(57)【要約】【課題】簡単な駆動構造により電子ペーパーを駆動させることでコスト削減を達成する。【解決手段】本発明の電子ペーパー装置の駆動回路２２は、少なくとも１つの画素を駆動させ、画素は画素スイッチ素子Ｑ２０〜Ｑｎｎを有する。駆動回路２２はシフトユニット２２１及びサンプル・ホールドユニット２２２を備える。シフトユニットは切換コントロール信号を出力する。サンプル・ホールドユニットは、サンプル・ホールドスイッチ素子Ｑ１０〜Ｑ１ｎ及びサンプル・ホールドエネルギー貯蔵素子Ｃ１０〜Ｃ１ｎを有する。この内、サンプル・ホールドスイッチ素子は、夫々画素の画素スイッチ素子及びシフトユニットに電気的に接続されて、切換コントロール信号に基づいてＯＮ又はＯＦＦの切換を行う。サンプル・ホールドエネルギー貯蔵素子は、サンプル・ホールドスイッチ素子及び画素の画素スイッチ素子に電気的に接続される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画素スイッチ素子を有する少なくとも１つの画素を駆動し、切換コントロール信号を出力するシフトユニットと、
サンプル・ホールドスイッチ素子及びサンプル・ホールドエネルギー貯蔵素子を有し、このうち、前記サンプル・ホールドスイッチ素子は、それぞれ前記画素の前記画素スイッチ素子及び前記シフトユニットに電気的に接続されて、前記切換コントロール信号に基づいてONまたはOFFに切り替わり、前記サンプル・ホールドエネルギー貯蔵素子は前記サンプル・ホールドスイッチ素子及び前記画素の前記画素スイッチ素子に電気的に接続されるサンプル・ホールドユニットと、
を備えることを特徴とする電子ペーパー装置の駆動回路。
【請求項２】
前記サンプル・ホールドスイッチ素子は、薄膜トランジスタを備え、前記薄膜トランジスタはゲート、ソース、及びドレインを有することを特徴とする請求項１に記載の電子ペーパー装置の駆動回路。
【請求項３】
前記ゲートは前記シフトユニットに電気的に接続されて、前記ソースは画素データを受信し、前記ドレインは前記サンプル・ホールドエネルギー貯蔵素子及び前記画素の前記画素スイッチ素子に電気的に接続されることを特徴とする請求項２に記載の電子ペーパー装置の駆動回路。
【請求項４】
前記サンプル・ホールドエネルギー貯蔵素子はコンデンサを備え、前記コンデンサはデータラインといずれか１つの導電層の間に位置することを特徴とする請求項１に記載の電子ペーパー装置の駆動回路。
【請求項５】
前記シフトユニットはシフトレジスタであることを特徴とする請求項１に記載の電子ペーパー装置の駆動回路。
【請求項６】
前記画素は、さらに画素等価コンデンサを有し、それは前記画素スイッチ素子に電気的に接続されて、前記画素スイッチ素子によって画素データを受信することを特徴とする請求項１に記載の電子ペーパー装置の駆動回路。
【請求項７】
前記シフトユニット、前記サンプル・ホールドスイッチ素子及び前記サンプル・ホールドエネルギー貯蔵素子のうちの少なくとも１つは、チップ内に設置されることを特徴とする請求項１に記載の電子ペーパー装置の駆動回路。
【請求項８】
前記画素の前記画素スイッチ素子は、基板に形成され、前記基板はガラス基板であることを特徴とする請求項１に記載の電子ペーパー装置の駆動回路。
【請求項９】
表面を有する基板と、
前記基板の前記表面に設置されて、シフトユニット及びサンプル・ホールドユニットを有し、前記サンプル・ホールドユニットはサンプル・ホールドスイッチ素子及びサンプル・ホールドエネルギー貯蔵素子を有し、このうち、前記サンプル・ホールドスイッチ素子は、それぞれ前記シフトユニット及び前記サンプル・ホールドエネルギー貯蔵素子に電気的に接続される駆動回路と、
複数の画素を有し、さらに前記基板の前記表面に設置され、このうち、前記画素のうちの少なくとも一画素は、画素スイッチ素子及び画素等価コンデンサを有し、前記画素スイッチ素子は、それぞれ前記サンプル・ホールドスイッチ素子、前記サンプル・ホールドエネルギー貯蔵素子及び前記画素等価コンデンサに電気的に接続される画素アレイとを備えることを特徴とする電子ペーパー装置。
【請求項１０】
