KR960014499B1 - 표시장치의 구동회로 - Google Patents

표시장치의 구동회로 Download PDF

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Abstract

내용없음.

Description

표시장치의 구동회로
제1도는 종래의 데이타 구동기의 개략적인 회로도.
제2도는 제2도의 종래의 데이타 구동기의 회로구성부를 보여주는 회로도.
제3도는 종래의 다른 데이타 구동기의 일부부늬 개략적인 회로도.
제4도는 화소에 인가된 전압과 이로인한 화소의 투과율 사이의 관계를 보여주는 그래프.
제5도는 본 발명에 따른 구동회로를 이용한 데이타 구동기의 일부분의 개략적인 회로도.
제6도는 제5도에 도시된 선택제어회로(53)에 입력되는 신호t의 파형도.
제7도는 본 발명에 따른 다른 구동회로를 이용한 데이타 구동기의 회로구성부의 개략적인 회로도.
제8도는 화소에 인가된 전압과 이로인한 화소의 투과율 사이의 관계를 보여주는 그래프.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
50,70 : 회로 51,52 : 플립-플롭
53,57 : 선택제어회로 54∼58,74∼79 : 아날로그 스위치
본 발명은 평판 표시장치의 구동회로에 관한 것으로, 특히 수신된 디지탕 영상신호에 응하여 계조 영상을 만들어내도록 디지탈 영상신호를 수신하는 표시장치의 구동회로에 관한 것이다.
제1도는 수신된 데이타에 따라 계조 영상을 만들도록 디지탈 영상데이타를 수신하는 표시장치를 구동하기 위한 종래의 구동회로를 채택한 데이타 구동기를 도시한 것이다. 설명의 편의상, 디지탈 영상데이타 2비트(D0,D1)로 구성되었다고 하자. 데이타 구동기는 주사신호에 의해 선택된 주사선상의 N개 화소(여기서 N은 양의 정수)에 구동전압을 공급한다.
제2도는 제1도의 데이타 구동기중 회로구성부를 도시한 것이다. 이 회로(20)는 신호주사선을 따라 마련된 전술한 N 화소들줄의 n번째 화소(n은 1과 n사이의 정수)에 데이타선을 통해 구동전압을 공급한다. 이 화로(20)에는 디지탈 영상데이타((D0,D1)중의 1비트를 제각기 수신하는 샘플링(1차) 플립-플롭(21), 제각기 1비트를 수신하는 홀딩(2차) 플립-플롭(22), 디코더(23) 및 4개의 아날로그 스위치(24∼27)가 있다. 이들 아날로그 스위치들(24∼27) 각각에 서로 다른 4개 전압으로부터 신호전압(V0∼V3)이 공급된다. 샘플링 플립-플롭(21)으로는 D플립-플롭이나 기타 다른 여러가지 플립-플롭들을 사용할 수 있다.
제2도의 회로(20)는 다음과 같이 동작한다. n번째 화소에 대응하는 샘플링펄스(Tsmpn)의 선단을 수신할 때, 샘플링 플립-플롭(21)이 디지탈 영상데이타(D0,D1)를 받아서 보관한다. 신호주사선상의 첫번째 내지 N번째 화소들에 대한 이런 영상데이타 샘플링이 완료되면(즉, 1수평기간에 대응하는 샘플링이 완료되면), 출력펄스(OE)가 홀딩 플립-플롭(22)에 인가된다. 출력펄스(OE)를 수신할 때, 홀딩 플립-플롭(22)은 샘플링 플립-플롭(21)으로부터 디지털 영상데이타(D0,D1)를 받아서, 이 데이타를 디코더(23)로 전송하다. 디코더(23)는 디지털 영상데이타(D0,D1)의 각 비트를 해독하고, 이렇게 해독된 비트를 각각의 값에 따라 아날로그 스위치들(24~27)중의 하나를 ON한다. 그 결과, 이렇게 ON된 아날로그 스위치(24,25,26 또는 27)에 대응하는, 4개의 각각 다른 전압원에서 나온 신호전압들(V0~V3)중의 하나가 회로(20)로부터 출력된다.
