CN102074181B - 显示面板的时序控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明是揭露一种显示面板的时序控制方法，如下所述：利用一时序修改器设定一时序差异值；利用上述时序修改器根据上述时序差异值将复数时序相等的闸极时序讯号修改为复数奇数闸极时序讯号及复数偶数闸极时序讯号并对应输出至复数条奇数闸极线及复数条偶数闸极线，藉以对应启动复数个奇数副画素与复数个偶数副画素的充电过程；其中，上述复数奇数闸极时序讯号所对应的奇数闸极充电时序是大于上述偶数闸极时序讯号所对应的偶数闸极充电时序。据此，将可解决双闸极式显示面板的垂线问题。

Description

显示面板的时序控制方法

技术领域

本发明是关于一种消除双闸极式(dual gate)显示面板垂线(vertical line)的方法，特别是关于一种双闸极式显示面板的时序控制方法，藉以消除双闸极式显示面板的垂线。

背景技术

液晶显示器(Liquid Crystal Display, LCD)由于具有较低的消耗电功率、薄型量轻、分辨率高、色彩饱和度高、寿命长等优点，近年来已广泛地被应用在计算机液晶屏幕及液晶电视等与生活息息相关的电子产品上，其已取代传统的阴极射线管成为显示器的主流技术。

一般的液晶显示面板所称的画素均是由红(R)、绿(G)、蓝(B)三个副画素(sub pixel)所构成，而每个副画素均是利用闸极驱动器(gate driver)及源极驱动器(source driver)来驱动。更具体而言，每一副画素皆具有一画素晶体管，其较佳为薄膜晶体管(Thin Film Transistor, TFT)，此画素晶体管的闸极与闸极驱动器所控制的闸极线连接；源极则与源极驱动器所控制的数据线连接；而汲极再与副画素连接。上述的每一副画素皆具有一共同电极以施加共同电压。闸极驱动器以一定顺序施加电压于闸极线，藉以启动位于闸极在线的整列画素晶体管；此闸极线施加电压的顺序即为面板的扫瞄顺序。源极驱动器，则施加电压于数据线；已启动的画素晶体管的汲极，则依据资料线提供给源极的电压，反应一偏压于副画素的液晶材料，以控制副画素的输出颜色与亮度。其中，液晶材料所感受的电压差，是画素晶体管汲极提供的电压，与共同电极的共同电压，上述两电压的差值。此电压差所感应的电场可驱动液晶分子转动的角度，藉以决定背光光源通过于此副画素的强度。由于液晶分子维持固定角度过久后，会产生钝化现象，故必须定期反转该分子以延长液晶面板的使用寿命。而此反转的动作，可利用共同电极电压(V_COM )的极性反转来实现。

一般液晶显示面板的架构中，同一列上的画素晶体管均是连接于不同的数据线，亦即单一数据线仅可提供连接于此数据在线的一行画素晶体管。然而，随着产业的演进，液晶显示面板的尺寸逐渐变大，所需的分辨率也必须对应提高，则闸极线与数据线的数目亦随之增加，故制造成本亦随之增加。为了减少成本，一种双闸极式(dual gate)液晶显示面板因应而生，上述双闸极式液晶显示面板的特征在于单一数据线可提供电压给位于此数据线的左右两行的画素晶体管。故，双闸极式液晶显示面板的数据线可提供的画素晶体管数目为一般液晶显示面板数据线的两倍，因此，在画素相同的情况下，双闸极式液晶显示面板所需的数据线为一般液晶显示面板的一半，进而可减少数据线所需的材料及制造成本。例如图1所示，位于同一列上的副画素101及102是连接于同一数据线S1，而副画素103及104则是连接于另一数据线S2，故，若任一列上有10个副画素，则仅需提供5条数据线；若任一列上有500个副画素，则仅需提供250条数据线。由上述可知，双闸极式液晶显示面板所需的资料线数量为一般液晶显示面板的一半。

