CN101866615B - 显示装置和电子仪器 - Google Patents
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Abstract
一种显示装置,其包括:多个像素电路;以及信号源电路,其提供视频信号的电位、用于熄灭发光元件的消光电位以及高于消光电位的高电平电位中的任何一个,其中多个像素电路的每个包括存储电容器,其保持对应于视频信号的电压;驱动晶体管,其将基于保持在存储电容器中的电压的电流提供给相应的发光元件;发光元件,其根据从驱动晶体管提供的电流发光;以及写入晶体管,其在由信号源电路按高电平电位和消光电位的顺序提供的电位被提供到驱动晶体管的栅极端之后,将对应于视频信号的电压写入存储电容器。本发明可获得显示图像中的渐变被减小的积极效果。
Description
相关申请的交叉引用
本申请包含了与2009年3月25日在日本专利局提交的日本专利申请JP2009-073977相关的主题并要求其优先权,将该申请的全部内容通过引用并入此处。
技术领域
本发明涉及一种电子仪器,尤其涉及一种使用了用于像素的发光元件的显示装置和包括该显示装置的电子仪器。
背景技术
近年来,平面自发光型显示装置已经得到积极的发展,其中,有机电致发光(EL)装置被用作发光元件。当电场被施加到有机薄膜时,有机EL装置就发光。有机EL装置是低电压驱动类型的,因此可获得好的可视性。这有利于降低显示装置的重量和厚度或者功耗。
在使用有机EL装置的显示装置中,施加到有机薄膜的电场由组成像素电路的驱动晶体管控制。另一方面,驱动晶体管之间在阈值和迁移率方面存在差异。因此,需要阈值校正处理和迁移率校正处理,以校正该差异。于是,已经设计出具有这种校正功能的显示装置。例如,已经提出了一种显示装置,其通过切换提供给像素电路的电源信号和数据信号,具有对组成像素电路的驱动晶体管之间在阈值电压和迁移率方面的差异进行校正的功能(例如参见JP-A-2008-33193(图4A))。
在相关技术中,组成像素电路的驱动晶体管之间在阈值电压和迁移率方面的差异可被校正。在此情况下,为了切换电源信号,应该为每行提供一个用于切换电源信号的驱动器,这导致显示装置的成本增加。与此相比,通过为每多行切换电源信号可减少驱动器的数量。然而,在这样一种配置中,不根据电源信号的切换来熄灭发光元件,因此,由于发光元件的寄生电容等的作用,需要花费大量时间来完全熄灭发光元件。在这种情况下,显示图象中可能产生渐变。
发明内容
所以,本发明希望减小显示图像中的渐变。
本发明的第一实施例提供了一种显示装置和一种电子仪器。该显示装置和电子仪器包括:多个像素电路;以及信号源电路,其用于提供视频信号的电位、用于熄灭发光元件的消光电位以及高于消光电位的高电平电位中的任何一个。多个像素电路的每个包括存储电容器,其用于保持对应于视频信号的电压;驱动晶体管,其用于将基于保持在存储电容器中的电压的电流提供给相应的发光元件;发光元件,其用于根据从驱动晶体管提供的电流发光;以及写入晶体管,在由信号源电路按高电平电位和消光电位的顺序提供的电位被提供到驱动晶体管的栅极端之后,所述写入晶体管用于将对应于视频信号的电压写入存储电容器。因此,在由信号源电路按高电平电位和消光电位的顺序提供的电位被提供到驱动晶体管的栅极端之后,发光元件的输入端处的电位可通过存储电容器而被增加。
第一实施例的显示装置可进一步包括电源电路,其为每多行的多个像素电路提供相同的电源电位。驱动晶体管通过接收电源电位,给发光元件提供基于保持在存储电容器中的电压的电流。因此,相同的电源电位可被提供给每多行的像素电路。
在第一实施例中,信号源电路提供在视频信号的电位的范围内的高电平电位。因此,可在视频信号的电位的范围内提供高电平电位。在这种情况中,信号源电路提供在低于视频信号的电位的范围的一半的范围内的高电平电位。因此,可在低于视频信号的电位的范围的一半的范围内提供高电平电位。
在第一实施例中,发光元件是有机电致发光元件。因此,光可以从有机电致发光元件发出。
根据本发明的实施例,可获得显示图像中的渐变被减小的积极效果。
附图说明
图1是表示应用本发明的一个实施例的显示装置的基本配置的示例的概念图。
图2A和2B是表示产生数据信号的方法的示例的图,所述数据信号是由显示装置100中的水平选择器(HSEL)300产生的,并被提供给数据线(DTL)311~313。
图3是关于显示装置100的基本操作的示例的时序图。
图4是示意性地表示显示装置100中的像素600的结构的示例的电路图。
图5是关于显示装置100中的像素600的基本操作的示例的时序图。
图6A~6C是示意性地表示像素600分别对应于时段TP8、TP1和TP2的操作状态的电路图。
图7A~7C是示意性地表示像素600分别对应于时段TP3~TP5的操作状态的电路图。
图8A~8C是示意性地表示像素600分别对应于时段TP6~TP8的操作状态的电路图。
图9是说明在显示装置100中,当第二节点(ND2)660处的电位在消光时段TP1期间缓和地减少时,像素600的操作的时序图。
图10A和10B是在显示装置100中,当第二节点(ND2)660处的电位在消光时段TP1期间缓和地减少时,关于显示在显示装置100上的显示图像的图。
图11A和11B是表示根据本发明第一实施例的产生数据信号的方法的示例的图,所述数据信号由水平选择器(HSEL)300产生,并提供给数据线(DTL)311~313。
图12是关于根据本发明第一实施例的像素600的操作示例的时序图。
图13A和13B是根据本发明第一实施例,由于第二节点(ND2)660的电位在消光时段TP1期间增加而导致的显示图像中的渐变的图。
图14是表示图13B中所示的电流特性661和662中的积分值的比较结果的图。
图15A和15B是表示根据本发明第一实施例所产生的数据信号的波形的变化例的图。
图16是表示根据本发明第二实施例的电视机的透视图。
图17是表示根据本发明第二实施例的数码相机的透视图。
图18是表示根据本发明第二实施例的笔记本型个人计算机的透视图。
图19是表示根据本发明第二实施例的移动终端的示意图。
图20是表示根据本发明第二实施例的摄像机的透视图。
具体实施方式
现在将描述实施本发明的一种方式(下文中称为实施例)。该描述将以下面的顺序进行:
