KR20070001475A - Low power liquid crystal display device - Google Patents

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KR20070001475A
KR20070001475A KR1020050056980A KR20050056980A KR20070001475A KR 20070001475 A KR20070001475 A KR 20070001475A KR 1020050056980 A KR1020050056980 A KR 1020050056980A KR 20050056980 A KR20050056980 A KR 20050056980A KR 20070001475 A KR20070001475 A KR 20070001475A
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gate
liquid crystal
line
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박철우
민웅규
정호용
홍성진
김종희
박문산
이일평
조재현
최욱철
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삼성전자주식회사
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Abstract

A low power liquid crystal display device is provided to reduce manufacturing cost of the liquid crystal display device by forming a charge-coupling element inside an LCD(Liquid Crystal Display) panel. An LCD panel(440) includes plural gate lines, plural data lines, and plural pixels. The data lines cross the gate lines. The pixels are arranged in a matrix form in a region, which is surrounded with the gate and data lines. A first switching unit(420) supplies an image signal to the data line according to a control signal. A second switching unit(430) is arranged between the data lines and shares the charges, which are accumulated in adjacent data lines according to the control signal. A control signal generator(410) generates a control signal for controlling the first and second switching units.

Description

저전력 액정 표시 장치 {LOW POWER LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}Low Power Liquid Crystal Display {LOW POWER LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

도 1은 일반적인 액정 표시 장치의 구동 장치의 개략적인 블록도이다.1 is a schematic block diagram of a driving device of a general liquid crystal display.

도 2는 도트 인버전 방식으로 구동되는 일반적인 액정 표시 장치의 등가 회로도이다.2 is an equivalent circuit diagram of a general liquid crystal display device driven by a dot inversion method.

도 3은 종래 기술에 따른 액정 표시 장치의 구동 장치의 등가 회로도이다.3 is an equivalent circuit diagram of a driving device of a liquid crystal display according to the prior art.

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전하 공유를 이용한 액정 표시 장치의 등가 회로도이다.4 is an equivalent circuit diagram of a liquid crystal display using charge sharing according to a first embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전하 공유를 이용한 액정 표시 장치의 구동 전압 파형도이다.5 is a driving voltage waveform diagram of a liquid crystal display using charge sharing according to a first embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치의 레벨 시프터의 개략 구성도이다.6 is a schematic structural diagram of a level shifter of a liquid crystal display according to a second embodiment of the present invention.

도 7은 제2 실시예의 레벨 시프터의 구동 전압 파형도이다.7 is a drive voltage waveform diagram of the level shifter in the second embodiment.

도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 액정 표시 장치의 레벨 시프터의 개략 구성도이다.8 is a schematic structural diagram of a level shifter of a liquid crystal display according to a third exemplary embodiment of the present invention.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

410: 소스 드라이버 IC 420: 제1 스위칭부410: source driver IC 420: first switching unit

430: 제2 스위칭부 440: 액정 표시 패널430: second switching unit 440: liquid crystal display panel

610, 710: 게이트 라인 620, 720: 데이터 라인610, 710: gate line 620, 720: data line

630, 730: 제1 클록부 635, 735: 제2 클록부630 and 730: first clock part 635 and 735: second clock part

640, 740: 제3 스위칭부 645, 745: 제4 스위칭부640 and 740: third switching unit 645 and 745: fourth switching unit

650, 750: 짝수 번째 스토리지 라인 650, 750: Even numbered storage lines

655, 755: 홀수 번째 스토리지 라인655, 755: odd numbered storage lines

본 발명은 액정 표시 장치의 구동 장치 및 이를 포함하는 액정 표시 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전하 공유 및 레벨 시프터를 이용하여 액정 표시 장치를 저전력으로 구동시키기 액정 표시 장치의 구동 장치 및 이를 포함하는 액정 표시 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a driving device of a liquid crystal display and a liquid crystal display including the same, and more particularly, to driving the liquid crystal display at low power using charge sharing and a level shifter. It relates to a liquid crystal display device.

도 1을 참조하여, 일반적인 액정 표시 장치의 개략적인 구동 시스템을 살펴보면, 상기 액정 표시 장치의 구동 장치는 전원회로(10), 타이밍 컨트롤러(20), 게이트 드라이버 IC(30), 소스 드라이버 IC(40), 액정 표시 패널(50), 백라이트 인버터(60) 및 백라이트 램프(70)를 포함한다. Referring to FIG. 1, a schematic driving system of a general liquid crystal display device includes a power supply circuit 10, a timing controller 20, a gate driver IC 30, and a source driver IC 40. ), A liquid crystal display panel 50, a backlight inverter 60, and a backlight lamp 70.

상기와 같은 구성을 갖는 액정 표시 장치의 구동 방식을 살펴보면, 상기 게이트 드라이버 IC(30)로부터 1 프레임에 대한 각 게이트 라인이 선택되고, 선택된 게이트 라인에는 게이트 전압이 인가된다. 특히, 박막 트랜지스터에 위치하는 게이트 전극에 게이트 전압이 인가되어, 선택된 게이트 라인에 위치하는 박막 트랜지스 터의 채널은 열리게 되며, 이 때, 소스 드라이버 IC(40)에서는 영상 정보에 따른 화상 신호 전압을 데이터 라인에 전달하게 되며, 데이터 라인에 전달된 신호 전압은 열려진 박막 트랜지스터를 통하여 액정 캐패시터와 스토리지 캐패시터에 충전된다. 박막 트랜지스터 채널이 닫히게 되면, 액정 캐패시터와 스토리지 캐패시터에 충전된 전압은 유지되며, 전압 충전을 위해 구성된 스토리지 캐패시터에 의해 화소에는 충전된 전압이 다음 번 프레임까지 유지된다.Looking at the driving method of the liquid crystal display having the above configuration, each gate line for one frame is selected from the gate driver IC 30, and a gate voltage is applied to the selected gate line. In particular, the gate voltage is applied to the gate electrode positioned in the thin film transistor, so that the channel of the thin film transistor positioned in the selected gate line is opened. At this time, the source driver IC 40 adjusts the image signal voltage according to the image information. The signal voltage transmitted to the data line is charged to the liquid crystal capacitor and the storage capacitor through the open thin film transistor. When the thin film transistor channel is closed, the voltage charged in the liquid crystal capacitor and the storage capacitor is maintained, and the voltage charged in the pixel is maintained until the next frame by the storage capacitor configured for voltage charging.

