KR20050041945A

KR20050041945A - 발광 소자 구동 장치, 발광 소자 구동 장치를 포함하는표시 모듈 및 표시 모듈을 구비하는 전자 기기

Info

Publication number: KR20050041945A
Application number: KR1020040087048A
Authority: KR
Inventors: 야마모토이사오; 이토토모유키
Original assignee: 로무 가부시키가이샤
Priority date: 2003-10-30
Filing date: 2004-10-29
Publication date: 2005-05-04
Also published as: JP4001856B2; CN1617195A; US20050093792A1; TW200520267A; JP2005136157A; CN100504976C

Abstract

본 발명은 발광시키기 위한 소요 전압이 다른 복수 계통의 발광 소자군을 낮은 전압으로 구동하는 동시에, 손실을 경감하여 효율을 향상할 수 있는 발광 소자 구동 장치를 제공하는 것이다.

승압 회로에서 전원 전압 Vcc를 승압하여 소정의 정전압 Vp를 발생하고, 반전 전압 발생 회로에서 정전압의 극성을 반전한 부전압을 발생시킨다. 정전압과 그라운드 전압으로 소요 전압이 낮은 제1 발광 소자군(제1 발광 다이오드군)을 발광시키는 한편, 정전압과 부전압으로 소요 전압이 높은 제2 발광 소자군(제2 발광 다이오드군)을 발광시킨다.

Description

발광 소자 구동 장치, 발광 소자 구동 장치를 포함하는 표시 모듈 및 표시 모듈을 구비하는 전자 기기 {LUMINESCENT ELEMENT DRIVING DEVICE, DISPLAY MODULE INCLUDING LUMINESCENT ELEMENT DRIVING DEVICE AND ELECTRONIC APPARATUS HAVING DISPLAY MODULE}

본 발명은 LED(발광 다이오드) 등 고전압으로 구동되는 발광 소자를 구동하는 발광 소자 구동 장치와, 상기 발광 소자 구동 장치를 이용한 표시 모듈 및 상기 표시 모듈을 구비하는 휴대 전화기나 PDA, 디지탈 카메라 등과 같은 전자 기기에 관한 것이다.

LED 등의 발광 소자는 그 자체가 표시 소자로서 이용되는 것 이외에, LCD(액정 표시 장치)의 백라이트용 등에 이용된다. 그 사용되는 수는 표시의 형태나, 필요한 광량에 따라 결정된다.

도 8a 및 도 8b는 LED가 발광 소자로서 이용되는 전자 기기의 예로서, 절첩형 휴대 전화기의 외관을 나타내는 도면이다. 도 8a는 개방한 상태를 나타내고 있고, 도 8b는 절첩한 상태를 나타내고 있다.

도 8a 및 도 8b에 있어서, 1은 안테나이며, 2는 표시 면적이 넓은 메인 디스플레이부이며, 3은 조작부이다. 또, 4는 전화의 착신이나 메일의 수신, 일자ㆍ시간 등을 절첩한 상태로 표시하는 서브 디스플레이부이다. 상기 서브 디스플레이부(4)는 좁은 표시 면적이라도 된다. 이러한 디스플레이부(2, 4)는 LCD로 구성되며, 그 백라이트로서 예를 들면 백색이나 적, 청, 녹색의 LED가 사용된다. LCD(2, 4)의 표시 면적에 따라 백라이트에 이용되는 LED의 개수는 다르다.

도 9는 도 8a 및 도 8b의 휴대 전화기 등의 LED를 구동하기 위한 종래의 표시 모듈의 구성을 나타내는 도면이며, 구동 디바이스(50)와 표시 디바이스(60)로 구성되어 있다.

표시 디바이스(60)는 서브 디스플레이부(4)를 위해 2 개의 LED(61), LED(62)를 직렬로 접속한 제1 계통의 발광 소자군과, 보다 많은 광량을 필요로 하는 메인 디스플레이부(2)를 위해 4 개의 LED(63), LED(64), LED(65), LED(66)를 직렬로 접속한 제2 계통의 발광 소자군을 구비하고 있다.

한편, 구동 디바이스(50)에서는 리튬 전지 등과 같은 3.6V의 전원 전압 Vcc를 승압형 스위칭 전원 회로(51)에 의해 고전압 Vhh로 승압한다. 이 고전압 Vhh는 백색이나 청색의 LED에서 발광을 위해 1 개당 약 4V 정도의 전압이 필요하며, 여기서는 18V 이다. 상기 고전압 Vhh가 LED(61)~LED(66)에 인가된다. 또, 드라이버(52) 및 드라이버(53)는 통상 정전류 드라이버로 구성된다. 상기 드라이버(52)는 LED의 직렬 접속 수에 관계없이, 온으로 된 때에는 일정 전류를 흘리고, 오프로 된 때에는 전류를 차단한다. 그리고, 표시 지시 신호에 따라 드라이버가 각각 온 또는 오프로 구동되고, LED(61)~LED(66)의 발광이 제어된다.

또, 이러한 제1 계통의 발광 소자군과 제2 계통의 발광 소자군을 개별적으로 온 또는 오프로 하거나, 또 상기 발광 소자군을 직렬로 접속하며, 동시에 온ㆍ오프로 하도록 구성한 것이 제안되고 있다(특허 문헌 1 참조).

[특허 문헌 1] 특개 2OO3-274646호 공보

그러나, 이들 종래의 도 9와 같은 LED 구동 장치에서는 발광 소자수가 많은 제2 계통의 발광 소자군을 구동하기 위해 그 수에 알맞은 고전압 Vhh(이 경우, 18V)를 발생해야 한다. 따라서, 전원 회로(51)는 높은 승압율을 포함할 필요가 있다.

