JP2005353435A - Plasma display panel - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、薄型の画像表示装置として知られるプラズマディスプレイパネルに関するものである。 The present invention relates to a plasma display panel known as a thin image display device.
プラズマディスプレイパネルは、ガス放電によって発生した紫外線で蛍光体を励起発光させ、画像表示する平面型ディスプレイである。そして、このプラズマディスプレイパネルは、発光した蛍光体層からの光の取り出し方で、透過型と反射型に分類される。透過型は蛍光体層を通して光を取り出すため、蛍光体層で一部の可視光は吸収、反射され輝度が低下する。これに対して、反射型は蛍光体層の前面から直接、光を取り出せ、また背面側に向かった光も蛍光体層で反射され、取り出されるため高輝度になる。 The plasma display panel is a flat display that displays an image by exciting phosphors with ultraviolet rays generated by gas discharge. The plasma display panel is classified into a transmission type and a reflection type depending on how light is extracted from the phosphor layer that has emitted light. Since the transmissive type extracts light through the phosphor layer, a part of the visible light is absorbed and reflected by the phosphor layer, and the luminance is lowered. On the other hand, the reflection type can extract light directly from the front surface of the phosphor layer, and light directed toward the back surface is reflected by the phosphor layer and extracted, resulting in high brightness.
しかしながら、このような反射型のプラズマディスプレイパネルであっても、蛍光体層の反射だけでは十分でなく、より輝度を増すために蛍光体層の背面側の隔壁内側に、反射層を設ける構成が開示されている。ここで反射層としては、低軟化点の鉛ガラスを主成分とし、酸化チタン(TiO2)やアルミナ(Al2O3)等の微粉末を分散させた白色グレーズ層が用いられている。 However, even in the case of such a reflection type plasma display panel, the reflection of the phosphor layer is not sufficient, and a configuration in which a reflection layer is provided inside the partition wall on the back side of the phosphor layer in order to further increase the luminance. It is disclosed. Here, as the reflective layer, a white glaze layer in which fine glass such as titanium oxide (TiO 2 ) or alumina (Al 2 O 3 ) is dispersed is used which is mainly composed of lead glass having a low softening point.
このような白色グレーズ層を用いた反射層の反射性能を決める一つの因子は、ガラス成分と分散粉末の屈折率差である。すなわち白色グレーズ層は、ガラス成分と分散粉末の屈折率差が大きいほど反射率が大きくなる。TiO2の屈折率は2.6程度と大きいが、ガラス成分の屈折率も1.8程度と大きく、それほど屈折率差がとれないため、反射率も小さく、大きな輝度改善につながらない。そこで、反射層として、ガラス成分を使わずTiO2やAl2O3等の微粉末の白色顔料を高密度に充填した白色顔料層を用いる構成が提案されている(例えば、特許文献1)。
しかしながら、上記のような白色顔料は、水分(H2O)や二酸化炭素(CO2)を吸着しやすく、このため、白色顔料層を用いた反射層は、多量のH2OやCO2を吸着した状態となっている。そして、ガス放電の際には、この反射層からは、その表面に吸着したH2OやCO2等の不純ガスが放出される。そしてこの放出された不純ガスは保護膜等に吸着され、その結果、放電特性を低下させることとなり、放電開始電圧の上昇による維持電圧の増大、およびそれに起因する消費電力の増加という課題が発生する場合があった。 However, the white pigment as described above easily adsorbs moisture (H 2 O) and carbon dioxide (CO 2 ). Therefore, the reflective layer using the white pigment layer absorbs a large amount of H 2 O and CO 2 . It is in an adsorbed state. During the gas discharge, impure gases such as H 2 O and CO 2 adsorbed on the surface are released from the reflective layer. Then, the released impure gas is adsorbed by the protective film and the like, and as a result, the discharge characteristics are deteriorated, which causes a problem of an increase in sustain voltage due to an increase in discharge start voltage and an increase in power consumption resulting therefrom. There was a case.
本発明は上述したような課題を解決するためになされたものであり、不純ガスの発生を抑制し、且つ必要な反射率を確保することができる反射層を備えたプラズマディスプレイパネルを実現することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and realizes a plasma display panel including a reflective layer that can suppress the generation of impure gas and can secure a necessary reflectance. With the goal.
