JP2003150111A - アクティブマトリクス型ｅｌ表示装置及びその駆動方法 - Google Patents
アクティブマトリクス型ｅｌ表示装置及びその駆動方法Info
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- JP2003150111A JP2003150111A JP2001348415A JP2001348415A JP2003150111A JP 2003150111 A JP2003150111 A JP 2003150111A JP 2001348415 A JP2001348415 A JP 2001348415A JP 2001348415 A JP2001348415 A JP 2001348415A JP 2003150111 A JP2003150111 A JP 2003150111A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電流駆動を行うアクティブマトリクス型表示
装置において、駆動トランジスタの抵抗とソース信号線
の浮遊容量の積による時定数が大きいため、ソース信号
線電流値の変化が遅い。 【解決手段】 表示領域を２分割することで、時定数が
大きくても所定電流値を画素内に書きこむことができる
ようになり、またソース信号線の浮遊容量もほぼ半分と
なることから時定数も小さくなる。これにより低電流領
域においても行選択期間内に所定電流値を画素内に書き
こむことができ、フレーム周波数が速い場合や低輝度で
も階調表示可能となる。
装置において、駆動トランジスタの抵抗とソース信号線
の浮遊容量の積による時定数が大きいため、ソース信号
線電流値の変化が遅い。 【解決手段】 表示領域を２分割することで、時定数が
大きくても所定電流値を画素内に書きこむことができる
ようになり、またソース信号線の浮遊容量もほぼ半分と
なることから時定数も小さくなる。これにより低電流領
域においても行選択期間内に所定電流値を画素内に書き
こむことができ、フレーム周波数が速い場合や低輝度で
も階調表示可能となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、有機電界発光素子
など、電流量により階調表示を行う表示装置に関する。
など、電流量により階調表示を行う表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】有機発光素子は、自発光素子であるた
め、液晶表示装置で必要とされるバックライトが不要で
あり、視野角が広いなどの利点から、次世代表示装置と
して期待されている。
め、液晶表示装置で必要とされるバックライトが不要で
あり、視野角が広いなどの利点から、次世代表示装置と
して期待されている。
【０００３】有機発光素子のように、素子の発光強度と
素子に印加される電界が比例関係とならず、素子の発光
強度と素子を流れる電流密度が比例関係にあるため、素
子の膜厚のばらつき及び入力信号値のばらつきに対し、
発光強度のばらつきは電流制御により階調表示を行うほ
うが小さくすることができる。
素子に印加される電界が比例関係とならず、素子の発光
強度と素子を流れる電流密度が比例関係にあるため、素
子の膜厚のばらつき及び入力信号値のばらつきに対し、
発光強度のばらつきは電流制御により階調表示を行うほ
うが小さくすることができる。
【０００４】半導体層を有するスイッチング素子を用い
たアクティブマトリクス型表示装置の例を図７に示す。
各画素は７９に示すように、複数のスイッチング素子７
３と蓄積容量７４ならびに有機電界発光素子７２からな
る。
たアクティブマトリクス型表示装置の例を図７に示す。
各画素は７９に示すように、複数のスイッチング素子７
３と蓄積容量７４ならびに有機電界発光素子７２からな
る。
【０００５】スイッチング素子７３は１フレームのうち
行選択期間（期間Ａ）にはゲートドライバ７０からの出
力により７３ａ及び７３ｂのスイッチング素子を導通さ
せ、７３ｄのスイッチング素子は非導通状態とする。非
