JP6788755B2 - Amoledピクセル駆動回路及びピクセル駆動方法 - Google Patents

Amoledピクセル駆動回路及びピクセル駆動方法 Download PDF

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Description

本発明はディスプレイ技術の分野に関するものであり、特にAMOLEDピクセル駆動回路及びピクセル駆動方法に関するものである。
有機発光ダイオード(Organic Light Emitting Display、OLED)表示装置は、自発光、低駆動電圧、高発光効率、短応答時間、高解像度、高コントラスト、180°に近い視野角、広動作温度範囲、フレキシブル表示の実現可能性、及び大面積フルカラー表示の実現可能性等の様々な優れた点を有しており、開発ポテンシャルが最も高いディスプレイ装置といえる。
従来のAMOLEDピクセル駆動回路は通常、2T1Cの構造を有し、即ち、2つの薄膜トランジスタに1つのキャパシタを加えた構造であり、電圧を電流に変換するものである。
図1に示すように、現存する2T1Cの構造を有するAMOLEDピクセル駆動回路は、第1薄膜トランジスタT10と、第2薄膜トランジスタT20と、キャパシタC10と、有機発光ダイオードD10とを含む。ここで、前記第1薄膜トランジスタT10は駆動薄膜トランジスタであり、前記第2薄膜トランジスタT20はスイッチング薄膜トランジスタであり、前記キャパシタC10はストレージキャパシタである。具体的には、前記第2薄膜トランジスタT20のゲート電極は走査信号Gateを受信し、ソース電極はデータ信号Dataを受信し、ドレイン電極は第1薄膜トランジスタT10のゲート電極に電気的に接続されている。前記第1薄膜トランジスタT10のソース電極は電源の正電圧OVDDを受け取り、ドレイン電極は有機発光ダイオードD10のアノードに電気的に接続されている。有機発光ダイオードD10のカソードは電源の負電圧OVSSを受け取る。キャパシタC10の一端は第1薄膜トランジスタT10のゲート電極に電気的に接続されており、他端は第1薄膜トランジスタT10のソース電極に電気的に接続されている。当該2T1Cのピクセル駆動回路でAMOLEDを駆動させているとき、有機発光ダイオードD10を流れる電流は以下の式を満たす。
Figure 0006788755
ここで、Iは有機発光ダイオードD10を流れる電流を表し、kは駆動薄膜トランジスタの真性導電率を表し、Vgsは第1薄膜トランジスタT10のゲート電極とソース電極との間の電圧差を表し、Vthは第1薄膜トランジスタT10の閾値電圧を表す。従って、有機発光ダイオードD10を流れる電流は、駆動薄膜トランジスタの閾値電圧に関係していることが分かる。
パネルの製造工程における不安定性等の要因により、パネル内の各ピクセル駆動回路における駆動薄膜トランジスタの閾値電圧が変動する。等しいデータ電圧を各ピクセル駆動回路内の駆動薄膜トランジスタに印加した場合でも、有機発光ダイオードを流れる電流は一致せず、表示画像の品質の均一性に影響を与えることとなる。また、駆動薄膜トランジスタの駆動時間が長くなるにつれて、薄膜トランジスタの材料が劣化して変質し、駆動薄膜トランジスタの閾値電圧にドリフトが生じるようになる。さらに、薄膜トランジスタの材料により劣化の程度が異なるため、各駆動薄膜トランジスタの閾値電圧のドリフト量も異なる。このため、パネル表示が不均一になる現象が現れると共に、駆動薄膜トランジスタの起動電圧が上昇し、有機発光ダイオードを流れる電流が低下することで、パネル輝度の低下、発光効率の低下等の問題が発生していた。
従って、従来技術で生じていた問題を解決することのできる、AMOLEDピクセル駆動回路及びピクセル駆動方法を提供する必要がある。
本発明の目的は、パネル表示の均一性、輝度及び発光効率を向上させることのできる、AMOLEDピクセル駆動回路及びピクセル駆動方法を提供することである。
上記の技術課題を解決するために、本発明はAMOLEDピクセル駆動回路を提供し、当該AMOLEDピクセル駆動回路は、
第1薄膜トランジスタと、第2薄膜トランジスタと、第3薄膜トランジスタと、第4薄膜トランジスタと、第5薄膜トランジスタと、第6薄膜トランジスタと、第1キャパシタと、第2キャパシタと、有機発光ダイオードとを含み、
前記有機発光ダイオードのアノードは電源の正電圧を受け取り、前記有機発光ダイオードのアノードは前記第5薄膜トランジスタのソース電極に電気的に接続されており、前記有機発光ダイオードのカソードは、前記第5薄膜トランジスタのドレイン電極及び前記第4薄膜トランジスタのソース電極にそれぞれ電気的に接続されており、前記第5薄膜トランジスタのゲート電極は第1走査信号を受信し、
前記第4薄膜トランジスタのゲート電極は第3走査信号を受信し、前記第4薄膜トランジスタのドレイン電極は、前記第2キャパシタの一端、前記第3薄膜トランジスタのドレイン電極、及び前記第1薄膜トランジスタのソース電極にそれぞれ電気的に接続されており、
前記第3薄膜トランジスタのゲート電極は第2走査信号を受信し、前記第3薄膜トランジスタのソース電極はデータ電圧を受け取り、
前記第2キャパシタの他端は前記第1キャパシタの一端に電気的に接続されており、前記第1キャパシタの他端は接地されており、
前記第1薄膜トランジスタのゲート電極は、前記第2キャパシタと前記第1キャパシタとの間にあるノードに電気的に接続されており、前記第1薄膜トランジスタのドレイン電極は、前記第2薄膜トランジスタのソース電極及び前記第6薄膜トランジスタのドレイン電極にそれぞれ電気的に接続されており、
前記第2薄膜トランジスタのゲート電極は第1走査信号を受信し、前記第2薄膜トランジスタのドレイン電極は、前記第2キャパシタと前記第1キャパシタとの間にあるノードに電気的に接続されており、
前記第6薄膜トランジスタのゲート電極は第3走査信号を受信し、前記第6薄膜トランジスタのソース電極は電源の負電圧を受け取り、