전술한 것과 같은 종래의 데이타 구동기는 2n개의 각각 다른 전압원들(여기서, n은 디지털 영상데이타를 구성하는 비트의 개수)을 필요로 하다. 요컨대, 디지털 영상데이타가 1비트만 증가해도 필요한 전압원수가 2배로 된다. 예를 들면, 디지털 영상데이타가 16계조를 갖는 영상의 발생을 위해 4비트로 구성될 경우에는 필요한 전압원이 24=16개이다. 마찬가지로, 32-계조의 영상을 발생시키기 위해 디지털 영상데이타가 5비트로 구성되면, 필요한 저압원수가 25=32이다. 64-계조의 영상의 발생을 위해 6비트 디지털 영상데이타일 경우에는 필요한 전압원수가 26=64개이다.
이런 전압원들은 데이타 구동기의 아날로그 스위치들을 통해 표시장치인 액정판에 접속되고, 이 액정판이 전압원에 과부하를 준다. 따라서, 각 전압원은 이런 과부하를 충분히 견딜만한 성능을 가져야 한다. 이런 고성능 전압원의 개수의 증가는 전체 구동회로의 제조비 상승요인이 된다. 또, 고성능 전압원은 구동회로를 구성하는 LSI 회로안에 쉽개 설치될 수 없으므로, LSI 회로 외부에 설치해야 한다. 이것은 액정판을 구동하는 신호전압원이 외부 전압원으로부터 LSI 회로에 공급되어야 한다는 것을 의미한다. 그 결과, 전압원의 개수가 많아질수록, LSI 회로의 입력단자의 개수도 증가되어야 한다. 이런 LSI 회로를 만드는 것이 가능하더라도, 대량생산에는 장착이나 제조상의 문제점들이 제기되므로, 이런 LSI 회로를 대량생산하는 것은 현실적으로 불가능하다.
필요한 전압원의 개수와 발생될 계조의 개수가 동일한 이상의 종래의 구동법의 문제점을 해결하기 위해, 전동전압 구동방법과 이 방법을 이용한 구동회로가 일본특허출원 4-129164에 제기되었는데, 이 출원은 아직 공고되지 않았다. 제시된 방법과 구동회로에서, 복수의 보간전압들을 더 얻기 위해 사용되는 계조용 기준전압들을 공급하도록 외부 전압원들을 제공하여, 제조용 기준전압과 보간전압 둘다를 이용해 계조를 구할 수 있다. 따라서, 얻을 수 있는 계조수는 구동회로의 전압원수보다 많다. 이런 전동전압 구동법을 이용하는 여러형식의 데이타 구동기를 실제로 사용해왔다.
제3도는 전술한 진동전압 구동법을 이용한 구동회로를 보여주는 데이타 구동기의 일부분을 구성하는 회로(30)를 도시한 것이다.
표 1은 회로(30)에서 화소로 인가되는 전압들(V0~V7)과 4개의 전압원들로부터 각각 인가되는 계조용 기준전압들(V0,V2,V5,V7) 사이의 관계를 보여준다. 표 1에서 보다시피, 회로(30)에서 화소로 인가된 4개의 전압들(V1,V3,V4,V6)은 각각 4개의 계조용 기준전압(V0,V2,V5,V7)을 보간하여 얻어진 4개의 보간전압(V0+2V2)/3, (2V2+V5)/3, (V2+2V5)/3, (2V5+V7)/3이다. 이런 4개의 계조용 기준전압(V0,V2,V5,V7)과 4개의 보간전압(V1,V3,V4,V6)은 모두 계조를 생성하는데 이용된다. 이것은, 4개의 전압원으로부터 각각 공급되는 4개의 계조용 기준전압으로부터 8개의 계조를 구할 수 있음을 의미한다.
전술한 바와 같이, 진동전압 구동법을 이용한 이런 구동회로는 구할 수 있는 계조수가 전압원보다 많다는 점에서 유리하지만, 이런 종래의 구동회로는 다음과 같은 문제점을 갖는다.
제4도는 전술한 회로(30)에 의해 화소에 인가된 전압과 이로인한 화소의 투과율 사이의 관계를 나타낸 것이다. 본 발명이 해결할 과제는 전압 V를 예로 들어 설명한다. 전압 V는 최소 투과율, 즉 최대 계조(블랙)를 구비하는데 이용된다.
