KR20180067105A - Scan driver and display device using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 회로 구성을 단순화하여 회로 면적을 줄일 수 있는 스캔 드라이버 및 그를 이용한 표시 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
최근 표시 장치로 각광 받고 있는 평판 표시 장치로는 액정을 이용한 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display; LCD), 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode; OLED)를 이용한 OLED 표시 장치, 전기영동 입자를 이용한 전기영동 표시 장치(ElectroPhoretic Display; EPD) 등이 대표적이다.2. Description of the Related Art [0002] Flat panel display devices that have recently become popular as display devices include liquid crystal displays (LCDs) using liquid crystals, OLED display devices using organic light emitting diodes (OLEDs) Display devices (ElectroPhoretic Display; EPD), and the like.
평판 표시 장치는 각 화소가 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT)에 의해 독립적으로 구동되는 화소 어레이를 이용하여 영상을 표시하는 표시 패널과, 표시 패널의 데이터 라인들을 구동하는 데이터 드라이버와, 표시 패널의 게이트 라인들을 구동하는 스캔 드라이버 등을 포함한다.A flat panel display device includes a display panel for displaying an image using a pixel array in which each pixel is independently driven by a thin film transistor (TFT), a data driver for driving data lines of the display panel, A scan driver for driving the gate lines, and the like.
스캔 드라이버는 게이트 라인들을 순차 구동하는 스테이지들로 구성된 쉬프트 레지스터를 이용하고, 각 스테이지는 다수의 트랜지스터로 구성된다. 최근 스캔 드라이버는 화소 어레이의 트랜지스터들과 함께 형성되어 표시 패널에 내장된 게이트-인-패널(Gate In Panel; GIP) 방식을 주로 이용하고 있다.The scan driver uses a shift register composed of stages for sequentially driving gate lines, and each stage is composed of a plurality of transistors. Recently, the scan driver is formed with the transistors of the pixel array to mainly use the gate-in-panel (GIP) method embedded in the display panel.
표시 장치의 네로우 베젤(Narrow Bezel)을 위하여, 스캔 드라이버에서 2채널의 출력 버퍼부가 Q 노드 및 QB 노드를 제어하는 노드 제어부를 공유하는 방안이 제안되었으나, 트랜지스터의 수가 감소하는 대신 2채널의 출력 버퍼부가 서로 다른 클럭 펄스를 이용함에 따라 클럭 펄스를 공급하는 배선수가 증가하는 단점이 있다.For the Narrow Bezel of the display device, a scheme has been proposed in which a node driver of the QB node and a node controller for controlling the QB node are shared by the output driver buffer of the 2-channel scan driver. However, There is a disadvantage that the number of wirings for supplying clock pulses increases as the buffer unit uses different clock pulses.
표시 장치의 베젤 크기가 감소될수록 스캔 드라이버에서 구동 배선이 차지하는 비중이 커지므로 트랜지스터의 수를 감소시킴과 아울러 적은 수의 구동 배선을 사용할 수 있는 스캔 드라이버가 필요하다. As the bezel size of the display device is reduced, the weight of the drive wiring in the scan driver becomes larger, so that a scan driver capable of reducing the number of transistors and using a small number of drive wiring is required.
본 발명은 회로 구성을 단순화하여 회로 면적을 줄일 수 있는 스캔 드라이버 및 그를 이용한 표시 장치를 제공한다.The present invention provides a scan driver capable of reducing a circuit area by simplifying a circuit configuration and a display device using the same.
본 발명의 일 실시예에 따른 스캔 드라이버에서 N번째(N은 자연수) 스테이지는 제1 내지 제5 트랜지스터로 구성된다. 제1 트랜지스터는 세트 단자에 의해 제어되어 세트 단자와 Q 노드 사이의 전류 패스를 스위칭한다. 제2 트랜지스터는 리셋 단자에 의해 제어되어 Q 노드와 게이트 오프 전압을 공급하는 전원 라인 사이의 전류 패스를 스위칭한다. 제3 트랜지스터는 Q 노드에 의해 제어되어 클럭 단자와 출력 단자 사이의 전류 패스를 스위칭한다. 제4 트랜지스터는 출력 단자에 의해 제어되어 출력 단자와 클럭 단자 사이의 전류 패스를 스위칭한다. 제5 트랜지스터는 리셋 단자에 의해 제어되어 출력 단자와 전원 라인 사이의 전류 패스를 스위칭한다. 세트 단자는 스타트 신호를 공급하는 스타트 신호 라인 또는 전단 스테이지의 출력을 공급하는 전단 스테이지의 출력 단자와 접속된다. 클럭 단자와 리셋 단자는 위상이 서로 다른 3상 클럭 신호를 전송하는 3개의 클럭 라인들 중 2개의 클럭 라인들과 각각 접속된다.In the scan driver according to the embodiment of the present invention, the Nth (N is a natural number) stage is composed of the first to fifth transistors. The first transistor is controlled by the set terminal to switch the current path between the set terminal and the Q node. The second transistor is controlled by the reset terminal to switch the current path between the Q node and the power supply line supplying the gate-off voltage. The third transistor is controlled by the Q node to switch the current path between the clock terminal and the output terminal. The fourth transistor is controlled by the output terminal to switch the current path between the output terminal and the clock terminal. The fifth transistor is controlled by a reset terminal to switch the current path between the output terminal and the power supply line. The set terminal is connected to the start signal line for supplying the start signal or the output terminal of the front stage for supplying the output of the front stage. The clock terminal and the reset terminal are respectively connected to two clock lines out of three clock lines transmitting three-phase clock signals of different phases.
세트 단자에 공급되는 스타트 신호 또는 전단 스테이지의 출력은, 3상 클럭 신호들 중 제1 클럭 신호의 N번째 펄스와 동기하고, 클럭 단자에는 N+1번째 펄스를 갖는 제2 클럭 신호가 공급되고, 리셋 단자에는 N+2번째 펄스를 갖는 제3 클럭 신호가 공급된다.The start signal supplied to the set terminal or the output of the front stage is supplied with the second clock signal having the N + 1th pulse at the clock terminal and the Nth pulse of the first clock signal among the three-phase clock signals, And a third clock signal having an (N + 2) th pulse is supplied to the reset terminal.
