JPH0854835A - アクティブマトリクス型電流制御型発光素子の駆動回路 - Google Patents
アクティブマトリクス型電流制御型発光素子の駆動回路Info
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- JPH0854835A JPH0854835A JP6206078A JP20607894A JPH0854835A JP H0854835 A JPH0854835 A JP H0854835A JP 6206078 A JP6206078 A JP 6206078A JP 20607894 A JP20607894 A JP 20607894A JP H0854835 A JPH0854835 A JP H0854835A
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
- Y02B20/30—Semiconductor lamps, e.g. solid state lamps [SSL] light emitting diodes [LED] or organic LED [OLED]
Landscapes
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
- Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
- Control Of El Displays (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】階調表示を行うアクティブマトリクス型の発光
素子駆動回路において、最大輝度時に回路に流れる電流
を従来の駆動回路よりも小さくする。更に共通電極に流
れる最大電流を従来よりも小さくし、共通電極の抵抗成
分により生じる電圧降下に伴う駆動回路の上昇を抑える
駆動回路を提供すること。 【構成】アクティブマトリクス型の発光素子駆動回路の
電流制御部において、定電流源を設け、発光素子を１又
は複数の電流制御トランジスタと電気的に並列形態に接
続し、１又は複数の電流制御トランジスタのドレイン電
極と発光素子の一側の電極との共通接続点に定電流源を
接続して成る。電流制御トランジスタのソース電極と発
光素子の他側の電極が共通電極に共通接続される。
素子駆動回路において、最大輝度時に回路に流れる電流
を従来の駆動回路よりも小さくする。更に共通電極に流
れる最大電流を従来よりも小さくし、共通電極の抵抗成
分により生じる電圧降下に伴う駆動回路の上昇を抑える
駆動回路を提供すること。 【構成】アクティブマトリクス型の発光素子駆動回路の
電流制御部において、定電流源を設け、発光素子を１又
は複数の電流制御トランジスタと電気的に並列形態に接
続し、１又は複数の電流制御トランジスタのドレイン電
極と発光素子の一側の電極との共通接続点に定電流源を
接続して成る。電流制御トランジスタのソース電極と発
光素子の他側の電極が共通電極に共通接続される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ディスプレイに用いら
れる発光素子の駆動装置に関し、特に有機及び無機ＥＬ
（エレクトロルミネンス）、又はＬＥＤ（発光ダイオー
ド）等のような発光輝度が素子を流れる電流により制御
される電流制御型発光素子の駆動回路に関する。
れる発光素子の駆動装置に関し、特に有機及び無機ＥＬ
（エレクトロルミネンス）、又はＬＥＤ（発光ダイオー
ド）等のような発光輝度が素子を流れる電流により制御
される電流制御型発光素子の駆動回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】有機及び無機ＥＬ、又はＬＥＤ等のよう
な発光素子をアレイ状に組み合わせ、ドットマトリクス
により文字表示を行うディスプレイは、テレビ、携帯端
末等に広く利用されている。
な発光素子をアレイ状に組み合わせ、ドットマトリクス
により文字表示を行うディスプレイは、テレビ、携帯端
末等に広く利用されている。
【０００３】特に、自発光素子を用いたこれらのディス
プレイは、液晶を用いたディスプレイと異なり、照明の
ためのバックライトを必要としない、視野角が広い等の
特徴を有し、注目を集めている。
プレイは、液晶を用いたディスプレイと異なり、照明の
ためのバックライトを必要としない、視野角が広い等の
特徴を有し、注目を集めている。
【０００４】中でも、トランジスタ等とこれらの発光素
子とを組み合わせてスタティック駆動を行うアクティブ
マトリクス型と呼ばれるディスプレイは、ダイナミック
駆動を行う単純マトリクス駆動のディスプレイと比較し
て、高輝度、高コントラスト、高精細等の優位性を持っ
ており近年注目されている。
子とを組み合わせてスタティック駆動を行うアクティブ
マトリクス型と呼ばれるディスプレイは、ダイナミック
駆動を行う単純マトリクス駆動のディスプレイと比較し
て、高輝度、高コントラスト、高精細等の優位性を持っ
ており近年注目されている。
【０００５】この種のディスプレイの従来例として、図
７に、Society for Information Display発行の1990年
秋期大会予稿集『Eurodisplay '90』の第216〜219頁の
発表から引用した、発光素子にＥＬを使用したアクティ
ブマトリクス型ディスプレイの発光素子駆動回路を示
す。
７に、Society for Information Display発行の1990年
秋期大会予稿集『Eurodisplay '90』の第216〜219頁の
発表から引用した、発光素子にＥＬを使用したアクティ
ブマトリクス型ディスプレイの発光素子駆動回路を示
す。
【０００６】図７を参照して、この駆動回路では、トラ
ンジスタ３５のゲートに接続された走査線３６が選択さ
れて活性化されると、トランジスタ３５がオン状態とな
り、トランジスタ３５に接続されたデータ線３７から信
号がコンデンサ３８に書き込まれる。コンデンサ３８は
