KR20030002175A - Light Emmision Diode in Voltage mode - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A light emission diode(LED) of a voltage mode is provided to drive a panel at a high speed by adding a current-type signal converter while using a conventional voltage mode panel. CONSTITUTION: A current-type signal converting unit outputs a voltage difference between the upper and lower end of a resistor source serially connected to each current source in response to a current source corresponding to an n-bit state. An LED panel of a voltage mode is supplied with the voltage difference between the upper and lower end of the resistor source of the current-type signal converting unit as a drive voltage for driving the LED, controlled by the voltage for driving a gate from an outside gate driver.

Description

전압 모드의 ＬＥＤ 소자{ Light Emmision Diode in Voltage mode }LED device in voltage mode {Light Emmision Diode in Voltage mode}

본 발명은 LED(Light Emmision Diode) 소자에 관한 것으로 특히, 전류형의 DAC(Digital Analog Converter)를 회로 변경하여 LED 패널에 전압을 인가하는 전압원으로 구동시킨 전압 모드의 LED에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light emitting diode (LED) device, and more particularly, to a voltage mode LED in which a current-type digital analog converter (DAC) is changed in circuit and driven by a voltage source applying voltage to the LED panel.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래의 LED 소자를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a conventional LED device will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 일반적인 전류 모드 LED 소자의 각 비트 당 LED 패널로 인가되는 전류원을 나타낸 개략도이다.1 is a schematic diagram showing a current source applied to an LED panel for each bit of a general current mode LED device.

도 1과 같이, 전류 모드의 LED 소자는 각각의 비트에 해당하는 전류 신호를 LED 소자에 인가하여, 전류에 응답하여 구동되는 LED 소자이다.As shown in FIG. 1, the LED device in the current mode is an LED device which is driven in response to a current by applying a current signal corresponding to each bit to the LED device.

이 때, 각각 비트가 증가할수록 이에 응답한 전류 신호는 계단식으로 증가하도록 구현한다.At this time, as the bit increases, the current signal corresponding to this increases stepwise.

도 2는 일반적인 전압 모드 LED 소자의 각 비트 당 LED 패널로 인가되는 전압원을 나타낸 개략도이다.2 is a schematic diagram illustrating a voltage source applied to an LED panel for each bit of a general voltage mode LED device.

도 2와 같이, 전압 모드의 LED 소자는 각각의 비트에 해당하는 전압 신호를 LED 소자에 인가하여 전압에 응답하여 구동시키는 LED 소자이다.As shown in FIG. 2, the LED device in the voltage mode is an LED device which applies a voltage signal corresponding to each bit to the LED device to drive in response to the voltage.

이 때, 상기 전류 모드의 LED 소자와 마찬가지로 상기 LED 패널로 인가되는 전압원은 계단식으로 증가한다.At this time, as in the LED element of the current mode, the voltage source applied to the LED panel increases stepwise.

도 3은 종래의 전류형 DAC(Digital-Analog Converter)를 나타낸 회로 개략도이다.3 is a circuit diagram illustrating a conventional current digital-to-analog converter (DAC).

종래에 LED 소자의 LED 패널을 구동시키는 소오스로 인가되는 드라이버는 전류형 DAC, 즉 전류형의 디지털-아날로그 변환기이다.Conventionally, the driver applied to the source for driving the LED panel of the LED element is a current type DAC, that is, a current type digital-analog converter.

전류형 DAC는 도 3과 같이, n 비트 각각에 해당하는 전류원에 대하여 바이어스로부터 연결된 저항이 직렬로 연결되어 있다.In the current type DAC, a resistor connected from a bias is connected in series with respect to a current source corresponding to each of n bits.

그 동작은 도 1에서와 같이, 각각의 비트에 해당하는 디지털화한 전류 신호를 LED 소자를 구동시키기 위해 LED 패널에 인가하는 식으로 이루어진다.The operation is performed by applying a digitized current signal corresponding to each bit to the LED panel to drive the LED element, as shown in FIG.

그러나, 상기와 같은 종래의 LED 소자는 다음과 같은 문제점이 있다.However, the conventional LED device as described above has the following problems.