前記サンプル・ホールドスイッチ素子は、薄膜トランジスタを備え、前記薄膜トランジスタはゲート、ソース、及びドレインを有することを特徴とする請求項９に記載の電子ペーパー装置。
【請求項１１】
前記ゲートは前記シフトユニットに電気的に接続されて、前記ソースは画素データを受信し、前記ドレインは前記サンプル・ホールドエネルギー貯蔵素子及び前記画素の前記画素スイッチ素子に電気的に接続されることを特徴とする請求項１０に記載の電子ペーパー装置。
【請求項１２】
前記サンプル・ホールドエネルギー貯蔵素子はコンデンサを備え、前記コンデンサはデータラインといずれか１つの導電層の間に位置することを特徴とする請求項９に記載の電子ペーパー装置。
【請求項１３】
前記シフトユニットはシフトレジスタであることを特徴とする請求項９に記載の電子ペーパー装置。
【請求項１４】
前記シフトユニット、前記サンプル・ホールドスイッチ素子及び前記サンプル・ホールドエネルギー貯蔵素子のうちの少なくとも１つは、チップ内に設置されることを特徴とする請求項９に記載の電子ペーパー装置。
【請求項１５】
前記シフトユニット、前記サンプル・ホールドスイッチ素子及び前記サンプル・ホールドエネルギー貯蔵素子のうちの少なくとも１つは、前記基板の前記表面に設置されることを特徴とする請求項９に記載の電子ペーパー装置。
【請求項１６】
さらに、電子ペーパーを備え、それは前記画素アレイに対応するように設置されて、このうち、前記電子ペーパーは、
前記画素アレイに対応して設置される対向電極ユニットと、
前記対向電極ユニットと前記画素アレイの間に設置される電気泳動性物質ユニットとを備えることを特徴とする請求項９に記載の電子ペーパー装置。
【請求項１７】
前記基板はガラス基板であることを特徴とする請求項９に記載の電子ペーパー装置。
【請求項１８】
基板の表面にシフトユニットが設置され、
前記基板の前記表面にサンプル・ホールドスイッチ素子が設置され、
前記基板の前記表面にサンプル・ホールドエネルギー貯蔵素子が設置され、
前記基板の前記表面に画素アレイが設置される、
ステップを備えることを特徴とする電子ペーパー装置の製造方法。
【請求項１９】
前記画素アレイは、薄膜トランジスタ製造過程によって前記基板の前記表面に形成されるか、または、非晶質シリコン薄膜トランジスタ製造過程によって前記基板の前記表面に形成されることを特徴とする請求項１８に記載の電子ペーパー装置の製造方法。
【請求項２０】
前記シフトユニットは、薄膜トランジスタ製造過程によって前記基板の前記表面に形成されるか、または、非晶質シリコン薄膜トランジスタ製造過程によって前記基板の前記表面に形成されることを特徴とする請求項１８に記載の電子ペーパー装置の製造方法。
【請求項２１】
前記サンプル・ホールドスイッチ素子は、薄膜トランジスタ製造過程によって前記基板の前記表面に形成されるか、または、非晶質シリコン薄膜トランジスタ製造過程によって前記基板の前記表面に形成されることを特徴とする請求項１８に記載の電子ペーパー装置の製造方法。
【請求項２２】
前記サンプル・ホールドエネルギー貯蔵素子は、薄膜トランジスタ製造過程によって前記基板の前記表面に形成されるか、または、非晶質シリコン薄膜トランジスタ製造過程によって前記基板の前記表面に形成されることを特徴とする請求項１８に記載の電子ペーパー装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子ペーパー装置及びその駆動回路並びにその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、アクティブ駆動式のマトリックス表示装置の方法は、行（column）ドライブ及び列（row）ドライブにタイミングコントロールを組み合わせることで、表示装置に映像画面を表示させる。
【０００３】
行（column）ドライブにおいては、通常サンプル・ホールド（sample-hold）回路によって序列の画素データを並列の画素データに変換して、画素アレイ中に入力する必要がある。さらに、画面データをスピーディーに更新する必要があるため、通常サンプル・ホールド（sample-hold）回路において、SRAM（Static Random Access Memory）に似た構造によって、速やかな処理を行なわなければならない。
