CN1983374A - 显示设备和驱动显示设备的方法 - Google Patents

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Abstract

一种显示设备，包括：多条数据线，用于发送从数据驱动单元接收的数据信号；与数据线交叉的多条第一栅极线和多条第二栅极线，第一栅极线和第二栅极线以彼此交替的方式布置；多个由数据线、第一栅极线和第二栅极线限定的像素，每个像素包括第一子像素电极和第二子像素电极，所述第一子像素电极被与一条第一栅极线连接的第一开关器件施加有第一数据电压，所述第二子像素电极被与一条第二栅极线连接的第二开关器件施加有第二数据电压；和栅极驱动单元，用于选择包括两条或更多条第一栅极线以及两条或更多条第二栅极线的扫描组。

Description

显示设备和驱动显示设备的方法
技术领域
本发明涉及显示设备，更具体地，涉及一种能够减少数据驱动单元的负载的显示设备和驱动该显示设备的方法。
背景技术
随着信息社会的发展，已经增加了对各种显示设备的需求。因此，已经开发了并且在各种应用中使用了各种平板显示设备，例如液晶显示器(LCD)、电致发光显示器(ELD)和等离子体显示板(PDP)。LCD由于其具有优良的画面质量、薄且质量轻并且具有低功耗，而被广泛用于各种电子设备。
近年来，液晶显示器(LCD)是最广泛使用的平板显示装置类型。LCD包括两个基板和置于该两个基板之间的液晶层，在所述基板上形成有多个电极。
通过将数据电压施加到像素电极和将公共电压施加到公共电极，在液晶层中产生电场。通过调节电场来控制通过液晶层传送的光量，能够得到期望的图像。液晶层中的液晶分子的透射率和响应速度会影响LCD的亮度和佘像(afterimage)属性，因此必须对其进行控制以便提高LCD的画面质量。最近，已经研究了如何控制被施加到LCD的像素的电场强度和方向性，其中，像素被划分为2个或多个子像素。每个子像素包括子像素电极，并且每个像素中的子像素电极可以包括不同的开关器件，因此能够被提供有不同的电压。
在使用子像素控制液晶分子中的电场的方法中，对于子像素电极使用相应开关器件，将相对于公共电压的具有相反极性的电压分别施加到每个像素中的子像素电极。与当电压被施加到未被划分为2个或多个子像素电极的像素电极时相比，当施加电压时，使能相应开关器件的周期减小2倍或更多倍。因此，数据驱动单元提供的数据电压必须在较短的时间周期内快速地从一个电压电平切换到另一电压电平，从而在数据驱动单元上放置巨大负荷并增加了数据驱动单元的功耗。因此，存在能够减少数据驱动单元上的负载的显示设备的需要。
发明内容
根据本发明的示例性实施例，提供了一种显示设备，包括：多条数据线，用于发送从数据驱动单元接收的数据信号；与数据线交叉的多条第一栅极线和多条第二栅极线，第一栅极线和第二栅极线以彼此交替的方式布置；多个由数据线、第一栅极线和第二栅极线限定的像素，每个像素包括第一子像素电极和第二子像素电极，所述第一子像素电极被与一条第一栅极线连接的第一开关器件施加有第一数据电压，所述第二子像素电极被与一条第二栅极线连接的第二开关器件施加有第二数据电压；和栅极驱动单元，用于选择包括两条或更多条第一栅极线以及两条或更多条第二栅极线的扫描组，根据第一预定扫描顺序将栅极导通电压施加到扫描组的第一栅极线，并且根据第二预定扫描顺序将栅极导通电压施加到扫描组的第二栅极线。
根据本发明的示例性实施例，提供了一种显示设备，包括：多条数据线，用于发送从数据驱动单元接收的数据信号；与数据线交叉的多条第一栅极线和多条第二栅极线，第一栅极线和第二栅极线以彼此交替的方式布置；多个由数据线、第一栅极线和第二栅极线限定的像素，每个像素包括第一子像素电极和第二子像素电极，所述第一子像素电极被与一条第一栅极线连接的第一开关器件施加有第一数据电压，所述第二子像素电极被与一条第二栅极线连接的第二开关器件施加有第二数据电压；和栅极驱动单元，用于选择第一和第二扫描组，每个扫描组包括两条或更多条第一栅极线以及两条或更多条第二栅极线，根据第一预定扫描顺序将栅极导通电压施加到第一和第二扫描组中每个扫描组的第一栅极线，并且根据第二预定扫描顺序将栅极导通电压施加到第一和第二扫描组中每个扫描组的第二栅极线，其中，所述第一和第二扫描组不具有任何共有的栅极线。
根据本发明的示例性实施例，提供了一种驱动显示设备的方法，所述显示设备包括：多条数据线，用于发送数据信号；与数据线交叉的多条第一栅极线和多条第二栅极线，第一栅极线和第二栅极线以彼此交替的方式布置；多个由数据线、第一栅极线和第二栅极线限定的像素，每个像素包括第一子像素电极和第二子像素电极，所述第一子像素电极被与一条第一栅极线连接的第一开关器件施加有第一数据电压，所述第二子像素电极被与一条第二栅极线连接的第二开关器件施加有第二数据电压，所述方法包括：选择包括两条或更多条第一栅极线以及两条或更多条第二栅极线的扫描组；根据第一预定扫描顺序将栅极导通电压施加到扫描组的第一栅极线；和根据第二预定扫描顺序将栅极导通电压施加到扫描组的第二栅极线。
附图说明
通过参考附图详细描述本发明的示例性实施例，本发明的上面和其他特征和优点将变得更加明显，其中：
图1是根据本发明示例性实施例的液晶显示器(LCD)设备的示意性横截面视图；
图2是根据本发明示例性实施例的第一基板的单位像素的布局；
图3是根据本发明示例性实施例的LCD的方框图；
图4是图解说明根据本发明示例性实施例的LCD的栅极时钟信号和栅极信号的波形图；
图5到8图解说明了根据本发明示例性实施例的将数据电压依次施加到第一基板的多个子像素电极的方法；
图9是图解说明根据本发明示例性实施例的LCD的栅极时钟信号、栅极信号、输出使能信号和数据信号的波形图；
图10到15图解说明了根据本发明示例性实施例的将数据电压依次施加到第一基板的多个子像素电极的方法；和
