KR101107416B1 - 발광 다이오드 구동 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다수 개의 발광 다이오드가 직렬 연결되는 제 1 발광 다이오드 그룹, 상기 제 1 발광 다이오드 그룹의 일단에 전원 전압을 전달하는 제 1 스위칭부, 상기 제 1 발광 다이오드 그룹의 타단의 전압의 크기에 따라서 상기 제 1 스위칭부의 턴온 시간을 조절하는 제 1 스위칭 조절부, 다수 개의 발광 다이오드가 직렬 연결되는 제 2 발광 다이오드 그룹, 상기 전원 전압에 연결되어 상기 제 2 발광 다이오드 그룹의 일단에 상기 전원 전압을 전달하는 제 2 스위칭부 및 상기 제 2 발광 다이오드 그룹의 타단의 전압의 크기에 따라서 상기 제 2 스위칭부의 턴온 시간을 조절하는 제 2 스위칭 조절부를 포함하는 발광 다이오드 구동 장치를 제공한다.
발광 다이오드, 액정 표시, 휘도 편차

Description

발광 다이오드 구동 장치{Apparatus for driving Light Emitting Diode}
실시예는 발광 다이오드 구동 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 액정 표시 장치는 전계 인가 전극이 구비된 두 표시 평판과 그사이에 배치되어 있는 유전율 이방성을 갖는 액정층을 구비한다. 전계 인가 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전기장을 생성하고, 전압을 변화시켜 이 전기장의 세기를 조절함으로써 액정층을 통과하는 빛의 투과율을 조정하여 원하는 화상을 표시한다.
이러한 액정 표시 장치는 자체 발광을 하지 못하므로, 백라이트라고 불리는 별도의 광원이 필요하며, 이러한 백라이트에는 발광 다이오드(Light Emitting Diode; LED), 냉음극 형광 램프(Cold Cathod Fluorescent Lamp; CCFL), 외부 전극 형광 램프(External Electrode Fluorescent Lamp; EEFL) 등이 이용되고 있다.
상술한 냉음극 형광 램프나 외부 전극 형광 램프는 전력 소모가 크며, 발열로 인해서 액정 표시 장치의 특성이 나빠질 수 있다. 또한, 상술한 냉음극 형광 램프나 외부 전극 형광 램프는 대개 막대형으로 제조되므로 충격에 약하고, 파손의 위험이 크며, 램프 위치에 따라 온도가 일정하지 않아 램프 위치 별로 휘도가 달라 지므로, 액정 표시 장치의 색재현성을 악화시킬 수 있다.
한편, 발광 다이오드는 반도체 소자이므로 수명이 길고, 점등 속도가 빠르며, 소비 전력이 적고, 색재현성이 뛰어나다. 또한, 충격에 강하며, 소형화 및 박형화에 유리하다.
따라서 휴대 전화기 등의 소형 액정 표시 장치뿐만 아니라 컴퓨터 모니터나 TV와 같은 중대형 액정 표시 장치에도 발광 다이오드를 이용한 백라이트가 장착되고 있는 추세이다.
그런데, 종래에는 이러한 발광 다이오드 각각에 제공되는 전압의 차이로 인하여 다수 개의 발광 다이오드의 휘도에 편차가 발생하는 문제점이 있다.
실시예에 따른 발광 다이오드 구동 장치는 다수 개의 발광 다이오드의 휘도 편차를 효과적으로 조절할 수 있다.
일 실시예에 따른 발광 다이오드 구동 장치는 다수 개의 발광 다이오드가 직렬 연결되는 제 1 발광 다이오드 그룹, 상기 제 1 발광 다이오드 그룹의 일단에 전원 전압을 전달하는 제 1 스위칭부, 상기 제 1 발광 다이오드 그룹의 타단의 전압의 크기에 따라서 상기 제 1 스위칭부의 턴온 시간을 조절하는 제 1 스위칭 조절부, 다수 개의 발광 다이오드가 직렬 연결되는 제 2 발광 다이오드 그룹, 상기 전원 전압에 연결되어 상기 제 2 발광 다이오드 그룹의 일단에 상기 전원 전압을 전 달하는 제 2 스위칭부 및 상기 제 2 발광 다이오드 그룹의 타단의 전압의 크기에 따라서 상기 제 2 스위칭부의 턴온 시간을 조절하는 제 2 스위칭 조절부를 포함한다.