【０００４】
図１を参照しながら説明する。一般的なサンプル・ホールド（sample-hold）回路は、シフトレジスタ11及びレコーダ12を備える。このうち、レコーダ12は４個のトランジスタから構成される。画素データはレコーダ12を経由して、画素アレイ13中に転送されることにより、画素アレイ13に映像画面を表示させる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
データラインの１本１本はいずれもレコーダ12を組み合わせることが必要なため、表示装置のサイズが大きくなればなるほど、そのコストは膨大なものとなり、経済的な負担が大きくなる。
【０００６】
また、近年、電子ペーパーの技術開発が進み、現在アクティブ式の電子ペーパー装置が発表されて、電子ペーパー装置もまた次期の重要な開発局面を迎えているものと考えられる。したがって、本発明は、簡単な駆動構造により電子ペーパー装置を駆動させることにより、コスト削減を達成する方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明は、簡単な構造により行（column）ドライブを駆動させる電子ペーパー装置及びその駆動回路並びにその製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の電子ペーパー装置の駆動回路は、少なくとも１つの画素を駆動させ、画素は画素スイッチ素子を有し、駆動回路はシフトユニット及びサンプル・ホールドユニットを備える。シフトユニットは切換コントロール信号を出力し、サンプル・ホールドユニットは、サンプル・ホールドスイッチ素子及びサンプル・ホールドエネルギー貯蔵素子を有すると共に、前記切換コントロール信号を受信する。サンプル・ホールドスイッチ素子は、それぞれ画素の画素スイッチ素子及びシフトユニットに電気的に接続されて、切換コントロール信号に基づいてON(turn on)またはOFF(turn off)の切り換えを行う。サンプル・ホールドエネルギー貯蔵素子は、サンプル・ホールドスイッチ素子及び画素の画素スイッチ素子に電気的に接続される。
【０００９】
さらに、上記目的を達成するため、本発明の電子ペーパー装置は、基板、駆動回路及び画素アレイを備える。基板は表面を有する。駆動回路は基板の表面に設置され、さらに、駆動回路はシフトユニット及びサンプル・ホールドユニットを有する。サンプル・ホールドユニットは、サンプル・ホールドスイッチ素子及びサンプル・ホールドエネルギー貯蔵素子を有する。このうち、サンプル・ホールドスイッチ素子は、それぞれシフトユニット及びサンプル・ホールドエネルギー貯蔵素子に電気的に接続される。画素アレイは基板の表面に設置されて、さらに、画素アレイは画素スイッチ素子及び画素等価コンデンサを有する。このうち、画素スイッチ素子は、それぞれサンプル・ホールドスイッチ素子、サンプル・ホールドエネルギー貯蔵素子及び画素等価コンデンサに電気的に接続される。
【００１０】
また、上記目的を達成するため、本発明の電子ペーパー装置の製造方法は、以下のステップを備える。基板の表面にシフトユニットが設置される。基板の表面にサンプル・ホールドスイッチ素子が設置される。基板の表面にサンプル・ホールドエネルギー貯蔵素子が設置される。基板の表面に画素アレイが設置される。
【００１１】
このように、本発明の電子ペーパー装置及びその駆動回路並びにその製造方法は、シフトユニット及びサンプル・ホールドユニットのサンプル・ホールドスイッチ素子及びサンプル・ホールドエネルギー貯蔵素子を利用することにより、構成される駆動回路が電子ペーパーの画素アレイを駆動して映像を表示させる。従来の駆動回路と比較して、その構造が大幅に簡素化される上、画素アレイの製造工程と統合された後、同時に行われるため、全体的なコスト削減を図ることが可能である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の電子ペーパー装置及びその駆動回路並びにその製造方法は、シフトユニット及びサンプル・ホールドユニットのサンプル・ホールドスイッチ素子及びサンプル・ホールドエネルギー貯蔵素子を利用することにより、構成される駆動回路が電子ペーパーの画素アレイを駆動して映像を表示させる。従来の駆動回路と比較して、その構造が簡素化される上、画素アレイの製造工程と統合されて同時に行われるため、全体的なコスト削減を図ることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら、本発明の好適な実施例における電子ペーパー装置及びその駆動回路並びにその製造方法について説明する。
