KR102189577B1 - 표시 장치 및 그 구동 방법 - Google Patents

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Abstract

표시 장치는 복수의 화소, 상기 복수의 화소에 연결되어 있는 복수의 데이터선에 데이터 신호를 인가하는 데이터 구동부, 및 영상 신호, 데이터 인에이블 신호 및 메인 클록 신호를 수신하고, 상기 데이터 구동부에 영상 데이터 신호 및 상기 데이터 신호의 출력을 지시하는 출력 신호를 전달하는 신호 제어부를 포함하고, 상기 신호 제어부는 상기 메인 클록 신호를 이용하여 ESD 노이즈를 검출하고, 상기 ESD 노이즈에 의해 상기 영상 신호가 왜곡될 때 상기 출력 신호를 마스킹한다.

Description

표시 장치 및 그 구동 방법{DISPLAY DEVICE AND DRIVING METHOD THEREOF}
본 발명은 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 ESD 노이즈를 최소화하는 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.
액정 표시 장치(liquid crystal display), 유기 발광 표시 장치(organic light emitting diode display) 등의 표시 장치는 일반적으로 복수의 화소에 연결되어 있는 복수의 스캔 라인 및 복수의 데이터 라인을 포함한다. 복수의 화소는 스캔 라인과 데이터 라인의 교차점에 형성된다.
복수의 스캔 라인에 게이트 온 전압의 스캔 신호가 순차적으로 인가될 때, 게이트 온 전압의 스캔 신호에 대응하여 복수의 데이터 라인에 데이터 신호가 인가되어 복수의 화소에 영상 데이터가 기입된다.
최근에는 터치스크린 패널을 포함하는 표시 장치가 일반화되고 있으며, 표시 장치의 두께는 더욱 얇아지고 있다. 이러한 경향은 표시 장치를 정전기(electrostatic discharge, ESD)에 대해 취약하게 만들게 된다. 정전기는 표시 장치 내부의 IC(integrated circuit) 및 여러 소자에 큰 손상을 발생시킬 수 있는 인자이다.
정전기에 의한 불량은 하드 페일(hard fail)과 소프트 페일(soft fail)로 분류될 수 있다. 하드 페일은 IC 자체가 손상을 입어 리셋하여도 기능이 정상적으로 되돌아오지 않는 상태를 말한다. 소프트 페일은 정전기에 의해 순간적으로 비정상적인 상태가 되지만 IC를 리셋하게 되면 기능이 정상적으로 되돌아오는 상태를 말한다.
정전기에 의한 불량에는 하드 페일과 소프트 페일 이외에도 전하를 가진 물체가 표시 장치에 닿는 순간에 발생하는 ESD 노이즈가 있다. ESD 노이즈는 표시 장치의 입력 또는 출력에 영향을 미치게 된다. ESD 노이즈에 의해 데이터가 왜곡되고 왜곡된 데이터에 의해 화면에 가로줄이 표시되는 등의 불량이 발생하게 된다. ESD 노이즈는 순간적으로 발생하며 소프트 페일과 달리 불량이 지속적으로 유지되지는 않는다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 ESD 노이즈의 영향을 최소화하는 표시 장치 및 그 구동 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 복수의 화소, 상기 복수의 화소에 연결되어 있는 복수의 데이터선에 데이터 신호를 인가하는 데이터 구동부, 및 영상 신호, 데이터 인에이블 신호 및 메인 클록 신호를 수신하고, 상기 데이터 구동부에 영상 데이터 신호 및 상기 데이터 신호의 출력을 지시하는 출력 신호를 전달하는 신호 제어부를 포함하고, 상기 신호 제어부는 상기 메인 클록 신호를 이용하여 ESD 노이즈를 검출하고, 상기 ESD 노이즈에 의해 상기 영상 신호가 왜곡될 때 상기 출력 신호를 마스킹한다.
상기 신호 제어부는, 상기 영상 신호, 상기 데이터 인에이블 신호 및 상기 메인 클록 신호를 수신하고, 상기 영상 신호 및 상기 데이터 인에이블 신호에서 상기 ESD 노이즈를 필터링하여 필터된 영상 신호 및 필터된 데이터 인에이블 신호를 생성하는 제1 처리부, 상기 필터된 영상 신호를 변환하여 상기 영상 데이터 신호를 생성하는 제2 처리부, 및 상기 메인 클록 신호를 이용하여 ESD 노이즈를 검출하고, 상기 ESD 노이즈가 검출되면 상기 출력 신호를 마스킹하는 TP 마스킹 신호를 생성하는 마스킹부를 포함할 수 있다.
상기 제1 처리부는 상기 데이터 인에이블 신호에 상기 ESD 노이즈가 포함되더라도 상기 메인 클록 신호를 정해진 클록 수만큼 상기 데이터 인에이블 신호를 원래의 레벨로 복구하여 상기 필터된 데이터 인에이블 신호를 생성할 수 있다.
상기 제1 처리부는 상기 영상 신호에서 상기 ESD 노이즈가 포함된 부분을 제거하고 상기 ESD 노이즈가 포함되지 않은 부분으로 상기 필터된 영상 신호를 생성할 수 있다.
상기 제1 처리부는 상기 필터된 데이터 인에이블 신호의 동기에 맞추어 상기 필터된 영상 신호를 출력할 수 있다.
상기 제2 처리부는 상기 필터된 데이터 인에이블 신호가 오프 전압으로 출력될 때 상기 출력 신호를 온 전압으로 생성할 수 있다.
상기 마스킹부는 상기 메인 클록 신호의 파형 변동을 검출하여 상기 ESD 노이즈를 검출하고, 상기 TP 마스킹 신호를 상기 제2 처리부에 전달할 수 있다.
