CN103165066B - 显示装置及其驱动方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种显示装置及其驱动方法。该显示装置包括：时序控制器，其被构造为从外部信号获得用于显示面板的数据信号；数据驱动器，其被构造为从数据信号获得数据电压并且将数据电压施加到显示面板上的数据线；被构造为将伽马电压施加到数据驱动器的伽马集成电路IC芯片；电源IC芯片，其被构造为将最高有效电压施加到数据驱动器；数模转换器DAC，其被构造为从伽马IC芯片和电源IC芯片接收伽马电压和最高有效电压并且生成对应于数据信号的数据电压；以及电源单元，其被构造为使用数据信号转换伽马电压和最高有效电压并且将转换后的电压施加到DAC。

Description

显示装置及其驱动方法
技术领域
本发明涉及一种显示装置。而且，本发明涉及一种驱动显示装置的方法。
背景技术
正在开发适于显示信息的各种显示装置。显示装置的示例包括液晶显示（LCD）装置、等离子显示面板（PDP）装置、电泳显示装置、有机发光显示（OLED）装置和半导体发光显示装置。
在显示装置中，LCD装置或OLED装置包括显示面板和驱动以矩阵形状布置在显示面板上的子像素的驱动器电路。驱动器电路包括时序控制器、选通驱动器、数据驱动器等等。数据驱动器控制子像素并且允许显示图像。为此，数据驱动器通过提取对应于数据信号的伽马电压将数据信号转换为数据电压并且将数据电压施加到显示面板。
以该方式，伽马电压被施加到数据驱动器并且用于将作为数字信号的数据信号转换为对应于模拟信号的数据电压。这样的伽马电压常常被固定。由于此，会产生不必要的功耗。不必要的功耗引起了伽马电压生成器和数据驱动器产生热。
本申请要求2011年12月13日提交的韩国专利申请No.10-2011-134075的优先权，通过引用将其整体并入这里。
发明内容
因此，本发明涉及一种显示装置及其驱动方法，其基本上避免了由于现有技术的限制和缺点导致的问题中的一个或多个。
本发明的目的在于提供一种能够减少功耗的显示装置及其驱动方法。
本发明的另一目的在于提供一种能够防止生成热的显示装置及其驱动方法。
在随后的描述中将会部分地阐述本发明的额外的优点、目的和特征，并且部分优点、目的和特征对于已经研究过下面所述的本领域技术人员来说将是显而易见的，或者部分优点、目的和特征将通过本发明的实践来知晓。通过在给出的描述及其权利要求以及附图中特别地指出的结构可以实现并且获得本发明的目的和其它的优点。
根据本发明的一个一般性方面，一种显示装置，该显示装置包括：时序控制器，该时序控制器被构造为从外部信号获得用于显示面板的数据信号；数据驱动器，该数据驱动器被构造为从数据信号获得数据电压并且将数据电压施加到显示面板上的数据线；伽马IC（集成电路）芯片，该伽马IC芯片被构造为将伽马电压施加到数据驱动器；电源IC芯片，该电源IC芯片被构造为将最高有效电压施加到数据驱动器；DAC（数模转换器），该DAC被构造为从伽马IC芯片和电源IC芯片接收伽马电压和最高有效电压并且生成对应于数据信号的数据电压；以及电源单元，该电源单元被构造为使用数据信号转换伽马电压和最高有效电压并且将转换后的电压施加到DAC。
根据本发明的另一一般性方面的显示装置的驱动方法包括：存储从时序控制器施加的数据信号；提取数据信号；基于数据信号计算输出电压值；将电源IC芯片和伽马IC芯片的输出电压调整为计算出的电压值；以及使用调整后的输出电压将存储的数据信号输出到显示面板。
其它系统、方法、特征和优点对于阅读了下面的附图和详细描述的本领域技术人员来说将是或将成为显而易见的。想要的是，所有这样的额外系统、方法、特征和优点包括在该说明书中，处于本发明的范围内，并且由所附权利要求来保护。本部分中的任何内容都不应该作为权利要求的限制。其它方面和优点在下面结合实施方式来讨论。将理解的是，本公开的前述一般性描述和下面的详细描述都是示例性和说明性的并且意在提供如所附权利要求中记载的本公开的进一步说明。