또, 제1 계통 및 제2 계통의 발광 소자군을 동시에 구동하는 경우에는 소자수가 적은 제1 계통의 발광 소자군에도 고전압 Vhh가 인가되므로, 정전류 드라이버(52)에 큰 손실이 발생하게 된다. 즉, 발광 소자마다의 전압을 Vf로 하고, 전류를 If로 하면, 도 9의 예에서 If ×(Vhh-2 ×Vf)의 손실은 제1 계통의 정전류 드라이버(52)에 발생한다. 따라서, 휴대 전화기 등의 전자 기기의 전력 효율이 저하되는 문제가 있다.

또, 특허 문헌 1과 같이 제1 계통 및 제2 계통의 발광 소자군을 개별적으로 또는 직렬로 접속하여 동시에 온, 오프로 하면 손실의 증가는 억제된다. 그러나, 복수 계통의 발광 소자군을 직렬 접속하여 발광시키기 때문에, 종래의 고전압 Vhh에 비해 더 높은 전압(예를 들면, 26V(=4V ×6 개 + α)정도)을 발생시켜야 한다. 따라서, 보다 높은 승압율의 전원 회로를 필요로 하며, 또 구동 디바이스나 표시 디바이스를 보다 높은 전압에 견딜 수 있는 고내압으로 해야 하는 문제가 있다.

그래서, 본 발명은 발광시키기 위한 소요 전압이 다른 복수 계통의 발광 소자군을 낮은 전압으로 구동하는 동시에, 손실을 경감하여 효율을 향상할 수 있는 발광 소자 구동 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또, 상기 발광 소자 구동 장치를 포함하는 표시 모듈 및 상기 표시 모듈을 구비하는 전자 기기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

청구항 1의 발광 소자 구동 장치는 전원 전압을 승압하여 소정의 제1 극성 전압을 제1 극성 전압 출력단에 출력하는 승압 회로와, 상기 제1 극성 전압을 입력받아서 상기 제1 극성 전압을 극성 반전시킨 제2 극성 전압을 제2 극성 전압 출력단에 출력하는 반전 전압 발생 회로와, 상기 제1 극성 전압 출력단과 기준 전압점과의 사이에 제1 발광 소자군과 직렬 접속 가능하게 설치되며, 제1 지시 신호에 따라 온ㆍ오프로 되는 제1 드라이버와, 상기 제1 극성 전압 출력단과 상기 제2 극성 전압 출력단과의 사이에 상기 제1 발광 소자군에 의한 강하 전압보다 큰 강하 전압을 발생시키는 제2 발광 소자군과 직렬 접속 가능하게 설치되며, 제2 지시 신호에 따라 온ㆍ오프로 되는 제2 드라이버를 구비하는 것을 특징으로 한다.

청구항 2의 발광 소자 구동 장치는 청구항 1에 기재된 발광 소자 구동 장치로서, 상기 제1 드라이버 및 제2 드라이버는 온일 때에 소정의 정전류를 흘리는 정전류 드라이버인 것을 특징으로 한다.

청구항 3의 발광 소자 구동 장치는 청구항 1 또는 2에 기재된 발광 소자 구동 장치로서, 상기 승압 회로는 스위칭형 승압 회로이며, 상기 반전 전압 발생 회로는 차지 펌프형 반전 전압 발생 회로인 것을 특징으로 한다.

청구항 4의 발광 소자 구동 장치는 청구항 1 또는 2에 기재된 발광 소자 구동 장치로서, 상기 승압 회로는 차지 펌프형 승압 회로이며, 상기 반전 전압 발생 회로는 차지 펌프형 반전 전압 발생 회로인 것을 특징으로 한다.

청구항 5의 발광 소자 구동 장치는 청구항 1 또는 2에 기재된 발광 소자 구동 장치로서, 상기 제1 발광 소자군 및 상기 제2 발광 소자군의 발광 소자는 동일한 색의 발광 다이오드인 것을 특징으로 한다.

청구항 6의 발광 소자 구동 장치는 청구항 1 또는 2에 기재된 발광 소자 구동 장치로서, 상기 제1 발광 소자군의 발광 소자는 적색의 발광 다이오드이며, 상기 제2 발광 소자군의 발광 소자는 녹색 발광 다이오드 및/또는 청색 발광 다이오드인 것을 특징으로 한다.

청구항 7의 표시 모듈은 제1 발광 소자군과, 상기 제1 발광 소자군에 의한 강하 전압보다 큰 강하 전압을 발생시키는 제2 발광 소자군과, 전원 전압을 승압하여 소정의 제1 극성 전압을 제1 극성 전압 출력단에 출력하는 승압 회로와, 상기 제1 극성 전압을 입력받아서 상기 제1 극성 전압을 극성 반전시킨 제2 극성 전압을 제2 극성 전압 출력단에 출력하는 반전 전압 발생 회로와, 상기 제1 극성 전압 출력단과 기준 전압점과의 사이에 상기 제1 발광 소자군과 직렬로 설치되며, 제1 지시 신호에 따라 온ㆍ오프로 되는 제1 드라이버와, 상기 제1 극성 전압 출력단과 상기 제2 극성 전압 출력단과의 사이에 상기 제2 발광 소자군과 직렬로 설치되며, 제2 지시 신호에 따라 온ㆍ오프로 되는 제2 드라이버를 구비하는 것을 특징으로 한다.

청구항 8의 표시 모듈은 청구항 7에 기재된 표시 모듈로서, 상기 제1 드라이버 및 제2 드라이버는 온일 때에 소정의 정전류를 흘리는 정전류 드라이버인 것을 특징으로 한다.

청구항 9의 표시 모듈은 청구항 7 또는 8에 기재된 표시 모듈로서, 상기 반전 전압 발생 회로는 차지 펌프형 반전압 발생 회로인 것을 특징으로 한다.

청구항 10의 표시 모듈은 청구항 7 또는 8에 기재된 표시 모듈로서, 상기 제1 발광 소자군 및 상기 제2 발광 소자군의 발광 소자는 동일한 색의 발광 다이오드인 것을 특징으로 한다.

