KR20050041144A - 콘트라스트 향상을 위한 자발광 디스플레이 패널의 구동방법 - Google Patents

콘트라스트 향상을 위한 자발광 디스플레이 패널의 구동방법 Download PDF

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KR20050041144A
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Abstract

본 발명은, 각각의 자발광 소자에 대한 입력 계조 값들에 상응하는 출력 휘도 값들을 설정하고, 설정된 출력 휘도 값들에 따라 상기 각각의 자발광 소자를 구동하는 자발광 디스플레이 패널의 구동 방법으로서, 제1 설정 단계, 제2 설정 단계, 및 구동 단계를 포함한다. 상기 제1 설정 단계에서는, 입력 계조 값들 각각이 최소 값 이상이고 제1 기준 계조 값 이하인 경우, 상기 입력 계조 값들 각각에 상응하는 출력 휘도 값들이 모두 최소 값으로 설정된다. 상기 제2 설정 단계에서는, 입력 계조 값들 각각이 상기 제1 기준 계조 값보다 크고 최대 값 이하인 경우, 상기 입력 계조 값들 각각에 상응하는 출력 휘도 값들이 상기 최소 값보다 크고 상한 값 이하인 값들로써 설정된다. 상기 구동 단계에서는, 상기 제1 및 제2 설정 단계들에서 설정된 출력 휘도 값들에 따라 상기 각각의 자발광 소자가 구동된다.

Description

콘트라스트 향상을 위한 자발광 디스플레이 패널의 구동 방법{Method of driving self-luminescence display panel for enhancing contrast}
본 발명은, 자발광(self-luminescence) 디스플레이 패널의 구동 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 각각의 자발광 소자에 대한 입력 계조 값들에 상응하는 출력 휘도 값들을 설정하고, 설정된 출력 휘도 값들에 따라 각각의 자발광 소자를 구동하는 자발광 디스플레이 패널의 구동 방법에 관한 것이다.
도 1에서 참조 부호 L1A는 통상적인 자발광 디스플레이 패널의 구동 방법 예를 들어, 2002년 미국 공개번호 제36605호의 구동 방법에 따른 특성 라인을 가리킨다. 참조 부호 L1B는 주변 조도에 대응하여 콘트라스트를 향상시키기 위한 통상적인 자발광 디스플레이 패널의 구동 방법에 따른 특성 라인을 가리킨다. 그리고 참조 부호 AS는 상기 참조 부호 L1B의 특성 라인에 따른 포화 영역을 가리킨다.
도 1을 참조하면, 통상적인 자발광 디스플레이 패널의 구동 방법에 있어서, 그 최소 값(예를 들어, 0)과 최대값(예를 들어, 255) 사이의 모든 입력 계조 값들 각각에 상응하는 출력 휘도 값들이 그 최소 값(예를 들어, 0)과 상한 값(예를 들어, 100) 사이의 값들로써 설정된다. 여기서, 입력 계조 값들의 차이에 대한 출력 휘도 값들의 차이의 비율인 기울기가 일정하다. 한편, 휴대폰과 같은 휴대용 통신 기기에 주로 사용되는 자발광 디스플레이 장치에 있어서, 2차 전지의 사용 시간이 길어지도록 상기 출력 휘도의 상한 값이 상당히 적게 설정되어야 한다.
따라서, 상기와 같은 통상적인 자발광 디스플레이 패널의 구동 방법에 의하면, 출력 휘도의 상한 값이 적게 설정되는 경우, 입력 계조 값들의 차이에 대한 출력 휘도 값들의 차이의 비율인 기울기가 적어져서, 콘트라스트가 저하되는 문제점을 가진다. 더 나아가, 자발광 디스플레이 장치는 주변 조도가 높은 실외에서 자주 사용되므로, 자발광 디스플레이 패널에서 반사되는 주변 광의 휘도로 인하여 상기 콘트라스트 저하의 문제는 더욱 심해진다.