그런데, 액정을 구동하는 전압이 매 프레임마다 동일한 극성 즉, 정(+)의 값 또는 부(-)의 값만을 갖게 되면, 액정은 열화가 발생하여, 화상을 표현하는데 문제점이 발생하게 되므로, 이를 해결하기 위하여, 액정 표시 장치의 각 화소는 매 프레임마다 극성을 바꾸는 데이터 인버전 방식이 제안되었다. However, when the voltage driving the liquid crystal has only the same polarity, that is, a positive (+) value or a negative (-) value in every frame, the liquid crystal deteriorates, which causes a problem in representing an image. In order to solve the problem, a data inversion method of changing polarity of each pixel of a liquid crystal display device has been proposed.

인버전 방식은 라인 인버전, 칼럼 인버전 및 도트 인버전 등의 방식으로 구분되며, 상기 라인 인버전 방식은 게이트 라인을 따라 데이터 신호를 정(+), 부(-) 신호로 교대로 인가하는 방식이며, 상기 칼럼 인버전 방식은 데이터 라인을 따라 데이터 신호를 정(+), 부(-) 신호로 교대로 인가하는 방식이며, 상기 도트 인버전 방식은 수평, 수직 방향으로 인접한 화소의 극성이 반대가 되도록 데이터 신호를 인가하는 방식이다. 상기 전술된 데이터 인버전 방식 중 도트 인버전 방식이 고화질을 구현하고, 화면 플리커 현상을 최소화할 수 있기 때문에 널리 사용되고 있다.The inversion scheme is classified into a line inversion, a column inversion, and a dot inversion scheme. The line inversion scheme alternately applies data signals along the gate lines as positive (+) signals or negative (-) signals. In the column inversion method, a data signal is alternately applied as a positive (+) signal or a negative (-) signal along a data line, and the dot inversion method has a polarity of adjacent pixels in horizontal and vertical directions. The data signal is applied to be reversed. Among the above-described data inversion methods, the dot inversion method is widely used because it realizes high quality and minimizes the screen flicker phenomenon.

도 2는 도트 인버전 방식으로 구동되는 일반적인 액정 표시 장치의 등가 회로도이다. 2 is an equivalent circuit diagram of a general liquid crystal display device driven by a dot inversion method.

도트 인버전 방식으로 구동되는 액정 표시 장치에서 공통 전압은 고정된 값 으로 각 화소에 전달되며, 고정된 공통전압이 인가되기 때문에, 화소의 극성이 매 프레임 마다 정(+), 부(-)로 반전하기 위해서, 소스 드라이버 IC(150)는 공통 전압을 중심으로 정(+), 부(-)의 전압을 출력해야 한다.In the liquid crystal display device driven by the dot inversion method, the common voltage is transmitted to each pixel at a fixed value, and since the fixed common voltage is applied, the polarities of the pixels are positive (+) and negative (-) every frame. In order to invert, the source driver IC 150 should output positive and negative voltages with respect to the common voltage.

상기 도 2의 액정 패널은 데이터 라인 저항(RL)과 데이터 라인 캐패시터(CL)로 구성되며, 이러한 데이터 라인 캐패시터는 데이터 라인과 주변의 데이터 라인, 게이트 전극 등과의 작용에 의해 데이터 라인에 기생되는 캐패시터이다. The liquid crystal panel of FIG. 2 includes a data line resistor R L and a data line capacitor C L , and the data line capacitor is parasitic on the data line by the action of the data line, the peripheral data line, and the gate electrode. Capacitor.

m열 데이터 라인에 공통 전압보다 큰 데이터 전압이 출력되면, m+1열 데이터 배선에는 공통 전압보다 작은 데이터 전압이 출력되어, 동일한 게이트 라인에 위치하는 인접 화소는 극성이 반대가 되며, 또한, n행 게이트 라인에 공통 전압보다 큰 데이터 전압이 출력되면, n+1행 게이트 라인에는 공통 전압보다 작은 데이터 전압이 출력되어, 액정 표시 패널 내부의 인접하는 화소는 그 극성이 반대가 된다. 그러나, 도트 인버전 방식의 액정 표시 장치에서 소스 드라이버 IC(150)는 게이트 배선에 전압이 출력될 때마다 소정 전압을 인가해야 되기 때문에 많은 전력을 소모하게 된다.When a data voltage larger than the common voltage is output to the m column data line, a data voltage smaller than the common voltage is output to the m + 1 column data line, so that adjacent pixels positioned on the same gate line are reversed in polarity, and n When a data voltage greater than the common voltage is output to the row gate line, a data voltage smaller than the common voltage is output to the n + 1 row gate line, and the adjacent pixels in the liquid crystal display panel have opposite polarities. However, in the dot inversion type liquid crystal display, the source driver IC 150 consumes a lot of power because a predetermined voltage must be applied every time a voltage is output to the gate wiring.

도 3은 종래 기술에 따른 액정 표시 장치의 구동 장치의 등가 회로도이다.3 is an equivalent circuit diagram of a driving device of a liquid crystal display according to the prior art.

상기 도 3의 도트 인버전 방식의 액정 표시 장치는 소스 드라이버 IC(150), 액정 표시 패널(100) 및 전하 공유부(170)를 포함하며, 상기 전하 공유부는 증폭기와 스위치(SW)로 구성된다.The dot inversion type liquid crystal display of FIG. 3 includes a source driver IC 150, a liquid crystal display panel 100, and a charge sharing unit 170. The charge sharing unit includes an amplifier and a switch SW. .