제4도에 도시된 바와 같이, 투과율 0% 부근의 하이레벨의 전압에서는 투과율이 0%로 접근할수록 전압이 커진다. 따라서, 전압 V의 절대값이 실용가능한 레벨까지 증가할수록 투과율은 0%로 접근한다. 이 회로(30)에서, 계조용 기준전압 V은 표 1에 표시된 것처럼 보간전압 V을 구하는데 이용되므로, 계조용 기준전압 V과 보간전압 V을 각각 별도로 조정하기가 특히 힘들다. 전압 V을 화소에 인가하여 적당한 계조를 얻을 수 있도록 전압 V을 조정하면, 전압 V에 의해 전압 V가 결정된다. 반대로, 전압 V을 화소에 인가하여 적당한 계조를 얻을 수 있도록 전압 V을 조정하면, 전압 V에 의해 전압 V이 결정된다. 본 실시예에서, 전압 V은 보간전압 V만을 발생시키는데 사용된다. 그러나, 디지털 영상신호를 구성하는 비트의 개수가 많아질수록 전압 V로부터 구해질 보간전압의 개수도 많아진다. 이렇게 되면, 전압 V과 이로부터 생성되는 보간전압들을 별도로 조정하기가 훨씬더 어렵게 된다. 따라서, 종래의 구동회로는 다음과 같은 불편이 있었다. 예를 들면, 전압 V이 약간만 증가하여 블랙 영상(즉, 최대 계조 영상)이 더 어둡게되어 전체 표시영상의 콘트라스트가 높아질 경우에도, 보간전압에 의해 구해진 다른 계조에 악영향을 미치지 않고 전압 V을 정확히 증가시키기가 불가능하며, 전압 V이 약간만 증가해도 전체 표시영상의 계조의 특성을 약화시킬 수 있다. 따라서, 이런 종래의 구동회로를 사용한 장치로는 하이-콘트라스트 표시영상을 만들 수 있다. 이런 문제는 최대 광투과율, 즉 최소 계조(화이트)를 구하는데 사용되는 전압 V의 경우에도 발생할 수 있다.
표시장치의 구동회로는 특정의 전압을 인가하여서 영상을 표시할 수 있는 화소들을 포함하고:공급된 복수의 계조용 기준전압에 기초하여 이들 계조용 기준전압의 전압레벨 사이의 보간전압을 발생시키고, 상기 보간전압을 상기 화소에 인가하는 제1전압출력수단; 및 상기 계조용 기준전압과는 다른 전압을 상기 화소에 인가하는 제2전압출력수단;을 포함한다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 제2전압출력수단에 의해 상기 화소에 인가된 전압은 최대 계조를 구하는 데 사용된다.
본 발명의 다른 실시예에서, 상기 제2전압출력수단에 의해 상기 화소들에 인가된 전압은 최소 계조를 구하는데 사용된다.
따라서, 이상 설명한 본 발명이라면, 최대나 최소 계조의 생성전압, 또는 최대 및 최소 계조 둘다의 생성 전압들을 계조용 기준전압과는 별도로 제공하여서, 최대 및/또는 최소 계조용 전압을 기준전압과는 별도로 조정할 수 있기 때문에, 액정판에서 가능한 최대 콘트라스트를 갖는 화상을 생성할 수 있는 표시장치의 구동회로를 제공한다는 장점이 가능하다.
이하, 첨부 도면들을 참조하여 본 발명을 자세히 설명하면 다음과 같다.
여기서 매트릭스형 액정표시장치는 본 발명에 따른 구동회로에 의해 구동되는 표시장치로서 사용된다. 그러나, 본 발명의 구동회로는 다른 형태의 표시장치에도 사용될 수 있다.
제5도는 본 발명에 따른 구동회로를 이용한 데이타 구동기의 일부분을 구성하는 회로(50)의 회로도이다. 이 회로(50)는 표시장치의 각 주사선을 따라 제공된 N개 화소중의 n번째 화소(여기서 N은 양의 정수이고 n은 1과 N 사이의 정수임)에 대응한다. 본 실시예에서, 디지털 영상데이타는 3개의 비트(D,D,D)로 구성된다.
