CN105093756B - 液晶显示像素结构及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种液晶显示像素结构及其制作方法。该液晶显示像素结构的每一次像素区域内包括一下拉分享电容(C)与对应连接下拉分享电容(C)的下拉分享控制TFT(T)；所述下拉分享电容(C)的两电极板分别为：与下拉分享控制TFT(T)的源极(41)、漏极(43)、及数据线(45)位于同一层且共同由第二金属层形成的金属电极板(47)、与次像素电极(61)位于同一层且共同由透明导电薄膜形成的透明电极板(63)；所述金属电极板(47)与透明电极板(63)之间仅间隔一钝化层(5)。金属电极板(47)与透明电极板(63)之间的间距减小，能够减小下拉分享电容(C)的面积，增大像素开口率，节约能耗，降低成本。

Description

液晶显示像素结构及其制作方法
技术领域
本发明涉及液晶显示技术领域，尤其涉及一种液晶显示像素结构及其制作方法。
背景技术
液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)具有机身薄、省电、无辐射等众多优点，得到了广泛的应用。如：液晶电视、移动电话、个人数字助理(PDA)、数字相机、计算机屏幕或笔记本电脑屏幕等，在平板显示领域中占主导地位。
现有市场上的液晶显示器大部分为背光型液晶显示器，其包括壳体、设于壳体内的液晶显示面板及设于壳体内的背光模组。液晶显示面板是液晶显示器的主要组件，但液晶显示面板本身不发光，需要借由背光模组提供的光源来正常显示影像。通常液晶显示面板由一彩色滤光片基板(Color Filter，CF)、一薄膜晶体管阵列基板(Thin FilmTransistor Array Substrate，TFT Array Substrate)以及一配置于两基板间的液晶层(Liquid Crystal Layer)所构成，并在两基板的相对内侧设置像素电极、公共电极，通过施加电压控制液晶分子改变方向，将背光模组的光线折射出来产生画面。
随着液晶显示面板行业的快速发展，液晶显示面板的尺寸越做越大，用户对广视角、低色偏、低能耗的要求也越来越高，从而TFT器件及像素设计也多样化发展。目前，现有技术大多采用多畴(multi domain)显示的像素设计来改善液晶显示面板在大视角下的色偏程度，一般有4畴、8畴。在像素电极图案化设计上8畴与4畴基本上没有差异，8畴需要将一个子像素划分为主像素(Main Pixel)和次像素(Sub Pixel)两个区域，通过一个子像素内主像素区域与次像素区域的压差使得两个4畴的液晶旋转量不同而形成8畴，进一步地，一个子像素内主像素区域与次像素区域的压差主要是通过下拉分享电容分享次像素区域的电荷实现。
图1所示为一种现有的液晶显示像素结构的平面俯视示意图，一个子像素被划分为主像素区域和次像素区域，每一次像素区域内包括一下拉分享电容C10与对应连接下拉分享电容C10的下拉分享控制TFT T10。其中，所述下拉分享电容C10的两电极板分别为：与栅极扫描线110位于同一层且共同由第一金属层形成的金属电极板150、与次像素电极610位于同一层且共同由透明导电薄膜形成的透明电极板630。所述金属电极板150一体连接公共电压线170。所述下拉分享控制TFT T10包括栅极130、岛状有源层300、源极410、及漏极430，其中栅极130一体连接栅极扫描线110，岛状有源层300设于覆盖栅极130、栅极扫描线110、金属电极板150、与公共电压线170的栅极绝缘层(图1中未图示)上；所述源极410、漏极430、与数据线450位于栅极绝缘层上且共同由第二金属层形成，所述源极410、漏极430分别连接岛状有源层300。一钝化层(图1中未图示)覆盖岛状有源层300、源极410、漏极430、数据线450、及栅极绝缘层。所述次像素电极610与透明电极板630均设于所述钝化层上，次像素电极610通过一贯穿钝化层的过孔510连接所述下拉分享控制TFT T10的源极410，透明电极板630通过另一贯穿钝化层的过孔510连接所述下拉分享控制TFT T10的漏极430。