청구항 11의 표시 모듈은 청구항 7 또는 8에 기재된 표시 모듈로서, 상기 제1 발광 소자군의 발광 소자는 적색의 발광 다이오드이며, 상기 제2 발광 소자군의 발광 소자는 녹색 발광 다이오드 및 또는 청색 발광 다이오드인 것을 특징으로 한다.

청구항 12의 전자 기기는 청구항 7 내지 11 중 어느 한 항에 기재된 표시 모듈을 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.

[실시예]

이하, 도면을 참조하여 발광 소자로서 LED를 사용한 본 발명에 따른 전자 기기의 실시형태에 대해 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따라 발광시키기 위한 소요 전압이 다른 복수 계통의 발광 소자군을 구동하는 발광 소자 구동 장치 및 상기 발광 소자군을 포함하는 표시부를 구비하는 전자 기기를 나타내는 전체 구성도이다. 또한, 본 발명은 상기 발광 소자 구동 장치 및 표시부를 구비하는 표시 모듈로도 구성된다.

도 1에 있어서, 상기 전자 기기는 표시부(100)와 제어용 IC(10) 및 IC 외부부착 부품으로 구성되는 발광 소자 구동 장치를 포함하여 구성되어 있다.

상기 표시부(100)는 2 개의 LED(111, 112)가 직렬로 접속된 제1 발광 소자군(110)과, 4 개의 LED(121~124)가 직렬로 접속된 제2 발광 소자군(120)이 설치되어 있다. 예를 들면, 이들 제1 발광 소자군(110)의 LED(111, 112)가 도 8B의 LCD(4)의 백라이트로서 이용되고, 제2 발광 소자군의 LED(121~124)가 도 8a의 LCD(2)의 백라이트로서 이용된다. 이 제1 발광 소자군(110) 및 제2 발광 소자군(120)은 개별적으로 점등시키는 경우와, 동시에 점등시키는 경우가 있다.

상기 LED(111~124)에는 소정의 발광량을 얻기 위해 규정한 전류 If이 흐르게 된다. 이 경우, 각 LED(111~124)에 인가되는 전압 Vf는 개개의 LED에 의해 그 값이 불규칙하게 된다. 백색 LED 또는 청색 LED 등의 경우에는 각 LED마다 예를 들면 3.4V ~4.0V의 범위내에서 불규칙하게 되는 경우가 많다.

이 LED를 2 개 직렬로 사용하는 제1 발광 소자군(110)에는 편차 상한이 8V 정도인 높은 전압이 인가될 필요가 있고, 또 LED를 4 개 직렬로 사용하는 제2 발광 소자군(120)에는 보다 높은 전압(편차 상한이 16V 정도임)이 인가될 필요가 있다.

발광 소자 구동 장치는 제1, 제2 발광 소자군(110, 120)에 인가하기 위한 전압을 발생시키는 동시에, 제1, 제2 발광 소자군(110, 120)의 점등을 제어한다.

전원 전압 Vcc(=3.6V)를 승압하여 LED로 공급하기 위한 소정의 제1 극성 전압(이하, 정전압) Vp(=9V)를 얻는다. 또한, 전압은 특별한 이의가 없는 경우에 그라운드와의 사이의 전압이다. 상기 정전압 Vp는 전원 전압 Vcc의 전원 사이에 코일Lo와 제어 스위치인 N형 MOS 트랜지스터 Qo를 접속한다. 상기 코일 Lo와 스위치 Qo와의 접속점에서부터 정류용 다이오드 Do를 통해 평활용 캐패시터 Co를 정전압 Vp로 충전한다. 정류용 다이오드 Do는 전압 강하가 적은 쇼트키 다이오드가 매우 적합하다.

이 정전압 Vp를 일정치로 유지하기 위해 저항(12)과 저항(13)으로 정전압 Vp를 분압하여 낮게 한 검출 전압 Vdet를 제어 회로(11)에 피드백한다. 제어 회로(11)에서는 검출 전압 Vdet를 기준 전압과 오차 증폭기에서 비교하고, 그 비교 결과인 오차 신호와 삼각파 신호를 PWM 비교기에서 비교한다. 상기 PWM 비교기에서의 비교 결과가 검출 전압 Vdet와 기준 전압과의 차에 따른 듀티비의 PWM 펄스 신호가 된다. 상기 PWM 펄스 신호를 스위치 제어 신호 Cont로서 스위치 Qo의 게이트에 인가하여 스위치 Qo를 온ㆍ오프로 제어한다. 이에 따라, 소정의 전압으로 유지된 정전압 Vp가 코일 Lo, 스위치 Qo, 정류용 다이오드 Do, 평활용 캐패시터 Co, 저항(12, 13), 제어 회로(11) 등으로 이루어지는 스위칭형 승압 회로에 의해 발생된다.

상기 반전 전압 발생 회로(19)에 정전압 Vp가 입력되고, 극성이 반전된 제2 극성 전압(이하, 부전압) Vn이 출력된다.

상기 반전 전압 발생 회로(19)는 도 2a, 도 2b에 도시된 바와 같이, 극성 반전용 차지 펌프 회로(-1.0 CP)(14)와, 플라잉 캐패시터(15)와, 부전압 출력용 캐패시터(16)로 구성되어 있다. 극성 반전용 차지 펌프 회로(14)는 제1 클록 φ1로 구동되는 제1 전환 스위치 SWA와, 제1 클록 φ1과 상보적인 제2 클록 φ2로 구동되는 제2 전환 스위치 SWB를 구비하고 있다. 제1 전환 스위치 SWA의 제1 전환 단자(1)가 정전압 Vp에 접속되고, 제2 전환 스위치 SWB의 제1 전환 단자(1)가 부전압 Vn에 접속되고, 제1 전환 스위치 SWA 및 제2 전환 스위치 SWB의 공통 단자 C가 각각 플라잉 캐패시터(15)의 각 단부에 접속되고, 제1 전환 스위치 SWA 및 제2 전환 스위치 SWB의 제2 단자(2)가 그라운드에 접속되어 있다.