상기 증폭기는 상기 소스 드라이버 IC(150)에서 출력되는 데이터 전압을 증 폭시키며, 상기 스위치(SW)는 인접하는 데이터 라인을 일정시간 동안 연결하여, 전하를 공유하여, 모든 데이터 라인들이 공통 전극 정도의 전위를 유지하게 되고, 그 이후에, 소스 드라이버 IC가 데이터 라인을 구동하면, 구동 전압폭이 기존의 것보다 최대 1/2로 감소시킬 수 있는 반면에, 이러한 액정 표시 장치를 구현하기 위해서는, 상기 액정 표시 패널(100)과 상기 소스 드라이버 IC(170) 사이에 증폭기와 스위치(SW)로 구성된 전하 공유부(170)를 별도로 구성해야 하기 때문에, 제조 공정이 복잡해지고, 제조 비용이 증가하는 문제점이 발생하였다.The amplifier amplifies the data voltage output from the source driver IC 150, and the switch SW connects adjacent data lines for a predetermined time and shares charge, so that all data lines are about the same as the common electrode. The potential is maintained, and after that, if the source driver IC drives the data line, the driving voltage width can be reduced to a maximum of 1/2 of the conventional one, whereas to implement such a liquid crystal display device, Since the charge sharing unit 170 including the amplifier and the switch SW must be separately configured between the liquid crystal display panel 100 and the source driver IC 170, the manufacturing process becomes complicated and the manufacturing cost increases. Occurred.

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 액정 표시 장치를 저전력으로 구동시키기 위하여, 전하를 공유하기 위한 수단을 액정 표시 패널의 외부에 추가적으로 설치하지 않고, 액정 표시 패널 내부에 형성함으로써, 제조 공정을 단순화시키고, 이와 더불어 스토리지 라인을 통하여 픽셀 전압을 부스트하는 방식을 적용한 저전력 액정 표시 장치의 구동 장치 및 이를 포함한 액정 표시 장치를 제공하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to overcome the above-described problems, and a technical problem to be achieved by the present invention is to provide a means for sharing charges without driving additionally to the outside of the liquid crystal display panel in order to drive the liquid crystal display at low power, The present invention provides a driving device of a low power liquid crystal display device and a liquid crystal display device including the same, by simplifying a manufacturing process and applying a method of boosting a pixel voltage through a storage line by forming inside the liquid crystal display panel.

상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 다수의 게이트 라인과, 상기 게이트 라인과 절연되어 교차하고, 화상 신호를 인가하는 다수의 데이터 라인과, 상기 게이트 라인과 상기 데이터 라인에 의해 둘러싸인 영역에 매트릭스 형태로 배열된 다수의 화소를 포함하는 액정 표시 패널로서, 제어 신호에 따라 상기 데이터 라인에 상기 화상 신호를 제공하는 제1 스위칭부, 상기 데 이터 라인들 사이에 설치되며, 상기 제어 신호에 따라 인접한 데이터 라인에 충전된 전하를 공유하기 위한 제2 스위칭부 및 상기 제1 스위칭부 및 상기 제2 스위칭부를 제어하기 위한 제어 신호를 생성하는 제어 신호 발생기를 포함하는 액정 표시 패널이 제공된다.According to an aspect of the present invention for achieving the object of the present invention, a plurality of gate lines, a plurality of data lines insulated from and intersecting the gate lines, applying an image signal, the gate line and the data line A liquid crystal display panel including a plurality of pixels arranged in a matrix form in an area surrounded by the first display device, the liquid crystal display panel being provided between the first switching unit and the data lines to provide the image signal to the data line according to a control signal. A liquid crystal display panel including a second switching unit for sharing charges charged in adjacent data lines according to the control signal and a control signal generator for generating a control signal for controlling the first switching unit and the second switching unit; Is provided.

상기 제1 스위칭부 및 상기 제2 스위칭부는 동일한 제어 신호에 의해서 제어되는 것을 특징으로 한다.The first switching unit and the second switching unit is controlled by the same control signal.

상기 제1 스위칭부 및 상기 제2 스위칭부는 서로 반대 특성을 갖는 것을 특징으로 하며, 상기 제1 스위칭부 및 상기 제2 스위칭부는 트랜지스터인 것을 특징으로 한다.The first switching unit and the second switching unit is characterized in that the opposite characteristics, the first switching unit and the second switching unit is characterized in that the transistor.

상기 제1 스위칭부의 게이트 단자는 상기 제어 신호 발생기의 출력단에 연결되며, 드레인 단자는 데이터 구동 회로의 출력단에 연결되며, 소스 단자는 상기 데이터 라인에 연결되고, 상기 제2 스위칭부의 게이트 단자는 상기 제어 신호 발생기의 출력단에 연결되며, 소스 단자는 데이터 라인에 연결되며, 드레인 단자는 상기 데이터 라인에 인접하는 데이터 라인에 연결되는 것을 특징으로 한다.The gate terminal of the first switching unit is connected to the output terminal of the control signal generator, the drain terminal is connected to the output terminal of the data driving circuit, the source terminal is connected to the data line, and the gate terminal of the second switching unit is the control It is connected to the output terminal of the signal generator, characterized in that the source terminal is connected to the data line, the drain terminal is connected to the data line adjacent to the data line.

상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 다른 측면에 따르면, 상기와 같은 특징으로 갖는 액정 표시 패널을 포함하는 것을 액정 표시 장치가 제공된다.According to another aspect for achieving the above object of the present invention, there is provided a liquid crystal display comprising a liquid crystal display panel having the above characteristics.

