KR20070079232A - 액정 표시 장치 - Google Patents

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KR20070079232A
KR20070079232A KR1020060009789A KR20060009789A KR20070079232A KR 20070079232 A KR20070079232 A KR 20070079232A KR 1020060009789 A KR1020060009789 A KR 1020060009789A KR 20060009789 A KR20060009789 A KR 20060009789A KR 20070079232 A KR20070079232 A KR 20070079232A
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최남곤
박동원
전병길
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삼성전자주식회사
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Abstract

액정 표시 장치는, 제 1 및 제 2 픽셀들, 타이밍 컨트롤러, 게이트 드라이버 그리고 데이터 드라이버를 포함한다. 제 1 픽셀들은, 복수의 제 1 게이트 라인들과 복수의 제 1 데이터 라인들에 의해서 정의된 영역들에 각각 배치된다. 제 2 픽셀들은, 복수의 제 2 게이트 라인들과 복수의 제 2 데이터 라인들에 의해서 정의된 영역들에 각각 배치된다. 복수의 제 1 및 제 2 게이트 라인들은 번갈아 배치되고, 복수의 제 1 및 제 2 데이터 라인들은 번갈아 배치된다. 이와 같은 액정 표시 장치는 동작 주파수를 60Hz로 유지하되, 액정 패널의 픽셀 수를 2배로 증가시켜서 임펄시브 구동이 가능하다. 그러므로 액정 표시 장치의 동영상 화질이 향상된다.

Description

액정 표시 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY}
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구성을 보여주는 도면;
도 2는 도 1에 도시된 소스 드라이버의 본 발명의 실시예에 따른 구체적인 구성을 보여주는 도면;
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 사용되는 신호들의 타이밍도;
도 4a 내지 도 4c는 도 3에 도시된 제 1 내지 제 3 프레임들 동안 액정 패널에 표시되는 영상을 보여주는 도면;
도 5는 CRT 표시 장치의 광도 변화를 보여주는 도면;
도 6은 일반적인 액정 표시 장치의 광도 변화를 보여주는 도면; 그리고
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 광도 변화를 보여주고 있다.
*도면의 주요 부분에 대한 설명
100: 액정 표시 장치 110: 타이밍 컨트롤러
120: 게이트 드라이버 130: 소스 드라이버
140: 액정 패널 150: 계조 전압 발생기
210: 쉬프트 레지스터 220: 데이터 레지스터
230, 260: 래치 240, 270: 디지털-아날로그 변환기
250: 데이터 출력 버퍼 280: 보조 데이터 출력 버퍼
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것이다.
최근 액정 표시 장치의 응용 분야가 다양해지고 있다. 특히, 대표적인 동영상 디스플레이 장치인 텔레비전으로 구현되는 액정 표시 장치는 부드러운 프레임 전환을 위하여 빠른 응답 속도를 요구한다. 이러한 요구에 부응하기 위하여 동작 주파수가 120Hz인 임펄시브(impulsive) 구동 액정 표시 장치도 제안되고 있다.
그러나 동작 주파수가 60Hz에서 120Hz로 상향 됨에 따라서 동작 주파수 60Hz에 적합한 기술들은 동작 주파수 120Hz에서는 적용될 수 없는 문제가 있다.