トランジスタ４１のゲート・ソース間電圧を決定する。
ンジスタ３５のゲートに接続された走査線３６が選択さ
れて活性化されると、トランジスタ３５がオン状態とな
り、トランジスタ３５に接続されたデータ線３７から信
号がコンデンサ３８に書き込まれる。コンデンサ３８は
トランジスタ４１のゲート・ソース間電圧を決定する。
【０００７】そして、走査線３６が非選択となりトラン
ジスタ３５がオフ状態になると、コンデンサ３８の両端
間の電圧は次の周期に走査線３６が選択されるまで保持
される。
ジスタ３５がオフ状態になると、コンデンサ３８の両端
間の電圧は次の周期に走査線３６が選択されるまで保持
される。
【０００８】コンデンサ３８の両端間の電圧に応じて、
電源電極３９→ＥＬ素子４０→トランジスタ４１のドレ
イン−ソース→共通電極４２という経路に沿って電流が
流れ、この電流によりＥＬ素子４０が発光する。
電源電極３９→ＥＬ素子４０→トランジスタ４１のドレ
イン−ソース→共通電極４２という経路に沿って電流が
流れ、この電流によりＥＬ素子４０が発光する。
【０００９】一般的にコンピュータの端末、パソコンの
モニタ、テレビ等の動画表示を行うためには、各画素の
輝度が変化する階調表示が出来ることが望ましい。
モニタ、テレビ等の動画表示を行うためには、各画素の
輝度が変化する階調表示が出来ることが望ましい。
【００１０】図７の駆動回路において階調表示を行うに
は、トランジスタ４１のゲート・ソース電極間に閾値付
近の電圧を印加する必要がある。
は、トランジスタ４１のゲート・ソース電極間に閾値付
近の電圧を印加する必要がある。
【００１１】しかし、トランジスタのゲート電圧・ソー
ス電流特性に、図８に示すようなばらつきがあると、例
えば図７のトランジスタ４１のゲート電極にゲート電圧
ＶＡを印加した場合、トランジスタ４１に流れる電流は
ＩＡ（実線で示す曲線とＶＡとの交点）とＩＢ（破線で
示す曲線とＶＡとの交点）のように異なるため、ＥＬ素
子４０に流れる電流も変わり、本来ならば同じ輝度であ
るはずの領域の輝度が異なり、このため、例えば輝度む
ら等の画質劣化が生じることになる。
ス電流特性に、図８に示すようなばらつきがあると、例
えば図７のトランジスタ４１のゲート電極にゲート電圧
ＶＡを印加した場合、トランジスタ４１に流れる電流は
ＩＡ（実線で示す曲線とＶＡとの交点）とＩＢ（破線で
示す曲線とＶＡとの交点）のように異なるため、ＥＬ素
子４０に流れる電流も変わり、本来ならば同じ輝度であ
るはずの領域の輝度が異なり、このため、例えば輝度む
ら等の画質劣化が生じることになる。
【００１２】この問題を解決するため、特開平２−１４
８６８７号公報には、素子の閾値付近でのばらつきがあ
っても、この影響を受けずに階調表示を行うＥＬディス
プレイ装置が提案されている。
８６８７号公報には、素子の閾値付近でのばらつきがあ
っても、この影響を受けずに階調表示を行うＥＬディス
プレイ装置が提案されている。
【００１３】図９を参照して、特開平２−１４８６８７
号公報に提案される回路を説明する。図９は、図７の点
線内の電流制御回路４３に対応する回路部を示してお
り、１６階調表示を行う場合についての例を示すもので
あり、データ線の本数は４本に増加している。
号公報に提案される回路を説明する。図９は、図７の点
線内の電流制御回路４３に対応する回路部を示してお
り、１６階調表示を行う場合についての例を示すもので
あり、データ線の本数は４本に増加している。
【００１４】図９において、４４〜４７は発光素子駆動
用のトランジスタ、４８はカレントミラー回路、４９は
発光素子、５０はトランジスタの各ソース端子及び発光
素子が接続された共通電極の抵抗成分である。トランジ
スタ４４〜４７のドレイン電極は共通接続されてカレン
トミラー回路４８の入力端に接続されている。
用のトランジスタ、４８はカレントミラー回路、４９は
発光素子、５０はトランジスタの各ソース端子及び発光
素子が接続された共通電極の抵抗成分である。トランジ
スタ４４〜４７のドレイン電極は共通接続されてカレン
トミラー回路４８の入力端に接続されている。
【００１５】図９において、４ビット入力より階調に対
応した組み合わせの信号電圧がトランジスタ４４〜４７
のゲート電圧として印加される。そして、トランジスタ
４４〜４７のうちオン状態のトランジスタに流れる電流
の合計値と同一の電流値がカレントミラー回路４８の出
力端から発光素子４９に供給され、その電流値に応じて
発光素子４９が発光する。
応した組み合わせの信号電圧がトランジスタ４４〜４７
のゲート電圧として印加される。そして、トランジスタ
４４〜４７のうちオン状態のトランジスタに流れる電流
の合計値と同一の電流値がカレントミラー回路４８の出
力端から発光素子４９に供給され、その電流値に応じて
発光素子４９が発光する。
【００１６】例えばトランジスタ４４〜４７がオン時の
電流値の対数をとった値をそれぞれ倍になるようにすれ
ば（即ち、Ｉ２はＩ１の２倍、Ｉ３はＩ２の２倍（＝Ｉ
１の２2倍）、Ｉ４はＩ３の２倍（＝Ｉ１の２3倍）とす
れば）、トランジスタ４４〜４７のオンする組み合わせ
により１６階調の表示を行うことができる。なお、Ｉ１
〜Ｉ４はトランジスタ４４〜４７がオン状態時のソース
電流をそれぞれ表している。
電流値の対数をとった値をそれぞれ倍になるようにすれ
ば（即ち、Ｉ２はＩ１の２倍、Ｉ３はＩ２の２倍（＝Ｉ
１の２2倍）、Ｉ４はＩ３の２倍（＝Ｉ１の２3倍）とす
れば）、トランジスタ４４〜４７のオンする組み合わせ
により１６階調の表示を行うことができる。なお、Ｉ１
〜Ｉ４はトランジスタ４４〜４７がオン状態時のソース
電流をそれぞれ表している。
【００１７】このときトランジスタを図８のゲート電圧
ＶＢに対応する電流が飽和した領域の電圧で使用するよ
うにすれば、トランジスタの閾値付近での特性がばらつ
いていても、その影響を受けるがことなく、輝度のばら
つきも生じない。
ＶＢに対応する電流が飽和した領域の電圧で使用するよ
うにすれば、トランジスタの閾値付近での特性がばらつ