图16到18是根据本发明示例性实施例的LCD的横截面视图。
具体实施方式
下面，将参考附图来更全面地描述本发明的示例性实施例。
图1是根据本发明示例性实施例的液晶显示器(LCD)的示意横截面视图。
参考图1，液晶显示器(LCD)500包括第一基板100、与第一基板100相对的第二基板200、以及置于第一基板100和第二基板200之间的液晶层300。包括第一基板100、第二基板200和液晶层300的结构可被称作液晶板。
第一基板100包括第一绝缘衬底110和在第一绝缘衬底110的上表面上形成的多个像素电极。详细地，第一基板100包括多个以矩阵形式排列的像素，并且每个像素包括像素电极。
像素电极包括第一子像素电极181和第二子像素电极182。第一和第二子像素电极181和182分开并且彼此电绝缘。两个独立的开关器件被分别连接到第一和第二子像素电极181和182，因此，独立的数据电压可被分别施加到第一和第二子像素电极181和182。
第二基板200包括第二绝缘衬底210和在第二基板200的下表面上形成的公共电极250。公共电极250面对第一基板100上的像素电极并且相对于像素电极而在液晶层300的相反侧。公共电极250与像素电极一起生成液晶层300中的电场。液晶层300包括多个液晶分子(未示出)。液晶分子根据液晶层300中生成的电场来旋转，从而液晶板的透射率改变。
第一对准层(未示出)覆盖第一基板100的像素电极，而第二对准层(alignment layer)(未示出)覆盖第二基板200上的公共电极250。这里，第一和第二对准层可以是水平对准层，用于在电场被施加到液晶层300之前在水平方向上初始对准液晶层300的液晶分子。当第一和第二对准层是水平对准层时，第一对准层可以在第一方向上被摩合(rub)，而第二对准层可以在第二方向上被磨合，该第二方向与第一方向形成180度的角度，即，与第一方向相反。
现在将参考图1来描述在液晶层300中产生的电场的对准以及电场的调整对液晶层300的液晶分子的旋转和响应速度的影响。虚线表示电场的方向。
例如，当14V的数据电压被施加到第一基板100上的第一子像素电极181时，0V的数据电压被施加到第一基板100上的第二子像素电极182，并且7V的参考电压(即，公共电压)被施加到第二基板200上的公共电极250。在第一子像素电极181和公共电极250之间产生7V的电势差，并且在第二子像素电极182和公共电极250之间产生-7V的电势差。液晶层300的液晶分子旋转的角度受第一或第二子像素电极181或182和公共电极250之间的电势差的绝对值影响。第一子像素电极181和公共电极250之间的液晶分子旋转的角度基本类似于第二子像素电极182和公共电极250之间的液晶分子的旋转的角度。
由于第一和第二子像素电极181和182被相隔预定距离，因此垂直电场由于第一和第二子像素电极181和182之间的距离而弯曲，从而产生包括水平电场的散射场(fringe field)。
在第一子像素电极181和第二子像素电极182之间产生14V的电势差。由于第一和第二子像素电极181和182之间的电势差，在第一和第二子像素电极181和182之间产生横向场(lateral field)。该横向场和散射场增加了水平电场分量，从而增加了液晶层300的液晶分子的旋转力和响应速度。
图2是根据本发明示例性实施例的第一基板的单位像素的布局。
参考图2，在第一方向上形成第一栅极线121和第二栅极线122，在第二方向上形成数据线162。
像素由彼此交叉的两条相邻的第二栅极线122和两条相邻的数据线162来限定。一条第一栅极线121形成于两条相邻的第二栅极线122之间，并且与该像素交叉延伸。然而，第一栅极线121和第二栅极线122可以交替布置。在示例性实施例中，每条奇数栅极线可以是第一栅极线121之一，并且每条偶数栅极线可以是第二栅极线122之一。控制信号可被与一条第一栅极线121交叉地施加到与第一子像素电极181连接的第一薄膜晶体管(TFT)Tr1，并且控制信号可被与一条第二栅极线122交叉地施加到与第二子像素电极182连接的第二TFT Tr2。第一和第二栅极线121和122以及数据线162可以通过栅极绝缘层而彼此绝缘。
在像素区域中形成了彼此电隔离的第一子像素电极181和第二子像素电极182。第一子像素电极181在第一方向上延伸，第二子像素电极182在第二方向上延伸。第一栅极线121的一部分被用来形成第一栅极123，而第二栅极线122的一部分被用来形成第二栅极124。数据线162之一的部分延伸到像素区域，从而形成源极165。漏极166相对于源极165位于第一和第二栅极123和124的相对侧。第一栅极123、源极165和漏极166组成切换第一子像素电极181的第一TFT Tr1。第二栅极124、源极165和漏极166组成切换第二子像素电极182的第二TFT Tr2。
参考图2，存储电极线125以与第一和第二栅极线121和122相同的方向延伸。存储电极线125与第一子像素电极181重叠，从而形成第一存储电容器。存储电极线125也与第二子像素电极182重叠，从而形成第二存储电容器。存储电极线125是可选的。
图3是根据本发明示例性实施例的LCD的方框图，图解说明了液晶板400的像素的等效电路。
参考图3，第一TFT Tr1电连接到多条第一栅极线G1到G2n-1以及多条数据线D1到Dm，并且第一液晶电容器Clc1以及第一存储电容器Cst1并联连接到第一TFT Tr1的漏极。第一液晶电容器Clc1的第一电极是第一子像素电极，而第一液晶电容器Clc1的第二电极是公共电极。第一存储电容器Cst1的第一电极是第一子像素电极，第一存储电容器Cst1的第二电极是存储电极。
