KR101078110B1 - 16×24 매트릭스 발광다이오드 전광판 모듈 및 이를 이용한 발광다이오드 전광판 - Google Patents

16×24 매트릭스 발광다이오드 전광판 모듈 및 이를 이용한 발광다이오드 전광판 Download PDF

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Abstract

본 발명의 발광다이오드 전광판 모듈은 발광다이오드 패널이 16×24의 화소로 구성된 매트릭스로 이루어지고, 적어도 두개의 최외곽의 화소는 제1색, 제2색 및 제3색 발광다이오드를 포함하며, 내부 화소는 제1색 및 제2색의 발광다이오드로 이루어지고, 구동부는 최외곽의 화소와 내부 화소의 제1색 및 제2색 발광다이오드를 구동하는 제1구동부와, 최외곽의 화소의 제3색 발광다이오드를 구동하는 제2구동부로 이루어지고, 제1구동부는 3비트의 바이너리 입력 데이타를 8개의 개별적인 어드레스 신호로 변환하는 어드레스 드라이버와, 클락 신호, 아웃 이네이블 신호, 래치신호 및 데이터 라인 신호를 입력받아 데이터 신호를 출력하는 6개의 16채널 데이터 드라이버로 이루어지며, 제2구동부는 전원부, 정전압 조절부 및 스위치부로 이루어진 것을 특징으로 한다. 본 발명의 발광다이오드 전광판 모듈은 16채널 엘이디 드라이버의 사용 개수만을 증가시켜 16×24 매트릭스의 모듈을 구현할 수 있으므로 하나의 모듈에서 한글을 2단으로 표시할 수 있고, 매트릭스의 최외곽 화소에 테두리를 형성할 별도의 발광다이오드를 형성함으로서 적색, 녹색 및 청색이 조합에 의하여 다양한 색으로 테두리를 형성할 수 있다.

Description

16×24 매트릭스 발광다이오드 전광판 모듈 및 이를 이용한 발광다이오드 전광판{16×24 LED matrix display module and LED display board using the same}
본 발명은 발광다이오드 전광판 모듈에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 매트릭스 형태로 구성된 복수개의 발광다이오드의 온-오프를 제어하여 글자나 기호를 표시하거나, 잔상효과를 이용하여 글자나 기호를 움직이는 영상으로 구현할 수 있는 발광다이오드 전광판 모듈에 관한 것이다.
전광판은 다양한 정보를 정지 또는 동영상의 형태로 표시하는 디스플레이 장치로서 사람의 이동이 빈번한 실내 공간이나 건물의 외벽 등에 설치되어 문자, 숫자 및 기호 등으로 이루어진 각종 정보를 표시하여 광고 및 홍보를 위한 용도로 널리 이용되고 있다. 초창기의 전광판은 백열전구나 형광등을 광원으로 이용하였으나 전력의 소모가 심하고, 다양한 형태의 정보를 표시하는데 한계를 가지고 있었다. 최근에는 플라즈마 디스플레이 패널(plasma display panel, PDP) 또는 액정디스플레이 장치(liquid crystal display)와 같은 평판디스플레이 장치를 이용한 전광판도 등장하고 있으나, 대형화에 한계를 가지고 있으며, 야외에 설치하는 경우 내구성에 문제가 발생하는 등 전광판의 용도로 이용하는데 부적합한 점을 가지고 있다. 따라서, 현재 발광다이오드를 이용한 전광판이 가장 널리 이용되고 있는데, 발광다이오드를 이용한 전광판은 모듈의 연결에 의하여 용이하게 대형화가 가능하고, 전력 소모도 적어 가장 경쟁력 있는 전광판의 형태로 인정받고 있다.
발광다이오드(light emitting diode, LED)는 반도체 물질에 전류를 흘리면 전자와 정공이 결합하며 빛이 발생하는 원리를 이용한 발광소자의 일종인데, 저전압에서 구동할 수 있고, 소비전력이 낮으며, 수명이 긴 장점을 가지고 있다. 발광다이오드를 이용한 전광판은 기판에 매트릭스(matrix) 형태로 발광다이오드를 배열하고 외부 구동회로를 이용하여 각각의 발광다이오드의 온-오프를 제어하여 정보를 표시한다. 발광다이오드 전광판은 기본 매트릭스로 적당한 모듈을 구성하며, 복수개의 모듈을 서로 연결하여 대형화할 수 있다.