한편, 상기와 같은 통상적인 자발광 디스플레이 패널의 구동 방법에 있어서, 콘트라스트 향상을 위하여 단순히 상기 기울기만을 올리는 경우, 상기 출력 휘도의 상한 값의 작용으로 인하여 높은 계조 영역에서 나타나는 포화 영역(AS)이 존재한다. 이에 따라, 높은 계조 영역에서 상기 기울기가 0(영)이 됨으로 인하여 콘트라스트가 오히려 떨어진다. 뿐만 아니라, 빗금친 삼각형 면적에 상응하는 소비 전력이 불필요하게 추가된다.
본 발명의 목적은, 자발광 디스플레이 패널의 구동 방법에 있어서, 출력 휘도의 상한 값이 적게 설정되더라도 소비 전력의 증대 없이 콘트라스트를 향상시킬 수 있는 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 이루기 위한 본 발명은, 각각의 자발광 소자에 대한 입력 계조 값들에 상응하는 출력 휘도 값들을 설정하고, 설정된 출력 휘도 값들에 따라 상기 각각의 자발광 소자를 구동하는 자발광 디스플레이 패널의 구동 방법으로서, 제1 설정 단계, 제2 설정 단계, 및 구동 단계를 포함한다. 상기 제1 설정 단계에서는, 입력 계조 값들 각각이 최소 값 이상이고 제1 기준 계조 값 이하인 경우, 상기 입력 계조 값들 각각에 상응하는 출력 휘도 값들이 모두 최소 값으로 설정된다. 상기 제2 설정 단계에서는, 입력 계조 값들 각각이 상기 제1 기준 계조 값보다 크고 최대 값 이하인 경우, 상기 입력 계조 값들 각각에 상응하는 출력 휘도 값들이 상기 최소 값보다 크고 상한 값 이하인 값들로써 설정된다. 상기 구동 단계에서는, 상기 제1 및 제2 설정 단계들에서 설정된 출력 휘도 값들에 따라 상기 각각의 자발광 소자가 구동된다.
본 발명의 상기 자발광 디스플레이 패널의 구동 방법에 의하면, 상기 제2 설정 단계에서, 상기 제1 기준 계조 값보다 크고 최대 값 이하인 입력 계조 값들만에 대하여 출력 휘도 값들이 분배되므로, 상기 입력 계조 값들의 차이에 대한 상기 출력 휘도 값들의 차이의 비율인 기울기가 커진다. 이에 따라, 상기 출력 휘도의 상한 값이 적게 설정되더라도 소비 전력의 증대 없이 콘트라스트가 향상될 수 있다. 더 나아가, 주변 조도가 높은 실외에서 자주 사용되는 자발광 디스플레이 장치에 있어서, 자발광 디스플레이 패널에서 반사되는 주변 광의 휘도로 인하여 콘트라스트가 심하게 저하되는 문제점이 개선될 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예가 상세히 설명된다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 구동 방법을 수행하는 자발광 디스플레이 장치는 자발광 디스플레이 패널(2) 및 구동 장치를 포함한다. 구동 장치는 제어부(21), 주사 구동부(6), 및 데이터 구동부(5)를 포함한다. 여기서, 충전 스위치들(25) 및 충전 전압 결정부(22)는 자발광 디스플레이 패널(2)에 포함되거나, 구동 장치에 포함될 수 있다.
자발광 디스플레이 패널(2)에서는, 데이터 전극 라인들(3)과 주사 전극 라인들(4)이 소정 간격을 두고 서로 교차되게 형성되어 그 교차 영역들에서 자발광 소자들(1)이 형성된다.
제어부(21)는, 입력 영상 신호를 처리하여, 데이터 구동부(5)에 디스플레이 데이터 신호 및 스위칭 제어 신호를 입력하고, 주사 구동부(6) 및 충전 스위치들(25)에 스위칭 제어 신호를 입력한다. 여기서, 각각의 자발광 소자에 대한 입력 계조 값들에 상응하는 출력 휘도 값들이 설정되고, 설정된 출력 휘도 값들이 상기 디스플레이 데이터 신호에 포함된다. 상기 출력 휘도 값들의 설정 방법은 도 3, 4, 8, 및 9를 참조하여 보다 상세히 설명될 것이다.