第二TFT Tr2电连接到多条第二栅极线G2到G2n以及多条数据线D1到Dm。第二液晶电容器Clc2以及第二存储电容器Cst2并联连接到第二TFT Tr2的漏极。第二液晶电容器Clc2的第一电极是第二子像素电极，第二液晶电容器Clc2的第二电极是公共电极。第二存储电容器Cst2的第一电极是第二子像素电极，而第二存储电容器Cst2的第二电极是存储电极。
LCD500包括栅极驱动单元410、数据驱动单元420、信号控制单元430和灰度电压生成单元450。数据驱动单元410驱动液晶板400。信号控制单元430控制栅极驱动单元410和数据驱动单元420。灰度电压生成单元450生成多个灰度电压。
信号控制单元430连接到栅极驱动单元410和数据驱动单元420，生成用于控制栅极驱动单元410或数据驱动单元420的控制信号，并且将控制信号发送到栅极驱动单元410或数据驱动单元420。信号控制单元430从外部图形控制器(未示出)接收用于控制图像信号(R、G、B)的显示的控制信号。输入控制信号的示例包括垂直同步信号Vsync、水平同步信号Hsync、主时钟信号MCLK和数据使能信号DE。
信号控制单元430基于输入控制信号而生成栅极控制信号CONT1和数据控制信号CONT2，根据液晶板400的操作条件适当地处理图像信号(R、G、B)，给栅极驱动单元410提供栅极控制信号CONT1，并且给数据驱动单元420提供数据控制信号CONT2和处理结果，即，图像数据(R’、G’、B’)。
数据驱动单元420响应数据控制信号CONT2而接收图像数据(R’、G’、B’)并且从多个由灰度电压生成单元450提供的灰度电压当中选择与图像数据(R’、G’、B’)相应的灰度电压，从而将图像数据(R’、G’、B’)转换为预定的数据电压。
响应栅极控制信号CONT1，栅极驱动单元410通过将栅极导通电压Von施加到多条栅极线G1到G2n而使能与多条栅极线G1到G2n连接的TFT。栅极驱动单元410可以选择包括第一栅极线G1到G2n-1和第二栅极线G2到G2n的扫描组。之后，栅极驱动单元410按照预定的扫描顺序将栅极导通电压Von施加到第一栅极线G1到G2n-1和第二栅极线G2到G2n。栅极控制信号CONT1包括栅极时钟信号和具有栅极导通/截止信息的栅极信号。栅极控制信号CONT1也可以包括用于确定预定的扫描顺序的选择信号。
由驱动电压生成单元(未示出)生成的栅极导通电压Von和栅极截止电压Voff被施加到栅极驱动单元410。
图4是图解说明根据本发明示例性实施例的LCD的栅极时钟信号和栅极信号的波形图，
参考图3和4，栅极信号包括逻辑高周期和逻辑低周期，在该逻辑高周期期间施加栅极导通电压Von，而在该逻辑低周期期间施加栅极截止电压Voff。栅极信号使栅极导通电压Von与从信号控制单元430接收的栅极时钟信号CPV的上升沿同步地能够被施加到当前栅极线。栅极信号维持逻辑高电平达栅极时钟信号CPV的一个周期(即，一个水平周期；1H)，并且与栅极时钟信号CPV的随后上升沿同步地变为逻辑低电平，因此，使栅极截止电压Voff被施加到当前栅极线。逻辑高电平的栅极信号然后被施加到随后栅极线，因此，使得栅极导通电压Von被施加到随后的栅极线。
对于包括第一栅极线G1到G2n-1和第二栅极线G2到G2n的扫描组确定预定的扫描顺序。栅极驱动单元410选择至少一个扫描组，首先扫描属于所选组的多条栅极线中的全部，然后扫描不属于所选扫描组的其他栅极线。一旦属于预定扫描组的多条栅极线的扫描开始，直到属于预定扫描组的栅极线的扫描结束才扫描不属于预定扫描组的其他栅极线。可以首先扫描属于预定扫描组的栅极线或者不属于预定扫描组的其他栅极线。
栅极驱动单元410可以选择两个或更多个扫描组。例如，栅极驱动单元410从总共包括1536条栅极线的液晶板中可以选择十二个每个包括72条栅极线的扫描组或者八个每个包括36条栅极线的扫描组。可以使用各种不同的扫描顺序来扫描每个所选扫描组中包含的多条栅极线。一旦开始扫描所选扫描组之一中的栅极线，直到当前被扫描的栅极线的扫描结束才扫描属于其他被选扫描组的栅极线。然而，本发明不限于仅这种顺序的扫描，并且同时可以扫描两个或更多个扫描组。
当栅极驱动单元410选择包括四条第一栅极线Ga+1、Ga+3、Ga+5和Ga+7以及四条第二栅极线Ga+2、Ga+4、Ga+6和Ga+8的扫描组时，可以首先扫描第一栅极线Ga+1、Ga+3、Ga+5和Ga+7，然后，可以扫描第二栅极线Ga+2、Ga+4、Ga+6和Ga+8。
参考图4，与栅极时钟信号CPV的第一上升沿同步地将栅极导通电压Von施加到第一栅极线Ga+1。第一栅极线Ga+1是由栅极驱动单元410选择的扫描组中的第一栅极线。之后，与栅极时钟信号CPV的第二上升沿同步地将栅极截止电压Voff施加到第一栅极线Ga+1，而将栅极导通电压Von施加到第一栅极线Ga+3，其是所选扫描组中的第三栅极线。同样地，将栅极导通电压依次施加到第一栅极线Ga+5(其是所选扫描组中的第五栅极线)和第一栅极线Ga+7(其是所选扫描组中的第七栅极线)。
之后，与栅极时钟信号CPV的第五上升沿同步地将栅极截止电压Voff施加到第一栅极线Ga+7，而将栅极导通电压施加到第二栅极线Ga+3，其是所选扫描组中的第二栅极线。同样地，将栅极导通电压依次施加到第二栅极线Ga+4(其是所选扫描组中的第四栅极线)、第二栅极线Ga+6(其是所选扫描组中的第六栅极线)和第二栅极线Ga+8(其是所选扫描组中的第八栅极线)。
图5至8图解说明了根据本发明示例性实施例的将数据电压依次施加到第一基板的多个子像素电极的方法。