발광다이오드 전광판의 모듈은 16×16 매트릭스 형태가 가장 많이 사용되고 있다. 도 1은 종래의 16×16 매트릭스 형태의 발광다이오드 전광판 모듈을 도시한 것이다. 도 1을 참조하면, 기판(100)에 16×16 매트릭스 형태의 화소가 형성되어 있다. 각각의 화소에는 적색 발광다이오드(101) 및 녹색 발광다이오드(102)가 인접하여 형성되고, 적색, 녹색 및 황색의 3색 구현이 가능하다. 발광다이오드 전광판의 모듈은 외부의 구동회로에 의하여 각각의 발광다이오드가 온-오프되며 정보가 표시된다. 콘트롤러에서는 컴퓨터나 리모콘을 통하여 입력된 정보를 디지털 신호로 변환하여 구동회로로 신호를 전달하고, 구동회로에서는 각각의 발광다이오드에 시차를 형성하며 온-오프 신호를 인가하게 된다. 도 2는 종래의 적색 및 녹색 발광다이오드를 16×16 매트릭스 형태로 배열한 전광판 모듈의 구동회로부를 도시한 블록도이다. 도 2를 참조하면, 3 투 8 라인 디코더(3 to 8 line decoder)는 3비트의 바이너리 입력 데이타를 8개의 개별적인 어드레스 신호로 변환하여 매트릭스의 16행 중 2개의 행을 선택하도록 하고, 16채널 엘이디 드라이버는 클락(clock) 신호에 맞춰 입력되는 적색 및 녹색 입력데이터를 16비트로 변환하여 3 투 8 라인 디코더에 의해 선택된 행에 해당하는 열을 선택하도록 하며, 3 투 8 라인 디코더 및 드라이버와 16채널 엘이디 드라이버에 의해 선택된 행과 열에 따른 신호를 발광다이오드 패널에 인가한다. 다만, 상기와 같은 종래의 16×16 매트릭스 형태의 발광다이오드 전광판 모듈은 한글의 경우 하나의 모듈에서 하나의 글자를 초과하여 구현하기 어려우므로 한글을 2단으로 표시하기 위해서는 반드시 모듈을 세로방향으로 연결하여야 하는 문제점을 가지고 있으며, 한자와 일본어의 경우도 이와 동일한 문제점을 가지고 있다. 또한, 아랍어, 태국어 및 베트남어 등은 16×16의 매트릭스 형태에서는 화소의 개수가 모자라서 글자를 구현하는 것이 어려우므로, 16×16 모듈을 2단으로 연결하여 사용하고 있다.
발광다이오드 전광판은 광고나 홍보를 위한 정보 표시의 용도로 많이 이용되고 있으므로 시인성이 높을 것이 요구된다. 전광판의 시인성을 높이기 위한 방법으로는 발광소자의 휘도를 높이거나 전광판을 대형화하는 방법 등이 이용될 수 있는데, 표시부의 외곽에 테두리를 형성하는 방법도 시인성을 높이는 방법이 될 수 있다. 도 3a는 전광판의 시인성을 높이기 위하여 외곽에 테두리를 형성한 종래의 발광다이오드 전광판 모듈을 도시한 것이다. 도 3a를 참조하면, 기판(200) 위에 16×16 매트릭스 형태로 적색 발광다이오드(201) 및 녹색 발광다이오드(202)가 화소를 이루고 있고, 기판(200)의 외곽부에 별도의 발광다이오드(203)가 테두리를 형성하고 있다. 이때, 외곽부의 발광다이오드(203)는 모듈의 상변, 하변 및 좌변에 형성되어 있고 우변에는 형성되어 있지 않다. 이는 복수개의 모듈을 연결한 경우에 전광판 전체의 테두리를 형성할 수 있도록 하기 위함인데, 도 3b를 참조하면 보다 명확히 이해할 수 있다. 도 3b는 외곽에 테두리를 형성한 종래의 발광다이오드 전광판 모듈을 복수개로 연결한 전광판을 도시한 것이다. 도 3b를 참조하면, 3개의 모듈(M 1, M 2, M 3)이 가로 방향으로 서로 연결되어 전광판을 구성하고 있다. 이때, M 1 모듈은 상변, 하변 및 좌변에, M 2 모듈은 상변과 하변에, M 3 모듈은 상변, 하변 및 우변에 테두리가 형성되어 있고, 이러한 모듈의 테두리들은 전광판의 전체 테두리를 형성할 수 있게 된다. 도면에서는 3개의 모듈을 연결한 것을 도시하였지만, 모듈의 연결 개수와 연결 형태는 다양하게 변화될 수 있고, 이에 따라 모듈의 테두리 화소는 더욱 다양한 형태로 구성되어야 한다. 이와 같이, 전광판의 시인성을 높이기 위하여 외곽에 테두리를 형성한 종래의 발광다이오드 전광판 모듈은 모듈이 연결되는 위치에 따라 서로 다른 위치에 테두리를 형성하여야 하므로 모듈의 형태에 따른 종류가 많아지고, 각 모듈의 가로 길이와 세로 길이도 일치하지 않으므로 기판의 면적도 변화시켜야 하므로 모듈제조의 효율성이 낮아지는 단점을 가지고 있다. 또한, 이러한 종래의 모듈에서는 발광다이오드(203)가 단색만을 표시한 뿐이므로 시인성을 향상시키는데 한계를 가지고 있다.
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 16채널 엘이디 드라이버를 이용하여 하나의 모듈에서 2단으로 한글을 표시할 수 있고, 매트릭스를 구성하는 발광다이오드만을 이용하여 간편하게 테두리를 형성함으로써 시인성을 향상시킨 발광다이오드 전광판 모듈을 제공하는 것이다.