图2所示为对应于图1中下拉分享电容C10A-A处的剖面结构示意图，由于金属电极板150与透明电极板630之间由栅极绝缘层200与钝化层500这两层结构来进行绝缘，使得金属电极板150与透明电极板630之间的间距较大，因此下拉分享电容C10的面积较大，影响像素开口率，背光能耗大，成本较高。
请参阅图3、图4，结合图1与图2，制作如图1所示的现有的液晶显示像素结构时，首先沉积并图案化第一金属层形成栅极扫描线110、栅极130、金属电极板150与公共电压线170；然后沉积栅极绝缘层；再在栅极绝缘层上形成岛状有源层300；接着沉积并图案化第二金属层形成源极410、漏极430及数据线450；再沉积并图案化钝化层形成两个贯穿钝化层的过孔510；最后沉积并图案化透明导电薄膜形成次像素电极610、与透明电极板630。
发明内容
本发明的目的在于提供一种液晶显示像素结构，能够减小次像素区域内的下拉分享电容的面积，增大像素开口率，节约能耗，降低成本。
本发明的目的还在于提供一种液晶显示像素结构的制作方法，能够减小次像素区域内的下拉分享电容的面积，增大像素开口率，节约能耗，降低成本。
为实现上述目的，本发明提供了一种液晶显示像素结构，一个子像素被划分为主像素区域和次像素区域，每一次像素区域内包括一下拉分享电容与对应连接下拉分享电容的下拉分享控制TFT；
所述下拉分享控制TFT包括栅极、岛状有源层、源极、及漏极；
所述下拉分享电容的两电极板分别为：与下拉分享控制TFT的源极、漏极、及数据线位于同一层且共同由第二金属层形成的金属电极板、与次像素电极位于同一层且共同由透明导电薄膜形成的透明电极板；所述金属电极板与透明电极板之间仅间隔一钝化层。
所述下拉分享控制TFT的栅极一体连接栅极扫描线；
公共电压线与所述下拉分享控制TFT的栅极、及栅极扫描线位于同一层且共同由第一金属层形成；
所述源极、漏极分别连接岛状有源层；所述下拉分享控制TFT的岛状有源层、源极、漏极、数据线、及金属电极板均设于覆盖栅极、栅极扫描线、与公共电压线的栅极绝缘层上；
所述栅极绝缘层对应所述金属电极板的区域内设有一贯穿该栅极绝缘层的第一过孔，所述述金属电极板经由第一过孔连接公共电压线；
所述钝化层覆盖所述下拉分享控制TFT的岛状有源层、源极、漏极、数据线、金属电极板、及栅极绝缘层；
所述次像素电极与透明电极板均设于所述钝化层上，次像素电极经由一贯穿该钝化层的第二过孔连接所述下拉分享控制TFT的源极，透明电极板经由贯穿该钝化层的第三过孔连接所述下拉分享控制TFT的漏极。
所述金属电极板、钝化层、与透明电极板对应于所述第一过孔的区域均朝向该第一过孔凹陷。
所述第一过孔、第二过孔、与第三过孔的形状均为矩形。
所述下拉分享控制TFT的栅极、栅极扫描线、与公共电压线的材料均为钼、钛、铝、铜中的一种或多种的堆栈组合；
所述栅极绝缘层的材料为氧化硅、氮化硅或二者的组合；
所述下拉分享控制TFT的源极、漏极、数据线、及金属电极板材料均为钼、钛、铝、铜中的一种或多种的堆栈组合；
所述钝化层的材料为氧化硅、氮化硅或二者的组合；
所述次像素电极、与透明电极板的材料均为ITO。
本发明还提供一种液晶显示像素结构的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、在一基板上沉积并图案化第一金属层，形成栅极扫描线、与栅极扫描线一体的栅极、及公共电压线；
步骤2、在所述公共电压线、栅极扫描线、栅极上沉积并图案化栅极绝缘层，形成贯穿该栅极绝缘层的第一过孔，以暴露出所述公共电压线的部分表面；