상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 또 다른 측면에 따르면, 다수의 게이트 라인과, 상기 게이트 라인과 절연되어 교차하고, 화상 신호를 인가하는 다수의 데이터 라인과, 상기 게이트 라인과 상기 데이터 라인에 의해 둘러싸인 영역에 매트릭스 형태로 배열된 다수의 화소를 포함하는 액정 표시 패널, 제어 신호에 따라 상기 데이터 라인에 상기 화상 신호를 제공하는 제1 스위칭부, 상기 데이터 라인들 사이에 설치되며, 상기 제어 신호에 따라 인접한 데이터 라인에 충전된 전하를 공유하기 위한 제2 스위칭부, 상기 제1 스위칭부 및 상기 제2 스위칭부를 제어하기 위한 제어 신호를 생성하는 제어 신호 발생기 및 상기 게이트 라인 사이에 배치되는 스토리지 라인에 소정 전압을 인가하여 화소 전압 레벨을 변환시키기 위한 레벨 시프터를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치가 제공된다.According to another aspect for achieving the object of the present invention, by a plurality of gate lines, a plurality of data lines insulated from and intersecting the gate line, and applying an image signal, by the gate line and the data line A liquid crystal display panel including a plurality of pixels arranged in a matrix in an enclosed area, a first switching unit configured to provide the image signal to the data line according to a control signal, and disposed between the data lines. The storage line disposed between the gate line and the control signal generator for generating a control signal for controlling the first switching unit and the second switching unit for sharing the charge charged in the adjacent data line according to the Comprising a level shifter for applying a predetermined voltage to convert pixel voltage levels The liquid crystal display device according to claim is provided.

상기 레벨 시프터는 소정 전압을 생성하기 위한 제1 클록부, 상기 제1 클록부와 반대 극성을 갖는 소정 전압을 생성하기 위한 제2 클록부, 제어 신호에 따라 상기 제1 스토리지 라인에 상기 제1 클록부의 출력 신호를 인가하기 위한 제3 스위칭부 및 제어 신호에 따라 상기 제2 스토리지 라인에 상기 제2 클록부의 출력 신호를 인가하기 위한 제4 스위칭부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The level shifter may include a first clock part for generating a predetermined voltage, a second clock part for generating a predetermined voltage having a polarity opposite to that of the first clock part, and the first clock in the first storage line according to a control signal. And a fourth switching unit for applying an output signal of the second clock unit to the second storage line according to a third switching unit for applying a negative output signal and a control signal.

상기 제어 신호는 이전 게이트 라인에 인가되는 게이트 신호를 사용하는 것을 특징으로 한다.The control signal may be a gate signal applied to a previous gate line.

상기 제3 스위칭부 및 제4 스위칭부는 동일한 특성의 트랜지스터인 것을 특징으로 한다.The third and fourth switching units may be transistors having the same characteristics.

상기 제1 스토리지 라인과 제2 스토리지 라인은 소정 행의 게이트 라인에 인접하게 배치되거나, 상기 제1 스토리지 라인은 소정 행의 게이트 라인에 인접하게 배치되며, 상기 제2 스토리지 라인은 상기 게이트 라인과 인접하는 게이트 라인에 인접하게 배치되는 것을 특징으로 한다.The first storage line and the second storage line are disposed adjacent to a gate line of a predetermined row, or the first storage line is disposed adjacent to a gate line of a predetermined row, and the second storage line is adjacent to the gate line. It is characterized in that it is disposed adjacent to the gate line.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설 명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전하 공유를 이용한 액정 표시 장치의 등가 회로도이다.4 is an equivalent circuit diagram of a liquid crystal display using charge sharing according to a first embodiment of the present invention.

상기 도 4의 전하 공유를 이용한 액정 표시 장치는 소스 드라이버 IC(410), 제1 스위칭부(420), 제2 스위칭부(430) 및 액정 표시 패널(440)을 포함한다. 여기서, R1은 데이터 라인 저항을 나타내며, Ct는 데이터 라인 캐패시터를 나타낸다.The liquid crystal display using charge sharing of FIG. 4 includes a source driver IC 410, a first switching unit 420, a second switching unit 430, and a liquid crystal display panel 440. Where R1 represents the data line resistance and Ct represents the data line capacitor.

상기 소스 드라이버 IC(410)는 타이밍 컨트롤러(미도시)로부터 발생된 디지털 제어 신호에 따라, 외부로부터 입력된 디지털 비디오 신호를 상기 액정 표시 패널(440)에 인가시켜서, 상기 액정 표시 패널을 구동시키는 역할을 한다.The source driver IC 410 drives the liquid crystal display panel by applying an external digital video signal to the liquid crystal display panel 440 according to a digital control signal generated from a timing controller (not shown). Do it.

상기 제1 스위칭부(420)는 스위치 제어 단자(C)로부터 입력되는 제어 신호에 따라 턴온 또는 턴오프되어, 상기 소스 드라이버 IC(410)로부터 인가되는 데이터 전압을 액정 표시 장치의 데이터 라인들(DL1, DL2,...,DNn-1, DLn)에 제공하게 된다. 상기 제1 스위칭부(420)는 상기 액정 표시 패널(440)의 내부에 설치되며, 본 실시예에서는 N개의 PMOS 트랜지스터(T1, T2,...,Tn-1, Tn)로 구성된다. 상기 제1 스위칭부의 게이트 단자는 상기 스위치 제어 단자(C)에 연결되며, 드레인 단자는 상기 소스 드라이버 IC(410)에 연결되고, 소스 단자는 상기 데이터 라인에 연결된다.The first switching unit 420 is turned on or off according to a control signal input from the switch control terminal C, and the data voltages DL1 of the liquid crystal display are applied to the data voltages applied from the source driver IC 410. , DL2, ..., DNn-1, DLn). The first switching unit 420 is provided inside the liquid crystal display panel 440. In the present exemplary embodiment, the first switching unit 420 includes N PMOS transistors T1, T2, ..., Tn-1, and Tn. The gate terminal of the first switching unit is connected to the switch control terminal C, the drain terminal is connected to the source driver IC 410, and the source terminal is connected to the data line.