본 발명은 상기 첫 번째 과제를 달성하기 위하여, 복수개의 화소가 매트릭스로 형성된 발광다이오드 패널, 발광다이오드 패널에 특정 패턴을 표시하기 위하여 각각의 발광다이오드에 신호를 인가하는 구동부, 특정 패턴을 구현하기 위한 신호를 입력받아 디지털 신호로 변환하여 구동부에 인가하는 콘트롤부 및 구동부와 콘트롤부에 전원을 제공하는 전원부를 포함하고, 이때 발광다이오드 패널은 16×24의 화소로 구성된 매트릭스로 이루어지고, 적어도 두 개의 최외곽의 화소는 제1색, 제2색 및 제3색 발광다이오드를 포함하며, 내부 화소는 제1색 및 제2색의 발광다이오드로 이루어지고, 구동부는 최외곽의 화소와 내부 화소의 제1색 및 제2색 발광다이오드를 구동하는 제1구동부와, 최외곽의 화소의 제3색 발광다이오드를 구동하는 제2구동부로 이루어지고, 제1구동부는 3비트의 바이너리 입력 데이타를 8개의 개별적인 어드레스 신호로 변환하는 어드레스 드라이버와, 클락 신호, 아웃 이네이블 신호, 래치신호 및 데이터 라인 신호를 입력받아 데이터 신호를 출력하는 6개의 16채널 데이터 드라이버로 이루어지며, 제2구동부는 전원부, 정전압 조절부 및 스위치부로 이루어진 것을 특징으로 하는 발광다이오드 전광판 모듈을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 최외곽 화소는 제1색, 제2색 및 제3색 발광다이오드로 이루어지고, 제1행의 제2열 내지 제15열 화소들, 제24행의 제2열 내지 제15열 화소들, 제1열의 제2행 내지 제23행 화소들 및 제16열의 제2행 내지 제23행 화소들의 제3색 발광다이오드들은 전기적으로 연결되며, 제1행의 제1열 화소, 제1행의 제16열 화소, 제24행의 제1열 화소, 제24행의 제16열 화소, 제1행의 제2열 내지 제15열 화소들, 제24행의 제2열 내지 제15열 화소들, 제1열의 제2행 내지 제23행 화소들 및 제16열의 제2행 내지 제23행 화소들의 제3색 발광다이오드들에 각각 연결된 8개의 테두리 형상 조절 스위치를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 제1행의 제1열 화소, 제1행의 제16열 화소, 제24행의 제1열 화소, 제24행의 제16열 화소는 1개의 제1색 발광다이오드, 1개의 제2색 발광다이오드 및 2개의 제3색 발광다이오드로 이루어지고, 제1행의 제1열 화소에 포함된 2개의 제3색 발광다이오드들은 각각 상변 최외곽 화소들의 제3색 발광다이오드 및 좌변 최외곽 화소들의 제3색 발광다이오드와 연결되고, 제1행의 제16열 화소에 포함된 2개의 제3색 발광다이오드들은 각각 상변 최외곽 화소들의 제3색 발광다이오드 및 우변 최외곽 화소들의 제3색 발광다이오드와 연결되고, 제24행의 제1열 화소에 포함된 2개의 제3색 발광다이오드들은 각각 하변 최외곽 화소들의 제3색 발광다이오드 및 좌변 최외곽 화소들의 제3색 발광다이오드와 연결되고, 제24행의 제16열 화소에 포함된 2개의 제3색 발광다이오드들은 각각 하변 최외곽 화소들의 제3색 발광다이오드 및 우변 최외곽 화소들의 제3색 발광다이오드와 연결되고, 좌변 최외곽 화소, 우변 최외곽 화소, 상변 최외곽 화소 및 하변 최외곽 화소에 각각 연결된 4개의 테두리 형상 조절 스위치를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 발광다이오드 전광판 모듈은 16채널 엘이디 드라이버의 사용 개수만을 증가시켜 16×24 매트릭스의 모듈을 구현할 수 있으므로 하나의 모듈에서 한글을 2단으로 표시할 수 있고, 따라서 한글을 2단으로 표시하기 위한 모듈의 개수를 감소시켜 비용을 절감할 수 있다. 또한, 본 발명의 발광다이오드 전광판 모듈은 매트릭스의 최외곽 화소에 테두리를 형성할 별도의 발광다이오드를 형성함으로서 적색, 녹색 및 청색이 조합에 의하여 다양한 색으로 테두리를 형성하여 시인성을 현저히 높일 수 있고, 테두리를 형성하는 발광다이오드가 매트릭스 화소 내에 형성되므로 동일한 형태의 모듈을 연결하여 테두리의 연결이 이루어지도록 할 수 있으며, 테두리를 형성할 별도의 발광다이오드는 정전압 조절부와 스위치부만으로 구성된 구동부로 제어할 수 있으므로 최소의 비용으로 전광판 모듈의 시인성을 향상시킬 수 있다. 나아가, 본 발명의 발광다이오드 전광판 모듈은 테두리를 형성하는 발광다이오드가 병렬로 연결되므로 하나의 발광다이오드에서 불량이 발생하는 경우에도 다른 발광소자의 온-오프에 영향을 미치지 않는 장점을 가진다.