따라서 본 발명의 목적은 60Hz의 동작 주파수에서 임펄시브(impulsive) 구동이 가능한 액정 표시 장치를 제공하는데 있다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 액정 표시 장치는, 제 1 및 제 2 픽셀들, 타이밍 컨트롤러, 게이트 드라이버 그리고 데이터 드라이버를 포함한다. 제 1 픽셀들은, 복수의 제 1 게이트 라인들과 복수의 제 1 데이터 라인들에 의해서 정의된 영역들에 각각 배치된다. 제 2 픽셀들은, 복수의 제 2 게이트 라인들과 복수의 제 2 데이터 라인들에 의해서 정의된 영역들에 각각 배치된다. 타이밍 컨트롤러는, 픽셀 데이터 신호, 상기 복수의 제 1 게이트 라인들을 구동하기 위한 제 1 수직 동기 시작 신호 및 제 1 게이트 클럭 신호, 상기 복수의 제 2 게이트 라인들을 구동하기 위한 제 2 수직 동기 시작 신호 및 제 2 게이트 클럭 신호 그리고 제어 신호들을 발생한다. 게이트 드라이버는, 상기 제 1 및 제 2 수직 동기 시작 신호들 그리고 상기 제 1 및 제 2 게이트 클럭 신호들에 응답해서 상기 복수의 제 1 게이트 라인들과 상기 복수의 제 2 게이트 라인들을 순차적으로 구동한다. 데이터 드라이버는, 상기 제어 신호들에 응답해서 상기 데이터 라인들을 구동한다.
상기 제 2 수직 동기 시작 신호는 상기 제 2 수직 동기 시작 신호보다 앞서 활성화된다. 특히, 상기 제 2 픽셀들은 검정색을 표시한다.
상기 소스 드라이버는, 상기 픽셀 데이터 신호 및 상기 제어 신호들에 응답해서 상기 복수의 제 1 데이터 라인들을 구동하는 제 1 회로, 그리고 상기 픽셀 데이터 신호 및 상기 제어 신호들에 응답해서 상기 복수의 제 2 데이터 라인들을 제 1 색상에 대응하는 신호로 구동하는 제 2 회로를 포함한다.
상기 제 2 회로는, 상기 픽셀 데이터 신호를 래치하는 래치, 그리고 상기 래치로부터 출력되는 디지털 픽셀 데이터 신호를 검정색에 대응하는 아날로그 픽셀 데이터 신호로 변환하는 디지털-아날로그 변환기를 포함한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한 다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구성을 보여주는 도면이다.
도 1을 참조하면, 액정 표시 장치(100)는 타이밍 컨트롤러(110), 게이트 드라이버(120), 소스 드라이버(130), 액정 패널(140), 그리고 계조 전압 발생기(150)를 포함한다.
액정 패널(140)은 복수의 제 1 게이트 라인들(GD1-GDn), 복수의 제 2 게이트 라인들(GA1-GAn), 제 1 게이트 라인들에 교차하는 복수의 제 1 데이터 라인들(DD1-DDm), 제 2 데이터 라인들(DA1-DAm), 제 1 게이트 라인 및 제 1 데이터 라인에 의해 정의된 영역에 각각 배열된 제 1 픽셀들(DP) 및 제 2 게이트 라인 및 제 2 데이터 라인에 의해 정의된 영역에 각각 배열된 제 2 픽셀들(AP)을 포함한다. 복수의 제 1 및 제 2 게이트 라인들은 하나씩 번갈아 배열된다. 복수의 제 1 및 제 2 데이터 라인들은 하나씩 번갈아 배열된다. 하나의 제 1 픽셀(DP)과 하나의 제 2 픽셀(AP)은 1 도트 정보를 디스플레이하기 위해서 사용된다.
각 제 1 픽셀(DP)은 게이트 라인과 데이터 라인에 게이트 전극 및 소스 전극이 각각 연결되는 박막 트랜지스터(미 도시됨)와, 박막 트랜지스터의 드레인 전극에 연결되는 액정 커패시터(미 도시됨) 및 스토리지 커패시터(미 도시됨)를 포함한다. 각 제 2 픽셀(AP)은 제 2 게이트 라인과 제 2 데이터 라인에 게이트 전극 및 소스 전극이 각각 연결되는 박막 트랜지스터(미 도시됨)와, 박막 트랜지스터의 드레인 전극에 연결되는 액정 커패시터(미 도시됨) 및 스토리지 커패시터(미 도시됨) 를 포함한다.
