KR200223462Y1 - 엘이디 디스플레이의 세그먼트 연결구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 LED 디스플레이의 세그먼트 연결구조에 관한 것으로, 각 숫자의 발광시 항상 발광되는 2개의 LED를 세그먼트 블럭과 분리하여 세그먼트의 제어와 상관없이 지속적으로 발광되게 하므로서, 해당 세그먼트에는 하나씩의 LED가 줄어들어 4-LED에서 3-LED 블럭이 되므로 트랜스 용량을 보다 작은것으로 취해도 충분히 구동이 가능한 것이며, 트랜스의 용량이 감소하므로 원가절감에 의한 경제적인 효과가 있음은 물론 디스플레이가 장착되는 계기의 부피를 축소시키는 효과가 있는 엘이디 디스플레이의 세그먼트 연결구조에 관한 것이다.

Description

엘이디 디스플레이의 세그먼트 연결구조 {segment join structure of LED display}

본 고안은 LED 디스플레이의 세그먼트 연결구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 각 세그먼트내의 LED의 구동방식을 공통단자 및 가변단자로 구분하여 구동하되, 항상 발광상태인 공통단자는 별도의 점멸없이 연속발광하므로서, 해당 세그먼트내에서 점멸 제어되는 LED의 발광개수가 줄어들게 되므로 트랜스 용량을 현저히 감소시키며, 트랜스의 용량이 줄어들게 됨에 따라 시계와 같은 LED 디스플레이를 사용하는 기기의 부피를 축소할 수 있는 효과가 있는 엘이디 디스플레이의 세그먼트 연결구조에 관한 것이다.

일반적인 LED 디스플레이의 구동방식은 그 용도에 따라 여러가지 구동방식으로 동작시킨다.

공업계측기 등과 같이 9~20자릿수와 형수가 큰 것은 일반적으로 다이나믹(dynamic)구동을 사용하고, 시계나 타이머등과 같이 형수가 적은 것, 혹은 펄스(pulse)에 따라 노이즈(noise) 영향을 받는 기기는 스태틱(static) 구동을 사용한다. 대부분 다이나믹 구동, 일부를 스태틱 구동하는 듀플렉스(duplex) 구동으로서 사용하는 것도 있다.

각각의 구동방식은 보다 상세히 설명하면,

다이나믹 구동은 자릿수가 많은 경우에 유리하다. 다이나믹 구동용의 형광표시관에서는 각형에 대응하는 세그먼트 전극은 관내에서 각각 단자와 연결되고, 하나의 단자에 접속하여 관외로 도출하고 있다.

세그먼트 전극의 단자는 자릿수와는 무관계로 세그먼트수만 있어도 된다. 격자의 단자는 독립하여 두고 형수만 필요하다. 시분할적으로 어떤 숫자 혹은 기호를 표시하는 세그먼트 전극의 조합으로서 펄스전압을 인가하고, 여기에 동기하여 그 숫자 혹은 기호를 표기하는 자릿수의 각자전극에도 펄스전압을 인가한다.

따라서, 각각의 전압이 인가되어 있는 동안 숫자 혹은 기호가 발광한다, 이동안 발광하지 않은 세그먼트 전압 및 발광하지 않은 형의 각자전극에는 소거전압이 인가되어 있다. 계속해서 다음시간에는 별도의 숫자 혹은 기호를 표시하는 별도의 세그먼트 전압을 조합하여 펄스전압을 인가하고, 여기에 동기하여 다음형의 각자전압에 펄스 전압을 인가하면 숫자 혹은 기호가 발광한다. 이와 같이 순차적으로 같은 반복동작시키는 방식이다. 따라서 인간의 눈이 잔상성에 따라 각각의 형이 마치 연속적으로 발광하여 숫자, 혹은 기호를 표시하고 있는 것 같이 관찰되는 것이다.

또한, 스태틱구동은 일반적으로 형수가 적은 경우 유리하며, 또 노이즈가 문제로 되는 기기에 사용하는 것으로서, 필라멘트 회로, 교류의 경우는 필라멘트 트랜스(filament trans)의 중간 톱(top)을 취하는 것은, 다이나믹 구동의 경우와 같다. 스태틱 구동의 경우 필라멘트를 직류전압으로 가열하는 품종이 많다.