いていても、その影響を受けるがことなく、輝度のばら
つきも生じない。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】上述の駆動回路におい
て発光素子が最大輝度になった場合、回路にはトランジ
スタ４４〜４７のソース電流Ｉ１〜Ｉ４とカレントミラ
ー回路４８に流れる電流（Ｉ１＋Ｉ２＋Ｉ３＋Ｉ４）の
合計（Ｉ１＋Ｉ２＋Ｉ３＋Ｉ４）×２の電流が流れる。
て発光素子が最大輝度になった場合、回路にはトランジ
スタ４４〜４７のソース電流Ｉ１〜Ｉ４とカレントミラ
ー回路４８に流れる電流（Ｉ１＋Ｉ２＋Ｉ３＋Ｉ４）の
合計（Ｉ１＋Ｉ２＋Ｉ３＋Ｉ４）×２の電流が流れる。
【００１９】この場合、実際に素子の発光に寄与してい
る電流は（Ｉ１＋Ｉ２＋Ｉ３＋Ｉ４）であり、残りの
（Ｉ１＋Ｉ２＋Ｉ３＋Ｉ４）の電流はトランジスタで消
費され、発光には寄与しない。
る電流は（Ｉ１＋Ｉ２＋Ｉ３＋Ｉ４）であり、残りの
（Ｉ１＋Ｉ２＋Ｉ３＋Ｉ４）の電流はトランジスタで消
費され、発光には寄与しない。
【００２０】近時パソコン、ワークステーション等の端
末では、表示画面の背景を白とし、文字等を黒で表示す
る表示方法が多く用いられているが、このような表示方
法を上記駆動回路で行なう場合、発光に寄与しない消費
電力が増大するという問題が生じる。
末では、表示画面の背景を白とし、文字等を黒で表示す
る表示方法が多く用いられているが、このような表示方
法を上記駆動回路で行なう場合、発光に寄与しない消費
電力が増大するという問題が生じる。
【００２１】更に、トランジスタ４４〜４７と発光素子
４９の端子のうちカレントミラー回路４８に接続されて
いない側の端子が共通に接続される共通電極は抵抗５０
を有するため、電流が流れることにより共通電極におい
て電圧降下が生じる。
４９の端子のうちカレントミラー回路４８に接続されて
いない側の端子が共通に接続される共通電極は抵抗５０
を有するため、電流が流れることにより共通電極におい
て電圧降下が生じる。
【００２２】この駆動回路において輝度が変化すると、
抵抗５０で生じる電圧降下が変動するため、駆動電圧
は、輝度が低い場合は小さいが、輝度が高い場合には大
きくなるというように、輝度依存性を持つことになる。
抵抗５０で生じる電圧降下が変動するため、駆動電圧
は、輝度が低い場合は小さいが、輝度が高い場合には大
きくなるというように、輝度依存性を持つことになる。
【００２３】更に、上記例では、発光素子が１つの場合
について説明を行ったが、複数の駆動回路が接続された
場合には、別の発光素子の輝度によりトランジスタの駆
動電圧が変化するという問題も生じる。
について説明を行ったが、複数の駆動回路が接続された
場合には、別の発光素子の輝度によりトランジスタの駆
動電圧が変化するという問題も生じる。
【００２４】従って、本発明は、前記問題点を解消し、
階調表示を行うアクティブマトリクス型の発光素子の駆
動回路において、最大輝度時に回路に流れる電流を従来
の駆動回路よりも小さくする駆動回路を提供することを
目的とする。更に本発明は、共通電極に流れる最大電流
を従来よりも小さくし、共通電極の抵抗成分により生じ
る電圧降下に伴う駆動回路の上昇を抑える駆動回路を提
供することを目的とする。
階調表示を行うアクティブマトリクス型の発光素子の駆
動回路において、最大輝度時に回路に流れる電流を従来
の駆動回路よりも小さくする駆動回路を提供することを
目的とする。更に本発明は、共通電極に流れる最大電流
を従来よりも小さくし、共通電極の抵抗成分により生じ
る電圧降下に伴う駆動回路の上昇を抑える駆動回路を提
供することを目的とする。
【００２５】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の電流制御型発光素子の駆動回路は、素子に
流れる電流に応じて輝度が変化する発光素子からなる画
素を選択するための走査線と、前記画素を駆動するため
の電圧を供給するデータ線とが基板上にマトリクス状に
配設され、前記走査線と前記データ線との交差部に、前
記発光素子に流れる電流を制御する電流制御トランジス
タと、前記データ線に印加された電圧を前記走査線が選
択時に前記電流制御トランジスタの動作電流を決定する
制御電極に印加するスイッチングトランジスタと、前記
発光素子と、を含むアクティブマトリクス型の電流制御
型発光素子の駆動回路において、前記電流制御トランジ
スタを１又は複数備え、前記発光素子は前記１又は複数
の電流制御トランジスタと互いに電気的に並列形態に接
続され、前記１又は複数の電流制御トランジスタの電流
が流れる電極と前記発光素子の一側の電極との共通接続
点に定電流源を接続して成ることを特徴とするものであ
る。
め、本発明の電流制御型発光素子の駆動回路は、素子に
流れる電流に応じて輝度が変化する発光素子からなる画
素を選択するための走査線と、前記画素を駆動するため
の電圧を供給するデータ線とが基板上にマトリクス状に
配設され、前記走査線と前記データ線との交差部に、前
記発光素子に流れる電流を制御する電流制御トランジス
タと、前記データ線に印加された電圧を前記走査線が選
択時に前記電流制御トランジスタの動作電流を決定する
制御電極に印加するスイッチングトランジスタと、前記
発光素子と、を含むアクティブマトリクス型の電流制御
型発光素子の駆動回路において、前記電流制御トランジ
スタを１又は複数備え、前記発光素子は前記１又は複数
の電流制御トランジスタと互いに電気的に並列形態に接
続され、前記１又は複数の電流制御トランジスタの電流
が流れる電極と前記発光素子の一側の電極との共通接続
点に定電流源を接続して成ることを特徴とするものであ
る。
【００２６】また、本発明においては、前記１又は複数
の電流制御トランジスタの電流が流れる他側の電極と前
記発光素子の他側の電極が共通電極に共通接続されてい
ることを特徴としている。前記１又は複数の電流制御ト
ランジスタの電流が流れる他側の電極は、例えば電流制
御トランジスタがｎチャネル型トランジスタの場合、好
ましくはソース電極とされる。