제1 트랜지스터는 세트 단자와 Q 노드 사이에 다이오드 구조로 접속되고, 제4 트랜지스터는 출력 단자와 클럭 단자 사이에 다이오드 구조로 접속된다.The first transistor is connected in a diode structure between the set terminal and the Q node, and the fourth transistor is connected in a diode structure between the output terminal and the clock terminal.
제1 기간에서, 제1 트랜지스터는 세트 단자로 공급되는 세트 신호를 이용하여 Q 노드를 세트 신호의 게이트 온 전압으로 세트한다. 제2 기간에서, 제3 및 제4 트랜지스터는 클럭 단자로 공급되는 제2 클럭 신호를 출력 단자를 통해 출력한다. 제3 기간에서, 제2 및 제5 트랜지스터는 리셋 단자로 공급되는 제3 클럭 신호를 전원 라인의 게이트 오프 전압으로 리셋시킨다.In the first period, the first transistor sets the Q node to the gate-on voltage of the set signal using the set signal supplied to the set terminal. In the second period, the third and fourth transistors output the second clock signal supplied to the clock terminal through the output terminal. In the third period, the second and fifth transistors reset the third clock signal supplied to the reset terminal to the gate off voltage of the power supply line.
일 실시예에 따른 제2 및 제5 트랜지스터는 제3 클럭 신호에 주기적으로 응답하여 Q 노드와 출력 단자를 전원 라인의 게이트 오프 전압으로 리셋시킨다.The second and fifth transistors according to an embodiment periodically respond to the third clock signal to reset the Q node and the output terminal to the gate off voltage of the power supply line.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 표시 패널의 비표시 영역에 내장되고, 화소 어레이의 게이트 라인들을 구동하는 전술한 스캔 드라이버를 포함하고, 스캔 드라이버와 화소 어레이 사이에 내장되고, 화소 어레이의 발광 제어 라인들을 구동하는 발광 제어 드라이버를 추가로 포함할 수 있다.The display device according to an embodiment of the present invention includes the above-described scan driver which is embedded in a non-display area of the display panel and drives the gate lines of the pixel array, and is embedded between the scan driver and the pixel array, And a light emission control driver for driving the light emission control lines.
본 발명의 일 실시예에 따른 스캔 드라이버 및 그를 이용한 표시 장치는 게이트 라인들을 개별적으로 구동하는 각 스테이지가 5개 트랜지스터를 구비하고 3상 클럭 중 2상 클럭을 이용하면서도 안정된 스캔 출력을 공급할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 스캔 드라이버 및 그를 이용한 표시 장치는 각 스테이지의 트랜지스터 수 및 구동 배선 수를 최소화하여 회로 면적을 감소시킬 수 있으므로 스캔 드라이버가 내장되는 표시 장치의 베젤 크기를 감소시킬 수 있다.The scan driver and the display device using the scan driver according to the embodiment of the present invention can provide a stable scan output while each stage for individually driving the gate lines has five transistors and uses a two-phase clock among three-phase clocks. Accordingly, the scan driver and the display device using the scan driver according to the embodiment of the present invention minimize the number of transistors and the number of drive wires in each stage, thereby reducing the circuit area. Therefore, the size of the bezel of the display device .
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스캔 드라이버 중 일부 스테이지들의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스캔 드라이버 중 N번째 스테이지의 구성을 나타낸 회로도이다.
도 3은 도 2에 도시된 N번째 스테이지의 구동 파형도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스캔 드라이버를 이용한 표시 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스캔 드라이버를 이용한 표시 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 스캔 드라이버 중 일부 스테이지의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 스캔 드라이버를 구동한 시뮬레이션 결과를 나타낸 파형도이다.FIG. 1 is a block diagram schematically showing the configuration of some stages of a scan driver according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
2 is a circuit diagram illustrating a configuration of an Nth stage of a scan driver according to an embodiment of the present invention.
3 is a driving waveform diagram of the N-th stage shown in FIG.
4 is a block diagram schematically illustrating a configuration of a display device using a scan driver according to an embodiment of the present invention.
5 is a block diagram schematically illustrating a configuration of a display device using a scan driver according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a block diagram schematically showing the configuration of some of the stages of the scan driver according to the embodiment of the present invention.
7 is a waveform diagram showing a simulation result of driving a scan driver according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스캔 드라이버 중 일부 스테이지들의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.FIG. 1 is a block diagram schematically showing the configuration of some stages of a scan driver according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
도 1에 도시된 스캔 드라이버는 서로 종속적으로 접속되고 개별적인 스캔 출력(SCAN)을 발생하는 다수의 스테이지를 구비하며, 편의상 도 1에는 제N-1번째 내지 제N+2번째 스테이지(S-ST[N-1]~S-ST[N+2], N은 2이상의 자연수)만 나타내고 있다.The scan driver shown in FIG. 1 has a plurality of stages, which are connected to each other and generate a separate scan output (SCAN). For convenience, FIG. 1 shows the (N-1) th to (N + N-1] to S-ST [N + 2], and N is a natural number of 2 or more).
이하에서 "전단 스테이지"는 해당 스테이지의 이전(상부)에 위치하는 적어도 하나의 스테이지들 중 어느 하나를 의미하고, "후단 스테이지"는 해당 스테이지의 이후(하부)에 위치하는 적어도 하나의 스테이지들 중 어느 하나를 의미한다.Hereinafter, "front stage" means any one of at least one stage located at a previous (upper) position of the stage, and "rear stage" means at least one stage Which means either.
각 스테이지(S-ST)는 세트 단자(S), 리셋 단자(R), 클럭 단자(CK), 전원 단자(PT), 출력 단자(OUT)를 구비한다.Each stage S-ST has a set terminal S, a reset terminal R, a clock terminal CK, a power supply terminal PT, and an output terminal OUT.
