KR101274523B1 - 디스플레이 장치 - Google Patents

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KR101274523B1
KR101274523B1 KR1020107023972A KR20107023972A KR101274523B1 KR 101274523 B1 KR101274523 B1 KR 101274523B1 KR 1020107023972 A KR1020107023972 A KR 1020107023972A KR 20107023972 A KR20107023972 A KR 20107023972A KR 101274523 B1 KR101274523 B1 KR 101274523B1
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receiver
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KR1020107023972A
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센기즈 베르카이
오스만 오스만
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아세릭 아노님 시르게티
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Abstract

본 발명은 스탠바이 모드에서 전원으로 사용되는 배터리(6)와, 배터리(6)로부터 인출된 전류와 배터리 전압(Vbat)를 측정함으로써 스탠바이 모드에서 사용되는 요소를 제어하는 스탠바이 모드 마이크로프로세서(3)를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것으로, 이 장치에서, 스탠바이 모드에서 주전원으로부터 인출되는 전력은 0이다.

Description

디스플레이 장치{A DISPLAY DEVICE}
본 발명은 스탠바이 모드에서 전력 소모가 감소된 디스플레이 장치에 관한 것이다.
장치가 능동적으로 이용되지 않는 경우에 SPMS(switching mode power supply)를 이용함으로써 전력 절약이 차세대 전자 장치에서 획득된다. 장치는 턴온되어 있는 정상 모드에서 동작한다. 이 모드에서, 장치가 모든 동작을 수행하기 위하여 필요한 전력은 주전원으로부터 공급된다. 스탠바이 모드에서는, 주전원은 차단되고, 장치를 리스타트하기에 충분한 기본 유닛(예를 들어, 마이크로프로세서)만이 최소 가능 전력을 공급받는다. 그러나, 이러한 장치는 스탠바이 모드에서도 주전원으로부터 작은 양이나마 지속적으로 전력을 인출하여 에너지를 소모한다. 또한, 스탠바이 모드에서 필요한 전력을 제공하는 스탠바이 모드 전원 회로에서 AC-DC 변환기를 이용하는 것은 전원 회로의 효율을 감소시킴으로써 전력 소비를 증가시킨다.
종래 기술에서, 미국 특허 문헌 US 6330175는 스탠바이 모드에서 소비되는 전력을 감소시키는 애플리케이션을 설명한다. 상기 발명에서, 스탠바이 모드로 스위칭될 때, 에너지가 미리 저장되는 유닛이 상기 모드에서 동작을 계속하는 마이크로프로세서에 에너지를 공급하기 위하여 사용된다. 따라서, 스탠바이 모드에서의 전력 소비는 감소된다.
본 발명의 목적은 스탠바이 모드에서의 전력 소모가 0으로 감소되는 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적을 충족하도록 개발되고 제1항 및 그 종속항에 개시된 디스플레이 장치는 스탠바이 모드에서 주전원으로부터 전류를 인출하지 않고, 필요할 때 원격 제어에 의해 턴온될 수 있다. 이 목적을 위해 필요한 저전력은 장치에 배치된 배터리에 의해 제공된다. 스탠바이 모드에서 배터리로부터 인출되는 전류를 최소화하고 이에 따라 배터리의 수명을 최대화하기 위하여, 배터리에서의 전압이 제어된다. 배터리에서의 전압이 감소되고 배터리가 거의 고갈될 때, 사용자는 경고를 받게 되고, 필요한 저에너지가 주전원으로부터 공급된다. 따라서, 장치가 스탠바이 모드에 있을 때 전력은 주전원으로부터 인출되지 않으며, 배터리 에너지가 효율적인 방법으로 사용되는 것이 보장되며, 심지어 배터리 수명의 종료 때문에 전압이 감소하는 경우에서도 장치가 아무런 문제 없이 동작을 계속하는 것이 보장된다.
본 발명의 목적을 충족하도록 개발된 디스플레이 장치는 다음의 첨부된 도면에서 예시된다.
도 1은 본 발명의 디스플레이 장치 및 스탠바이 모드 회로의 개략적인 도면이다.