또한, 본 발명의 발광다이오드 전광판 모듈은 테두리 형상 조절 스위치를 구비하고 있어서, 복수개의 모듈을 연결하여 전광판을 제조하는 경우에 테두리 형상 조절 스위치만을 간단히 조작하여 전체 전광판의 테두리를 구현할 수 있으며, 모서리 화소에 2개의 제3색 발광다이오드를 형성한 경우에는 테두리 형상 조절 스위치의 개수를 4개로 감소시킬 수 있고 모서리 화소의 휘도를 높여 시인성을 보다 높이는 효과를 가진다.
도 1은 종래의 16×16 매트릭스 형태의 발광다이오드 전광판 모듈을 도시한 것이다.
도 2는 종래의 적색 및 녹색 발광다이오드를 16×16 매트릭스 형태로 배열한 전광판 모듈의 구동회로부를 나타낸 블록도이다.
도 3a와 도 3b는 전광판의 시인성을 높이기 위하여 외곽에 테두리를 형성한 종래의 발광다이오드 전광판 모듈과 복수개의 모듈을 연결한 전광판을 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 일 구현예에 따른 발광다이오드 패널의 매트릭스 배열을 도시한 것이다.
도 5는 테두리 화소가 형성된 발광다이오드 전광판 모듈의 구동부를 나타낸 블록도이다.
도 6은 테두리 화소에 형성된 발광다이오드를 구동하는 구동회로를 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 일 구현예에 따라 테두리 화소가 형성된 16×24 매트릭스 모듈의 구동부를 나타낸 블록도이다.
도 8은 본 발명의 일 구현예에 따라 3개의 발광다이오드 전광판 모듈 3개가 가로방향으로 연결된 형태의 전광판을 도시한 것이다.
도 9는 본 발명의 일 구현예에 따라 테두리 형상 조절 스위치를 포함하는 발광다이오드 전광판 모듈의 제2구동부를 도시한 것이다.
도 10은 본 발명의 일 구현예에 따라 모서리 화소에 2개의 청색 발광다이오드가 형성된 발광다이오드 전광판 모듈을 도시한 것이다.
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명의 발광다이오드 전광판 모듈은 복수개의 화소가 매트릭스로 형성된 발광다이오드 패널, 발광다이오드 패널에 특정 패턴을 표시하기 위하여 각각의 발광다이오드에 신호를 인가하는 구동부, 특정 패턴을 구현하기 위한 신호를 입력받아 디지털 신호로 변환하여 구동부에 인가하는 콘트롤부 및 구동부와 콘트롤부에 전원을 제공하는 전원부를 포함하고, 이때 발광다이오드 패널은 16×24의 화소로 구성된 매트릭스로 이루어지고, 적어도 두 개의 최외곽 화소는 제1색, 제2색 및 제3색 발광다이오드를 포함하며, 내부 화소는 제1색 및 제2색의 발광다이오드로 이루어지고, 구동부는 최외곽의 화소와 내부 화소의 제1색 및 제2색 발광다이오드를 구동하는 제1구동부와, 최외곽의 화소의 제3색 발광다이오드를 구동하는 제2구동부로 이루어지고, 제1구동부는 3비트의 바이너리 입력 데이타를 8개의 개별적인 어드레스 신호로 변환하는 어드레스 드라이버와, 클락 신호, 아웃 이네이블 신호, 래치신호 및 데이터 라인 신호를 입력받아 데이터 신호를 출력하는 6개의 16채널 데이터 드라이버로 이루어지며, 제2구동부는 전원부, 정전압 조절부 및 스위치부로 이루어진 것을 특징으로 하는 발광다이오드 전광판 모듈을 제공한다.
도 4는 본 발명의 일 구현예에 따른 발광다이오드 패널의 매트릭스 배열을 도시한 것이다. 도 4를 참조하면, 발광다이오드 패널(300)은 16×24의 화소로 구성된 매트릭스로 이루어지고, 최외곽의 화소에는 적색 발광다이오드(301), 녹색 발광다이오드(302) 및 청색 발광다이오드(303)가 인접하여 형성되어 있으며, 내부의 화소에는 적색 발광다이오드(301) 및 녹색 발광다이오드(302)가 인접하여 형성되어 있다. 여기서 발광다이오드들이 인접하여 형성되어 있다는 의미는 소정의 거리에서 관찰자가 전광판을 바라볼 때 혼색된 빛으로 화소를 인식할 수 있을 정도의 거리로 발광다이오드들이 형성되어 있음을 의미한다. 적색 발광다이오드(301) 및 녹색 발광다이오드(302)가 인접하여 형성된 내부의 화소는 적색, 녹색 및 황색의 3색 구현이 가능하고, 적색 발광다이오드(301), 녹색 발광다이오드(302) 및 청색 발광다이오드(303)가 인접하여 형성된 최외곽의 화소는 적색, 녹색 및 청색 발광다이오드의 온-오프 제어 및 듀티비의 조절로 다양한 색의 빛을 방출할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따라 발광다이오드 패널의 발광다이오드 배열을 16×24 형태의 매트릭스로 형성하면, 하나의 모듈에서 한글을 2단으로 표시할 수 있다는 장점을 가진다. 일반적으로 한글을 모듈 상에 구현하기 위해서는 12행 이상의 높이가 필요한데, 16×24 형태의 매트릭스를 이용하면 2단의 한글을 표현하는데 무리가 없다. 후술될 바이지만, 본 발명의 일 구현예에 따른 발광다이오드 전광판 모듈의 구동부에는 16채널 데이터 드라이버가 6개 사용되므로, 16×16 매트릭스 모듈을 세로로 연결하여 사용하는 경우에 소요되는 16채널 데이터 드라이버 개수인 8개보다 데이터 드라이버의 개수를 감소시켜 제조비용을 현저하게 절감시킬 수 있다.