형수가 적고 표시폭이 작은 경우는 필라멘트의 길이는 비교적 짧으므로 형간의 휘도차는 명확히는 나오지 않지만 형수가 비교적 많고 또한 표시폭이 큰 품종, 즉 필라멘트 길이가 비교적 긴것은 형간 휘도차 조정을 위해 설계적으로 전극간격의 조정을 행할 필여가 있다. 이 경우 필라멘트 전원접속에 극성의 차이가 없도록 주의를 요한다. 세그먼트 전극에 인가하는 전압의 제어로서, 표시의 제어를 행한다.

다형관의 경우 스태틱 구동용으로 설계한 품종이 아니라 사용할 수 없지만, 단관의 경우 프린트 스태틱 구동용에서도 각자 전극마저 각각 독립하여 단자에 접속되어 있으면 프린트 기판배선에 따라 다이나믹 구동으로 사용할 수 있지만, 설계적으로 스태틱구동용으로 조정하고 있는 경우가 있으므로 이것을 다이나믹 구동으로 사용할 경우 특성 및 수명에 만족하지 않는 일이 있으므로 주의가 요구된다.

또한, 듀플렉스 구동은 형수가 상당히 많은 경우 혹은 다형표시관의 경우, 형신호 duty cycle이 작게 되며 따라서 표시휘도가 낮게 된다.

이 때문에 양극전압 및 각자전압을 비교적 고전압으로 해야한다. 이것을 조정하기 위해 세그먼트 전압접속을 2조 이상으로 분할하고, 각각의 조가 마치 하나의 형광표시관인것 처럼 구동하는 방식이다. 이렇게 함으로서 비교적 낮은 음극전압, 각자전압으로서 구동하는 것이다.

이러한 구동방식은 하나의 입력단(common)으로 각 숫자단위(digit;이하 digit라 함)별로 개별 작동하는 1common 방식과 하나의 입력단에 의해 동시에 다수의 digit를 동시 작동하는 2common 방식이 주로 사용되고 있다.

이러한 1common 또는 2common에 의해 digit를 구동하는 방식으로는 본 고안 출원인에 의해 안출된 1993년 실용신안공고번호 제93-5106호에 의해 7 세그먼트의 발광방식을 개선하므로서 보다 안정된 숫자 및 기호가 표시되게 안출된바 있다.

이러한 구동방식은 도 1의 도시와 같이 각 세그먼트중에서 '2''4''5''6'의 숫자와 같이 각 숫자의 단부에 불완전하게 발광되는 부위를 공통 단자(a)(b)(c)(d) 처리하여 전기한 숫자가 발광되는 경우 공통 단자(a)(b)(c)(d)가 각각 반응하게 하므로서 완전한 숫자의 구현이 가능하게 한 것이다.

그러나, 전기한 7 세그먼트 구동방식은 각 세그먼트의 블럭크기가 일정하지 않고 서로 차이가 나게 되므로 그 내부에 내장되는 LED의 개수 또한 차이가 나게 되는 것이며, 도 1의 도시와 같이 일정블럭내에는 3개의 LED가 삽입되는 반면, 또다른 세그먼트 블럭에는 4개의 LED가 삽입되므로 이에 전원을 공급하는 트랜스를 의도적으로 4개의 LED를 구동할 수 있는 용량으로 구비하여야 하므로 매우 비경제적이며 생산원가가 상승하는 문제점이 있는 것이다.

또한, 다수의 4-LED 블럭의 구동이 동시에 이루어지는 각 숫자는 그 4-LED 블럭의 구동이 동시에 이루어지는 개수가 증가할 수록 트랜스 용량을 더욱 크게 요구할 뿐만 아니라 이에 소모되는 전원의 공급량 또한 낭비적인 문제점이 있는 것이다.