1.第一实施例(显示控制:消光准备信号的电位被叠加到数据信号上)
2.第二实施例(显示控制:应用于电子仪器)
1.第一实施例
[显示装置的基本配置的示例]
图1是表示采用本发明的一个实施例的显示装置的基本配置的示例的概念图。
显示装置100包括写入扫描器(WSCN:Write SCaNner)200、水平选择器(HSEL:Horizontal SELector)300和驱动扫描器(DSCN:DriveSCaNner)400。显示装置100还包括像素阵列单元500。像素阵列单元500包括以两维的n×m矩阵排列的多个像素600。显示装置100还设有写入扫描线(WSL)210、数据线(DTL)310和驱动扫描线(DSL)410。
写入扫描线(WSL)210和驱动扫描线(DSL)410形成为用于像素600的各行,并分别连接到写入扫描器(WSCN)200和驱动扫描器(DSCN)400。数据线(DTL)310形成为用于像素600的各列,并连接到水平选择器(HSEL)300。写入扫描线(WSL)210、数据线(DTL)310和驱动扫描线(DSL)410分别连接到像素600。
写入扫描器(WSCN)200按线序扫描以两维矩阵排列的多个像素600。写入扫描器(WSCN)200按行将从数据线(DTL)310提供的数据信号写入像素600。也即,写入扫描器(WSCN)200按行依次地控制数据信号从数据线(DTL)310向像素600的写入时序。
写入扫描器(WSCN)200产生控制信号,用于依次控制数据信号被写入的时序。写入扫描器(WSCN)200产生用于写入数据信号的开电位以及用于停止数据信号的写入的关电位以作为控制信号。作为关电位,写入扫描器(WSCN)200产生使像素600发光的第一关电位以及用于防止由于像素600的初始化而导致的来自于数据线(DTL)310的漏电流的第二关电位。也即,写入扫描器(WSCN)200产生开电位、第一关电位和第二关电位中的任何一个作为控制信号。写入扫描器(WSCN)200将所产生的控制信号提供给写入扫描线(WSL)210。
写入扫描器(WSCN)200包括对应于像素600的各行的驱动器201~205。驱动器201~205中的每个产生控制信号,以用于向相应行的像素600写入从数据线(DTL)310提供的数据信号。驱动器201~205分别将所产生的控制信号提供给写入扫描线(WSL)211~215。
水平选择器(HSEL)300选择视频信号的电位、用于校正组成每个像素600的驱动晶体管的阈值电压(阈值校正)的基准信号的电位以及用于熄灭像素600的消光信号的电位(消光电位)中的任何一个。也即,水平选择器(HSEL)300选择视频信号、基准信号和消光信号中的任何一个。水平选择器(HSEL)300将所选择的信号提供给数据线(DTL)310作为数据信号。水平选择器(HSEL)300基于写入扫描器(WSCN)200的线序扫描来切换数据信号。
驱动扫描器(DSCN)400依次为每多行(j行:其中j是等于或大于2的整数)提供相同的电源信号。也即,驱动扫描器(DSCN)400依次为每多条驱动扫描线(DSL)410提供电源信号。驱动扫描器(DSCN)400将电源信号切换为电源电位和初始化电位中的任何一个,其中,电源电位用于按照预定数量的行给像素600提供电流,初始化电位用于初始化像素600。驱动扫描器(DSCN)400将电源信号提供给驱动扫描线(DSL)410。
驱动扫描器(DSCN)400包括用于每多行(j行)的驱动器401~403。驱动器401~403中的每个为预定数量的行的像素600产生电源信号。驱动器401~403将所产生的电源信号提供给驱动扫描线(DSL)411~413。驱动扫描器(DSCN)400是在所附权利要求中描述的电源电路的一个示例。
基于来自写入扫描线(WSL)210的控制信号,每个像素600根据与来自数据线(DTL)310的视频信号对应的电压在预定的时段内发光。
如上所述,驱动扫描器(DSCN)400为每多行的像素600提供相同的电源信号,因此驱动扫描器(DSCN)400的驱动器数量可被减少。因此,显示装置100的制造成本可降低。接下来,将参考随后的图描述水平选择器(HSEL)300的配置的示例。
[水平选择器的配置的示例]
图2A和2B是表示产生数据信号的方法的示例的图,这些数据信号通过显示装置100中的水平选择器(HSEL)300被提供给数据线(DTL)311~313。图2A是一个方框图,其表示显示装置100中的水平选择器(HSEL)300的配置的一个示例。图2B是一个时序图,其表示在图2A所示的配置中的切换控制线321~323和数据线(DTL)310的电位的变化。
在图2A中,表示了视频信号线301~303、基准信号线391、消光信号线392、切换控制线321~323、切换电路351~353、切换电路361~363、和切换电路371~373。
用于每行的各个像素600的视频信号(Vsig)被以时分方式提供给视频信号线301~303。用于校正组成像素600的驱动晶体管的阈值电压(阈值校正)的基准信号(Vofs)被提供给基准信号线391。用于熄灭像素600的消光信号(Vers)被提供给消光信号线392。用于控制切换电路351~353的切换的切换控制信号(Gsig)被提供给切换控制线321。用于控制切换电路361~363的切换的切换控制信号(Gofs)被提供给切换控制线322。用于控制切换电路371~373的切换的切换控制信号(Gers)被提供给切换控制线323。
基于来自切换控制线321的切换控制信号(Gsig),切换电路351~353分别切换视频信号线301~303与数据线(DTL)311~313之间的连接和断开。基于来自切换控制线322的切换控制信号(Gofs),切换电路361~363分别切换基准信号线391与数据线(DTL)311~313之间的连接和断开。基于来自切换控制线323的切换控制信号(Gers),切换电路371~373分别切换消光信号线392与数据线(DTL)311~313之间的连接和断开。
图2B以横轴作为共同的时间轴,表示了切换控制线321~323和数据线(DTL)310的电位的变化。虽然视频信号(Vsig)的电位随着输入给显示装置100的视频信号而变化,但是在这个实施例中认为视频信号处于固定电位。这里,将描述水平选择器(HSEL)300在一个水平扫描周期(1H)内的操作。