前記第1薄膜トランジスタは駆動薄膜トランジスタであり、前記第5薄膜トランジスタはスイッチング薄膜トランジスタであり、前記第1薄膜トランジスタ、前記第2薄膜トランジスタ、前記第3薄膜トランジスタ、前記第4薄膜トランジスタ、前記第5薄膜トランジスタ及び前記第6薄膜トランジスタはいずれも、P型薄膜トランジスタである。
本発明のAMOLEDピクセル駆動回路において、前記第1薄膜トランジスタ、前記第2薄膜トランジスタ、前記第3薄膜トランジスタ、前記第4薄膜トランジスタ、前記第5薄膜トランジスタ及び前記第6薄膜トランジスタはいずれも、低温ポリシリコン薄膜トランジスタ、酸化物半導体薄膜トランジスタ及びアモルファスシリコン薄膜トランジスタの内のいずれかである。
本発明のAMOLEDピクセル駆動回路において、前記第1走査信号、前記第2走査信号及び前記第3走査信号はいずれも、外部のタイミングコントローラによって生成される。
本発明のAMOLEDピクセル駆動回路において、前記第1走査信号、前記第2走査信号及び前記第3走査信号は組み合わさり、順に初期化段階、閾値電圧記憶段階、及び発光表示段階に対応しており、
前記初期化段階において、前記第1走査信号及び前記第3走査信号はいずれも低電位にあり、前記第2走査信号は高電位にあり、
前記閾値電圧記憶段階において、前記第1走査信号及び前記第2走査信号はいずれも低電位にあり、前記第3走査信号は高電位にあり、
前記発光表示段階において、前記第1走査信号及び前記第2走査信号はいずれも高電位にあり、前記第3走査信号は低電位にある。
上述の技術課題を解決するために、本発明はAMOLEDピクセル駆動回路を提供し、当該AMOLEDピクセル駆動回路は、
第1薄膜トランジスタと、第2薄膜トランジスタと、第3薄膜トランジスタと、第4薄膜トランジスタと、第5薄膜トランジスタと、第6薄膜トランジスタと、第1キャパシタと、第2キャパシタと、有機発光ダイオードとを含み、
前記有機発光ダイオードのアノードは電源の正電圧を受け取り、前記有機発光ダイオードのアノードは前記第5薄膜トランジスタのソース電極に電気的に接続されており、前記有機発光ダイオードのカソードは、前記第5薄膜トランジスタのドレイン電極及び前記第4薄膜トランジスタのソース電極にそれぞれ電気的に接続されており、前記第5薄膜トランジスタのゲート電極は第1走査信号を受信し、
前記第4薄膜トランジスタのゲート電極は第3走査信号を受信し、前記第4薄膜トランジスタのドレイン電極は、前記第2キャパシタの一端、前記第3薄膜トランジスタのドレイン電極、及び前記第1薄膜トランジスタのソース電極にそれぞれ電気的に接続されており、
前記第3薄膜トランジスタのゲート電極は第2走査信号を受信し、前記第3薄膜トランジスタのソース電極はデータ電圧を受け取り、
前記第2キャパシタの他端は前記第1キャパシタの一端に電気的に接続されており、前記第1キャパシタの他端は接地されており、
前記第1薄膜トランジスタのゲート電極は、前記第2キャパシタと前記第1キャパシタとの間にあるノードに電気的に接続されており、前記第1薄膜トランジスタのドレイン電極は、前記第2薄膜トランジスタのソース電極及び前記第6薄膜トランジスタのドレイン電極にそれぞれ電気的に接続されており、
前記第2薄膜トランジスタのゲート電極は第1走査信号を受信し、前記第2薄膜トランジスタのドレイン電極は、前記第2キャパシタと前記第1キャパシタとの間にあるノードに電気的に接続されており、
前記第6薄膜トランジスタのゲート電極は第3走査信号を受信し、前記第6薄膜トランジスタのソース電極は電源の負電圧を受け取る。
本発明のAMOLEDピクセル駆動回路において、前記第1薄膜トランジスタ、前記第2薄膜トランジスタ、前記第3薄膜トランジスタ、前記第4薄膜トランジスタ、前記第5薄膜トランジスタ及び前記第6薄膜トランジスタはいずれも、低温ポリシリコン薄膜トランジスタ、酸化物半導体薄膜トランジスタ及びアモルファスシリコン薄膜トランジスタの内のいずれかである。
本発明のAMOLEDピクセル駆動回路において、前記第1走査信号、前記第2走査信号及び前記第3走査信号はいずれも、外部のタイミングコントローラによって生成される。
本発明のAMOLEDピクセル駆動回路において、前記第1薄膜トランジスタ、前記第2薄膜トランジスタ、前記第3薄膜トランジスタ、前記第4薄膜トランジスタ、前記第5薄膜トランジスタ及び前記第6薄膜トランジスタはいずれも、P型薄膜トランジスタである。
本発明のAMOLEDピクセル駆動回路において、前記第1走査信号、前記第2走査信号及び前記第3走査信号は組み合わさり、順に初期化段階、閾値電圧記憶段階、及び発光表示段階に対応しており、
前記初期化段階において、前記第1走査信号及び前記第3走査信号はいずれも低電位にあり、前記第2走査信号は高電位にあり、
前記閾値電圧記憶段階において、前記第1走査信号及び前記第2走査信号はいずれも低電位にあり、前記第3走査信号は高電位にあり、
前記発光表示段階において、前記第1走査信号及び前記第2走査信号はいずれも高電位にあり、前記第3走査信号は低電位にある。
本発明のAMOLEDピクセル駆動回路において、前記第1薄膜トランジスタは駆動薄膜トランジスタであり、前記第5薄膜トランジスタはスイッチング薄膜トランジスタである。
本発明はAMOLEDピクセル駆動方法をさらに提供し、当該AMOLEDピクセル駆動方法は、
AMOLEDピクセル駆動回路を提供するステップと、
初期化段階に入るステップと、
閾値電圧記憶段階に入るステップと、
発光表示段階に入るステップと、を含み、
前記AMOLEDピクセル駆動回路は、
第1薄膜トランジスタと、第2薄膜トランジスタと、第3薄膜トランジスタと、第4薄膜トランジスタと、第5薄膜トランジスタと、第6薄膜トランジスタと、第1キャパシタと、第2キャパシタと、有機発光ダイオードとを含み、
