휠(550)을 대체하여 LED 면광원(511)(512)(513)의 순차적 온(on)/오프(off)로 색분리를 하여 투사표시장치를 구성하고 있다.

즉, 도 8과 같이 제 1 실시예에서의 컬러휠(550)을 대체하여 LED 면광원(811)(812)(813)의 순차적 온(on)/오프(off)로 색분리를 하여 투사 표시장치를 구성하고 있다.

이 경우 상기 R, G, B LED 면광원(811)(812)(813)은 항상 온 상태가 아니고 영상신호에 맞추어 순차적으로 온(on)/오프(off) 되어 DMD(870)에 조사된다.

즉, 상기 DMD(870)의 R 색신호에 R LED만 켜고 G, B LED는 끄며 DMD의 G 색신호에 G LED만 켜고 R, B LED는 끈다.

이러한 순차적 색신호는 도 9에서 시간 구성도로 나타내고 있다.

즉, 도 9와 같이 각각의 R, G, B LED 면광원(811)(812)(813)에서 영상신호의 한 화면을 구성하는 동기 신호인 1/60초 동안 3분할되어 순차적으로 발광되고, 이는 상기 DMD(870)에서 구현하는 영상 색신호와 동기시켜 동일하게 된다.

본 발명을 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 첨부된 청구범위에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명이 속한 분야의 통상의 지식을 가지 자에 의해 변형이 가능하고 이러한 변형은 본 발명의 범위에 속한다.

상기에서 설명한 본 발명에 따른 LED를 이용한 조명장치와 이를 이용한 투사 표시장치의 효과를 설명하면 다음과 같다.

첫째, 고출력, 고집적의 LED 면광원을 구현할 수 있다.

둘째, 투사표시장치의 표시소자의 광원으로 적용하고 광학계를 간단히 구성하여 시스템을 소형화할 수 있다.

Claims (9)

1. 기판과,

   상기 기판 위에 편평한 면과 이 면 가장자리에 적어도 한 부분 이상이 소정 높이로 형성되어 양전극과 접합되는 p층과,

   상기 p층의 편평한 면 위에 전기적 신호를 통해 빛을 발생하는 발광층과,

   상기 발광층 위에 상기 소정 높이로 형성되는 p층과 동일한 높이로 형성되어 음전극과 접합되는 n층과,

   상기 p층 및 n층과 접촉되어 양전극 및 음전극을 각각 제공하는 투명전극과,

   상기 투명전극 하부에 형성되어 상기 발광층에서 발생되는 빛을 반사하는 반사층을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 조명장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 반사층과 둔각을 이루도록 형성되어 상기 발광층에서 발생되는 빛을 기판 쪽으로 진행되도록 반사시키는 반사경을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 조명장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 1 항과 같이 구성되는 다수개의 LED칩과,

   상기 다수개의 LED칩을 수평, 수직 방향으로 소정 간격으로 배열하여 상기 LED칩에서 발생되는 빛이 면발광되도록 면 구조로 형성하는 LED 베이스를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 조명장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 LED칩과 LED 베이스 사이에 상기 LED칩에서 발생되는 빛을 일 방향으로 진행되도록 반사시키는 반사경을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 조명장치.
5. 제 3 항에 있어서,

   상기 LED칩은 200㎛ 이하의 크기로 구성되는 것을 특징으로 하는 조명장치.
6. 제 3 항에 있어서,

   상기 다수개의 LED칩은 영상신호의 한 화면을 구성하는 동기 신호 동안 분할되어 적색, 녹색, 청색광을 순차적으로 발광하는 것을 특징으로 하는 조명장치.
7. 상기 제 1 항 또는 제 3 항과 같이 구성되는 조명장치와,

   상기 조명장치에서 출사되는 광을 합성하는 합성프리즘과,

   상기 합성프리즘에서 합성된 광을 집속시키고 편광을 일정한 면적으로 광을 발생하는 조명계와,

   상기 조명계로부터 출사되는 광을 영상신호에 따라 분리/변조/합성하여 영상 을 표시하는 광학계와,

   상기 광학계로부터의 영상을 확대 투사시키는 투사렌즈계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 투사 표시장치.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 조명계는 판형의 렌즈로 구성되어 상기 합성프리즘에서 합성된 광의 방사각을 줄이는 회절렌즈(DOE)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 투사 표시장치.
9. 제 7 항에 있어서,

   상기 조명계에서 출사한 광을 순차적으로 R, G, B 광으로 분리하는 컬러휠을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 투사 표시장치.

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