각 스테이지(S-ST)의 세트 단자(S)는 스타트 신호 라인(SL)을 통해 공급된 스타트 신호(VST) 또는 전단 스테이지의 출력 단자(OUT)로부터 공급된 전단 출력을 세트 신호로 공급받는다.The set terminal S of each stage S-ST is supplied with the set signal as the front end signal supplied from the start signal VST supplied through the start signal line SL or the output terminal OUT of the front stage.
각 스테이지(S-ST)의 클럭 단자(CK) 및 리셋 단자(R)는 제1 내지 제3 클럭 라인(CL1~CL3)을 통해 공급되며 순차적으로 위상 쉬프트되면서 순환하는 3상 클럭 신호들(CLK1~CLK3) 중 순차적인 2개의 클럭 신호를 공급받는다.The clock terminal CK and the reset terminal R of each stage S-ST are supplied through the first to third clock lines CL1 to CL3 and are sequentially shifted in phase while circulating three-phase clock signals CLK1 To CLK3).
예를 들면, N-1번째 스테이지(S-ST[N-1]) 및 N+1번째 스테이지(S-ST[N+1])는 제3 클럭 신호(CLK3)를 클럭 단자(CK)로 공급받고, 제1 클럭 신호(CLK1)를 리셋 단자(R)로 공급받는다. N번째 스테이지(S-ST[N]) 및 N+2번째 스테이지(S-ST[N+2])는 제2 클럭 신호(CLK2)를 클럭 단자(CK)로 공급받고, 제3 클럭 신호(CLK3)를 리셋 단자(R)로 공급받는다.For example, the N-1th stage S-ST [N-1] and the N + 1th stage S- ST [N + 1] And receives the first clock signal CLK1 to the reset terminal R. The N-th stage (S-ST [N]) and the (N + 2) -th stage (S-ST [N + 2]) receive the second clock signal CLK2 at the clock terminal CK, CLK3 are supplied to the reset terminal R.
각 스테이지(S-ST)의 전원 단자(PT)는 전원 라인(PL)을 통해 공급되는 게이트 오프 전압(Voff)을 공급받는다.The power supply terminal PT of each stage S-ST is supplied with the gate off voltage Voff supplied through the power supply line PL.
각 스테이지(S-ST)의 출력 단자(OUT)는 표시 패널의 게이트 라인과 접속되어 스캔 출력(SCAN)을 출력함과 아울러 후단 스테이지의 세트 단자와 접속되어 스캔 출력(SCAN)을 캐리 신호로 공급한다.The output terminal OUT of each stage S-ST is connected to a gate line of the display panel to output a scan output SCAN and a set terminal of a subsequent stage to supply a scan output SCAN as a carry signal do.
도 2는 도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 스캔 드라이버 중 N번째 스테이지(S-ST[N])의 구성을 나타낸 회로도이고, 도 3은 도 2에 도시된 N번째 스테이지(S-ST[N])의 구동 파형도이다.FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of an Nth stage (S-ST [N]) of the scan driver according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 1, -ST [N]).
도 2에 도시된 N번째 스테이지(S-ST[N])는 5개의 트랜지스터들(T1~T5)로 구성된다. 트랜지스터들(T1~T5)은 비정질 실리콘 반도체층을 이용하는 비정질 트랜지스터를 이용하거나, 폴리 실리콘 반도체층을 이용하는 폴리 트랜지스터를 이용하거나, 금속 산화물 반도체층을 이용하는 옥사이드(Oxide) 트랜지스터를 이용한다. 트랜지스터들(T1~T5)은 표시 패널의 트랜지스터들과 함께 P-채널 또는 N-채널 타입의 트랜지스터로 구성될 수 있다. 이하에서는 트랜지스터들(T1~T5) 및 표시 패널의 트랜지스터들이 모두 P-채널 타입의 트랜지스터로 구성된 경우만을 예로 들어 설명하지만, N-채널 타입의 트랜지스터도 적용될 수 있다.The N-th stage (S-ST [N]) shown in FIG. 2 is composed of five transistors T1 to T5. The transistors T1 to T5 use an amorphous transistor using an amorphous silicon semiconductor layer, a poly transistor using a polysilicon semiconductor layer, or an oxide transistor using a metal oxide semiconductor layer. The transistors T1 to T5 may be composed of P-channel or N-channel type transistors together with the transistors of the display panel. Hereinafter, only the case where the transistors T1 to T5 and the transistors of the display panel are composed of P-channel type transistors will be described as an example, but N-channel type transistors may also be applied.
제1 트랜지스터(T1)는 세트 단자(S)로 공급되는 세트 신호를 이용하여 Q 노드를 그 세트 신호의 게이트 온 전압(Von)으로 세트한다. 세트 단자(S)에는 스타트 신호(VST) 또는 전단 스테이지로부터 공급되는 전단 스캔 출력(SCAN[N-1])이 세트 신호로 공급된다. 제1 트랜지스터(T1)는 세트 단자(S)와 Q 노드 사이에 다이오드 구조로 접속되고, 세트 단자(S)의 제어에 의해 세트 단자(S)와 Q 노드 사이의 전류 패스를 스위칭한다. 제1 트랜지스터(T1)는 세트 단자(S)로 공급되는 세트 신호가 게이트 온 전압(Von)일 때 턴-온되어 Q 노드를 그 세트 신호의 게이트 온 전압(Von)으로 세트하고, 세트 신호가 게이트 오프 전압(Voff)일 때 턴-오프된다.The first transistor T1 sets the Q node to the gate on voltage Von of the set signal using the set signal supplied to the set terminal S. [ The set signal S is supplied with the start signal VST or the front end scan output SCAN [N-1] supplied from the front stage as a set signal. The first transistor T1 is connected in a diode structure between the set terminal S and the Q node and switches the current path between the set terminal S and the Q node under the control of the set terminal S. The first transistor T1 is turned on when the set signal supplied to the set terminal S is the gate on voltage Von to set the Q node to the gate on voltage Von of the set signal, And is turned off when the gate-off voltage Voff.