の電流制御トランジスタの電流が流れる他側の電極と前
記発光素子の他側の電極が共通電極に共通接続されてい
ることを特徴としている。前記１又は複数の電流制御ト
ランジスタの電流が流れる他側の電極は、例えば電流制
御トランジスタがｎチャネル型トランジスタの場合、好
ましくはソース電極とされる。
【００２７】さらに、本発明においては、前記１又は複
数の電流制御トランジスタに流れるオン電流の合計が前
記定電流源が供給する定電流値に略等しいか又はそれ以
上とされ、前記１又は複数の電流制御トランジスタが全
てオン状態時に前記発光素子が発光しないように制御さ
れることを特徴とする。
数の電流制御トランジスタに流れるオン電流の合計が前
記定電流源が供給する定電流値に略等しいか又はそれ以
上とされ、前記１又は複数の電流制御トランジスタが全
てオン状態時に前記発光素子が発光しないように制御さ
れることを特徴とする。
【００２８】そして、本発明においては、好ましくは、
前記データ線の信号電圧に、共通電極の抵抗成分に定電
流源の一定電流値を乗じて成る電圧が直流バイアス電圧
として印加される。
前記データ線の信号電圧に、共通電極の抵抗成分に定電
流源の一定電流値を乗じて成る電圧が直流バイアス電圧
として印加される。
【００２９】さらにまた、本発明は、前記電流制御型発
光素子の駆動回路を複数個用いた発光素子アレイであっ
て、前記電流制御型発光素子の電流を決定する前記電流
制御トランジスタのソース電極が共通に接続されている
ことを特徴とする電流制御型発光素子アレイを提供す
る。
光素子の駆動回路を複数個用いた発光素子アレイであっ
て、前記電流制御型発光素子の電流を決定する前記電流
制御トランジスタのソース電極が共通に接続されている
ことを特徴とする電流制御型発光素子アレイを提供す
る。
【００３０】
【作用】上記構成のもと、本発明によれば、発光素子が
最大輝度時には、従来例のように電流制御トランジスタ
には電流が流れず、発光素子にのみ電流が流れるように
構成されているため、回路の消費電力を低減化すること
が出来る。例えば本発明に係る回路を用いてアレイを構
成し、表示画面において白背景に黒の文字という様な表
示を行った場合、アレイでの消費電力を従来よりも大幅
に低減することが出来る。
最大輝度時には、従来例のように電流制御トランジスタ
には電流が流れず、発光素子にのみ電流が流れるように
構成されているため、回路の消費電力を低減化すること
が出来る。例えば本発明に係る回路を用いてアレイを構
成し、表示画面において白背景に黒の文字という様な表
示を行った場合、アレイでの消費電力を従来よりも大幅
に低減することが出来る。
【００３１】更に、本発明によれば、共通電極に流れる
最大電流を従来例よりも小さくすることが出来るため、
共通電極の抵抗成分により生じる電圧降下に伴う駆動電
圧の上昇を抑えることが出来る。そして、本発明によれ
ば、共通電極での電圧降下は表示によらず一定とされる
ため、駆動電圧を容易に補正することができる。
最大電流を従来例よりも小さくすることが出来るため、
共通電極の抵抗成分により生じる電圧降下に伴う駆動電
圧の上昇を抑えることが出来る。そして、本発明によれ
ば、共通電極での電圧降下は表示によらず一定とされる
ため、駆動電圧を容易に補正することができる。
【００３２】
【実施例】図面を参照して、本発明の実施例を以下に説
明する。
明する。
【００３３】
【実施例１】図１は本発明の第１の実施例の回路図であ
り、発光素子として電荷注入型の有機薄膜ＥＬ素子（以
下「有機薄膜ＥＬ素子」と略記する）を用いた場合のも
のである。
り、発光素子として電荷注入型の有機薄膜ＥＬ素子（以
下「有機薄膜ＥＬ素子」と略記する）を用いた場合のも
のである。
【００３４】図１において、１は発光素子である有機薄
膜ＥＬ素子、２は有機薄膜ＥＬ素子１に流れる電流を制
御するトランジスタ、３は有機薄膜ＥＬ素子１及びトラ
ンジスタ２に流れる電流として一定電流を供給する定電
流回路（「定電流源」ともいう）、４はトランジスタ２
のゲート・ソース間電圧を決定するコンデンサ、５はコ
ンデンサ４に信号電圧を供給するスイッチングトランジ
スタ、６はスイッチングトランジスタ５を選択する走査
信号を供給する走査線、７は走査線６がオンとされ選択
されたスイッチングトランジスタ５を介してコンデンサ
４に電荷を供給するデータ線、８は有機薄膜ＥＬ素子１
に電流を供給する電源電極、９はデータ線７との間の電
位差でトランジスタの動作点を決定する共通電極であ
る。
膜ＥＬ素子、２は有機薄膜ＥＬ素子１に流れる電流を制
御するトランジスタ、３は有機薄膜ＥＬ素子１及びトラ
ンジスタ２に流れる電流として一定電流を供給する定電
流回路（「定電流源」ともいう）、４はトランジスタ２
のゲート・ソース間電圧を決定するコンデンサ、５はコ
ンデンサ４に信号電圧を供給するスイッチングトランジ
スタ、６はスイッチングトランジスタ５を選択する走査
信号を供給する走査線、７は走査線６がオンとされ選択
されたスイッチングトランジスタ５を介してコンデンサ
４に電荷を供給するデータ線、８は有機薄膜ＥＬ素子１
に電流を供給する電源電極、９はデータ線７との間の電
位差でトランジスタの動作点を決定する共通電極であ
る。
【００３５】ここで、トランジスタ２のゲート電圧とソ
ース電流の関係が図２に示すようなものとされ、また、
有機薄膜ＥＬ素子１に流れる電流密度と輝度の関係が図
３に示すような関係にあるものとする。なお、図２にお
いて、縦軸のソース電流の目盛り（単位はｍＡ）は対数
表示とされ、数値１Ｅ−３、１Ｅ−５等はそれぞれ１×
１０-3、１×１０-5を表わす。
ース電流の関係が図２に示すようなものとされ、また、
有機薄膜ＥＬ素子１に流れる電流密度と輝度の関係が図
３に示すような関係にあるものとする。なお、図２にお
いて、縦軸のソース電流の目盛り（単位はｍＡ）は対数
表示とされ、数値１Ｅ−３、１Ｅ−５等はそれぞれ１×
１０-3、１×１０-5を表わす。
【００３６】また、以下では、本実施例として、有機薄
膜ＥＬ素子１を、画素数が横６４０ドット、縦４８０ド