본 고안은 전기한 바와 같은 문제점을 제거코저 안출된 것으로서, 각 숫자의 발광시 항상 발광되는 2개의 LED를 세그먼트 블럭과 분리하여 세그먼트의 제어와 상관없이 지속적으로 발광되게 하므로서, 해당 세그먼트에는 하나씩의 LED가 줄어들어 4-LED에서 3-LED 블럭이 되므로 트랜스 용량을 보다 작은것으로 취해도 충분히 구동이 가능한 것이며, 트랜스의 용량이 감소하므로 원가절감에 의한 경제적인 효과가 있음은 물론 디스플레이가 장착되는 계기의 부피를 축소시키는 효과가 있는 엘이디 디스플레이의 세그먼트 연결구조를 제공함에 본 고안의 목적이 있는 것이다.

도 1은 종래의 LED 구동 결선도

도 2는 본 고안에 의한 LED 구동 결선도

도 3은 본 고안에 의한 공통소자의 숫자별 발광표시도

도 4a 및 도 4c는 숫자별 구동 상태도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1,2,3,4 : 수직 세그먼트 5,6,7 : 수평 세그먼트

8 : 입력단 9 : 입력단

1a,1b,1c,1d : LED 5a,5b,5c,5b : LED

3a,3b,3c,3d : LED 4a,4b,4c,4d : LED

이하, 본 고안의 실시예를 첨부도면에 의해 상세히 설명한다.

다수의 LED를 연결 내장한 세그먼트를, 좌우 수직 세그먼트(1)(2)(3)(4) 및 상중하 수평 세그먼트(5)(6)(7)로 각각 블럭화하여 일측을 입력단(8)과 연결하고, 각 세그먼트의 타측은 또다른 극성의 입력단(9)과 연결하되, 세그먼트(5)의 LED(5a)와 LED(5b)의 사이에 세그먼트(1)의 LED(1a)를 연결한 통상의 7 세그먼트에 있어서,

세그먼트(3)의 LED(3a)를 입력단(8)과 연결하고, LED(3d)는 타측 입력단(9)과 연결하며,

세그먼트(4)의 LED(4a)의 단부를 입력단(8)과 연결하고, LED(4d)는 타측 입력단(9)에 연결하여,

공통발광단자 LED(3d) 및 LED(4d)가 연속발광되게 하므로서, 세그먼트(3) 및 세그먼트(4)의 발광시 하나의 LED가 감소된 상태에서 입력 및 출력되게 하므로서, 트랜스 용량을 감소시키며, 본 고안 LED 디스플레이가 적용되는 계기의 크기를 감소시킬 수 있는 것이다.

이상과 같은 방법에 의한 본 고안 LED 디스플레이의 작용을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 3의 도시와 같이 다수의 LED 점멸에 의해 숫자 및 기호를 표시하는 LED 디스플레이에 있어서, 0~9까지의 숫자에서 그 숫자의 변형에 관계없이 항상 점등하고 있는 두개의 발광단자인 LED(3d) LED(4d)가 있음을 확인할 수 있다.

이러한 항시 발광단자인 LED(3d) LED(4d)을 종래에는 각 세그먼트 블럭의 일부분으로 인식하여 세그먼트(3) 및 세그먼트(4)의 점멸시 매번 트랜스로부터 전원을 공급받아 점등을 한 것이다.

그러나, 항상 점등상태인 LED(3d) LED(4d)는 항상 점등만 되면 숫자를 표현하는데 전혀 지장이 없는 요소로서, 이를 굳이 트랜스 및 별도의 제어회로를 거쳐 점등할 필요가 없는 것이다.

따라서, 종래에는 이를 점등키 위해 트랜스 및 디코더등의 제어회로에 의해 항상 신호를 인가하여 점등되게 하였으나, 본 고안에서는 이를 제어회로를 거치지 아니하고 입력단(8) 및 인력단(9)에 직접 연결형성하므로서, 세그먼트의 제어에 관계없이 항상 점등상태가 유지되게 하므로서, 세그먼트(3) 및 세그먼트(4)를 제어하는 트랜스의 용량이 감소되게 한 것이다.

즉, 도면의 도시와 같이 세그먼트(3) 및 세그먼트(4)는 종래에는 4-LED로 구성되어 각 세그먼트를 점등키 위해서는 4-LED가 발광될 정도의 전원을 트랜스로부터 공급받아야 했으나, 하나의 LED를 제거하므로서, 3-LED를 발광시킬 정도의 전원만 공급되어도 동일한 효과를 얻을 수 있는 것이다.