附图说明
附图被包括进来以提供本发明的进一步理解，并且被并入本申请且构成本申请的一部分，示出了本发明的实施方式，并且与说明书一起用于说明本发明的原理。在附图中：
图1是示出根据本公开的实施方式的显示装置的框图；
图2是示出根据本公开的实施方式的显示装置的伽马电压生成器的电路图；
图3是示出根据本公开的实施方式的显示装置的功率转换方案的框图；
图4A是示出电压被施加到现有技术的显示装置的DAC（数模转换器）的状态的电路图；
图4B是示出电压被施加到根据本公开的实施方式的显示装置的DAC的状态的电路图；以及
图5是示出根据本公开的实施方式的显示装置的驱动方法的流程图。
具体实施方式
现在将详细参考本公开的实施方式，在附图中示出其示例。下面引入的这些实施方式被作为示例而提供以便于将其精神传达给本领域技术人员。因此，这些实施方式可以以不同的形状来实施，从而不限于这里描述的这些实施方式。在附图中，为了解释的方便起见，会夸大装置的大小、厚度等等。在可能的情况下，在包括附图的本公开中，将使用相同的附图标记来表示相同或类似的部件。
图1是示出根据本公开的实施方式的显示装置的框图。
参考图1，根据本实施方式的显示装置能够包括显示面板1、时序控制器10、选通驱动器20、数据驱动器30和伽马生成器40。
多条选通线GL1～GLn和多条数据线DL1～DLm能够形成在显示面板1上。而且，多个薄膜晶体管11能够形成在显示面板1上。每个薄膜晶体管11能够电连接到选通线GL1～GLn中的一个和数据线DL1～DLm中的一个。
时序控制器10能够从外部图形卡（未示出）接收数据信号、数据时钟信号Dclk、垂直同步信号Vsync、水平同步信号Hsync等等。时序控制器10从数据时钟信号Dclk、垂直同步信号Vsync和水平同步信号Hsync获得时序控制信号。时序控制信号用于控制选通驱动器20和数据驱动器30。因此，时序控制信号能够包括选通控制信号和数据控制信号。
选通控制信号的示例能够包括选通开始脉冲GSP、选通移位时钟GSC和选通输出使能信号GOE。选通开始脉冲GSP用于控制每帧中的显示面板1的第一选通线GL1的驱动开始时间点。选通移位时钟GSC用于顺序地控制显示面板1的选通线GL1～GLn的驱动开始时间点。选通输出使能信号GOE用于控制选通信号施加到各选通线GL1～GLn时的时间点。
数据控制信号能够包括源极开始脉冲SSP、源极移位时钟SSC、源极输出使能信号SOE、极性信号POL等等。源极开始脉冲SSP用于在每个水平时段控制一条线的数据信号的提供开始时间点。源极移位时钟SSC用于顺序地控制数据信号的提供时间点。源极输出使能信号SOE用于控制从数据驱动器施加到显示面板1的一条线的数据电压的提供时间点。极性信号POL用于选择数据电压的极性。换言之，极性信号POL使得每个数据电压能够选择性地具有正电平和负电平中的一个。
而且，时序控制器10能够以数据驱动器30所要求的数据格式重布置从图形卡施加的数据信号。重布置的数据信号被从时序控制器10施加到数据驱动器30。
伽马生成器40能够从施加自电源单元（未示出）的电源电压获得伽马电压。电源单元能够包括在时序控制器10。伽马生成器40可以从电源电压生成对应于灰阶的数目的多个伽马电压。多个伽马电压能够从伽马生成器40施加到数据驱动器30。为此，伽马生成器40能够包括伽马IC（集成电路）芯片。
选通驱动器20能够答复从时序控制器10施加的选通控制信号并且通过将选通信号的电压电平顺序地移位到允许驱动显示面板1的像素区域上的薄膜晶体管的选通驱动电压电平来顺序地生成选通信号。选通驱动器20能够包括用于将选通信号的电压电平顺序地移位到选通驱动电压电平的移位寄存器。选通信号被从选通驱动器20通过选通线GL1～GLn施加到显示面板1的像素区域。
薄膜晶体管11由各选通信号导通/截止并且将各自的数据电压传输到各像素区域。根据此，能够显示图像。