選択期間（期間Ｂ）には、逆に７３ｄを導通状態とし、
７３ａ及び７３ｂを非導通状態とする。
行選択期間（期間Ａ）にはゲートドライバ７０からの出
力により７３ａ及び７３ｂのスイッチング素子を導通さ
せ、７３ｄのスイッチング素子は非導通状態とする。非
選択期間（期間Ｂ）には、逆に７３ｄを導通状態とし、
７３ａ及び７３ｂを非導通状態とする。
【０００６】この操作により期間Ａにおいて、ソースド
ライバ７１から出力される電流値に応じて、７３ｃを流
れる電流量が決められ、７３ｃのソースドレイン間電流
とゲート電圧の関係からゲート電圧が決まり、ゲート電
圧に応じた電荷が蓄積容量７４に蓄積される。これ動作
を所定電流を書き込むと定義する。期間Ｂでは期間Ａで
蓄積された電荷量に応じて、７３ｃのゲート電圧が設定
されるため、期間Ａで７３ｃに流れた電流と同一の電流
が期間Ｂにおいても７３ｃを流れ、７３ｄを通じて、有
機発光素子７２を発光させる。ソース信号線の電流量に
応じ、蓄積容量７４の電荷量が変わり、有機発光素子７
２の発光強度が変化する。
ライバ７１から出力される電流値に応じて、７３ｃを流
れる電流量が決められ、７３ｃのソースドレイン間電流
とゲート電圧の関係からゲート電圧が決まり、ゲート電
圧に応じた電荷が蓄積容量７４に蓄積される。これ動作
を所定電流を書き込むと定義する。期間Ｂでは期間Ａで
蓄積された電荷量に応じて、７３ｃのゲート電圧が設定
されるため、期間Ａで７３ｃに流れた電流と同一の電流
が期間Ｂにおいても７３ｃを流れ、７３ｄを通じて、有
機発光素子７２を発光させる。ソース信号線の電流量に
応じ、蓄積容量７４の電荷量が変わり、有機発光素子７
２の発光強度が変化する。
【０００７】表示パターンとして、あるソース信号線
に、点灯、非点灯の順に電流を流す場合と、非点灯、非
点灯の順に電流を流した場合で、非点灯時画素の輝度が
異なることがわかった。点灯、非点灯の順の場合、非点
灯画素は点灯時の輝度を１、非点灯時の輝度を０とする
と、０．５程度点灯した。また、１度点灯信号を流した
後、残りの同一フレーム期間内で非点灯信号を流しつづ
けた場合、非点灯画素の輝度は０．５から徐々に減少
し、フレーム周波数が６０Ｈｚ、表示行数が２２０行の
場合、６から７行目より輝度は０となることがわかっ
た。
に、点灯、非点灯の順に電流を流す場合と、非点灯、非
点灯の順に電流を流した場合で、非点灯時画素の輝度が
異なることがわかった。点灯、非点灯の順の場合、非点
灯画素は点灯時の輝度を１、非点灯時の輝度を０とする
と、０．５程度点灯した。また、１度点灯信号を流した
後、残りの同一フレーム期間内で非点灯信号を流しつづ
けた場合、非点灯画素の輝度は０．５から徐々に減少
し、フレーム周波数が６０Ｈｚ、表示行数が２２０行の
場合、６から７行目より輝度は０となることがわかっ
た。
【０００８】一方、非点灯の後に点灯信号を流した場合
は、点灯輝度ははじめ０．８であったが、３行目より輝
度１で表示できた。
は、点灯輝度ははじめ０．８であったが、３行目より輝
度１で表示できた。
【０００９】ソース信号線に必要な電流密度は黒表示時
で０．０１ｍＡ／平方センチ、白表示時で５ｍＡ／平方
センチである。各画素へ供給される電流は、携帯電話、
ＰＤＡやテレビとして用いる表示装置では黒表示時に
１．５ｎＡから２９ｎＡ、白表示時には７５０ｎＡから
１４．５μＡである。
で０．０１ｍＡ／平方センチ、白表示時で５ｍＡ／平方
センチである。各画素へ供給される電流は、携帯電話、
ＰＤＡやテレビとして用いる表示装置では黒表示時に
１．５ｎＡから２９ｎＡ、白表示時には７５０ｎＡから
１４．５μＡである。
【００１０】ソース信号線と同じ電流が流れるように駆
動トランジスタ７３ｃのゲート電圧を変化させる必要が
あるが、ゲート電圧変化に必要な電荷はトランジスタ７
３ｃを通して電源線７５から供給される。
動トランジスタ７３ｃのゲート電圧を変化させる必要が
あるが、ゲート電圧変化に必要な電荷はトランジスタ７
３ｃを通して電源線７５から供給される。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】このときの１画素分の