步骤3、在所述栅极绝缘层上沉积并图案化半导体薄膜，形成岛状有源层；
步骤4、在所述岛状有源层和栅极绝缘层上沉积并图案化第二金属层，形成源极、漏极、数据线、及金属电极板；所述金属电极板经由第一过孔连接公共电压线；
所述源极、漏极分别连接岛状有源层；所述栅极、源极、漏极与岛状有源层构成下拉分享控制TFT；
步骤5、在所述下拉分享控制TFT的岛状有源层、源极、漏极、与数据线、金属电极板、及栅极绝缘层上沉积并图案化钝化层，形成贯穿该钝化层的第二过孔、与第三过孔，以分别暴露出所述源极、漏极的部分表面；
步骤6、在所述钝化层上沉积并图案化透明导电薄膜，形成次像素电极、及与金属电极板相对的透明电极板；所述金属电极板与透明电极板构成下拉分享电容；
所述次像素电极经由第二过孔连接所述下拉分享控制TFT的源极，所述透明电极板经由第三过孔连接所述下拉分享控制TFT的漏极。
所述步骤1中第一金属层的材料为钼、钛、铝、铜中的一种或多种的堆栈组合；
所述步骤4中第二金属层的材料为钼、钛、铝、铜中的一种或多种的堆栈组合。
所述步骤2中的栅极绝缘层的材料为氧化硅、氮化硅或二者的组合；
所述步骤5中钝化层的材料为氧化硅、氮化硅或二者的组合。
所述步骤6中透明导电薄膜的材料为ITO。
所述第一过孔、第二过孔、与第三过孔的形状均为矩形。
本发明的有益效果：本发明提供的一种液晶显示像素结构，设置其次像素区域内的下拉分享电容的两电极板分别为：与下拉分享控制TFT的源极、漏极、及数据线位于同一层且共同由第二金属层形成的金属电极板、与次像素电极位于同一层且共同由透明导电薄膜形成的透明电极板，所述金属电极板与透明电极板之间仅间隔一钝化层，与现有技术相比，金属电极板与透明电极板之间减少了一层栅极绝缘层，使得金属电极板与透明电极板之间的间距减小，从而能够减小下拉分享电容的面积，增大像素开口率，节约能耗，降低成本。本发明提供的一种液晶显示像素结构的制作方法，通过沉积并图案化第二金属层形成源极、漏极、数据线、及金属电极板，然后沉积并图案化钝化层，在该钝化层上沉积并图案化透明导电薄膜形成次像素电极、及透明电极板；所述金属电极板与透明电极板构成下拉分享电容，该下拉分享电容的面积较小，像素的开口率大，能够节约能耗，降低成本。
为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其它有益效果显而易见。
附图中，
图1为一种现有的液晶显示像素结构的平面俯视示意图；
图2为对应于图1中A-A处的剖面结构示意图；
图3、图4为制作图1所示的现有的液晶显示像素结构的过程示意图；
图5为本发明的液晶显示像素结构的平面俯视示意图；
图6为对应于图5中的B-B处的剖面结构示意图；
图7为本发明的液晶显示像素结构的制作方法的流程图；
图8为本发明的液晶显示像素结构的制作方法的步骤1的示意图；
图9为本发明的液晶显示像素结构的制作方法的步骤2的示意图；
图10为本发明的液晶显示像素结构的制作方法的步骤3的示意图；
图11为本发明的液晶显示像素结构的制作方法的步骤4的示意图；
图12为本发明的液晶显示像素结构的制作方法的步骤5的示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明的优选实施例及其附图进行详细描述。
请同时参阅图5与图6，本发明首先提供一种液晶显示像素结构，将一个子像素划分为主像素区域和次像素区域，每一次像素区域内包括一下拉分享电容C与对应连接下拉分享电容C的下拉分享控制TFT T。
所述下拉分享控制TFT T包括栅极13、岛状有源层3、源极41、及漏极43。所述下拉分享电容C的两电极板分别为：与下拉分享控制TFT T的源极41、漏极43、及数据线45位于同一层且共同由第二金属层形成的金属电极板47、与次像素电极61位于同一层且共同由透明导电薄膜形成的透明电极板63；所述金属电极板47与透明电极板63之间仅间隔一钝化层5(图5中未示出，图6中示出)。与现有技术相比，所述下拉分享电容C的金属电极板47与透明电极板63之间减少了一层栅极绝缘层，使得金属电极板47与透明电极板63之间的间距减小，从而能够减小下拉分享电容C的面积，增大像素开口率，节约能耗，降低成本。
