JP4880916B2 - 平板表示装置 - Google Patents

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Description

本発明は、コラムドライバ及びこれを有する平板表示装置に関する。
一般に、平板表示装置は、ホスト(host)コンピュータから供給されるデジタル画像データを各々対応するアナログデータ電圧に変換して、所望の階調(grayscale)またはカラーイメージを平板パネル上に表示する。
図1は、一般的な平板表示装置のブロック図である。
図1を参照すれば、平板表示装置1000は、平板パネル1100、コラムドライバ1200、ゲートドライバ1300、及び信号制御部1400を含む。
前記平板パネル1100は、例えばXGA解像度(1024×768)である場合、1024×3(R、G、B)=3,072個のデータ線(図示せず)、768個のゲート線(図示せず)、複数のスイッチング素子(図示せず)、及び複数の表示素子(図示せず)を含む。このような構造は、一般に、アクティブマトリックス構造という。
前記コラムドライバ1200は、前記信号制御部1400から入力されるデジタル画像データをアナログデータ電圧に変換して、前記複数のデータ線を通じて前記平板パネル1100上の各表示素子に伝送し、図1では、前記平板パネル1100の一側上に形成されたシングルバンク(bank)構成を有している。
前記ゲートドライバ1300は、一つの行に構成された表示素子を同時にターンオンさせることによって、データ線の各々にアナログデータ電圧が印加されるようにする。
前記信号制御部1400は、ホストコンピュータ(図示せず)からデジタル画像データ及び制御信号を受信する。具体的に、前記信号制御部1400は、デジタル画像データ及び制御信号を一般的なデジタルインターフェース方式、例えばLVDS(low voltage differential signaling)方式で受信する。
また、前記信号制御部1400は、LVDS受信部1410、タイミング生成部1420、及びRSDS(reduced swing differential signaling)送信部1430を含む。前記LVDS受信部1410は、外部から入力されるLVDS方式のデジタル画像データ及び制御信号を受信する。前記タイミング生成部1420は、前記制御信号を変換して、前記コラムドライバ1200及び前記ゲートドライバ1300に対応する複数の制御信号を生成する。前記RSDS送信部1430は、LVDS方式のデジタル画像データ及び制御信号をRSDS方式に変換して、前記コラムドライバ1200に伝送する。
図2は、一般的な平板表示装置の動作タイミング図であり、図3は、RSDS方式のデジタル画像データのフォーマット図である。
図2及び図3を参照すれば、前記信号制御部1400は、例えば6ビットである場合、R、G、B各々3組の信号配線(図示せず)及び1組のクロック配線(図示せず)を通じてデジタル画像データ及び制御信号を伝送する。具体的に、3組×3(R、G、B)=9組の信号配線と1組のクロック配線を通じて前記コラムドライバ1200に伝送する。
図4は、一般的なRSDS方式のコラムドライバの内部ブロック図である。
図4を参照すれば、前記コラムドライバ1200は、RSDS受信部1210、シフトレジスタ1220、データレジスタ1230、データラッチ1240、D/A変換器1250、及び出力バッファ1260を含む。
前記RSDS受信部1210は、前記信号制御部1400から受信されたRSDS方式のデジタル画像データを受信する。前記シフトレジスタ1220は、前記データレジスタ1230から前記データラッチ1240の各ラッチにデジタル画像データを一度にロードする。前記信号制御部1400は、前記データラッチ1240の全てのラッチが満たされるまでデジタル画像データを前記コラムドライバ1200にロードする。前記信号制御部1400は、行全体のデジタル画像データがロードされるまで全てのコラムドライバ1200にデジタル画像データをロードする。その次に、前記コラムドライバ1200は、前記データラッチ1240に保存されたデジタル画像データをD/A変換器1250にロードする。前記D/A変換器1250は、前記デジタル画像データをアナログデータ電圧に変換する。その次に、前記出力バッファ1260は、前記アナログデータ電圧を前記平板パネル1100の各データ線に印加する。