제2 스위칭부(430)는 각 데이터 라인들 사이에 설치되어, 상기 스위치 제어 단자(C)의 제어 신호에 따라, 턴온 또는 턴오프되어 인접한 데이터 라인에 충전된 전하를 공유하게 된다. 상기 제2 스위칭부(430)도 상기 액정 표시 패널(440)의 내 부에 설치되며, 본 실시예에서는 N-1개의 NMOS 트랜지스터(M1, M2, ,Mn-1)로 구성된다. 상기 제2 스위칭부의 게이트 단자는 상기 스위치 제어 단자(C)에 연결되며, 소스 단자는 데이터 라인에 연결되며, 드레인 단자는 상기 데이터 라인에 인접하는 데이터 라인에 연결된다.The second switching unit 430 is provided between each data line, and according to the control signal of the switch control terminal C, the second switching unit 430 is turned on or turned off to share the charge charged in the adjacent data line. The second switching unit 430 is also provided inside the liquid crystal display panel 440. In the present exemplary embodiment, the second switching unit 430 includes N-1 NMOS transistors M1, M2, and Mn-1. A gate terminal of the second switching unit is connected to the switch control terminal C, a source terminal is connected to a data line, and a drain terminal is connected to a data line adjacent to the data line.

본 실시예에서는 상기 제1 스위칭부(420)는 PMOS 트랜지스터로 구성되고, 상기 제2 스위칭부(430)는 NMOS 트랜지스터로 구성되나, 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 제1 스위칭부(420)와 상기 제2 스위칭부(430)는 서로 반대 특성을 갖는 스위치가 사용될 수도 있다.In the present embodiment, the first switching unit 420 is composed of a PMOS transistor, and the second switching unit 430 is composed of an NMOS transistor, but is not limited thereto. The first switching unit 420 and the As the second switching unit 430, switches having opposite characteristics may be used.

상기와 같은 구성에 따르면, 단일 제어 신호에 따라, 상기 제1 스위칭부(420)와 상기 제2 스위칭부(430)를 제어하여, 전하 공유 방식을 적용할 수 있게 된다.According to the configuration as described above, by controlling the first switching unit 420 and the second switching unit 430 according to a single control signal, it is possible to apply a charge sharing scheme.

도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전하 공유를 이용한 액정 표시 장치의 구동 전압 파형도이다.5 is a driving voltage waveform diagram of a liquid crystal display using charge sharing according to a first embodiment of the present invention.

상기 도 5는 상기 제1 실시예의 전하 공유를 이용한 액정 표시 장치의 데이터 전압 파형 및 스위치 제어 단자(C)의 신호 파형을 도시하고 있다. 5 shows a data voltage waveform and a signal waveform of the switch control terminal C of the liquid crystal display using the charge sharing of the first embodiment.

t1 시간대 동안에는, 상기 스위치 제어 단자(C)로부터 로우 신호가 출력되어, 상기 제1 스위칭부(420)가 턴온되고, 데이터 라인에는 데이터 전압이 출력된다. 그 결과, n-1열 데이터 라인에는 Vcom + Vs/2의 전압이 데이터 라인의 캐패시터(Ct)에 충전되고, n열 데이터 라인에는 Vcom - Vs/2의 전압이 데이터 라인의 캐패시터(Ct)에 충전된다. During the t1 time period, a low signal is output from the switch control terminal C, the first switching unit 420 is turned on, and a data voltage is output to the data line. As a result, a voltage of Vcom + Vs / 2 is charged to the capacitor Ct of the data line in the n-1 column data line, and a voltage of Vcom-Vs / 2 is charged to the capacitor Ct of the data line in the n-column data line. Is charged.

그 다음, t4 시간대 동안에 스위칭 제어단자(C)로부터 하이 신호가 출력되어, 상기 제1 스위칭부(420)는 턴오프되며, 상기 제2 스위칭부(430)는 턴온되고, n-1열 데이터 라인과 n열 데이터 라인은 연결되어, 전하 공유(charge sharing)를 하게 된다. n-1열 및 n열 데이터 라인은 제2 스위칭부가 연결되면, 병렬적으로 연결되기 때문에, 각각의 데이터 라인 캐피시터(Ct)는 전하 공유를 하게 되어, 공통전압(Vcom)을 갖게 된다.Next, during the t4 time period, a high signal is output from the switching control terminal C so that the first switching unit 420 is turned off, the second switching unit 430 is turned on, and the n-1 column data line. The and n-column data lines are connected to each other for charge sharing. Since the n-1 and n-column data lines are connected in parallel when the second switching unit is connected, each data line capacitor Ct has charge sharing, and thus has a common voltage Vcom.

상기와 같은 과정을 거치면, 상기 소스 드라이버 IC(410)는 n-1열 데이터 라인은 Vcom - Vs/2의 전압을 출력하고, n열 데이터 라인은 Vcom + Vs/2의 전압을 출력한다. 따라서, 상기와 같은 구성에 의하면, 소스 드라이버 IC(410)는 화소의 극성이 변할 때 마다 Vs/2 만큼의 전압을 인가되면 되기 때문에, 저전력 액정 표시 장치를 구현할 수 있게 된다.Through the above process, the source driver IC 410 outputs a voltage of Vcom-Vs / 2 for the n-1 column data line and a voltage of Vcom + Vs / 2 for the n-column data line. Therefore, according to the above configuration, since the source driver IC 410 needs to apply a voltage equal to Vs / 2 whenever the polarity of the pixel changes, it is possible to implement a low power liquid crystal display device.