다른 실시예에 따른 발광 다이오드 구동 장치는 다수 개의 발광 다이오드가 직렬 연결되는 제 1 발광 다이오드 그룹, 상기 제 1 발광 다이오드 그룹의 일단에 전원 전압을 전달하는 제 1 스위칭부, 상기 제 1 발광 다이오드 그룹의 타단의 전압의 크기에 따라서 상기 제 1 스위칭부의 턴온 시간을 조절하는 제 1 스위칭 조절부, 다수 개의 발광 다이오드가 직렬 연결되는 제 2 발광 다이오드 그룹, 상기 전원 전압에 연결되어 상기 제 2 발광 다이오드 그룹의 일단으로 상기 전원 전압을 전달하는 제 2 스위칭부, 상기 제 2 발광 다이오드 그룹의 타단의 전압의 크기에 따라서 상기 제 2 스위칭부의 턴온 시간을 조절하는 제 2 스위칭 조절부, 다수 개의 발광 다이오드가 직렬 연결되는 제 3 발광 다이오드 그룹, 상기 전원 전압에 연결되어 상기 제 3 발광 다이오드 그룹의 일단으로 상기 전원 전압을 전달하는 제 3 스위칭부 및 상기 제 3 발광 다이오드 그룹의 타단의 전압의 크기에 따라서 상기 제 3 스위칭부의 턴온 시간을 조절하는 제 3 스위칭 조절부를 포함한다.
실시예들에 따른 발광 다이오드 구동 장치는 각각의 발광 다이오드 그룹에 전달되는 전압의 크기에 따라서 각각의 발광 다이오드 그룹에 전압이 인가되는 시간을 조절함으로써, 다수 개의 발광 다이오드의 휘도 편차를 효과적으로 조절할 수 있는 효과가 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 구동 장치의 회로도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 구동 장치는 도 1에 도시된 것처럼, 제 1 발광 다이오드 그룹(120), 제 1 스위칭부(110), 제 1 스위칭 조절부(130), 제 2 발광 다이오드 그룹(220), 제 2 스위칭부(210), 제 2 스위칭 조절부(230), 제 3 발광 다이오드 그룹(320), 제 3 스위칭부(310) 및 제 3 스위칭 조절부(330)를 포함하여 구성될 수 있다.
제 1 발광 다이오드 그룹(120)은 다수 개의 발광 다이오드가 직렬 연결되며, 제 1스위칭부는 전원 전압(Vcc)과 제 1 발광 다이오드 그룹(120)의 일단 사이에 연결되어 제 1 발광 다이오드 그룹(120)의 일단에 전원 전압(Vcc)을 전달한다.
여기에서, 제 1 스위칭부(110)는 바이폴라 정션 트랜지스터(Bipolar Junction Transistor; BJT, Q1)나 모스 트랜지스터(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor; MOS FET)를 이용해서 구성할 수 있으며, 구체적으로 피엔피 바이폴라 정션 트랜지스터나 피모스 트랜지스터로 구성할 수 있다.
한편, 제 1 스위칭 조절부(130)는 제 1 발광 다이오드 그룹(120)의 타단의 전압(Vd1)의 크기에 따라서 제 1 스위칭부(110)의 턴온 시간을 조절하며, 제 1 발광 다이오드 그룹(120)의 타단의 전압(Vd1)의 크기와 삼각파형의 전압 신호(Vs)의 크기를 비교하여 제 1 스위칭부(110)의 턴온 시간을 조절한다.
여기에서, 제 1 스위칭 조절부(130)는 (+) 단자에 제 1 발광 다이오드 그룹(120)의 타단이 연결되고, (-) 단자에 삼각파형의 전압 신호(Vs)가 인가되며, 출력 단자가 제 1 스위칭부(110)에 연결되는 오피 앰프(OP1)를 이용하여 구성할 수 있다.
한편, 저항(R1)은 제 1 발광 다이오드 그룹(120)에 흐르는 전류량을 조절하기 위한 것으로, 저항(R1)의 저항값이 커지면 제 1 발광 다이오드 그룹(120)에 흐르는 전류량은 감소되며, 저항(R1)의 저항값이 커지면 제 1 발광 다이오드 그룹(120)에 흐르는 전류량은 증가된다.
제 2 발광 다이오드 그룹(220)은 다수 개의 발광 다이오드가 직렬 연결되며, 제 2스위칭부는 전원 전압(Vcc)과 제 2 발광 다이오드 그룹(220)의 일단 사이에 연결되어 제 2 발광 다이오드 그룹(220)의 일단에 전원 전압(Vcc)을 전달한다.