等価回路を図８（ａ）に示す。またトランジスタ８１の
ドレイン電流Ｉｄとゲート電圧Ｖｇの関係を図８（ｂ）
に示す。
等価回路を図８（ａ）に示す。またトランジスタ８１の
ドレイン電流Ｉｄとゲート電圧Ｖｇの関係を図８（ｂ）
に示す。
【００１２】ゲート電圧が小さいと駆動トランジスタ８
１の見かけの抵抗値が大きくなる。そのためゲート電圧
が小さいつまり、電流値が低い黒階調ほど、抵抗値が大
きくなる。この駆動トランジスタの抵抗値とソース信号
線８４に寄生する浮遊容量８３との時定数により、所定
電流にまで変化するのに時間がかかる。これにより、選
択期間（水平走査期間）を長くしなければならないとい
う問題がある。
１の見かけの抵抗値が大きくなる。そのためゲート電圧
が小さいつまり、電流値が低い黒階調ほど、抵抗値が大
きくなる。この駆動トランジスタの抵抗値とソース信号
線８４に寄生する浮遊容量８３との時定数により、所定
電流にまで変化するのに時間がかかる。これにより、選
択期間（水平走査期間）を長くしなければならないとい
う問題がある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明のアクティブマトリクス型表示装置は、選択期
間期間を長くすること、ソース信号線に寄生する容量を
小さくするようにしたことを特徴とする。
に本発明のアクティブマトリクス型表示装置は、選択期
間期間を長くすること、ソース信号線に寄生する容量を
小さくするようにしたことを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】図２に示す画素構成が図７に示す
ようにマトリクス状に形成された時に、行選択期間（１
画素行選択期間、ゲート信号線１のローレベル期間）
と、浮遊容量２０とソース信号線２１に流れる電流値を
変化させたときに、ＥＬ素子２６に流れる電流を測定
し、ソース信号線２１に流した電流に対するＥＬ素子２
６の電流の割合を観測した。ここで浮遊容量の値はソー
ス信号線に寄生する容量とドライバＩＣの出力段に寄生
する容量の和である。
ようにマトリクス状に形成された時に、行選択期間（１
画素行選択期間、ゲート信号線１のローレベル期間）
と、浮遊容量２０とソース信号線２１に流れる電流値を
変化させたときに、ＥＬ素子２６に流れる電流を測定
し、ソース信号線２１に流した電流に対するＥＬ素子２
６の電流の割合を観測した。ここで浮遊容量の値はソー
ス信号線に寄生する容量とドライバＩＣの出力段に寄生
する容量の和である。
【００１５】行選択期間が短くなるほど、ソース信号線
２１に流れる電流値の変化に要する時間は短くなければ
ならず、所定電流値がＥＬ素子２６に流れる最低電流値
は大きくなる。例えば行選択期間が７５μ秒の時ソース
信号線が０．５μＡ以下の場合に所定電流値が出力され
なかった。（浮遊容量２０の値が２０ｐＦの場合）一方
行選択期間を１５０μ秒とするとソース信号線０．３μ
Ａ以下で出力されなくなった。
２１に流れる電流値の変化に要する時間は短くなければ
ならず、所定電流値がＥＬ素子２６に流れる最低電流値
は大きくなる。例えば行選択期間が７５μ秒の時ソース
信号線が０．５μＡ以下の場合に所定電流値が出力され
なかった。（浮遊容量２０の値が２０ｐＦの場合）一方
行選択期間を１５０μ秒とするとソース信号線０．３μ
Ａ以下で出力されなくなった。
【００１６】このようにして測定した行選択期間、浮遊
容量値、所定電流値が流れる最低電流値の関係を図１に
示す。所定電流値が出力されるには、行選択期間とソー
ス信号線及びドライバＩＣ線に寄生する容量値及びソー
ス信号線に流す電流の関係が曲線１１より右上の領域
（Ａ）にあればよい。同一行選択期間で容量値が等しい
場合において所定電流値が流れる最低電流値は曲線１１
上の点となる。
容量値、所定電流値が流れる最低電流値の関係を図１に
示す。所定電流値が出力されるには、行選択期間とソー
ス信号線及びドライバＩＣ線に寄生する容量値及びソー
ス信号線に流す電流の関係が曲線１１より右上の領域