前記有機発光ダイオードのアノードは電源の正電圧を受け取り、前記有機発光ダイオードのアノードは前記第5薄膜トランジスタのソース電極に電気的に接続されており、前記有機発光ダイオードのカソードは、前記第5薄膜トランジスタのドレイン電極及び前記第4薄膜トランジスタのソース電極にそれぞれ電気的に接続されており、前記第5薄膜トランジスタのゲート電極は第1走査信号を受信し、
前記第4薄膜トランジスタのゲート電極は第3走査信号を受信し、前記第4薄膜トランジスタのドレイン電極は、前記第2キャパシタの一端、前記第3薄膜トランジスタのドレイン電極、及び前記第1薄膜トランジスタのソース電極にそれぞれ電気的に接続されており、
前記第3薄膜トランジスタのゲート電極は第2走査信号を受信し、前記第3薄膜トランジスタのソース電極はデータ電圧を受け取り、
前記第2キャパシタの他端は前記第1キャパシタの一端に電気的に接続されており、前記第1キャパシタの他端は接地されており、
前記第1薄膜トランジスタのゲート電極は、前記第2キャパシタと前記第1キャパシタとの間にあるノードに電気的に接続されており、前記第1薄膜トランジスタのドレイン電極は、前記第2薄膜トランジスタのソース電極及び前記第6薄膜トランジスタのドレイン電極にそれぞれ電気的に接続されており、
前記第2薄膜トランジスタのゲート電極は第1走査信号を受信し、前記第2薄膜トランジスタのドレイン電極は、前記第2キャパシタと前記第1キャパシタとの間にあるノードに電気的に接続されており、
前記第6薄膜トランジスタのゲート電極は第3走査信号を受信し、前記第6薄膜トランジスタのソース電極は電源の負電圧を受け取り、
前記初期化段階において、前記第1走査信号は低電位を提供し、前記第2薄膜トランジスタ及び第5薄膜トランジスタはオンとなり、前記第2走査信号は高電位を提供し、前記第3薄膜トランジスタはオフとなり、前記第3走査信号は低電位を提供し、前記第4薄膜トランジスタ及び前記第6薄膜トランジスタはオンとなり、前記第1薄膜トランジスタのソース電極の電圧と前記電源の正電圧が等しくなり、前記第1薄膜トランジスタのゲート電極の電圧と前記電源の負電圧が等しくなり、
前記閾値電圧記憶段階において、前記第1走査信号は低電位を提供し、前記第2薄膜トランジスタ及び第5薄膜トランジスタはオンとなり、前記第2走査信号は低電位を提供し、前記第3薄膜トランジスタはオンとなり、前記第3走査信号は高電位を提供し、前記第4薄膜トランジスタ及び第6薄膜トランジスタはオフとなり、前記第1薄膜トランジスタのソース電極の電圧と前記データ電圧が等しくなり、前記第1薄膜トランジスタのゲート電極の電圧はVdata−Vthに変化し、Vdataはデータ電圧を表し、Vthは前記第1薄膜トランジスタの閾値電圧を表し、
前記発光表示段階において、前記第1走査信号は高電位を提供し、前記第2薄膜トランジスタ及び前記第5薄膜トランジスタはオフとなり、前記第2走査信号は高電位を提供し、前記第3薄膜トランジスタはオフとなり、前記第3走査信号は低電位を提供し、前記第4薄膜トランジスタ及び前記第6薄膜トランジスタはオンとなり、前記有機発光ダイオードが発光し、且つ前記有機発光ダイオードを流れる電流と、前記第1薄膜トランジスタの閾値電圧が無関係になる。
本発明のAMOLEDピクセル駆動方法では、前記発光表示段階において、前記第1薄膜トランジスタのソース電極の電圧は設定電圧に変化し、当該設定電圧は、前記電源の正電圧と前記有機発光ダイオードの電圧との間の差であり、前記第1薄膜トランジスタのゲート電極の電圧がVdata−Vth+δVに変化することで、前記有機発光ダイオードを流れる電流と、前記第1薄膜トランジスタの閾値電圧とを無関係なものとし、δVは、前記第1薄膜トランジスタのソース電極の電圧が前記データ電圧から前記設定電圧に変化した後に、前記第1薄膜トランジスタのゲート電極の電圧にもたらされる影響を表す。
本発明のAMOLEDピクセル駆動方法において、前記第1薄膜トランジスタ、前記第2薄膜トランジスタ、前記第3薄膜トランジスタ、前記第4薄膜トランジスタ、前記第5薄膜トランジスタ及び前記第6薄膜トランジスタはいずれも、低温ポリシリコン薄膜トランジスタ、酸化物半導体薄膜トランジスタ及びアモルファスシリコン薄膜トランジスタの内のいずれかである。
本発明のAMOLEDピクセル駆動方法において、前記第1走査信号、前記第2走査信号及び前記第3走査信号はいずれも、外部のタイミングコントローラによって生成される。
本発明のAMOLEDピクセル駆動方法において、前記第1薄膜トランジスタは駆動薄膜トランジスタであり、前記第5薄膜トランジスタはスイッチング薄膜トランジスタである。
本発明のAMOLEDピクセル駆動方法において、前記第1薄膜トランジスタ、前記第2薄膜トランジスタ、前記第3薄膜トランジスタ、前記第4薄膜トランジスタ、前記第5薄膜トランジスタ及び前記第6薄膜トランジスタはいずれも、P型薄膜トランジスタである。
本発明のAMOLEDピクセル駆動回路及びピクセル駆動方法において、現存するピクセル駆動回路を改善することにより、駆動薄膜トランジスタの閾値電圧による有機発光ダイオードへの影響を取り除くことができ、パネル表示の均一性を向上させ、加えて、OLED部品の劣化に伴うパネルにおける輝度の低下や、発光効率の低下等の問題を回避することができる。
従来における、AMOLEDに用いられる2T1C型ピクセル駆動回路の回路図である。 従来における、AMOLEDに用いられる8T2C型ピクセル駆動回路の回路図である。 従来における、AMOLEDに用いられる8T1C型ピクセル駆動回路の回路図である。 本発明におけるAMOLEDピクセル駆動回路の回路図である。 本発明におけるAMOLEDピクセル駆動回路のタイムシーケンス図である。 本発明におけるAMOLEDピクセル駆動方法のステップ2を示す図である。 本発明におけるAMOLEDピクセル駆動方法のステップ3を示す図である。 本発明におけるAMOLEDピクセル駆動方法のステップ4を示す図である。