首先,在前一个水平扫描周期结束时的立即在前,切换控制线321中的切换控制信号(Gsig)的电位被设置为L(低)电平,并且切换控制线322中的切换控制信号(Gofs)的电位被设置为H(高)电平。切换控制线323中的切换控制信号(Gers)的电位被设置为L电平。
然后,在一个水平扫描周期内,切换控制线321中的切换控制信号(Gsig)的电位从L电平变化到H电平,并且切换控制线322中的切换控制信号(Gofs)的电位从H电平变化到L电平。于是,视频信号线301~303和数据线(DTL)311~313分别通过切换电路351~353被相互连接,从而视频信号(Vsig)被作为数据信号提供给数据线(DTL)310。
然后,切换控制线321中的切换控制信号(Gsig)的电位从H电平变化到L电平,并且切换控制线323中的切换控制信号(Gers)的电位从L电平变化到H电平。于是,消光信号线392和数据线(DTL)311~313通过切换电路371~373被相互连接,从而消光信号(Vers)被作为数据信号提供给数据线(DTL)311~313。
然后,切换控制线323中的切换控制信号(Gers)的电位从H电平变化到L电平,并且切换控制线322中的切换控制信号(Gofs)的电位从L电平变化到H电平。于是,基准信号线391和数据线(DTL)311~313通过切换电路361~363被相互连接,从而基准信号(Vofs)被作为数据信号提供给数据线(DTL)310。
如上所述,通过使用三个切换电路和三个切换控制线321~323,可为每个数据线(DTL)310产生一个三值数据信号。
[显示装置的基本操作的示例]
图3是关于显示装置100的基本操作的示例的时序图。这里,以横轴作为共同的时间轴,表示了驱动扫描线(DSL)411和412、数据线(DTL)310和写入扫描线(WSL)211~214的电位的变化。
如图2B中所示,数据线(DTL)310的电位的变化就是由水平选择器(HSEL)300产生的数据信号的电位的变化。驱动扫描线(DSL)411和412的电位的变化就是由驱动扫描器(DSCN)400中的驱动器401和402产生的电源信号的电位的变化。用于给像素600供应电流的电源电位(Vcc)和用于初始化像素600的初始化电位(Vss)中的任何一个被提供给驱动扫描线(DSL)411和412。
写入扫描线(WSL)211~214的电位的变化就是由写入扫描器(WSCN)200中的驱动器201~204产生的控制信号的电位的变化。如上所述,开电位(Von)、第一关电位(Voff1)和第二关电位(Voff2)中的任何一个被作为控制信号提供给写入扫描线(WSL)211~214。于是,三个脉冲221~223被分别提供给写入扫描线(WSL)211~214。
第一脉冲221是为像素600提供用于熄灭像素600的发光的消光信号的电位(Vers)的脉冲。第二脉冲222是为像素600提供用于阈值校正的基准信号的电位(Vofs)的脉冲。第三脉冲223是用于对组成像素600的驱动晶体管执行迁移率校正并用于写入视频信号(Vsig)的脉冲。在相对于写入扫描线(WSL1)211的1H(水平扫描周期)后,各个脉冲被提供给写入扫描线(WSL2)212。虽然未图示,但是在相对于写入扫描线(WSL2)212的1H后,各个脉冲被提供给紧邻写入扫描线(WSL2)212的下一个写入扫描线。
在这种情况中,驱动扫描线(DSL)411的电源信号被同时提供给连接到写入扫描线(WSL)211~213的像素600,并且驱动扫描线(DSLj+1)412的电源信号被提供给连接到写入扫描线(WSL)214的像素600。
[像素的配置的示例]
图4是示意性地表示显示装置100中的像素600的配置的示例的电路图。像素600包括写入晶体管610、驱动晶体管620、存储电容器630和发光元件640。像素600是所附权利要求中描述的多个像素电路的一个示例。这里,假定写入晶体管610和驱动晶体管620是n沟道晶体管。
写入晶体管610的栅极端和漏极端分别连接到写入扫描线(WSL)210和数据线(DTL)310。写入晶体管610的源极端连接到存储电容器630的一个电极以及驱动晶体管620的栅极端(g)。这里,假定连接点是第一节点(ND1)650。驱动晶体管620的漏极端(d)连接到驱动扫描线(DSL)410,并且驱动晶体管620的源极端(s)连接到存储电容器630的另一个电极以及发光元件640的输入端。这里,假定连接点是第二节点(ND2)660。
写入晶体管610根据写入扫描线(WSL)210的控制信号将来自数据线(DTL)310的数据信号写入存储电容器630。写入晶体管610将数据信号的电位提供给存储电容器630的一个电极,以向存储电容器630施加使发光元件640发光的电压。
在通过阈值校正基于基准信号的电位(Vofs)使存储电容器630保持阈值电压之后,写入晶体管610向存储电容器630写入对应于视频信号的电压。写入晶体管610还将消光信号的电位(Vers)提供给存储电容器630的一个电极。即,写入晶体管610向驱动晶体管620的栅极端提供消光信号的电位(Vers),以停止使发光元件640发光的驱动电流的供应。写入晶体管610是在所附权利要求中描述的写入晶体管的一个示例。
驱动晶体管620从驱动扫描线(DSL)410接收电源电位(Vcc),并根据写入到存储电容器630的视频信号的电位(Vsig)的电压,向发光元件640输出驱动电流。驱动晶体管620还通过由写入晶体管610提供到其栅极端的消光信号的电位(Vers),停止向发光元件640供应驱动电流。驱动晶体管620是在所附权利要求书中描述的驱动晶体管的一个示例。
存储电容器630保持对应于由写入晶体管610提供的数据信号的电压。存储电容器630例如保持对应于由写入晶体管610提供的视频信号的电压。存储电容器630是在所附权利要求书中描述的存储电容器的一个示例。
发光元件640根据从驱动晶体管620提供的驱动电流的大小发光。发光元件640例如可由一个有机EL装置来实现。发光元件640是在所附权利要求书中描述的发光元件的一个示例。
虽然在这个实施例中假定写入晶体管610和驱动晶体管620是n沟道晶体管,但是本发明不限于这种组合。这些晶体管可以是增强型、耗尽型或双栅型。
[像素的基本操作的示例]