【００１４】
［実施例］
図２を参照しながら説明する。本発明の好適な実施例における電子ペーパー装置2は基板21、駆動回路22、画素アレイ23及び電子ペーパー24を備える。このうち、駆動回路22及び画素アレイ23は、基板21の表面211に設置される。さらに、駆動回路22及び画素アレイ23は互いに隣接する。電子ペーパー24は、画素アレイ23に対応するように設置される。このうち、電子ペーパー24は対向電極ユニット241及び電気泳動性物質ユニット242を備える。対向電極ユニット241は、画素アレイ23に対応して設置され、電気泳動性物質ユニット242は、対向電極ユニット241と画素アレイ23の間に設置される。対向電極ユニット241は透明でなければならないため、その材質は酸化インジウム錫、酸化アルミ亜鉛、酸化インジウム亜鉛または酸化カドミウム錫である。また、本実施例において、基板21は透明基板であり、例えば、それはガラス基板であるが、これには限らない。画素アレイ23はアクティブマトリックス式画素アレイである。
【００１５】
図３を参照しながら説明する。駆動回路22はシフトユニット221及びサンプル・ホールドユニット222を備える。本実施例において、サンプル・ホールドユニット222は、複数のサンプル・ホールドスイッチ素子Q10〜Q1n及び複数のサンプル・ホールドエネルギー貯蔵素子C10〜C1nを備える。このうちの一組を例に取ると、サンプル・ホールドスイッチ素子Q10はそれぞれシフトユニット221及びサンプル・ホールドエネルギー貯蔵素子C10と電気的に接続される。
【００１６】
画素アレイ23は複数の画素を有し、さらに、前記画素は複数の画素スイッチ素子Q20〜Qnn及び複数の画素等価コンデンサC20〜Cnnを備える。同様に、単一の組を例に取ると、画素スイッチ素子Q20はそれぞれサンプル・ホールドスイッチ素子Q10、サンプル・ホールドエネルギー貯蔵素子C10及び画素等価コンデンサC20に電気的に接続される。本実施例において、一組のサンプル・ホールドスイッチ素子Q10及びサンプル・ホールドエネルギー貯蔵素子C10はデータラインDLを経由して、対応する前記画素に電気的に接続される。当然ながら、その接続様式はこれに制限されるものではない。
【００１７】
ここで言うところの各画素等価コンデンサは画素コンデンサ、貯蔵コンデンサまたは構造中に存在する可能性のある寄生コンデンサ（図示はされない）を備える。ここでは等価観念についてのみ説明する。
【００１８】
図３を参照しながら説明する。本実施例において、駆動回路22中のシフトユニット221は、シフトレジスタ（shift register）である。各サンプル・ホールドエネルギー貯蔵素子は、それぞれコンデンサを備える。各サンプル・ホールドスイッチ素子は、それぞれ薄膜トランジスタを備える。サンプル・ホールドスイッチ素子Q10を例に取ると、それはゲートG1、ドレインD1及びソースS1を備える。このうち、ゲートG1はシフトユニット221に電気的に接続され、ソースS1はデータバスDB1によって画素データを受信し、ドレインD1はサンプル・ホールドエネルギー貯蔵素子C10及び画素スイッチユニットQ20に電気的に接続される。
【００１９】
本実施例において、駆動回路22及び画素アレイ23は、等価回路のかたちで示される。その実際の構造は、実際の必要性に応じて設計され、図中に開示された構成に限定されない。例えば、各サンプル・ホールドスイッチ素子は、複数の薄膜トランジスタから構成されていても構わない。そして、その接続関係は、上述の内容とは若干異なっていてもよい。また、各サンプル・ホールドエネルギー貯蔵素子は、実際のコンデンサによる実施方法以外にも、例えばデータラインと走査線の間に形成されることが可能である。つまり、２層の導電層を利用してコンデンサを形成させるものであり、実施上の一種の形態である。