상기 TP 마스킹 신호는 상기 ESD 노이즈가 발생한 시점에 수신된 영상 신호에 대응하는 데이터 신호의 출력 지시하는 출력 신호를 마스킹하는 신호일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치는 복수의 화소, 상기 복수의 화소에 연결되어 있는 복수의 데이터선에 데이터 신호를 인가하는 데이터 구동부, 및 영상 신호, 데이터 인에이블 신호 및 메인 클록 신호를 수신하고, 상기 데이터 구동부에 영상 데이터 신호 및 상기 데이터 신호의 출력을 지시하는 출력 신호를 전달하는 신호 제어부를 포함하고, 상기 신호 제어부는 상기 메인 클록 신호를 이용하여 ESD 노이즈를 검출하고, 상기 ESD 노이즈에 의해 상기 영상 신호가 왜곡될 때 왜곡된 영상 신호를 대신하여 이전 프레임의 영상 신호로 상기 영상 데이터 신호를 생성한다.
상기 신호 제어부는, 상기 영상 신호, 상기 데이터 인에이블 신호 및 상기 메인 클록 신호를 수신하고, 상기 영상 신호 및 상기 데이터 인에이블 신호에서 상기 ESD 노이즈를 필터링하여 필터된 영상 신호 및 필터된 데이터 인에이블 신호를 생성하는 제1 처리부, 상기 필터된 영상 신호를 변환하여 상기 영상 데이터 신호를 생성하는 제2 처리부, 및 상기 필터된 영상 신호를 프레임 단위로 저장하고, 상기 ESD 노이즈가 검출되면 이전 프레임의 필터된 영상 신호를 상기 제2 처리부에 전달하는 프레임 버퍼부를 포함할 수 있다.
상기 제1 처리부는 상기 데이터 인에이블 신호에 상기 ESD 노이즈가 포함되더라도 상기 메인 클록 신호를 정해진 클록 수만큼 상기 데이터 인에이블 신호를 원래의 레벨로 복구하여 상기 필터된 데이터 인에이블 신호를 생성할 수 있다.
상기 제1 처리부는 상기 영상 신호에서 상기 ESD 노이즈가 포함된 부분을 제거하고 상기 ESD 노이즈가 포함되지 않은 부분으로 상기 필터된 영상 신호를 생성할 수 있다.
상기 제1 처리부는 상기 필터된 데이터 인에이블 신호의 동기에 맞추어 상기 필터된 영상 신호를 출력할 수 있다.
상기 제2 처리부는 상기 필터된 데이터 인에이블 신호가 오프 전압으로 출력될 때 상기 출력 신호를 온 전압으로 생성할 수 있다.
상기 프레임 버퍼부는 상기 메인 클록 신호의 파형 변동을 검출하여 상기 ESD 노이즈를 검출할 수 있다.
상기 프레임 버퍼부는 현재 프레임의 필터된 영상 신호를 순차적으로 입력받아 업로드하고, 상기 ESD 노이즈가 검출되면 상기 현재 프레임의 필터된 영상 신호를 업로드하지 않을 수 있다.
상기 프레임 버퍼부는 상기 ESD 노이즈가 검출되는 시간 동안 상기 이전 프레임의 필터된 영상 신호에서 상기 현재 프레임의 필터된 영상 신호로 업로드되어야 하는 부분을 상기 제2 처리부에 전달할 수 있다.
상기 제2 처리부는 상기 이전 프레임의 필터된 영상 신호를 우선적으로 상기 영상 데이터 신호에 포함시킬 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 복수의 화소를 포함하는 표시 장치의 구동 방법은 영상 신호 및 메인 클록 신호를 수신하는 단계, 상기 메인 클록 신호의 파형 변동을 검출하여 ESD 노이즈를 검출하는 단계, 및 상기 ESD 노이즈에 의해 상기 영상 신호가 왜곡될 때 상기 복수의 화소에 연결되어 있는 복수의 데이터선에 인가되는 데이터 신호를 이전 스캔선의 화소에 인가된 데이터 신호로 생성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 복수의 화소를 포함하는 표시 장치의 구동 방법은 영상 신호 및 메인 클록 신호를 수신하는 단계, 상기 영상 신호를 프레임 단위로 저장하는 단계, 상기 메인 클록 신호의 파형 변동을 검출하여 ESD 노이즈를 검출하는 단계, 및 상기 ESD 노이즈에 의해 상기 영상 신호가 왜곡될 때 상기 복수의 화소에 연결되어 있는 복수의 데이터선에 인가되는 데이터 신호를 이전 프레임에 인가된 데이터 신호로 생성한다.
정전기에 의해 순간적으로 발생하는 ESD 노이즈의 영향을 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 제어부를 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시에에 따른 신호 제어부의 입출력 신호 및 데이터 구동부의 데이터 신호를 나타내는 타이밍도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 제어부에서 ESD 노이즈를 최소화하는 동작을 나타내는 타이밍도이다.
도 6은 ESD 노이즈가 제거되지 않은 경우에 발생하는 가로줄 불량을 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 신호 제어부를 나타내는 블록도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 신호 제어부에서 ESD 노이즈를 최소화하는 동작을 나타내는 타이밍도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
또한, 여러 실시예들에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1 실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1 실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 표시 장치는 신호 제어부(100), 스캔 구동부(200), 데이터 구동부(300) 및 표시부(400)를 포함한다.
표시부(400)는 복수의 스캔선(S1~Sn), 복수의 데이터선(D1~Dm) 및 복수의 화소(PX)를 포함한다. 화소(PX)는 복수의 신호선들(S1~Sn, D1~Dm)에 연결되어 대략 행렬의 형태로 배열된다. 복수의 스캔선(S1~Sn)은 대략 행 방향으로 연장되어 서로가 거의 평행하다. 복수의 데이터선(D1~Dm)은 대략 열 방향으로 연장되어 서로가 거의 평행하다.