以下における各実施形態の説明は添付の図式を参照してなされており、本発明で実施可能な特定の実施形態が例示されている。本発明で用いられている方向を示す用語として、例えば「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「内」、「外」、「側面」等は、添付の図式における方向を参照するためのものにすぎない。従って、用いられている方向を示す用語は、本発明の説明及び理解に供されるものであり、本発明を限定するものではない。図中、同様の構造を有するユニットには同一の符号が付されている。
駆動薄膜トランジスタの閾値電圧のドリフトという課題に対して、従来技術では通常、AMOLEDピクセル駆動回路を改善し、薄膜トランジスタの数及び対応する制御信号の数を増やすことで、駆動薄膜トランジスタの閾値電圧に対して補償を行ない、有機発光ダイオードの発光時において、有機発光ダイオードを流れる電流と駆動薄膜トランジスタの閾値電圧とを無関係なものとしていた。図2を参照されたい。現存するAMOLEDピクセル駆動回路は、8T2Cの構造を採用しており、即ち、8つの薄膜トランジスタに2つのキャパシタを加えた構造である。当該回路は、第1薄膜トランジスタT21と、第2薄膜トランジスタT22と、第3薄膜トランジスタT23と、第4薄膜トランジスタT24と、第5薄膜トランジスタT25と、第6薄膜トランジスタT26と、第7薄膜トランジスタT27と、第8薄膜トランジスタT28と、第1キャパシタC20と、第2キャパシタC21と、有機発光ダイオードD20とを含む。各部品の具体的な接続態様として、第1薄膜トランジスタT21のゲート電極は走査信号Snを受信し、ソース電極はデータ信号DLを受信し、ドレイン電極は第1ノードaに接続されている。第2薄膜トランジスタT22のゲート電極は走査信号Sn−1を受信し、ソース電極は第1ノードa及び第1キャパシタC20の一端に電気的に接続されており、ドレイン電極は第2ノードbに電気的に接続されている。有機発光ダイオードD20のアノードは第2ノードbに電気的に接続されており、カソードは共通接地電圧VSSを受け取る。
第3薄膜トランジスタT23のゲート電極は走査信号S2を受信し、ソース電極は電源の高電圧VDDHに電気的に接続されており、ドレイン電極は第3ノードcに電気的に接続されている。第8薄膜トランジスタT28のゲート電極は第1ノードaに電気的に接続されており、ソース電極は第3ノードcに電気的に接続されており、ドレイン電極は第2ノードbに電気的に接続されている。第4薄膜トランジスタT24のゲート電極は走査信号Sn−1を受信し、ソース電極は第3ノードcに電気的に接続されており、ドレイン電極は第5ノードeに電気的に接続されている。
第1キャパシタC20の他端は、第4ノードdに電気的に接続されている。第5薄膜トランジスタT25のゲート電極は走査信号S2を受信し、ソース電極は第4ノードdに電気的に接続されており、ドレイン電極は共通接地電圧VSSを受け取る。
第2キャパシタC21の一端は第4ノードdに接続されており、他端は第5ノードeに電気的に接続されている。
第6薄膜トランジスタT26のゲート電極は走査信号S2を受信し、ソース電極は発光輝度調整電圧Vrを受け取り、ドレイン電極は第5ノードeに電気的に接続されている。第7薄膜トランジスタT27のゲート電極は走査信号Sn−2を受信し、ソース電極は電源の低電圧VDDLを受け取り、ドレイン電極は第5ノードeに電気的に接続されている。
上記8T2Cの構造は駆動TFTのVthを取り除くことができるが、使用されているTFTの数が比較的多いため、パネルの開口率が低下し、表示輝度が低下することとなり、且つ、比較的多いTFTは寄生容量等の問題を引き起こす場合もある。一方、当該構造は外部の電源Vrを必要とし、ハードウェアの構造が比較的複雑なものとなっていた。
図3を参照されたい。現存する他のAMOLEDピクセル駆動回路は、8T1Cの構造を採用しており、即ち、8つの薄膜トランジスタに1つのキャパシタを加えた構造である。当該回路は、第1薄膜トランジスタT31と、第2薄膜トランジスタT32と、第3薄膜トランジスタT33と、第4薄膜トランジスタT34と、第5薄膜トランジスタT35と、第6薄膜トランジスタT36と、第7薄膜トランジスタT37と、第8薄膜トランジスタT38と、キャパシタC30と、有機発光ダイオードD30とを含む。各部品の具体的な接続態様として、第1薄膜トランジスタT31のゲート電極は走査信号S2を受信し、ソース電極は基準電圧Vrefを受け取り、ドレイン電極は、キャパシタC30の一端及び第7薄膜トランジスタT37のソース電極に電気的に接続されている。キャパシタC30の他端は、第3薄膜トランジスタT33のソース電極及び第5薄膜トランジスタT35のゲート電極に接続されている。第3薄膜トランジスタT33のドレイン電極は、第4薄膜トランジスタT34のソース電極及び第2薄膜トランジスタT32のドレイン電極に接続されており、第3薄膜トランジスタT33及び第4薄膜トランジスタT34のゲート電極は走査信号S2を受信する。第2薄膜トランジスタT32のゲート電極は走査信号S1を受信し、第2薄膜トランジスタT32のソース電極は電圧Viniを受け取る。
第4薄膜トランジスタT34のドレイン電極は、第5薄膜トランジスタT35のドレイン電極及び有機発光ダイオードD30のアノードに接続されており、有機発光ダイオードD30のカソードは電源の負電圧VSSを受け取る。第5薄膜トランジスタT35のソース電極は、第8薄膜トランジスタT38のドレイン電極及び第7薄膜トランジスタT37のドレイン電極に接続されている。第7薄膜トランジスタT37のソース電極は第6薄膜トランジスタT36のドレイン電極に接続されており、第6薄膜トランジスタT36のソース電極は電源の正電圧VDDを受け取る。第6薄膜トランジスタT36のゲート電極及び第7薄膜トランジスタT37のゲート電極はいずれも走査信号S3を受信し、第8薄膜トランジスタT38のゲート電極は走査信号S2を受信し、第8薄膜トランジスタT38のソース電極はデータ電圧Vdataを受け取る。