이로 인해, 제1 클록 φ1이 고(H) 레벨, 제2 클록 φ2가 저(L) 레벨일 때에, 제1 및 제2 전환 스위치 SWA, SWB는 도 2a에 도시된 바와 같이 전환된다. 이 상태에서, 플라잉 캐패시터(15)가 정전압 Vp에 의해 충전된다. 반대로 제1 클록 φ1이 L 레벨, 제2 클록 φ2가 H 레벨일 때에, 제1 및 제2 전환 스위치 SWA, SWB는 도 2a와는 반대 상태로 전환된다. 이 상태에서, 플라잉 캐패시터(15)의 전하에 의해 부전압 출력용 캐패시터(16)가 부전압 Vn으로 향해 충전된다. 이 동작의 반복에 의해, 부전압 출력용 캐패시터(16)는 부전압 Vn, 즉 정전압 Vp를 극성 반전한 전압(-9V)으로 충전된다.

다시, 도 1을 참조한다. 제1 발광 소자군(110)과 제1 드라이버(17)가 정전압 Vp의 출력단과 기준 전압점인 그라운드와의 사이에 직렬로 접속된다. 상기 제1 드라이버(17)는 제어 회로(11)로부터 제1 지시 신호 S1이 공급될 때, 온으로 하여 제1 발광 소자군(110)에 전류를 흘린다. 제1 지시 신호 S1의 공급이 정지될 때, 오프로 한다.

또, 제2 발광 소자군(120)과 제2 드라이버(18)가 정전압 Vp의 출력단과 부전압 Vn의 출력단과의 사이에 직렬로 접속된다. 이 제2 드라이버(18)는 제어 회로(11)로부터 제2 지시 신호 S2가 공급될 때, 온으로 하여 제2 발광 소자군(120)에 전류를 흘린다. 제2 지시 신호 S2의 공급이 정지될 때 오프로 한다. 정전압 Vp의 출력단과 부전압 Vn의 출력단과의 사이의 전압은 정전압 Vp의 2 배(≒ 18V)로 되어 있기 때문에, 제2 발광 소자군(12O)의 4 개 직렬의 LED(121~124)를 구동하는데 충분한 크기이다.

제1 드라이버(17) 및 제2 드라이버(18)는 제1, 제2 지시 신호 S1, S2가 공급될 때, 온으로 하여 정전류를 흘리는 정전류 드라이버인 것이 바람직하다. 또, 그 정전류의 크기는 임의로 조정할 수 있는 것이 매우 적합하다.

상기 제1 드라이버(17)의 구성예가 도 3에 도시되어 있다. 도 3은 N형 MOS 트랜지스터(이하, NMOS)(31)와 검출 저항(32)을 직렬로 제1 발광 소자군(110)과 그라운드와의 사이에 접속한다. 검출 저항(32)의 전압 강하 RㆍIf와 기준 전압원(33)의 기준 전압 Vref와의 차를 오차 증폭기(34)에서 증폭하고, 그 출력으로 NMOS(31)의 게이트 전압을 제어한다.

오차 증폭기(34)의 동작 전원을 지시 신호 S1로 제어함으로써, 정전류 드라이버(17)를 온 또는 오프로 한다. 이 정전류 드라이버(17)에 흐르는 정전류 If의 크기는 기준 전압 Vref를 조정함으로써 임의의 값으로 설정할 수 있다.

도 3의 정전류 드라이버를 제2 발광 소자군(120)을 위한 정전류 드라이버(18)로서 이용하는 경우에는, 상기 정전류 드라이버를 제2 발광 소자군(120)과 부전압 Vn의 출력단과의 사이에 접속하면 된다.

제어 회로(11)는 이상의 설명으로 알 수 있는 바와 같이, 승압 회로로서의 제어 동작이나, 반전 전압 발생 회로로의 제1, 제2 클록 φ1, φ2의 공급이나, 제1, 제2 지시 신호 S1, S2의 공급 등과 같은 본 발명의 전자 기기의 동작을 제어하는 기능을 포함하고 있다.

또한, 제1 발광 소자군의 LED의 직렬수는 2 개로 하고, 제2 발광 소자군의 LED의 직렬수는 4 개로 하여 설명하였으나, 이 개수로 한정되는 것은 아니며, 3 개와 6 개나, 1 개와 2 개 등으로 편성해도 된다. 또, 제1 발광 소자군의 LED의 직렬수와 제2 발광 소자군의 LED의 직렬수와의 비는 1 대 2로 하여 설명하였으나, 이 비율로 한정되는 것은 아니며, 예를 들면 2 대 5 나, 3 대 5 등의 다른 비율로 해도 된다. 이 점은 다른 실시예에서도 동일하다.

이상과 같이 구성되는 본 발명의 동작을 설명한다. 전자 기기로서의 전원이 온으로 되어 승압 회로가 동작하고, 정전압 Vp(+9V)가 발생되는 동시에, 상기 정전압 Vp를 받아서 반전 전압 발생 회로(19)가 동작하여 부전압 Vn(-9V)를 발생한다. 이 정전압 Vp 및 부전압 Vn은 제1, 제2 지시 신호 S1, S2와는 관계없이 발생된다.

제1, 제2의 지시 신호 S1, S2가 제1 드라이버(17), 제2 드라이버(18)에 함께 공급되지 않을 때에, 제1 발광 소자군(110) 및 제2 발광 소자군(120)은 함께 소등하고 있다.

제1 지시 신호 S1이 공급되면, 제1 드라이버(17)가 온으로 되고 기준 전압 Vref에 의해 설정된 소정의 정전류 If가 제1 발광 소자군(110)에 흐른다. 제1 발광 소자군(110)의 각 LED(111, 112)는 정전류 If에 따른 강도로 발광한다.

제2 지시 신호 S2가 공급되면, 제2 드라이버(18)가 온으로 되고 기준 전압 Vref에 의해 설정된 소정의 정전류 If가 제2 발광 소자군(120)에 흐른다. 제2 발광 소자군(120)의 각 LED(121~124)는 정전류 If에 따른 강도로 발광한다.