在双闸极式液晶显示面板中，同一列上相邻的副画素，其充电时间为相等。请参考图1及图2所示，在共享电极电压位于高电位V_COMH 的时距201中，资料线S1是先导通闸极线G1，再导通闸极线G2。其中，闸极线G1的导通时距203(即副画素101的充电时距)与闸极线G2的导通时距204(即副画素102的充电时距)是相等的，同理可知，在共享电极电压位于低电位V_COML 的时距202中，闸极线G3的导通时距205(即副画素105的充电时距)与闸极线G4的导通时距206(即副画素106的充电时距)亦为相等，故因闸极线G1的导通而进行充电的副画素101，其充电时间是等同于副画素102的充电时间，同理可知，副画素105的充电时间与副画素106的充电时间亦为相等。

惟，每条数据线对位于其左右两行的副画素的启始电压会因为闸极线导通的先后顺序不同而产生差异，进而使得先充电的副画素无法充至目标电压，因此导致相邻副画素的电压差异，进而在显示画面上产生亮暗线或垂线(vertical line )。更具体而言，由于走线的影响，数据在线必存在一等效电容，先充电的副画素必需先对数据在线的等效电容进行充电，才可以对此副画素进行充电，而后充电的副画素则因为数据在线的等效电容已充满，故仅需对此副画素进行充电，进而造成两相邻副画素的电压差异。请参考图1及图3所示，闸极线G1导通时，数据线S1开始对副画素101进行充电，其电压对时间的趋势如曲线301所示。当副画素101的充电结束时，闸极线G2开始导通，此时数据线S1将对副画素102进行充电，其电压对时间的趋势如线段302所示，几乎趋近于一稳定的水平线。由此可知副画素101的电压尚未趋于稳定，而副画素102则已稳定得充至目标电压，故副画素101及102会产生一电压差，进而导致垂线的产生，降低显示画面的质量。

然而，在传统的双闸极式液晶显示面板中，只能将相邻副画素的充电时间同时增加或减少，无法改变单一副画素的充电时间，故亦无法避免垂线之产生。

综上所述，在双闸极式液晶显示面板的显示技术中，亦存在一些困难及缺点，以待克服。

发明内容

为了克服上述的缺点及困难，本发明提供一种用于双闸极式显示面板的时序控制方法。

本发明的一目的在于使同一数据在线同列且相邻的副画素均能充饱足够的电压，进而解决双闸极显示面板的垂线(vertical line)或亮暗线的问题。

本发明的另一目的在于不改变任何双闸极式显示面板的架构下，进而改善双闸极式显示面板的显示质量。

为了达到上述的目的，本发明是提供一种用于双闸极式薄膜晶体管的时序控制方法，其步骤包含：利用一时序控制器产生二时序相等的闸极时序讯号；然后，利用一时序修改器设定一时序差异值，此时序差异值可为一百分比值，如1%、2%、5%等等，亦可为一时间差，例如3微秒(μs)、5微秒(μs)、10微秒(μs)等等；再来，利用上述时序修改器根据上述时序差异值将上述二时序相等的闸极时序讯号修改为一第一闸极时序讯号及一第二闸极时序讯号并传输至一闸极驱动器；然后，利用上述闸极驱动器输出上述第一闸极时序讯号至一第一闸极线，并输出上述第二闸极时序讯号至一第二闸极线；再来，利用上述第一闸极线根据上述第一闸极时序讯号启动一第一副画素的充电过程，并利用上述第二闸极线根据上述第二闸极时序讯号启动一第二副画素的充电过程；其中，上述第一闸极时序讯号是由一第一闸极充电时序所定义，上述第二闸极时序讯号是由一第二闸极充电时序所定义，而上述的第一闸极充电时序及第二闸极充电时序是由时序差异值所定义，使得上述第一闸极充电时序大于上述第二闸极充电时序。藉此方法，第一副画素的充电时间可大于第二副画素的充电时间，故第一副画素可藉由较长的时间以充得足够的电压，进而减少第一副画素与第二副画素的电压差，以解决垂线的问题。