图5是关于显示装置100中的像素600的基本操作的示例的时序图。在这个时序图中,以横轴作为共同的时间轴,表示了写入扫描线(WSL)210、数据线(DTL)310、驱动扫描线(DSL)410、第一节点(ND1)650和第二节点(ND2)660的电位的变化。这里,第二节点(ND2)660的电位的变化由虚线表示,而其它电位的变化由实线表示。表示每个时段的横轴的长度是示意性的,因此不代表每个时段的时间长度的比率。
在该时序图中,为方便起见,像素600的操作的变化被划分为时段TP1~TP8。在发光时段TP8期间,发光元件640处于发光状态。在发光时段TP8结束时的立即在前,写入扫描线(WSL)210的控制信号被设置在第一关电位(Voff1),并且数据线(DTL)310被设置在消光信号的电位(Vers)。驱动扫描线(DSL)410的电源信号被设置在电源电位(Vcc)。
其后,进入线序扫描的新区域,并且在消光时段TP1期间,写入扫描线(WSL)210的控制信号被从第一关电位(Voff1)切换到开电位(Von)。于是,第一节点(ND1)650处的电位降低到消光信号的电位(Vers),并且第二节点(ND2)660处的电位也由于存储电容器630的耦合而降低。
然后,在消光时段TP2期间,写入扫描线(WSL)210的控制信号被切换到第二关电位(Voff2)。于是,第二节点(ND2)660处的电位降低到发光元件640的阈值电位(Vthel+Vcat),因此发光元件640被熄灭。此时,第一节点(ND1)650处的电位也由于存储电容器630的耦合而降低。Vthel是发光元件640的阈值电压,Vcat是提供给构成发光元件640的负电极的电位。
在阈值校正准备时段TP3期间,第一节点(ND1)650处的电位降低到接近初始化电位(Vss)。在这种情况下,如果写入扫描线(WSL)210的控制信号被设置在第一关电位(Voff1),漏电流从写入晶体管610流向第一节点(ND1)650。因此,考虑到阈值校正准备时段TP3期间在第一节点(ND1)650处的电位,写入扫描线(WSL)210的控制信号的第二关电位(Voff2)被设置得低于第一关电位(Voff1)。
然后,在阈值校正准备时段TP3期间,驱动扫描线(DSL)410的电源信号被从电源电位(Vcc)切换到初始化电位(Vss)。从而,电流在驱动晶体管620中向漏极端流动,以使第一节点(ND1)650处的电位降低到“Vss+Vthd”。此时,第二节点(ND2)660处的电位也降低。Vthd是驱动晶体管620的漏极端和栅极端之间的阈值电压。在这个实施例中,Vthd是指在漏极端侧的阈值电压。
然后,在阈值校正等待时段TP4期间,驱动扫描线(DSL)410的电源信号被从初始化电位(Vss)切换到电源电位(Vcc)。从而,电流在驱动晶体管620中向存储电容器630的在源极端侧的另一个电极流动,以使第一节点(ND1)650和第二节点(ND2)660处的电位增加。
然后,在阈值校正时段TP5期间,执行阈值校正操作。当数据线(DTL)310的数据信号在基准信号的电位(Vofs)时,写入扫描线(WSL)210的控制信号从第二关电位(Voff2)切换到开电位(Von)。从而,对应于驱动晶体管620的阈值电压(Vth)的电压被施加在第一节点(ND1)650和第二节点(ND2)660之间。其后,在时段TP6期间,写入扫描线(WSL)210的控制信号暂时下降到第一关电位(Voff1),数据线(DTL)310的数据信号从基准信号的电位(Vofs)切换到视频信号的电位(Vsig)。
然后,在写入时段/迁移率校正时段TP7期间,写入扫描线(WSL)210的控制信号上升到开电位(Von),并且第一节点(ND1)650处的电位增加到视频信号的电位(Vsig)。同时,第二节点(ND2)660处的电位由于迁移率校正而增加一个增加量(ΔV)。即,写入扫描线(WSL)210的控制信号在开电位(Von),从而使得视频信号的电位(Vsig)被写入存储电容器630的一个电极。同时,电位((Vofs-Vth)+ΔV)被施加到存储电容器630的另一个电极,其中电位((Vofs-Vth)+ΔV)是从在时段TP5期间施加的电位(Vofs-Vth)由于迁移率校正而增加一个增加量(ΔV)得到的。从而,电压“Vsig-((Vofs-Vth)+ΔV)”被存储电容器630保持为对应于视频信号的电压。
其后,在发光时段TP8期间,写入扫描线(WSL)210的控制信号被设置在第一关电位(Voff1)。从而,发光元件640以根据由存储电容器630保持的电压(Vsig-Vofs+Vth-ΔV)的亮度发光。在这种情况中,存储电容器630所保持的电压(Vsig-Vofs+Vth-ΔV)通过阈值电压(Vth)和由于迁移率校正而导致的增加量(ΔV)来进行校正。因此,驱动晶体管620的阈值电压(Vth)和迁移率的变化不影响发光元件640的亮度。在发光时段TP8的一半长度的时段期间,第一节点(ND1)650和第二节点(ND2)660处的电位增加。此时,第一节点(ND1)650和第二节点(ND2)660之间的电位差(Vsig-Vofs+Vth-ΔV)被保持。
虽然已经描述了一个示例,在该示例中,对于发光元件640的一次发光,执行一次阈值校正操作,但是阈值校正操作的数量不限于此。阈值校正操作可被执行两次或更多次。
[像素的操作状态的细节]
接下来,将参考附图详细描述像素600的操作。下面的附图表示对应于图5所示的时序图中的时段TP1~TP8的像素600的操作状态。为方便起见,表示出了发光元件640的寄生电容641。写入晶体管610被表示为开关,写入扫描线(WSL)210被省略。
图6A~6C是示意性表示分别对应于时段TP8、TP1和TP2的像素600的操作状态的电路图。如图6A中所示,在发光时段TP8期间,驱动扫描线(DSL)410的电源信号被设置在电源电位(Vcc),并且驱动晶体管620向发光元件640提供驱动电流(Ids)。