이러한 픽셀 구조에서는, 게이트 드라이버(120)에 의해서 제 1 및 제 2 게이트 라인들이 순차적으로 선택되고, 선택된 게이트 라인에 게이트 온 전압이 펄스 형태로 인가되면, 게이트 라인에 연결된 픽셀의 박막 트랜지스터가 턴 온되고, 이어서 소스 드라이버(130)에 의해 각 데이터 라인에 픽셀 정보를 포함하는 전압이 인가된다. 이 전압은 해당 픽셀의 박막 트랜지스터를 거쳐 액정 커패시터와 스토리지 커패시터에 인가되며, 액정 및 스토리지 커패시터들이 구동됨으로써 소정의 표시 동작이 이루어진다. 제 1 픽셀들(DP)은 픽셀 데이터 신호에 대응하는 색상을 표시하고, 제 2 픽셀들(AP)은 특정 색을 표시한다. 제 1 및 제 2 픽셀들(DP, AP)에 대한 구동은 추후 상세히 설명된다.
타이밍 컨트롤러(110)는 외부 장치로부터 입력되는 현재 픽셀 데이터 신호(RGB), 수평 동기 신호(H_SYNC), 수직 동기 신호(V_SYNC), 클럭 신호(MCLK) 및 데이터 인에이블 신호(DE)를 입력받는다. 타이밍 컨트롤러(110)는 소스 드라이버(130)와의 인터페이스 사양에 맞도록 데이터 포맷(format)을 변환한 픽셀 데이터 신호(RGB') 및 제어 신호들을 소스 드라이버(140)로 출력한다. 타이밍 컨트롤러(110)로부터 소스 드라이버(130)로 제공되는 제어 신호들은, 래치 신호(TP), 수평 동기 시작 신호(STH, start horizontal), 반전 신호(POL) 및 클럭 신호(HCLK)를 포함한다.
또한, 타이밍 컨트롤러(110)는 수직 동기 시작 신호들(STVA, STVD, start vertical) 및 게이트 클럭 신호들(CPVA, CPVD) 등의 제어 신호들을 게이트 드라이 버(120)로 출력한다. 수직 동기 시작 신호(STVD) 및 게이트 클럭 신호(CPVD)는 제 1 게이트 라인들(GD1-GDn)을 구동하기 위한 신호들이고, 수직 동기 시작 신호(STVA) 및 게이트 클럭 신호(CPVA)는 제 2 게이트 라인들(GA1-GAn)을 구동하기 위한 신호들이다.
게이트 드라이버(120)는 타이밍 컨트롤러(110)로부터 제공되는 제어 신호들(STVA, CPVA)에 응답해서 액정 패널(140)의 제 2 게이트 라인들(GA1-GAn)을 순차적으로 스캐닝하고, 타이밍 컨트롤러(110)로부터 제공되는 제어 신호들(STVD, CPVD)에 응답해서 액정 패널(140)의 제 1 게이트 라인들(GD1-GDn)을 순차적으로 스캐닝한다. 여기서, 스캐닝이란 게이트 라인들에 게이트 온 전압을 순차적으로 인가하여 게이트 온 전압이 인가된 게이트 라인의 픽셀을 데이터 기록이 가능한 상태로 만드는 것을 말한다.
계조 전압 발생기(150)는 픽셀 데이터 신호에 대응하는 계조 전압들(V1-V18)을 소스 드라이버(130)로 제공한다.
소스 드라이버(130)는 타이밍 컨트롤러(110)로부터 제공되는 제어 신호들(TP, STH, POL, HCLK)에 응답해서 계조 전압 발생기(150)로부터의 계조 전압들 중 픽셀 데이터 신호(RGB')에 대응하는 계조 전압들을 가지고 액정 패널(140)의 데이터 라인들(DD1-DDm, DA1-DAm)을 구동한다. 일반적으로 소스 드라이버(130)는 복수의 집적 회로들로 구성된다.
도 2는 도 1에 도시된 소스 드라이버(130)의 본 발명의 실시예에 따른 구체적인 구성을 보여주는 도면이다.