本发明更进一步提供一种用于双闸极式显示面板的时序控制方法，其步骤包含：利用一时序控制器产生复数时序相等的闸极时序讯号；然后，利用一时序修改器设定一时序差异值，此时序差异值可为一百分比值，如1%、2%、5%等等，亦可为一时间差，例如3微秒(μs)、5微秒(μs)、10微秒(μs)等等；再来，利用上述时序修改器根据上述时序差异值将上述复数相等的闸极时序讯号修改为复数奇数闸极时序讯号及复数偶数闸极时序讯号并传输至至少一闸极驱动器；然后，利用上述至少一闸极驱动器输出上述复数奇数闸极时序讯号至复数条奇数闸极线，并输出上述复数偶数闸极时序讯号至复数条偶数闸极线；然后，利用上述复数条奇数闸极线根据上述复数奇数闸极时序讯号启动复数个奇数副画素的充电过程，并利用上述复数条偶数闸极线根据上述偶数闸极时序讯号启动复数个偶数副画素的充电过程；其中，上述复数奇数闸极时序讯号是由一奇数闸极充电时序所定义，上述偶数闸极时序讯号是由一偶数闸极充电时序所定义，而上述的奇数闸极充电时序及偶数闸极充电时序是由时序差异值所定义，使得上述奇数闸极充电时序是大于上述偶数闸极充电时序。藉此方法，奇数副画素的充电时间可大于偶数副画素的充电时间，故奇数副画素可藉由较长的时间以充得足够的电压，据此，每个相邻的奇数副画素与偶数副画素的电压差异将得以减少，其画面所显示的明亮差异亦会降低，俾使垂线的问题得以解决。

以上所述是用以阐明本发明的目的、达成此目的的技术手段、以及其产生的优点等等。而本发明可从以下较佳实施例的叙述并伴随后附图式及申请专利范围使读者得以清楚了解。

附图说明

图1为习知的双闸极显示面板的示意图；

图2为习知的双闸极显示面板的充电时序示意图；

图3为习知的双闸极显示面板的副画素的电压对时间曲线图；

图4为本发明实施例的步骤流程图；

图5为本发明实施例的示意图；

图6为本发明的充电时序示意图；

图7是显示一种时序差异值的设定的实施例；

图8为本发明实施例的电路图。

【主要组件符号说明】

101      副画素

102      副画素

103      副画素

104      副画素

105      副画素

106      副画素

201      共享电极电压位于高电位的时距

202      共享电极电压位于低电位的时距

203      闸极线G1的导通时距

204      闸极线G2的导通时距

205      闸极线G3的导通时距

206      闸极线G4的导通时距

301      副画素101的电压对时间的趋势

302      副画素102的电压对时间的趋势

步骤

402      步骤

403      步骤

404      步骤

405      步骤

406      步骤

407      步骤

50       时序控制器

51       时序修改器

510      控制IC

512      缓存器

52       闸极驱动器

53       源极驱动器

601      共享电极电压位于高电位的时距

602      共享电极电压位于低电位的时距

603      闸极线G1的导通时距

604      闸极线G2的导通时距

605      闸极线G3的导通时距

606      闸极线G4的导通时距

701      源极电阻

702      源极电容

71       红色副画素

710      第一晶体管

711      第一电阻

712      第一电容

72       绿色副画素

720      第二晶体管

721      第二电阻

722      第二电容

G1       闸极线

G2       闸极线

G3       闸极线

G4       闸极线

S1       资料线

S2       资料线

V_COMH      共同电极电压的高电位

V_COML      共同电极电压的低电位

V_target     目标电压

TG0      参数

TG1      参数

TG2      参数

I        通过数据线的电流

I_R        通过红色副画素的电流

I_G        通过绿色副画素的电流。

具体实施方式

本发明将以较佳实施例及观点加以叙述，此类叙述是解释本发明的结构及步骤，仅用以说明而非用以限制本发明的申请专利范围。因此，除说明书中的较佳实施例以外，本发明亦可广泛实行于其它实施例中。

现将描述本发明的细节，其包括本发明的实施例。参考附图及以下描述，相似参考标号用于识别相同或功能上类似的组件，且期望以高度简化的图解方式说明实施例的主要特征。此外，附图并未描绘实际实施例的每一特征，所描绘的图式组件是皆为相对尺寸而非按比例绘制。

本发明是揭露一种用于双闸极式显示面板的时序控制方法，其可利用设定一时序差异值的方式改变显示面板中同一列上相邻副画素的充电时间，藉以减少相邻副画素的电压差异，进而解决因相邻画素的电压差异所造成亮暗不均的垂线(vertical line)问题。上述的显示面板包含但不限于液晶显示器、电浆显示器、场放射显示器、有机发光二极管显示器等。