图2是示出根据本公开的实施方式的显示装置的伽马生成器的电路图。
参考图2，根据实施方式的伽马生成器能够包括电源IC芯片51、伽马IC芯片53和DAC60。
电源IC芯片51能够将驱动电压施加到伽马IC芯片53和DAC60。而且，电源IC芯片51能够将最高有效电压SVDD施加到DAC60。电源IC芯片51能够响应于从时序控制器10施加的控制信号调整最高有效电压SVDD的电平。
伽马IC芯片53能够是可编程伽马IC芯片。伽马IC芯片53能够生成多个伽马参考电压GMA0～GMAk。而且，伽马IC芯片53能够仅通过重编程处理更改多个伽马参考电压GMA0～GMAk。此外，伽马IC芯片53能够根据从时序控制器10施加的控制信号调整多个伽马参考电压GMA0～GMAk的电平。
DAC60能够使用从伽马IC芯片53施加的多个伽马参考电压GMA0～GMAk生成多个伽马电压。为此，DAC60能够包括彼此连接的多个电阻器。DAC60使用串联电阻器对多个伽马参考电压GMA0～GMAk进行分压并且生成多个伽马电压。而且，DAC60能够使用多个伽马电压将从时序控制器10施加的数据信号转换为数据电压。数据电压被从DAC60施加到显示面板1上的数据线DL1～DLm。这样的DAC60能够包括在数据驱动器30或伽马生成器40中。
图3是示出根据本公开的实施方式的显示装置的功率转换构造的框图。
参考图3，根据本公开的实施方式的显示装置的功率转换构造包括帧存储器71、分析器73、电压转换器75。
外部接收的数据信号被通过时序控制器10发送到帧存储器71和分析器73。数据信号能够存储在帧存储器71中。换言之，帧存储器71具有暂时地存储单帧数据信号的功能。
分析器73能够包括提取部74和运算部50。
发送到分析器73的数据信号能够被输入到提取部74。提取部74从数据信号提取在显示装置中执行功率转换所需的直方图信息。
为此，提取部能够包括红色提取器74a、绿色提取器74b和蓝色提取器74c。红色提取器74a能够从数据信号提取红色数据信号。绿色提取器74b能够从数据信号提取绿色数据信号。蓝色提取器74c能够从数据信号提取蓝色数据信号。
提取部74能够从每个颜色数据信号提取直方图信息。直方图信息能够包括用于每个颜色数据分量的最大灰阶、最小灰阶和未使用的中间灰阶。详细地，红色提取器74a能够从红色数据信号提取包括红色数据分量的最大、最小和未使用的中间灰阶的红色直方图信息。类似地，绿色提取器74b能够从绿色数据信号提取包括绿色数据分量的最大、最小和未使用的中间灰阶的绿色直方图信息。蓝色提取器74c能够从蓝色数据信号提取包括蓝色数据分量的最大、最小和未使用的中间灰阶的蓝色直方图信息。
由提取部74提取的这样的直方图信息能够被施加到运算部50。运算部50能够使用直方图信息确定将从电源IC芯片51输出的最高有效电压SVDD和将从伽马IC芯片53输出的伽马参考电压。
运算部50能够比较提取的红色、绿色和蓝色数据分量的最大灰阶与最高有效电压SVDD并且调整最高有效电压SVDD。如果最高有效电压SVDD高于提取的最大灰阶，则最高有效电压SVDD能够被调整为对应于提取的最大灰阶中的最高的一个的电压电平。实际上，最高有效电压SVDD对应于显示装置的整个功耗中的最大因素。因此，被调整为对应于最高的最大灰阶的最高有效电压SVDD能够在不劣化图像的情况下减小显示装置的功耗。
运算部50也能够基于用于红色、绿色和蓝色数据分量中的每一个的最小灰阶和未使用的中间灰阶调整从伽马IC芯片53输出的每个颜色数据分量的伽马参考电压。更具体地，对应于未使用的中间灰阶的伽马参考电压能够被相等地划分或设置为比其自身更低的伽马参考电压。因此，能够减少由对应于未使用的中间灰阶的伽马电压引起的功耗。当一些伽马参考电压被设置为相同时，能够进一步减少功耗。根据此，对应于每个颜色数据分量的最大灰阶以上的未使用的中间灰阶的高伽马参考电压能够被调整为低于其自身但是对应于提取的最大灰阶的伽马参考电压。而且，对应于低于提取的每个颜色数据分量的最小灰阶的未使用的中间灰阶的低伽马参考电压能够被相等地划分或调整为高于其自身但是对应于提取的最小灰阶的伽马参考电压或者接地电压。