一般に、平板表示装置は、複数の信号配線及びクロック配線を通じて、デジタル画像データ及び制御信号を伝送する。したがって、複数の信号配線及びクロック配線を通じてデジタル画像データ及び制御信号を伝送する場合、電力消費が大きく、EMI(Electro Magnetic Interference)も発生する問題点がある。
そこで、本発明の技術的課題は、このような問題点を解決するためのものであって、配線数を減少させることによって、電力消費を低くしてEMI水準が低い、平板表示装置を提供することにある。
このような技術的課題を達成するための本発明による平板表示装置は、複数のゲート線、複数のデータ線、及び前記複数のゲート線及び複数のデータ線の交差地点に形成されている複数のスイッチング素子を有する平板パネルと、外部から入力されるデジタル画像データ及び制御信号を合成して、前記合成信号及びゲート信号を出力する信号制御部と、前記合成信号によってアナログデータ電圧を前記データ線の各々に出力するコラムドライバと、前記ゲート信号を前記複数のゲート線の各々に出力するゲートドライバと、を含む。
また、本発明によると、前記合成信号は、データ出力制御信号によって生成され、極性制御信号(POL)、ロード信号(LOAD)、及び水平ライン開始信号(STH)を含む。
また、本発明によると、前記極性制御信号(POL)及び前記ロード信号(LOAD)は、複数のデータバスのうちの互いに異なるデータバスを通じて伝送され、前記極性制御信号(POL)は、前記データ出力制御信号及びデジタル画像データの論理組み合わせによって生成される。
また、本発明によると、前記極性制御信号(POL)及びロード信号(LOAD)は、前記データ出力制御信号の論理ロー(LOW)区間に生成される。
また、本発明によると、前記信号制御部は、電流駆動方式であり、前記平板パネルの中央を基準に隣接するように設置された前記コラムドライバの各々に前記合成信号を出力する。
また、本発明によると、前記コラムドライバは、前記平板パネル上に形成され、カスケード(cascaded)構造を有する。
本発明による平板表示装置は、信号制御部とソースドライバとの間に接続されるバスの数を減少させることができる。したがって、減少したバスの数だけ前記表示装置が消費する電流が減少し、その結果、消費電力が減少する。また、本発明による平板表示装置は、EMIの発生も減少する。
そして、バスの数が減少することによって、配線の厚さ及び/又は配線の間隔を効率的にすることができる。また、電流駆動方式を使用する平板表示装置の場合、パネルの配線抵抗の減少による前記表示装置の性能が改善されるという効果がある。
また、より高い周波数及び別途の制御信号によって平板表示装置を駆動することによって、駆動マージンを十分に確保することができる。
以下、添付図面を参照して、本発明の実施例について、本発明が属する技術分野における当業者が容易に実施することができるように具体的に説明する。
それでは、本発明の実施例による平板表示装置について、図面を参照して詳細に説明する。
図5は、本発明の第1実施例による平板表示装置5000を示した図面である。
図5を参照すれば、本発明による平板表示装置5000は、平板パネル5100、コラムドライバ5200、ゲートドライバ5300、及び信号制御部5400を含む。
本発明による平板表示装置5000は、アクティブマトリックス形態の薄膜トランジスタ液晶表示装置(TFT-LCD)で実現される。しかし、本発明による平板表示装置は、前記アクティブマトリックスTFT-LCDに限られるわけではない。
前記信号制御部5400は、LVDS受信部5410、タイミング生成部5420、及び電流駆動部5430を含む。
前記LVDS受信部5410は、ホストコンピュータ(図示せず)から受信されたLVDS方式のデジタル画像データ(R、G、B)及び各種制御信号(Hsync、Vsync、CTR)を前記タイミング生成部5420に伝送する。前記タイミング生成部5420は、前記コラムドライバ5200及び前記ゲートドライバ5300に必要な制御信号を生成する。前記電流駆動部5430は、LVDS方式のデジタル画像データ(R、G、B)を電流駆動方式で前記制御信号と合成して、前記コラムドライバ5200に伝送する。
前記コラムドライバ5200は、複数のコラムドライバ素子5210〜5260から構成され、コラムドライバ素子5210〜5260は、前記平板パネル5100上に直接カスケード(cascaded)構造で接続される。前記コラムドライバ素子5210〜5260は、前記信号制御部5400からの入力を中心に互いに対称をなすように配列するのが好ましい。しかし、本発明による平板表示装置5000は、前記対称構造に限られず、多様な形態で実現される。また、本発明による平板表示装置5000は、電圧駆動方式のデジタルインターフェースまたは電流駆動方式のデジタルインターフェースを適用することができる。