여기에서, 제 2 스위칭부(210)는 바이폴라 정션 트랜지스터(Bipolar Junction Transistor; BJT, Q2)나 모스 트랜지스터(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor; MOS FET)를 이용해서 구성할 수 있으며, 구체적으로 피엔피 바이폴라 정션 트랜지스터나 피모스 트랜지스터로 구성할 수 있다.
한편, 제 2 스위칭 조절부(230)는 제 2 발광 다이오드 그룹(220)의 타단의 전압(Vd2)의 크기에 따라서 제 2 스위칭부(210)의 턴온 시간을 조절하며, 제 2 발광 다이오드 그룹(220)의 타단의 전압(Vd2)의 크기와 삼각파형의 전압 신호(Vs)의 크기를 비교하여 제 2 스위칭부(210)의 턴온 시간을 조절한다.
여기에서, 제 2 스위칭 조절부(230)는 (+) 단자에 제 2 발광 다이오드 그 룹(220)의 타단이 연결되고, (-) 단자에 삼각파형의 전압 신호(Vs)가 인가되며, 출력 단자가 제 2 스위칭부(210)에 연결되는 오피 앰프(OP2)를 이용하여 구성할 수 있다.
한편, 저항(R2)은 제 2 발광 다이오드 그룹(220)에 흐르는 전류량을 조절하기 위한 것으로, 저항(R2)의 저항값이 커지면 제 2 발광 다이오드 그룹(220)에 흐르는 전류량은 감소되며, 저항(R2)의 저항값이 커지면 제 2 발광 다이오드 그룹(220)에 흐르는 전류량은 증가된다.
제 3 발광 다이오드 그룹(320)은 다수 개의 발광 다이오드가 직렬 연결되며, 제 3스위칭부는 전원 전압(Vcc)과 제 3 발광 다이오드 그룹(320)의 일단 사이에 연결되어 제 3 발광 다이오드 그룹(320)의 일단에 전원 전압(Vcc)을 전달한다.
여기에서, 제 3 스위칭부(310)는 바이폴라 정션 트랜지스터(Bipolar Junction Transistor; BJT, Q3)나 모스 트랜지스터(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor; MOS FET)를 이용해서 구성할 수 있으며, 구체적으로 피엔피 바이폴라 정션 트랜지스터나 피모스 트랜지스터로 구성할 수 있다.
한편, 제 3 스위칭 조절부(330)는 제 2 발광 다이오드 그룹(220)의 타단의 전압(Vd3)의 크기에 따라서 제 3 스위칭부(310)의 턴온 시간을 조절하며, 제 3 발광 다이오드 그룹(320)의 타단의 전압(Vd1)의 크기와 삼각파형의 전압 신호(Vs)의 크기를 비교하여 제 3 스위칭부(310)의 턴온 시간을 조절한다.
여기에서, 제 3 스위칭 조절부(330)는 (+) 단자에 제 3 발광 다이오드 그룹(320)의 타단이 연결되고, (-) 단자에 삼각파형의 전압 신호(Vs)가 인가되며, 출 력 단자가 제 3 스위칭부(310)에 연결되는 오피 앰프(OP3)를 이용하여 구성할 수 있다.
한편, 저항(R3)은 제 3 발광 다이오드 그룹(320)에 흐르는 전류량을 조절하기 위한 것으로, 저항(R3)의 저항값이 커지면 제 3 발광 다이오드 그룹(320)에 흐르는 전류량은 감소되며, 저항(R3)의 저항값이 커지면 제 3 발광 다이오드 그룹(320)에 흐르는 전류량은 증가된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 구동 장치는 제 1 발광 다이오드 그룹(120)의 타단의 전압(Vd1)의 크기와 삼각파형의 전압 신호(Vs)의 크기를 비교해서, 제 1 발광 다이오드 그룹의 타단의 전압(Vd1)의 크기가 삼각파형의 전압 신호(Vs)의 크기보다 큰 경우에는, 오피 앰프(OP1)가 하이 신호를 출력하고, 제 1 스위칭부(110)는 오피 앰프(OP1)가 하이 신호를 전달하는 동안에는 턴오프된다.
동일하게, 제 2 발광 다이오드 그룹(220)의 타단의 전압(Vd2)의 크기가 삼각파형의 전압 신호(Vs)의 크기보다 크거나, 제 2 발광 다이오드 그룹(220)의 타단의 전압(Vd3)의 크기가 삼각파형의 전압의 신호의 크기보다 큰 경우에는 오피 앰프(OP2, OP3) 각각은 하이 신호를 출력하고, 제 2 스위칭부(210)나 제 3 스위칭부(310)는 오피 앰프(OP2, OP3) 각각이 하이 신호를 전달하는 동안에는 턴오프된다.