도 2를 참조하면, 소스 드라이버(130)는, 쉬프트 레지스터(210), 데이터 레지스터(220), 래치들(230), 디지털-아날로그 변환기들(240, 270), 데이터 출력 버퍼(250) 그리고 보조 데이터 출력 버퍼(280)를 포함한다.
쉬프트 레지스터(210)는 타이밍 컨트롤러(110)로부터의 수평 동기 시작 신호(STH)를 클럭 신호(HCLK)에 따라 순차적으로 쉬프트시켜 샘플링 신호로서 출력한다.
데이터 레지스터(220)는 쉬프트 레지스터(210)로부터의 샘플링 신호에 응답해서 타이밍 컨트롤러(110)로부터의 픽셀 데이터 신호(RGB')를 일정 단위씩 순차적으로 샘플링하여 저장한다. 이때, 데이터 레지스터(220)의 크기는 (수평 방향 픽셀의 수 * 픽셀 데이터 각각의 비트 수)이다.
래치들(230, 260) 각각은 타이밍 컨트롤러(110)로부터의 래치 신호(TP)에 응답해서 데이터 레지스터(220)로부터의 픽셀 데이터 신호를 출력한다.
디지털-아날로그 변환기(240)는 래치(230)로부터의 픽셀 데이터 신호를 계조 전압들(V1-V18)을 이용하여 아날로그 픽셀 신호로 변환하되, 반전 신호(POL)에 응답해서 아날로그 픽셀 신호를 출력한다. 계조 전압들(VO-V18)은 계조 전압 발생기(150)에 의해서 발생된다.
데이터 출력 버퍼(250)는 디지털-아날로그 변환기(240)로부터 출력되는 아날로그 픽셀 신호를 저장한 후 래치 신호(TP)에 동기해서 액정 패널의 데이터 라인들(DD1-DDm)로 공급한다. 예컨대, 래치(230)는 래치 신호(TP)의 라이징 에지(rising edge)에서 데이터 레지스터(220)로부터의 픽셀 데이터 신호를 디지털-아날로그 변 환기(240)로 출력하고, 제 1 출력 버퍼(250)는 래치 신호(TP)의 폴링 에지(falling edge)에서 디지털-아날로그 컨버터(240)의 출력을 제 1 데이터 라인들(DD1-DDm)로 전달한다.
디지털-아날로그 변환기(270)는 반전 신호(POL)에 응답해서 래치(260)로부터의 픽셀 데이터 신호를 계조 전압들(V1, V10) 중 어느 하나에 대응하는 아날로그 픽셀 신호로 변환한다. 계조 전압들(V1, V10)은 검정색에 대응한다. 즉, 디지털-아날로그 변환기(270)는 반전 신호(POL)에 따라서 계조 전압들(V1, V10) 중 어느 하나에 대응하는 아날로그 픽셀 신호로 변환하므로, 제 2 데이터 라인들(DA1-DAm)과 연결된 제 2 픽셀들(AP)은 검정색을 표시한다. 본 명세서에서는 디지털-아날로그 변환기(270)가 검정색에 대응하는 아날로그 픽셀 신호를 출력하는 것으로 설명하였으나, 제 2 픽셀들(AP)이 검정색 뿐만 아니라 다른 색으로 표시되도록 디지털-아날로그 변환기(270)로 입력되는 계조 전압들은 변경될 수 있다.
데이터 출력 버퍼(250)는 디지털-아날로그 변환기(340)로부터 출력되는 아날로그 픽셀 신호를 저장한 후 래치 신호(TP)에 동기해서 액정 패널의 제 2 데이터 라인들(DA1-DAm)로 공급한다. 예컨대, 래치(260)는 래치 신호(TP)의 라이징 에지(rising edge)에서 데이터 레지스터(220)로부터의 픽셀 데이터 신호를 디지털-아날로그 변환기(270)로 출력하고, 제 2 출력 버퍼(280)는 래치 신호(TP)의 폴링 에지(falling edge)에서 디지털-아날로그 컨버터(270)의 출력을 제 2 데이터 라인들(DA1-DAm)로 전달한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치(100)에서 사용되는 신호들 의 타이밍 도이고, 도 4a 내지 도 4c는 도 3에 도시된 제 1 내지 제 3 프레임들(Fa, Fb, Fc)에서 액정 패널(140)에 표시되는 영상을 보여주고 있다. 도 4a 내지 도 4c에 도시된 예에서 액정 패널(140)의 게이트 라인의 수는 1080*2이다.