주사 구동부(6)는 제어부(21)로부터의 스위칭 제어 신호에 따라 동작하여 주사 전극 라인들(4)을 구동한다. 제어부(21)로부터의 스위칭 제어 신호에 따라 동작하는 데이터 구동부(5)는, 제어부(21)로부터의 디스플레이 데이터 신호들에 따라 전류원들(8)로부터의 데이터 전류 신호들을 발생시켜, 데이터 전극 라인들(3)을 구동한다.
충전 스위치들(25)은, 제어부(21)로부터의 스위칭 제어 신호에 따라 동작하여, 모든 데이터 전극 라인들(3)을 전기적으로 서로 연결하거나 분리한다. 캐페시터(24)와 제너 다이오드(23)를 포함한 충전 전압 결정부(22)는 제너 다이오드(23)의 항복 전압(breakdown voltage)으로서 데이터 전극 라인들(3)의 예비 충전 전압을 결정한다. 여기서, 제너 다이오드 대신에 저항 소자 및 트랜지스터의 회로가 사용될 수도 있다.
도 3 및 4를 참조하여 도 2의 제어부(21)에서 수행하는 본 발명의 제1 실시예의 구동 방법을 설명하면 다음과 같다. 도 3 및 4에서 참조 부호 L2A는 본 발명의 제1 실시예의 구동 방법에 따른 특성 라인을 가리킨다. 참조 부호 L1A는 통상적인 자발광 디스플레이 패널의 구동 방법에 따른 특성 라인을 가리킨다. 참조 부호 L2C는 본 발명의 제1 실시예의 구동 방법에 따른 특성 라인이 주변 광에 의한 자발광 디스플레이 패널에서의 반사 휘도(60)만큼 상향 이동된 라인을 보여준다. 참조 부호 L1C는 통상적인 자발광 디스플레이 패널의 구동 방법에 따른 특성 라인이 주변 광에 의한 자발광 디스플레이 패널에서의 반사 휘도(60)만큼 상향 이동된 라인을 보여준다. 참조 부호 L1B는 주변 조도에 대응하여 콘트라스트를 향상시키기 위한 통상적인 자발광 디스플레이 패널의 구동 방법에 따른 특성 라인(도 1 참조)을 가리킨다.
도 3 및 4를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예의 자발광 디스플레이 패널의 구동 방법에 있어서, 입력 계조 값들 각각이 최소 값(0) 이상이고 제1 기준 계조 값(I1) 이하인 경우, 상기 입력 계조 값들 각각에 상응하는 출력 휘도 값들이 모두 최소 값(0)으로 설정된다. 또한, 입력 계조 값들 각각이 상기 제1 기준 계조 값(I1)보다 크고 최대 값(255) 이하인 경우, 상기 입력 계조 값들 각각에 상응하는 출력 휘도 값들이 상기 최소 값(0)보다 크고 상한 값(100) 이하인 값들로써 설정된다. 여기서, 입력 계조 값들의 차이에 대한 출력 휘도 값들의 차이의 비율인 기을기가 일정하다.
이에 따라, 입력 계조 값들의 차이에 대한 출력 휘도 값들의 차이의 비율인 기울기가 커지므로, 출력 휘도의 상한 값이 적게 설정되더라도 소비 전력의 증대 없이 콘트라스트가 향상될 수 있다. 더 나아가, 주변 조도가 높은 실외에서 자주 사용되는 자발광 디스플레이 장치에 있어서, 자발광 디스플레이 패널에서 반사되는 주변 광의 휘도로 인하여 콘트라스트가 심하게 저하되는 문제점이 개선될 수 있다. 이를 예를 들어 설명하면 다음과 같다.
주변 광에 의한 자발광 디스플레이 패널에서의 반사 휘도가 "10"인 경우, 입력 계조 "50"에 대한 입력 계조 "255"의 콘트라스트는, 종래의 특성 라인(L1A )에 의하면 로서 약 3.7 : 1 이지만, 본 발명의 제1 실시예의 특성 라인(L2A)에 의하면, [100 + 10] : [0 + 10]으로서(I1이 50보다 큰 경우) 11 : 1 이다.
이와 마찬가지로, 주변 광에 의한 자발광 디스플레이 패널에서의 반사 휘도가 "80"인 경우, 입력 계조 "50"에 대한 입력 계조 "255"의 콘트라스트는, 종래의 특성 라인(L1A)에 의하면 로서 약 1.8 : 1 이지만, 본 발명의 제1 실시예의 특성 라인(L2A)에 의하면, [100 + 80] : [0 + 80]으로서(I1이 50보다 큰 경우) 약 2.25 : 1 이다.