본 발명의 디스플레이 장치(1)는 회로와 그 부품을 제어하는 메인 마이크로프로세서(2), 스탠바이 모드에서 전원을 제어하는 스탠바이 모드 마이크로프로세서(3), 원격 제어에 의해 전송된 적외선(IR) 신호를 수신하여 스탠바이 모드 마이크로프로세서(3)로 전송하는 수신기(4), 2개의 다이오드(5, 105), 스탠바이 모드에서 전원으로 사용되는 배터리(6), 스탠바이 모드 전압(Vstby)이 배터리(6)로부터 전압으로부터 얻어지게 하는 컨버터(7), 수신기(4) 전원의 턴 온/오프에 이용되는 스위치(8), 사용자에 의해 스탠바이 모드의 턴 온/오프에 이용되는 스위치(108), 주전원의 자동 차단에 사용되는 릴레이(9), 릴레이(9)와, 스위치(8)에 병렬 연결되고 수신기(4)의 턴 온/오프 동안 수신기(4)로부터 과도 전류를 인출하는 것을 방지하는 제한 회로(11)와 릴레이(9)의 턴 온/오프를 제어하는 제어 회로(10)를 포함한다(도 1).
스탠바이 모드 마이크로프로세서(3)는 전력 소비를 감소시키기 위하여 스탠바이모드에서의 기능을 제어하는 마이크로프로세서이다. 이 때문에, 스탠바이 모드 마이크로프로세서(3)는 디스플레이 장치(1)가 스탠바이 모드에 있을 때 노드 A에서 스탠바이 모드 전압(Vstby)을 계속 공급받는다. 스탠바이 모드 마이크로프로세서(3)는 IR 수신기(4) 전원의 턴 온/오프에 사용되는 스위치(8)의 제어와, 주전원(SMPS)의 입력(B)에 연결된 릴레이(9)를 턴 온/오프하는 제어 회로(10)의 제어를 이네이블(enable)하고; 특별한 타이머를 이용하여 수신기(4)로부터 오는 명령 신호의 평가 및 이의 메인 마이크로프로세서(2)에의 전송을 이네이블한다. 또한, 이는 배터리(6) 전압의 측정과 측정된 전압값에 따른 컨버터(7)의 제어를 수행한다.
IR(적외선) 수신기(4)는 원격 제어에 의해 디스플레이 장치(1)로 전송되고 기능 명령(예를 들어, 턴 온/오프, 채널 전환, 등)을 포함하는 적외선 신호를 수신하고, 이러한 신호를 스탠바이 모드 마이크로프로세서(3)로 전송하는 유닛이다. 스탠바이 모드로 스위칭하거나 스탠바이 모드에서 벗어나는 명영을 수신하기 위하여, 스탠바이 모드 마이크로프로세서(3)뿐만 아니라 IR 수신기(4)도 스탠바이 모드에서 계속 동작한다. 따라서, 수신기(4)가 스탠바이 모드로 스위칭될 때, 스탠바이 모드 전압(Vstby)을 공급받는다.
스탠바이 모드 마이크로프로세서(3)와 수신기(4)는, 디스플레이 장치(1)가 턴 온될 때, 즉 정상 동작 모드일 때, B 노드에서 SMPS를 통해 수신된 주전원 전압(Vsmps)를 공급받는다; 디스플레이 장치(1)가 스탠바이 모드로 스위칭될 때, 이들은 C 노드에서 배터리(6)에 의해 제공된 배터리 전압(Vbat)을 공급받는다. 2개의 전원 입력(B, D)의 각각에 하나의 다이오드(5, 105)가 연결된다. 디스플레이 장치(1)가 정상 동작 모드일 때, 주전원 입력(B)에 연결된 다이오드(5)는 스탠바이 모드 마이크로프로세서(3)와 수신기(4)에 전력을 공급하는 전류 경로를 허용할 것이다. 정상 동작 모드에서 주전원 전압(Vsmps)이 배터리 전압보다 더 높기 때문에, 배터리 공급을 구현하는 라인의 입력에 연결된 다이오드(105)는 배터리의 회로와의 연결을 차단하여, 배터리(6)로부터의 전류 인출을 방지한다.