本発明は、表示電極が形成された前面基板とデータ電極と隔壁とが形成された背面基板とを表示電極とデータ電極とが交差するように対向配置したプラズマディスプレイパネルであって、データ電極を覆って誘電体層を設け、誘電体層は気泡を内蔵するガラス層と気泡に接触する白色顔料とを含む構成である。 The present invention relates to a plasma display panel in which a front substrate on which display electrodes are formed, a rear substrate on which data electrodes and barrier ribs are formed are arranged to face each other so that the display electrodes and the data electrodes intersect with each other. A dielectric layer is provided so as to cover the dielectric layer, and the dielectric layer includes a glass layer containing bubbles and a white pigment in contact with the bubbles.
このような誘電体層の構成により、白色顔料は気泡とガラス層に覆われているため、誘電体層が放電にさらされても、白色顔料から水分(H2O)や二酸化炭素(CO2)等の不純ガスの放出が抑制され、放電特性が低下することがない。さらに屈折率差の大きい白色顔料と、気泡とが接触した構成であるため、反射率を大きく低下させることはない。 With such a configuration of the dielectric layer, the white pigment is covered with the bubbles and the glass layer. Therefore, even if the dielectric layer is exposed to discharge, moisture (H 2 O) or carbon dioxide (CO 2 ) ) And the like are suppressed, and the discharge characteristics are not deteriorated. Furthermore, since the white pigment having a large refractive index difference and the bubbles are in contact with each other, the reflectance is not greatly reduced.
また本発明は、表示電極が形成された前面基板とデータ電極と隔壁とが形成された背面基板とを表示電極とデータ電極とが交差するように対向配置したプラズマディスプレイパネルであって、少なくとも隔壁の側面に反射層を設け、反射層は気泡を内蔵するガラス層と気泡に接触する白色顔料とを含む構成である。 The present invention also relates to a plasma display panel in which a front substrate on which display electrodes are formed, a rear substrate on which data electrodes and barrier ribs are formed are arranged to face each other so that the display electrodes and the data electrodes intersect with each other. A reflective layer is provided on the side surface of the glass plate, and the reflective layer includes a glass layer containing bubbles and a white pigment in contact with the bubbles.
このような反射層の構成により、白色顔料は気泡とガラス層に覆われているため、放電時に紫外線が照射されても、白色顔料からH2OやCO2等の不純ガスの放出が抑制され、放電特性が低下することがない。さらに屈折率差の大きい白色顔料と、気泡とが接触した構成であるため、反射率を大きく低下させることはない。 With such a reflective layer configuration, the white pigment is covered with bubbles and a glass layer, so that emission of impure gases such as H 2 O and CO 2 from the white pigment is suppressed even when ultraviolet rays are irradiated during discharge. The discharge characteristics are not deteriorated. Furthermore, since the white pigment having a large refractive index difference and the bubbles are in contact with each other, the reflectance is not greatly reduced.
また本発明のプラズマディスプレイパネルの白色顔料は、酸化チタン(TiO2)、アルミナ(Al2O3)、シリカ(SiO2)のうちの少なくとも一つを含むようにしてもよい。これらの白色顔料は、屈折率が大きいため、反射率も大きくなる。 The white pigment of the plasma display panel of the present invention may contain at least one of titanium oxide (TiO 2 ), alumina (Al 2 O 3 ), and silica (SiO 2 ). Since these white pigments have a high refractive index, the reflectance also increases.
また本発明のプラズマディスプレイパネルのガラス層は、屈折率が1.7以下のガラス材料からなるようにしてもよい。このようにガラス層の屈折率の小さな材料を使用すると、白色顔料との屈折率差が大きくなり、反射率も大きくなる。 The glass layer of the plasma display panel of the present invention may be made of a glass material having a refractive index of 1.7 or less. When a material having a small refractive index of the glass layer is used as described above, the difference in refractive index from the white pigment increases and the reflectance also increases.
また本発明のプラズマディスプレイパネルのガラス層は、誘電率が8以下のガラス材料からなるようにしてもよい。このようにガラス層の誘電率の小さな材料を使用すると、データ電極間の静電容量が小さくなり、無効電力の低減につながる。 The glass layer of the plasma display panel of the present invention may be made of a glass material having a dielectric constant of 8 or less. When a material having a low dielectric constant of the glass layer is used as described above, the capacitance between the data electrodes is reduced, leading to reduction of reactive power.