전류형의 DAC(Digital-Analog Converter)를 이용하여 LED 패널에 구동시키는 전류 형태의 소오스를 인가하기 때문에, 전압형의 비해 환경 변화 유인이 많은 전류 소오스로 상기 LED 소자는 안정적으로 동작하지 못하게 된다.Since a current-type source driven to the LED panel is applied by using a current-type digital-analog converter (DAC), the LED device does not operate stably with a current source that causes more environmental change than the voltage type.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 전류형의 DAC(Digital Analog Converter)를 회로 변경하여 LED 패널에 전압을 인가하는 전압원으로 구동시킨 전압 모드의 LED를 제공하는 데, 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems to provide a voltage mode LED driven by a voltage source for applying a voltage to the LED panel by changing the circuit of the current-type digital analog converter (DAC), the object is have.

도 1은 일반적인 전류 모드 LED 소자의 각 비트당 LED 패널로 인가되는 전류원을 나타낸 개략도1 is a schematic diagram showing a current source applied to an LED panel for each bit of a general current mode LED device

도 2는 일반적인 전압 모드 LED 소자의 각 비트당 LED 패널로 인가되는 전압원을 나타낸 개략도2 is a schematic diagram showing a voltage source applied to an LED panel for each bit of a typical voltage mode LED device

도 3은 종래의 전류형 DAC(Digital-Analog Converter)를 나타낸 회로 개략도3 is a circuit diagram showing a conventional current-type digital-to-analog converter (DAC)

도 4는 본 발명의 전압 모드의 LED 소자를 나타낸 블록도4 is a block diagram showing an LED element of the voltage mode of the present invention;

도 5는 도 4의 전류형 신호 변화부를 나타낸 회로 개략도FIG. 5 is a circuit diagram illustrating the current type signal changer of FIG. 4. FIG.

도 6은 본 발명의 전압 모드의 LED 소자를 나타낸 회로도6 is a circuit diagram showing the LED element of the voltage mode of the present invention;

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전압 모드의 LED 소자는 n 비트 상태에 대응한 전류원에 응답하여, 각 전류원에 직렬로 연결된 저항원 상하단 전압차를 출력하는 전류형 신호 변환부와, 외부의 게이트 드라이버로부터 게이트를 구동시키는 전압에 제어되어 상기 전류형 신호 변화부의 저항원 상하단 전압차를 LED를 구동시키는 구동 전압으로 인가받는 전압 모드의 LED 패널을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.LED device of the voltage mode of the present invention for achieving the above object is a current-type signal conversion unit for outputting the voltage difference between the upper and lower resistance source connected in series to each current source in response to the current source corresponding to the n-bit state, It is characterized in that it comprises a LED panel of a voltage mode that is controlled by a voltage for driving the gate from the gate driver of the voltage source is applied to the driving voltage for driving the LED of the resistance source upper and lower voltage difference of the current-type signal change unit.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 전압 모드의 LED 소자를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the LED device of the voltage mode of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 전압 모드의 LED 소자는 전류형의 소오스 드라이버를 이용하여 전압 모드의 패널을 구동하는 방법에 관한 것이고, 이의 실현을 위해 종래 사용된 전류형의 DAC를 회로 변환하여 그 출력을 전류가 아닌 전압 형태로 출력되게 하여 전압 모드의 패널을 구동시키는 것이 기술적 원리이다.The voltage mode LED device of the present invention relates to a method of driving a panel in voltage mode using a current source driver, and to realize this, circuit-converts a current type DAC that is conventionally used and outputs the current instead of the current. It is a technical principle to drive a panel in voltage mode by outputting it in voltage form.

도 4는 본 발명의 전압 모드의 LED 소자를 나타낸 블록도이다.Fig. 4 is a block diagram showing the LED element in the voltage mode of the present invention.

도 4와 같이, 본 발명의 전압 모드의 LED 소자는 n 비트 상태에 대응한 전류원에 응답하여, 각 전류원에 직렬로 연결된 저항원 상하단 전압차를 출력하는 전류형 신호 변환부와, 외부의 게이트 드라이버로부터 게이트를 구동시키는 전압에 제어되어 상기 전류형 신호 변화부의 저항원 상하단 전압차를 LED를 구동시키는 구동 전압으로 인가받는 전압 모드의 LED 패널을 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 4, the LED device in the voltage mode of the present invention includes a current-type signal converter for outputting a voltage difference between the upper and lower resistors connected in series with each current source in response to a current source corresponding to an n-bit state, and an external gate driver. It is configured to include a LED panel of a voltage mode is controlled by a voltage for driving the gate from the voltage mode is applied to the driving voltage for driving the LED of the resistance source upper and lower voltage difference of the current-type signal change unit.

도 5는 도 4의 전류형 신호 변환부를 나타낸 회로 개략도이다.5 is a circuit schematic diagram illustrating the current-type signal converter of FIG. 4.