（Ａ）にあればよい。同一行選択期間で容量値が等しい
場合において所定電流値が流れる最低電流値は曲線１１
上の点となる。
【００１７】ソース信号線に流すための最低電流値の変
化は（行選択期間[μｓ]）／（浮遊容量値[ｐＦ]）（以
後Ｔ／Ｃと記載する）の値が１以上の場合においては変
化量が少ないが、１以下においては急激に増加している
ことがわかる。
化は（行選択期間[μｓ]）／（浮遊容量値[ｐＦ]）（以
後Ｔ／Ｃと記載する）の値が１以上の場合においては変
化量が少ないが、１以下においては急激に増加している
ことがわかる。
【００１８】そのためＥＬ素子に流す電流は必然的に大
きくなり、消費電力も増大する。また黒階調（電流値：
１μＡ以下）が表示できないという問題がある。
きくなり、消費電力も増大する。また黒階調（電流値：
１μＡ以下）が表示できないという問題がある。
【００１９】Ｔ／Ｃの値が１以上となるように、表示装
置の構成を最適化していく必要がある。そのためにはで
きるだけ行選択期間を長くして、浮遊容量を小さくする
ことが望ましい。
置の構成を最適化していく必要がある。そのためにはで
きるだけ行選択期間を長くして、浮遊容量を小さくする
ことが望ましい。
【００２０】そこで、図６に示すように表示部を２分割
して２分割されたそれぞれの行を順に走査することで同
一フレーム周波数での駆動に対し、行選択期間を２倍に
することが可能である。またソース信号線の長さを半分
にすることができるため、寄生容量もおよそ半分とな
る。
して２分割されたそれぞれの行を順に走査することで同
一フレーム周波数での駆動に対し、行選択期間を２倍に
することが可能である。またソース信号線の長さを半分
にすることができるため、寄生容量もおよそ半分とな
る。
【００２１】画素数、パネルサイズと書き込みに必要な
電流値の関係を表示部を２分割して駆動する場合と、分
割なしで駆動する場合で比較すると、図１の曲線におい
て同一サイズ、画素数のパネルでは分割により縦軸の値
が４倍となるためソース信号線に流すべき最低電流値が
小さくなる。
電流値の関係を表示部を２分割して駆動する場合と、分
割なしで駆動する場合で比較すると、図１の曲線におい
て同一サイズ、画素数のパネルでは分割により縦軸の値
が４倍となるためソース信号線に流すべき最低電流値が
小さくなる。
【００２２】特に縦軸の値（Ｔ／Ｃ）が１以下となると
とソース信号線に流すべき電流値の値が急速に増加する
ため、この場合に分割して駆動させＴ／Ｃの値を４倍と
するとソース信号線に流すべき電流値は１０分の１以下
とすることができるため、低電力駆動及び黒階調信号の
書き込みに対し有効となる。
とソース信号線に流すべき電流値の値が急速に増加する
ため、この場合に分割して駆動させＴ／Ｃの値を４倍と
するとソース信号線に流すべき電流値は１０分の１以下
とすることができるため、低電力駆動及び黒階調信号の
書き込みに対し有効となる。
【００２３】またＴ／Ｃが１より大きいの場合でもソー
ス信号線に流すべき電流値は減少するが、その値はせい
ぜい５分の１程度であるため、効果は小さくなる。一方
で分割して駆動することで、駆動ＩＣの増加および分割
した境界線上での輝度むら発生の恐れなどがあるため必
ずしも分割して駆動する必要はない。
ス信号線に流すべき電流値は減少するが、その値はせい
ぜい５分の１程度であるため、効果は小さくなる。一方
で分割して駆動することで、駆動ＩＣの増加および分割
した境界線上での輝度むら発生の恐れなどがあるため必
ずしも分割して駆動する必要はない。
【００２４】さて、分割して駆動させたとしても解像度
及びパネルサイズによっては分割後のＴ／Ｃの値が１以
下となればソース信号線に流す電流値が急速に増大す
る。
及びパネルサイズによっては分割後のＴ／Ｃの値が１以
下となればソース信号線に流す電流値が急速に増大す
る。
【００２５】そのため分割によってＴ／Ｃの値が１より
大きくなることが望ましいが、少なくとも０．８以上で
あることが望ましい。
大きくなることが望ましいが、少なくとも０．８以上で
あることが望ましい。
【００２６】従って本発明による画面分割におけるソー