参考图5至8，图示了多个矩形像素。每个像素包括两个子像素电极，即，第一和第二子像素电极181和182。即使第一子像素电极181和各个第二子像素电极182电隔离，它们在图5到8中也示意性地图示为连接的。在图5到8中，对于当前帧仍未被提供有数据电压的第一和第二子像素电极181和182被以对于先前帧的数据电压充电，并且未被标记任何符号。对于当前帧被提供有正数据电压的第一和第二子像素电极181和182被标记为“+”符号。对于当前帧被提供有负数据电压的第一和第二子像素电极181和182被标记为“-”符号。正数据电压被施加到第一子像素电极181，而负数据电压被施加到第二子像素电极182。然而，根据本发明的示例性实施例，负数据电压被施加到第一子像素电极181，而正数据电压被施加到第二子像素电极182。
参考图4和5，选择包括两条或更多条第一栅极线以及两条或更多条栅极线的扫描组。参考图5，可以选择包括从第一基板100的顶部开始的头四条相邻的栅极线的扫描组。
之后，参考图4和6，当栅极导通电压被施加到第一栅极线Ga+1时，与第一栅极线Ga+1连接的第一开关器件接通，从而正数据电压被施加到与第一栅极线Ga+1对应的第一子像素电极的第一行。
之后，参考图4和7，当栅极导通电压被施加到第一栅极线Ga+3、Ga+5和Ga+7(它们分别是所选扫描组中的第三、第五和第七栅极线)时，与第一栅极线Ga+3连接的第一开关器件、与第一栅极线Ga+5连接的第一开关器件和与第一栅极线Ga+7连接的第一开关器件依次导通，从而正数据电压被施加到分别与第一栅极线Ga+3、Ga+5和Ga+7对应的第一子像素电极181的第二行、第一子像素电极181的第三行和第一子像素电极181的第四行。
参考图4和8，当栅极导通电压被施加到第二栅极线Ga+2、Ga+4、Ga+6和Ga+8(它们分别是所选扫描组中的第二、第四、第六和第八栅极线)时，与第二栅极线Ga+2连接的第二开关器件、与第二栅极线Ga+4连接的第二开关器件、与第二栅极线Ga+6连接的第二开关器件、和与第二栅极线Ga+8连接的第二开关器件依次导通，从而负数据电压被施加到分别与第二栅极线Ga+2、Ga+4、Ga+6和Ga+8对应的第二子像素电极182的第一行、第二子像素电极182的第二行、第二子像素电极182的第三行和第二子像素电极182的第四行。
因此，第一子像素电极181的第一到第四行被正充电，并且第二子像素电极182的第一到第四行被负充电。因此，如上面参考图1所述，在每个像素的第一和第二子像素电极181和182之间生成横向场。在每个像素的公共电极和第一与第二子像素电极181与182之间生成的横向场和散射场增加了水平电场分量，从而改进了液晶分子的旋转力和响应速度。另外，由于以子像素电极的列为单位调整了数据电压的极性，因此通过减小液晶分子损坏的概率能够减少液晶板上的闪烁。相反极性的数据电压可被分别施加到一对相邻数据线以减少闪烁。
根据本发明的示例性实施例，施加第一极性的数据电压直到第一子像素电极181的第一行到第四行的充电结束，并且施加第二极性的数据电压直到第二子像素电极182的第一行到第四行的充电结束。当第一子像素电极181的第四行的充电结束和第二子像素电极182的第一行的充电开始时，数据电压的极性从正到负仅触发(toggle)一次。将数据电压施加到液晶板的数据驱动单元的负载随着数据电压的变化量增加而增加。根据本发明的示例性实施例，数据电压的极性对于每个扫描组仅触发一次。因此，与对于每个扫描操作需要触发数据电压的极性的传统方法相比，通过减少数据电压的变化程度能够减小数据驱动单元的负载。
参考图4到8，所选扫描组的第一栅极线的数量所示为等于所选扫描组的第二栅极线的数量。然而，第一栅极线的数量不必等于第二栅极线的数量。另外，参考图4到9，依次扫描第一栅极线Ga+1、Ga+3、Ga+5和Ga+7以及第二栅极线Ga+2、Ga+4、Ga+6和Ga+8。然而，本发明的示例性实施例不限于这种顺序的扫描。例如，可以依次扫描第一栅极线Ga+1、Ga+7、Ga+5和Ga+3。可以不同地改变将被扫描的扫描组的多条第一栅极线的顺序。同样地，可以不同地改变将被扫描的扫描组的多条第二栅极线的顺序。
另外，包括多条第一栅极线和多条第二栅极端的扫描组的扫描不必以仅在第一栅极线的扫描结束之后扫描第二栅极线的方式来执行。例如，能够以交替地扫描两条或更多条第一栅极以及两条或更多条第二栅极线的方式执行包括多条第一栅极线和多条第二栅极端的扫描组的扫描。
参考图4，扫描组包括一组连续的栅极线，包括多条相邻的第一栅极线(即第一栅极线Ga+1、Ga+3、Ga+5和Ga+7)以及多条相邻的第二栅极线(即，第二栅极线Ga+2、Ga+4、Ga+6和Ga+8)。然而，扫描组可以包括多条不连续的栅极线。另外，组成扫描组的第一栅极线的组可以不彼此相邻，而且，组成扫描组的第二栅极线的组可以不彼此相邻。
根据本发明的示例性实施例，LCD的栅极驱动单元选择第一和第二扫描组(每个扫描组包括两条或更多条第一栅极线以及两条或更多条第二栅极线)，根据第一预定扫描顺序将栅极导通电压施加到第一和第二扫描组中每个扫描组的第一栅极线，并且根据第二预定扫描顺序将栅极导通电压施加到第一和第二扫描组中每个扫描组的第二栅极线。这里，第一扫描组的第一栅极线的数量等于第二扫描组的第一栅极线的数量，并且第一扫描组的第二栅极线的数量等于第二扫描组的第二栅极线的数量。
现在将参考图9到15来详细描述根据本发明的示例性实施例的LCD。
图9是图解说明根据本发明示例性实施例的LCD的栅极时钟信号、栅极信号、输出使能信号和数据信号的波形图；
参考图9，当前栅极信号包括施加栅极导通电压的逻辑高周期和施加栅极截止电压的逻辑低周期。当前栅极信号与从信号控制单元430接收的栅极时钟信号CPV的当前上升沿同步地转变为逻辑高。具有逻辑高电平的当前栅极信号被划分为两个栅极信号，并且该两个栅极信号被同时分别施加到两条分离的栅极线。当前栅极信号维持逻辑高电平达栅极时钟信号CPV的一个周期(即，水平周期；1H)。当前栅极信号与栅极时钟信号CPV的随后的上升沿同步地转变为逻辑低。只要当前栅极信号转变为逻辑低，随后的栅极信号就转变为逻辑高并且根据预定扫描顺序被施加到两条栅极线。