반대로, 제 1 내지 제 3 발광 다이오드 그룹(120, 220, 320)의 타단의 전압(Vd1, Vd2, Vd3)의 크기가 삼각파형의 전압 신호(Vs)의 크기보다 작은 경우에는, 오피 앰프(OP1, OP2, OP3) 각각은 로우 신호를 출력하고, 제 1 내지 제 3 스위칭 부(110, 210, 310)는 오피 앰프(OP1, OP2, OP3) 각각이 로우 신호를 전달하는 동안에는 턴온된다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 구동 장치는 각각의 발광 다이오드 그룹에 전달되는 전압의 크기(Vd1, Vd2, Vd3)에 따라서 각각의 발광 다이오드 그룹에 전원 전압(Vcc)이 인가되는 시간을 조절할 수 있으므로, 다수 개의 발광 다이오드의 휘도 편차를 효과적으로 조절할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 구동 장치는 제 1 발광 다이오드 그룹(120), 제 1 스위칭부(110), 제 1 스위칭 조절부(130), 제 2 발광 다이오드 그룹(220), 제 2 스위칭부(210) 및 제 2 스위칭 조절부(230)를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 구동 장치는 제 1 발광 다이오드 그룹(120), 제 1 스위칭부(110), 제 1 스위칭 조절부(130), 제 2 발광 다이오드 그룹(220), 제 2 스위칭부(210), 제 2 스위칭 조절부(230), 제 3 발광 다이오드 그룹(320), 제 3 스위칭부(310), 제 3 스위칭 조절부(330), 제 4 발광 다이오드 그룹, 제 4 스위칭부 및 제 4 스위칭 조절부 를 포함하여 구성될 수 있다.
이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다.
오히려, 첨부된 청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 구동 장치의 회로도.
<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>
110: 제 1 스위칭부 120: 제 1 발광 다이오드 그룹
130: 제 1 스위칭 조절부 210: 제 2 스위칭부
220: 제 1 발광 다이오드 그룹 320: 제 2 스위칭 조절부

Claims (22)

  1. 다수 개의 발광 다이오드가 직렬 연결되는 제 1 발광 다이오드 그룹;
    상기 제 1 발광 다이오드 그룹의 일단에 전원 전압을 전달하는 제 1 스위칭부;
    상기 제 1 발광 다이오드 그룹의 타단의 전압의 크기에 따라서 상기 제 1 스위칭부의 듀티비(duty ratio)를 조절하는 제 1 스위칭 조절부;
    다수 개의 발광 다이오드가 직렬 연결되는 제 2 발광 다이오드 그룹;
    상기 전원 전압에 연결되어 상기 제 2 발광 다이오드 그룹의 일단에 상기 전원 전압을 전달하는 제 2 스위칭부; 및
    상기 제 2 발광 다이오드 그룹의 타단의 전압의 크기에 따라서 상기 제 2 스위칭부의 듀티비(duty ratio)를 조절하는 제 2 스위칭 조절부를 포함하는 발광 다이오드 구동 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제 1 스위칭 조절부는 상기 제 1 발광 다이오드 그룹의 타단의 전압의 크기와 삼각파형의 전압 신호의 크기를 비교하여 상기 제 1 스위칭부의 듀티비(duty ratio)를 조절하는 발광 다이오드 구동 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제 1 스위칭 조절부는 (+) 단자에 상기 제 1 발광 다이오드 그룹의 타단이 연결되고, (-) 단자에 상기 삼각파형의 전압 신호가 인가되며, 출력 단자가 상기 제 1 스위칭부에 연결되는 오피 앰프인 발광 다이오드 구동 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제 2 스위칭 조절부는 상기 제 2 발광 다이오드 그룹의 타단의 전압의 크기와 삼각파형의 전압 신호의 크기를 비교하여 상기 제 2 스위칭부의 듀티비(duty ratio)를 조절하는 발광 다이오드 구동 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제 2 스위칭 조절부는 (+) 단자에 상기 제 2 발광 다이오드 그룹의 타단이 연결되고, (-) 단자에 상기 삼각파형의 전압 신호가 인가되며, 출력 단자가 상기 제 2 스위칭부에 연결되는 오피 앰프인 발광 다이오드 구동 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제 1 스위칭부는 바이폴라 정션 트랜지스터를 포함하는 발광 다이오드 구동 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제 1 스위칭부는 모스 트랜지스터를 포함하는 발광 다이오드 구동 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제 2 스위칭부는 바이폴라 정션 트랜지스터를 포함하는 발광 다이오드 구동 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제 2 스위칭부는 모스 트랜지스터를 포함하는 발광 다이오드 구동 장치.