제2 트랜지스터(T2)는 리셋 단자(R)로 공급되는 N+2번째 펄스를 갖는 클럭 신호, 예컨데 제3 클럭 신호(CLK3)에 응답하여 Q 노드를 전원 단자(PT)의 게이트 오프 전압(Voff)으로 리셋한다. 제2 트랜지스터(T2)는 리셋 단자(R)의 제어에 의해 Q 노드와 전원 단자(PT) 사이의 전류 패스를 스위칭한다. 제2 트랜지스터(T2)는 리셋 단자(R)로 공급되는 제3 클럭 신호(CLK3)가 게이트 온 전압(Von)일 때 턴-온되어 Q 노드를 전원 단자(PT)의 게이트 오프 전압(Voff)으로 리셋하고, 제3 클럭 신호(CLK3)가 게이트 오프 전압(Voff)일 때 턴-오프된다.The second transistor T2 responds to the clock signal having the (N + 2) -th pulse supplied to the reset terminal R, for example, the third clock signal CLK3, ). The second transistor T2 switches the current path between the Q node and the power supply terminal PT under the control of the reset terminal R. The second transistor T2 is turned on when the third clock signal CLK3 supplied to the reset terminal R is the gate-on voltage Von to turn on the Q node to the gate-off voltage Voff of the power supply terminal PT. And is turned off when the third clock signal CLK3 is the gate-off voltage Voff.
제3 트랜지스터(T3)는 Q 노드의 제어에 응답하여 클럭 단자(CK)로 공급되는 N+1번째 펄스를 갖는 클럭 신호, 예컨데 제2 클럭 신호(CLK2)에 응답하여 출력 단자(OUT)에 그 제2 클럭 신호(CLK2)를 스캔 출력(SCAN[N])으로 출력한다. 제3 트랜지스터(T3)는 Q 노드의 제어에 의해 클럭 단자(CK)와 출력 단자(OUT) 사이의 전류 패스를 스위칭한다. 제3 트랜지스터(T3)는 Q 노드가 게이트 온 전압(Von)일 때 턴-온되어 클럭 단자(CK)의 제2 클럭 신호(CLK2)를 출력 단자(OUT)를 통해 스캔 출력(SCAN[N])으로 출력하고, Q 노드가 게이트 오프 전압(Voff)일 때 턴-오프된다.The third transistor T3 is connected to the output terminal OUT in response to the clock signal having the (N + 1) th pulse supplied to the clock terminal CK in response to the control of the Q node, for example, the second clock signal CLK2. And outputs the second clock signal CLK2 as a scan output SCAN [N]. The third transistor T3 switches the current path between the clock terminal CK and the output terminal OUT under the control of the Q node. The third transistor T3 is turned on when the Q node is at the gate-on voltage Von and outputs the second clock signal CLK2 of the clock terminal CK to the scan output SCAN [N] through the output terminal OUT. And is turned off when the Q node is at the gate-off voltage Voff.
제4 트랜지스터(T4)는 출력 단자(OUT)의 제어에 응답하여 클럭 단자(CK)로 공급되는 N+1번째 펄스를 갖는 클럭 신호, 예컨데 제2 클럭 신호(CLK2)를 출력 단자(OUT)에 스캔 출력(SCAN[N])으로 출력한다. 제4 트랜지스터(T4)는 출력 단자(OUT)와 클럭 단자(CK) 사이에 다이오드 구조로 접속되고, 출력 단자(OUT)의 제어에 의해 출력 단자(OUT)와 클럭 단자(CK) 사이의 전류 패스를 스위칭한다. 제4 트랜지스터(T4)는 출력 단자(OUT)의 스캔 출력(SCAN[N])이 게이트 온 전압(Von)일 때에 턴-온되어 제3 트랜지스터(T3)와 함께 출력 단자(OUT)에 제2 클럭 신호(CLK2)를 스캔 출력(SCAN[N])으로 출력하고, 스캔 출력(SCAN[N])이 게이트 오프 전압(Vff)일 때 턴-오프된다.The fourth transistor T4 is responsive to the control of the output terminal OUT to output a clock signal having the (N + 1) th pulse supplied to the clock terminal CK, for example, the second clock signal CLK2 to the output terminal OUT And outputs it as a scan output (SCAN [N]). The fourth transistor T4 is connected in a diode structure between the output terminal OUT and the clock terminal CK and the current path between the output terminal OUT and the clock terminal CK is controlled by the control of the output terminal OUT. / RTI > The fourth transistor T4 is turned on when the scan output (SCAN [N]) of the output terminal OUT is the gate-on voltage Von and is connected to the output terminal OUT together with the third transistor T3, The clock signal CLK2 is output as the scan output SCAN [N] and turned off when the scan output SCAN [N] is the gate-off voltage Vff.
제5 트랜지스터(T5)는 리셋 단자(R)로 공급되는 N+2번째 펄스를 갖는 클럭 신호, 예컨데 제3 클럭 신호(CLK3)에 응답하여 출력 단자(OUT)를 전원 단자(PT)의 게이트 오프 전압(Voff)으로 리셋한다. 제5 트랜지스터(T5)는 리셋 단자(R)의 제어에 의해 출력 단자(OUT)와 전원 단자(PT) 사이의 전류 패스를 스위칭한다. 제5 트랜지스터(T5)는 리셋 단자(R)로 공급되는 제3 클럭 신호(CLK3)가 게이트 온 전압(Von)일 때 턴-온되어 출력 단자(OUT)를 전원 단자(PT)의 게이트 오프 전압(Voff)으로 리셋하고, 제3 클럭 신호(CLK3)가 게이트 오프 전압(Voff)일 때 턴-오프된다.The fifth transistor T5 responds to the clock signal having the (N + 2) -th pulse supplied to the reset terminal R, for example, the third clock signal CLK3, and outputs the output terminal OUT to the gate- Reset to the voltage Voff. The fifth transistor T5 switches the current path between the output terminal OUT and the power supply terminal PT under the control of the reset terminal R. The fifth transistor T5 is turned on when the third clock signal CLK3 supplied to the reset terminal R is at the gate-on voltage Von so that the output terminal OUT is connected to the gate- (Voff), and is turned off when the third clock signal CLK3 is the gate-off voltage Voff.