对于两个扫描组(每个扫描组包括两条或更多条第一栅极线以及两条或更多条第二栅极线)确定预定扫描顺序。栅极驱动单元选择至少两个扫描组，即，第一和第二扫描组。之后，栅极驱动单元首先扫描属于第一和第二扫描组中每个扫描组的多条栅极线的全部，然后扫描不属于第一和第二扫描组中任一扫描组的其他栅极线。一旦属于第一和第二扫描组中每个扫描组的栅极线的扫描开始，直到属于第一和第二扫描组中每个扫描组的栅极线的扫描结束才扫描不属于第一和第二扫描组中任一扫描组的其他栅极线。可以用不同的方式确定属于第一和第二扫描组中每个扫描组的栅极线的数量以及不属于第一和第二扫描组中任一扫描组的栅极线的数量。
参考图9，第一扫描组包括多条第一栅极线Ga+1、Ga+3、Ga+5和Ga+7以及多条第二栅极线Ga+2、Ga+4、Ga+6和Ga+8，并且第二扫描组包括多条第一栅极线Gb+1、Gb+3、Gb+5和Gb+7以及多条第二栅极线Gb+2、Gb+4、Gb+6和Gb+8。
根据图9中所示的本发明的示例性实施例，具有逻辑高电平的栅极信号被同时施加到两条栅极线。通常，当响应具有逻辑高电平的栅极信号将栅极导通电压施加到两条栅极线时，将数据电压施加到两个像素，使其难以将不同的电压施加到多个像素。然而，通过对于一对栅极线(被同时施加具有逻辑高电平的栅极信号)唯一地使能栅极导通电压，可以将不同的电压施加到多个像素，因此可以防止栅极导通电压同时施加到一对栅极线中的两条上。如果栅极导通电压响应栅极信号被施加到一对栅极线之一，则栅极导通电压可防止被施加到另一栅极线。在栅极信号的逻辑高周期期间可以使能栅极导通电压，从而栅极导通电压在栅极信号的逻辑高周期的第一半周期期间被施加到一对栅极线之一，而在栅极信号的逻辑高周期的第二半周期期间被施加到另一栅极线。
根据本发明的示例性实施例，信号控制单元通过生成第一和第二输出使能信号OE1和OE2并且将它们发送到栅极驱动单元来控制栅极导通电压的使能。第一和第二输出使能信号OE1和OE2中的每一个包括逻辑高周期和逻辑低周期。当第一和第二输出使能信号OE1和OE2为逻辑高时，它们防止栅极导通电压被输出。然而，当第一和第二输出使能信号OE1和OE2为逻辑低时，它们允许栅极导通电压被输出。第一和第二输出使能信号OE1和OE2彼此异相。当第一输出使能信号OE1为逻辑高时，第二输出使能信号OE2为逻辑低，从而栅极导通电压被输出到一对栅极线之一。然而，当第一输出使能信号OE1为逻辑低时，第二输出使能信号OE2为逻辑高，从而栅极导通电压被输出到另一条栅极线。
数据电压波形Vd包括两个用于栅极时钟信号CPV的每个周期的数据电压。例如，参考图9，当具有逻辑高电平的栅极信号被施加到属于第一扫描组的第一栅极线Ga+1和属于第二扫描组的第一栅极线Gb+1并且栅极导通电压被施加到属于第一扫描组的第一栅极线Ga+1(即，第一输出使能信号OE1为逻辑低)时，第一数据电压Vd11被施加到属于第一扫描组的第一栅极线Ga+1。之后，当栅极导通电压被施加到属于第二扫描组的第一栅极线Gb+1(即，当第二输出使能信号OE2为逻辑低时)时，第二数据电压Vd21被施加到属于第二扫描组的第一栅极线Gb+1栅极导通电压被直接施加到第一栅极线Ga+2和第一栅极线Gb+2、第一栅极线Ga+3和第二栅极线Gb+3、第一栅极线Ga+4和第二栅极线Gb+4、第一栅极线Ga+5和第二栅极线Gb+5、第一栅极线Ga+6和第二栅极线Gb+6、以及第一栅极线Ga+7和第二栅极线Gb+7和第一栅极线Ga+8和第一栅极线Gb+8。之后，如果栅极导通电压被使能，从而它在被施加到一对栅极线的栅极信号的逻辑高周期的第一半周期期间被施加到一对栅极线之一，并且在栅极信号的逻辑高周期的第二半周期期间被施加到另一条栅极线，则第一和第二输出使能信号OE1和OE2具有基本相同的脉宽。
数据电压波形Vd包括多个第一数据电压±Vd11、±Vd12、±Vd13和±Vd14、以及包括多个第二数据电压±Vd21、±Vd22、±Vd23和±Vd24。另外，通过交替第一数据电压波形和第二数据电压波形的电平来生成数据电压波形Vd，如图9所示。
图10至15图解说明了根据本发明示例性实施例的将数据电压依次施加到第一基板的多个子像素电极的方法。
参考图10至15，图示了多个矩形像素。每个像素包括两个子像素电极，即，第一和第二子像素电极181和182。即使第一子像素电极181和各个第二子像素电极182电隔离，它们在图5到8中也示意性地图示为连接的。在图10到15中，对于当前帧仍未被提供有数据电压的第一和第二子像素电极181和182被以对于先前帧的数据电压充电，并且未被标记任何符号。对于当前帧被提供有正数据电压的第一和第二子像素电极181和182被标记为“+”符号。对于当前帧第一和第二子像素电极181和182被提供有负数据电压并且被标记为“-”符号。正数据电压被施加到第一子像素电极181，而负数据电压被施加到第二子像素电极182。然而，根据本发明的示例性实施例，负数据电压被施加到第一子像素电极181，而正数据电压被施加到第二子像素电极182。
参考图9和10，选择每个包括两条或更多条第一栅极线以及两条或更多条第二栅极线的第一和第二扫描组。参考图10，第一扫描组包括从第一基板100的顶部开始的第一到第四条第一栅极线以及从第一基板100的顶部开始的第一到第四条第二栅极线，并且第二扫描组包括从第一基板100的顶部开始的第五到第八条第一栅极线以及从第一基板100的顶部开始的第五到第八条第二栅极线。接着，参考图9和11，当具有逻辑高电平的栅极信号被施加到第一栅极线Ga+1(其是第一扫描组的第一栅极线)、和第一栅极线Gb+1(其是第二扫描组的第一栅极线)时，第一输出使能信号OE1(其控制栅极导通电压施加到第一扫描组的栅极线Ga+1到Ga+8)为逻辑低，并且第二输出使能信号OE2(其控制栅极导通电压施加到第二扫描组的栅极线Gb+1到Gb+8)为逻辑高。因此，第一扫描组的第一栅极线Ga+1被使能，而第二扫描组的第一栅极线Gb+1被禁能，因此，栅极导通电压仅被施加到第一扫描组的第一栅极线Ga+1。然后，与第一扫描组的第一栅极线Ga+1连接的第一开关器件响应栅极导通电压而接通，从而正数据电压(即，第一数据电压Vd11)被施加到属于第一扫描组的第一子像素电极181的第一行。