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치의 레벨 시프터의 개략 구성도로서, 도트 인버전 방식으로 액정 표시 장치를 구동시, 스토리지 라인을 통하여, 픽셀 전압을 부스트하기 위한 레벨 시프터의 개략적인 구성도이다. 상기 제2 실시예는 상기 제1 실시예에 따른 전하 공유를 이용한 액정 표시 장치에 상기 도 6에 도시된 레벨 시프터를 추가적으로 설치한 액정 표시 장치로서, 이하에서는 레벨 시프터에 대해서만 상술한다.6 is a schematic configuration diagram of a level shifter of a liquid crystal display according to a second exemplary embodiment of the present invention. FIG. 6 is a view illustrating a level shifter for boosting a pixel voltage through a storage line when driving a liquid crystal display in a dot inversion manner. It is a schematic block diagram. The second embodiment is a liquid crystal display in which the level shifter shown in FIG. 6 is additionally provided in the liquid crystal display using charge sharing according to the first embodiment, and only the level shifter will be described below.

액정 표시 패널은 일 방향으로 연장되는 게이트 라인(610), 상기 게이트 라인과 교차하는 데이터 라인(620), 상기 게이트 라인(610)에 인접하게 배치되는 짝수 번째 스토리지 라인(650) 및 상기 게이트 라인(610)과 이격되어 다음 게이트 라 인에 인접하게 배치되는 홀수 번째 스토리지 라인(655)이 배치되어 구성된다. The liquid crystal display panel includes a gate line 610 extending in one direction, a data line 620 crossing the gate line, an even-numbered storage line 650 disposed adjacent to the gate line 610, and the gate line ( An odd-numbered storage line 655 spaced apart from 610 and adjacent to the next gate line is disposed and configured.

상기 레벨 시프터는 짝수 번째 화소의 전압을 부스트하기 위하여, 상기 짝수 번째 스토리지 라인(650)에 소정 전압을 인가하기 위한 제1 클록부(630), 홀수 번째 화소의 전압을 부스트하기 위하여, 상기 홀수 번째 스토리지 라인(655)에 소정 전압을 인가하기 위한 제2 클록부(635), 상기 제1 클록부(630)와 상기 짝수 번째 스토리지 라인(650) 사이에 배치되는 제3 스위칭부(640) 및 상기 제2 클록부(635)와 상기 홀수 번째 스토리지 라인(655) 사이에 배치되는 제4 스위칭부(645)로 구성된다. The level shifter includes a first clock unit 630 for applying a predetermined voltage to the even-numbered storage line 650 to boost the voltage of the even-numbered pixel, and an odd-numbered number to boost the voltage of the odd-numbered pixel. A second clock unit 635 for applying a predetermined voltage to the storage line 655, a third switching unit 640 disposed between the first clock unit 630 and the even-numbered storage line 650, and the A fourth switching unit 645 is disposed between the second clock unit 635 and the odd-numbered storage line 655.

본 실시예에서, 상기 제3 스위칭부(640) 및 상기 제4 스위칭부(645)는 트랜지스터로 구성되며, 상기 제3 스위칭부 및 제4 스위칭부의 게이트 단자는 전단의 게이트 라인에 연결되어, 전단의 게이트 신호에 따라 제어된다. 한편, 상기 제1 클록부(630)와 상기 제2 클록부(635)에서 생성되는 신호는 반대 극성을 가지며, 상기 제3 스위칭부 및 제4 스위칭부의 동작에 따라, 상기 짝수 번째 스토리지 라인(650)과 홀수 번째 스토리지 라인(655)에 각각 인가되어, 픽셀에 충전된 전압 레벨을 변환시킨다.In this embodiment, the third switching unit 640 and the fourth switching unit 645 is composed of a transistor, the gate terminal of the third switching unit and the fourth switching unit is connected to the gate line of the front end, the front end It is controlled according to the gate signal of. Meanwhile, the signals generated by the first clock unit 630 and the second clock unit 635 have opposite polarities, and the even-numbered storage lines 650 according to the operation of the third and fourth switching units. And odd-numbered storage lines 655, respectively, to convert the voltage level charged in the pixel.

상기 레벨 시프터는 스토리지 라인을 통하여 픽셀 전압을 부스트하는 방식으로서, 본 실시예에서, 공통 전압(Vcom)은 변동되지 않으며, 약 +2.5V로 고정시키고, 상기 데이터 라인에는 0 ~ 5V의 계조 전압이 인가된다. 또한, 액정 표시 패널의 스토리지 캐패시터값과 액정셀 캐패시터값은 동일하며, 상기 제1 클록부(630) 및 상기 제2 클록부(635)에서 생성되는 신호의 전압차이 즉, 하이 신호와 로우 신 호의 차이(VH VL)는 5V이다. 상기 액정셀 캐패시터가 충전된 직후, 상기 제3 스위칭부와 제4 스위칭부가 턴온되어, 상기 제1 클록부(630)와 상기 제2 클록부(635)로부터 서로 반대되는 신호가 상기 짝수 번째 스토리지 라인(650)과 홀수 번째 스토리지 라인(655)에 인가되면, + 극성(상기 클록부의 신호가 하이 신호인 경우)의 데이터 전압은 2.5V ~ 7.5V의 범위로 레벨 변환되며, - 극성(상기 클록부의 신호가 로우 신호인 경우)의 데이터 전압은 -2.5V ~ 2.5V의 범위로 레벨 변환된다.The level shifter boosts the pixel voltage through the storage line. In this embodiment, the common voltage Vcom is not changed and is fixed at about + 2.5V, and the data line has a gray voltage of 0 to 5V. Is approved. In addition, the storage capacitor value and the liquid crystal cell capacitor value of the liquid crystal display panel are the same, and the voltage difference between the signals generated by the first clock part 630 and the second clock part 635, that is, between the high signal and the low signal. The difference V H V L is 5V. Immediately after the liquid crystal cell capacitor is charged, the third and fourth switching units are turned on so that signals opposite to each other from the first clock unit 630 and the second clock unit 635 are the even-numbered storage lines. When applied to the 650 and the odd-numbered storage line 655, the data voltage of + polarity (when the signal of the clock portion is a high signal) is level-converted to a range of 2.5V to 7.5V, and-polarity (the clock portion of the clock portion). When the signal is a low signal, the data voltage is level converted in the range of -2.5V to 2.5V.