도 2 및 5를 참조하여, 본 발명에 따른 자발광 디스플레이 장치의 전체적인 동작을 설명하면 다음과 같다. 도 5에서 참조 부호 SPC는 제어부(21)로부터 데이터 구동부(5), 주사 구동부(6), 및 충전 스위치들(25)에 인가되는 예비 충전 신호를, SS1은 제1 주사 전극 라인(4a)에 인가되는 신호를, SS2는 제2 주사 전극 라인(4b)에 인가되는 신호를, 그리고 SSn은 제n 주사 전극 라인(4c)에 인가되는 신호를 각각 가리킨다.
제어부(21)는 제1 수평 동기 시점(T1)에서 예비 충전 신호(SPC)의 펄스를 주사 구동부(6), 데이터 구동부(5), 및 충전 스위치들(25)에 인가한다. 이에 따라, 제1 수평 구동 시간(H1)에서 제1 주사 전극 라인(4a)에 인가되는 신호(SS1)만 낮은 논리 상태(Logic "Low" state)가 되고 나머지 주사 전극 라인들(4b, 4c)에 인가되는 신호들은 높은 논리 상태가 된다. 한편, 예비 충전 신호(SPC)의 일정한 펄스폭에 상응하는 시간(c)에서는 모든 데이터 전극 라인들(3)에 인가되는 데이터 신호들이 차단된다. 또한, 충전 스위치들(25)의 동작에 의하여 모든 데이터 전극 라인들(3)이 충전 전압 결정부(22)에 접속된다. 이에 따라, 그 이전(以前) 수평 구동 시간의 주사 시간에서 발광되었던 주사 전극 라인 예를 들어, 제n 주사 전극 라인(4c)의 자발광 소자들(1)의 기생 캐페시터들이 방전됨으로 인하여, 충전 전압 결정부(22)에 의하여 설정된 전위로써 모든 데이터 전극 라인들(3)의 전위가 균일하게 높아진다.
제1 수평 구동 시간(H1)의 주사 시간(T1'~T2)에서는, 충전 스위치들(25)의 동작에 의하여 모든 데이터 전극 라인들(3)이 전기적으로 서로 분리되고, 상기 각각의 출력 휘도 값에 상응하는 데이터 전류 신호들이 데이터 전극 라인들(3)에 인가되어, 제1 주사 전극 라인(4a)의 자발광 소자들이 데이터 전류 신호들에 따른 계조로서 발광된다. 여기서, 예비 충전 단계(T0~T0')로 인하여 모든 데이터 전극 라인들(3)의 전위가 기준 전위인 접지 전위보다 높아진 상태이므로, 현재 수평 구동 시간에서 선택된 자발광 소자들에 보다 빠르게 전압이 인가되어 휘도가 보다 높아질 수 있다.
상기와 같은 동작 원리는 나머지 수평 구동 시간들(H2~Hn)에서도 동일하게 적용된다.
도 6은 도 2의 자발광 디스플레이 장치의 주사 구동부(6)의 내부 구성을 보여준다. 도 6에서 참조 부호 STP는 제1 플립-플롭의 D 단자에 입력되는 신호를, SPC는 모든 D형 플립-플롭들의 클럭 단자들(CLK)에 동시에 입력되는 클럭 신호를, SS1은 제1 주사 전극 라인(4a)에 인가되는 신호를, SS2는 제2 주사 전극 라인(4b)에 인가되는 신호를, 그리고 SSn은 제n 주사 전극 라인(4c)에 인가되는 신호를 각각 가리킨다. 도 6을 참조하면, 제1 플립-플롭의 D 단자에 입력되는 신호(STP)는 항상 높은 논리 상태(Logic "High" state)이다. 클럭 신호(SPC)는 매 수평 동기 시점(T1 내지 Tn)에서 상승 펄스를 발생시킨다. 이에 따라 매 수평 동기 시점(T1 내지 Tn)에서 각 플립-플롭들의 반전 출력 단자들()로부터 접지 전압(VG)의 주사 신호들이 순차적으로 발생된다.