之后，参考图9和12，当第一输出使能信号OE1转变为逻辑高和第二输出使能信号OE2转变为逻辑低时，第一扫描组的第一栅极线Ga+1被禁能，而第二扫描组的第一栅极线Gb+1被使能，因此，栅极导通电压仅被施加到第二扫描组的第一栅极线Gb+1。然后，与第二扫描组的第一栅极线Gb+1连接的第一开关器件被接通，因此正数据电压(即，第二数据电压Vd21)被施加到属于第二扫描组的第一子像素电极181的第一行。
接着，参考图9和13，当施加到第一扫描组的第一栅极线Ga+1和第二扫描组的第一栅极线Gb+1的栅极信号转变为逻辑低时，具有逻辑高电平的栅极信号被施加到第一栅极线Ga+3(其是第一扫描组的第三栅极线)、和第二栅极线Gb+3(其是第二扫描组的第三栅极线)。然后，第一输出使能信号OE1转变为逻辑低，而第二输出使能信号OE2转变为逻辑高。结果，第一扫描组的第一栅极线Ga+3被使能，而第二扫描组的第一栅极线Gb+3被禁能，因此栅极导通电压仅被施加到第一扫描组的第一栅极线Ga+3。之后，与第一扫描组的第一栅极线Ga+3连接的第一开关器件响应栅极导通电压而接通，因此，正数据电压(即，第一数据电压Vd12)被施加到属于第一扫描组的第二子像素电极181的第二行。
之后，参考图9和14，栅极导通电压被依次施加到第一栅极线Gb+3(其是第二扫描组的第三栅极线)、第一栅极线Ga+5(其是第一扫描组的第五栅极线)、第一栅极线Gb+5(其是第二扫描组的第五栅极线)、第一栅极线Ga+7(其是第一扫描组的第七栅极线)、和第一栅极线Gb+7(其是第二扫描组的第七栅极线)。因此，与第一栅极线Gb+3、第一栅极线Ga+5、第一栅极线Gb+5、第一栅极线Ga+7、和第一栅极线Gb+7分别连接的多个第一开关器件依次接通，从而正数据电压(即，第一数据电压Vd22)被施加到属于第二扫描组的第一子像素电极181的第二行，正数据电压值(即，第一数据电压Vd13)被施加到属于第一扫描组的第一子像素电极181的第三行，正数据电压(即，第一数据电压Vd23)被施加到属于第二扫描组的第一子像素电极181的第三行，正数据电压(即，第一数据电压Vd14)被施加到属于第一扫描组的第一子像素电极181的第四行，以及正数据电压(即，第一数据电压Vd24)被施加到属于第二扫描组的第一子像素电极181的第四行。
之后，参考图9和15，栅极导通电压被依次施加到第二栅极线Ga+2(其是第一扫描组的第二栅极线)、第二栅极线Gb+2(其是第二扫描组的第二栅极线)、第二栅极线Ga+4(其是第一扫描组的第四栅极线)、第二栅极线Gb+4(其是第二扫描组的第四栅极线)、第二栅极线Ga+6(其是第一扫描组的第六栅极线)、第二栅极线Gb+6(其是第二扫描组的第六栅极线)、第二栅极线Ga+8(其是第一扫描组的第八栅极线)、和第二栅极线Gb+8(其是第二扫描组的第八栅极线)。因此，与第二栅极线Ga+2、第二栅极线Gb+2、第二栅极线Ga+4、第二栅极线Gb+4、第二栅极线Ga+6、第二栅极线Gb+6、第二栅极线Ga+8、和第二栅极线Gb+8分别连接的多个第二开关器件依次接通，从而负数据电压(即，第二数据电压-Vd11)被施加到属于第一扫描组的第二子像素电极182的第一行，负数据电压(即，第二数据电压-Vd21)被施加到属于第二扫描组的第二子像素电极182的第一行，负数据电压(即，第二数据电压-Vd12)被施加到属于第一扫描组的第二子像素电极182的第二行，负数据电压(即，第二数据电压-Vd22)被施加到属于第二扫描组的第二子像素电极182的第二行，负数据电压(即，第二数据电压-Vd13)被施加到属于第一扫描组的第二子像素电极182的第三行，负数据电压(即，第二数据电压-Vd23)被施加到属于第二扫描组的第二子像素电极182的第三行，负数据电压(即，第二数据电压-Vd14)被施加到属于第一扫描组的第二子像素电极182的第四行，以及负数据电压(即，第二数据电压-Vd24)被施加到属于第一扫描组的第二子像素电极182的第四行。
因此，属于第一和第二扫描组中每个扫描组的第一子像素电极181的第一到第四行被正充电，并且属于第一和第二扫描组中每个扫描组的第二子像素电极182的第一到第四行被负充电。如上面参考图1所述，在每个像素的第一和第二子像素电极181和182之间生成横向场。横向场与在每个像素的公共电极以及第一和第二子像素电极181和182之间生成的散射场一起加强了水平电场，从而改进了液晶分子的旋转力和响应速度。另外，由于以子像素电极的列为单位改变了数据电压的极性，因此通过减小液晶分子恶化的概率能够减少液晶板上的闪烁。相反极性的数据电压可被分别施加到一对相邻的数据线以减少闪烁。
根据本发明的示例性实施例，施加第一极性的数据电压直到属于第一扫描组的第一子像素电极181的第一行到第四行以及属于第二扫描组的第一子像素电极182的第一行到第四行的充电结束，并且施加第二极性的数据电压直到属于第一扫描组的第二子像素电极182的第一行到第四行以及属于第二扫描组的第二子像素电极182的第一行到第四行的充电结束。当属于第一扫描组的第一子像素电极181的第四行的充电结束和属于第二扫描组的第二子像素电极182的第一行的充电开始时，数据电压的极性从正到负仅触发一次。将数据电压施加到液晶板的数据驱动单元的负载随着数据电压的变化量增加而增加。根据本发明的示例性实施例，数据电压的极性对于每个扫描组仅触发一次。因此，与对于每个扫描操作需要触发数据电压的极性的传统方法相比，通过减少数据电压的变化程度能够减小数据驱动单元的负载。