ットの対角サイズが２４ｃｍのノートパソコン用のディ
スプレイに使用する例について説明する。
膜ＥＬ素子１を、画素数が横６４０ドット、縦４８０ド
ットの対角サイズが２４ｃｍのノートパソコン用のディ
スプレイに使用する例について説明する。
【００３７】この場合、有機薄膜ＥＬ素子１の画素のサ
イズは３００μｍ×３００μｍである。
イズは３００μｍ×３００μｍである。
【００３８】ディスプレイに使用した場合の有機薄膜Ｅ
Ｌ素子１の発光輝度は、およそ１００（ｃｄ／ｍ2）必
要とされるため、図３より、有機薄膜ＥＬ素子１に流れ
る電流は最大で約１×１０-3（ｍＡ）であることがわか
る。
Ｌ素子１の発光輝度は、およそ１００（ｃｄ／ｍ2）必
要とされるため、図３より、有機薄膜ＥＬ素子１に流れ
る電流は最大で約１×１０-3（ｍＡ）であることがわか
る。
【００３９】上記条件を前提として、まず図１の定電流
回路３に流れる電流を１×１０-3（ｍＡ）に設定する。
回路３に流れる電流を１×１０-3（ｍＡ）に設定する。
【００４０】次に、本実施例に係る駆動回路の動作につ
いて説明する。
いて説明する。
【００４１】まず、トランジスタ２のゲート電圧が０
（Ｖ）の場合、図２を参照してトランジスタ２に流れる
電流はほぼ０とみなせるため、定電流回路３の電流は全
て有機薄膜ＥＬ素子１に流れる。
（Ｖ）の場合、図２を参照してトランジスタ２に流れる
電流はほぼ０とみなせるため、定電流回路３の電流は全
て有機薄膜ＥＬ素子１に流れる。
【００４２】このとき、図３を参照して、有機薄膜ＥＬ
素子１の輝度は約８０（ｃｄ／ｍ2）となる。
素子１の輝度は約８０（ｃｄ／ｍ2）となる。
【００４３】次に、トランジスタ２のゲート電圧が５
（Ｖ）のときは、図２を参照してトランジスタ２には約
２×１０-3（ｍＡ）の電流が流れることになるが、定電
流回路３が接続されているため、トランジスタ２には１
×１０-3（ｍＡ）の電流が流れる。このため、有機薄膜
ＥＬ素子１には電流が流れなくなるため、発光は停止す
る。
（Ｖ）のときは、図２を参照してトランジスタ２には約
２×１０-3（ｍＡ）の電流が流れることになるが、定電
流回路３が接続されているため、トランジスタ２には１
×１０-3（ｍＡ）の電流が流れる。このため、有機薄膜
ＥＬ素子１には電流が流れなくなるため、発光は停止す
る。
【００４４】そして、トランジスタ２のゲート電圧を５
（Ｖ）から０（Ｖ）の間に設定することにより、有機薄
膜ＥＬ素子１の輝度をトランジスタ２のゲート電圧値に
応じて変化させることができる。
（Ｖ）から０（Ｖ）の間に設定することにより、有機薄
膜ＥＬ素子１の輝度をトランジスタ２のゲート電圧値に
応じて変化させることができる。
【００４５】図４は、本実施例について、共通電極９に
抵抗１１が存在する場合の回路図を示している。なお、
図４の回路図は、図１の一点鎖線で示された電流制御回
路１０に相当する回路構成を示しており、以下では図１
との相違点のみを説明する。
抵抗１１が存在する場合の回路図を示している。なお、
図４の回路図は、図１の一点鎖線で示された電流制御回
路１０に相当する回路構成を示しており、以下では図１
との相違点のみを説明する。
【００４６】図４において、抵抗１１に流れる電流は、
トランジスタ２のオン／オフ状態の如何に拘らず常に定
電流回路３に流れる電流に等しい。
トランジスタ２のオン／オフ状態の如何に拘らず常に定
電流回路３に流れる電流に等しい。
【００４７】よって、定電流回路３に流れる電流をＩ
（Ａ）、抵抗１１の値をＲ（Ω）とすると、トランジス
タ２のソース電圧は、常に図１のソース電圧よりもＩ×
Ｒ（Ｖ）だけ高くなっているため、予めデータ線７の電
圧にＩ×Ｒ（Ｖ）の直流バイアス電圧を印加することに
より、図１の場合と全く同一の電圧・輝度特性を得るこ
とが可能である。
（Ａ）、抵抗１１の値をＲ（Ω）とすると、トランジス
タ２のソース電圧は、常に図１のソース電圧よりもＩ×
Ｒ（Ｖ）だけ高くなっているため、予めデータ線７の電
圧にＩ×Ｒ（Ｖ）の直流バイアス電圧を印加することに
より、図１の場合と全く同一の電圧・輝度特性を得るこ
とが可能である。
【００４８】図５は、本実施例において、トランジスタ
２を複数設けて階調表示を行う場合の回路の１例であ
る。
２を複数設けて階調表示を行う場合の回路の１例であ
る。
【００４９】電流制御用トランジスタ１７は、第１のデ
ータ線１２、トランジスタ１５、コンデンサ１９により
駆動される。またトランジスタ１６は、第２のデータ線
１３、トランジスタ１４、コンデンサ１８により駆動さ
れる。また、図面の簡略化のため定電流回路３はその内
部回路を示さずに、定電流源を指示する回路記号（シン
ボル）で表わしている。個々のトランジスタ１６及び１
７の駆動方法は、図１を参照して説明したものと同様で
ある。
ータ線１２、トランジスタ１５、コンデンサ１９により
駆動される。またトランジスタ１６は、第２のデータ線
１３、トランジスタ１４、コンデンサ１８により駆動さ
れる。また、図面の簡略化のため定電流回路３はその内
部回路を示さずに、定電流源を指示する回路記号（シン
ボル）で表わしている。個々のトランジスタ１６及び１
７の駆動方法は、図１を参照して説明したものと同様で
ある。
【００５０】本実施例では、トランジスタ１６及び１７
は共に、オン状態時にドレイン−ソース間に流れる電流
（即ち、オン電流）が約２×１０-3（ｍＡ）とされ、且
つゲート電圧とソース電流の関係が図２に示す特性を有
するものとし、また、定電流回路３の電流は４×１０-3
（ｍＡ）と一定である場合について説明する。
は共に、オン状態時にドレイン−ソース間に流れる電流
（即ち、オン電流）が約２×１０-3（ｍＡ）とされ、且
つゲート電圧とソース電流の関係が図２に示す特性を有
するものとし、また、定電流回路３の電流は４×１０-3
（ｍＡ）と一定である場合について説明する。
【００５１】第１のデータ線１２、第２のデータ線１３
が共に０（Ｖ）の場合、トランジスタ１６及び１７に流
れる電流はほぼ０とみなせるので、図３より、有機薄膜