【００２０】
また、画素アレイ23において、画素の各画素スイッチユニットは薄膜トランジスタを備える。画素スイッチ素子Q20を例に取ると、それはゲートG2、ドレインD2及びソースS2を備える。このうち、ゲートG2は走査線SL1に電気的に接続され、ソースS2は駆動回路22のサンプル・ホールドエネルギー貯蔵素子C10及びサンプル・ホールドスイッチ素子Q10のドレインD1に電気的に接続され、ドレインD2は画素等価コンデンサC20に電気的に接続される。また、画素等価コンデンサC20は少なくとも１つのコンデンサに等価である。
【００２１】
上述の内容を受け、単一の組のサンプル・ホールドスイッチ素子及びサンプル・ホールドエネルギー貯蔵素子を例に取って以下説明する。電子ペーパー装置2は、シフトユニット221によって切換コントロール信号を発生させることにより、サンプル・ホールドスイッチ素子Q10のON(turn on)またはOFF(turn off)をコントロールして、サンプル・ホールドスイッチ素子Q10がONの時、画素データはデータバスDB1を経由してサンプル・ホールドエネルギー貯蔵素子C10に転送される。次に、映像フレームタイムにおいて、走査信号は走査線SL1を経由して対応する画素に転送されて、画素スイッチ素子Q20をコントロールしてONにする。この時、サンプル・ホールドエネルギー貯蔵素子C10が貯蔵する画素データは、画素スイッチ素子Q20によって、画素等価コンデンサC20に転送される。このようにして、画素に画素データに対応する映像を表示させる。
【００２２】
本実施例において、駆動回路22は、行(Column)駆動回路を例にすると、それは、チップ内に設置することが可能で、半導体の製造過程を利用して、集積回路の形態によって直接基板21上に形成させることが可能である。また、駆動回路22もまたシフトユニット221、前記サンプル・ホールドスイッチ素子Q10〜Q1n及び前記サンプル・ホールドエネルギー貯蔵素子C10〜C1nのうちの少なくとも１つは、チップ内または直接基板21に設置された形態で実施され、ここでは制限されない。当然、本実施例において、電子紙ペーパー装置2はさらに一列の駆動回路（図示はされない）を備えることにより、走査線SL1を駆動させる。
【００２３】
図４を参照しながら説明する。簡単に上述のサンプル・ホールドユニット222及び画素スイッチ素子の作動タイミング図について説明する。映像データが走査線SL1に電気的に接続される画素に書き込まれる時、データバスDB1によって伝送される映像データは序列式のデータであるため、サンプル・ホールドスイッチ素子Q10〜Q1nは順序にしたがってONになり、必要とする映像データを各サンプル・ホールドエネルギー貯蔵素子C10〜C1nに伝送する。そして、映像データが伝送される過程において、その対応する画素の画素スイッチ素子Q20〜Q2nがONの状態となることで、必要とする映像データが対応する画素の画素等価コンデンサC20〜C2nに書き込まれる。そして、次の映像データが、走査線SL2に電気的に接続される画素に書き込まれる時、サンプル・ホールドスイッチ素子Q10〜Q1nが順序に従ってONになることにより、映像データを各サンプル・ホールドエネルギー貯蔵素子C10〜C1nに伝送する。同様に、映像データ伝送の過程において、その対応する画素の画素スイッチ素子Q30〜Q3nはONの状態である。
【００２４】
ここで、サンプル・ホールドエネルギー貯蔵素子もまたコンデンサであることから言えば、その容量値は画素等価コンデンサの容量値の10倍より大きくなければならない。これにより、映像データの正確性が維持できる。
【００２５】
また、図５を参照しながら説明する。本発明の好適な実施例における電子ペーパー装置の製造方法は、ステップS01からS05を備える。
【００２６】