스탠바이 모드에서 전원으로 사용되는 배터리(6)는 다이오드(105)를 통해 스탠바이 모드에서 스탠바이 모드 마이크로프로세서(3)와 수신기(4)에 전력을 공급한다. 시간에 의한 배터리(6)의 에너지의 고갈 때문에, 배터리 전압(Vbat)은 시간에 따라 변한다. 이 때문에, 배터리 전압(Vbat)은 스탠바이 모드 전압(Vstby)으로 바로 사용될 수 없다. 배터리(6) 에너지를 효율적인 방법으로 사용하고 배터리(6) 수명을 연장하기 위하여, DC-DC 컨버터(7)가 배터리(6)의 양의 단자(C 노드)와 스탠바이 모드에서 공급받는 회로의 입력에 연결된 다이오드(105)의 양의 단자(D 노드) 사이에 연결된다. 스탠바이 모드 마이크로프로세서(3)에 의해 제어되는 DC-DC 컨버터(7)는 배터리 전압(Vbat)을 스탠바이 모드 전압(Vstby)으로 변환한다.
스탠바이 모드에서 소비되는 전력의 대부분은 수신기(4)에 의해 사용된다. 이 때문에, 스탠바이 모드 마이크로프로세서(3)는 스탠바이 모드에서 주기적으로 수신기(4)를 턴 온/오프함으로써 수신기(4)를 동작시킨다. 수신기(4) 전원을 턴 온/오프하는 것은 스탠바이 모드 마이크로프로세서(3)가 수신기(4)의 접지 단자(GND)와 접지 사이에 위치하는 스위치(8)를 턴 온/오프함으로써 수행된다. 수신기(4)가 온/오프되는 간격은 전력 소비를 최소화하지만 원격 제어를 통해 전송된 명령을 놓치지 않도록 조정된다. 예를 들어, 적외선 데이터 통신에서 일반적으로 사용되는 RC5 프로토콜이 기본으로 채택되는 원격 제어 애플리케이션에서, 수신기(4)는 0.15초 동안 ON을 유지하고 0.85초 동안 OFF를 유지한다. 스탠바이 모드 마이크로프로세서(3)는 이 주기에 적합한 주파수로 스위치(8)를 턴 온/오프한다. 이러한 방법으로, 원격 제어로부터 나오는 명령을 검출하기 위한 시간은 길어지지 않고, 사용자는 명령을 전송하기 위하여 긴 시간 동안 두 번 이상 원격 제어용 키를 누를 필요가 없다.
턴 온/오프 동작은 수신기(4)의 접지 단자에서의 전압이 완전히 0으로 강하하지 않도록 적합한 주파수로 수행된다. 이를 위해, 병렬 전류 제한 회로(11)가 사용된다. 즉, 수신기(4)에서의 자동 이득 제어(AGC, automatic gain control) 값은 유지되며, 수신기(4)가 원격 제어 신호를 검출하는데 있어서 실수를 할 확률은 최소화된다.
원격 제어로부터 수신된 명령에 따라 디스플레이 장치(1)가 정상 동작 모드로부터 스탠바이 모드로 스위칭할 때, 스탠바이 모드 마이크로프로세서(3)는 릴레이(9)를 턴 오프하도록 제어 회로(10)에 명령을 전송하고, 주전원 입력(B)에 연결된 릴레이(9)는 제어 회로(10)에 의해 턴 오프된다. 이러한 방법으로, 스탠바이 모드에서 주전원으로부터 오류 전류를 인출하는 것이 방지되어, 주전원으로부터 인출되는 전력이 0이 되는 것을 보장한다.