ＥＬ素子１の輝度は約２００（ｃｄ／ｍ2）になる。
が共に０（Ｖ）の場合、トランジスタ１６及び１７に流
れる電流はほぼ０とみなせるので、図３より、有機薄膜
ＥＬ素子１の輝度は約２００（ｃｄ／ｍ2）になる。
【００５２】どちらか一方のデータ線が５（Ｖ）になっ
た場合、例えば第１のデータ線１２のみが５（Ｖ）にな
ったとすると、トランジスタ１７には約２×１０-3（ｍ
Ａ）の電流が流れるため、有機薄膜ＥＬ素子１には２×
１０-3（ｍＡ）の電流が流れ、輝度は１００（ｃｄ／ｍ
2）になる。
た場合、例えば第１のデータ線１２のみが５（Ｖ）にな
ったとすると、トランジスタ１７には約２×１０-3（ｍ
Ａ）の電流が流れるため、有機薄膜ＥＬ素子１には２×
１０-3（ｍＡ）の電流が流れ、輝度は１００（ｃｄ／ｍ
2）になる。
【００５３】データ線１２及び１３が共に５（Ｖ）にな
った場合、トランジスタ１６と１７には、合計４×１０
-3（ｍＡ）の電流が流れ、有機薄膜ＥＬ素子１には電流
は流れないため、有機薄膜ＥＬ素子１は発光しない。
った場合、トランジスタ１６と１７には、合計４×１０
-3（ｍＡ）の電流が流れ、有機薄膜ＥＬ素子１には電流
は流れないため、有機薄膜ＥＬ素子１は発光しない。
【００５４】このように、トランジスタ１６及び１７の
オン／オフ状態の組み合わせを変えることにより、有機
薄膜ＥＬ素子１を用いて階調表示を行うことが可能とな
る。
オン／オフ状態の組み合わせを変えることにより、有機
薄膜ＥＬ素子１を用いて階調表示を行うことが可能とな
る。
【００５５】なお、本実施例においては、トランジスタ
１６及び１７のオン電流は互いに同一として説明を行っ
たが、本発明はこれに限らず、トランジスタ１６と１７
のオン電流の値を変えておけば、トランジスタが両方と
もオンしている場合、トランジスタが両方ともオフして
いる場合、トランジスタ１６のみがオンしている場合、
トランジスタ１７のみがオンしている場合、の４通りの
階調を得ることができる。
１６及び１７のオン電流は互いに同一として説明を行っ
たが、本発明はこれに限らず、トランジスタ１６と１７
のオン電流の値を変えておけば、トランジスタが両方と
もオンしている場合、トランジスタが両方ともオフして
いる場合、トランジスタ１６のみがオンしている場合、
トランジスタ１７のみがオンしている場合、の４通りの
階調を得ることができる。
【００５６】本実施例では発光素子として有機薄膜ＥＬ
素子１を用いたが、本発明はこれに限らず、電流値によ
り輝度が決定する例えば無機ＥＬ、ＬＥＤのような発光
素子を用いても同様の回路を構成できる。
素子１を用いたが、本発明はこれに限らず、電流値によ
り輝度が決定する例えば無機ＥＬ、ＬＥＤのような発光
素子を用いても同様の回路を構成できる。
【００５７】また、本実施例ではトランジスタ２がｎチ
ャネルのＦＥＴの場合を示したが、本発明はこれに限ら
ずｐチャネルのＦＥＴ、バイポーラのトランジスタ等を
使用しても同様の動作を行う回路を構成できることは明
白である。
ャネルのＦＥＴの場合を示したが、本発明はこれに限ら
ずｐチャネルのＦＥＴ、バイポーラのトランジスタ等を
使用しても同様の動作を行う回路を構成できることは明
白である。
【００５８】更に、定電流回路３もｐチャネルのＦＥＴ
で構成した例を挙げたが、本発明を実施する場合の構成
はこれに限らない。
で構成した例を挙げたが、本発明を実施する場合の構成
はこれに限らない。
【００５９】また、本実施例においてはトランジスタ２
が２つの場合について述べたが、本発明はこれに限らず
２つ以上のトランジスタを用いて更に階調数を増やした
場合についても同様である。またトランジスタ２のオン
電流が同一である場合について説明したが、オン電流を
変えて輝度を可変できるようにした場合も同様である。
が２つの場合について述べたが、本発明はこれに限らず
２つ以上のトランジスタを用いて更に階調数を増やした
場合についても同様である。またトランジスタ２のオン
電流が同一である場合について説明したが、オン電流を
変えて輝度を可変できるようにした場合も同様である。
【００６０】
【実施例２】次に、本発明の第２の実施例を説明する。
図６は本発明の第２の実施例を示しており、前記実施例
の駆動回路を用いて電流制御型発光素子に有機薄膜ＥＬ
素子を使用したマトリクスアレイを作成した場合の等価
回路を、説明のために２画素として示した回路である。
図６は本発明の第２の実施例を示しており、前記実施例
の駆動回路を用いて電流制御型発光素子に有機薄膜ＥＬ
素子を使用したマトリクスアレイを作成した場合の等価
回路を、説明のために２画素として示した回路である。
【００６１】図６において、２０及び２１は有機薄膜Ｅ
Ｌ素子、２２及び２３は有機薄膜ＥＬ素子の電流制御用
のトランジスタ、２４及び２５は定電流回路、２６及び
２７はコンデンサ、２８及び２９はスイッチングトラン
ジスタ、３０及び３１は走査線、３２はデータ線、３３
は共通電極、３４は共通電極の抵抗成分である。
Ｌ素子、２２及び２３は有機薄膜ＥＬ素子の電流制御用
のトランジスタ、２４及び２５は定電流回路、２６及び
２７はコンデンサ、２８及び２９はスイッチングトラン
ジスタ、３０及び３１は走査線、３２はデータ線、３３
は共通電極、３４は共通電極の抵抗成分である。
【００６２】いま、定電流回路２４及び２５の電流値が
どちらもＩ（Ａ）であるとすると、抵抗３４に流れる電
流は、有機薄膜ＥＬ素子２０及び２１に流れる電流の如
何に拘らず常に２×Ｉ（Ａ）となり一定である。
どちらもＩ（Ａ）であるとすると、抵抗３４に流れる電
流は、有機薄膜ＥＬ素子２０及び２１に流れる電流の如
何に拘らず常に２×Ｉ（Ａ）となり一定である。
【００６３】このとき、抵抗３４の値をＲ（Ω）とする
と、抵抗３４における電圧降下は２×Ｉ×Ｒ（Ｖ）で一
定となり、有機薄膜ＥＬ素子２０及び２１に流れる電流
により抵抗３４での電圧降下の大きさが変わることは無
い。
と、抵抗３４における電圧降下は２×Ｉ×Ｒ（Ｖ）で一
定となり、有機薄膜ＥＬ素子２０及び２１に流れる電流