제1 지시 신호 S1 및 제2 지시 신호 S2가 함께 공급되면, 제1 발광 소자군(11O) 및 제2 발광 소자군(120)이 함께 점등한다.

이와 같이 제1, 제2 지시 신호 S1, S2가 공급되는지, 어느 한쪽 또는 양쪽이 공급되는지의 여부와 관계없이, 승압 회로나 반전 전압 발생 회로(19)는 항상 일정한 동작을 하고 있으면 된다. 따라서, 승압 회로의 승압율은 항상 일정하면 되기 때문에, 승압 회로의 각 구성 요소를 가장 효율적으로 동작할 수 있는 동작점에 설치할 수 있다.

또, 발광시키기 위한 소요 전압이 다른 복수 계통의 발광 소자군(110, 120)을 공통의 낮은 전압(9V)으로 구동할 수 있다. 따라서, 승압 회로의 승압율(승압 전압 Vp/전원 전압 Vcc)을 낮출 수 있다. 또, 발광 소자 구동 장치나 이를 이용한 표시 모듈의 내전압을 낮은 값으로 할 수 있다.

또, 소요 전압이 낮은 제1 발광 소자군(제1 발광 다이오드군)(110)은 낮은 전압 Vp로 구동되고, 소요 전압이 높은 제2 발광 소자군(제2 발광 다이오드군)(120)은 높은 전압 Vp+Vn으로 구동된다. 따라서, 제1, 제2 드라이버(17, 18)에 있어서의 전압 강하는 함께 작아지므로 전력 손실이 경감되어 효율이 향상한다.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광 소자군을 포함하는 표시부를 구비하는 전자 기기의 전체 구성도이다.

도 4의 제2 실시예에 있어서, 제1 드라이버(17A)가 정전압 Vp의 출력단과 제1 발광 소자군(110)의 한 단부에 접속되고, 제1 발광 소자군(110)의 다른 단부가 그라운드에 접속되어 있다. 또, 제2 드라이버(18A)가 정전압 Vp의 출력단과 제2 발광 소자군(120)의 한 단부에 접속되고, 제2 발광 소자군(120)의 다른 단부가 부전압 Vn의 출력단에 접속되어 있다. 그리고, 그 접속에 수반하여 제1 드라이버(17A) 및 제2 드라이버(18A)가 도 5에 도시된 구성으로 되어 있다.

도 5의 정전류 드라이버(17A)는 정전압 Vp의 출력단과 제1 발광 소자군(110)과의 사이에 정전류 드라이버를 설치하는 경우에 이용된다. 이 도 5의 정전류 드라이버(17A)는 검출 저항(35)과 P형 MOS 트랜지스터(이하, PMOS)(36)를 직렬로 정전압 Vp의 출력단과 제1 발광 소자군(110)과의 사이에 접속한다. 검출 저항(35)의 전압 강하 RㆍIf와 기준 전압원(37)의 기준 전압 Vref와의 차를 오차 증폭기(38)에서 증폭하고, 그 출력으로 PMOS(36)의 게이트 전압을 제어한다. 오차 증폭기(36)의 동작 전원을 지시 신호 S1로 제어함으로써, 정전류 드라이버(17A)를 온 또는 오프로 한다. 이 정전류 드라이버(17A)에 흐르는 정전류 If의 크기는 기준 전압 Vref를 조정함으로써 임의의 값으로 설정할 수 있다.

도 5의 정전류 드라이버를 제2 발광 소자군(120)을 위한 정전류 드라이버(18A)로 하는 경우에는 그 정전류 드라이버(18A)를 정전압 Vp의 출력단과 제2 발광 소자군(120)의 한 단부와의 사이에 직렬로 접속하면 된다.

도 4의 제2 실시예에 있어서, 그외의 점은 도 1의 제1 실시예와 동일하고, 동일한 것에는 동일한 또는 대응한 부호를 부여하고 있다. 이 제2 실시예에 대해서는 제1 실시예와 같은 효과를 얻을 수 있는 것 이외에, 다른 발광 소자군에 전류를 공급하는 제1 드라이버(17A)에서 제2 드라이버(18A)를 동일한 구성으로 할 수 있다. 따라서, 장치 구성이 보다 용이하게 된다.

도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 발광 소자군을 포함하는 표시부를 구비하는 전자 기기의 전체 구성도이다. 이 제3 실시예에서는 컬러 발광을 행하기 위해 적색(R) 발광 다이오드로 이루어지는 제1 발광 소자군, 녹색(G) 발광 다이오드로 이루어지는 제2 발광 소자군, 청색(B) 발광 다이오드로 이루어지는 제3 발광 소자군인 복수 계통의 발광 소자군이 설치되며, 상기 각 발광 소자군을 발광시키기 위한 소요 전압은 다르다. 또한, 본 발명은 이 발광 소자 구동 장치 및 표시부를 구비하는 표시 모듈로서도 구성된다.

도 6에 있어서, 이 전자 기기는 표시부(2OO)와 제어용 IC(20) 및 IC 외부 부착 부품으로 구성되는 발광 소자 구동 장치를 포함하여 구성되어 있다.

표시부(200)는 4 개의 적색 LED(211~214)가 직렬로 접속된 제1 발광 소자군(21O)과, 4 개의 녹색 LED(211~214)가 직렬로 접속된 제2 발광 소자군(220)과, 4 개의 청색 LED(231~234)가 직렬로 접속된 제3 발광 소자군(230)이 설치되어 있다. 상기 제1~제3 발광 소자군(210~230)의 LED(211~214, 221~224, 231~234)가 예를 들면 LCD의 백라이트로서 이용된다. 이 제1~제3 발광 소자군(210~230)은 기본적으로 동시에 점등하고, 그곳에 흐르는 전류치를 조정함으로써, 소정의 컬러로 발광하게 된다. 물론, 각각 독립적으로 점등시키는 경우도 있다.