도 5와 같이, n 비트에 대응하여 상기 전류형 DAC는 LED 패널에 인가하는 소오스 전압을 인가하는 저항원과, 기 저항원에 연결된 전류원으로 구성된다.As shown in FIG. 5, the current-type DAC corresponding to n bits includes a resistance source for applying a source voltage applied to the LED panel, and a current source connected to an existing resistance source.

이 때, 상기 저항원은 상기 바이어스와 전류원 사이에 연결된 캐패시터와, 상기 캐패시터의 전극에 소오스와 드레인이 연결되며, 상기 전류원이 게이트에 인가되어 그 드레인에 LED 패널에 인가되는 전압이 출력되는 제 1 피모스 트랜지스터로 구성된다.In this case, the resistor source is a capacitor connected between the bias and the current source, a source and a drain are connected to the electrode of the capacitor, the current source is applied to the gate to output a voltage applied to the LED panel at the drain It consists of a PMOS transistor.

도 6은 본 발명의 전압 모드의 LED 소자를 나타낸 회로도이다.6 is a circuit diagram showing an LED element of the voltage mode of the present invention.

도 6과 같이, 상기 LED 패널은 상기 외부의 게이트 드라이버로부터 인가된 전압이 게이트에 인가되며 상기 저항원 상하단의 전압차를 소오스에 인가받는 앤모스 트랜지스터와, 상기 앤모스 트랜지스터의 소자의 드레인 출력 전압을 게이트에 인가받고 상기 바이어스를 소오스에 인가받아 그 드레인 출력 전압을 LED 소자에 인가하는 제 2 피모스 트랜지스터로 구성된다.As shown in FIG. 6, the LED panel includes an NMOS transistor configured to receive a voltage applied from the external gate driver to a gate and to receive a voltage difference between the upper and lower ends of the resistance source to a source, and a drain output voltage of an element of the NMOS transistor. Is applied to the gate and the bias is applied to the source to apply the drain output voltage to the LED device.

본 발명의 전압 모드의 LED 소자의 동작을 살펴보면 다음과 같다.The operation of the LED device in the voltage mode of the present invention is as follows.

본 발명의 전압 모드의 LED 소자는 n 비트의 신호를 처리하며, 따라서, 상기 전류형 신호 변환부는 아날로그 전류 신호를 n 비트의 디지털 전압 신호로 변환하여 처리한다.The LED device of the voltage mode of the present invention processes an n-bit signal, and therefore, the current type signal converter converts an analog current signal into an n-bit digital voltage signal and processes it.

각각의 비트는 LED 패널의 소오스를 구동하며, 각 비트에 해당하는 값에 따라 LED 밝기가 결정된다.Each bit drives the source of the LED panel and the LED brightness is determined by the value corresponding to each bit.

상기 전류형 신호 변환부에서는 전류 신호를 전압으로 바꾸기 위해 상기 제 1 피모스 트랜지스터를 다이오드(소오스단과 게이트단에 캐패시터 연결) 연결하고, 상기 제 1 피모스 트랜지스터의 드레인단 출력을 상기 LED 패널 소오스에 인가한다.The current-type signal conversion unit connects the first PMOS transistor to a diode (capacitor connected to a source terminal and a gate terminal) to convert the current signal into a voltage, and outputs the drain terminal output of the first PMOS transistor to the LED panel source. Is authorized.

이와 같이, 각각 n 비트 전류원은 상기 제 1 피모스 트랜지스터를 통해 흐르면서 각각의 전류량 만큼의 전압이 출력 전압으로 발생된다.As such, each n-bit current source flows through the first PMOS transistor to generate a voltage equal to each current amount as an output voltage.

도 6의 박스 부위는 본 발명의 전압형 모드의 LED이다.The box portion of Fig. 6 is the LED of the voltage mode of the present invention.

도 6과 같이, 상기 제 2 피모스 트랜지스터는 LED에 전류를 공급하는 전류원으로 동작하며 앤모스 트랜지스터는 게이트가 온 됨에 따라 패널의 소오스와 도 5의 전류형 신호 변환부의 출력이 서로 연결된다. 즉, 전류형 신호 변환부에서 출력된 전압은 LED 패널의 소오스에 연결된다.As shown in FIG. 6, the second PMOS transistor operates as a current source for supplying current to the LED. As the NMOS transistor is gated on, the source of the panel and the output of the current type signal converter of FIG. 5 are connected to each other. That is, the voltage output from the current type signal converter is connected to the source of the LED panel.