伽马IC芯片53具有CMOS性质。因此，伽马参考电压越接近最高有效电压SVDD或接地电压，能够减少的功耗就越多。根据此，能够通过调整用于红色、绿色和蓝色数据分量中的至少一个的伽马参考电压来减少功耗。如果仅输入了对应于红色图像的数据信号（即，红色数据分量的红色数据信号），则伽马IC芯片53能够使得用于绿色和蓝色数据分量的伽马参考电压能够成为接地电压或最高有效电压SVDD，以便于减少功耗。同时，当输入了对应于白色图像的数据信号时，伽马IC芯片53能够使得所有高于对应于白色图像的最大灰阶的伽马参考电压的伽马参考电压被调整为与对应于白色图像的最大灰阶的伽马参考电压相同，以便于减少功耗。
分析器73使得电源IC芯片51中生成的最高有效电压SVDD以及在伽马IC芯片53中生成的伽马参考电压能够施加到电压转换器75。电压转换器75能够对于每一帧将最高有效电压SVDD和伽马参考电压施加到显示面板1的数据驱动器。而且，暂时地存储在帧存储器71中的数据信号被施加到显示面板1的数据驱动器。因此，显示面板1的数据驱动器能够使用从电压转换器75施加的最高有效电压SVD和伽马参考电压将来自帧存储器71的数据信号转换为数据电压。由数据驱动器转换的数据电压被施加到显示面板1从而在显示面板1上显示图像。
以该方式，能够根据图像对伽马参考电压和伽马电压进行调整。因此，能够减少显示装置的功耗，并且能够防止或最小化数据驱动器中的热生成。
图4A是示出电压被施加到现有技术的显示装置的DAC的状态的电路图。图4B是示出电压被施加到根据本公开的实施方式的显示装置的DAC的状态的电路图。
如图4A中所示，施加到现有技术的显示装置的DAC60的电压能够包括在电源IC芯片51中生成最高有效电压SVDD和多个伽马参考电压。DAC60能够被构造为包括多个串联电阻器R。多个串联电阻器R对最高有效电压SVDD和多个伽马参考电压进行分压并且生成对应于数据信号的灰阶的数目的多个伽马电压。而且，DAC60使用多个伽马电压将数据信号转换为数据电压并且将转换后的数据电压施加到显示面板上的数据线。
参考图4B，施加到DAC60的电压包括由图3的分析器73调整的最高有效电压SVDD和多个伽马参考电压。
如果施加到时序控制器的数据信号仅包括具有159～191个灰阶的红色数据分量，则红色数据信号暂时地存储在帧存储器中并且被同时施加到红色提取器。因此，能够借助于红色提取器从红色数据信号提取包括最大灰阶（191）、最小灰阶（159）以及未使用的中间灰阶（0～158和192～255）的直方图信息。
提取的直方图信息被施加到运算部，其使得高于对应于提取的最大灰阶（191）的伽马参考电压（9V）的最高有效电压SVDD（13V）能够被调整为对应于灰阶（191）的9V。
对应于未使用的中间灰阶（0～158）的伽马参考电压被调整为与对应于提取的最小灰阶（159）的伽马参考电压（7.79V）相同。换言之，对应于灰阶（0～158）的伽马参考电压被调整为7.79V。
同时，对应于未使用的中间灰阶（192～255）的其它伽马参考电压也被调整为与对应于提取的最大灰阶（159）的伽马参考电压（9V）相同。换言之，对应于灰阶（192～255）的伽马参考电压被调整为9V。
此外，用于绿色和蓝色数据分量的伽马参考电压被调整为最高有效电压（9V）或接地电压。这样的调整后的最高有效电压和伽马参考电压能够强制功耗降低。
图5是示出根据本公开的实施方式的显示装置的驱动方法的流程图。
参考图5，根据本实施方式的显示装置的驱动方法能够包括下述步骤：存储数据信号（S100）、分析数据信号（S110）、调整参考电压（S120）、将数据信号转换为数据电压（S130）以及输出转换后的数据电压（S140）。
在数据信号存储步骤，将从时序控制器10施加的数据信号存储在帧存储器71中（S100）。