이들 LED(211~214, 221~224, 231~234)에는 소정의 발광량을 얻기 위해 각각 소정의 전류 Ir, Ig, Ib를 흘리게 된다. 컬러 LED에 있어서, 각 LED에 인가되는 전압은 백색 LED와 동일하게 개개의 LED에 의해 그 값이 다소 편차가 생기나, 발광하는 색에 따라 크게 다르다. 적색 LED에 인가되는 전압은 1 개당 약 2.OV이며, 녹색 LED와 청색 LED에 인가되는 전압은 1 개당 약 3.5V이다.

상기 4 개의 적색 LED(211~214)가 직렬로 접속된 제1 발광 소자군(210)에는 8V 정도의 높은 전압이 인가될 필요가 있고, 또 4 개의 녹색 LED(211~214)가 직렬로 접속된 제2 발광 소자군(220) 및 4 개의 청색 LED(231~234)가 직렬로 접속된 제3 발광 소자군(230)에는 14V 정도의 높은 전압이 인가될 필요가 있다.

발광 소자 구동 장치는 제1~제3 발광 소자군(210~230)에 인가하기 위한 전압을 발생하는 동시에, 제1~제3 발광 소자군(210~230)의 점등을 제어한다.

전원 전압 Vcc(=3.6V)를 승압하고, LED에 공급하기 위한 소정의 정전압 Vp(=9V)을 얻기 위해, 이 실시예에서는 승압용 차지 펌프 회로(21)와 외부 부착의 차지 펌프용 캐패시터(21-1, 21-2) 및 평활용 캐패시터 Co를 포함하는 승압 회로를 구비하고 있다.

도 7a 및 도 7b는 승압용 차지 펌프 회로(21)를 이용한 승압 회로의 구성도 및 그 동작 설명도이다. 도 7a에 있어서 PMOS 트랜지스터 Q21-1~Q21-3가 직렬로 접속되고, 그 입력측에 전원 전압 Vcc가 공급된다. 이들 MOS 트랜지스터 Q21-1~Q 21-3의 출력단측에 캐패시터(21-1, 21-2) Co의 한 단부가 접속된다. 캐패시터(21-1, 21-2)의 다른 단부에는 2상 클록 φ23, φ24가 공급된다. 그리고, 캐패시터 Co가 정전압 Vp로 충전된다.

클록 발생기 CG1은 제어 회로(22)로부터의 제어 신호 Cont와 전원 전압 Vcc가 입력되고, 제어 신호 Cont가 공급되면 도 7B에 도시된 바와 같이 동기하고 있는 제1~제4 클록 φ21~φ24를 출력한다. 제1 클록 ф1과 제2 클록 ф2는 상보형의 2상 클록이며, 그라운드 전압 Vgnd와 정전압 Vp와의 사이에서 변화한다. 이 제1 클록 φ21은 홀수 번째의 MOS 트랜지스터 Q21-1, Q21-3의 게이트에 공급되고, 제2 클록 φ22는 짝수 번째의 MOS 트랜지스터 Q21-2의 게이트에 공급되어 이의 온ㆍ오프를 제어한다.

또, 제3 클록 φ23과 제4 클록 φ24는 역시 상보형의 2상 클록이며, 그라운드 전압 Vgnd와 전원 전압 Vcc와의 사이에서 변화한다. 제3 클록 φ23이 캐패시터 C21-1의 다른 단부에 공급되고, 제4 클록 φ24가 캐패시터 C21-2의 다른 단부에 공급된다. 이 제3, 제4 클록 ф23, ф24의 진폭(Vcc-Vgnd)이 각 차지 펌프 유닛의 승압 전압으로 된다.

상기 승압 회로에서는 2단계만 차지 펌프 승압되기 때문에, 이 정전압 Vp는 3 ×Vcc로부터 MOS 트랜지스터 Q21-1~Q21-3의 전압 강하분을 뺀 전압까지 출력할 수 있다.

상기 승압 회로에서는 적절한 크기의 정전압 Vp를 출력하기 위해 정전압 제어 동작을 행하는 것이 바람직하다. 정전압 Vp가 귀환 전압으로서 입력되기 때문에, 그 정전압 Vp를 저항으로 분압하여 검출 전압을 형성한다. 한편, 참조 전압을, 예를 들어 밴드갭형 정전압 회로를 이용하여 형성한다. 그 검출 전압과 참조 전압을 비교기로 비교하고, 검출전압이 참조 전압을 넘었을 때에, 클록 발생기 CG1의 클록 φ21~ф24의 발생을 정지한다. 이 클록 φ21~ф24의 정지에 의해 승압 회로에서의 승압 동작은 정지한다. 또, 검출 전압이 참조 전압을 밑돌 때에, 클록 발생기 CG1의 클록의 발생을 재개하여 승압 동작을 행한다. 이 비교기에 히스테리시스 특성을 갖도록 함으로써, 안정적으로 승압 동작을 행하도록 하는 것이 좋다.

반전 전압 발생 회로(29)에 정전압 Vp가 입력되어 극성이 반전된 제2 극성 전압(이하, 부전압) Vn이 출력된다.

반전 전압 발생 회로(29)는 극성 반전용 차지 펌프 회로(23), 플라잉 캐패시터(24), 부전압 출력용 캐패시터(25)를 포함하고 있으며, 도 1의 반전 전압 발생 회로(19)와 같다. 따라서, 부전압 출력용 캐패시터(25)는 부전압 Vn, 즉 정전압 Vp를 극성 반전한 전압(-9V)으로 충전된다.

제1 드라이버(26)와 제1 발광 소자군(210)이 정전압 Vp의 출력단과 기준 전압점인 그라운드와의 사이에 직렬로 접속된다. 이 제1 드라이버(26)는 제어 회로(22)로부터 제1 지시 신호 S1이 공급될 때, 온으로 하여 제1 발광 소자군(210)에 전류를 흘린다. 제1 지시 신호 S1의 공급이 정지될 때 오프로 한다.