然后,如图6B中所示,在消光时段TP1期间,当数据线(DTL)310的数据信号在消光信号的电位(Vers)时,写入扫描线(WSL)210的控制信号从第一关电位(Voff1)变化到开电位(Von)。从而,写入晶体管610被导通(导电状态),从而第一节点(ND1)650处的电位降低到消光信号的电位(Vers)。此时,第二节点(ND2)660处的电位也由于存储电容器630的耦合而降低,这是由于第一节点(ND1)650的电位的降低导致的。随后,如图6C中所示,在消光时段TP2期间,写入扫描线(WSL)210的控制信号变化到第二关电位(Voff2),以使得写入晶体管610被截止(非导电状态)。在此情况下,第二节点(ND2)660处的电位降低到发光元件640的阈值电位(Vthel+Vcat),以使得发光元件640被熄灭。第一节点(ND1)处的电位也降低,以跟随第二节点(ND2)660的电位的降低。
图7A~7C是示意性地表示分别对应于时段TP3~TP5的像素600的操作状态的电路图。
如图7A中所示,在时段TP2之后的阈值校正准备时段TP3期间,驱动扫描线(DSL)410的电源信号从电源电位(Vcc)切换到初始化电位(Vss)。从而,电流在驱动晶体管620中向驱动扫描线(DSL)410流动,以使得第二节点(ND2)660处的电位降低。同时,第一节点(ND1)650处于浮空状态,因此第一节点(ND1)650处的电位也降低,以跟随第二节点(ND2)660的电位的降低。此时,第一节点(ND1)650处的电位降低,一直到第一节点(ND1)650处的电位与驱动扫描线(DSL)410的初始化电位(Vss)之间的电位差变成对应于驱动晶体管620中漏极端侧的阈值电压(Vthd)的电压。即,第一节点(ND1)650处的电位降低到“Vss+Vthd”。
然后,如图7B中所示,在阈值校正等待时段TP4期间,驱动扫描线(DSL)410的电源信号被从初始化电位(Vss)切换到电源电位(Vcc)。从而,小电流在驱动晶体管620中流向存储电容器630的另一个电极,以使第一节点(ND1)650和第二节点(ND2)660处的电位增加。
然后,如图7C中所示,在阈值校正时段TP5期间,当数据线(DTL)310的数据信号在基准信号的电位(Vofs)时,写入扫描线(WSL)210的控制信号从第二关电位(Voff2)变化到开电位(Von)。从而,第一节点(ND1)650处的电位被设置为基准信号的电位(Vofs)。因此,电流从驱动晶体管620流向存储电容器630的另一个电极,以使第二节点(ND2)660处的电位增加。
然后,第一节点(ND1)650和第二节点(ND2)660之间的电位差变成对应于驱动晶体管620的源极端和栅极端之间的阈值电压(Vth)的电压,电流停止(截止状态)。从而,相对于基准信号的电位(Vofs),对应于驱动晶体管620的阈值电压(Vth)的电压被保持在存储电容器630中。这样,阈值校正操作完成。在这种情况中,通过设置负电极处的电位(Vcat),以使得没有来自驱动晶体管620的电流在发光元件640中流动。
图8A~8C是示意性地表示分别对应于时段TP6~TP8的像素600的操作状态的电路图。
如图8A中所示,在时段TP5之后的时段TP6期间,写入扫描线(WSL)210中的控制信号从开电位(Von)变化到第二关电位(Voff2),以使得写入晶体管610被截止(非导电状态)。其后,数据线(DTL)310的数据信号从基准信号的电位(Vofs)切换到视频信号的电位(Vsig)。在这种情况下,在数据线(DTL)310中,在连接到数据线(DTL)310的多个像素600的每个中,视频信号的电位(Vsig)的上升沿通过写入晶体管610而变得缓和。因此,考虑到数据线(DTL)310的暂态特性,写入晶体管610被截止,直到数据信号达到视频信号的电位(Vsig)。
如图8B中所示,在时段TP6之后的写入时段/迁移率校正时段TP7期间,写入扫描线(WSL)210的控制信号变化到开电位(Von),以使得写入晶体管610导通。从而,第一节点(ND1)650处的电位被设置为视频信号的电位(Vsig)。同时,电流从驱动晶体管620流向存储电容器630的另一电极,以使得第二节点(ND2)660处的电位增加“ΔV”。那么,第一节点(ND1)650和第二节点(ND2)660之间的电位差变为“Vsig-Vofs+Vth-ΔV”。这样,完成了视频信号的电位(Vsig)的写入和由于迁移率校正的增加量(ΔV)的调节。
在该操作期间,视频信号的电位(Vsig)越大,从驱动晶体管输出的电流就越大,从而,由于迁移率校正导致的增加量(ΔV)增加。因此,可完成基于一个亮度水平(视频信号的电位)的迁移率校正。当每个像素的视频信号的电位(Vsig)被固定时,因为像素的驱动晶体管具有大的迁移率,由迁移率校正导致的增加量(ΔV)增加。例如,在其中的驱动晶体管具有大迁移率的像素的情况中,与具有小迁移率的像素相比,流向存储电容器630的另一个电极的电流量增加,因此驱动晶体管的栅-源电压降低同样多。因此,在其中的驱动晶体管具有大迁移率的像素的情况中,在发光时段期间提供给发光元件的驱动电流被调节为与具有小迁移率的像素具有相同的大小。这样,每个像素的驱动晶体管的迁移率的差异被消除。
然后,如图8C中所示,在发光时段TP8期间,写入扫描线(WSL)210的控制信号变化到第一关电位(Voff1),以使得写入晶体管610截止。当这发生时,第二节点(ND2)660处的电位由于来自驱动晶体管620的驱动电流(Ids)而增加,并且第一节点(ND1)650处的电位也增加。此时,第一节点(ND1)650和第二节点(ND2)660之间的电位差(Vsig-Vofs+Vth-ΔV)通过自举操作而被保持。
如上所述,在对应于阈值电压(Vth)的电压被存储电容器630通过阈值校正操作保持后,由于迁移率校正操作的增加量(ΔV)被施加到存储电容器630的另一个电极。因此,每个像素600的驱动晶体管620的阈值电压和迁移率中的差异被抵消,结果,显示图像中的不均匀等可被抑制。
在这样一种显示装置100中,由于发光元件640的寄生电容641和驱动晶体管620的寄生电容,认为第二节点(ND2)660处的电位在消光时段TP1期间没有充分降低。现在将参考附图描述当第二节点(ND2)660处的电位在消光时段TP1期间没有充分降低时像素600的操作。
[第二节点的电位在消光时段期间的降低是缓和的示例]
图9是说明在显示装置100中,在消光时段TP1期间,当第二节点(ND2)660处的电位缓和地减少时像素600的操作的时序图。除了由粗虚线表示的第二节点(ND2)660的电位的变化之外的电位的变化与图5中所示的相同。由细虚线表示的第二节点(ND2)660的电位的变化是图5中所示的第二节点(ND2)660的电位的变化。