上記8T1Cの構造は駆動TFTのVthを取り除くことができるが、使用されているTFTの数が比較的多いため、パネルの開口率が低下し、表示輝度が低下することとなり、且つ、比較的多いTFTは寄生容量等の問題を引き起こす場合もある。一方、当該構造は2つの外部電源であるVref及びViniを必要としており、入力信号源が比較的多いものとなっていた。
図4を参照されたい。図4は、本発明のAMOLEDピクセル駆動回路を示す回路図である。
図4に示すように、本発明のAMOLEDピクセル駆動回路は、第1薄膜トランジスタT1と、第2薄膜トランジスタT2と、第3薄膜トランジスタT3と、第4薄膜トランジスタT4と、第5薄膜トランジスタT5と、第6薄膜トランジスタT6と、第1キャパシタC1と、第2キャパシタC2と、有機発光ダイオードD1とを含む。ここで、第1薄膜トランジスタT1は駆動薄膜トランジスタであり、前記第5薄膜トランジスタT5はスイッチング薄膜トランジスタである。
各部品の具体的な接続態様は以下の通りである。前記有機発光ダイオードD1のアノードは電源の正電圧OVDDを受け取り、前記有機発光ダイオードD1のアノードは前記第5薄膜トランジスタT5のソース電極に電気的に接続されており、前記有機発光ダイオードD1のカソードは、前記第5薄膜トランジスタT5のドレイン電極及び前記第4薄膜トランジスタT4のソース電極にそれぞれ電気的に接続されている。前記第5薄膜トランジスタT5のゲート電極は、第1走査信号Scan1を受信する。
前記第4薄膜トランジスタT4のゲート電極は、第3走査信号Scan3を受信する。前記第4薄膜トランジスタT4のドレイン電極は、前記第2キャパシタC2の一端、前記第3薄膜トランジスタT3のドレイン電極、及び前記第1薄膜トランジスタT2のソース電極にそれぞれ電気的に接続されている。
前記第3薄膜トランジスタT3のゲート電極は第2走査信号Scan2を受信し、前記第3薄膜トランジスタT3のソース電極はデータ電圧Vdataを受け取る。
前記第2キャパシタC2の他端は前記第1キャパシタC1の一端に電気的に接続されており、前記第1キャパシタC1の他端は接地されている。
前記第1薄膜トランジスタT1のゲート電極は、前記第2キャパシタC2と前記第1キャパシタC1との間にあるノードに電気的に接続されている。前記第1薄膜トランジスタT1のドレイン電極は、前記第2薄膜トランジスタT2のソース電極及び前記第6薄膜トランジスタT6のドレイン電極にそれぞれ電気的に接続されている。
前記第2薄膜トランジスタT2のゲート電極は第1走査信号Scan1を受信し、前記第2薄膜トランジスタT2のドレイン電極は、前記第2キャパシタC2と前記第1キャパシタC1との間にあるノードに電気的に接続されている。
前記第6薄膜トランジスタT6のゲート電極は第3走査信号Scan3を受信し、前記第6薄膜トランジスタT6のソース電極は電源の負電圧OVSSを受け取る。
前記第1薄膜トランジスタT1、第2薄膜トランジスタT2、第3薄膜トランジスタT3、第4薄膜トランジスタT4、第5薄膜トランジスタT5及び第6薄膜トランジスタT6はいずれも、低温ポリシリコン薄膜トランジスタ、酸化物半導体薄膜トランジスタ及びアモルファスシリコン薄膜トランジスタの内のいずれかである。
前記第1走査信号Scan1、第2走査信号Scan2及び第3走査信号Scan3はいずれも、外部のタイミングコントローラによって生成される。
前記第1薄膜トランジスタT1、第2薄膜トランジスタT2、第3薄膜トランジスタT3、第4薄膜トランジスタT4、第5薄膜トランジスタT5及び第6薄膜トランジスタT6はいずれも、P型薄膜トランジスタである。
前記第1走査信号Scan1、第2走査信号Scan2及び第3走査信号Scan3は組み合わさり、順に初期化段階、閾値電圧記憶段階、及び発光表示段階に対応する。
上述のAMOLEDピクセル駆動回路に基づいて、本発明はAMOLEDピクセル駆動方法をさらに提供し、当該方法は以下のようなステップを含む。
S101、AMOLEDピクセル駆動回路を提供する。
具体的には、図4及び上述の記載内容を参照されたい。
S102、初期化段階に入る。
図5及び図6に示すように、前記初期化段階、即ち期間t0−t1では、前記第1走査信号Scan1及び前記第3走査信号Scan3はいずれも低電位にあり、前記第2走査信号Scan2は高電位にある。
前記第1走査信号Scan1は低電位を提供し、前記第2薄膜トランジスタT2及び第5薄膜トランジスタT5はオンとなる。前記第2走査信号Scan2は高電位を提供し、前記第3薄膜トランジスタT3はオフとなる。前記第3走査信号Scan3は低電位を提供し、前記第4薄膜トランジスタT4及び前記第6薄膜トランジスタT6はオンとなる。第5薄膜トランジスタT5及び第4薄膜トランジスタT4が起動し、第3薄膜トランジスタT3がオフとなるため、OVDDは第5薄膜トランジスタT5及び第4薄膜トランジスタT4を介して、第1薄膜トランジスタのソース電極(ノードs)に対して充電を行ない、前記第1薄膜トランジスタT1のソース電極の電圧Vsと電源の正電圧OVDDが等しくなるようにする。第6薄膜トランジスタT6及び第2薄膜トランジスタT2が起動するため、OVSSは第6薄膜トランジスタT6及び第2薄膜トランジスタT2を介して、前記第1薄膜トランジスタT1のゲート電極(ノードg)に対して充電を行ない、即ち、前記第1薄膜トランジスタのゲート電極の電圧Vgと電源の負電圧OVSSが等しくなる。
第5薄膜トランジスタT5が起動することで、有機発光ダイオードD1は発光せず、本段階はノードgとノードsの電位の初期化を完了させる。
S103、閾値電圧記憶段階に入る。
図5及び図7に示すように、当該閾値電圧記憶段階、即ち期間t1−t2では、前記第1走査信号Scan1及び前記第2走査信号Scan2はいずれも低電位にあり、前記第3走査信号Scan3は高電位にある。
前記第1走査信号Scan1は低電位を提供し、前記第2薄膜トランジスタT2及び第5薄膜トランジスタT5はオンとなる。前記第2走査信号Scan2は低電位を提供し、前記第3薄膜トランジスタT3はオンとなる。前記第3走査信号Scan3は高電位を提供し、前記第4薄膜トランジスタT4及び第6薄膜トランジスタT6はオフとなる。