また本発明のプラズマディスプレイパネルの誘電体層、または反射層を構成するガラス層と気泡と白色顔料との体積割合は、ガラス層が40%以上、80%以下、気泡が5%以上、50%以下、白色顔料が10%以上、50%以下としてもよい。 The volume ratio of the glass layer constituting the dielectric layer or the reflective layer of the plasma display panel of the present invention to the bubbles and the white pigment is 40% or more and 80% or less for the glass layer, 5% or more and 50% for the bubbles. Hereinafter, the white pigment may be 10% or more and 50% or less.
このようなガラス層と気泡と白色顔料との体積割合にすると、気泡に接触する白色顔料の割合が多くなり、反射率が高くなるとともに、白色顔料は気泡とガラス層とに覆われるため、不純ガスの発生が抑制される。 When the volume ratio of the glass layer, the bubbles, and the white pigment is increased, the ratio of the white pigment that comes into contact with the bubbles increases, the reflectance increases, and the white pigment is covered with the bubbles and the glass layer. Generation of gas is suppressed.
本発明によれば、不純ガスの発生を抑制し、且つ必要な反射率を確保することができる反射層を備えたプラズマディスプレイパネルを実現することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the plasma display panel provided with the reflection layer which can suppress generation | occurrence | production of impure gas and can ensure a required reflectance is realizable.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(実施の形態)
図1は、本発明の実施の形態のプラズマディスプレイパネルとその製造方法を説明するための、プラズマディスプレイパネルの主要構成を示す斜視図である。前面基板10と背面基板40とは対向配置され、透明で絶縁性を有する前面ガラス基板14と、背面ガラス基板44とを基材としている。前面基板10には、平行配置された走査電極24と維持電極26とからなる表示電極28が配列して形成されている。また、表示電極28間にはコントラスト向上のために、クロム(Cr)等の黒色顔料にガラスフリットを混ぜてペースト状にし、パターニング後、焼成して遮光層30を形成している。そして、これらを覆うように第一の誘電体層32を形成するとともに、さらにこの第一の誘電体層32上に保護層34を形成し、前面基板10を製造する工程が完了する。
(Embodiment)
FIG. 1 is a perspective view showing a main configuration of a plasma display panel for explaining a plasma display panel and a manufacturing method thereof according to an embodiment of the present invention. The
ここで表示電極28は前面基板10上に一定のピッチを有し、所定の本数形成されている。走査電極24、維持電極26とも透明電極24a、26aと、銀電極等よりなり透明電極24a、26aより幅の狭いバス電極24b、26bとで構成されている。また第一の誘電体層32は表示電極28の形成後で、しかも、この表示電極28を確実に覆うように形成することが必要とされる。ここで、第一の誘電体層32は、誘電体ペーストを、例えばダイコータで塗布し、乾燥させた後、焼成炉で焼成し形成している。誘電体ペースト材料としては、例えば酸化鉛(PbO)、酸化ケイ素(SiO2)、酸化ホウ素(B2O3)、酸化亜鉛(ZnO)、および酸化バリウム(BaO)等を含む、いわゆる(PbO−SiO2−B2O3−ZnO−BaO)系ガラス組成を有する低融点ガラスペーストを用いることができる。また、酸化鉛(PbO)、酸化ビスマス(Bi2O3)および酸化リン(PO4)のうちの少なくとも一つを主成分とするガラスペーストを用いることもできる。
Here, a predetermined number of
また、保護層34は、プラズマ放電により第一の誘電体層32がスパッタリングされないようにするために設けるもので、耐スパッタリング性に優れた材料であることが要求される。このために、酸化マグネシウム(MgO)が多く用いられている。
The
一方、背面基板40には、電極群である画像データを書き込むための平行配置されたデータ電極54が、前面基板10の表示電極28に対して直交する方向に配置、形成されている。そして、このデータ電極54を覆うように第二の誘電体層56を形成した後、データ電極54間のほぼ中央部に、このデータ電極54と平行に複数の隔壁58を形成する。そして、この隔壁58の側面部まで含めて隔壁58間に赤色、緑色および青色に発光する蛍光体層60を形成し、背面基板40を製造する工程が完了する。