具体地，所述下拉分享控制TFT T的栅极13一体连接栅极扫描线11。公共电压线17与所述下拉分享控制TFT T的栅极13、及栅极扫描线11位于同一层且共同由第一金属层形成。
所述源极41、漏极43分别连接岛状有源层3；所述下拉分享控制TFT T的岛状有源层3、源极41、漏极43、数据线45、及金属电极板47均设于覆盖栅极13、栅极扫描线11、与公共电压线17的栅极绝缘层2(图5中未示出，图6中示出)上。所述栅极绝缘层2对应所述金属电极板47的区域内设有一贯穿该栅极绝缘层2的第一过孔21(图5中未示出，图6中示出)，所述金属电极板47经由第一过孔21连接公共电压线17。
所述钝化层5覆盖所述TFT T的岛状有源层3、源极41、漏极43、数据线45、金属电极板47、及栅极绝缘层2。
所述次像素电极61与透明电极板63均设于所述钝化层5上，次像素电极61经由一贯穿该钝化层5的第二过孔51连接所述下拉分享控制TFT T的源极41，透明电极板63经由贯穿该钝化层5的第三过孔53连接所述下拉分享控制TFT T的漏极43。
所述下拉分享控制TFT T的栅极13、栅极扫描线11、与公共电压线17的材料均为钼(Mo)、钛(Ti)、铝(Al)、铜(Cu)中的一种或多种的堆栈组合；所述栅极绝缘层2的材料为氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)或二者的组合；所述下拉分享控制TFT T的源极41、漏极43、数据线45、及金属电极板47材料均为Mo、Ti、Al、Cu中的一种或多种的堆栈组合；所述钝化层5的材料为SiOx、SiNx或二者的组合；所述次像素电极61、与透明电极板63的材料均为氧化铟锡(Indium Tin Oxide，ITO)。
进一步地，所述金属电极板47、钝化层5、与透明电极板63对应于所述第一过孔21的区域均朝向该第一过孔21凹陷，以使得透明电极板63与金属电极板47在各个位置的间距均匀。
所述第一过孔21、第二过孔51、与第三过孔53的形状均为矩形。
请参阅图7，本发明还提供一种液晶显示像素结构的制作方法，包括如下步骤：
步骤1、请参阅图8，在一基板上沉积并图案化第一金属层，形成栅极扫描线11、与栅极扫描线11一体的栅极13、及公共电压线17。
具体地，该步骤1中第一金属层的材料为Mo、Ti、Al、Cu中的一种或多种的堆栈组合。
步骤2、请参阅图9，并结合图6，在所述公共电压线17、栅极扫描线11、栅极13上沉积并图案化栅极绝缘层2(图9中未示出，图6中示出)，形成贯穿该栅极绝缘层2的第一过孔21，以暴露出所述公共电压线17的部分表面。
具体地，该步骤2中的栅极绝缘层2的材料为SiOx、SiNx或二者的组合。
所述第一过孔21的形状为矩形。
步骤3、请参阅图10，在所述栅极绝缘层2上沉积并图案化半导体薄膜，形成岛状有源层3。
步骤4、请参阅图11，并结合图6，在所述岛状有源层3和栅极绝缘层2上沉积并图案化第二金属层，形成源极41、漏极43、数据线45、及金属电极板47；所述金属电极板47经由第一过孔21(图11中未示出，图6中示出)连接公共电压线17。
所述源极41、漏极43分别连接岛状有源层3；所述栅极13、源极41、漏极43与岛状有源层3构成下拉分享控制TFT T。
具体地，该步骤4中第二金属层的材料为Mo、Ti、Al、Cu中的一种或多种的堆栈组合。
步骤5、请参阅图12，并结合图6，在所述下拉分享控制TFT T的岛状有源层3、源极41、漏极43、数据线45、金属电极板47、及栅极绝缘层2上沉积并图案化钝化层5(图12中未示出，图6中示出)，形成贯穿该钝化层5的第二过孔51、与第三过孔53，以分别暴露出所述源极41、漏极43的部分表面。