수직 동기 시작 신호(STVA)는 수직 동기 시작 신호(STVD)보다 1/2프레임 먼저 활성화된다. 게이트 드라이버(120)는 수직 동기 시작 신호(STVA) 및 게이트 클럭 신호(CPVA)에 응답해서 제 2 게이트 라인들(GD1-GDn)을 순차적으로 스캐닝한다.
도 4a에 도시된 바와 같이, 제 1 프레임(Fa)동안 액정 패널(140) 내 제 2 게이트 라인들(GA1-GA540)과 연결된 제 2 픽셀들(AP)은 검정색으로 순차적으로 구동되고, 나머지 픽셀들은 구동되지 않는다.
도 4b에 도시된 바와 같이, 제 2 프레임 동안(Fb) 액정 패널(140) 내 제 2 게이트 라인들(GA541-GA1080)과 연결된 제 2 픽셀들(AP)은 검정색으로 순차적으로 구동되고, 제 1 게이트 라인들(GD1-GD540)과 연결된 제 1 픽셀들(DP)은 픽셀 데이터 신호로 순차적으로 구동된다. 즉, 제 2 게이트 라인(GA541)이 구동될 때 제 1 게이트 라인(GD1)이 동시에 구동되고, 제 2 게이트 라인(GA542)이 구동될 때 제 1 게이트 라인(GD2)이 동시에 구동된다. 이와 같은 방법으로 제 2 프레임 동안(Fb) 제 2 게이트 라인들(GA541-GA1080)과 제 1 게이트 라인들(GD1-GD540)이 동시에 순차적으로 구동된다.
도 4c에 도시된 바와 같이, 제 3 프레임 동안(Fc) 액정 패널(140) 내 제 2 게이트 라인들(GA1-GA540)과 연결된 제 2 픽셀들(AP)은 검정색으로 순차적으로 구동되고, 제 1 게이트 라인들(GD541-GD1080)과 연결된 제 1 픽셀들(DP)은 픽셀 데이 터 신호로 순차적으로 구동된다. 즉, 제 2 게이트 라인(GA1)이 구동될 때 제 1 게이트 라인(GD541)이 동시에 구동되고, 제 2 게이트 라인(GA2)이 구동될 때 제 1 게이트 라인(GD542)이 동시에 구동된다. 이와 같은 방법으로 제 3 프레임 동안(Fc) 제 2 게이트 라인들(GA1-GA540)과 제 1 게이트 라인들(GD541-GD1080)이 동시에 순차적으로 구동된다.
도 5는 CRT(cathode ray tube) 표시 장치의 광도 변화를 보여주고 있고, 도 6은 일반적인 액정 표시 장치의 광도 변화를 그리고 도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 광도 변화를 보여주고 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, CRT 표시 장치는 광도(light intensity) 변화가 빠르므로 동영상 표현에 적합하다. 이에 반해 도 6에 도시된 바와 같이 일반적인 액정 표시 장치는 한 프레임동안 동일한 영상이 표시되므로 한 프레임동안 광도 변화가 거의 없다.
본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치(100)는 제 1 픽셀(DP)과 제 2 픽셀(DA)을 1도트 영상을 표시하기 위해 사용한다. 제 1 픽셀(DP)은 픽셀 데이터 신호에 대응하는 색을 표시하고, 제 2 픽셀(AP)은 검정색을 표시하며, 제 1 및 제 2 픽셀들(DP, AP)이 1/2프레임 간격으로 번갈아 구동되므로 도 7에 도시된 바와 같이, 임펄시브(impulsive) 구동이 달성된다. 다시 말하면, 액정 표시 장치(100)의 동작 주파수는 60Hz로 유지하되, 액정 패널(140)의 픽셀 수를 2배로 증가시켜서 임펄시브 구동이 구현된다.