第4薄膜トランジスタT4がオフとなり、第3薄膜トランジスタT3が起動するため、Vdataは第3薄膜トランジスタT3を介して第1薄膜トランジスタのソース電極(ノードs)に対して充電を行ない、ノードsの電位Vsとデータ電圧Vdataが等しくなるようにし、即ち、前記第1薄膜トランジスタT1のソース電極の電圧と前記データ電圧が等しくなるようにする。第6薄膜トランジスタT6はオフとなり、第2薄膜トランジスタT2は起動し、ノードsとノードgとの間の差電圧が駆動薄膜トランジスタ(T1)の閾値電圧Vthとなるまで、ノードgの電位がT2、T1及びT3を介して充電されることとなる。
VsとVgは下記の式を満たし、
Figure 0006788755
ここで、Vs=Vdataであるため、
Vgは、
Figure 0006788755
となる。即ち、前記第1薄膜トランジスタT1のゲート電極の電圧はVdata−Vthに変化する。ここで、Vdataはデータ電圧を表し、Vthは前記第1薄膜トランジスタT1の閾値電圧を表す。
第5薄膜トランジスタT5が起動することで、有機発光ダイオードD1は発光せず、本段階は閾値電圧の記憶を完了させる。
S104、発光表示段階に入る。
図5及び図8に示すように、発光表示段階、即ち期間t2−t3では、前記第1走査信号Scan1及び前記第2走査信号Scan2はいずれも高電位にあり、前記第3走査信号Scan3は低電位にある。
前記第1走査信号Scan1は高電位を提供し、前記第2薄膜トランジスタT2及び第5薄膜トランジスタT5はオフとなる。前記第2走査信号Scan2は高電位を提供し、前記第3薄膜トランジスタT3はオフとなる。前記第3走査信号Scan3は低電位を提供し、前記第4薄膜トランジスタT4及び第6薄膜トランジスタT6はオンとなる。第5薄膜トランジスタT5がオフとなるため、有機発光ダイオードD1は発光し、且つ前記有機発光ダイオードを流れる電流と、前記第1薄膜トランジスタT1の閾値電圧が無関係になる。
具体的には、第3薄膜トランジスタT3及び第5薄膜トランジスタT5がオフとなり、第4薄膜トランジスタT4がオンとなるため、ノードsの電位Vsは下記のようになる。
Figure 0006788755
ここで、VOLEDは前記有機発光ダイオードD1の電圧を表し、即ち、前記第1薄膜トランジスタT1のソース電極の電圧は設定電圧に変化し、当該設定電圧は、前記電源の正電圧OVDDと前記有機発光ダイオードの電圧VOLEDとの間の差である。
第2薄膜トランジスタT2がオフとなるため、容量結合の法則から、ノードgの電位Vgは以下のように求められる。
Figure 0006788755
ここでδVは、以下の通りである。
Figure 0006788755
ここでδVは、前記第1薄膜トランジスタT1のソース電極の電圧がデータ電圧から前記設定電圧に変化した後に、前記第1薄膜トランジスタT1のゲート電極の電圧にもたらされる影響を表す。 C1は第1キャパシタの容量値を表し、C2は第2キャパシタの容量値を表す。
ノードsとノードgとの間の差電圧Vsgはこの際、以下のように変化する。
Figure 0006788755
このとき、有機発光ダイオードD1を流れる電流は、下記の式を満たす。
Figure 0006788755
上記の式を組み合わせて、最終的に求められる有機発光ダイオードD1を流れる電流は、以下の通りである。
Figure 0006788755
これから分かるように、有機発光ダイオードの電流は駆動薄膜トランジスタ(T1)の閾値電圧Vthと無関係であり、閾値電圧Vthの有機発光ダイオードに対する影響が取り除かれるため、パネル表示の均一性及び発光効率を向上させることができる。
本発明のAMOLEDピクセル駆動回路及びピクセル駆動方法において、現存するピクセル駆動回路を改善することにより、駆動薄膜トランジスタの閾値電圧による有機発光ダイオードへの影響を取り除くことができ、パネル表示の均一性を向上させ、加えて、OLED部品の劣化に伴うパネルにおける輝度の低下や、発光効率の低下等の問題を回避することができる。
以上のように、本発明はその好ましい実施形態を通じて上記において開示されたが、上述の好ましい実施形態は本発明を限定するためのものではない。本分野の通常の技術者は、本発明の趣旨及び範囲から逸脱しない限りにおいて、様々な変更及び修整を施すことができる。従って、本発明の保護範囲は、特許請求の範囲で定められた範囲を基準とする。

Claims (16)

  1. 第1薄膜トランジスタと、第2薄膜トランジスタと、第3薄膜トランジスタと、第4薄膜トランジスタと、第5薄膜トランジスタと、第6薄膜トランジスタと、第1キャパシタと、第2キャパシタと、有機発光ダイオードとを含むAMOLEDピクセル駆動回路であって、
    前記有機発光ダイオードのアノードは電源の正電圧を受け取り、前記有機発光ダイオードのアノードは前記第5薄膜トランジスタのソース電極に電気的に接続されており、前記有機発光ダイオードのカソードは、前記第5薄膜トランジスタのドレイン電極及び前記第4薄膜トランジスタのソース電極にそれぞれ電気的に接続されており、前記第5薄膜トランジスタのゲート電極は第1走査信号を受信し、
    前記第4薄膜トランジスタのゲート電極は第3走査信号を受信し、前記第4薄膜トランジスタのドレイン電極は、前記第2キャパシタの一端、前記第3薄膜トランジスタのドレイン電極、及び前記第1薄膜トランジスタのソース電極にそれぞれ電気的に接続されており、
    前記第3薄膜トランジスタのゲート電極は第2走査信号を受信し、前記第3薄膜トランジスタのソース電極はデータ電圧を受け取り、
    前記第2キャパシタの他端は前記第1キャパシタの一端に電気的に接続されており、前記第1キャパシタの他端は接地されており、
    前記第1薄膜トランジスタのゲート電極は、前記第2キャパシタと前記第1キャパシタとの間にあるノードに電気的に接続されており、前記第1薄膜トランジスタのドレイン電極は、前記第2薄膜トランジスタのソース電極及び前記第6薄膜トランジスタのドレイン電極にそれぞれ電気的に接続されており、