도 7은 제2 실시예의 레벨 시프터의 구동 전압 파형도로서, 도7a는 n행의 게이트 라인에서 레벨 시프터의 구동 전압 파형도이며, 도 7b는 n+1행의 게이트 라인에서 레벨 시프터의 구동 전압 파형도이다.7 is a driving voltage waveform diagram of the level shifter of the second embodiment, FIG. 7A is a driving voltage waveform diagram of the level shifter in the gate lines of n rows, and FIG. 7B is a driving voltage waveform of the level shifter in the gate lines of n + 1 rows. It is a waveform diagram.

상기 도 7a를 참조하면, 게이트가 턴온되면, 액정 표시 패널의 액정셀 캐패시터는 데이터 라인과 연결되어, 소정 전압이 충전된다. 그리고, 게이트가 턴오프될 때, 스토리지 라인을 통하여 하이 신호(VH)가 인가되어 픽셀 전압(VP)은 레벨 시프트된다. 다음 프레임에서 게이트가 턴온되면, 액정 표시 패널의 액정셀 캐패시터는 데이터 라인과 연결되어, 소정 전압이 방전된다. 그리고, 게이트가 턴오프될 때, 스토리지 라인을 통하여 로우 신호(VL)가 인가되어, 픽셀 전압은 레벨 시프트된다. 한편, 상기 도 7b는 상기 도 7a의 동일하며, 다만 스토리지 라인을 통하여 인가되는 신호가 상기 도 7a와 반대가 된다.Referring to FIG. 7A, when the gate is turned on, the liquid crystal cell capacitor of the liquid crystal display panel is connected to the data line to charge a predetermined voltage. When the gate is turned off, the high signal V H is applied through the storage line to level shift the pixel voltage V P. When the gate is turned on in the next frame, the liquid crystal cell capacitor of the liquid crystal display panel is connected to the data line to discharge a predetermined voltage. When the gate is turned off, the low signal V L is applied through the storage line so that the pixel voltage is level shifted. 7B is identical to that of FIG. 7A, except that a signal applied through a storage line is opposite to that of FIG. 7A.

도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 액정 표시 장치의 개략 구성도이다. 상기 도 8의 제3 실시예는 홀수 번째 스토리지 라인과 짝수 번째 스토리지 라인의 배 치가 변경된 것을 제외하면, 나머지 구성은 상기 도6의 제2 실시예와 동일하다. 홀수 번째 스토리지 라인(755)과 짝수 번째 스토리지 라인(750) 모두 게이트 라인(710)에 인접하게 배치된다. 상기 스토리지 라인은 상기 실시예와 다른 배치로 구성할 수도 있다.8 is a schematic structural diagram of a liquid crystal display according to a third embodiment of the present invention. The third embodiment of FIG. 8 is identical to the second embodiment of FIG. 6 except that the arrangement of the odd-numbered and even-numbered storage lines is changed. Both odd and even storage lines 755 and 750 are disposed adjacent to the gate line 710. The storage line may be configured in a different arrangement from the above embodiment.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 저전력 액정 표시 장치의 예시적인 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이, 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.What has been described above is merely an exemplary embodiment of a low power liquid crystal display device according to the present invention, and the present invention is not limited to the above-described embodiment, and as claimed in the following claims, it departs from the gist of the present invention. Without this, anyone skilled in the art to which the present invention pertains will have the technical spirit of the present invention to the extent that various modifications can be made.

전술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 전하를 공유하기 위한 수단을 액정 표시 패널의 외부에 추가적으로 설치하지 않고, 액정 표시 패널 내부에 형성함으로써, 제조 공정이 단순화되고, 그에 따라 생산 원가를 절감할 수 있게 된다. According to the present invention as described above, by forming a means for sharing the charge inside the liquid crystal display panel without additionally installed outside the liquid crystal display panel, it is possible to simplify the manufacturing process, thereby reducing the production cost do.

또한, 전하 공유 방식과 더불어 스토리지 라인을 통하여 픽셀 전압을 부스트하는 방식을 함께 적용함으로써,액정 표시 장치의 전력 소모를 더욱 줄일 수 있게 된다.In addition, by applying a charge sharing method and a method of boosting the pixel voltage through the storage line, power consumption of the liquid crystal display device may be further reduced.

Claims (16)