ス信号線電流低減は画面分割を行わない場合のＴ／Ｃの
値が０．２以上１以下好ましくは０．２５以上１以下の
場合において効果がある。
ス信号線電流低減は画面分割を行わない場合のＴ／Ｃの
値が０．２以上１以下好ましくは０．２５以上１以下の
場合において効果がある。
【００２７】また画面分割を行うと行選択期間は２倍、
容量はおよそ半分となることから、画面分割されたそれ
ぞれの領域における行選択期間と信号線容量におけるＴ
／Ｃの値は４倍となり０．８以上４以下、好ましくは１
以上４以下であることが効果がある。
容量はおよそ半分となることから、画面分割されたそれ
ぞれの領域における行選択期間と信号線容量におけるＴ
／Ｃの値は４倍となり０．８以上４以下、好ましくは１
以上４以下であることが効果がある。
【００２８】なお本発明において、図２のような構成に
おいて説明を行ったが、図３に示すようにｎチャネルト
ランジスタにおいても同様に効果が得られる。これは電
流の向きをソースドレイン間電圧が異なるだけで駆動ト
ランジスタ３７ａの抵抗値とソース信号線３１に寄生す
る容量の積による電流値変化の遅れという課題がおなじ
であるためである。
おいて説明を行ったが、図３に示すようにｎチャネルト
ランジスタにおいても同様に効果が得られる。これは電
流の向きをソースドレイン間電圧が異なるだけで駆動ト
ランジスタ３７ａの抵抗値とソース信号線３１に寄生す
る容量の積による電流値変化の遅れという課題がおなじ
であるためである。
【００２９】また図４及び図５に示したカレントミラー
構成においても同様に効果が得られる。この場合も４７
ａ及び５７ａの抵抗値とソース信号線４１及び５１の浮
遊容量の影響を受けることは同じであるためである。
構成においても同様に効果が得られる。この場合も４７
ａ及び５７ａの抵抗値とソース信号線４１及び５１の浮
遊容量の影響を受けることは同じであるためである。
【００３０】本発明においてトランジスタは薄膜トラン
ジスタを例にして説明を行ったが薄膜トランジスタに限
らず、バリスタ、サイリスタ、リングダイオード、薄膜
ダイオードなどを用いても同様な効果が得られる。
ジスタを例にして説明を行ったが薄膜トランジスタに限
らず、バリスタ、サイリスタ、リングダイオード、薄膜
ダイオードなどを用いても同様な効果が得られる。
【００３１】また表示素子として、ＥＬ素子で説明を行
ったが、有機発光素子や無機エレクトロルミネッセンス
素子、発光ダイオードなどを用いてよい。
ったが、有機発光素子や無機エレクトロルミネッセンス
素子、発光ダイオードなどを用いてよい。
【００３２】
【発明の効果】行選択期間をＴ[μｓ]、ソース信号線容
量をＣ[ｐＦ]とした時に、Ｔ／Ｃが０．２以上１以下で
あるときに、表示画面を２分割したことにより、所定電
流値が出力されるために必要な電流値を小さくすること
ができ、電流値の小さい黒階調の表示を行うことができ
るようになった。
量をＣ[ｐＦ]とした時に、Ｔ／Ｃが０．２以上１以下で
あるときに、表示画面を２分割したことにより、所定電
流値が出力されるために必要な電流値を小さくすること
ができ、電流値の小さい黒階調の表示を行うことができ
るようになった。
【図１】行選択期間／浮遊容量に対し、画素内に書きこ
むことができる最低ソース信号線電流値を示した図
むことができる最低ソース信号線電流値を示した図
【図２】本発明の実施の形態による画素構成の例を示し
た図
た図
【図３】本発明の実施の形態による画素構成の第２の例
を示した図
を示した図
【図４】本発明の実施の形態による画素構成の第３の例
を示した図
を示した図
【図５】本発明の実施の形態による画素構成の第４の例
を示した図
を示した図
【図６】本発明の実施の形態における表示部及びドライ
バ部を示した図
バ部を示した図
【図７】表示装置の構成を示した図
【図８】所定ソース信号線電流に対応した電荷を蓄積容
量に蓄える時の１画素の等価回路を示した図
量に蓄える時の１画素の等価回路を示した図
２１ ソース信号線
２２ ゲート信号線１
２３ ゲート信号線２
２４ 蓄積容量
２５ ＥＬ電源線