根据图9到15所示的本发明的示例性实施例，在栅极时钟信号的一个周期期间具有2逻辑电平的栅极信号被施加到栅极线，因此具有栅极时钟信号的周期。所以，能够减少生成栅极时钟信号的信号控制单元的负载以及栅极驱动单元的负载。
尽管图9到15已经图解说明了第一和第二扫描组是两个连续选择的扫描组，但是本发明不限于此。相反，第一和第二扫描组不必是连续的扫描组，只要它们不相同或者具有一些共同的栅极线。形成第一扫描组的区域可以与形成第二扫描组的区域重叠。另外，图9到15图解说明了属于第一扫描组的第一栅极线的数量等于属于第二扫描组的第一栅极线的数量，并且属于第一扫描组的第二栅极线的数量等于属于第二扫描组的第二栅极线的数量。然而，根据本发明的示例性实施例，属于第一扫描组的第一栅极线的数量不同于属于第二扫描组的第一栅极线的数量，并且属于第一扫描组的第二栅极线的数量不同于属于第二扫描组的第二栅极线的数量。图9到15进一步图解说明了属于第一和第二扫描组中每个扫描组的第一栅极线和第二栅极的扫描是以向下方向执行的。然而，可以不同地确定将要扫描属于第一和第二扫描组中每个扫描组的第一栅极线和第二栅极线的顺序。
第一和第二扫描组的扫描不必以仅在第一和第二扫描组的第一栅极线的扫描之后扫描第一和第二扫描组的第二栅极线的方式来执行。能够以交替地扫描两条或更多条第一栅极以及两条或更多条第二栅极线的方式执行第一和第二扫描组的扫描。
另外，尽管图9到15已经图解说明了第一和第二扫描组中每个扫描组中包含的第一栅极线和第二栅极线包括所有连续栅极线并且第一和第二子像素电极通过连接到每个施加有数据电压的第一和第二栅极线的第一和第二开关器件而连接，分别组成像素，但是本发明不限于此。非连续的栅极线，即，与第一栅极线分离的第一栅极线和第二栅极线，可被选择为包含在扫描组中。另外，扫描组可以包括多条非相邻的第一栅极线和多条非相邻的第二栅极线。
而且，扫描不限于同时扫描两个扫描组。可以同时扫描三个或更多个扫描组。
在本发明的示例性实施例中，数据电压被施加到像素的一对子像素电极之一，并且预定时间周期之后，被施加到另一像素的一对子像素电极之一。预定时间周期可以在某一范围之内。例如，当液晶板包括总共768列像素并且具有60Hz的帧频率时，帧的持续时间是大约16.7毫秒。如果液晶板的上升和下降时间都是6ms并且响应充电电压对准与像素对应的液晶分子所需的时间是8ms，响应另一充电电压，需要容限为2ms的时间来防止液晶分子被对准。因此，预定时间周期可以是2.7ms或更少。换句话说，在栅极导通电压被施加到每个扫描组的第一栅极线或者第二栅极线期间，预定时间周期最大可以是2.7ms。
当预定时间周期是最大值2.7ms时，数据电压被施加到一行像素大约21.7μs。为了确保预定时间周期能够是2.7ms或更小，需要足够的容限来对大约124.4个子像素电极充电，其包括首先充电的子像素电极。属于每个扫描组的第一栅极线或第二栅极线的数量可被设置为124或者更少，以满足该需要。
尽管已经参考LCD示出了本发明的所示实施例，其中，例如每个LCD包括具有图1中所示的结构的液晶板，但是本发明不限于此。本发明可被应用于具有与图1中所示的LCD结构不同的各种LCD。图16、17和18分别是根据本发明示例性实施例的LCD501、502和503的横截面视图。
参考图16，LCD501的结构与图1中所示的LCD500的结构不同之处在于：通过制模(patterning)在第二基板501的第二绝缘衬底210上形成公共电极251。公共电极251包括多个开孔(aperture)252。开孔252的宽度可以大于第一和第二子像素电极181和182的宽度。液晶层300上的电场的方向基本类似于图1中所示的LCD500的。在水平方向上初始地对准液晶层300的液晶分子。
参考图17的LCD502，在第一基板102的第一绝缘衬底210上形成第一和第二子像素电极181a和182a，并且通过制模在第二基板202的第二绝缘衬底210上形成公共电极252。在垂直方向上初始对准液晶层300的液晶分子。通过由第一和第二子像素电极181a和182b以及公共电极252生成的横向场和散射场可以将多个像素分组为多个域(domain)。
参考图18的LCD503，在第一基板103的第一绝缘衬底110的整个表面上形成公共电极253。第一和第二子像素电极181b和182b形成于公共电极253上并且通过栅极绝缘层130与公共电极253绝缘。生成水平电场。通过制模可以形成公共电极253。
通过将不同极性的数据电压施加到第一和第二子像素电极，在图16到18的LCD501到503中可以生成横向场。图16到18的LCD501到503中的每一个包括栅极驱动单元。
根据本发明的示例性实施例，相反极性的电压被分别施加到第一和第二子像素电极，从而第一极性的数据电压被施加到扫描组，而第二极性的数据电压被施加到该扫描组。因此，由数据驱动单元施加的数据电压相互不同。从而，可以减少由于数据驱动单元引起的负载。
而且，通过将具有逻辑高电平的栅极信号同时施加到两个扫描组以减小栅极时钟信号的频率，可以减少数据驱动单元的负载。
尽管已经结合本发明的示例性实施例描述了本发明，但是对本领域技术人员来说明显的是，在不背离本发明的范围和精神的情况下可以进行各种修改和变化。因此，应当理解，上述实施例不是限制性的，而是在各个方面进行图解说明。

Claims (24)

1.一种显示设备，包括：
多条数据线，用于发送从数据驱动单元接收的数据信号；
与数据线交叉的多条第一栅极线和多条第二栅极线，第一栅极线和第二栅极线以彼此交替的方式布置；
多个由数据线、第一栅极线和第二栅极线限定的像素，每个像素包括第一子像素电极和第二子像素电极，所述第一子像素电极被与一条第一栅极线连接的第一开关器件施加有第一数据电压，所述第二子像素电极被与一条第二栅极线连接的第二开关器件施加有第二数据电压；和