본 발명의 발광다이오드 전광판 모듈은 매트릭스를 구성하는 최외곽 화소에 청색 발광다이오드가 추가로 구비되어 있으므로 모듈의 외곽부에 테두리를 형성할 수 있다. 전광판에 표시되는 글씨 또는 기호의 외곽에 테두리를 형성하면 시인성이 향상된다. 특히 본 발명에서는 테두리를 구성하는 화소에서 적색, 녹색, 청색 및 이들이 혼색된 다양한 색을 표현할 수 있으므로, 적색, 녹색 및 황색으로 표시되는 내부의 정보와 테두리를 대비시켜 시인성을 보다 높일 수 있다. 또한, 테두리를 형성하는 발광다이오드가 매트릭스 화소 내에 형성되므로 동일한 형태의 모듈을 연결하여 테두리의 연결이 이루어지도록 할 수 있다. 다만, 이와 같이 복수개의 모듈을 연결하여 하나의 전광판을 구성한 경우에는, 각각의 모듈에서 전광판의 전체 테두리에 해당하지 않는 부분의 청색 발광다이오드는 단선시켜 항상 오프되도록 하여 전광판의 테두리가 형성되도록 할 수도 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면 모듈을 구동하는 구동부는 적색 및 녹색 발광다이오드를 구동하는 제1구동부와 최외곽의 화소를 구성하는 청색 발광다이오드를 구동하는 제2구동부로 구분될 수 있다. 제1구동부는 어드레스 드라이버와 데이터 드라이버를 구비하여 특정 정보를 담은 글자나 기호를 표시할 수 있고, 잔상효과에 의하여 글자나 기호가 이동하는 것으로 보이게 할 수 있다. 또한 제2구동부는 청색 발광다이오드 전체를 동시에 온-오프 제어함으로써 테두리를 보이게 하거나 사라지게 할 수 있고, 동일한 화소에 포함된 적색 및 녹색 발광다이오드와의 혼색에 의하여 다양한 색으로 테두리가 구현되도록 할 수도 있다.
도 5는 본 발명에 따라 테두리 화소가 형성된 발광다이오드 전광판 모듈의 구동부를 나타낸 블록도이다. 도 5를 참조하면, 제1구동부는 어드레스 신호를 인가하는 1/8 방식의 디코더(어드레스 드라이버)와 16채널 엘이디 드라이버(데이터 드라이버)로 이루어지고, 제2구동부는 레귤레이터와 스위치부로 이루어진다. 제1구동부에서 디코더(decoder)는 3비트의 바이너리 입력 데이타를 8개의 개별적인 어드레스 신호로 변환하는 1/8 듀티(duty) 방식으로 매트릭스의 16행 중 하나를 선택하고, 16채널 엘이디 드라이버는 클락(clock) 신호와 동기화되어 입력되는 적색 및 녹색 입력데이터를 16비트로 변환하여 디코더에 의해 선택된 행에 해당하는 열을 선택하여 특정한 행과 열에 따른 신호를 적색 및 녹색 발광다이오드 패널에 인가한다. 제2구동부는 매트릭스의 최외곽에 형성된 청색 발광다이오드에 정전압을 인가하는데, 제2구동부는 최외곽의 청색 발광다이오드를 동시에 온(on)시키거나 오프(off)시키게 되므로 레귤레이터와 스위치부만으로 구동이 가능하다. 이때 콘트롤부는 매트릭스 내부에 표시될 정보와 테두리의 온-오프에 대한 신호를 제1구동부와 제2구동부에 동시에 전달할 수 있다.