이 회로(50)는 디지털 영상데이타를 수신하고 홀드하는 샘플링(1차) 플립-플롭(51)과 홀딩(2차) 플립-플롭(52)을 포함한다. 이 회로(50)는 또한 선택제어회로(53), 서로 다른 계조용 기준전압들이 공급되는 4개의 아날로그 스위치(55~58), 및 계조용 기준전압과 다른 전압이 공급되는 아날로그 스위치(54)를 포함한다. 선택제어회로(53)는 아날로그 스위치들(54~58)을 개별적으로 ON/OFF하여 그 ON/OFF 상태를 제어한다. 선택제어회로(53)를 데이타선(도시안됨)에 접속하면, 회로(50)로부터 출력된 전압이 데이타선을 통해 n번째 화소로 공급된다.
계조용 기준전압이란 말은 전술한 일본특허출원 4-129164호에 기재된 진동전압 구동방법으로 적어도 하나의 보간전압을 구하는데 사용되는 전압을 의미한다.
다음에, 제5도를 참조하여 회로(50)의 동작을 설명한다. n번째 화소에 대응하는 샘플링펄스(Tsmpn)의 선단을 수신할 때, 샘플링 플립-플롭(51)이 디지탈 영상데이타(D,D,D)를 받아서 보관하여, n번째 화소에 대응하는 영상데이타의 샘플링을 완료한다. 데이타 구동기에서는 이런 영상데이타 샘플링이 하나의 주사선을 따러 제공된 N개 화소들 전부에 대해 수행한다(즉, 1수평기간에 대응하는 샘플링이 수행된다). 1수평기간에 대응하는 샘플링이 완료될 때, 출력펄스(OE)가 홀딩 플립-플롭(52)에 인가된다. 출력펄스(OE)를 수신할 때, 홀딩 플립-플롭(22)은 샘플링 플립-플롭(51)으로부터 디지털 영상데이타(D,D,D)를 받아서, 이 데이타를 선택제어회로(53)로 출력한다. 선택제어회로(53)에는 입력단자(d,d,d)와 출력단자(S',S,S,S,S)가 있다. 디지털 영상데이타(D,D,D)의 3개 비트는 각각 입력단자(d,d,d)를 통해 선택제어회로(53)로 입력된다. 출력단자(S',S,S,S,S)를 통해서는 선택제어회로(53)가 아날로그 스위치들(54~58)을 각각 ON/OFF하는 제어신호들을 출력하여 ON/OFF 상태를 제어한다. 각각 다른 레벨의 계조용 기준전압들(V,V,V,V)이 아날로그 스위치(55~58)에 각각 공급된다. 계조용 기준전압들과는 다른 전압 V이 아날로그 스위치(54)로 공급된다. 이들 전압 사이의 관계는 VVVVV이다.
각각의 전압은 대응 아날로그 스위치(54,55,56,57 또는 58)이 ON될 때만 데이타선으로 출력된다.
표2는 선택제어회로(53)의 입출력 사이의 관계를 보여주는 논리표이다. 표2의 첫 번째 구간(즉, 좌측으로부터 3개 열)은 선택제어회로(53)의 입력단자(d,d,d)에 각각 입력되는 3개 비트의 값을 보여주고, 두 번째 구간(즉, 그 다음 5개 열)은 선택제어회로(53)의 출력단자(S',S,S,S,S)로부터 각각 출력되는 제어신호의 값을 보여준다. 아날로그 스위치들(54~58) 각각은 거기에 접속된 출력단자(S',S,S,S,S)로부터 1값의 제어신호를 수신할 때 ON되고, O값의 제어신호를 수신할 때 OFF된다. 표1의 두 번째 구간중 공란의 제어신호 값이 0임을 의미한다. t는 제어신호의 값이 신호 t의 값이 1일 때는 1이고 신호 t의 값이 0일 때는 0임을 표시한다. 반대로,는 제어신호의 값이 신호 t의 값이 1일 때는 0이고 t의 값이 0일 때는 1임을 표시한다.
제6도는 신호(t)의 파형도이다. 신호(t)는 0과 1사이에서 듀티비 1:2로 주기적으로 교호하는 펄스신호이다. 특히, 0값을 갖는 신호(t)와 1값을 갖는 신호(t)의 시간비는 1:2이다.
이번에는 표2를 참조하여 선택제어회로(53)의 동작을 설명하겠다.