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디스플레이 장치(1)가 스탠바이 모드에서 동작할 때, 배터리 전압(Vbat)은 스탠바이 모드 마이크로프로세서(3)에 의해 측정되고, 이 전압에서의 변동이 모니터된다. 배터리 전압이 소정의 값 이하로 강하하면, 스탠바이 모드 마이크로프로세서(3)는 디스플레이 장치(1)를 스탠바이 모드에서 '능동 스탠바이(active standby)' 모드로 스위칭한다. 즉, 이는 전원이 주전원 전압(Vspms)로부터 제공되는 것을 가능하게 한다. 배터리 전압(Vbat)은 배터리(6)로부터 인출된 전류에 기초하여 측정된다. 그러나, 매우 낮은 값을 갖는 상기 전류는 배터리 전압(Vbat)을 정밀하게 측정하는 것을 어렵게 한다. 예를 들어, 장시간 동안 LiOCl2 배터리로부터 소량의 전류를 인출하는 경우에, 배터리의 내부 저항은 높은 값으로 상승하고, 스탠바이 모드 마이크로프로세서(3)가 배터리 전압(Vbat)을 측정할 때 잘못된 결과가 얻어질 수 있다. 이러한 종류의 측정 오류를 방지하기 위하여, 스탠바이 모드 마이크로프로세서(3)는, 배터리 전압(Vbat)을 측정하기 전에, 스탠바이 모드를 벗어나는 명령이 수신기(4)로부터 수신될 때 형성된 전류를 모방한다. 예를 들어, 마이크로프로세서(2)가 스탠바이 모드를 완전히 벗어나고, IR 수신기(4)가 스위칭 없이 전적으로 공급받는다. 또한, 전류는 특히 마이크로프로세서(3)에서 특정 GPIO(general purpose input-output port)로 공급된다. 이러한 방법으로, 배터리를가 이미 고갈되었지만 완충된 것으로 검출하여, 스탠바이 모드에서의 다음 사용에 있어서 문제를 갖는 것이 방지된다.
배터리 전압(Vbat)이 소정의 레벨 아래로 강하하는 것으로 판단될 때, 스탠바이 모드 마이크로프로세서(3)는 청각적 및/또는 시각적으로 사용자에게 경고하는 신호를 생성하여, 이 신호를 메인 마이크로프로세서(2)에 전송한다. 이 신호를 스크린 및/또는 스피커에 의해 사용자에게 제공하고, 사용자는 배터리(6)가 고갈되고 있다는 것을 통지받고, 배터리(6)를 교환하도록 경고받는다.
스탠바이 모드 마이크로프로세서(3)가 배터리 전압(Vbat)이 불충분하다고 판단할 때, DC-DC 컨버터(7)가 증폭기로서 기능을 하게 한다. 이러한 방법으로, 배터리 전압(Vbat)은 증폭되고, 필요한 스탠바이 모드 전압(Vstby)이 얻어진다.
배터리(6)가 고갈되고 있다는 경고에도 배터리(6)가 교환되지 않고 배터리 전압(Vbat)이 스탠바이 모드 전원을 제공하기에는 너무 낮게 된다면, 스탠바이 모드 마이크로프로세서(3)는 디스플레이 장치(1)를, 스탠바이 모드에서 소모되는 저에너지가 주전원으로부터 제공되는 '능동 스탠바이' 모드로 스위칭한다. 따라서, 배터리(6) 전압이 스탠바이 모드에서 사용되기에 너무 낮게 강하되더라도, 디스플레이 장치(1)는 어떠한 문제도 가지지 않으면서 스탠바이 모드에서 동작을 계속할 수 있다.
또한, '능동 스탠바이' 모드는 디스플레이 장치(1)에서 전력 소비가 매우 높은 기능(예를 들어, 타이머)이 스탠바이 모드에서 동작될 때에도 사용된다. 스탠바이 모드 마이크로프로세서(3)가 배터리(6)로부터 인출되는 전류가 소정의 값 이상인 것으로 판단하면, 디스플레이 장치(1)를 능동 스탠바이 모드로 스위칭한다. 이러한 방법으로, 스탠바이 모드에서 소비되는 배터리(6) 에너지는 감소되고, 이에 의해 배터리(6) 수명을 연장한다.