前記ゲートドライバ5300は、前記平板パネル5100に直接装着された複数のゲートドライバ素子からなる。これらは、前記信号制御部5400に隣接したゲートドライバ素子で信号制御部5400から多様な制御信号を受信した後、ゲートドライバ素子に伝送する方式で動作する。また、前記ゲートドライバ5300は、前記スイッチング素子の制御信号を前記ゲート線に伝送する。前記構造は、一般的なCOG(chip on glass)形態で構成しているが、本発明によるゲートドライバ5300は、集積回路チップを前記平板パネル上に直接装着せずに、スイッチング素子及び表示素子を形成する工程で共にゲートドライバ素子を形成することもできる。
図6は、図5に示した前記信号制御部5400及び前記複数のコラムドライバ素子5210〜5260の接続関係を示す。
図5及び図6を参照すれば、一群のコラムドライバ素子5210〜5230が信号制御部5400から順に接続されており、他の一群のコラムドライバ素子5240〜5260が、信号制御部5400から順に接続されている。
前記コラムドライバ素子5240は、前記信号制御部5400からクロック信号(CLKR)、第1制御信号(DIOR)、及びデータ(DataR)を受信する。そして、前記コラムドライバ素子5210は、前記信号制御部5400からクロック信号(CLKL)、第1制御信号(DIOL)、及びデータ(DataL)を受信する。
前記コラムドライバ素子5210、5240は、自身に関する全てのデータの入力を受けた後、前記信号制御部5400から次のコラムドライバ素子5220、5250に関する制御信号及びデータの入力を受けて伝達し、コラムドライバ素子5220、5250も同一な動作を行う。
前記コラムドライバ素子5210〜5260の各々は、前記第1制御信号の論理状態及びデータ信号の組み合わせによって、データ開始信号(STH)及びロード信号を各々認識する。
前記信号制御部5400は、所定の区間の間に極性制御信号(POL)を他のデータバスに出力する。つまり、前記極性制御信号は、デジタル画像データがない区間に前記コラムドライバ素子5210〜5260の各々に伝送される。
したがって、本実施例による平板表示装置5000では、極性制御信号(POL)を伝送する信号線及びロード信号(LOAD)を伝送する信号線は、必要なくなり、それによって配線数が減少して、消費電流ないし消費電力及びEMIも減少する。
図7は、図5に示したコラムドライバ素子の内部ブロック図である。
図5乃至図7を参照すれば、各コラムドライバ素子5210〜5260は、両方向性を有する。つまり、前記コラムドライバ素子5210は、前記信号制御部5400から入力された制御信号及びデータを前記コラムドライバ素子5220及び前記コラムドライバ素子5230に順に伝送する。また、前記コラムドライバ素子5240〜5260も、同一な方式で制御信号及びデータを伝送する。
図7を参照して、前記複数のコラムドライバ素子のうちの一つのコラムドライバ素子の内部ブロック図について詳細に説明する。他のコラムドライバ素子は、前記コラムドライバ素子と実質的に同一な構成を有する。
前記コラムドライバ素子5210は、第1送受信機5211、第1入力バッファ5212、第2送受信機5213、第2入力バッファ5214、論理回路5215、データラッチ及び選択回路5216、D/A変換器5217、及び出力バッファ5218を含む。
前記第1入力バッファ5212、第2入力バッファ5214、及び論理回路5215が信号を伝送する方向は、前記信号制御部5400から出力される制御信号(SHL、SHLB)の論理状態に基づいて決定される。
図8は、図5に示した平板表示装置の動作タイミング図である。
図5乃至図8を参照して、各コラムドライバ素子5210〜5260の動作を説明する。
A区間で、前記信号制御部5400は、クロック信号(CLK)、第1制御信号(DIO)、第2制御信号、及び極性制御信号(POL)を生成する。
前記A区間の間に、前記信号制御部5400は、クロック信号(CLK)、論理ロー(low)を有する第1制御信号(DIO)、及び論理ローを有する第2制御信号を、複数のデータ線(D00〜Dxx)の中から第1データ線(D00)を通じて前記第1コラムドライバ素子5210に伝送する。また、前記信号制御部5400は、極性制御信号(POL)を、前記複数のデータ線(D00〜Dxx)の中から第2データ線(D01)を通じて前記コラムドライバ素子5210に伝送する。