在这个实施例中,将重点描述由粗虚线表示的第二节点(ND2)660的电位的变化。在消光时段TP1期间,第二节点(ND2)660处的电位由于来自于存储电容器630的耦合而降低,以跟随第一节点(ND1)650的电位的降低。在这种情况中,第二节点(ND2)660处的电位由于发光元件640的寄生电容641等的作用没有快速地降低。在消光时段TP2期间,第二节点(ND2)660处的电位逐渐地降低,并且在发光元件640的阈值电压(Vthel+Vcat)达到之前,消光时段TP2变化到阈值校正准备时段TP3。
此时,第二节点(ND2)660处的电位高于发光元件640的阈值电位(Vthel+Vcat),因此电流继续在发光元件640中流动。因此,在消光时段TP2期间,亮度逐渐降低,但是发光元件640继续发光。
其后,在阈值校正准备时段TP3期间,驱动扫描线(DSL)410的电源信号从电源电位(Vcc)切换到初始化电位(Vss),以使第二节点(ND2)660处的电位低于发光元件640的阈值电位(Vthel+Vcat)。从而,发光元件640完全熄灭。
如上所述,在阈值校正准备时段TP3的立即在前,发光元件640继续发光。在显示装置100中,电源信号按照多行(组)而被同时切换。因此,如图3中所示,消光时段TP2对于像素600的每行是不同的。因此,对像素600的每行,发光元件640发光的时段不同。
图10A和10B是在显示装置100中,在消光时段TP1期间,当第二节点(ND2)660处的电位缓和地降低时,关于显示在显示装置100上的显示图像的图。图10A是表示显示在显示装置100上的显示图像的一个示例的图。图10B是表示关于显示图像在列方向上的亮度特性的图。这里,假定输入到显示装置100的输入图像完全是灰色的图像。
图10A表示驱动扫描线共享区域451~453。驱动扫描线共享区域451~453表示由被施加了相同的电源信号的像素600所显示的区域。驱动扫描线共享区域451~453从上面的行依次逐渐变暗。驱动扫描线共享区域451~453中最暗的颜色成为输入图像的颜色。
图10B表示亮度特性460。这里,纵轴表示显示图像的水平线,横轴表示亮度等级。亮度特性460是表示对应于图10A中所示的显示图像的水平线的亮度等级的亮度特性。
如上所述,当第二节点(ND2)660处的电位在消光时段TP1期间未充分降低时,由于在消光时段TP2期间像素600的发光对于每行是不同的,所以在显示图像中产生渐变。下面描述的本发明的第一实施例涉及对减小显示图像中的渐变的改进。
[水平选择器的配置的示例]
图11A和11B是表示根据本发明第一实施例,由水平选择器(HSEL)300产生提供给数据线(DTL)311~313的数据信号的方法的示例的图。
图11A是表示根据本发明第一实施例的水平选择器(HSEL)300的配置的一个示例的方框图。除切换控制线324、切换电路381~383和消光准备信号线393之外的部件与图2A中所示的那些相同。因此,相同的部件由相同的附图标记表示,并且其描述将不再重复。水平选择器(HSEL)300是在所附权利要求中描述的信号源电路的一个示例。
比消光信号的电位(Vers)高的预定的消光准备信号(Vpre-ers)被提供给消光准备信号线393。消光准备信号的电位(Vpre-ers)是在所附权利要求中描述的高电平电位的一个示例。
用于控制切换电路381~383的切换的切换控制信号(Gpre-ers)被提供给切换控制线324。基于来自切换控制线324的切换控制信号(Gpre-ers),切换电路381~383切换消光准备信号线393和数据线(DTL)311~313之间的连接和断开。
图11B是表示在图11A中所示的配置中,切换控制线321~324和数据线(DTL)310的电位的变化的时序图。这里,以横轴作为共同的时间轴来表示切换控制线321~324和数据线(DTL)310的电位的变化。虽然视频信号的电位(Vsig)随着输入到显示装置100的视频信号而变化,但是在该实施例中,假定视频信号处于固定电位。
这里,将描述水平选择器(HSEL)300在一个水平扫描周期中的操作。首先,在前一个水平扫描周期结束时的立即在前,切换控制线321中的切换控制信号(Gsig)的电位被设置在L电平,并且切换控制线322中的切换控制信号(Gofs)的电位被设置为H电平。切换控制线323中的切换控制信号(Gers)的电位被设置为L电平,并且切换控制线324中的切换控制信号(Gpre-prs)被设置为L电平。
然后,在一个水平扫描周期(1H)内,切换控制线321中的切换控制信号(Gsig)的电位从L电平变化到H电平。同时,切换控制线322中的切换控制信号(Gofs)的电位从H电平切换到L电平。当这发生时,视频信号线301~303和数据线(DTL)311~313分别通过切换电路351~353相互连接,以使视频信号(Vsig)作为数据信号提供给数据线(DTL)310。
然后,切换控制线321中的切换控制信号(Gsig)的电位从H电平切换到L电平,并且切换控制线324中的切换控制信号(Gpre-ers)的电位从L电平切换到H电平。当这发生时,消光信号线392和数据线(DTL)311~313通过切换电路381~383被相互连接,以使消光准备信号(Vpre-ers)被作为数据信号提供给数据线(DTL)310。
然后,切换控制线324中的切换控制信号(Gpre-ers)的电位从H电平切换到L电平,并且切换控制线323中的切换控制信号(Gers)的电位从L电平变化到H电平。当这发生时,消光信号线392和数据线(DTL)311~313通过切换电路371~373被相互连接,以使消光信号(Vers)被作为数据信号提供给数据线(DTL)310。
然后,切换控制线323中的切换控制信号(Gers)的电位从H电平变化到L电平,并且切换控制线322中的切换控制信号(Gofs)的电位从L电平变化到H电平。当这发生时,基准信号线391和数据线(DTL)311~313通过切换电路361~363被相互连接,以使基准信号(Vofs)被作为数据信号提供给数据线(DTL)310。