具体地，该步骤5中钝化层5的材料为SiOx、SiNx或二者的组合。
所述第二过孔51、与第三过孔53的形状为矩形。
步骤6、请参阅图5，并结合图6，在所述钝化层5上沉积并图案化透明导电薄膜，形成次像素电极61、及与金属电极板47相对的透明电极板63；所述金属电极板47与透明电极板63构成下拉分享电容C。
所述次像素电极61经由第二过孔51连接所述下拉分享控制TFT T的源极41，所述透明电极板63经由第三过孔53连接所述下拉分享控制TFT T的漏极43。
具体地，该步骤6中透明导电薄膜的材料为ITO。
上述液晶显示像素结构的制作方法，通过沉积并图案化第二金属层形成源极41、漏极43、数据线45、及金属电极板47，然后沉积并图案化钝化层5，在钝化层5上沉积并图案化透明导电薄膜形成次像素电极61、及透明电极板63；所述金属电极板47与透明电极板63构成下拉分享电容C，该下拉分享电容C的面积较小，像素的开口率大，能够节约能耗，降低成本。
综上所述，本发明的液晶显示像素结构，设置其次像素区域内的下拉分享电容的两电极板分别为：与下拉分享控制TFT的源极、漏极、及数据线位于同一层且共同由第二金属层形成的金属电极板、与次像素电极位于同一层且共同由透明导电薄膜形成的透明电极板，所述金属电极板与透明电极板之间仅间隔一钝化层，与现有技术相比，金属电极板与透明电极板之间减少了一层栅极绝缘层，使得金属电极板与透明电极板之间的间距减小，从而能够减小下拉分享电容的面积，增大像素开口率，节约能耗，降低成本。本发明的液晶显示像素结构的制作方法，通过沉积并图案化第二金属层形成源极、漏极、数据线、及金属电极板，然后沉积并图案化钝化层，在该钝化层上沉积并图案化透明导电薄膜形成次像素电极、及透明电极板；所述金属电极板与透明电极板构成下拉分享电容，该下拉分享电容的面积较小，像素的开口率大，能够节约能耗，降低成本。
以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种液晶显示像素结构，其特征在于，一个子像素被划分为主像素区域和次像素区域，每一次像素区域内包括一下拉分享电容(C)与对应连接下拉分享电容(C)的下拉分享控制TFT(T)；
所述下拉分享控制TFT(T)包括栅极(13)、岛状有源层(3)、源极(41)、及漏极(43)；
所述下拉分享电容(C)的两电极板分别为：与下拉分享控制TFT(T)的源极(41)、漏极(43)、及数据线(45)位于同一层且共同由第二金属层形成的金属电极板(47)、与次像素电极(61)位于同一层且共同由透明导电薄膜形成的透明电极板(63)；所述金属电极板(47)与透明电极板(63)之间仅间隔一钝化层(5)；
所述下拉分享控制TFT(T)的栅极(13)一体连接栅极扫描线(11)；
公共电压线(17)与所述下拉分享控制TFT(T)的栅极(13)、及栅极扫描线(11)位于同一层且共同由第一金属层形成；
所述源极(41)、漏极(43)分别连接岛状有源层(3)；所述下拉分享控制TFT(T)的岛状有源层(3)、源极(41)、漏极(43)、数据线(45)、及金属电极板(47)均设于覆盖栅极(13)、栅极扫描线(11)、与公共电压线(17)的栅极绝缘层(2)上；
所述栅极绝缘层(2)对应所述金属电极板(47)的区域内设有一贯穿该栅极绝缘层(2)的第一过孔(21)，所述述金属电极板(47)经由第一过孔(21)连接公共电压线(17)；
所述钝化层(5)覆盖所述下拉分享控制TFT(T)的岛状有源层(3)、源极(41)、漏极(43)、数据线(45)、金属电极板(47)、及栅极绝缘层(2)；