또, 제2 드라이버(27)와 제2 발광 소자군(220)이 정전압 Vp의 출력단과 부전압 Vn의 출력단과의 사이에 직렬로 접속된다. 이 제2 드라이버(27)는 제어 회로(22)로부터 제2 지시 신호 S2가 공급될 때, 온으로 하여 제2 발광 소자군(220)에 전류를 흘린다. 제2 지시 신호 S2의 공급이 정지될 때 오프로 한다.

또, 제3 드라이버(28)와 제3 발광 소자군(230)이 정전압 Vp의 출력단과 부전압 Vn의 출력단과의 사이에 직렬로 접속된다. 이 제3 드라이버(28)는 제어 회로(22)로부터 제3 지시 신호 S3이 공급될 때, 온으로 하고 제3 발광 소자군(230)에 전류를 흘린다. 제3 지시 신호 S3의 공급이 정지될 때 오프로 한다.

정전압 Vp의 출력단과 부전압 Vn의 출력단과의 사이의 전압은 정전압 Vp의 2 배(≒ 18V)로 되기 때문에, 제2 발광 소자군(220) 및 제3 발광 소자군(230)의 4 개 직렬의 LED(221~224), LED(231~234)를 구동하는데 충분한 크기이다.

또, 제1~제3 드라이버(26~28)는 정전류 드라이버로서, 제1~제3 지시 신호 S1~S3이 공급될 때, 온으로 하여 정전류를 흘리는 것이 바람직하다. 또, 그 정전류의 크기는 임의로 조정할 수 있는 것이 매우 바람직하다. 이 제1~제3 드라이버(26~28)는 도 5에 도시된 정전류 드라이버를 이용할 수 있다.

제어 회로(22)는 이상의 설명으로도 알 수 있는 바와 같이, 승압 회로에의 제어 동작이나, 반전 전압 발생 회로에의 제1, 제2 클록의 공급이나, 제1~제3 지시 신호 S1~S3의 공급 등과 같은 본 발명의 전자 기기의 동작을 제어하는 기능을 포함하고 있다.

이상과 같이 구성되는 본 발명의 동작을 설명한다. 전자 기기로서의 전원이 온으로 되면 승압 회로가 동작하여 정전압 Vp(+9V)가 발생되는 동시에, 이 정전압 Vp를 받아서 반전 전압 발생 회로(29)가 동작함으로써 부전압 Vn(-9V)를 발생한다. 이 정전압 Vp 및 부전압 Vn는 제1~제3 지시 신호 S1~S3과는 관계없이 발생된다.

제1~제3의 지시 신호 S1~S3이 제1~제3 드라이버(26~28)에 함께 공급되지 않을 때는 제1~제3 발광 소자군(210~230)은 함께 소등하고 있다.

제1~제3 지시 신호 S1~S3이 공급되면, 제1~제3 드라이버(26~28)가 온으로 되고, 기준 전압 Vref에 의해 설정된 소정의 정전류 Ir, Ig, Ib가 제1~제3 발광 소자군(210~230)에 흐른다. 제1~제3 발광 소자군(210~230)의 각 LED는 정전류 Ir, Ig, Ib에 따른 강도로 발광한다.

제1~제3 지시 신호 S1~S3이 공급되는지, 어느 한쪽 또는 양쪽이 공급되는지의 여부에 관계없이, 승압 회로나 반전 전압 발생 회로(29)는 항상 일정한 동작을 하면 된다. 따라서, 승압 회로의 승압율은 항상 일정하면 되므로, 승압 회로의 각 구성요소를 가장 효율적으로 동작할 수 있는 동작점에 설치할 수 있다.

또한, 승압율을 내릴 수 있는 것, 발광 소자 구동 장치나 이를 이용한 표시 모듈의 내전압을 낮은 값으로 할 수 있는 것, 전력 손실이 저감되어 효율이 향상하는 것 등은 제1, 제2 실시예와 동일하다.

또한, 모든 실시예에 있어서도 승압 회로로서 도 1의 스위칭형 승압 회로나, 도 6의 차지 펌프 회로를 이용한 승압 회로를 이용할 수 있다.

이상의 실시의 형태에서는 절첩식의 휴대 전화기에 적용한 경우를 예로 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정하지 않으며, 발광시키기 위한 소요 전압이 다른 복수 계통의 발광 소자군을 낮은 전압을 이용하여 구동하도록 한 표시 모듈이나 그것을 이용한 전자 기기에 적용할 수 있다.

본 발명에 의하면, 승압 회로에서 전원 전압을 승압하여 소정의 제1 극성 전압(정전압)을 발생시키고, 반전 전압 발생 회로에서 제1 극성 전압의 극성을 반전한 제2 극성 전압(부전압)을 발생시킨다. 상기 정전압과 기준 전압(그라운드 전압)으로 소요 전압이 낮은 제1 발광 소자군(제1 발광 다이오드군)을 발광시키는 한편, 정전압과 부전압으로 소요 전압이 높은 제2 발광 소자군(제2 발광 다이오드군)을 발광시킨다.

이에 따라, 발광시키기 위한 소요 전압이 다른 복수 계통의 발광 소자군을 낮은 전압으로 구동할 수 있다. 따라서, 승압 회로의 승압율(승압 전압/전원 전압)을 낮출 수 있다. 또, 발광 소자 구동 장치나 이를 이용한 표시 모듈의 내전압을 낮은 값으로 할 수 있다.

또, 소요 전압이 낮은 제1 발광 소자군(제1 발광 다이오드군)은 낮은 전압으로 구동되고, 소요 전압이 높은 제2 발광 소자군(제2 발광 다이오드군)은 높은 전압으로 구동된다. 따라서, 손실이 경감되어 효율이 향상될 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 복수 계통의 발광 소자군을 포함하는 표시부를 구비하는 전자 기기의 전체 구성도.

도 2a는 본 발명에 이용하는 반전 전압 발생 회로의 구성을 나타내는 도면.

도 2b는 도 2a의 반전 전압 발생 회로의 동작을 설명하는 도면.