도 6은 본 발명에 따라 매트릭스 최외곽 화소에 형성된 발광다이오드를 구동하는 제2구동부의 회로를 도시한 것이다. 도 6을 참조하면, 매트릭스 최외곽 화소에 형성된 청색 발광다이오드들은 병렬로 연결되어 있고, 트랜지스터로 이루어진 스위치부에서 전류의 온-오프를 제어하게 되고, 트랜지스터의 앞단에는 정전압 조절부가 형성되어 있다. 이와 같이 청색 발광다이오드들이 병렬로 연결되어 있으므로 청색 발광다이오드 중 어느 하나에서 불량이 발생하여 전류가 흐르지 못하는 경우에도 다른 청색 발광다이오드들에는 전압이 인가될 수 있으므로, 최외곽 화소 전체가 작동되지 않는 경우는 발생하지 않는다. 청색 발광다이오드들이 병렬 연결되는 것은 복수개의 모듈이 연결된 전광판에서 전광판 전체의 테두리를 형성하는데 중요한 역할을 한다. 모듈의 매트릭스의 최외곽 화소에 모두 청색 발광다이오드가 형성된 경우에, 모듈끼리 결합된 부위의 청색 발광다이오드를 항상 오프시키기 위해서는 청색 발광다이오드를 단선시켜야 하는데, 만약 청색 발광다이오드가 직렬로 연결되어 있다면 어느 하나의 청색 발광다이오드를 단선시키면 전체의 청색 발광다이오드가 오프되므로 부분적인 오프가 불가능하다. 반대로 청색 발광다이오드가 병렬로 연결된 경우에는 하나의 청색 발광다이오드가 단선된 경우에도 다른 청색 발광다이오드의 작동에 영향이 없으므로 부분적인 오프가 가능한 것이다.
도 7은 본 발명의 일 구현예에 따라 테두리 화소가 형성된 16×24 매트릭스 모듈의 구동부를 나타낸 블록도이다. 도 7을 참조하면, 구동부는 3비트의 바이너리 입력 데이타를 8개의 개별적인 어드레스 신호로 변환하는 어드레스 드라이버와, 클락 신호, 아웃 이네이블 신호, 래치신호 및 데이터 라인 신호를 입력받아 데이터 신호를 출력하는 6개의 16채널 데이터 드라이버로 이루어지며, 16×16 매트릭스 모듈의 블록도에 비하여 2개의 16채널 데이터 드라이버가 추가된 것이 특징이다. 6개의 16채널 데이터 드라이버는 각각 제1행 내지 제8행, 제9행 내지 제16행 및 제17행 및 제24행의 적색 또는 녹색 발광다이오드를 제어하게 된다. 이와 같이 각 화소가 2개의 발광다이오드로 이루어진 모듈의 매트릭스를 16×24로 설정하면, 6개의 16채널 데이터 드라이버를 이용할 때 가장 효율적으로 매트릭스를 구성할 수 있게 되고, 결과적으로 6개의 16채널 데이터 드라이버를 이용하여 하나의 모듈에서 3색의 한글을 2단으로 표시할 수 있게 된다.
복수개의 발광다이오드 전광판 모듈을 연결하면 대형화된 전광판의 제조가 가능한데, 예를 들어 16×16 매트릭스 모듈을 가로방향으로 2개 연결하면 16×32의 도트 매트릭스를 가지는 전광판을 제조할 수 있다. 이와 같이 복수개의 모듈을 연결하여 도트 매트릭스를 대형화하기 위해서는 각 모듈의 데이터 흐름과 데이터가 매칭되는 도트 위치가 동일해야 하며 반복되는 패턴이 존재해야 한다. 본 발명의 일 구현예에 따르면, 16×24 매트릭스의 모듈 3개를 가로방향으로 연결하여 48×24의 도트 매트릭스를 가지는 전광판을 제조할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 구현예에 따라 3개의 발광다이오드 전광판 모듈 3개가 가로방향으로 연결된 형태를 도시한 것이다. 도 8을 참조하면, 16×24 매트릭스의 모듈인 제1모듈(401) 제2모듈(402) 및 제3모듈(403)이 가로방향으로 연결되어 전광판(400)을 구성하고 있다. 이와 같이 복수개의 모듈을 연결하여 통일성 있는 정보를 표시하기 위해서는 각 모듈의 데이터 연결핀(제1구동부의 연결핀)이 서로 연결되어야 한다. 본 발명의 일 구현예에서는 매트릭스를 구성하는 적색 및 녹색 발광다이오드를 전광판 전체에서 구동하기 위하여 3색 1/8 듀티를 구현하기 위한 11개의 데이터 연결핀이 이웃한 모듈로 서로 연결된다. 데어터 연결핀의 종류는 클락(clock), 래치(latch), 이네이블(enable), 적색 데이터 0(red_data 0), 적색 데이터 1(red_data 1), 녹색 데이터 0(green_data 0), 녹색 데이터 1(green_data 1), 라인 셀렉터 0(line_select 0), 라인 셀렉터 1(line_select 1), 라인 셀렉터 2(line_select 2), 접지(ground)이고, 이들은 각각 이웃한 모듈의 대응하는 연결핀으로 연결된다. 매트릭스의 최외곽 화소를 구성하는 청색 발광다이오드는 각 모듈의 제2구동부에서 병렬 연결될 수 있다. 복수개의 모듈을 연결한 경우에 전광판 전체의 테두리를 형성하기 위해서는 모듈의 일부 청색 발광다이오드는 단선시켜야 한다. 즉, 모듈의 청색 발광다이오드가 매트릭스 최외곽 화소에 모두 형성된 경우에는 전광판의 테두리를 형성하지 않는 부분의 청색 발광다이오드를 항상 오프(off)시키기 위하여 직렬 연결된 청색 발광다이오드의 일부를 모듈의 결합 전 또는 결합 후에 단선시켜야 한다. 다만, 해당하는 부분의 화소에는 청색 발광다이오드를 형성시키지 않는 방법을 이용하면 단선 작업은 필요없다.