により抵抗３４での電圧降下の大きさが変わることは無
い。
【００６４】このことは、共通電極３３の電位が有機薄
膜ＥＬ素子２０及び２１の電流の如何によらず常に一定
であることを示しており、データ線３２に印加するトラ
ンジスタ２２及び２３の電圧に２×Ｉ×Ｒ（Ｖ）分の直
流バイアス電圧を印加しておけば、例えば有機薄膜ＥＬ
素子２０または２１に流れる電流が変化しても、トラン
ジスタ２２と２３のソース電圧は変化しないため、他の
素子の影響を受けること無く輝度制御することが可能で
ある。
膜ＥＬ素子２０及び２１の電流の如何によらず常に一定
であることを示しており、データ線３２に印加するトラ
ンジスタ２２及び２３の電圧に２×Ｉ×Ｒ（Ｖ）分の直
流バイアス電圧を印加しておけば、例えば有機薄膜ＥＬ
素子２０または２１に流れる電流が変化しても、トラン
ジスタ２２と２３のソース電圧は変化しないため、他の
素子の影響を受けること無く輝度制御することが可能で
ある。
【００６５】本実施例では、説明の簡単のために、発光
素子の駆動回路が２つ並んだ最も簡単な場合についての
説明を行ったが、本発明は２つ以上の発光素子の駆動回
路がアレイ化されていても同様の効果を得ることができ
る。
素子の駆動回路が２つ並んだ最も簡単な場合についての
説明を行ったが、本発明は２つ以上の発光素子の駆動回
路がアレイ化されていても同様の効果を得ることができ
る。
【００６６】また、本実施例においては各有機薄膜ＥＬ
素子に接続されたトランジスタが１つの場合について説
明したが、前記第１の実施例で説明したように、１つの
発光素子を複数のトランジスタで駆動する場合でも同様
の効果を得ることができることは明白である。
素子に接続されたトランジスタが１つの場合について説
明したが、前記第１の実施例で説明したように、１つの
発光素子を複数のトランジスタで駆動する場合でも同様
の効果を得ることができることは明白である。
【００６７】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、発
光素子の最大輝度時において回路に流れる電流は、定電
流源から発光素子に流れる電流のみに制御され、電流制
御トランジスタにも発光素子に流れる電流と同一のオン
電流を流す構成とされた従来例と比較して、回路の消費
電流を大幅に低減することができる。
光素子の最大輝度時において回路に流れる電流は、定電
流源から発光素子に流れる電流のみに制御され、電流制
御トランジスタにも発光素子に流れる電流と同一のオン
電流を流す構成とされた従来例と比較して、回路の消費
電流を大幅に低減することができる。
【００６８】また、本発明によれば、回路の消費電力を
抑えることが出来るため、例えば本発明に係る回路を用
いてアレイを構成し、表示画面において白背景に黒の文
字というような表示を行った場合、アレイにおける消費
電力を従来よりも大幅に削減することが出来る。
抑えることが出来るため、例えば本発明に係る回路を用
いてアレイを構成し、表示画面において白背景に黒の文
字というような表示を行った場合、アレイにおける消費
電力を従来よりも大幅に削減することが出来る。
【００６９】更に、本発明によれば、共通電極に流れる
最大電流を従来例よりも小さくすることが出来るため、
共通電極の抵抗成分により生じる電圧降下に伴う駆動電
圧の上昇を抑えることが出来る。
最大電流を従来例よりも小さくすることが出来るため、
共通電極の抵抗成分により生じる電圧降下に伴う駆動電
圧の上昇を抑えることが出来る。
【００７０】そして、本発明によれば、共通電極におけ
る電圧降下は、表示によらず常に一定とされるため、駆
動電圧の補正が容易化される。
る電圧降下は、表示によらず常に一定とされるため、駆
動電圧の補正が容易化される。
【図１】本発明の第１の実施例の構成を示す回路図であ
る。
る。
【図２】トランジスタのゲート電圧・ドレイン電流特性
の１例を示す図である。
の１例を示す図である。
【図３】有機薄膜ＥＬ素子の電流輝度特性を示す図であ
る。
る。
【図４】本発明の第１の実施例を説明する第２の回路図
である。
である。
【図５】本発明の第１の実施例を説明する第３の回路図
である。
である。
【図６】本発明の第２の実施例を説明する回路図であ
る。
る。
【図７】従来の発光素子の駆動回路を示す図である。
【図８】トランジスタ特性のばらつきを示す特性図であ
る。
る。
【図９】トランジスタのばらつきを抑制する従来例の回
路図である。
路図である。
【符号の説明】 １ 有機薄膜ＥＬ素子 ２ トランジスタ ３ 定電流回路 ４ コンデンサ ５ トランジスタ ６ 走査線 ７ データ線 ８ 電源電極 ９ 共通電極 １０ 電流制御回路 １１ 抵抗 １２ 第１のデータ線 １３ 第２のデータ線 １４〜１７ トランジスタ １８、１９ コンデンサ ２０、２１ 有機薄膜ＥＬ素子 ２２、２３ トランジスタ ２４、２５ 定電流源 ２６、２７ コンデンサ ２８、２９ コンデンサ ３０、３１ 走査線 ３２ データ線 ３３ 共通電極 ３４ 抵抗 ３５ トランジスタ ３６ 走査線 ３７ データ線 ３８ コンデンサ ３９ 電源電極 ４０ ＥＬ素子 ４１ トランジスタ ４２ 共通電極 ４３ 電流制御回路 ４４〜４７ トランジスタ ４８ カレントミラー回路 ４９ 発光素子 ５０ 抵抗
Claims (5)
- 【請求項１】素子に流れる電流に応じて輝度が変化する
発光素子からなる画素を選択するための走査線と、前記
画素を駆動するための電圧を供給するデータ線とが基板
上にマトリクス状に配設され、前記走査線と前記データ
線との交差部に、前記発光素子に流れる電流を制御する
電流制御トランジスタと、前記データ線に印加された電
圧を前記走査線が選択時に前記電流制御トランジスタの
動作電流を決定する制御電極に印加するスイッチングト
ランジスタと、前記発光素子と、を含むアクティブマト
リクス型の電流制御型発光素子の駆動回路において、 前記電流制御トランジスタを１又は複数備え、前記発光
素子は前記１又は複数の電流制御トランジスタと互いに
電気的に並列形態に接続され、前記１又は複数の電流制