    前記第2薄膜トランジスタのゲート電極は第1走査信号を受信し、前記第2薄膜トランジスタのドレイン電極は、前記第2キャパシタと前記第1キャパシタとの間にあるノードに電気的に接続されており、
    前記第6薄膜トランジスタのゲート電極は第3走査信号を受信し、前記第6薄膜トランジスタのソース電極は電源の負電圧を受け取り、
    前記第1薄膜トランジスタは駆動薄膜トランジスタであり、前記第5薄膜トランジスタはスイッチング薄膜トランジスタであり、前記第1薄膜トランジスタ、前記第2薄膜トランジスタ、前記第3薄膜トランジスタ、前記第4薄膜トランジスタ、前記第5薄膜トランジスタ及び前記第6薄膜トランジスタはいずれも、P型薄膜トランジスタであることを特徴とするAMOLEDピクセル駆動回路。
  2. 前記第1薄膜トランジスタ、前記第2薄膜トランジスタ、前記第3薄膜トランジスタ、前記第4薄膜トランジスタ、前記第5薄膜トランジスタ及び前記第6薄膜トランジスタはいずれも、低温ポリシリコン薄膜トランジスタ、酸化物半導体薄膜トランジスタ及びアモルファスシリコン薄膜トランジスタの内のいずれかであることを特徴とする請求項1に記載のAMOLEDピクセル駆動回路。
  3. 前記第1走査信号、前記第2走査信号及び前記第3走査信号はいずれも、外部のタイミングコントローラによって生成されることを特徴とする請求項1に記載のAMOLEDピクセル駆動回路。
  4. 前記第1走査信号、前記第2走査信号及び前記第3走査信号は組み合わさり、順に初期化段階、閾値電圧記憶段階、及び発光表示段階に対応しており、
    前記初期化段階において、前記第1走査信号及び前記第3走査信号はいずれも低電位にあり、前記第2走査信号は高電位にあり、
    前記閾値電圧記憶段階において、前記第1走査信号及び前記第2走査信号はいずれも低電位にあり、前記第3走査信号は高電位にあり、
    前記発光表示段階において、前記第1走査信号及び前記第2走査信号はいずれも高電位にあり、前記第3走査信号は低電位にあることを特徴とする請求項1に記載のAMOLEDピクセル駆動回路。
  5. 第1薄膜トランジスタと、第2薄膜トランジスタと、第3薄膜トランジスタと、第4薄膜トランジスタと、第5薄膜トランジスタと、第6薄膜トランジスタと、第1キャパシタと、第2キャパシタと、有機発光ダイオードとを含むAMOLEDピクセル駆動回路であって、
    前記有機発光ダイオードのアノードは電源の正電圧を受け取り、前記有機発光ダイオードのアノードは前記第5薄膜トランジスタのソース電極に電気的に接続されており、前記有機発光ダイオードのカソードは、前記第5薄膜トランジスタのドレイン電極及び前記第4薄膜トランジスタのソース電極にそれぞれ電気的に接続されており、前記第5薄膜トランジスタのゲート電極は第1走査信号を受信し、
    前記第4薄膜トランジスタのゲート電極は第3走査信号を受信し、前記第4薄膜トランジスタのドレイン電極は、前記第2キャパシタの一端、前記第3薄膜トランジスタのドレイン電極、及び前記第1薄膜トランジスタのソース電極にそれぞれ電気的に接続されており、
    前記第3薄膜トランジスタのゲート電極は第2走査信号を受信し、前記第3薄膜トランジスタのソース電極はデータ電圧を受け取り、
    前記第2キャパシタの他端は前記第1キャパシタの一端に電気的に接続されており、前記第1キャパシタの他端は接地されており、
    前記第1薄膜トランジスタのゲート電極は、前記第2キャパシタと前記第1キャパシタとの間にあるノードに電気的に接続されており、前記第1薄膜トランジスタのドレイン電極は、前記第2薄膜トランジスタのソース電極及び前記第6薄膜トランジスタのドレイン電極にそれぞれ電気的に接続されており、
    前記第2薄膜トランジスタのゲート電極は第1走査信号を受信し、前記第2薄膜トランジスタのドレイン電極は、前記第2キャパシタと前記第1キャパシタとの間にあるノードに電気的に接続されており、
    前記第6薄膜トランジスタのゲート電極は第3走査信号を受信し、前記第6薄膜トランジスタのソース電極は電源の負電圧を受け取ることを特徴とするAMOLEDピクセル駆動回路。
  6. 前記第1薄膜トランジスタ、前記第2薄膜トランジスタ、前記第3薄膜トランジスタ、前記第4薄膜トランジスタ、前記第5薄膜トランジスタ及び前記第6薄膜トランジスタはいずれも、低温ポリシリコン薄膜トランジスタ、酸化物半導体薄膜トランジスタ及びアモルファスシリコン薄膜トランジスタの内のいずれかであることを特徴とする請求項5に記載のAMOLEDピクセル駆動回路。
  7. 前記第1走査信号、前記第2走査信号及び前記第3走査信号はいずれも、外部のタイミングコントローラによって生成されることを特徴とする請求項5に記載のAMOLEDピクセル駆動回路。
  8. 前記第1薄膜トランジスタ、前記第2薄膜トランジスタ、前記第3薄膜トランジスタ、前記第4薄膜トランジスタ、前記第5薄膜トランジスタ及び前記第6薄膜トランジスタはいずれも、P型薄膜トランジスタであることを特徴とする請求項5に記載のAMOLEDピクセル駆動回路。
  9. 前記第1走査信号、前記第2走査信号及び前記第3走査信号は組み合わさり、順に初期化段階、閾値電圧記憶段階、及び発光表示段階に対応しており、
    前記初期化段階において、前記第1走査信号及び前記第3走査信号はいずれも低電位にあり、前記第2走査信号は高電位にあり、
    前記閾値電圧記憶段階において、前記第1走査信号及び前記第2走査信号はいずれも低電位にあり、前記第3走査信号は高電位にあり、
    前記発光表示段階において、前記第1走査信号及び前記第2走査信号はいずれも高電位にあり、前記第3走査信号は低電位にあることを特徴とする請求項8に記載のAMOLEDピクセル駆動回路。