请参阅图4所示，图4为本发明的最佳实施例，其揭露一种用于双闸极式显示面板的时序控制方法。首先，于步骤401中，先利用一时序控制器产生复数相等的闸极时序讯号，具体而言，上述的时序控制器为一控制IC，其可输出时序为相等的闸极时序讯号，而上述的时序为一平均闸极时序，更具体而言，上述的平均闸极时序为共通电极电压(V_COM)反转极性的时距的一半。换言之，若画素晶体管受此闸极时序讯号控制，其充电时距为相等。然后，于步骤402中，利用一时序修改器设定一时序差异值。在部分实施例中，此时序差异值可为一百分比值，如1%、2%、5%等等，在部分实施例中，此时序差异值亦可为一时间差，例如3微秒(μs)、5微秒(μs)、10微秒(μs)等等，端看此时序修改器的运算方法，其中，上述时序差异值是取决于显示画面的垂线明显与否，当画面亮暗差异越大时，亦即垂线越明显时，则所需的时序差异值越大，相对地，当画面亮暗差异越小时，亦即垂线越不明显时，则所需的时序差异值越小。然后，于步骤403中，利用时序修改器并根据时序差异值将复数相等的闸极时序讯号修改为复数奇数闸极时序讯号及复数偶数闸极时序讯号，其中，上述的奇数闸极时序讯号是由奇数闸极时序所定义，偶数闸极时序讯号是由偶数闸极时序所定义，而奇数闸极时序是大于偶数闸极时序。更具体而言，奇数闸极时序为上述的平均闸极时序加上时序差异值，而偶数闸极时序为平均闸极时序减去时序差异值。然后，于步骤404中，利用上述时序修改器将将复数奇数闸极时序讯号及复数偶数闸极时序讯号传输至闸极驱动器。然后，于步骤405中，利用闸极驱动器输出复数奇数闸极时序讯号至复数条奇数闸极线，并输出复数偶数闸极时序讯号至复数条偶数闸极线。然后，于步骤406中，根据奇数闸极时序讯号导通对应的奇数闸极线，使其耦接的奇数副画素开始充电。最后，于步骤407中，根据偶数闸极时序讯号导通对应的偶数闸极线，使其耦接的偶数副画素开始充电。

请参阅图5所示，图5是显示本发明的一具体实施例。在本实施例中，将以四条闸极线及两条数据线做为范例，惟该领域的技艺者应可理解本实施例所示的闸极线与数据线的数量仅是用以示意而非限制本发明。本实施例包含一时序控制器50、一时序修改器51、一闸极驱动器52、及一源极驱动器53，其中，闸极驱动器52及源极驱动器53分别电性耦合至时序修改器51，而时序修改器51是电性耦合至时序控制器50。在本实施例中，时序控制器50可产生四个相同的闸极时序讯号与两个源极时序讯号，并将其传输至时序修改器51，须注意者，上述的“相同”是指其导通时距相同，具体而言，其导通时距为共通电极电压(V_COM)反转极性的时距的一半；时序修改器51可包含一控制IC 510及一缓存器520，其中，使用者可藉由缓存器520设定适合的时序差异值，此时序差异值可为一百分比值，如1%、2%、5%、x%等等。接着根据上述的时序差异值利用此控制IC 510 修改上述的闸极时序讯号，以分别成为第一闸极时序讯号、第二闸极时序讯号、第三闸极时序讯号及第四闸极时序讯号，并将其传输至闸极驱动器52，而源极时序讯号将时序修改器51中将不做任何改变，直接输出至源极驱动器53中；闸极驱动器52 是耦接至第一闸极线G1、第二闸极线G2、第三闸极线G3及第四闸极线G4，并可将第一闸极时序讯号输出至第一闸极线G1、第二闸极时序讯号输出至第二闸极线G2、第三闸极时序讯号输出至第三闸极线G3、第四闸极时序讯号输出至第四闸极线G4；而源极驱动器53是耦接至数据线S1及S2并将源极时序讯号分别对应传输至数据线S1及S2。