도 9는 본 발명의 일 구현예에 따라 테두리 형상 조절 스위치를 포함하는 발광다이오드 전광판 모듈의 제2구동부를 도시한 것이다. 도 9를 참조하면, 최외곽 화소는 적색, 녹색 및 청색 발광다이오드로 이루어지고, 내부 화소는 적색 및 녹색 발광다이오드로 이루어진다. 제1행의 제2열 내지 제15열 화소들, 제24행의 제2열 내지 제15열 화소들, 제1열의 제2행 내지 제23행 화소들 및 제16열의 제2행 내지 제23행 화소들의 제3색 발광다이오드들은 전기적으로 연결된다. 제1행의 제1열 화소, 제1행의 제16열 화소, 제24행의 제1열 화소, 제24행의 제16열 화소, 제1행의 제2열 내지 제15열 화소들, 제24행의 제2열 내지 제15열 화소들, 제1열의 제2행 내지 제23행 화소들 및 제16열의 제2행 내지 제23행 화소들은 8개의 테두리 형상 조절 스위치(S1~S8)에 의하여 각각 트랜지스터로 이루어진 스위치부에 연결된다. 이때, 매트릭스의 행과 열의 지칭은 16×24 매트릭스를 기준으로 한 것이고, 모듈을 90도로 회전시키면 행과 열이 지칭이 뒤바뀔 수 있다. 테두리 형상 조절 스위치는 복수개의 모듈이 연결되어 전광판을 구성하는 경우에 전광판 전체의 테두리를 구현할 수 있도록 하는 기능을 한다. 즉, 모듈의 최외곽 화소를 이용하여 전광판 전체의 테두리를 구현하기 위해서는 모듈의 최외곽 화소 중 일부는 항상 오프 상태를 유지시켜야 하므로, 모듈에 테두리 형상 조절 스위치를 구비시켜 모듈의 결합 전 또는 결합 후에 이를 조작하여 필요한 부분의 최외곽 화소의 청색 발광다이오드만을 온(on) 시킬 수 있도록 한다. 예를 들어 모듈이 가로방향으로 3개, 세로방향으로 3개 연결된 전광판의 경우에는 가로방향 첫 번째 및 세로방향 첫 번째의 모듈은 S1, S2, S3, S7, S8의 테두리 형상 조절 스위치를 온(on)으로 조작하고 나머지 테두리 형상 조절 스위치는 오프(off)로 조작한다. 나머지 모듈도 이에 준하는 방식으로 테두리 형상 조절 스위치를 조작하면 전광판 전체의 테두리를 형성할 수 있다. 이와 같이 모듈에 테두리 형상 조절 스위치를 형성하면 모듈의 결합위치에 상관없이 동일한 구조로 모듈을 제조할 수 있는 장점을 가진다.
도 10은 본 발명의 일 구현예에 따라 모서리 화소에 2개의 청색 발광다이오드가 형성된 발광다이오드 전광판 모듈을 도시한 것이다. 도 10을 참조하면, 제1행의 제1열 화소, 제1행의 제16열 화소, 제24행의 제1열 화소, 제24행의 제16열 화소와 같은 모서리 화소는 1개의 적색 발광다이오드, 1개의 녹색 발광다이오드 및 2개의 청색 발광다이오드를 구비하고, 나머지 최외곽 화소들은 각각 1개의 적색, 녹색 및 청색 발광다이오드를 구비하며, 내부 화소들은 적색 및 녹색 발광다이오드를 구비한다. 도면에서는 설명의 편의를 위하여 최외곽 화소 및 내부 화소의 일부를 생략하고 도시하였다. 모서리 화소 중 제1행의 제1열 화소에 포함된 2개의 청색 발광다이오드들은 각각 상변 최외곽 화소들의 청색 발광다이오드 및 좌변 최외곽 화소들의 청색 발광다이오드와 연결된다. 여기서 상변 최외곽 화소들, 하변 최외곽 화소들, 좌변 최외곽 화소들 및 우변 최외곽 화소들이란 모듈의 상방향 최외곽 화소들 중 모서리 화소를 제외한 화소들, 하방향 최외곽 화소들 중 모서리 화소를 제외한 화소들, 좌방향 최외곽 화소들 중 모서리 화소를 제외한 화소들 및 우방향 최외곽 화소들 중 모서리 화소를 제외한 화소들을 지칭한다. 이때, 좌변 최외곽 화소, 우변 최외곽 화소, 상변 최외곽 화소 및 하변 최외곽 화소에 각각 테두리 형상 조절 스위치가 구비되면 4개의 테두리 형상 조절 스위치만으로 전광판 전체의 테두리 구현이 가능해진다. 이 경우에는 모듈의 연결부위에 있는 모서리 화소는 청색 발광다이오드를 2개 구비하므로 휘도가 높게 구현되어 테두리에 일정한 간격으로 휘도가 높은 화소가 형성되므로 시인성을 높이는데 더욱 도움을 주게 된다.