制御信号(SHL)に応答してイネーブル(enable)された第1入力バッファ5212は、前記第1送受信機5211を通じて入力される多様な信号(CLK、DIO、DataL)を前記論理回路5215に伝送する。この時、第2入力バッファ5214は、制御信号(SHLB)に応答してディスエーブル(disable)される。前記制御信号(SHL、SHLB)は、互いに相補的な信号であるのが好ましい。
前記A区間で、前記論理回路5215は、論理ローを有する第1制御信号(DIO)及び論理ローを有する第2制御信号の組み合わせをデータ開始信号(Load)として認識する。そして、前記論理回路5215は、極性制御信号(POL)を受信してラッチする。前記極性制御信号(POL)は、ラッチされた表示データの出力極性を決定する信号として使用される。
デジタル画像データの伝送区間(TD)の間に、前記信号制御部5400は、クロック信号(CLK)、論理ハイを有する第1制御信号(DIO)、デジタル画像データ(DataL)をデータ線(D00〜Dxx)を通じて前記コラムドライバ素子5210に伝送する。
前記論理回路5215は、受信されたデジタル画像データ(DataL)をデータラッチ及び選択回路5216に出力し、前記データラッチ及び選択回路5216は、クロック信号(CLK)の上昇エッジ及び下降エッジに同期されて前記コラムドライバ素子5210に割当てられたデジタル画像データ(DataL)を受信してラッチする。前記D/A変換器5217は、対応するガンマ電圧に応答してデジタル画像データ(DataL)をアナログ信号に変換する。
前記コラムドライバ素子5210に割当てられたデジタル画像データ(DataL)が前記データラッチ及び選択回路5216に全てラッチされる前に、前記コラムドライバ素子5210は、デジタル画像データの伝送区間(TD)に、論理ローを有する第1制御信号(DIO)を生成して隣接したコラムドライバ素子5220に伝送し、論理ローを有する第2制御信号を生成して複数のデータ線(D00〜Dxx)の中から第1データ線(D00)を通じて前記コラムドライバ素子5220に伝送し、ラッチされた極性制御信号(POL)を前記複数のデータ線(D00〜Dxx)の中から第2データ線(D01)を通じて前記コラムドライバ素子5220に伝送する。
したがって、前記コラムドライバ素子5220は、論理ローを有する第1制御信号(DIO)及び論理ローを有する第2制御信号を受信して、前記コラムドライバ素子5220に割当てられたデジタル画像データ(DataL1)を受信する準備をする。そして、前記コラムドライバ素子5220は、クロック信号(CLK)の上昇エッジ及び下降エッジに同期されて前記コラムドライバ素子5220に割当てられたデジタル画像データ(DataL)をラッチする。
つまり、クロック信号(CLK)は、前記コラムドライバ素子5220に伝送され、前記コラムドライバ素子5210は、第1制御信号(DIO)を生成して前記コラムドライバ素子5220に伝送し、前記第2制御信号を生成して複数のデータ線(D00〜Dxx)の中から第1データ線(D00)を通じて前記コラムドライバ素子5220に伝送し、極性制御信号(POL)を生成して複数のデータ線(D00〜Dxx)の中から第2データ線(D01)を通じて前記コラムドライバ素子5220に伝送する。したがって、前記コラムドライバ素子5220は、デジタル画像データの伝送区間(TD)に、前記コラムドライバ素子5220に割当てられたデジタル画像データを受信して保存する。
前述した動作を通じて、デジタル画像データの伝送区間(TD)の間に、各コラムドライバ素子5210〜5260に割当てられたデジタル画像データを前記コラムドライバ素子5210〜5260に保存する。
本実施例によるコラムドライバ素子5210〜5260は、クロック信号(CLK)の上昇エッジ及び下降エッジに全て同期されてデジタル画像データを保存する。
前記コラムドライバ素子5210〜5260の各々に割当てられたデジタル画像データがコラムドライバ素子5210〜5260の各々に全て保存されれば、前記信号制御部5400は、B区間の間に、論理ローを有する第1制御信号(DIO)及び論理ハイを有する第2制御信号をいすれか一つのデータ線を通じてコラムドライバ素子5210〜5260に各々出力する。