当数据信号被存储在帧存储器71中时，分析器73从施加自时序控制器10的数据信号中提取直方图信息（S110）。在数据信号分析步骤（S110）中获得的直方图信息被用在显示装置的功率转换方案中。数据信号分析步骤（S110）使得能够从数据信号获得红色、绿色和蓝色数据分量。而且，能够通过分析红色、绿色和蓝色数据分量来提取用于红色、绿色和蓝色数据分量中的每一个的最大灰阶、最小灰阶和未使用的灰阶。因此，直方图信息能够包括用于红色、绿色和蓝色数据分量（或信号）中的每一个的最大灰阶、最小灰阶和未使用的中间灰阶。
能够使用在S110的数据信号分析步骤中提取的直方图信息来调整最高有效电压SVDD和多个伽马参考电压（S120）。更具体地，S120的参考电压调整步骤能够基于直方图信息确定从电源IC芯片51输出的最高有效电压SVDD和从伽马IC芯片53输出的多个伽马参考电压。更具体地，最高有效电压SVDD能够与提取的红色、绿色和蓝色数据分量的最大灰阶进行比较。如果最高有效电压SVDD高于提取的最大灰阶中的最高的一个，则最高有效电压SVDD能够被调整为对应于最高的最大灰阶的电压电平。实际上，从电源IC芯片51输出的最高有效电压SVDD对应于显示装置的整个功耗中的最大因素。因此，被调整为对应于最高的最大灰阶的最高有效电压SVDD能够在没有劣化图像的情况下减少显示装置的功耗。
S120的参考电压调整步骤还能够允许基于用于红色、绿色和蓝色数据分量中的每一个的最大灰阶、最小灰阶和未使用的中间灰阶来调整从伽马IC芯片53输出的每个颜色数据分量的伽马参考电压。更具体地，对应于未使用的中间灰阶的伽马参考电压能够被相等地划分或者设置为提供低功耗的伽马参考电压。因此，能够减少由对应于未使用的中间灰阶的伽马电压引起的功耗。当一些伽马参考电压被设置为相同时，能够进一步减少功耗。根据此，对应于每个颜色数据分量的最大灰阶以上的未使用的中间灰阶的高伽马参考电压能够被调整为低于其自身但是对应于提取的最大灰阶的伽马参考电压。而且，对应于低于提取的每个颜色数据分量的最小灰阶的未使用的中间灰阶的低伽马参考电压能够被调整为高于其自身但是对应于提取的最小灰阶的伽马参考电压。
伽马IC芯片53具有CMOS性质。因此，伽马参考电压越接近最高有效电压SVDD或接地电压，能够减少的功耗就越多。根据此，能够通过调整用于红色、绿色和蓝色数据分量中的至少一个的伽马参考电压来减少功耗。如果仅输入了对应于红色图像的数据信号（即，红色数据分量的红色数据信号），则伽马IC芯片53能够使得用于绿色和蓝色数据分量的伽马参考电压能够成为接地电压或最高有效电压SVDD，以便于减少功耗。同时，当输入了对应于白色图像的数据信号时，伽马IC芯片53能够使得所有高于对应于白色图像的最大灰阶的伽马参考电压的伽马参考电压被调整为与对应于白色图像的伽马参考电压相同，以便于减少功耗。
在S120的参考电压调整步骤中调整的最高有效电压SVDD和伽马参考电压能够在S130的数据信号转换步骤中使用。S130的数据信号转换步骤能够允许从每个颜色数据分量的伽马参考电压和最高有效电压SVDD获得用于红色、绿色和蓝色数据分量中的每一个的多个伽马电压。而且，S130的数据信号转换步骤能够允许使用红色、绿色和蓝色数据分量的伽马电压将暂时存储在帧存储器71中的数据信号转换为数据电压。
在S130的数据信号转换步骤中转换的数据电压被施加到显示面板1，使得在显示面板1上显示图像（S140）。
以该方式，能够根据图像对伽马参考电压和伽马电压进行调整。因此，能够减少显示装置的功耗，并且能够在没有劣化图像的情况下防止或最小化数据驱动器中的热生成。
应理解的是，本领域技术人员能够设计多种其它修改和实施方式，其将落入本公开的原理的精神和范围内。换言之，虽然已经参考多个示出的实施方式描述了实施方式，但是本公开不限于此。因此，本公开的范围应该仅由所附权利要求及其等价物来确定。此外，组成部件和/或布置的变化和修改、替代使用应该被视为包括在所附的权利要求中。