다수의 게이트 라인과, 상기 게이트 라인과 절연되어 교차하고, 화상 신호를 인가하는 다수의 데이터 라인과, 상기 게이트 라인과 상기 데이터 라인에 의해 둘러싸인 영역에 매트릭스 형태로 배열된 다수의 화소를 포함하는 액정 표시 패널에 있어서, A liquid crystal including a plurality of gate lines, a plurality of data lines insulated from and intersecting the gate lines, and applying an image signal, and a plurality of pixels arranged in a matrix in an area surrounded by the gate lines and the data lines In the display panel, 제어 신호에 따라 상기 데이터 라인에 상기 화상 신호를 제공하는 제1 스위칭부;A first switching unit providing the image signal to the data line according to a control signal; 상기 데이터 라인들 사이에 설치되며, 상기 제어 신호에 따라 인접한 데이터 라인에 충전된 전하를 공유하기 위한 제2 스위칭부 및 A second switching unit disposed between the data lines and configured to share charges charged in adjacent data lines according to the control signal; 상기 제1 스위칭부 및 상기 제2 스위칭부를 제어하기 위한 제어 신호를 생성하는 제어 신호 발생기를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 패널.And a control signal generator for generating a control signal for controlling the first switching unit and the second switching unit. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1 스위칭부 및 상기 제2 스위칭부는 동일한 제어 신호에 의해서 제어되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 패널.And the first switching unit and the second switching unit are controlled by the same control signal. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 제1 스위칭부 및 상기 제2 스위칭부는 서로 반대 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 액정 표시 패널.And the first switching unit and the second switching unit have opposite characteristics to each other. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 제1 스위칭부 및 상기 제2 스위칭부는 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 액정 표시 패널.And the first switching unit and the second switching unit are transistors. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 제1 스위칭부의 게이트 단자는 상기 제어 신호 발생기의 출력단에 연결되며, 드레인 단자는 데이터 구동 회로의 출력단에 연결되며, 소스 단자는 상기 데이터 라인에 연결되고, 상기 제2 스위칭부의 게이트 단자는 상기 제어 신호 발생기의 출력단에 연결되며, 소스 단자는 데이터 라인에 연결되며, 드레인 단자는 상기 데이터 라인에 인접하는 데이터 라인에 연결되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 패널.The gate terminal of the first switching unit is connected to the output terminal of the control signal generator, the drain terminal is connected to the output terminal of the data driving circuit, the source terminal is connected to the data line, and the gate terminal of the second switching unit is the control And a source terminal is connected to a data line, and a drain terminal is connected to a data line adjacent to the data line. 제1항 또는 제2항에 따른 액정 표시 패널을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.A liquid crystal display device comprising the liquid crystal display panel according to claim 1. 다수의 게이트 라인과, 상기 게이트 라인과 절연되어 교차하고, 화상 신호를 인가하는 다수의 데이터 라인과, 상기 게이트 라인과 상기 데이터 라인에 의해 둘러싸인 영역에 매트릭스 형태로 배열된 다수의 화소를 포함하는 액정 표시 패널;A liquid crystal including a plurality of gate lines, a plurality of data lines insulated from and intersecting the gate lines, and applying an image signal, and a plurality of pixels arranged in a matrix in an area surrounded by the gate lines and the data lines Display panel; 제어 신호에 따라 상기 데이터 라인에 상기 화상 신호를 제공하는 제1 스위 칭부;A first switching unit for providing the image signal to the data line according to a control signal; 상기 데이터 라인들 사이에 설치되며, 상기 제어 신호에 따라 인접한 데이터 라인에 충전된 전하를 공유하기 위한 제2 스위칭부;A second switching unit disposed between the data lines and configured to share charges charged in adjacent data lines according to the control signal; 상기 제1 스위칭부 및 상기 제2 스위칭부를 제어하기 위한 제어 신호를 생성하는 제어 신호 발생기 및A control signal generator for generating a control signal for controlling the first switching unit and the second switching unit; 상기 게이트 라인 사이에 배치되는 스토리지 라인에 소정 전압을 인가하여 화소 전압 레벨을 변환시키기 위한 레벨 시프터를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.And a level shifter for converting pixel voltage levels by applying a predetermined voltage to the storage lines disposed between the gate lines. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 제1 스위칭부, 상기 제2 스위칭부 및 상기 제어 신호 발생기는 상기 액정 표시 패널 내부에 배치되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.And the first switching unit, the second switching unit, and the control signal generator are arranged inside the liquid crystal display panel. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 제1 스위칭부 및 상기 제2 스위칭부는 동일한 제어 신호에 의해서 제어되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.And the first switching unit and the second switching unit are controlled by the same control signal. 제9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 제1 스위칭부 및 상기 제2 스위칭부는 서로 반대 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.And the first switching unit and the second switching unit have opposite characteristics to each other. 제10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 제1 스위칭부의 게이트 단자는 상기 제어 신호 발생기의 출력단에 연결되며, 드레인 단자는 데이터 구동 회로의 출력단에 연결되며, 소스 단자는 상기 데이터 라인에 연결되고, 상기 제2 스위칭부의 게이트 단자는 상기 제어 신호 발생기의 출력단에 연결되며, 소스 단자는 데이터 라인에 연결되며, 드레인 단자는 상기 데이터 라인에 인접하는 데이터 라인에 연결되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.The gate terminal of the first switching unit is connected to the output terminal of the control signal generator, the drain terminal is connected to the output terminal of the data driving circuit, the source terminal is connected to the data line, and the gate terminal of the second switching unit is the control And a source terminal is connected to a data line, and a drain terminal is connected to a data line adjacent to the data line. 제7항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 7 to 11, 상기 레벨 시프터는,The level shifter, 소정 전압을 생성하기 위한 제1 클록부;A first clock unit for generating a predetermined voltage; 상기 제1 클록부와 반대 극성을 갖는 소정 전압을 생성하기 위한 제2 클록부;A second clock portion for generating a predetermined voltage having a polarity opposite to the first clock portion; 제어 신호에 따라 상기 제1 스토리지 라인에 상기 제1 클록부의 출력 신호를 인가하기 위한 제3 스위칭부 및 A third switching unit for applying an output signal of the first clock unit to the first storage line according to a control signal; 제어 신호에 따라 상기 제2 스토리지 라인에 상기 제2 클록부의 출력 신호를 인가하기 위한 제4 스위칭부를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.And a fourth switching unit for applying an output signal of the second clock unit to the second storage line according to a control signal. 제12항에 있어서, The method of claim 12, 상기 제어 신호는 이전 게이트 라인에 인가되는 게이트 신호를 사용하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.And the control signal uses a gate signal applied to a previous gate line. 제12항에 있어서, The method of claim 12, 상기 제3 스위칭부 및 제4 스위칭부는 동일한 특성의 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.And the third switch and the fourth switch are transistors having the same characteristics. 제12항에 있어서,The method of claim 12, 상기 제1 스토리지 라인과 제2 스토리지 라인은 소정 행의 게이트 라인에 인접하게 배치되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.And the first storage line and the second storage line are adjacent to a gate line of a predetermined row. 제12항에 있어서,The method of claim 12, 상기 제1 스토리지 라인은 소정 행의 게이트 라인에 인접하게 배치되며, 상기 제2 스토리지 라인은 상기 게이트 라인과 인접하는 게이트 라인에 인접하게 배치되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.And the first storage line is disposed adjacent to a gate line of a predetermined row, and the second storage line is disposed adjacent to a gate line adjacent to the gate line.
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