도 7은 도 2의 자발광 디스플레이 장치의 데이터 구동부(5)의 내부 구성을 보여준다. 도 7을 참조하면, 데이터 구동부(5)는 인터페이스(30), 래치(31), 디지털-아날로그 변환부(32), 구동 회로(33), 및 출력부(34)를 포함한다.
인터페이스(30)는, 상기 출력 휘도 값들에 상응하는 제어부(21)로부터의 디스플레이 데이터 신호를 인터페이싱하여 래치(31)에 입력시키고, 제어부(21)로부터의 타이밍 제어 신호를 인터페이싱하여 래치(31), 디지털-아날로그 변환부(32), 및 구동 회로(33)에 입력시킨다. 인터페이스(30)로부터의 디스플레이 데이터 신호는 래치(31)에서 일시적으로 저장된 후에 디지털-아날로그 변환부(32)에 입력된다. 인터페이스(30)로부터의 타이밍 제어 신호에 따라 동작하는 디지털-아날로그 변환부(32)는 래치(31)로부터의 디스플레이 데이터 신호를 아날로그 신호로 변환하여 구동 회로(33)에 입력시킨다.
인터페이스(30)로부터의 타이밍 제어 신호에 따라 동작하는 구동 회로(33)는 디지털-아날로그 변환부(32)로부터의 디스플레이 데이터 신호에 따라 전류원들(8)을 구동하여 전류에 의한 디스플레이 데이터 신호를 발생시킨다. 출력부(34)는 구동 회로(33)로부터의 디스플레이 데이터 신호를 데이터 전극 라인들(3)에 출력한다.
도 8을 참조하여 도 2의 제어부(21)에서 수행하는 본 발명의 제2 실시예의 구동 방법을 설명하면 다음과 같다. 도 8에서 참조 부호 C1은 본 발명의 제2 실시예의 구동 방법에 따른 특성 곡선을 가리킨다. 참조 부호 L1A는 통상적인 자발광 디스플레이 패널의 구동 방법에 따른 특성 라인을 가리킨다. 도 8을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예의 자발광 디스플레이 패널의 구동 방법에 있어서, 입력 계조 값들 각각이 최소 값(0) 이상이고 제1 기준 계조 값(I1) 이하인 경우, 상기 입력 계조 값들 각각에 상응하는 출력 휘도 값들이 모두 최소 값(0)으로 설정된다. 또한, 입력 계조 값들 각각이 상기 제1 기준 계조 값(I1)보다 크고 최대 값(255) 이하인 경우, 상기 입력 계조 값들 각각에 상응하는 출력 휘도 값들이 상기 최소 값(0)보다 크고 상한 값(100) 이하인 값들로써 설정된다. 이에 따라, 입력 계조 값들의 차이에 대한 출력 휘도 값들의 차이의 비율인 기울기가 커지므로, 출력 휘도의 상한 값이 적게 설정되더라도 소비 전력의 증대 없이 콘트라스트가 향상될 수 있다. 여기서, 입력 계조 값들 각각이 복수의 계조 그룹들(A2 내지 A7)에 소속되어, 입력 계조 값들의 차이에 대한 상기 출력 휘도 값들의 차이의 비율인 기울기가 상기 복수의 계조 그룹들(A2 내지 A7) 각각에 따라 변한다. 이에 따라, 제4 내지 제7 계조 그룹들(A4 내지 A7)의 기울기들이 보다 커질 수 있다.
도 9는 도 2의 제어부(21)에서 수행하는 본 발명의 제3 실시예의 구동 방법을 보여준다. 도 9에서 참조 부호 C2는 본 발명의 제3 실시예의 구동 방법에 따른 특성 곡선을 가리킨다. 참조 부호 L1A는 통상적인 자발광 디스플레이 패널의 구동 방법에 따른 특성 라인을 가리킨다. 도 9의 본 발명의 제3 실시예의 구동 방법은, 상기 도 8의 제2 실시예의 구동 방법에 비하여, 제3 내지 제6 계조 그룹들(A3 내지 A6)의 기울기들이 보다 커진다는 차이점만을 가진다.