  10. 다수 개의 발광 다이오드가 직렬 연결되는 제 1 발광 다이오드 그룹;
    상기 제 1 발광 다이오드 그룹의 일단에 전원 전압을 전달하는 제 1 스위칭부;
    상기 제 1 발광 다이오드 그룹의 타단의 전압의 크기에 따라서 상기 제 1 스위칭부의 듀티비(duty ratio)를 조절하는 제 1 스위칭 조절부;
    다수 개의 발광 다이오드가 직렬 연결되는 제 2 발광 다이오드 그룹;
    상기 전원 전압에 연결되어 상기 제 2 발광 다이오드 그룹의 일단으로 상기 전원 전압을 전달하는 제 2 스위칭부;
    상기 제 2 발광 다이오드 그룹의 타단의 전압의 크기에 따라서 상기 제 2 스위칭부의 듀티비(duty ratio)를 조절하는 제 2 스위칭 조절부;
    다수 개의 발광 다이오드가 직렬 연결되는 제 3 발광 다이오드 그룹;
    상기 전원 전압에 연결되어 상기 제 3 발광 다이오드 그룹의 일단으로 상기 전원 전압을 전달하는 제 3 스위칭부; 및
    상기 제 3 발광 다이오드 그룹의 타단의 전압의 크기에 따라서 상기 제 3 스위칭부의 듀티비(duty ratio)를 조절하는 제 3 스위칭 조절부를 포함하는 발광 다이오드 구동 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제 1 스위칭 조절부는 상기 제 1 발광 다이오드 그룹의 타단의 전압의 크기와 삼각파형의 전압 신호의 크기를 비교하여 상기 제 1 스위칭부의 듀티비(duty ratio)를 조절하는 발광 다이오드 구동 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제 1 스위칭 조절부는 (+) 단자에 상기 제 1 발광 다이오드 그룹의 타단이 연결되고, (-) 단자에 상기 삼각파형의 전압 신호가 인가되며, 출력 단자가 상기 제 1 스위칭부에 연결되는 오피 앰프를 포함하는 발광 다이오드 구동 장치.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 제 2 스위칭 조절부는 상기 제 2 발광 다이오드 그룹의 타단의 전압의 크기와 삼각파형의 전압 신호의 크기를 비교하여 상기 제 2 스위칭부의 듀티비(duty ratio)를 조절하는 발광 다이오드 구동 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제 2 스위칭 조절부는 (+) 단자에 상기 제 2 발광 다이오드 그룹의 타단이 연결되고, (-) 단자에 상기 삼각파형의 전압 신호가 인가되며, 출력 단자가 상기 제 2 스위칭부에 연결되는 오피 앰프를 포함하는 발광 다이오드 구동 장치.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 제 3 스위칭 조절부는 상기 제 3 발광 다이오드 그룹의 타단의 전압의 크기와 삼각파형의 전압 신호의 크기를 비교하여 상기 제 3 스위칭부의 듀티비(duty ratio)를 조절하는 발광 다이오드 구동 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제 3 스위칭 조절부는 (+) 단자에 상기 제 3 발광 다이오드 그룹의 타단이 연결되고, (-) 단자에 상기 삼각파형의 전압 신호가 인가되며, 출력 단자가 상기 제 3 스위칭부에 연결되는 오피 앰프를 포함하는 발광 다이오드 구동 장치.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 제 1 스위칭부는 바이폴라 정션 트랜지스터를 포함하는 발광 다이오드 구동 장치.
  18. 제10항에 있어서,
    상기 제 1 스위칭부는 모스 트랜지스터를 포함하는 발광 다이오드 구동 장 치.
  19. 제10항에 있어서,
    상기 제 2 스위칭부는 바이폴라 정션 트랜지스터를 포함하는 발광 다이오드 구동 장치.
  20. 제10항에 있어서,
    상기 제 2 스위칭부는 모스 트랜지스터를 포함하는 발광 다이오드 구동 장치.
  21. 제10항에 있어서,
    상기 제 3 스위칭부는 바이폴라 정션 트랜지스터를 포함하는 발광 다이오드 구동 장치.
  22. 제10항에 있어서,
    상기 제 3 스위칭부는 모스 트랜지스터를 포함하는 발광 다이오드 구동 장 치.
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