표시부(400)는 액정 표시판 조립체일 수 있으며, 액정 표시판 조립체는 박막 트랜지스터 표시판(도 2의 10 참조)과 이에 대향하는 공통 전극 표시판(도 2의 20 참조), 두 표시판(10, 20) 사이에 충진되는 액정층(도 2의 15 참조)을 포함한다. 표시부(400)의 바깥 면에는 빛을 편광시키는 적어도 하나의 편광자(미도시)가 부착될 수 있다.
여기서는 표시 장치가 액정 표시판 조립체을 포함하는 액정 표시 장치인 것으로 가정하지만, 이는 제한이 아니며, 표시 장치는 유기 발광 표시 장치(organic light emitting diode display), 전계 발광 표시 장치(field emission display, FED), 플라즈마 표시 장치(plasma display, PDP) 등이 될 수 있다.
신호 제어부(100)는 영상 신호(ImS) 및 이의 표시를 제어하는 입력 제어 신호를 수신한다. 영상 신호(ImS)는 복수의 화소의 휘도(luminance) 정보를 담고 있다. 휘도는 정해진 수효, 예를 들어, 1024(=210), 256(=28) 또는 64(=26)개의 계조(gray)를 가지고 있다. 입력 제어 신호는 데이터 인에이블 신호(DE), 수평 동기 신호(Hsync), 수직 동기 신호(Vsync) 및 메인 클록 신호(MCLK)를 포함한다.
신호 제어부(100)는 영상 데이터 신호(DAT) 및 데이터 제어신호(CONT2)를 데이터 구동부(300)에 전달한다. 데이터 제어신호(CONT2)는 데이터 구동부(300)의 동작을 제어하는 신호로써, 영상 데이터 신호(DAT)의 전송 시작을 알리는 수평 동기 시작 신호(STH), 복수의 데이터선(D1~Dm)에 데이터 신호(data)의 출력을 지시하는 출력 신호(TP), 데이터 클록 신호(HCLK) 등을 포함한다. 데이터 제어신호(CONT2)는 공통 전압(Vcom)에 대한 영상 데이터 신호(DAT)의 전압 극성을 반전시키는 반전 신호(RVS)를 더 포함할 수 있다.
신호 제어부(100)는 스캔 제어신호(CONT1)를 스캔 구동부(200)에 전달한다. 스캔 제어신호(CONT1)는 스캔 구동부(200)의 동작을 제어하는 신호로써, 스캔 구동부(200)에서의 스캔 시작 신호(STV) 및 게이트 온 전압의 출력을 제어하는 적어도 하나의 클록 신호(CKV)를 포함할 수 있다. 스캔 제어신호(CONT1)는 게이트 온 전압의 지속 시간을 한정하는 출력 인에이블 신호(OE)를 더 포함할 수 있다.
신호 제어부(100)는 메인 클록 신호(MCLK)의 파형의 변동을 검출하여 ESD 노이즈를 검출하고, ESD 노이즈에 의해 왜곡된 영상 신호(ImS)에 의해 비정상적인 데이터 신호(data)가 출력되는 것을 방지할 수 있다. ESD 노이즈는 전하를 가진 물체가 표시 장치에 닿는 순간에 발생하여 표시 장치의 입력 또는 출력에 영향을 미치는 노이즈를 의미한다. 신호 제어부(100)는 ESD 노이즈가 검출되면 출력 신호(TP)를 마스킹하는 방식 및 왜곡된 영상 신호(ImS)를 대신하여 이전 프레임의 영상 신호(ImS)로 영상 데이터 신호(DAT)를 생성하는 방식 중 어느 하나를 이용하여 비정상적인 데이터 신호(data)가 출력되는 것을 방지할 수 있다.
데이터 구동부(300)는 표시부(400)에 배치된 복수의 데이터선(D1~Dm)에 연결되며, 영상 데이터 신호(DAT)에 대응하는 계조 전압을 선택한다. 데이터 구동부(300)는 선택한 계조 전압을 데이터 신호(data)로서 데이터선(D1~Dm)에 인가한다. 데이터 구동부(300)는 정해진 수의 기준 계조 전압을 분압하여 전체 계조에 대한 계조 전압을 생성할 수 있고, 이 중에서 영상 데이터 신호(DAT)에 대응하는 계조 전압을 선택할 수 있다.
스캔 구동부(200)는 표시부(400)에 배치된 복수의 스캔선(S1~Sn)에 연결되고, 스위칭 소자(도 2의 Q 참조)를 턴 온(turn on)시키는 게이트 온 전압과 턴 오프(turn off)시키는 게이트 오프 전압의 조합으로 이루어진 스캔 신호를 복수의 스캔선(S1~Sn)에 인가한다. 스캔 구동부(200)는 게이트 온 전압의 스캔 신호를 복수의 스캔선(S1~Sn)에 순차적으로 인가할 수 있다.
상술한 신호 제어부(100), 스캔 구동부(200) 및 데이터 구동부(300) 각각은 적어도 하나의 집적 회로 칩의 형태로 표시부(400) 위에 직접 장착되거나, 가요성 인쇄 회로막(flexible printed circuit film) 위에 장착되거나 TCP(tape carrier package)의 형태로 표시부(400)에 부착되거나, 별도의 인쇄 회로 기판(printed circuit board) 위에 장착될 수 있다. 또는 신호 제어부(100), 스캔 구동부(200) 및 데이터 구동부(300)는 복수의 스캔선(S1~Sn) 및 복수의 데이터선(D1~Dm)과 함께 표시부(400)에 집적될 수 있다.
예를 들어, 비정질 실리콘 게이트(Amorphous Silicon Gate, ASG)에 의해 스캔 구동부(200)의 기능이 표시부(400)에 실장될 수 있다. 또한, 데이터 구동부(300)는 신호 제어부(100)의 기능이 내장된 구동 IC(integrated circuit) 로 마련될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.