본 발명은, 상기 실시예에 한정되지 않고, 청구범위에서 정의된 발명의 사상 및 범위 내에서 당업자에 의하여 변형 및 개량될 수 있다.
이상 설명된 바와 같이, 본 발명에 따른 자발광 디스플레이 패널의 구동 방법에 의하면, 제1 기준 계조 값보다 크고 최대 값 이하인 입력 계조 값들만에 대하여 출력 휘도 값들이 분배되므로, 입력 계조 값들의 차이에 대한 출력 휘도 값들의 차이의 비율인 기울기가 커진다. 이에 따라, 출력 휘도의 상한 값이 적게 설정되더라도 소비 전력의 증대 없이 콘트라스트가 향상될 수 있다. 더 나아가, 주변 조도가 높은 실외에서 자주 사용되는 자발광 디스플레이 장치에 있어서, 자발광 디스플레이 패널에서 반사되는 주변 광의 휘도로 인하여 콘트라스트가 심하게 저하되는 문제점이 개선될 수 있다.
도 1은 통상적인 자발광 디스플레이 패널의 구동 방법을 보여주는 그래프이다.
도 2는 본 발명의 구동 방법을 수행하는 자발광 디스플레이 장치의 구성을 보여주는 도면이다.
도 3은 도 2의 제어부에서 수행하는 본 발명의 일 실시예의 구동 방법을 보여주는 그래프이다.
도 4는 도 3의 구동 방법의 효과를 보여주는 그래프이다.
도 5는 도 2의 자발광 디스플레이 패널의 구동 신호들을 보여주는 타이밍도이다.
도 6은 도 2의 자발광 디스플레이 장치의 주사 구동부의 내부 구성을 보여주는 회로도이다.
도 7은 도 2의 자발광 디스플레이 장치의 데이터 구동부의 내부 구성을 보여주는 회로도이다.
도 8은 도 2의 제어부에서 수행하는 본 발명의 제2 실시예의 구동 방법을 보여주는 그래프이다.
도 9는 도 2의 제어부에서 수행하는 본 발명의 제3 실시예의 구동 방법을 보여주는 그래프이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1...자발광 소자, 2...자발광 디스플레이 패널,
3...데이터 전극 라인들, 4...주사 전극 라인들,
5...데이터 구동부, 6...주사 구동부,
8...전류원들, 10a, ..., 10c...주사 스위치들,
21...제어부, 22...충전 전압 결정부.
25...충전 스위치들.

Claims (4)

  1. 각각의 자발광 소자에 대한 입력 계조 값들에 상응하는 출력 휘도 값들을 설정하고, 설정된 출력 휘도 값들에 따라 상기 각각의 자발광 소자를 구동하는 자발광 디스플레이 패널의 구동 방법에 있어서,
    입력 계조 값들 각각이 최소 값 이상이고 제1 기준 계조 값 이하인 경우, 상기 입력 계조 값들 각각에 상응하는 출력 휘도 값들을 모두 최소 값으로 설정하는 제1 설정 단계; 및
    입력 계조 값들 각각이 상기 제1 기준 계조 값보다 크고 최대 값 이하인 경우, 상기 입력 계조 값들 각각에 상응하는 출력 휘도 값들을 상기 최소 값보다 크고 상한 값 이하인 값들로써 설정하는 제2 설정 단계; 및
    상기 제1 및 제2 설정 단계들에서 설정된 출력 휘도 값들에 따라 상기 각각의 자발광 소자를 구동하는 구동 단계를 포함한 자발광 디스플레이 패널의 구동 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2 설정 단계에서,
    상기 입력 계조 값들의 차이에 대한 상기 출력 휘도 값들의 차이의 비율인 기을기가 일정한 자발광 디스플레이 패널의 구동 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제2 설정 단계에서,
    상기 입력 계조 값들의 차이에 대한 상기 출력 휘도 값들의 차이의 비율인 기울기가 변하는 자발광 디스플레이 패널의 구동 방법.
  4. 제2항에 있어서, 상기 제2 설정 단계에서,
    상기 입력 계조 값들 각각이 복수의 계조 그룹들에 소속되어, 상기 기울기가 상기 복수의 계조 그룹들 각각에 따라 변하는 자발광 디스플레이 패널의 구동 방법.
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