도 3에 도시된 구동 파형을 참조하여 도 2에 도시된 N번째 스테이지(S-ST[N])의 구동 과정을 살펴보면 다음과 같다.The driving process of the N-th stage (S-ST [N]) shown in FIG. 2 with reference to the driving waveform shown in FIG. 3 will be described below.
도 3을 참조하면, 3상 클럭 신호들(CLK1~CLK3)은 1/3 주기의 게이트 온 전압(Von) 구간과, 2/3 주기의 게이트 오프 전압(Voff) 구간이 교대로 반복되는 펄스 형태를 갖으며, 게이트 온 전압(Von)의 펄스 구간이 오버랩없이 순차적으로 쉬프트되는 형태를 갖는다. 도 2에 도시된 트랜지스터들(T1~T5)이 모두 P-채널 타입이므로, 게이트 온 전압(Von)은 로우 전압 레벨이고, 게이트 오프 전압(Voff)은 하이 전압 레벨을 갖는다.Referring to FIG. 3, the three-phase clock signals CLK1 to CLK3 have a pulse shape in which a gate on voltage Von of 1/3 period and a gate off voltage Voff of 2/3 cycle are alternately repeated And the pulse interval of the gate-on voltage Von is sequentially shifted without overlapping. Since the transistors T1 to T5 shown in FIG. 2 are all of the P-channel type, the gate-on voltage Von is a low voltage level and the gate-off voltage Voff has a high voltage level.
도 3에서는 N번째 스테이지(S-ST[N])에서 스캔 출력(SCAN[N])으로 출력하는 N+1번째 펄스를 갖는 클럭 신호가 제2 클럭(CLK2)이고, 리셋 신호로 이용되는 N+2번째 펄스를 갖는 클럭 신호가 제3 클럭(CLK3)인 경우를 예시한 것이다. 세트 신호로 이용되는 스타트 신호(VST) 또는 N-1번째 전단 스캔 출력(SCAN[N-1])은 제1 클럭(CLK1)의 N번째 펄스와 동기화된다.3, the clock signal having the N + 1th pulse output from the Nth stage (S-ST [N]) to the scan output (SCAN [N]) is the second clock (CLK2) And the clock signal having the (+2) th pulse is the third clock (CLK3). The start signal VST or the (N-1) th previous scan output SCAN [N-1] used as the set signal is synchronized with the Nth pulse of the first clock CLK1.
제1 기간(t1) 동안, 세트 단자(S)에 세트 신호로 공급된 스타트 신호(VST) 또는 N-1번째 전단 스테이지로부터의 전단 스캔 출력(SCAN[-1])의 게이트 온 전압(Von) 펄스에 의해 제1 트랜지스터(T1)가 턴-온되어 Q 노드가 그 세트 신호의 게이트 온 전압(Von)으로 세트된다. 게이트 온 전압(Von)으로 세트된 Q 노드에 의해 제3 트랜지스터(T3)가 턴-온되어 제2 클럭 신호(CLK2)의 게이트 오프 전압(Voff)이 스캔 출력(SCAN[N])의 게이트 오프 전압(Voff)으로 출력된다.The gate-on voltage Von of the start signal VST supplied as the set signal to the set terminal S or the previous scan output SCAN [-1] from the (N-1) The first transistor T1 is turned on by the pulse and the Q node is set to the gate on voltage Von of the set signal. The third transistor T3 is turned on by the Q node set to the gate-on voltage Von so that the gate-off voltage Voff of the second clock signal CLK2 becomes the gate-off voltage of the scan output SCAN [N] And is output as a voltage Voff.
제2 기간(t2) 동안, 세트 신호로 공급된 스타트 신호(VST) 또는 전단 스캔 출력(SCAN[N-1])의 게이트 오프 전압(Voff)에 의해 제1 트랜지스터(T1)가 턴-오프되어 Q 노드는 게이트 온 전압(Von) 상태에서 플로팅된다. 이에 따라, 턴-온 상태를 유지하는 제3 트랜지스터(T3)는 제2 클럭 신호(CLK2)의 게이트 온 전압(Von)을 출력 단자(OUT)를 통해 스캔 출력(SCAN[N])의 게이트 온 전압(Von)으로 출력한다. 이때, 스캔 출력(SCAN[N])의 게이트 온 전압(Von)에 의해 제4 트랜지스터(T4)도 턴-온되어 제3 트랜지스터(T3)와 함께 제2 클럭 신호(CLK2)의 게이트 온 전압(Von)을 출력 단자(OUT)로 공급한다.During the second period t2, the first transistor T1 is turned off by the gate-off voltage Voff of the start signal VST or the scan signal SCAN [N-1] supplied as the set signal The Q node floats at the gate-on voltage (Von). Accordingly, the third transistor T3, which maintains the turn-on state, outputs the gate-on voltage Von of the second clock signal CLK2 to the gate of the scan output SCAN [N] through the output terminal OUT And outputs it as a voltage Von. At this time, the fourth transistor T4 is also turned on by the gate-on voltage Von of the scan output SCAN [N] to turn on the gate-on voltage of the second clock signal CLK2 together with the third transistor T3 Von to the output terminal OUT.
제3 기간(t3) 동안, 리셋 단자(R)에 리셋 신호로 공급된 제3 클럭 신호(CLK3)의 게이트 온 전압(Von)에 의해 제2 트랜지스터(T2)가 턴-온되어 Q 노드를 전원 단자(PT)의 게이트 오프 전압(Voff)으로 리셋함과 동시에, 제5 트랜지스터(T5)가 턴-온되어 출력 단자(OUT)를 전원 단자(PT)의 게이트 오프 전압(Voff)으로 리셋한다. 이에 따라, 제3 및 제4 트랜지스터(T3, T5)는 턴-오프된다. 이때, N+1번째 스테이지(S-ST[N+1])는 제3 클럭 신호(CLK3)를 스캔 출력(SCAN[n+1])으로 출력한다.The second transistor T2 is turned on by the gate-on voltage Von of the third clock signal CLK3 supplied as a reset signal to the reset terminal R during the third period t3, The fifth transistor T5 is reset to the gate off voltage Voff of the terminal PT and the output terminal OUT is reset to the gate off voltage Voff of the power supply terminal PT. Thus, the third and fourth transistors T3 and T5 are turned off. At this time, the (N + 1) th stage (S-ST [N + 1]) outputs the third clock signal CLK3 as a scan output (SCAN [n + 1]).