도 2를 참조하면, 표시부(400)의 하나의 화소(PX)에 대하여 설명한다. i번째 스캔선(Si), 및 j번째 데이터선(Dj)에 연결된 화소(PX)를 예로 들어 설명한다(1<i≤n, 1≤j≤m). 화소(PX)는 스위칭 소자(Q)와 이에 연결된 액정 커패시터(Clc) 및 유지 커패시터(Cst)를 포함한다.
스위칭 소자(Q)는 박막 트랜지스터 표시판(10)에 구비되어 있는 박막 트랜지스터 등의 삼단자 소자이다. 스위칭 소자(Q)는 스캔선(S1~Sn)에 연결되어 있는 게이터 단자, 데이터선(D1~Dm)에 연결되어 있는 입력 단자, 액정 커패시터(Clc) 및 유지 커패시터(Cst)에 연결되는 출력 단자를 포함한다. 박막 트랜지스터는 비정질 규소(amorphous silicon) 또는 다결정 규소(poly crystalline silicon)를 포함한다.
한편, 박막 트랜지스터는 반도체층이 산화물 반도체로 이루어진 산화물 박막 트랜지스터(Oxide TFT)일 수 있다.
산화물 반도체는 티타늄(Ti), 하프늄(Hf), 지르코늄(Zr), 알루미늄(Al), 탄탈륨(Ta), 게르마늄(Ge), 아연(Zn), 갈륨(Ga), 주석(Sn) 또는 인듐(In)을 기본으로 하는 산화물, 이들의 복합 산화물인 산화아연(ZnO), 인듐-갈륨-아연 산화물(InGaZnO4), 인듐-아연 산화물(Zn-In-O), 아연-주석 산화물(Zn-Sn-O) 인듐-갈륨 산화물 (In-Ga-O), 인듐-주석 산화물(In-Sn-O), 인듐-지르코늄 산화물(In-Zr-O), 인듐-지르코늄-아연 산화물(In-Zr-Zn-O), 인듐-지르코늄-주석 산화물(In-Zr-Sn-O), 인듐-지르코늄-갈륨 산화물(In-Zr-Ga-O), 인듐-알루미늄 산화물(In-Al-O), 인듐-아연-알루미늄 산화물(In-Zn-Al-O), 인듐-주석-알루미늄 산화물(In-Sn-Al-O), 인듐-알루미늄-갈륨 산화물(In-Al-Ga-O), 인듐-탄탈륨 산화물(In-Ta-O), 인듐-탄탈륨-아연 산화물(In-Ta-Zn-O), 인듐-탄탈륨-주석 산화물(In-Ta-Sn-O), 인듐-탄탈륨-갈륨 산화물(In-Ta-Ga-O), 인듐-게르마늄 산화물(In-Ge-O), 인듐-게르마늄-아연 산화물(In-Ge-Zn-O), 인듐-게르마늄-주석 산화물(In-Ge-Sn-O), 인듐-게르마늄-갈륨 산화물(In-Ge-Ga-O), 티타늄-인듐-아연 산화물(Ti-In-Zn-O), 하프늄-인듐-아연 산화물(Hf-In-Zn-O) 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
반도체층은 불순물이 도핑되지 않은 채널 영역과, 채널 영역의 양 옆으로 불순물이 도핑되어 형성된 소스 영역 및 드레인 영역을 포함한다. 여기서, 이러한 불순물은 박막 트랜지스터의 종류에 따라 달라지며, N형 불순물 또는 P형 불순물이 가능하다.
반도체층이 산화물 반도체로 이루어지는 경우에는 고온에 노출되는 등의 외부 환경에 취약한 산화물 반도체를 보호하기 위해 별도의 보호층이 추가될 수 있다.
액정 커패시터(Clc)는 박막 트랜지스터 표시판(10)의 화소 전극(PE)과 공통 전극 표시판(20)의 공통 전극(CE)을 두 단자로 하며, 화소 전극(PE)과 공통 전극(CE) 사이의 액정층(15)은 유전체로서 기능한다. 액정층(15)은 유전율 이방성(dielectric anisotropy)을 갖는다.
화소 전극(PE)은 스위칭 소자(Q)에 연결되며 공통 전극(CE)은 공통 전극 표시판(20)의 전면에 형성되어 있고 공통 전압(Vcom)을 인가 받는다. 도 2에서와는 달리 공통 전극(CE)이 박막 트랜지스터 표시판(10)에 구비되는 경우도 있으며, 이때에는 두 전극(PE, CE) 중 적어도 하나가 선형 또는 막대형으로 만들어질 수 있다.
액정 커패시터(Clc)의 보조적인 역할을 하는 유지 커패시터(Cst)는 박막 트랜지스터 표시판(10)에 구비된 별개의 신호선(미도시)과 화소 전극(PE)이 절연체를 사이에 두고 중첩되어 이루어지며, 이 별개의 신호선에는 공통 전압(Vcom) 따위의 정해진 전압이 인가될 수 있다.
공통 전극 표시판(20)의 공통 전극(CE)의 일부 영역에 색 필터(CF)가 형성될 수 있다. 각 화소(PX)가 기본색(primary color) 중 하나를 고유하게 표시하고 기본색의 공간적 합으로 원하는 색상이 인식되도록 할 수 있다. 각 화소(PX)가 시간에 따라 번갈아 기본색을 표시하고 기본색의 시간적 합으로 원하는 색상이 인식되도록 할 수 있다. 기본색의 예로는 적색, 녹색, 청색 등의 삼원색을 들 수 있다.
여기서는 공간 분할의 한 예로서 각 화소(PX)가 화소 전극(PE)에 대응하는 공통 전극 표시판(20)의 영역에 기본색 중 하나를 나타내는 색 필터(CF)를 구비함을 보여주고 있다. 이와 달리 색 필터(CF)는 박막 트랜지스터 표시판(10)의 화소 전극(PE) 위 또는 아래에 형성될 수도 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 제어부를 나타내는 블록도이다. 도 3에서 ESD 노이즈에 의한 영향을 최소화하는데 필요한 구성 요소만을 도시하였으며, 다른 구성 요소는 생략하였다.