따라서, 트랜스 용량을 적어도 세그먼트(3) 및 세그먼트(4)에서는 약25%가량 다운시킨 상태로 공급할 수 있게 되는 것이다.

이러한, 트랜스 용량의 감소는 전원의 소모가 감소되는 것을 의미하는 것은 아니지만, 트랜스의 용량이 감소되면서 고가의 트랜스 비용이 절감되는 간접이윤 효과를 갖는 것이며, 트랜스의 용량이 적어지면서 그 계기의 크기 또한 상당히 축소되는 효과를 얻는 것이다.

도 4a 및 도 4c는 본 고안에 의해 각 숫자가 발광하는 상태를 결선상태와 함께 활선(活線) 및 사선(死線)을 도시하여 설명한 것으로서,

숫자 1의 경우에는 종래에는 세그먼트(3) 및 세그먼트(4)를 발광하기 위해서는 4 LED를 발광키 위한 트랜스 전원을 공급받았으나, 본 고안에 의해 3 LED 전원만 공급되어도 동일한 효과를 얻을 수 있는 것이다.

또한, 숫자 2를 포함한 그 이외의 숫자 표시 또한 세그먼트(3) 및 세그먼트(4)에서는 모두 3 LED 구동 전압만 소요되므로 보다 적은 트랜스 용량으로도 LED 디스플레이의 구동이 가능한 것이다.

또한, LED(3d) 및 LED(4d)는 하나의 LED로 구성되어 있으므로 입력단(8)으로부터 공급되는 4 LED 구동용 전원의 비대칭 현상을 방지하기 위해 다수의 DIGIT(시계와 같은 경우 시, 분, 초를 표현키 위해 통상 3~6개의 자릿수를 갖고 있으며, 각각의 자릿수를 DIGIT라 표현함)간에 발생하는 LED(3d) 및 LED(4d)를 서로 연결하여 각각의 비대칭 전압을 보정할 수 있도록 구성할 수 있는 것이다.

이상과 같이 본 고안에 의해 보다 완벽한 형상을 갖춘 숫자 및 기호의 표현이 가능하면서도 이를 표현키 위한 트랜스 용량을 현저히 감소시키므로 원가절감 및 계기의 부피 축소가 가능한 것이다.

또한, 이러한 엘이디 디스플레이의 구동방법는 전기한 스태틱 구동 및 다이나믹 구동은 물론 듀플렉스 구동에 모두 작용가능한 것이며, 1common 방식이나 2common 방식 모두에게 적용가능한 것이다.

이상과 같은 본 고안 엘이디 디스플레이의 세그먼트 연결구조는 각 숫자의 발광시 항상 발광되는 2개의 LED를 세그먼트 블럭과 분리하여 세크먼트의 제어와 상관없이 지속적으로 발광되게 하므로서, 해당 세그먼트에는 하나씩의 LED가 줄어들어 4-LED에서 3-LED 블럭이 되므로 트랜스 용량을 보다 작은것으로 취해도 충분히 구동이 가능한 것이며, 트랜스 용량이 감소하므로 원가절감에 의한 경제적인 효과는 물론 디스플레이가 장착되는 계기의 부피를 축소할 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (1)

1. 다수의 LED를 연결 내장한 세그먼트를, 좌우 수직 세그먼트(1)(2)(3)(4) 및 상중하 수평 세그먼트(5)(6)(7)로 각각 블럭화하여 일측을 입력단(8)과 연결하고, 각 세그먼트의 타측은 또다른 극성의 입력단(9)과 연결하되, 세그먼트(5)의 LED(5a)와 LED(5b)의 사이에 세그먼트(1)의 LED(1a)를 연결한 통상의 7 세그먼트에 있어서,

   세그먼트(3)의 LED(3a)를 입력단(8)과 연결하고, LED(3d)는 타측 입력단(9)과 연결하며,

   세그먼트(4)의 LED(4a)의 단부를 입력단(8)과 연결하고, LED(4d)는 타측 입력단(9)에 연결하여,

   공통발광단자 LED(3d) 및 LED(4d)가 연속발광되게 하므로서, 세그먼트(3)(4)의 발광시 하나의 LED가 감소된 상태에서 출력되게 함을 특징으로 하는 엘이디 디스플레이의 세그먼트 연결구조.