도 3은 본 발명에 이용하는 정전류 드라이버의 구성을 나타내는 도면.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 복수 계통의 발광 소자군을 포함하는 표시부를 구비하는 전자 기기의 전체 구성도.

도 5는 본 발명에 이용하는 정전류 드라이버의 다른 구성을 나타내는 도면.

도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 복수 계통의 발광 소자군을 포함하는 표시부를 구비하는 전자 기기의 전체 구성도.

도 7a는 본 발명에 이용하는 승압용 차지 펌프 회로를 이용한 승압 회로를 나타내는 도면.

도 7b는 도 7a의 승압용 차지 펌프 회로의 동작을 설명하는 도면.

도 8a는 본 발명이 적용되는 휴대 전화기의 외관을 개방한 상태로 나타내는 도면.

도 8b는 본 발명이 적용되는 휴대 전화기의 외관을 절첩한 상태로 나타내는 도면.

도 9는 종래의 휴대 전화기등의 LED를 구동하기 위한 표시 모듈의 구성도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

Lo : 코일 Qo : 스위치

Do : 정류용 다이오드 Co : 평활용 캐패시터

1O, 10A, 2O : 제어용 IC 11, 22 : 제어 회로

12, 13 : 분압 저항 14, 23 : 극성 반전용 차지 펌프 회로

21 : 승압용 차지 펌프 회로 15, 24 : 플라잉 캐패시터

16, 25 : 부전압 출력용 캐패시터

17, 18, 17A, 18A, 26~28 : 정전류 드라이버

19, 29 : 반전 전압 발생 회로 1OO, 2OO : 표시부

11O, 120, 210~230 : 발광 소자군 111~234 : 발광 다이오드

Vcc : 전원 전압 Vp : 정전압

Vn : 부전압 S1~S3 : 지시 신호

1 : 안테나 2 : 메인 디스플레이부

3 : 조작부 4 : 서브 디스플레이부

Claims

전원 전압을 승압하여 소정의 제1 극성 전압을 제1 극성 전압 출력단에 출력하는 승압 회로와,

상기 제1 극성 전압을 입력받아서 상기 제1 극성 전압을 극성 반전시킨 제2 극성 전압을 제2 극성 전압 출력단에 출력하는 반전 전압 발생 회로와,

상기 제1 극성 전압 출력단과 기준 전압점과의 사이에 제1 발광 소자군과 직렬 접속 가능하게 설치되며, 제1 지시 신호에 따라 온ㆍ오프로 되는 제1 드라이버와,

상기 제1 극성 전압 출력단과 상기 제2 극성 전압 출력단과의 사이에 상기 제1 발광 소자군에 의한 강하 전압보다 큰 강하 전압을 발생시키는 제2 발광 소자군과 직렬 접속 가능하게 설치되며, 제2 지시 신호에 따라 온ㆍ오프로 되는 제2 드라이버를 구비하는 것을 특징으로 하는 발광 소자 구동 장치.
제1항에 있어서,

상기 제1 드라이버 및 제2 드라이버는 온일 때에 소정의 정전류를 흘리는 정전류 드라이버인 것을 특징으로 하는 발광 소자 구동 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 승압 회로는 스위칭형 승압 회로이며,

상기 반전 전압 발생 회로는 차지 펌프형 반전 전압 발생 회로인 것을 특징으로 하는 발광 소자 구동 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 승압 회로는 차지 펌프형 승압 회로이며,

상기 반전 전압 발생 회로는 차지 펌프형 반전 전압 발생 회로인 것을 특징으로 하는 발광 소자 구동 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 제1 발광 소자군 및 상기 제2 발광 소자군의 발광 소자는 동일한 색의 발광 다이오드인 것을 특징으로 하는 발광 소자 구동 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 제1 발광 소자군의 발광 소자는 적색의 발광 다이오드이며,

상기 제2 발광 소자군의 발광 소자는 녹색 발광 다이오드 및/또는 청색 발광 다이오드인 것을 특징으로 하는 발광 소자 구동 장치.
제1 발광 소자군과,

상기 제1 발광 소자군에 의한 강하 전압보다 큰 강하 전압을 발생시키는 제2 발광 소자군과,

전원 전압을 승압하여 소정의 제1 극성 전압을 제1 극성 전압 출력단에 출력하는 승압 회로와,

상기 제1 극성 전압을 입력받아서 상기 제1 극성 전압을 극성 반전시킨 제2 극성 전압을 제2 극성 전압 출력단에 출력하는 반전 전압 발생 회로와,

상기 제1 극성 전압 출력단과 기준 전압점과의 사이에 상기 제1 발광 소자군과 직렬로 설치되며, 제1 지시 신호에 따라 온ㆍ오프로 되는 제1 드라이버와,

상기 제1 극성 전압 출력단과 상기 제2 극성 전압 출력단과의 사이에 상기 제2 발광 소자군과 직렬로 설치되며, 제2 지시 신호에 따라 온ㆍ오프로 되는 제2 드라이버를 구비하는 것을 특징으로 한는 표시 모듈.
제7항에 있어서,

상기 제1 드라이버 및 제2 드라이버는 온일 때에 소정의 정전류를 흘리는 정전류 드라이버인 것을 특징으로 하는 표시 모듈.
제7항 또는 제8항에 있어서,

상기 반전 전압 발생 회로는 차지 펌프형 반전 전압 발생 회로인 것을 특징으로 하는 표시 모듈.
제7항 또는 제8항에 있어서,

상기 제1 발광 소자군 및 상기 제2 발광 소자군의 발광 소자는 동일한 색의 발광 다이오드인 것을 특징으로 하는 표시 모듈.
제7항 또는 제8항에 있어서,

상기 제1 발광 소자군의 발광 소자는 적색의 발광 다이오드이며,

상기 제2 발광 소자군의 발광 소자는 녹색 발광 다이오드 및/또는 청색 발광 다이오드인 것을 특징으로 하는 표시 모듈.
청구항 7 내지 11 중 어느 한 항에 기재된 표시 모듈을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 전자 기기.