図５に示したように、ステップS01は、基板の表面にシフトユニットが設置される。ステップS02は、基板の表面にサンプル・ホールドスイッチ素子が設置される。ステップS03は、基板の表面にサンプル・ホールドエネルギー貯蔵素子が設置される。ステップS04は、基板の表面に画素アレイが設置される。ステップS05は、電子ペーパーが画素アレイに対応するように設置されることで電子ペーパー装置が構成される。このうち、シフトユニット、サンプル・ホールドスイッチ素子及びサンプル・ホールドエネルギー貯蔵素子は駆動回路を構成する。本実施例では、それらが行駆動回路を構成することをもって例とする。
【００２７】
上述のステップの前後の順序に制限はなく、必要に応じて任意に調整が可能である。さらに、同時にこれらのステップを進行させることも可能である。また、上述のステップからなる設置方法は以下の三種類の形態に区分できる。
【００２８】
第一の形態は、シフトユニット、サンプル・ホールドスイッチ素子、サンプル・ホールドエネルギー貯蔵素子及び画素アレイを、いずれも薄膜トランジスタの製造過程（例えば、非晶質シリコン薄膜トランジスタの製造過程）で基板上に形成するものである。第二の形態は、シフトユニットをチップ内に設置し、さらに、このチップを、例えばチップ・オン・グラス製造工程（chip on glass, COG）で基板上に形成して、サンプル・ホールドスイッチ素子、サンプル・ホールドエネルギー貯蔵素子及び画素アレイを、薄膜トランジスタによって基板上に形成するものである。第三の形態は、上述の駆動回路をチップ内に設置して、さらに、このチップを基板上に設置するものである。この第三の形態では、画素アレイは非晶質シリコン薄膜トランジスタ製造過程によって基板上に形成させる。
製造方式は、実際の必要に応じて調整して組み合わせることが可能である。本発明では、上述の三種類の形態のみに限らない。
【００２９】
このように、本発明の電子ペーパー装置及びその駆動回路並びにその製造方法は、シフトユニット及びサンプル・ホールドユニットのサンプル・ホールドスイッチ素子及びサンプル・ホールドエネルギー貯蔵素子を利用することにより、構成される駆動回路が電子ペーパーの画素アレイを駆動して映像を表示させる。従来の駆動回路と比較して、その構造が大幅に簡素化される上、画素アレイの製造工程と統合された後、同時に行われるため、全体的なコスト削減を図ることが可能である。
【００３０】
以上、本発明の実施例を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成は、これらの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更などがあっても、本発明に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】従来の表示装置のサンプル・ホールド回路を示した図である。
【図２】本発明の好適な実施例の電子ペーパーを示した図である。
【図３】本発明の好適な実施例の電子ペーパーの駆動回路及び画素アレイの等価を示した図である。
【図４】図３におけるサンプル・ホールドユニット及び画素スイッチ素子の作動タイミングを示した図である。
【図５】本発明の好適な実施例の電子ペーパーの製造方法のステップを示したフローチャートである。
【符号の説明】
【００３２】
11      シフトレジスタ
12      レコーダ
13      画素アレイ
2      電子ペーパー
21      基板
211      表面
22      駆動回路
221      シフトユニット
222      サンプル・ホールドユニット
23      画素アレイ
24      電子ペーパー
241      対向電極ユニット
242      電気泳動性物質ユニット
Q10〜Q1n      サンプル・ホールドスイッチ素子
C10〜C1n      サンプル・ホールドエネルギー貯蔵素子
Q20〜Qnn      画素スイッチ素子
C20〜Cnn      画素等価コンデンサ
DB1      データバス
SL1、SL2      走査線
DL      データライン
G1、G2      ゲート
S1、S2      ソース
D1、D2      ドレイン
S01〜S05      電子ペーパー装置の製造過程
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2008287258.tif 000007