본 발명의 디스플레이 장치(1)는 배터리(6)의 사용 덕분으로 그리고 스탠바이 모드 마이크로프로세서(3)가 스탠바이 모드에서 기능을 수행할 때의 전력 소비를 최소화하도록 동작한다는 사실 덕분에, 주전원으로부터 전력을 인출하지 않고 스탠바이 모드에서 동작할 수 있다. 수신기(4)가 스탠바이 모드에서 주기적으로 전력을 공급받는 점, 배터리 전압(Vbat)이 지속적으로 모니터되어 소정의 레벨 아래로 강하하는 경우에 DC-DC 컨버터(7)의 이득값이 조정된다는 점, 필요에 따라 '능동 스탠바이' 모드로 스위칭된다는 점, 배터리(6)로부터 인출된 전류가 소정값 이상으로 판단될 때 '능동 스탠바이' 모드로 스위칭된다는 점, 배터리 공급의 스탠바이 모드에서 릴레이(9)가 턴 온되어 주전원 연결이 차단된다는 점 덕분에, 스탠바이 모드에서 소비되는 전력은 최소화된다. 따라서, 사용되는 스탠바이 모드 회로는 배터리 전압(Vbat)과 배터리(6)로부터 인출된 전류 모두에 따라 가변하도록 동작하고, 이러한 방법으로 가장 가능성 있는 에너지 절약이 스탠바이 모드에서 획득된다.
이러한 기본 개념의 테두리 내에서, 디스플레이 장치(1)의 다양한 애플리케이션을 개발하는 것이 가능하다. 본 발명은 본질적으로 특허청구범위를 따르며, 여기에서 제공된 예에 한정되지 않을 수 있다.
1 디스플레이 장치
2 메인 마이크로프로세서
3 스탠바이 모드 마이크로프로세서
4 수신기
5, 105 다이오드
6 배터리
7 컨버터
8, 108 스위치
9 릴레이
10 제어 회로
11 제한 회로

Claims (15)

  1. 정상 동작 모드와, 저에너지를 소비하는 스탠바이 모드 및 능동 스탠바이 모드로 동작하는 디스플레이 장치(1)에 있어서,
    회로와 상기 회로의 부품을 제어하는 메인 마이크로프로세서(2);
    스탠바이 모드 마이크로프로세서(3);
    원격 제어에 의해 전송된 적외선(IR) 신호를 수신하여 상기 스탠바이 모드 마이크로프로세서(3)로 전송하는 수신기(4);
    상기 스탠바이 모드에서 전원으로 사용되는 배터리(6); 및
    상기 배터리(6) 전압으로부터 스탠바이 모드 전압(Vstby)이 획득되게 하는 DC-DC 컨버터(7)
    를 포함하고,
    상기 스탠바이 모드 마이크로프로세서(3)는, 상기 스탠바이 모드에서 상기 배터리 전압(Vbat)과 상기 배터리(6)로부터 인출되는 전류를 지속적으로 측정하여, 측정된 값의 변동에 따라 상기 수신기(4)의 전원과 상기 DC-DC 컨버터(7)의 이득값의 조정을 수행하는 것을 특징으로 하는,
    디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 수신기(4)는 상기 스탠바이 모드로 스위칭되는 명령 및 스탠바이 모드를 벗어나는 명령을 수신하기 위하여 상기 스탠바이 모드에서 스탠바이 모드 전압(Vstby)을 공급받는 것을 특징으로 하는,
    디스플레이 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    다이오드(5)의 양의 단자가 주전원 입력(B)에 연결되고, 음의 단자가 상기 스탠바이 모드 마이크로프로세서(3)와 상기 수신기(4)가 공급받는 노드(A)에 연결되어, 상기 주전원으로부터 나오는 전류가 A 방향으로만 통과하도록 허용하는 것을 특징으로 하는,
    디스플레이 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    다이오드(105)의 양의 단자가 상기 컨버터(7)의 출력(D)에 연결되고, 음의 단자가 상기 스탠바이 모드 마이크로프로세서(3)와 상기 수신기(4)가 공급받는 노드(A)에 연결되어, 상기 스탠바이 모드에서 상기 컨버터(7)로부터 나오는 전류가 A 방향으로만 통과하도록 허용하며, 상기 정상 동작 모드와 상기 능동 스탠바이 모드에서 상기 배터리(6)의 상기 회로와의 연결을 방지하여, 상기 배터리(6)로부터의 전류 인출을 방지하는 것을 특징으로 하는,
    디스플레이 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 수신기(4)의 접지 단자(GND)와 접지 사이에 위치되고 상기 스탠바이 모드 마이크로프로세서(3)에 의해 턴 온/오프되는 스위치(8)를 더 포함하고,