제4 및 제5 기간(t4,t5) 동안, Q 노드가 게이트 오프 전압(Voff) 상태를 유지하여 제3 및 제4 트랜지스터(T3, T4)는 턴-오프 상태를 유지하므로 출력 단자(OUT)는 게이트 오프 전압(Voff) 상태를 유지한다.During the fourth and fifth periods t4 and t5 the Q node maintains the gate off voltage Voff and the third and fourth transistors T3 and T4 remain in the turn- (Voff) state.
그 다음, 전술한 제3 내지 제5 기간(t3~t5)이 반복되고, 제3 클럭 신호(CLK3)에 의해 주기적으로 제2 및 제5 트랜지스터(T2)가 턴-온되어 Q 노드 및 출력 단자(OUT)를 전원 단자(PT)의 게이트 오프 전압(Voff)으로 리셋시킴으로써 리플과 같은 출력 불량을 방지할 수 있다. 이러한 제3 내지 제5 기간(t3~t5)은 다음 프레임에서 게이트 온 전압(Von)의 세트 신호가 공급되기 이전까지 반복되어 출력 단자(OUT)는 게이트 오프 전압(Voff)을 유지한다.Then, the third to fifth periods (t3 to t5) described above are repeated, and the second and fifth transistors T2 are periodically turned on by the third clock signal CLK3, It is possible to prevent output failure such as ripple by resetting the output terminal OUT to the gate off voltage Voff of the power supply terminal PT. The third to fifth periods t3 to t5 are repeated until the set signal of the gate-on voltage Von is supplied in the next frame, so that the output terminal OUT maintains the gate-off voltage Voff.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 스캔 드라이버는 각 스테이지(S-ST)가 5개의 트랜지스터(T1~T5)로 구성되고, 구동 배선수는 3개의 클럭 라인(CL1~CL3), 전원 라인(PL), 스타트 신호 라인(SL)을 모두 포함하여 5개로 최소화할 수 있으므로, 스캔 드라이버가 차지하는 회로 면적을 최소화할 수 있다.As described above, in the scan driver according to the embodiment of the present invention, each stage (S-ST) is composed of five transistors (T1 to T5), the drive shafts include three clock lines (CL1 to CL3) (PL) and the start signal line (SL), so that the circuit area occupied by the scan driver can be minimized.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스캔 드라이버를 내장한 표시 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.4 is a block diagram schematically illustrating a configuration of a display device having a scan driver according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 4에 도시된 표시 장치는 화소 어레이(100) 및 스캔 드라이버(200)를 포함하는 표시 패널(400), 데이터 드라이버(500), 타이밍 컨트롤러(600)와, 도시하지 않은 전원부 등을 구비한다.4 includes a
타이밍 컨트롤러(600)는 호스트 세트로부터 공급된 영상 데이터와 함께 기본 타이밍 제어 신호를 입력한다. 타이밍 컨트롤러(600)는 화질 보상이나 소비 전력 감소 등을 위한 다양한 데이터 처리 방법을 이용하여 영상 데이터를 변조하고 변조된 영상 데이터를 데이터 드라이버(500)로 출력한다.The
타이밍 컨트롤러(600)는 기본 타이밍 제어 신호를 이용하여 데이터 드라이버(500)의 동작 타이밍을 제어하는 데이터 제어 신호와, 스캔 드라이버(200)의 동작 타이밍을 제어하는 게이트 제어 신호를 생성하고, 데이터 드라이버(500)에 데이터 제어 신호를 공급하고 스캔 드라이버(200)에 게이트 제어 신호를 공급한다.The
타이밍 컨트롤러(600)와 스캔 드라이버(200) 사이에는 레벨 쉬프터가 추가로 구비될 수 있으며, 레벨 쉬프터는 전원부에 내장될 수 있다. 레벨 쉬프터는 타이밍 컨트롤러(600)로부터의 게이트 제어 신호, 즉 스타트 신호 및 클럭 신호들의 TTL(Transistor Transistor Logic) 전압을 화소 어레이(100)의 TFT 구동을 위한 게이트 온 전압(게이트 로우 전압) 및 게이트 오프 전압(게이트 하이 전압)으로 레벨 쉬프팅하여 스캔 드라이버(200)로 공급한다.A level shifter may be additionally provided between the
데이터 드라이버(500)는 타이밍 컨트롤러(600)로부터의 데이터 제어 신호 및 영상 데이터를 공급받는다. 데이터 드라이버(500)는 데이터 제어 신호에 따라 구동되어, 감마 전압 생성부로부터 공급된 레퍼런스 감마 전압 세트를 데이터의 계조값에 각각 대응하는 계조 전압들로 세분화한 다음, 세분화된 계조 전압들을 이용하여 디지털 영상 데이터를 각각 아날로그 영상 데이터 신호로 변환하고, 아날로그 영상 데이터 신호를 표시 패널(400)의 데이터 라인들로 각각 공급한다.The
데이터 드라이버(500)는 표시 패널(400)의 데이터 라인들을 분할 구동하는 다수의 데이터 드라이브 IC로 구성되고, 각 데이터 드라이브 IC는 TCP(Tape Carrier Package), COF(Chip On Film), FPC(Flexible Print Circuit) 등과 같은 회로 필름에 실장되어 표시 패널(400)에 TAB(Tape Automatic Bonding) 방식으로 부착되거나, COG(Chip On Glass) 방식으로 표시 패널(400) 상에 실장될 수 있다.The
표시 패널(400)은 화소들이 매트릭스형으로 배치된 화소 어레이(100)를 통해 영상을 표시한다. 화소 어레이(100)의 각 화소는 통상 R(Red), G(Green), B(Blue) 서브화소의 조합으로 원하는 색을 구현하고, 휘도 향상을 위한 W(White) 서브화소를 추가로 구비하기도 한다. 각 서브화소는 트랜지스터에 의해 독립적으로 구동된다. 표시 패널(400)로는 액정 패널(LCD), 유기 발광 다이오드(OLED) 패널 등이 이용될 수 있다.The
스캔 드라이버(200)는 화소 어레이(100)와 함께 형성되어 표시 패널(400)의 비표시 영역, 즉 화소 어레이(100)의 일측 또는 양측과 인접한 비표시 영역에 내장된 GIP 타입으로 구성된다. 화소 어레이(100)의 게이트 라인들을 개별 구동하는 스캔 드라이버(200)로는 도 1 내지 도 3을 참조하여 앞서 설명한 일 실시예에 따른 스캔 드라이버가 적용된다. 이에 따라, 스캔 드라이버(200)는 각 스테이지(S-ST)의 트랜지스터 수를 5개(T1~T5)로 최소화하고, 구동 배선수도 5개(CL1~CL3, PL, SL)로 최소화할 수 있으므로, 스캔 드라이버(200)가 위치하는 베젤 크기를 최소화할 수 있다.The
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스캔 드라이버를 내장한 다른 표시 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이고, 도 6은 도 5에 도시된 스캔 드라이버와 발광 제어(EM) 드라이버 중 일부 구성을 나타낸 블록도이다.FIG. 5 is a block diagram schematically showing the configuration of another display device incorporating a scan driver according to an embodiment of the present invention. FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of a scan driver and a light emission control (EM) Fig.