  10. 前記第1薄膜トランジスタは駆動薄膜トランジスタであり、前記第5薄膜トランジスタはスイッチング薄膜トランジスタであることを特徴とする請求項5に記載のAMOLEDピクセル駆動回路。
  11. AMOLEDピクセル駆動回路を提供するステップと、
    初期化段階に入るステップと、
    閾値電圧記憶段階に入るステップと、
    発光表示段階に入るステップと、を含むAMOLEDピクセル駆動方法であって、
    前記AMOLEDピクセル駆動回路は、第1薄膜トランジスタと、第2薄膜トランジスタと、第3薄膜トランジスタと、第4薄膜トランジスタと、第5薄膜トランジスタと、第6薄膜トランジスタと、第1キャパシタと、第2キャパシタと、有機発光ダイオードとを含み、
    前記有機発光ダイオードのアノードは電源の正電圧を受け取り、前記有機発光ダイオードのアノードは前記第5薄膜トランジスタのソース電極に電気的に接続されており、前記有機発光ダイオードのカソードは、前記第5薄膜トランジスタのドレイン電極及び前記第4薄膜トランジスタのソース電極にそれぞれ電気的に接続されており、前記第5薄膜トランジスタのゲート電極は第1走査信号を受信し、
    前記第4薄膜トランジスタのゲート電極は第3走査信号を受信し、前記第4薄膜トランジスタのドレイン電極は、前記第2キャパシタの一端、前記第3薄膜トランジスタのドレイン電極、及び前記第1薄膜トランジスタのソース電極にそれぞれ電気的に接続されており、
    前記第3薄膜トランジスタのゲート電極は第2走査信号を受信し、前記第3薄膜トランジスタのソース電極はデータ電圧を受け取り、
    前記第2キャパシタの他端は前記第1キャパシタの一端に電気的に接続されており、前記第1キャパシタの他端は接地されており、
    前記第1薄膜トランジスタのゲート電極は、前記第2キャパシタと前記第1キャパシタとの間にあるノードに電気的に接続されており、前記第1薄膜トランジスタのドレイン電極は、前記第2薄膜トランジスタのソース電極及び前記第6薄膜トランジスタのドレイン電極にそれぞれ電気的に接続されており、
    前記第2薄膜トランジスタのゲート電極は第1走査信号を受信し、前記第2薄膜トランジスタのドレイン電極は、前記第2キャパシタと前記第1キャパシタとの間にあるノードに電気的に接続されており、
    前記第6薄膜トランジスタのゲート電極は第3走査信号を受信し、前記第6薄膜トランジスタのソース電極は電源の負電圧を受け取り、
    前記初期化段階において、前記第1走査信号は低電位を提供し、前記第2薄膜トランジスタ及び第5薄膜トランジスタはオンとなり、前記第2走査信号は高電位を提供し、前記第3薄膜トランジスタはオフとなり、前記第3走査信号は低電位を提供し、前記第4薄膜トランジスタ及び前記第6薄膜トランジスタはオンとなり、前記第1薄膜トランジスタのソース電極の電圧と前記電源の正電圧が等しくなり、前記第1薄膜トランジスタのゲート電極の電圧と前記電源の負電圧が等しくなり、
    前記閾値電圧記憶段階において、前記第1走査信号は低電位を提供し、前記第2薄膜トランジスタ及び第5薄膜トランジスタはオンとなり、前記第2走査信号は低電位を提供し、前記第3薄膜トランジスタはオンとなり、前記第3走査信号は高電位を提供し、前記第4薄膜トランジスタ及び第6薄膜トランジスタはオフとなり、前記第1薄膜トランジスタのソース電極の電圧と前記データ電圧が等しくなり、前記第1薄膜トランジスタのゲート電極の電圧はVdata−Vthに変化し、Vdataはデータ電圧を表し、Vthは前記第1薄膜トランジスタの閾値電圧を表し、
    前記発光表示段階において、前記第1走査信号は高電位を提供し、前記第2薄膜トランジスタ及び前記第5薄膜トランジスタはオフとなり、前記第2走査信号は高電位を提供し、前記第3薄膜トランジスタはオフとなり、前記第3走査信号は低電位を提供し、前記第4薄膜トランジスタ及び前記第6薄膜トランジスタはオンとなり、前記有機発光ダイオードが発光し、且つ前記有機発光ダイオードを流れる電流と、前記第1薄膜トランジスタの閾値電圧が無関係になることを特徴とするAMOLEDピクセル駆動方法。
  12. 前記発光表示段階において、前記第1薄膜トランジスタのソース電極の電圧は設定電圧に変化し、当該設定電圧は、前記電源の正電圧と前記有機発光ダイオードの電圧との間の差であり、前記第1薄膜トランジスタのゲート電極の電圧がVdata−Vth+δVに変化することで、前記有機発光ダイオードを流れる電流と、前記第1薄膜トランジスタの閾値電圧とを無関係なものとし、δVは、前記第1薄膜トランジスタのソース電極の電圧が前記データ電圧から前記設定電圧に変化した後に、前記第1薄膜トランジスタのゲート電極の電圧にもたらされる影響を表すことを特徴とする請求項11に記載のAMOLEDピクセル駆動方法。
  13. 前記第1薄膜トランジスタ、前記第2薄膜トランジスタ、前記第3薄膜トランジスタ、前記第4薄膜トランジスタ、前記第5薄膜トランジスタ及び前記第6薄膜トランジスタはいずれも、低温ポリシリコン薄膜トランジスタ、酸化物半導体薄膜トランジスタ及びアモルファスシリコン薄膜トランジスタの内のいずれかであることを特徴とする請求項11に記載のAMOLEDピクセル駆動方法。
  14. 前記第1走査信号、前記第2走査信号及び前記第3走査信号はいずれも、外部のタイミングコントローラによって生成されることを特徴とする請求項11に記載のAMOLEDピクセル駆動方法。
  15. 前記第1薄膜トランジスタは駆動薄膜トランジスタであり、前記第5薄膜トランジスタはスイッチング薄膜トランジスタであることを特徴とする請求項11に記載のAMOLEDピクセル駆動方法。
  16. 前記第1薄膜トランジスタ、前記第2薄膜トランジスタ、前記第3薄膜トランジスタ、前記第4薄膜トランジスタ、前記第5薄膜トランジスタ及び前記第6薄膜トランジスタはいずれも、P型薄膜トランジスタであることを特徴とする請求項11に記載のAMOLEDピクセル駆動方法。
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