Claims (12)

1.一种显示装置，所述显示装置包括：
时序控制器，所述时序控制器被构造为从外部信号获得用于显示面板的数据信号；
数据驱动器，所述数据驱动器被构造为从所述数据信号获得数据电压并且将所述数据电压施加到所述显示面板上的数据线；
伽马集成电路芯片，所述伽马集成电路芯片被构造为将多个伽马参考电压施加到数模转换器DAC；
电源集成电路芯片，所述电源集成电路芯片被构造为将最高有效电压施加到所述数模转换器DAC；
数模转换器DAC，所述数模转换器DAC被构造为从所述伽马集成电路芯片和所述电源集成电路芯片接收所述多个伽马参考电压和所述最高有效电压并且生成多个伽马电压；以及
功率转换构造，所述功率转换构造被构造为提取所述数据信号的最大灰阶，并将所述最高有效电压转换为对应于所述最大灰阶的电压值；
其中，所述功率转换构造包括被构造为提取所述数据信号的最大灰阶、最小灰阶和未使用的中间灰阶的提取部；
其中，所述功率转换构造包括电压转换器，所述电压转换器使得对应于所述未使用的中间灰阶的伽马参考电压能够被调整为对应于所述最大灰阶的伽马参考电压或对应于所述最小灰阶的伽马参考电压中的至少一个。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述功率转换构造进一步包括：
运算部，所述运算部被构造为使用所述数据信号计算所述伽马电压和所述最高有效电压；以及
电压转换器，所述电压转换器被构造为转换计算出的所述伽马电压和计算出的所述最高有效电压。
3.根据权利要求2所述的显示装置，其中，所述功率转换构造进一步包括帧存储器，所述帧存储器被构造为存储单帧数据信号。
4.根据权利要求2所述的显示装置，其中，所述提取部提取红色数据信号、绿色数据信号和蓝色数据信号。
5.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述电压转换器将所述最高有效电压转换为对应于所述最大灰阶的电压值。
6.根据权利要求4所述的显示装置，其中，用于所述红色数据信号、所述绿色数据信号和所述蓝色数据信号中的至少一种数据信号的所述伽马参考电压被调整为对应于所述最大灰阶的电压与接地电压中的一个。
7.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述伽马集成电路芯片是能够被再编程的可编程伽马集成电路芯片。
8.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述数模转换器DAC包括在所述数据驱动器中。
9.一种驱动显示装置的方法，所述方法包括：
存储从时序控制器施加的数据信号；
提取所述数据信号；
基于所述数据信号计算输出电压值；
将电源集成电路芯片和伽马集成电路芯片的输出电压调整为计算出的电压值；以及
使用调整后的输出电压将存储的所述数据信号输出到显示面板；
其中，所述提取所述数据信号包括提取所述数据信号的最大灰阶、最小灰阶和未使用的中间灰阶；
其中，调整所述输出电压包括将对应于未使用的中间灰阶的伽马参考电压调整为对应于所述最大灰阶的伽马参考电压或对应于所述最小灰阶的伽马参考电压中的至少一个。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，提取所述数据信号的步骤提取红色数据信号、绿色数据信号和蓝色数据信号。
11.根据权利要求9所述的方法，其中，调整所述输出电压的步骤使得所述电源集成电路芯片的最高有效电压能够被调整为对应于所述最大灰阶的电压值。
12.根据权利要求10所述的方法，其中，用于所述红色数据信号、所述绿色数据信号和所述蓝色数据信号中的至少一种数据信号的伽马参考电压被调整为对应于所述最大灰阶的电压与接地电压中的一个。
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