도 5에 도시된 표시 장치는 도 4에 도시된 표시 장치와 대비하여, 스캔 드라이버(200)와 화소 어레이(100) 사이에 발광 제어(이하 EM) 드라이버(300)를 추가로 구비한 것이다.The display device of FIG. 5 further includes an emission control (EM)
화소 어레이(100)의 각 화소에서 OLED 소자를 구동하는 화소 회로는 OLED 소자를 구동하는 구동 트랜지스터와, 구동 트랜지스터의 구동 전압을 저장하는 스토리지 커패시터와, 스토리지 커패시터에 데이터 신호에 상응하는 구동 전압을 공급하는 1개 이상의 스위칭 트랜지스터를 구비하며, 구동 트랜지스터와 OLED 소자 사이에 접속되어 OLED 소자의 발광 기간을 제어하는 EM 트랜지스터 등을 추가로 구비할 수 있다. 이 경우, 각 화소 회로의 스위칭 트랜지스터는 스캔 드라이버(200)와 접속된 게이트 라인에 의해 제어되고, EM 트랜지스터는 EM 드라이버(300)와 접속된 발광 제어 라인에 의해 제어된다.The pixel circuit for driving the OLED element in each pixel of the
도 6을 참조하면, 스캔 드라이버(200)에서 N번째 스테이지(S-ST[N])의 스캔 출력(SCAN[N])은 N번째 화소(P[N]) 및 N+1번째 화소(P[N+1])에 공급되고, N+1번째 스테이지(S-ST[N+1])의 스캔 출력(SCAN[N+1])은 N+1번째 화소(P[N+1]) 및 N+2번째 화소에 공급된다.6, the scan output (SCAN [N]) of the Nth stage (S-ST [N]) in the
EM 드라이버(300)에서 M번째 스테이지(EM-ST[M])의 출력(EM[M])은 N번째 화소(P[N]) 및 N+1번째 화소(P[N+1])에 공급된다.The output EM [M] of the Mth stage EM-ST [M] in the
스캔 드라이버(200)로는 도 1 내지 도 3을 참조하여 앞서 설명한 일 실시예에 따른 스캔 드라이버가 적용된다. 이에 따라, 스캔 드라이버(200)는 각 스테이지(S-ST)의 트랜지스터 수를 5개(T1~T5)로 최소화하고, 구동 배선수도 5개(CL1~CL3, PL, SL)로 최소화할 수 있으므로, 스캔 드라이버(200) 및 EM 드라이버(300)가 위치하는 베젤 크기를 최소화할 수 있다.As the
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 스캔 드라이버를 구동한 시뮬레이션 결과를 나타낸 파형도이다.7 is a waveform diagram showing a simulation result of driving a scan driver according to an embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 도 3에 도시된 구동 파형을 이용하여 온도 모드를 SS 모드(-20℃), TT 모드(27℃), FF 모드(70℃)로 달리하면서 일 실시예에 따른 스캔 드라이버를 구동한 결과, 라이징 타임 및 폴링 타임이 모두 정상적인 출력이 발생하였음을 알 수 있다.Referring to FIG. 7, a scan driver (not shown) according to an embodiment of the present invention may be used in which the temperature mode is changed to the SS mode (-20 ° C), the TT mode (27 ° C), and the FF mode As a result, it can be seen that a normal output occurs at both the rising time and the polling time.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 스캔 드라이버 및 그를 이용한 표시 장치는 트랜지스터 수 및 구동배선의 수를 감소시킬 수 있으므로 스캔 드라이버가 내장되는 표시 패널의 베젤 영역의 크기를 감소시킬 수 있다.As such, since the number of transistors and the number of driving wirings can be reduced in the scan driver and the display device using the scan driver according to the embodiment of the present invention, the size of the bezel region of the display panel in which the scan driver is embedded can be reduced.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification, but should be defined by the claims.