御トランジスタの電流が流れる電極と前記発光素子の一
側の電極との共通接続点に定電流源を接続して成ること
を特徴とする電流制御型発光素子の駆動回路。 - 【請求項２】前記１又は複数の電流制御トランジスタの
電流が流れる他側の電極と前記発光素子の他側の電極が
共通電極に共通接続されていることを特徴とする請求項
１記載の電流制御型発光素子の駆動回路。 - 【請求項３】前記１又は複数の電流制御トランジスタに
流れるオン電流の合計が前記定電流源が供給する定電流
値に略等しいか又はそれ以上とされ、前記１又は複数の
電流制御トランジスタが全てオン状態時に前記発光素子
が発光しないように制御されることを特徴とする請求項
１記載の電流制御型発光素子の駆動回路。 - 【請求項４】前記データ線の信号電圧に、共通電極の抵
抗成分に定電流源の一定電流値を乗じて成る電圧を直流
バイアス電圧として印加することを特徴とする請求項２
記載の電流制御型発光素子の駆動回路。 - 【請求項５】前記請求項１記載の電流制御型発光素子の
駆動回路を複数個用いた発光素子アレイであって、前記
電流制御型発光素子の電流を決定する前記電流制御トラ
ンジスタのソース電極が共通に接続されていることを特
徴とする電流制御型発光素子アレイ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6206078A JP2689916B2 (ja) | 1994-08-09 | 1994-08-09 | アクティブマトリクス型電流制御型発光素子の駆動回路 |
| US08/512,643 US5714968A (en) | 1994-08-09 | 1995-08-08 | Current-dependent light-emitting element drive circuit for use in active matrix display device |
| US08/941,026 US5940053A (en) | 1994-08-09 | 1997-09-30 | Current-dependent light-emitting element drive circuit for use in active matrix display device |
| US09/291,978 US6011529A (en) | 1994-08-09 | 1999-04-15 | Current-dependent light-emitting element drive circuit for use in active matrix display device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6206078A JP2689916B2 (ja) | 1994-08-09 | 1994-08-09 | アクティブマトリクス型電流制御型発光素子の駆動回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0854835A true JPH0854835A (ja) | 1996-02-27 |
| JP2689916B2 JP2689916B2 (ja) | 1997-12-10 |
Family
ID=16517467
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6206078A Expired - Fee Related JP2689916B2 (ja) | 1994-08-09 | 1994-08-09 | アクティブマトリクス型電流制御型発光素子の駆動回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2689916B2 (ja) |
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| JPH10161563A (ja) * | 1996-11-29 | 1998-06-19 | Tdk Corp | 有機ｅｌ表示装置 |
| WO1998040871A1 (fr) * | 1997-03-12 | 1998-09-17 | Seiko Epson Corporation | Circuit pixel, afficheur, et equipement electronique a dispositif photoemetteur commande par courant |
| JPH10254410A (ja) * | 1997-03-12 | 1998-09-25 | Pioneer Electron Corp | 有機エレクトロルミネッセンス表示装置及びその駆動方法 |
| WO1999012150A1 (fr) * | 1997-08-28 | 1999-03-11 | Seiko Epson Corproration | Dispositif d'affichage |
| JPH11272235A (ja) * | 1998-03-26 | 1999-10-08 | Sanyo Electric Co Ltd | エレクトロルミネッセンス表示装置の駆動回路 |
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| JP2000276108A (ja) * | 1999-03-24 | 2000-10-06 | Sanyo Electric Co Ltd | アクティブ型ｅｌ表示装置 |
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| JP2001005426A (ja) * | 1999-06-23 | 2001-01-12 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Ｅｌ表示装置及び電子装置 |
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