図7に示された各コラムドライバ素子5210〜5260の論理回路5215は、論理ローを有する第1制御信号(DIO)及び論理ハイを有する第2制御信号に基づいてロード信号(LOAD)を生成する。
したがって、前記コラムドライバ素子5210〜5260の各々は、極性制御信号(POL)及びロード信号(LOAD)に応答して、デジタル画像データに基づいて平板パネル5100のデータ線を駆動する。したがって、デジタル画像データは、平板パネル5100上に表示される。前記極性制御信号(POL)は、新たな極性制御信号が入力されるまで論理回路5215にラッチされる。
このように、各コラムドライバ素子5210〜5260は、極性制御信号(POL)及びロード信号(LOAD)に応答して、平板パネル5100のデータ線を駆動する。したがって、デジタル画像データは平板パネル5100上に表示される。本実施例による信号制御部5400及び各コラムドライバ素子5210〜5260は、第1制御信号、第2制御信号、及び極性制御信号(POL)を含む信号の伝送規則及び前記信号が伝送されるバス(または対応するデータ線)に対する情報を共有する。
図9は、本発明の第2実施例による平板表示装置の動作タイミング図である。
図9を参照すれば、前記信号制御部5400は、一つの水平ラインを駆動させるのにかかる時間を減少させるために、高い周波数で多様な制御信号を出力する。具体的に、前記信号制御部5400は、B区間の間に、少なくともSTH幅(2Clock)、STHと第1データとの間隔(0.5Clock)、最後のデータとロード信号との間隔(16Clock)、ロード信号幅(28Clock)、及びロード信号とSTHとの間隔(4Clock)を有する。このように、水平1ラインの駆動期間は、2+0.5+16+28+4Clock=総計50.5Clockを必要とする。
したがって、前記信号制御部5400は、内部のPLL(phase locked loop)回路を利用して既存の対比周波数を高めて駆動させ、水平1ラインのデータを表示する際に十分な駆動マージンを確保することができる。
図10は、本発明の第3実施例による平板表示装置5400の動作タイミング図である。
図10を参照すれば、前記信号制御部5400は、他の制御信号(CS)を生成する。具体的には、前記制御信号(CS)が論理ロー(low)であればSTHを認識し、内部内訳(SPEC)によってデータを入力する。最後のデータの入力後、前記制御信号(CS)が論理ハイ(high)であれば直ちにその瞬間にロード信号幅をデータ線に出力する。前記コラムドライバ素子5210〜5260は、内部で前記制御信号(CS)及びロード信号幅を認識し、この値によって動作する。それにより、前記平板表示装置5000は、1ラインのデータを表示するのに十分な駆動マージンを確保することができる。
図11は、前記コラムドライバ素子5210〜5260のうちの一つのコラムドライバ素子5240の内部ブロック図である。他のコラムドライバは前記コラムドライバ5240と同一な構成を有するので、これに対する詳細な説明は省略する。
図11を参照すれば、前記コラムドライバ5240は、データ制御部5241、デジタル信号生成器5242、シフトレジスタ5243、データレジスタ5244、データラッチ5245、D/A変換器5246、及び出力バッファ5247を含む。前記コラムドライバ5240は、一般的なコラムドライバとほぼ同一な構成を有しつつ、前記デジタル信号生成器5242をさらに含む。
前記デジタル信号生成器5242は、前記信号制御部5400で生成された制御信号(CS)によって水平ライン開始信号(STH)を前記シフトレジスタ5243に伝送し、ロード信号(Load)を前記データラッチ5245に伝送し、極性制御信号(POL)を前記D/A変換器5246に伝送する。それにより、前記信号制御部5400は、水平ライン開始信号(STH)、極性制御信号(POL)、及びロード信号(LOAD)を生成せずに、前記コラムドライバ素子5240を駆動させる。その結果、前記信号伝送のための複数の配線が不必要で、信号伝送数が減少するので、電力消費も減少し、さらにEMIも減少させることができる。
本発明は、図面に示された実施例を参考に説明されたが、これは、例示的なものに過ぎず、本技術分野の通常の知識を有する者ならば、これから多様な変形及び均等な他の実施例が、可能であるという点を理解することができる。したがって、本発明の技術的保護範囲は、添付された請求の範囲の技術的思想によって決められる。