입력단자(d,d,d)로 입력된 3개의 비트의 값이 각각 0,0,1일 경우에는, 출력단자(S,S)로부터 출력된 제어신호들은 각각 신호와 t의 값을 갖는다. 신호 t의 값이 1이면, 출력단자 S3에 접속된 아날로그 스위치(56)는 ON되고 나머지 스위치는 OFF되므로, 회로(50)에서 데이타선으로 계조용 기준전압 V2가 출력될 수 있다. 신호 t의 값이 전술한대로 0과 1 사이에서 주기적으로 교호하기 때문에, 회로(50)에서 데이타선으로 출력되는 전압도 펄스신호 t와 동일한 사이클로 계조용 기준전압 V0과 V2사이를 진동하는 진동전압으로 된다. 이렇게 데이타선을 통해 화소에 인가된 진동전압은 (V0+2V2)/3의 값을 갖는 보간전압이고, 이 갓은 계조용 기준전압 V0과 V2사이에 있다.
전술한 것과 같은 방식으로, 계조용 기준전압 V2과 V5사이 및 V5과 V7사이를 진동하는 진동전압들이 회로(50)에서 데이타선으로 출려되어 화소에 인가된다. 이렇게 화소에 인가된 진동전압들 역시 V2과 V5사이 및 V5과 V7사이의 보간전압이다. 따라서, 계조용 기준전압(V0,V0,V2,V5,V7) 전부 보간전압을 구하는데 이용되므로, 이 전압들을 보간전압들과 별도로 조정할 수 없다.
한편, 입력단자(d2,d1,d0)로 각각 입력된 3개의 비트 전부가 0값을 가질 경우, 출력단자(S0')로부터 1값의 제어신호가 출력되어, 그곳에 접속된 아날로그 스위치(54)를 ON한다. 나머지 아날로그 스위치(55~58)는 OFF상태에 있다. 그 결과, 전압 V0'이 회로(50)에서 데이타선으로 출력된다. 이 전압 V0'는 전혀 진동전압을 발생시키는데 사용되지 않으므로, 다른 전압과는 독립적으로 조절할 수 있다. 따라서, 이 전압(V0')을 사용해 구해진 최대 계조는 다른 계조에 영향을 미치지 않고 어두워질 수 있으므로, 표시장치의 영상을 하이-콘트라스트로 생성할 수 있다.
제7도는 본 발명에 따른 다른 구동회로를 이용한 데이타 구동기의 일부분을 구성하는 회로(70)의 회로도이다. 이 회로(70)는 표시장치의 각 주사선을 따라 제공된 N개 화소중의 n번째 화소에 데이타선을 통해 전압을 인가한다. 이 회로(70)의 형태는 제5도의 회로(50)와 동일하지만, 이 회로(70)의 선택제어회로(73)에는 다른 출력단자(S0')가 제공되고, 이 단자는 다른 전압(V7')이 공급되는 아날로그 스위치(79)에 연결된다. 전압 V7'은 모든 계조용 기준전압들(V0,V2,V5,V7)과 다르므로 전압 V0'와도 다르다. 이들 전압 사이의 관계는 (V0'V0V2V5V7V7')이다. 이 회로(70)의 다른 형태에 대한 설명은 생략한다.
제5도의 회로(50)의 전압 V0'와 마찬가지로, 전압 V7'도 나머지 전압과는 별도로 조정할 수 있다. 따라서, 전압 V7'에 의해 구해진 최소 계조도 다른 계조와는 별도로 조정할 수 있다. 이것에 대해서는 표3을 참조하여 자세히 설명한다.
표3은 선택제어회로(73)의 입출력 사이의 관계를 보여주는 논리표이다. 표3에서 알 수 있듯이, 선택제어회로(73)의 입력단자(d2,d1,d0)에 각각 입력되는 3개 비트의 값이 전부 1이면, 1 값의 제어신호가 선택제어회로(73)의 출력단자(S7')에서 출력되므로, 여기에 연결된 아날로그 스위치(79)가 ON되고 나머지 아날로그 스위치들(74~78)은 OFF 상태에 있다. 따라서, 회로(70)는 데이타선에 전압(V')을 출력하고, 이 전압(V7')은 진동전압을 구비하는데는 전혀 사용되지 않으므로, 다른 전압과 별도로 조정될 수 있다.