도 3을 참조하면, 신호 제어부(100)는 제1 처리부(110), 제2 처리부(120) 및 마스킹부(130)를 포함한다.
제1 처리부(110)는 영상 신호(ImS), 데이터 인에이블 신호(DE) 및 메인 클록 신호(MCLK)를 수신한다. 제1 처리부(110)는 영상 신호(ImS) 및 데이터 인에이블 신호(DE)에서 ESD 노이즈를 필터링한다. 즉, 제1 처리부(110)는 데이터 인에이블 신호(DE)에 ESD 노이즈가 포함되더라도 정해진 클록 수(예를 들어, 메인 클록 신호(MCLK)의 클록 수)의 만큼 데이터 인에이블 신호(DE)를 원래의 레벨로 복구하여 ESD 노이즈가 포함되지 않은 필터된 데이터 인에이블 신호(DE')를 생성한다. 그리고 제1 처리부(110)는 영상 신호(ImS)에서 ESD 노이즈가 포함된 부분을 제거하고 ESD 노이즈가 포함되지 않은 부분으로 필터된 영상 신호(ImS')를 생성한다. 제1 처리부(110)는 필터된 데이터 인에이블 신호(DE')의 동기에 맞추어 필터된 영상 신호(ImS')를 출력한다.
제2 처리부(120)는 필터된 영상 신호(ImS'), 필터된 데이터 인에이블 신호(DE') 및 메인 클록 신호(MCLK)를 수신한다. 제2 처리부(120)는 필터된 영상 신호(ImS')를 데이터 구동부(300)에서 출력 가능한 형태로 변환하여 영상 데이터 신호(DAT)를 생성한다. 그리고 제2 처리부(120)는 영상 데이터 신호(DAT)에 대응하여 데이터 구동부(300)에서의 데이터 신호(data)의 출력을 지시하는 출력 신호(TP)를 생성한다. 출력 신호(TP)는 필터된 데이터 인에이블 신호(DE')를 이용하여 생성될 수 있다. 예를 들어, 필터된 데이터 인에이블 신호(DE')가 온 전압(또는 하이 레벨 전압)으로 출력되는 사이에 오프 전압(또는 로우 레벨 전압)으로 출력될 때에 온 전압으로 생성될 수 있다.
마스킹부(130)는 메인 클록 신호(MCLK)를 수신한다. 마스킹부(130)는 메인 클록 신호(MCLK)의 파형 변동을 검출하여 ESD 노이즈를 검출할 수 있다. 즉, ESD 노이즈에 의해 메인 클록 신호(MCLK)가 비정상적인 파형으로 수신되면, 마스킹부(130)는 ESD 노이즈의 발생을 검출할 수 있다. 마스킹부(130)는 ESD 노이즈가 검출되면 TP 마스킹 신호(TPm)를 생성하여 제2 처리부(120)에 전달한다. TP 마스킹 신호(TPm)는 출력 신호(TP)를 마스킹하는 신호이다. 더욱 상세하게는, TP 마스킹 신호(TPm)는 ESD 노이즈가 발생한 시점에 수신된 영상 신호(ImS)에 대응하는 데이터 신호(data)의 출력을 지시하는 출력 신호(TP)를 마스킹하는 신호이다. ESD 노이즈가 발생한 시점에 수신된 영상 신호(ImS)에 대응하는 데이터 신호(data)의 출력을 지시하는 출력 신호(TP)가 마스킹되면, 데이터 구동부(300)에서는 앞서 출력된 데이터 신호(data)가 지속적으로 출력된다. 이에 따라, ESD 노이즈에 의한 비정상적인 데이터 신호(abnormal data)가 데이터선(D1~Dm)에 출력되지 않게 된다.
이하, 도 4 내지 6을 참조하여 신호 제어부(100)에서 ESD 노이즈를 최소화하는 동작에 대하여 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시에에 따른 신호 제어부의 입출력 신호 및 데이터 구동부의 데이터 신호를 나타내는 타이밍도이다. 도 4는 ESD 노이즈가 발생하지 않은 경우를 나타낸다.
도 4를 보면, 메인 클록 신호(MCLK)와 데이터 인에이블 신호(DE)는 소정의 주기로 제1 처리부(110)에 입력된다. 데이터 인에이블 신호(DE)의 주기는 1 수평 주기(1H)와 동일할 수 있다. 1 수평 주기는 수평 동기 신호(Hsync)의 주기와 동일할 수 있다.
영상 신호(ImS)는 데이터 인에이블 신호(DE)에 주기에 맞추어 복수의 스캔선(S1~Sn) 각각에 대응하여 순차적으로 입력될 수 있다. 예를 들어, 데이터 인에이블 신호(DE)에 주기에 맞추어 G1, G2, G3, G4의 영상 신호(ImS)가 순차적으로 입력될 수 있다. G1, G2, G3, G4 각각은 하나의 스캔선에 배열된 화소들에 대응하는 영상 신호(ImS)일 수 있다.
ESD 노이즈가 발생하지 않았으므로, 데이터 인에이블 신호(DE)와 영상 신호(ImS)는 그대로 필터된 데이터 인에이블 신호(DE')와 필터된 영상 신호(ImS')로서 출력된다. 필터된 영상 신호(ImS')는 제2 처리부(120)에서 처리되어 1 수평 주기(1H) 이후에 영상 데이터 신호(DAT)로서 출력된다.