一般的な平板表示装置のブロック図である。 一般的な平板表示装置の動作タイミング図である。 RSDS(Reduced Swing Differential Signalling)方式のデジタル画像データを伝送フォーマットを示す図面である。 一般的なRSDS方式のコラムドライバの内部詳細ブロック図である。 本発明の第1実施例による平板表示装置を示す図面である。 図5に示された信号制御部及びコラムドライバの間の接続関係を詳細に示す図面である。 図5に示されたコラムドライバの内部ブロック図である。 図5に示された平板表示装置の動作タイミング図である。 本発明の第2実施例による平板表示装置の動作タイミング図である。 本発明の第3実施例による平板表示装置の動作タイミング図である。 図5に示されたコラムドライバの内部ブロック図である。
符号の説明
5210〜5260 コラムドライバ素子
5211、5213 送受信部(TRX)
5212、5214 入力バッファ
5215 論理回路
5216 データラッチ&MUX
5217 D/A変換器
5218 出力バッファ
5430 電流駆動部

Claims (12)

  1. 複数のゲート線、複数のデータ線、及び前記ゲート線及びデータ線の交差地点に形成されている複数のスイッチング素子を有する平板パネルと、
    外部から入力されるデジタル画像データを受信し、第1制御信号及び第2制御信号を生成し、前記デジタル画像データ及び前記第2制御信号を含む合成信号を合成して、前記第1制御信号、前記合成信号及びゲート制御信号を出力する信号制御部と、
    前記第1制御信号及び前記第2制御信号の第1の所定の論理状態の組み合わせに応じて水平ライン開始信号(STH)を認識することにより前記デジタル画像データを受信し、前記第1制御信号及び前記第2制御信号の第2の所定の論理状態の組み合わせに応じてロード信号(LOAD)を認識することにより前記デジタル画像データに対応するアナログデータ電圧を前記データ線の各々に出力するコラムドライバと、
    前記ゲート制御信号を前記ゲート線の各々に出力するゲートドライバと、
    を含む、平板表示装置。
  2. 前記信号制御部は、データ出力制御信号をさらに生成し、
    前記合成信号は、前記データ出力制御信号によって生成されることを特徴とする、請求項1に記載の平板表示装置。
  3. 前記合成信号は、極性制御信号(POL)、ロード信号(LOAD、)及び水平ライン開始信号(STH)を含むことを特徴とする、請求項2に記載の平板表示装置。
  4. 前記極性制御信号(POL)及び前記ロード信号(LOAD)は、前記信号制御部と前記コラムドライバとの間にある複数のデータバスのうちの互いに異なるデータバスを通じて伝送されることを特徴とする、請求項3に記載の平板表示装置。
  5. 前記極性制御信号(POL)及び前記ロード信号(LOAD)は、データブランク区間に生成されることを特徴とする、請求項4に記載の平板表示装置。
  6. 前記極性制御信号(POL)は、前記データ出力制御信号及びデジタル画像データの論理組合わせによって生成されることを特徴とする、請求項5に記載の平板表示装置。
  7. 前記極性制御信号(POL)及びロード信号(LOAD)は、前記第1制御信号の論理ロー(LOW)区間に生成されることを特徴とする、請求項6に記載の平板表示装置。
  8. 前記信号制御部は、電流駆動方式であることを特徴とする、請求項1に記載の平板表示装置。
  9. 前記信号制御部は、前記平板パネルの中央地点に形成され、前記地点を基準にして相互対称的に形成された前記コラムドライバに前記合成信号を出力することを特徴とする、請求項8に記載の平板表示装置。
  10. 前記コラムドライバは、前記平板パネル上に形成され、互いにカスケード(cascaded)接続された複数のコラムドライバ素子を有することを特徴とする、請求項1に記載の平板表示装置。
  11. 前記合成信号のうちの少なくとも1つの第1合成信号は、前記複数のデータバスの第1データバスを通じて伝送され、
    前記第1合成信号は、前記デジタル画像データの一部と前記ロード信号(LOAD)及び水平ライン開始信号(STH)を含む前記第2制御信号とを含むことを特徴とする、請求項4に記載の平板表示装置。
  12. 前記水平ライン開始信号(STH)、前記デジタル画像データの一部及び前記ロード信号(LOAD)は、前記一期間に連続して前記コラムドライバに伝送されることを特徴とする、請求項11に記載の平板表示装置。
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