이상에서, 본 발명에 따른 회로의 구성 및 동작을 상기한 설명 및 도면에 따 라 도시하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경할 수 있는 것은 물론이다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 액정 표시 장치의 동작 주파수는 60Hz로 유지하되, 액정 패널의 픽셀 수를 2배로 증가시켜서 임펄시브 구동이 구현된다. 그러므로 액정 표시 장치의 동영상 화질이 향상된다.

Claims (7)

  1. 복수의 제 1 게이트 라인들과;
    상기 제 1 게이트 라인들에 교차하여 배치된 복수의 제 1 데이터 라인들과;
    상기 제 1 게이트 라인들 및 제 1 데이터 라인들에 의해서 정의된 영역들에 각각 배치된 복수의 제 1 픽셀들과;
    상기 복수의 제 1 게이트 라인들과 번갈아 배치된 복수의 제 2 게이트 라인들과;
    상기 제 2 게이트 라인들에 교차하여 배치되고, 상기 복수의 제 1 데이터 라인들과 번갈아 배치된 복수의 제 2 데이터 라인들과;
    상기 제 2 게이트 라인들 및 제 2 데이터 라인들에 의해서 정의된 영역들에 각각 배치된 복수의 제 2 픽셀들과;
    픽셀 데이터 신호, 상기 복수의 제 1 게이트 라인들을 구동하기 위한 제 1 수직 동기 시작 신호 및 제 1 게이트 클럭 신호, 상기 복수의 제 2 게이트 라인들을 구동하기 위한 제 2 수직 동기 시작 신호 및 제 2 게이트 클럭 신호 그리고 제어 신호들을 발생하는 타이밍 컨트롤러와;
    상기 제 1 및 제 2 수직 동기 시작 신호들 그리고 상기 제 1 및 제 2 게이트 클럭 신호들에 응답해서 상기 복수의 제 1 게이트 라인들과 상기 복수의 제 2 게이트 라인들을 순차적으로 구동하는 게이트 드라이버; 그리고
    상기 제어 신호들에 응답해서 상기 데이터 라인들을 구동하는 데이터 드라이 버를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 수직 동기 시작 신호는 상기 제 2 수직 동기 시작 신호보다 앞서 활성화되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 수직 동기 시작 신호는 상기 제 2 수직 동기 시작 신호보다 1/2 프레임 먼저 활성화되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 픽셀들은 상기 픽셀 데이터 신호에 대응하는 색을 표시하도록 구동되고, 상기 제 2 픽셀들은 검정색을 표시하도록 구동되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 소스 드라이버는,
    상기 픽셀 데이터 신호 및 상기 제어 신호들에 응답해서 상기 복수의 제 1 데이터 라인들을 구동하는 제 1 회로; 그리고
    상기 픽셀 데이터 신호 및 상기 제어 신호들에 응답해서 상기 복수의 제 2 데이터 라인들을 제 1 색상에 대응하는 신호로 구동하는 제 2 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 2 회로는 상기 픽셀 데이터 신호 및 상기 제어 신호들에 응답해서 상기 복수의 제 2 데이터 라인들을 검정색에 대응하는 신호로 구동하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 2 회로는,
    상기 픽셀 데이터 신호를 래치하는 래치; 그리고
    상기 래치로부터 출력되는 디지털 픽셀 데이터 신호를 검정색에 대응하는 아날로그 픽셀 데이터 신호로 변환하는 디지털-아날로그 변환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20140017287A (ko) * 2012-07-31 2014-02-11 삼성디스플레이 주식회사 디스플레이 구동 회로 및 그것을 포함하는 표시 장치

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