请参阅图6，图6为本发明的时序控制示意图，并搭配图5的实施例，将可更进一步理解本发明的时序控制方法。在本实施例中，时序差异值为一百分比值，而第一闸极线G1的导通时距603为共同电极电压于高电位V_COMH的时距601乘以50%加上时序差异值，例如：时距601  × 51%、时距601× 52%、时距601 × 55%、或时距601  × (50+x)%等等，而第二闸极线G2的导通时距604为共同电极电压于高电位V_COMH的时距601乘以50%减去时序差异值，例如：时距601  × 49%、时距601× 48%、时距601 × 45%、或时距601  × (50-x)%等等。另一方面，第三闸极线G3的导通时距为共同电极电压于低电位时(V_COML)的时距602乘以50%加上时序差异值，例如时距602  × 51%、时距602× 52%、时距602 × 55%、或时距602  × (50+x)%等等，而第四闸极线G4的导通时距为共同电极电压于低电位时(V_COML)的时距602乘以50%减去时序差异值，例如时距602  × 49%、时距602× 48%、时距602 × 45%、或时距602  × (50-x)%等等。须注意者，在本实施例中，无论时序差异值为何，时距603与时距604之和恒等于时距601，同理，时距605与时距606之和亦恒等于时距602。换言之，无论时序差异值所设定的大小为何，共同电极电压V_COM 反转极性的时距均不会受其影响而改变。据此，可在共同电极电压V_COM 反转极性的时距不变的情况下，调整相邻副画素的充电时间，藉以改善垂线的问题。

请参阅图7所示，图7是显示一种设定时序差异值的实施例。其是关于一缓存器的输入参数与所需的时序差异值的对照表，本实施例所采用的缓存器为一3位的缓存器，其包含3个参数分别为TG0、TG1、及TG2，每一参数值均可为0或1，因此可产生8种不同状况，在此仅列出7种状况做为示意，如下列所示：当TG2=0, TG1=0, TG0=0时，时距603/时距601为50%，而时距604/时距601为50%；当TG2=0, TG1=0, TG0=1时，时距603/时距601为51%，而时距604/时距601为49%；当TG2=0, TG1=1, TG0=0时，时距603/时距601为52%，而时距604/时距601为48%；当TG2=1, TG1=0, TG0=0时，时距603/时距601为53%，而时距604/时距601为47%；当TG2=1, TG1=0, TG0=1时，时距603/时距601为54%，而时距604/时距601为46%；当TG2=1, TG1=1, TG0=0时，时距603/时距601为55%，而时距604/时距601为45%；当TG2=1, TG1=1, TG0=1时，时距603/时距601为56%，而时距604/时距601为44%。据此，使用者可透过缓存器512选择适合的时序差异值，藉以修改时序控制器50所输出的闸极时序讯号。惟，对于本领域的技艺者而言，应当理解本实施例所采用的缓存器512可为各种不同类型亦可包含更多或更少的位，而其输入参数与时序差异值的对应关系亦可包含不同组合。因此，本实施例仅是用以说明，而非限制本发明。

关于如何决定时序差异值的大小，是如下所述。请先参阅图8所示，图8为本发明一实施例中两个同列相邻副画素的等效电路图，其中，红色副画素71包含第一电阻711及第一电容(R_C)712，两者串联并耦接至第一晶体管710，此晶体管较佳为薄膜晶体管，并由一闸极线G1所控制，而绿色副画素72包含一第二电阻721及一第二电容(G_C)722，两者串联并耦接至第二晶体管720，此晶体管较佳为薄膜晶体管并由另一闸极线G2所控制，此外，第一晶体管710与第二晶体管720是互相并联且耦合至数据线S1，而数据线S1上存在着源极电阻701及源极电容(S_C)702，其中，源极电容702是由于面板中互相交错的走线所产生的等效电容。当闸极线G1导通时，第一晶体管710将被打开(turn on)，使得第一晶体管710、第一电阻711及第一电容712的串联线路被导通，此时数据线S1上的电流I会开始对红色副画素71进行充电，并预期充至目标电压V_target，然而，由于源极电容702的存在，故除了第一电容712之外，数据线S1亦必须对源极电容702进行充电；当闸极线G1停止导通，而闸极线G2导通时，由于此时源极电容702已充饱足够电量，故数据线S1仅需对第二电容722进行充电。故，若第一电容712与第二电容722的充电时距相等，第一电容712所获得的电量必小于第二电容722所获得的电量。据此，必须设定一时序差异值，俾使闸极线G1的导通时距比闸极线G2为长，进而使第一电容712有足够的时间充至目标电压V_target。于此可搭配参考图6所示，其中，闸极线G1的导通时距为时距603，而闸极线G2的导通时距为时距604。由于液晶显示面板中每一副画素所设计的规格相同，故第一电容712与第二电容722的电容值相同，第一电阻711与第二电阻721的电阻值相同，因此电流I_R与电流I_G的大小必相同，所以时序差异值是取决于源极电容702。若源极电容702为0.09倍的第一电容712，即S_C=0.09R_C，则 时距603：时距604= S_C+R_C:G_C= 1.09:1= 52%:48%。由上述比例可得知适当的时序差异值，而参考图7所示，可在此缓存器中设定TG2=0, TG1=1, TG0=0，即可设定此时序差异值。综上所述，可利用计算或测量源极电容702的电容值，进而得到适当的时序差异值。惟，液晶显示面板的走线数量庞大且复杂，无论是经由测量或是计算，要得到源极电容702的大小均属不易。因此，使用者可直接观察显示画面上垂线明显的程度或测量相邻副画素的亮度差异，以决定所需的时序差异值。