100: 화소 어레이 200: 스캔 드라이버
300: 발광 제어 드라이버 400: 표시 패널
500: 데이터 드라이버 600: 타이밍 컨트롤러100: pixel array 200: scan driver
300: emission control driver 400: display panel
500: Data driver 600: Timing controller
Claims (7)
N번째(N은 자연수) 스테이지는,
세트 단자에 의해 제어되어 상기 세트 단자와 상기 Q 노드 사이의 전류 패스를 스위칭하는 제1 트랜지스터와;
리셋 단자에 의해 제어되어 상기 Q 노드와 게이트 오프 전압을 공급하는 전원 라인 사이의 전류 패스를 스위칭하는 제2 트랜지스터와;
상기 Q 노드에 의해 제어되어 클럭 단자와 출력 단자 사이의 전류 패스를 스위칭하는 제3 트랜지스터와,
상기 출력 단자에 의해 제어되어 상기 출력 단자와 상기 클럭 단자 사이의 전류 패스를 스위칭하는 제4 트랜지스터와,
상기 리셋 단자에 의해 제어되어 상기 출력 단자와 상기 전원 라인 사이의 전류 패스를 스위칭하는 제5 트랜지스터를 구비하고,
상기 세트 단자는 스타트 신호를 공급하는 스타트 신호 라인 또는 전단 스테이지의 출력을 공급하는 전단 스테이지의 출력 단자와 접속되고,
상기 클럭 단자와 상기 리셋 단자는 위상이 서로 다른 3상 클럭 신호를 전송하는 3개의 클럭 라인들 중 2개의 클럭 라인들과 각각 접속되는 스캔 드라이버.In a scan driver having a plurality of stages connected to each other in a dependent manner,
The Nth (N is a natural number)
A first transistor controlled by a set terminal to switch a current path between the set terminal and the Q node;
A second transistor which is controlled by a reset terminal to switch a current path between the Q node and a power supply line which supplies a gate-off voltage;
A third transistor controlled by the Q node to switch a current path between a clock terminal and an output terminal;
A fourth transistor controlled by the output terminal to switch a current path between the output terminal and the clock terminal,
And a fifth transistor controlled by the reset terminal to switch a current path between the output terminal and the power supply line,
The set terminal is connected to an output terminal of a start signal line for supplying a start signal or a front stage for supplying an output of the front stage,
Wherein the clock terminal and the reset terminal are respectively connected to two clock lines of three clock lines transmitting a three-phase clock signal having different phases.
상기 3상 클럭 신호들은 1/3 주기의 펄스가 순차적으로 쉬프트하고 순환하는 형태를 갖고,
상기 세트 단자에 공급되는 상기 스타트 신호 또는 상기 전단 스테이지의 출력은, 상기 3상 클럭 신호들 중 제1 클럭 신호의 N번째 펄스와 동기하고,
상기 클럭 단자에는 상기 3상 클럭 신호들 중 N+1번째 펄스를 갖는 제2 클럭 신호가 공급되고,
상기 리셋 단자에는 상기 3상 클럭 신호들 중 N+2번째 펄스를 갖는 제3 클럭 신호가 공급되는 스캔 드라이버.The method according to claim 1,
The three-phase clock signals have a form in which a pulse of 1/3 period is sequentially shifted and circulated,
The start signal supplied to the set terminal or the output of the front stage is synchronized with the Nth pulse of the first clock signal among the three phase clock signals,
A second clock signal having an (N + 1) -th pulse of the three-phase clock signals is supplied to the clock terminal,
And a third clock signal having an (N + 2) -th pulse of the three-phase clock signals is supplied to the reset terminal.
상기 제1 트랜지스터는 상기 세트 단자와 상기 Q 노드 사이에 다이오드 구조로 접속되고,
상기 제4 트랜지스터는 상기 출력 단자와 상기 클럭 단자 사이에 다이오드 구조로 접속되는 스캔 드라이버.The method of claim 2,
The first transistor is connected in a diode structure between the set terminal and the Q node,
And the fourth transistor is connected in a diode structure between the output terminal and the clock terminal.
제1 기간에서, 상기 제1 트랜지스터는 상기 세트 단자로 공급되는 세트 신호를 이용하여 상기 Q 노드를 상기 세트 신호의 게이트 온 전압으로 세트하고,
제2 기간에서, 상기 제3 및 제4 트랜지스터는 상기 클럭 단자로 공급되는 상기 제2 클럭 신호를 상기 출력 단자를 통해 출력하고,
제3 기간에서, 상기 제2 및 제5 트랜지스터는 상기 리셋 단자로 공급되는 상기 제3 클럭 신호를 상기 전원 라인의 게이트 오프 전압으로 리셋시키는 스캔 드라이버.The method of claim 3,
In the first period, the first transistor sets the Q node to the gate-on voltage of the set signal using a set signal supplied to the set terminal,
In the second period, the third and fourth transistors output the second clock signal supplied to the clock terminal through the output terminal,
And in the third period, the second and fifth transistors reset the third clock signal supplied to the reset terminal to the gate off voltage of the power supply line.
상기 제2 및 제5 트랜지스터는 상기 제3 클럭 신호에 주기적으로 응답하여 상기 Q 노드와 상기 출력 단자를 상기 전원 라인의 게이트 오프 전압으로 리셋시키는 스캔 드라이버.The method of claim 4,
And the second and fifth transistors periodically respond to the third clock signal to reset the Q node and the output terminal to a gate off voltage of the power supply line.
상기 표시 패널의 비표시 영역에 내장되고, 상기 화소 어레이의 게이트 라인들을 구동하는 청구항 1 내지 5 중 어느 한 청구항에 기재된 스캔 드라이버를 포함하는 표시 장치.A display panel including a display region in which the pixel array is located and a non-display region surrounding the display region;
The display device according to any one of claims 1 to 5, which is embedded in a non-display area of the display panel and drives gate lines of the pixel array.
상기 표시 패널의 비표시 영역에서 상기 스캔 드라이버와 상기 화소 어레이 사이에 내장되고, 상기 화소 어레이의 발광 제어 라인들을 구동하는 발광 제어 드라이버를 추가로 구비하는 표시 장치.The method of claim 6,
And a light emission control driver embedded between the scan driver and the pixel array in a non-display area of the display panel, the light emission control driver driving the light emission control lines of the pixel array.
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CN108962147B (en) * | 2018-08-16 | 2023-12-29 | 北京华镁钛科技有限公司 | 5T2C grid driving unit, driving method, driving circuit, antenna and display device |
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