제 1 피모스 트랜지스터와 제 2 피모스 트랜지스터는 상기 앤모스 트랜지스터가 외부 게이트 드라이버로부터 신호를 인가받아 온 동작을 할 때는 커런트 미러형태로 연결이 되어, 상기 전류형 신호 변환부의 전류원 소오스 전류에 해당하는 전류가 상기 LED 패널의 제 2 피모스 트랜지스터를 거쳐 LED 소자로 흘러들어가 같은 양의 전류가 흐르게 된다.The first PMOS transistor and the second PMOS transistor are connected in a current mirror form when the NMOS transistor receives a signal from an external gate driver and corresponds to a current source source current of the current type signal converter. The current flows through the second PMOS transistor of the LED panel to the LED device and the same amount of current flows.

따라서, 전류형 DAC로부터 출력되는 전압은 전류형 DAC의 전류 소오스 전류에 비례하는 n 비트에 대응한 계단식 전압이 발생된다.Therefore, the voltage output from the current type DAC generates a stepped voltage corresponding to n bits proportional to the current source current of the current type DAC.

상기 계단식 전압은 앤모스 트랜지스터, 제 2 피모스 트랜지스터에 인가되어 LED에 전류를 공급한다.The stepped voltage is applied to the NMOS transistor and the second PMOS transistor to supply current to the LED.

상기와 같은 본 발명의 전압 모드의 LED는 다음과 같은 효과가 있다.The LED of the voltage mode of the present invention as described above has the following effects.

첫째, 종래의 전압 모드 패널을 그대로 사용하면서 전류형 신호 변환부를 부가적으로 인가하여 고속의 패널 구동을 이룰 수 있다.First, high-speed panel driving can be achieved by additionally applying a current type signal converter while using a conventional voltage mode panel.

둘째, 전류형 신호 변환부를 이용하여 전류 방식의 장점을 취할 수 있는 방법에 관한 것으로 최근 각광받는 디스플레이 응용 기술에 적용될 수 있다.Second, the present invention relates to a method of taking advantage of the current type using the current type signal converter, and may be applied to a display application technology that has recently been in the spotlight.

Claims (3)

n 비트 상태에 대응한 전류원에 응답하여, 각 전류원에 직렬로 연결된 저항원 상하단 전압차를 출력하는 전류형 신호 변환부와,a current type signal converter for outputting a voltage difference between the upper and lower resistance sources connected in series to each current source in response to the current source corresponding to the n bit state; 외부의 게이트 드라이버로부터 게이트를 구동시키는 전압에 제어되어 상기 전류형 신호 변화부의 저항원 상하단 전압차를 LED를 구동시키는 구동 전압으로 인가받는 전압 모드의 LED 패널을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 전압 모드의 LED 소자.The voltage mode is characterized in that it comprises a LED panel of a voltage mode that is controlled by a voltage for driving the gate from an external gate driver is applied as a driving voltage for driving the LED of the resistance source upper and lower voltage difference of the current-type signal change unit LED device. 제 1항에 있어서, 상기 저항원은The method of claim 1, wherein the resistance source 상기 바이어스와 전류원 사이에 연결된 캐패시터와,A capacitor connected between the bias and the current source, 상기 캐패시터의 전극에 소오스와 드레인이 연결되며, 상기 전류원이 게이트에 인가되어 그 드레인에 LED 패널에 인가되는 전압이 출력되는 피모스 트랜지스터로 구성됨을 특징으로 하는 전압 모드의 LED 소자.And a PMOS transistor having a source and a drain connected to an electrode of the capacitor, wherein the current source is applied to a gate to output a voltage applied to the LED panel. 제 1항에 있어서, LED 패널은The LED panel of claim 1, wherein the LED panel is 상기 외부의 게이트 드라이버로부터 인가된 전압이 게이트에 인가되며 상기 저항원 상하단의 전압차를 소오스에 인가받는 앤모스 트랜지스터와,An NMOS transistor configured to apply a voltage applied from the external gate driver to the gate and receive a voltage difference between the upper and lower ends of the resistance source to the source; 상기 앤모스 트랜지스터의 소자의 드레인 출력 전압을 게이트에 인가받고 상기 바이어스를 소오스에 인가받아 그 드레인 출력 전압을 LED 소자에 인가하는 피모스 트랜지스터로 구성됨을 특징으로 하는 전압 모드의 LED 소자.And a PMOS transistor configured to apply the drain output voltage of the device of the NMOS transistor to the gate and the bias output to the source to apply the drain output voltage to the LED device.
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