출력 신호(TP)는 1 수평 주기(1H)마다 출력된다. 데이터 구동부(300)는 하나의 스캔선에 대응하는 영상 데이터 신호(DAT)를 수신한 후 입력되는 출력 신호(TP)에 대응하여 데이터 신호(data)를 출력한다. 결과적으로, 데이터 신호(data)는 대응하는 영상 데이터 신호(DAT)가 생성된 후 1 수평 주기(1H)만큼 지연하여 출력될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 제어부에서 ESD 노이즈를 최소화하는 동작을 나타내는 타이밍도이다. 도 5는 ESD 노이즈가 발생한 경우를 나타낸다. 도 6은 ESD 노이즈가 제거되지 않은 경우에 발생하는 가로줄 불량을 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 5를 보면, G2의 영상 신호(ImS)가 입력되는 시간에 ESD 노이즈가 발생한 것으로 가정한다.
ESD 노이즈가 발생하게 되면 순간적으로 메인 클록 신호(MCLK), 데이터 인에이블 신호(DE) 및 영상 신호(ImS)는 비정상적으로 변동되거나 정지될 수 있다. 제1 처리부(110)를 통해 데이터 인에이블 신호(DE)의 ESD 노이즈는 제거되고, 필터된 데이터 인에이블 신호(DE)는 정상적인 신호로 복구될 수 있다.
그러나 메인 클록 신호(MCLK)와 영상 신호(ImS)는 정상적인 신호로 복구되지 않는다. 특히, 영상 신호(ImS)에서 ESD 노이즈가 포함된 부분은 제거되고, ESD 노이즈가 포함되지 않은 부분만이 필터된 영상 신호(ImS')로 만들어진다. 예를 들어, G2 영상 신호(ImS)에 포함된 G20, G21, G22 중에서 ESD 노이즈가 포함된 G21은 제거되고 필터된 영상 신호(ImS')에는 G20, G22만이 포함될 수 있다.
G20, G22만이 포함된 필터된 영상 신호(ImS')가 제2 처리부(120)에서 처리되어 만들어진 영상 데이터 신호(DAT)에는 제거된 G21을 대신하여 블랭크 데이터(BD)가 채워지게 된다.
만일, 도 6에 도시한 바와 같이, 블랭크 데이터(BD)가 포함된 영상 데이터 신호(DAT)와 출력 신호(TP)가 데이터 구동부(300)에 전달되면, 데이터 구동부(300)는 블랭크 데이터(BD)가 포함된 영상 데이터 신호(DAT)에 대응하는 비정상적인 데이터 신호(abnormal G2)를 데이터선(D1~Dm)에 출력하게 된다. 비정상적인 데이터 신호(abnormal G2)에 의해 화면에 가로줄이 표시되는 불량이 발생할 수 있다.
다시 도 5를 보면, 마스킹부(130)에서 메인 클록 신호(MCLK)가 비정상적인 파형으로 수신되는 부분을 검출함에 따라 TP 마스킹 신호(TPm)를 생성하여 제2 처리부(120)에 전달하게 되면, 제2 처리부(120)는 블랭크 데이터(BD)가 포함된 영상 데이터 신호(DAT)에 대응하는 데이터 신호(data)의 출력을 지시하는 출력 신호(TP)를 마스킹한다. 출력 신호(TP)가 마스킹됨에 따라, 데이터 구동부(300)는 G1에 대응하는 데이터 신호(data)를 블랭크 데이터(BD)가 포함된 영상 데이터 신호(DAT)에 대응하는 데이터 신호(data)가 출력되어야 하는 시간까지 지속적으로 출력한다. 이에 따라, ESD 노이즈에 의한 비정상적인 데이터 신호(abnormal G2)가 데이터선(D1~Dm)에 출력되지 않게 된다.
일반적인 영상의 한 프레임 내에서 인접한 스캔선(S1~Sn)의 화소들은 유사한 휘도로 발광하는 경우가 많으므로, 이전 스캔선의 화소에 대응하는 데이터 신호(예를 들어, G1에 대응하는 데이터 신호)가 다음 스캔선의 화소에 대응하는 데이터 신호(예를 들어, G2에 대응하는 데이터 신호)로서 입력되더라도 화면에 가로줄이 표시되는 불량이 크게 발생하지 않게 된다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 신호 제어부를 나타내는 블록도이다.
도 7을 참조하면, 신호 제어부(100)는 제1 처리부(110), 제2 처리부(120) 및 프레임 버퍼부(140)를 포함한다. 제1 처리부(110) 및 제2 처리부(120)는 도 3에서 설명한 바와 동일하므로, 상세한 설명은 생략한다.
프레임 버퍼부(140)는 메인 클록 신호(MCLK) 및 필터된 영상 신호(ImS')를 수신한다. 프레임 버퍼부(140)는 메인 클록 신호(MCLK)의 파형 변동을 검출하여 ESD 노이즈를 검출할 수 있다.
프레임 버퍼부(140)는 필터된 영상 신호(ImS')를 프레임 단위로 저장한다. 더욱 상세하게는, 프레임 버퍼부(140)에는 이전 프레임의 필터된 영상 신호(ImS'(k-1))가 저장되어 있고, 순차적으로 입력되는 현재 프레임의 필터된 영상 신호(ImS')가 순차적으로 프레임 버퍼부(140)에 업로드될 수 있다.
프레임 버퍼부(140)는 ESD 노이즈가 검출되면 저장되어 있는 이전 프레임의 필터된 영상 신호(ImS'(k-1))를 제2 처리부(120)에 전달한다. 더욱 상세하게는, 프레임 버퍼부(140)는 현재 프레임의 필터된 영상 신호(ImS')를 순차적으로 입력받는 도중에 ESD 노이즈가 검출되면 ESD 노이즈가 검출되는 시간 동안의 현재 프레임의 필터된 영상 신호(ImS')는 업로드되지 않고, 이전 프레임의 필터된 영상 신호(ImS'(k-1))에서 현재 프레임의 필터된 영상 신호(ImS')로 업로드되어야 하는 부분을 제2 처리부(120)에 전달할 수 있다.