如上所述,水平选择器(HSEL)300设有切换控制线324、切换电路381~383和消光准备信号线393,从而在一个水平扫描周期中,在数据信号中新提供了消光准备信号的电位(Vpre-ers)。即,水平选择器(HSEL)300可为像素600提供基准信号的电位(Vofs)、视频信号的电位(Vsig)、消光信号的电位(Vers)和消光准备信号的电位(Vpre-ers)中的任何一个。水平选择器(HSEL)300还可按照消光准备信号的电位(Vpre-ers)和消光信号的电位(Vers)的顺序产生数据线(DTL)310的数据信号。接下来,将描述根据本发明第一实施例的包括水平选择器(HSEL)300的显示装置100中的像素600的操作。
[像素的操作的示例]
图12是关于根据本发明第一实施例的像素600的操作示例的时序图。除数据线(DTL)310和第二节点(ND2)660的电位的变化之外的电位的变化与图9中所示的那些相同。由细虚线表示的第二节点(ND2)660的电位的变化是由图9的粗虚线表示的第二节点(ND2)660的电位的变化。在该实施例中,认为在发光时段TP8期间第一节点650处的电位低于消光准备信号的电位(Vpre-ers)。
这里,将重点描述由粗虚线表示的第二节点(ND2)660的电位的变化。在消光时段TP1期间,写入扫描线(WSL)210的控制信号在开电位(Von),所以第一节点(ND1)650处的电位被设置为消光准备信号的电位(Vpre-ers)。因此第一节点(ND1)650处的电位快速增长,以使得第二节点(ND2)660处的电位由于来自于存储电容器630的耦合而增加。因此,电位变得高于由细虚线表示的第二节点(ND2)660的电位。
当写入扫描线(WSL)210的控制信号在开电位(Von)时,数据线(DTL)310的数据信号被切换到消光信号的电位(Vers)。当这发生时,第一节点(ND1)650处的电位降低到消光信号的电位(Vers),所以第二节点(ND2)660处的电位也稍微降低。
其后,在消光时段TP2期间,写入扫描线(WSL)210的控制信号被切换到第二关电位(Voff2),并且第二节点(ND2)660处的电位逐渐降低。
如上所述,在消光时段TP1期间,数据线(DTL)310的数据信号按照消光准备信号的电位(Vpre-ers)和消光信号的电位(Vers)的顺序产生,所以第二节点(ND2)660处的电位可被增加。即,在消光时段TP1期间,电位由写入晶体管610按照消光准备信号的电位(Vpre-ers)和消光信号的电位(Vers)的顺序提供给驱动晶体管620的栅极端。从而,随着在消光时段的开始时刻第一节点(ND1)650的电位的快速增加,第二节点(ND2)660处的电位由于通过存储电容器630的耦合而增加。因此,由于第二节点(ND2)660的电位的增加,在消光时段期间,提供给发光元件640的电流增加。接着,下面将参考附图描述在消光时段TP1期间,由于第二节点(ND2)660的电位增加而导致的显示图像中的渐变。
[关于TP1期间第二节点的电位增加的模型的示例]
图13A和13B是根据本发明第一实施例,关于在消光时段TP1期间,由于第二节点(ND2)660的电位增加导致的显示图像中的渐变的图。
图13A是表示显示装置100的操作的一个示例的时序图,其中显示装置100按照48行给像素600提供相同的电源信号。这里,以横轴作为共同的时间轴,表示驱动扫描线(DSL)411、数据线(DTL)310和写入扫描线(WSL)211~213的电位的变化。在该实施例中,写入扫描线(WSL1)211的消光时段是200H(水平扫描周期)。写入扫描线(WSL48)213的消光时段是153H。如上所述,可以看出对于像素600的每行,消光时段不同,并且像素600的越下面的行具有越短的消光时段。
图13B是表示基于RC模型在图13A中的消光时段TP1和TP2期间,提供给发光元件640的电流的特性曲线的计算结果的一个示例的图。这里,电流特性661由实线表示,而电流特性662由虚线表示。横轴表示消光时段,纵轴表示提供给发光元件640的电流值。当数据信号中没有消光准备信号(Vpre-ers)时,相对于在消光时段立即在前的电流值,电流值被规范化。
电流特性661是当第二节点(ND2)660的电位没有由于消光准备信号(Vpre-ers)而增加时的电流特性。电流特性662是当第二节点(ND2)660的电位由于消光准备信号(Vpre-ers)而增加时的电流特性。电流特性662是当在消光时段的开始时刻电流幅值为“1.25”的电流特性。
这意味着,随着连接到写入扫描线(WSL1)211和写入扫描线(WSL48)213的像素600中的电流值的积分值之间的差值增加,显示图像中的渐变增加。这里,电流特性661中的积分值和电流特性662中的积分值的比较结果被表示在随后的图中。
图14是表示图13B中所示的电流特性661和662中的积分值的比较结果的图。
第一行积分值711表示在图13B中所示的WSL1积分范围中的积分值。第48行积分值712表示在图13B中所示的WSL48积分范围中的积分值。差值比率713表示通过将从第一行积分值711减去第48行积分值712而获得的值除以第一行积分值711而计算出的值。
在电流特性720中,“电流小”代表图13B中所示的电流特性661的积分值。在电流特性720中,“电流大”代表图13B中所示的电流特性662的积分值。
如上所述,在消光时段TP1期间提供给发光元件640的电流增加,从而使得差值比率713降低。因此,显示图像中的渐变可被降低。即,通过在消光时段TP1期间使用消光准备信号的电位(Vpre-ers),使得第二节点(ND2)660处的电位增加,所以显示图像中的渐变可被降低。为了使显示图像中的渐变难以看到,差值比率713优选为抑制到“5%”。
这里,将简要描述消光准备信号的电位(Vpre-ers)的设置方法。随着消光准备信号的电位(Vpre-ers)被设置得更高,差值比率713降低,但是如果消光准备信号的电位(Vpre-ers)过高,在消光时段TP1和TP2期间,发光元件640的发光量增加。例如,当输入图像是黑色时,显示图像比黑色亮。即,获得孤立的块显示图像。因此,消光准备信号的电位(Vpre-ers)优选被设置在视频信号的电位(Vsig)以内。而且,由于相对于黑色附近的输入图像,显示图像中的渐变被看到,消光准备信号的电位(Vpre-ers)优选设置在低于视频信号的电位(Vsig)的范围的一半的范围内。因此,显示图像中的渐变可被减少,并且可维持接近黑色的输入图像的再现性。