所述次像素电极(61)与透明电极板(63)均设于所述钝化层(5)上，次像素电极(61)经由一贯穿该钝化层(5)的第二过孔(51)连接所述下拉分享控制TFT(T)的源极(41)，透明电极板(63)经由贯穿该钝化层(5)的第三过孔(53)连接所述下拉分享控制TFT(T)的漏极(43)。
2.如权利要求1所述的液晶显示像素结构，其特征在于，所述金属电极板(47)、钝化层(5)、与透明电极板(63)对应于所述第一过孔(21)的区域均朝向该第一过孔(21)凹陷。
3.如权利要求1所述的液晶显示像素结构，其特征在于，所述第一过孔(21)、第二过孔(51)、与第三过孔(53)的形状均为矩形。
4.如权利要求1所述的液晶显示像素结构，其特征在于，所述下拉分享控制TFT(T)的栅极(13)、栅极扫描线(11)、与公共电压线(17)的材料均为钼、钛、铝、铜中的一种或多种的堆栈组合；
所述栅极绝缘层(2)的材料为氧化硅、氮化硅或二者的组合；
所述下拉分享控制TFT(T)的源极(41)、漏极(43)、数据线(45)、及金属电极板(47)材料均为钼、钛、铝、铜中的一种或多种的堆栈组合；
所述钝化层(5)的材料为氧化硅、氮化硅或二者的组合；
所述次像素电极(61)、与透明电极板(63)的材料均为ITO。
5.一种液晶显示像素结构的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、在一基板上沉积并图案化第一金属层，形成栅极扫描线(11)、与栅极扫描线(11)一体的栅极(13)、及公共电压线(17)；
步骤2、在所述公共电压线(17)、栅极扫描线(11)、栅极(13)上沉积并图案化栅极绝缘层(2)，形成贯穿该栅极绝缘层(2)的第一过孔(21)，以暴露出所述公共电压线(17)的部分表面；
步骤3、在所述栅极绝缘层(2)上沉积并图案化半导体薄膜，形成岛状有源层(3)；
步骤4、在所述岛状有源层(3)和栅极绝缘层(2)上沉积并图案化第二金属层，形成源极(41)、漏极(43)、数据线(45)、及金属电极板(47)；所述金属电极板(47)经由第一过孔(21)连接公共电压线(17)；
所述源极(41)、漏极(43)分别连接岛状有源层(3)；所述栅极(13)、源极(41)、漏极(43)与岛状有源层(3)构成下拉分享控制TFT(T)；
步骤5、在所述下拉分享控制TFT(T)的岛状有源层(3)、源极(41)、漏极(43)、数据线(45)、金属电极板(47)、及栅极绝缘层(2)上沉积并图案化钝化层(5)，形成贯穿该钝化层(5)的第二过孔(51)、与第三过孔(53)，以分别暴露出所述源极(41)、漏极(43)的部分表面；
步骤6、在所述钝化层(5)上沉积并图案化透明导电薄膜，形成次像素电极(61)、及与金属电极板(47)相对的透明电极板(63)；所述金属电极板(47)与透明电极板(63)构成下拉分享电容(C)；
所述次像素电极(61)经由第二过孔(51)连接所述下拉分享控制TFT(T)的源极(41)，所述透明电极板(63)经由第三过孔(53)连接所述下拉分享控制TFT(T)的漏极(43)。
6.如权利要求5所述的液晶显示像素结构的制作方法，其特征在于，所述步骤1中第一金属层的材料为钼、钛、铝、铜中的一种或多种的堆栈组合；
所述步骤4中第二金属层的材料为钼、钛、铝、铜中的一种或多种的堆栈组合。
7.如权利要求5所述的液晶显示像素结构的制作方法，其特征在于，所述步骤2中的栅极绝缘层(2)的材料为氧化硅、氮化硅或二者的组合；
所述步骤5中钝化层(5)的材料为氧化硅、氮化硅或二者的组合。
8.如权利要求5所述的液晶显示像素结构的制作方法，其特征在于，所述步骤6中透明导电薄膜的材料为ITO。
9.如权利要求5所述的液晶显示像素结构的制作方法，其特征在于，所述第一过孔(21)、第二过孔(51)、与第三过孔(53)的形状均为矩形。
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