지금까지 본 발명의 일 구현예에 따른 도면을 이용하여 본 발명을 설명하였다. 본 발명의 권리범위가 도면이나 도면을 설명한 내용에 의하여 제한되지 않고, 오직 청구범위에 기재된 사항에 의하여 권리범위가 해석될 것이라는 것은 자명하다.
100: 기판 101: 적색 발광다이오드
102: 녹색 발광다이오드 203: 테두리 발광다이오드
300: 기판 301: 적색 발광다이오드
302: 녹색 발광다이오드 303: 청색 발광다이오드
400: 전광판 401: 제1모듈
402: 제2모듈 403: 제3모듈

Claims (3)

  1. 복수개의 화소가 매트릭스로 형성된 발광다이오드 패널, 발광다이오드 패널에 특정 패턴을 표시하기 위하여 각각의 발광다이오드에 신호를 인가하는 구동부, 특정 패턴을 구현하기 위한 신호를 입력받아 디지털 신호로 변환하여 구동부에 인가하는 콘트롤부 및 구동부와 콘트롤부에 전원을 제공하는 전원부를 포함하는 발광다이오드 전광판 모듈에 있어서,
    발광다이오드 패널은 16×24의 화소로 구성된 매트릭스로 이루어지고, 적어도 두개의 최외곽 화소는 제1색, 제2색 및 제3색 발광다이오드를 포함하며, 내부 화소는 제1색 및 제2색의 발광다이오드로 이루어지며,
    구동부는 최외곽의 화소와 내부 화소의 제1색 및 제2색 발광다이오드를 구동하는 제1구동부와, 최외곽의 화소의 제3색 발광다이오드를 구동하는 제2구동부로 이루어지고,
    제1구동부는 3비트의 바이너리 입력 데이타를 8개의 개별적인 어드레스 신호로 변환하는 어드레스 드라이버와, 클락 신호, 아웃 이네이블 신호, 래치신호 및 데이터 라인 신호를 입력받아 데이터 신호를 출력하는 6개의 16채널 데이터 드라이버로 이루어지며, 제2구동부는 전원부, 정전압 조절부 및 스위치부로 이루어진 것을 특징으로 하는 발광다이오드 전광판 모듈.
  2. 청구항 1에 있어서,
    최외곽 화소는 제1색, 제2색 및 제3색 발광다이오드로 이루어지고, 제1행의 제2열 내지 제15열 화소들, 제24행의 제2열 내지 제15열 화소들, 제1열의 제2행 내지 제23행 화소들 및 제16열의 제2행 내지 제23행 화소들의 제3색 발광다이오드들은 전기적으로 연결되며, 제1행의 제1열 화소, 제1행의 제16열 화소, 제24행의 제1열 화소, 제24행의 제16열 화소, 제1행의 제2열 내지 제15열 화소들, 제24행의 제2열 내지 제15열 화소들, 제1열의 제2행 내지 제23행 화소들 및 제16열의 제2행 내지 제23행 화소들의 제3색 발광다이오드들에 각각 연결된 8개의 테두리 형상 조절 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 전광판 모듈.
  3. 청구항 1에 있어서,
    제1행의 제1열 화소, 제1행의 제16열 화소, 제24행의 제1열 화소, 제24행의 제16열 화소는 1개의 제1색 발광다이오드, 1개의 제2색 발광다이오드 및 2개의 제3색 발광다이오드로 이루어지고, 제1행의 제1열 화소에 포함된 2개의 제3색 발광다이오드들은 각각 상변 최외곽 화소들의 제3색 발광다이오드 및 좌변 최외곽 화소들의 제3색 발광다이오드와 연결되고, 제1행의 제16열 화소에 포함된 2개의 제3색 발광다이오드들은 각각 상변 최외곽 화소들의 제3색 발광다이오드 및 우변 최외곽 화소들의 제3색 발광다이오드와 연결되고, 제24행의 제1열 화소에 포함된 2개의 제3색 발광다이오드들은 각각 하변 최외곽 화소들의 제3색 발광다이오드 및 좌변 최외곽 화소들의 제3색 발광다이오드와 연결되고, 제24행의 제16열 화소에 포함된 2개의 제3색 발광다이오드들은 각각 하변 최외곽 화소들의 제3색 발광다이오드 및 우변 최외곽 화소들의 제3색 발광다이오드와 연결되고, 좌변 최외곽 화소, 우변 최외곽 화소, 상변 최외곽 화소 및 하변 최외곽 화소에 각각 연결된 4개의 테두리 형상 조절 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 전광판 모듈.
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