제2 처리부(120)는 영상 데이터 신호(DAT)를 생성함에 있어서 프레임 버퍼부(140)에서 전달되는 이전 프레임의 필터된 영상 신호(ImS'(k-1))를 우선적으로 영상 데이터 신호(DAT)에 포함시킨다. 따라서, 영상 데이터 신호(DAT)에는 ESD 노이즈가 발생한 시점에 수신된 영상 신호(ImS)에 포함되지 않게 되고, ESD 노이즈에 의한 비정상적인 데이터 신호(abnormal data)가 데이터선(D1~Dm)에 출력되지 않게 된다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 신호 제어부에서 ESD 노이즈를 최소화하는 동작을 나타내는 타이밍도이다. 도 7의 신호 제어부를 이용하여 ESD 노이즈를 최소화하는 방법을 나타낸다.
도 8을 보면, G2의 영상 신호(ImS)가 입력되는 시간에 ESD 노이즈가 발생한 것으로 가정한다.
ESD 노이즈가 발생하게 되면 순간적으로 메인 클록 신호(MCLK), 데이터 인에이블 신호(DE) 및 영상 신호(ImS)는 비정상적으로 변동되거나 정지될 수 있다. 제1 처리부(110)를 통해 데이터 인에이블 신호(DE)의 ESD 노이즈는 제거되고, 필터된 데이터 인에이블 신호(DE)는 정상적인 신호로 복구될 수 있다.
그러나 메인 클록 신호(MCLK)와 영상 신호(ImS)는 정상적인 신호로 복구되지 않는다. 특히, 영상 신호(ImS)에서 ESD 노이즈가 포함된 부분은 제거되고, ESD 노이즈가 포함되지 않은 부분만이 필터된 영상 신호(ImS')로 만들어진다. 예를 들어, G2 영상 신호(ImS)에 포함된 G20, G21, G22 중에서 ESD 노이즈가 포함된 G21은 제거되고 필터된 영상 신호(ImS')에는 G20, G22만이 포함될 수 있다.
ESD 노이즈가 검출되면 프레임 버퍼부(140)는 이전 프레임의 필터된 영상 신호(ImS'(k-1))를 제2 처리부(120)에 전달한다. 이때, 이전 프레임의 필터된 영상 신호(ImS'(k-1))는 ESD 노이즈가 검출된 시점 이후의 부분만을 포함할 수 있다. 예를 들어, ESD 노이즈가 포함된 G21에 대해 이전 프레임의 G21(k-1), G22(k-1)의 필터된 영상 신호(ImS'(k-1))이 제2 처리부(120)에 전달될 수 있다.
제2 처리부(120)는 ESD 노이즈가 포함되지 않은 현재 프레임의 필터된 영상 신호(ImS')와 이전 프레임의 필터된 영상 신호(ImS'(k-1))을 조합하여 영상 데이터 신호(DAT)를 만들 수 있다. 예를 들어, 현재 프레임의 G20과 이전 프레임의 G21(k-1), G22(k-1)로 영상 데이터 신호(DAT)가 만들어질 수 있다. 데이터 구동부(300)는 현재 프레임의 G20과 이전 프레임의 G21(k-1), G22(k-1)로 만들어진 영상 데이터 신호(DAT)에 대응하는 데이터 신호(data)를 데이터선(D1~Dm)에 출력한다. 이에 따라, ESD 노이즈에 의한 비정상적인 데이터 신호는 출력되지 않게 된다.
일반적인 영상의 연속하는 프레임 간에서 동일한 스캔선(S1~Sn)의 화소들은 유사한 휘도로 발광하는 경우가 많으므로, 이전 프레임의 데이터 신호(예를 들어, G21(k-1), G22(k-1)에 대응하는 데이터 신호)가 다음 프레임의 데이터 신호(예를 들어, G21, G22에 대응하는 데이터 신호)로서 입력되더라도 화면에 가로줄이 표시되는 불량이 크게 발생하지 않게 된다.
지금까지 참조한 도면과 기재된 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100 : 신호 제어부
110 : 제1 처리부
120 : 제2 처리부
130 : 마스킹부
140 : 프레임 버퍼부
200 : 스캔 구동부
300 : 데이터 구동부
400 : 표시부

Claims (20)

  1. 복수의 화소;
    상기 복수의 화소에 연결되어 있는 복수의 데이터선에 데이터 신호를 인가하는 데이터 구동부; 및
    영상 신호, 데이터 인에이블 신호 및 메인 클록 신호를 수신하고, 상기 데이터 구동부에 영상 데이터 신호 및 상기 데이터 신호의 출력을 지시하는 출력 신호를 전달하는 신호 제어부를 포함하고,
    상기 신호 제어부는 상기 메인 클록 신호의 파형 변동을 검출하여 ESD 노이즈를 검출하고, 상기 ESD 노이즈에 의해 상기 영상 신호가 왜곡될 때 상기 출력 신호를 마스킹하는 표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 신호 제어부는,
    상기 영상 신호, 상기 데이터 인에이블 신호 및 상기 메인 클록 신호를 수신하고, 상기 영상 신호 및 상기 데이터 인에이블 신호에서 상기 ESD 노이즈를 필터링하여 필터된 영상 신호 및 필터된 데이터 인에이블 신호를 생성하는 제1 처리부;
    상기 필터된 영상 신호를 변환하여 상기 영상 데이터 신호를 생성하는 제2 처리부; 및
    상기 메인 클록 신호를 이용하여 ESD 노이즈를 검출하고, 상기 ESD 노이즈가 검출되면 상기 출력 신호를 마스킹하는 TP 마스킹 신호를 생성하는 마스킹부를 포함하는 표시 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 처리부는 상기 데이터 인에이블 신호에 상기 ESD 노이즈가 포함되더라도 상기 메인 클록 신호를 정해진 클록 수만큼 상기 데이터 인에이블 신호를 원래의 레벨로 복구하여 상기 필터된 데이터 인에이블 신호를 생성하는 표시 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제1 처리부는 상기 영상 신호에서 상기 ESD 노이즈가 포함된 부분을 제거하고 상기 ESD 노이즈가 포함되지 않은 부분으로 상기 필터된 영상 신호를 생성하는 표시 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 제1 처리부는 상기 필터된 데이터 인에이블 신호의 동기에 맞추어 상기 필터된 영상 신호를 출력하는 표시 장치.