上述叙述是为本发明的较佳实施例。此领域的技艺者应得以领会其是用以说明本发明而非用以限定本发明所主张的专利权利范围。其专利保护范围当视后附的申请专利范围及其等同领域而定。凡熟悉此领域的技艺者，在不脱离本专利精神或范围内，所作的更动或润饰，均属于本发明所揭示精神下所完成的等效改变或设计，且应包含在下述的申请专利范围内。

Claims (2)

1.一种用于双闸极式薄膜晶体管的显示面板的时序控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

利用一时序控制器产生二时序相等的闸极时序讯号；

利用包含一控制IC及一缓存器的一时序修改器的缓存器设定与存储一时序差异值；

利用该时序修改器的控制IC根据该时序差异值将该二时序相等的闸极时序讯号修改为一第一闸极时序讯号及一第二闸极时序讯号并传输至一闸极驱动器；

利用该闸极驱动器输出该第一闸极时序讯号至一第一闸极线，输出该第二闸极时序讯号至一第二闸极线；以及

利用该第一闸极线根据该第一闸极时序讯号启动一第一副画素的充电过程，利用该第二闸极线根据该第二闸极时序讯号启动一第二副画素的充电过程；

其中，该第一闸极时序讯号是由一第一闸极充电时序所定义，该第二闸极时序讯号是由一第二闸极充电时序所定义，且该第一闸极充电时序是大于该第二闸极充电时序；其中该第一闸极充电时序为该第一闸极充电时序与该第二闸极充电时序的平均值加上该时序差异值；其中该第二闸极充电时序为该第一闸极充电时序与该第二闸极充电时序的平均值减去该时序差异值；更包含测量同列相邻副画素的亮度差异，藉以决定该时序差异值。

2.一种用于双闸极式薄膜晶体管的显示面板的时序控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

利用一时序控制器产生复数时序相等的闸极时序讯号；

利用包含一控制IC及一缓存器的一时序修改器的缓存器设定与存储一时序差异值；

利用该时序修改器的控制IC根据该时序差异值将该复数相等的闸极时序讯号修改为复数奇数闸极时序讯号及复数偶数闸极时序讯号并传输至至少一闸极驱动器；

利用该至少一闸极驱动器输出该复数奇数闸极时序讯号至复数条奇数闸极线，且利用该至少一闸极驱动器输出该复数偶数闸极时序讯号至复数条偶数闸极线；以及

利用该复数条奇数闸极线根据该复数奇数闸极时序讯号启动复数个奇数副画素的充电过程，且利用该复数条偶数闸极线根据该偶数闸极时序讯号启动复数个偶数副画素的充电过程；

其中，该复数奇数闸极时序讯号是由一奇数闸极充电时序所定义，该偶数闸极时序讯号是由一偶数闸极充电时序所定义，且该奇数闸极充电时序是大于该偶数闸极充电时序；

其中该奇数闸极充电时序为该奇数闸极充电时序与该偶数闸极充电时序的平均值加上该时序差异值；其中该偶数闸极充电时序为该奇数闸极充电时序与该偶数闸极充电时序的平均值减去该时序差异值；还包含测量同列相邻副画素的亮度差异，藉以决定该时序差异值。

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