제8도는 제7도의 회로(79)를 포함하여 본 발명의 전술한 구동회로에 의해 화소에 인가된 전압과 화소의 투과율 사이의 관계를 나타낸 것이다. 제8도에서 알 수 있듯이, 전압(V')은 최대 계조용 기준전압(V)보다 높게 되고, 전압(V')은 최소계조용 기준전압(V)보다 낮게 된다. 따라서, 이들 전압(V',V')은 각각 최대 및 최소 계조를 구하는데 이용된다. 전술한 것처럼, 전압(V',V')을 다른 전압과 별도로 조정할 수 있기 때문에, 이들에 의해 각각 구해지는 최대 및 최소 계조들 역시 다른 계조에 영향을 주지 않고 조정될 수 있다. 그 결과, 본 구동회로를 사용한 표시장치는 액정판에 대해 최대 콘트라스트가 가능한 화상을 생성할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명에 따르면, 최대 계조의 생성을 위한 전압(V') 하나만, 또는 최대 및 최소 계조의 생성을 위한 전압(V',V') 둘다를 다른 전압과는 별도로 조정되도록 할 수 있다. 또는, 최소계조의 생성을 위한 전압(V')만을 다른 전압과는 별도로 조정되도록 할 수도 있다. 이 경우에도, 하이-콘트라스트 영상을 표시장치에서 얻을 수 있다.
본 발명에 따르면, 하나 또는 2개의 다른 전압(즉, 최대 및/또는 최소 계조의 생성을 위해 독립적으로 조정가능한 상기 전압들)을 구동회로로 구성된 LSI회로(즉, 데이타 구동기)에 공급하므로, LSI회로의 단자수와 데이타 구동기내의 아날로그 스위치 개수가 증가되다. 그러나, 이러한 증가는 중요하지 않다. 예를 들어, 6비트 디지털 영상데이타로부터 64개의 계조를 갖는 화상을 생성하기 위해서는, 진동전압 구동법을 이용하는 종래의 구동회로는 9개의 전압원이 필요했다. 같은 화상을 생성하는데, 최대 또는 최소 계조의 발생을 위해 독립적으로 조정될 수 있는 하나의 추가전압을 이용하는 본 발명의 구동회로라면 단지 하나의 추가 전압원, 즉 10개의 전압만을 필요로 한다. 전압원의 개수가 단지 9개에서 10개로 증가하기 때문에, LSI회로의 입력단자수도 단지 9개에서 10개로 증가되고, 아날로그 스위치의 개수도 데이타와 구동기의 각 출력단자에 대해 하나씩만 증가한다. 이것은, 전압원의 증가로 인한 LSI회로의 단자수와 아날로그 스위치의 증가가 본 발명의 구동회로에서는 극히 적다는 것을 의미한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 계조용 전압과는 다른 하나 또는 2개의 전압이 독립적으로 조정되도록 제공된다. 따라서, 최대 또는 최소 계조를 생성하기 위한 전압, 또는 최대계조와 최소계조 둘다를 생성하기 위한 전압을 다른 전압과는 별도로 조정할 수 있다. 이렇게 되면, 액정판에서 가능한 최대 콘트로스트를 갖는 화상을 생성할 수 있으면서도, 구할 수 있는 계조수가 전압원보다 많은 진동전압 구동법의 장점은 유지할 수 있다.

Claims (3)

  1. 화소에 특정의 전압을 인가하여서 영상을 표시할 수 있는 표시장치의 구동회로에 있어서:공급된 복수의 계조용 기준전압에 기초하여 이들 계조용 기준전압의 전압레벨 사이의 보간전압을 발생시키고, 상기 보간전압을 상기 화소에 인가하는 제1전압출력수단; 및 상기 계조용 기준전압과는 다른 전압을 상기 화소에 인가하는 제2전압출력수단;을 포함하는 표시장치의 구동회로.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2전압출력수단에 의해 상기 화소에 인가된 전압이 최대 계조를 구하는데 사용되는 표시장치의 구동회로.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제2전압출력수단에 의해 상기 화소에 인가된 전압이 최소 계조를 구하는데 사용되는 표시장치의 구동회로.
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