  6. 제2 항에 있어서,
    상기 제2 처리부는 상기 필터된 데이터 인에이블 신호가 오프 전압으로 출력될 때 상기 출력 신호를 온 전압으로 생성하는 표시 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 마스킹부는 상기 TP 마스킹 신호를 상기 제2 처리부에 전달하는 표시 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 TP 마스킹 신호는 상기 ESD 노이즈가 발생한 시점에 수신된 영상 신호에 대응하는 데이터 신호의 출력 지시하는 출력 신호를 마스킹하는 신호인 표시 장치.
  9. 복수의 화소;
    상기 복수의 화소에 연결되어 있는 복수의 데이터선에 데이터 신호를 인가하는 데이터 구동부; 및
    영상 신호, 데이터 인에이블 신호 및 메인 클록 신호를 수신하고, 상기 데이터 구동부에 영상 데이터 신호 및 상기 데이터 신호의 출력을 지시하는 출력 신호를 전달하는 신호 제어부를 포함하고,
    상기 신호 제어부는 상기 메인 클록 신호를 이용하여 ESD 노이즈를 검출하고, 상기 ESD 노이즈에 의해 상기 영상 신호가 왜곡될 때 왜곡된 영상 신호를 대신하여 이전 프레임의 영상 신호로 상기 영상 데이터 신호를 생성하는 표시 장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 신호 제어부는,
    상기 영상 신호, 상기 데이터 인에이블 신호 및 상기 메인 클록 신호를 수신하고, 상기 영상 신호 및 상기 데이터 인에이블 신호에서 상기 ESD 노이즈를 필터링하여 필터된 영상 신호 및 필터된 데이터 인에이블 신호를 생성하는 제1 처리부;
    상기 필터된 영상 신호를 변환하여 상기 영상 데이터 신호를 생성하는 제2 처리부; 및
    상기 필터된 영상 신호를 프레임 단위로 저장하고, 상기 ESD 노이즈가 검출되면 이전 프레임의 필터된 영상 신호를 상기 제2 처리부에 전달하는 프레임 버퍼부를 포함하는 표시 장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 제1 처리부는 상기 데이터 인에이블 신호에 상기 ESD 노이즈가 포함되더라도 상기 메인 클록 신호를 정해진 클록 수만큼 상기 데이터 인에이블 신호를 원래의 레벨로 복구하여 상기 필터된 데이터 인에이블 신호를 생성하는 표시 장치.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 제1 처리부는 상기 영상 신호에서 상기 ESD 노이즈가 포함된 부분을 제거하고 상기 ESD 노이즈가 포함되지 않은 부분으로 상기 필터된 영상 신호를 생성하는 표시 장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 제1 처리부는 상기 필터된 데이터 인에이블 신호의 동기에 맞추어 상기 필터된 영상 신호를 출력하는 표시 장치.
  14. 제10 항에 있어서,
    상기 제2 처리부는 상기 필터된 데이터 인에이블 신호가 오프 전압으로 출력될 때 상기 출력 신호를 온 전압으로 생성하는 표시 장치.
  15. 제10 항에 있어서,
    상기 프레임 버퍼부는 상기 메인 클록 신호의 파형 변동을 검출하여 상기 ESD 노이즈를 검출하는 표시 장치.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 프레임 버퍼부는 현재 프레임의 필터된 영상 신호를 순차적으로 입력받아 업로드하고, 상기 ESD 노이즈가 검출되면 상기 현재 프레임의 필터된 영상 신호를 업로드하지 않는 표시 장치.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 프레임 버퍼부는 상기 ESD 노이즈가 검출되는 시간 동안 상기 이전 프레임의 필터된 영상 신호에서 상기 현재 프레임의 필터된 영상 신호로 업로드되어야 하는 부분을 상기 제2 처리부에 전달하는 표시 장치.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 제2 처리부는 상기 이전 프레임의 필터된 영상 신호를 우선적으로 상기 영상 데이터 신호에 포함시키는 표시 장치.
  19. 복수의 화소를 포함하는 표시 장치의 구동 방법에 있어서,
    영상 신호 및 메인 클록 신호를 수신하는 단계;
    상기 메인 클록 신호의 파형 변동을 검출하여 ESD 노이즈를 검출하는 단계; 및
    상기 ESD 노이즈에 의해 상기 영상 신호가 왜곡될 때 상기 복수의 화소에 연결되어 있는 복수의 데이터선에 인가되는 데이터 신호를 이전 스캔선의 화소에 인가된 데이터 신호로 생성하는 단계를 포함하는 표시 장치의 구동 방법.
  20. 복수의 화소를 포함하는 표시 장치의 구동 방법에 있어서,
    영상 신호 및 메인 클록 신호를 수신하는 단계;
    상기 영상 신호를 프레임 단위로 저장하는 단계;
    상기 메인 클록 신호의 파형 변동을 검출하여 ESD 노이즈를 검출하는 단계; 및
    상기 ESD 노이즈에 의해 상기 영상 신호가 왜곡될 때 상기 복수의 화소에 연결되어 있는 복수의 데이터선에 인가되는 데이터 신호를 이전 프레임에 인가된 데이터 신호로 생성하는 단계를 포함하는 표시 장치의 구동 방법.
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