如上所述,在消光时段TP1期间,消光准备信号(Vpre-ers)和消光信号(Vers)被依次提供给第一节点(ND1)650,从而使得显示在显示装置100上的显示图像中的渐变可被缓和。虽然在本发明的第一实施例中,已经描述了其中数据信号中的消光准备信号(Vpre-ers)在视频信号(Vsig)之后产生的示例,但是消光准备信号(Vpre-ers)也可在基准信号(Vofs)之后产生。
[产生的数据信号波形的变化例]
图15A和15B是表示根据本发明第一实施例的产生的数据信号波形的变化例的图。这里,以横轴作为共同的时间轴,表示数据线(DTL)310和写入扫描线(WSL)210的电位的变化。图15A是表示根据本发明第一实施例的数据信号的波形的图。在这种情况中,数据线(DTL)310中的数据信号被按基准信号(Vofs)、视频信号(Vsig)、消光准备信号(Vpre-ers)和基准信号(Vofs)的顺序产生。
图15B是表示其中数据信号中的消光准备信号的电位(Vpre-ers)在基准信号的电位(Vofs)之后产生的示例的图。在这种情况中,数据线(DTL)310中的数据信号被按基准信号(Vofs)、消光准备信号(Vpre-ers)、视频信号(Vsig)和基准信号(Vofs)的顺序产生。
如上所述,消光准备信号(Vpre-ers)可在基准信号(Vofs)之后产生,而不改变消光准备信号(Vpre-ers)和消光信号(Vers)的顺序。
如上所述,根据本发明的第一实施例,即使当相同的电源信号被提供给每多行的像素600时,通过数据信号中的消光准备信号的电位(Vpre-ers),显示图像中的渐变可被减少。因此,输入图像的再现性可被维持,并且驱动扫描器(DSCN)400的驱动器的数量可被减少。结果,可获得成本的减少。
根据本发明的第一实施例的显示装置具有平板形状,并且可被用作各种电子仪器的显示器,如数码相机、笔记本型个人计算机、移动电话、摄像机等的显示器。显示装置还可被用作所有这样的领域中的电子仪器的显示器,在这样的领域中,将输入到电子仪器的视频信号或在电子仪器中产生的视频信号显示为图像或者视频。下面将描述其中使用这种显示装置的电子仪器的示例。
2.第二实施例
[应用于电子仪器]
图16是根据本发明第二实施例的电视机的示例。该电视机是应用本发明的第一实施例的电视机。该电视机包括前面板12以及由滤色玻璃13等形成的视频显示屏11,并且通过使用根据本发明第一实施例的显示装置作为视频显示屏11而制造。
图17是根据本发明第二实施例的数码相机。该数码相机是应用本发明的第一实施例的数码相机。这里,上面的部分表示数码相机的正视图,下面的部分表示数码相机的后视图。该数码相机包括成像透镜15、显示单元16、控制开关、菜单开关、快门19等,并且通过使用根据本发明第一实施例的显示装置作为显示单元16而制造。
图18是根据本发明第二实施例的笔记本型个人计算机的示例。该笔记本型个人计算机是应用本发明的第一实施例的笔记本型个人计算机。该笔记本型个人计算机在主体20中包括用户输入字符等时进行操作的键盘21,并且在主体盖中还包括显示单元22,其用于显示图像。该笔记本型个人计算机通过使用根据本发明第一实施例的显示装置作为显示单元22而被制造。
图19是根据本发明第二实施例的移动终端的示例。该移动终端是应用本发明的第一实施例的移动终端。这里,左边的部分表示移动终端未折叠的状态,右边的部分表示移动终端被折叠的状态。移动终端包括上部外壳23、下部外壳24、连接单元(该情况中为铰链)25、显示器26、子显示器27、画面灯28、照相机29等。该移动终端通过使用根据本发明第一实施例的显示装置作为显示器26或子显示器27而被制造。
图20表示根据本发明第二实施例的摄像机的示例。该摄像机是应用本发明的第一实施例的摄像机。该摄像机包括主体单元30、在前侧表面用于拍摄物体的透镜34、在拍摄时的开始/停止开关35以及监视器36等,并且通过使用根据本发明第一实施例的显示装置作为监视器36而被制造。
本发明的实施例用于说明实施本发明的示例,并且在权利要求中具有如上所述的对应于发明所说明的主题。应当注意本发明不限于这些实施例,在不脱离发明的主题的范围内,可进行各种修改。
Claims (6)
1.一种显示装置,其包括:
多个像素电路;以及,
信号源电路,其用于提供视频信号的电位、用于熄灭发光元件的消光电位以及高于所述消光电位的高电平电位中的任何一个,
其中,所述多个像素电路中的每个包括:
存储电容器,其用于保持对应于所述视频信号的电压;
驱动晶体管,其用于将对应于保持在所述存储电容器中的电压的电流提供给相应的发光元件;
发光元件,其用于根据从所述驱动晶体管提供的电流而发光;以及,
写入晶体管,在由所述信号源电路按所述高电平电位和所述消光电位的顺序提供的电位被提供到所述驱动晶体管的栅极端之后,所述写入晶体管用于将对应于所述视频信号的电压写入所述存储电容器。
2.根据权利要求1所述的显示装置,进一步包括:
电源电路,其用于为每多行的所述多个像素电路提供相同的电源电位,
其中,所述驱动晶体管通过接收所述电源电位,向所述发光元件提供对应于保持在所述存储电容器中的所述电压的所述电流。
3.根据权利要求1所述的显示装置,
其中,所述信号源电路提供在所述视频信号的电位的范围内的高电平电位。
4.根据权利要求3所述的显示装置,
其中,所述信号源电路提供在低于所述视频信号的电位的范围的一半的范围内的高电平电位。
5.根据权利要求1所述的显示装置,
其中所述发光元件是有机电致发光元件。
6.一种电子仪器,其包括:
多个像素电路;以及,
信号源电路,其用于提供视频信号的电位、用于熄灭发光元件的消光电位以及高于所述消光电位的高电平电位中的任何一个,
其中,所述多个像素电路中的每个包括:
存储电容器,其用于保持对应于所述视频信号的电压;
驱动晶体管,其用于将对应于保持在所述存储电容器中的电压的电流提供给相应的发光元件;
发光元件,其用于根据从所述驱动晶体管提供的电流而发光;以及,
写入晶体管,在由所述信号源电路按所述高电平电位和所述消光电位的顺序提供的电位被提供到所述驱动晶体管的栅极端之后,所述写入晶体管将对应于所述视频信号的电压写入所述存储电容器。
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