    상기 수신기(4)는, 상기 스탠바이 모드에서 턴 오프되는 시간 구간이 턴 온되는 시간 구간보다 더 길도록 전력을 주기적으로 공급받는 것을 특징으로 하는,
    디스플레이 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 수신기(4)는, 접지 단자에서의 전압이 완전히 0으로 강하하지 않는 주파수로 턴 온/오프되어 전력을 공급받는 것을 특징으로 하는,
    디스플레이 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 스위치(8)에 병렬 연결되고, 상기 수신기(4)의 주기적인 턴 온/오프 동안 상기 수신기의 접지 단자에서의 전압이 완전히 0으로 강하하는 것을 방지하는 전류 제한 회로(11)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    디스플레이 장치.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 정상 동작 모드를 벗어나 상기 스탠바이 모드로 스위칭하는 명령이 수신될 때 주전원을 자동으로 차단하도록 사용되는 릴레이(9); 및
    상기 릴레이(9)를 턴 온 및 턴 오프하는 제어 회로(10)
    를 더 포함하고,
    상기 스탠바이 모드 마이크로프로세서(3)는 상기 릴레이(9)를 턴 온하도록 상기 제어 회로(10)에 신호를 전송하는 것을 특징으로 하는,
    디스플레이 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제어 회로(10)는 상기 스탠바이 모드 마이크로프로세서(3)로부터 명령을 수신하면 상기 주전원의 입력에 연결된 상기 릴레이(9)를 턴 온하여, 상기 스탠바이 모드에서 상기 주전원으로부터의 오류 전류 인출을 방지하는 것을 특징으로 하는,
    디스플레이 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 스탠바이 모드 마이크로프로세서(3)는 상기 스탠바이 모드를 벗어나 상기 정상 동작 모드로 스위칭하는 명령을 수신하면 상기 릴레이(9)를 턴 온하는 명령을 상기 제어 회로에 전송하는 것을 특징으로 하는,
    디스플레이 장치.
  11. 삭제
  12. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 스탠바이 모드 마이크로프로세서(3)는, 상기 배터리 전압(Vbat)이 특정 레벨 이하인 것으로 판단할 때, 사용자에게 청각적 또는 시각적으로 경고하는 신호를 생성하고, 상기 사용자가 스크린 또는 스피커를 통해 상기 배터리(6)가 고갈되고 있다고 통지받고, 상기 배터리(6)를 교환하도록 경고받도록 하는 것을 특징으로 하는,
    디스플레이 장치.
  13. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 스탠바이 모드 마이크로프로세서(3)는 상기 배터리 전압(Vbat)이 특정 레벨 이하인 것으로 판단할 때, 상기 DC-DC 컨버터(7)가 증폭기로서 기능하도록 하여 상기 배터리 전압(Vbat)을 증폭하고 필요한 스탠바이 모드 전압(Vstby)이 획득될 수 있게 하는 것을 특징으로 하는,
    디스플레이 장치.
  14. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 스탠바이 모드 마이크로프로세서(3)는, 상기 컨버터(7)에 의해 증폭되어도 상기 배터리 전압(Vbat)이 충분한 스탠바이 모드 전압(Vstby)을 제공하기에는 낮다고 판단할 때, '능동 스탠바이' 모드로 스위칭할 수 있게 하는 것을 특징으로 하는,
    디스플레이 장치.
  15. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 스탠바이 모드 마이크로프로세서(3)는, 상기 배터리(6)로부터 인출된 전류가 특정 값 이상인 것으로 판단할 때 '능동 스탠바이' 모드로 스위칭할 수 있게 하는 것을 특징으로 하는,
    디스플레이 장치.
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