２６ ＥＬ素子
２７ 薄膜トランジスタ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｇ０９Ｇ 3/20 ６４１ Ｇ０９Ｇ 3/20 ６４１Ｄ
Ｈ０５Ｂ 33/14 Ｈ０５Ｂ 33/14 Ａ
Ｆターム(参考） 3K007 AB02 AB17 BA06 BB07 DB03
GA04
5C080 AA06 BB06 DD05 DD08 EE29
FF11 JJ02 JJ03 JJ05
5C094 AA07 AA48 AA53 AA56 BA03
BA27 CA19 CA25 DA09 FB01
FB20 GA10 JA01 JA20
Claims (3)
- 【請求項１】 ソース信号線の全容量をＣ[pF]、一画素
行の選択期間をＴ[μs]とし、表示画面の分割数はＴ／
Ｃの値とすることを特徴とするアクティブマトリクス型
ＥＬ表示装置。 - 【請求項２】 ソース信号線の全容量をＣ[pF]、一画素
行の選択期間をＴ[μs]とし、Ｔ／Ｃの値が０．２以上
１以下のときに表示画面を第１の表示画面と第２の表示
画面に分割し、 前記第１の表示画面は第１の駆動手段をもちいて表示を
行い、 前記第２の表示画面は第２の駆動手段を用いて表示を行
うことを特徴とするアクティブマトリクス型ＥＬ表示装
置の駆動方法。 - 【請求項３】 表示画面が第１の表示画面と第２の表示
画面に分割され、 前記第１の表示画面においては第１の駆動手段を用いて
表示され、 前記第２の表示画面においては第２の駆動手段を用いて
表示され、 分割された表示画面のソース信号線の全容量をＣ[ｐ
Ｆ]、一画素行の選択期間をＴ[μｓ]とすると、前記第
１の表示画面及び前記第２の表示画面のいずれの画面と
もＴ／Ｃの値が０．８以上４以下であることを特徴とす
るアクティブマトリクス型ＥＬ表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001348415A JP2003150111A (ja) | 2001-11-14 | 2001-11-14 | アクティブマトリクス型ｅｌ表示装置及びその駆動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001348415A JP2003150111A (ja) | 2001-11-14 | 2001-11-14 | アクティブマトリクス型ｅｌ表示装置及びその駆動方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003150111A true JP2003150111A (ja) | 2003-05-23 |
Family
ID=19161238
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001348415A Pending JP2003150111A (ja) | 2001-11-14 | 2001-11-14 | アクティブマトリクス型ｅｌ表示装置及びその駆動方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003150111A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005099713A (ja) * | 2003-08-25 | 2005-04-14 | Seiko Epson Corp | 電気光学装置、電気光学装置の駆動方法及び電子機器 |
-
2001
- 2001-11-14 JP JP2001348415A patent/JP2003150111A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005099713A (ja) * | 2003-08-25 | 2005-04-14 | Seiko Epson Corp | 電気光学装置、電気光学装置の駆動方法及び電子機器 |
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