栅极驱动单元，用于选择包括两条或更多条第一栅极线以及两条或更多条第二栅极线的扫描组，根据第一预定扫描顺序将栅极导通电压施加到扫描组的第一栅极线，并且根据第二预定扫描顺序将栅极导通电压施加到扫描组的第二栅极线。
2.如权利要求1所述的显示设备，其中，所述扫描组包括连续多条第一栅极线和连续多条第二栅极线。
3.如权利要求2所述的显示设备，其中，所述栅极驱动单元将栅极导通电压依次施加到扫描组的第一栅极线和第二栅极线。
4.如权利要求1所述的显示设备，其中，属于扫描组的第一栅极线的数量等于属于扫描组的第二栅极线的数量。
5.如权利要求1所述的显示设备，其中，在相同帧内被分别施加到第一和第二子像素电极的数据电压相对于参考电压具有相同的绝对值和相反的极性。
6.如权利要求1所述的显示设备，还包括在第一和第二子像素电极上形成的液晶层。
7.如权利要求6所述的显示设备，还包括：
公共电极，其面对第一和第二子像素电极，并且液晶层置于该公共电极和所述第一与第二子像素电极之间；
第一对准层，其置于所述液晶层和所述第一与第二子像素电极之间，并且在第一方向上被摩合；和
第二对准层，其置于所述液晶层和公共电极之间，并且在第二方向上被摩合。
8.如权利要求7所述的显示设备，其中，公共电极包括多个比第一和第二子像素电极宽的开孔。
9.一种显示设备，包括：
多条数据线，用于发送从数据驱动单元接收的数据信号；
与数据线交叉的多条第一栅极线和多条第二栅极线，第一栅极线和第二栅极线以彼此交替的方式布置；
多个由数据线、第一栅极线和第二栅极线限定的像素，每个像素包括第一子像素电极和第二子像素电极，所述第一子像素电极被与一条第一栅极线连接的第一开关器件施加有第一数据电压，所述第二子像素电极被与一条第二栅极线连接的第二开关器件施加有第二数据电压；和
栅极驱动单元，用于选择第一和第二扫描组，每个扫描组包括两条或更多条第一栅极线以及两条或更多条第二栅极线，根据第一预定扫描顺序将栅极导通电压施加到第一和第二扫描组中每个扫描组的第一栅极线，并且根据第二预定扫描顺序将栅极导通电压施加到第一和第二扫描组中每个扫描组的第二栅极线，其中，所述第一和第二扫描组不具有任何共有的栅极线。
10.如权利要求9所述的显示设备，其中，所述第一和第二扫描组中每个扫描组包括连续多条第一栅极线和连续多条第二栅极线。
11.如权利要求10所述的显示设备，其中，所述栅极驱动单元将栅极导通电压依次施加到第一和第二扫描组中每个扫描组的栅极线。
12.如权利要求9所述的显示设备，其中，属于第一和第二扫描组中每个扫描组的第一栅极线的数量等于属于第一和第二扫描组中每个扫描组的第二栅极线的数量。
13.如权利要求9所述的显示设备，其中，所述第一扫描组的第一栅极线的数量等于第二扫描组的第一栅极线的数量，并且第一扫描组的第二栅极线的数量等于第二扫描组的第二栅极线的数量。
14.如权利要求9所述的显示设备，其中，所述数据电压被施加到第一和第二扫描组中的每个扫描组的第一栅极线或第二栅极线长达2.7毫秒。
15.如权利要求9所述的显示设备，其中，所述第一和第二扫描组中每个扫描组的数量是124或更少。
16.如权利要求9所述的显示设备，其中，在相同帧内被分别施加到第一和第二子像素电极的数据电压对于参考电压具有相同的绝对值和相反的极性。
17.如权利要求9所述的显示设备，其中，施加到第一和第二扫描组中每个扫描组的栅极线的栅极导通电压具有相同的脉冲宽度并且以相同的扫描顺序被唯一地使能。
18.如权利要求17所述的显示设备，还包括信号控制单元，用于控制施加到第一和第二扫描组的栅极导通电压，其中，所述信号控制单元生成分别使能被施加到第一和第二扫描组的栅极导通电压的第一和第二输出使能信号。
19.如权利要求17所述的显示设备，其中，所述数据信号包括施加到第一扫描组的第一数据电压和施加到第二扫描组的第二数据电压，并且第一数据电压和第二数据电压相互交替。
20.如权利要求9所述的显示设备，还包括在第一和第二子像素电极上形成的液晶层。
21.如权利要求20所述的显示设备，还包括：
公共电极，其面对所述第一和第二子像素电极，并且所述液晶层置于该公共电极和所述第一与第二子像素电极之间；
第一对准层，其置于所述液晶层和所述第一与第二子像素电极之间，并且在第一方向上被摩合；和
第二对准层，其置于所述液晶层和公共电极之间，并且在第二方向上被摩合。
22.如权利要求21所述的显示设备，其中，所述公共电极包括多个比第一和第二子像素电极宽的开孔。
23.一种驱动显示设备的方法，所述显示设备包括：多条数据线，用于发送数据信号；与数据线交叉的多条第一栅极线和多条第二栅极线，第一栅极线和第二栅极线以彼此交替的方式布置；多个由数据线、第一栅极线和第二栅极线限定的像素，每个像素包括第一子像素电极和第二子像素电极，所述第一子像素电极被与一条第一栅极线连接的第一开关器件施加有第一数据电压，所述第二子像素电极被与一条第二栅极线连接的第二开关器件施加有第二数据电压，所述方法包括：
选择包括两条或更多条第一栅极线以及两条或更多条第二栅极线的扫描组；
根据第一预定扫描顺序将栅极导通电压施加到扫描组的第一栅极线；和
根据第二预定扫描顺序将栅极导通电压施加到扫描组的第二栅极线。
24.如权利要求23所述的方法，其中，所述数据信号包括第一数据电压和第二数据电压，并且将栅极导通电压施加到扫描组的第一和第二栅极线包括：
通过将栅极导通电压施加到扫描组的第一栅极线来接通第一开关器件；
将第一数据电压施加到与第一开关器件连接的子像素电极；
通过将栅极导通电压施加到扫描组的第二栅极线来接通第二开关器件；
将第二数据电压施加到与第二开关器件连接的子像素电极。
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