On the other hand, on the
その後、前面基板10と背面基板40とを重ね合わせて接合すると、隔壁58、保護層34、および蛍光体層60で囲まれた放電空間が生じる。そして、この放電空間内のガスを排気するとともに、ネオン(Ne)、キセノン(Xe)等を混合したガスを約66.5kPaの圧力で封入して、組立工程が完了し、カラー画像を表示するプラズマディスプレイパネル(以下、この構成のプラズマディスプレイパネルをパネルAとする)となる。
Thereafter, when the
ここで、第二の誘電体層56を構成するガラス層と気泡と白色顔料との体積割合は、ガラス層が40%以上80%以下、気泡が5%以上50%以下、白色顔料が10%以上50%以下で、且つ合計が100%を越えないように決定すればよい。このようなガラス層と気泡と白色顔料との体積割合にすると、気泡に接触する白色顔料の割合が多くなり、反射率が高くなるとともに、白色顔料は気泡とガラス層とに覆われるため、不純ガスの発生が抑制される。なお、ガラス層は40%未満であると、白色顔料を十分に覆うことができない。また、白色顔料が50%を越えると、ペーストとするための材料の混合が困難になる。
Here, the volume ratio of the glass layer, bubbles, and white pigment constituting the second
また、第二の誘電体層56の材料である誘電体ペーストは、ガラス材料、フィラー、有機バインダ、有機溶剤を混合して作成される。ガラス材料としては、屈折率が1.7以下の低融点ガラス材料がよい。このような屈折率の小さなガラス材料であると、白色顔料との屈折率差を大きくとることができ、反射率を大きくすることが可能となる。また、誘電率が8以下の低融点ガラス材料がよい。このような誘電率の小さなガラス材料であると、データ電極54間の静電容量を小さくすることができ、無効電力を低減することが可能となる。
The dielectric paste as the material of the
上述したようなガラス材料としては、具体的には、ZnO−B2O3−SiO2(屈折率:Nd=1.57、誘電率:ε=7.2)、ZnO−B2O3−Al2O3(Nd=1.62、ε=7.4)、ZnO−B2O3−SiO2−Al2O3(Nd=1.60、誘電率:ε=7.3)があげられる。また、これらのガラス材料にはアルカリ金属酸化物を含んでもよい。アルカリ金属酸化物を含むことで、ガラス材料の軟化温度を下げることができる。 Specific examples of the glass material described above include ZnO—B 2 O 3 —SiO 2 (refractive index: Nd = 1.57, dielectric constant: ε = 7.2), ZnO—B 2 O 3 —. Al 2 O 3 (Nd = 1.62, ε = 7.4), ZnO—B 2 O 3 —SiO 2 —Al 2 O 3 (Nd = 1.60, dielectric constant: ε = 7.3) It is done. Further, these glass materials may contain an alkali metal oxide. By including the alkali metal oxide, the softening temperature of the glass material can be lowered.
また、フィラーとしては、白色顔料である酸化チタン(TiO2)、アルミナ(Al2O3)、シリカ(SiO2)の中から選ばれる少なくとも一つを含むようにする。これらの白色顔料は屈折率が大きく、反射率を上げるために必要である。 The filler includes at least one selected from titanium oxide (TiO 2 ), alumina (Al 2 O 3 ), and silica (SiO 2 ), which are white pigments. These white pigments have a high refractive index and are necessary for increasing the reflectance.
有機バインダとしては、エチルセルロースやアクリル樹脂、有機溶剤としては、α−テルピネオールやブチルカルビトールアセテート等の高沸点のものがよい。 The organic binder is preferably ethyl cellulose or an acrylic resin, and the organic solvent is preferably a high boiling point such as α-terpineol or butyl carbitol acetate.
そして、この誘電体ペーストをダイコータ等のコーティング法やスクリーン印刷法を用いた塗布工程で塗布した後、有機溶剤を蒸発させるために温風乾燥炉、遠赤外線乾燥炉等を用いた乾燥工程で乾燥させる。 Then, after applying this dielectric paste in a coating process using a coating method such as a die coater or a screen printing method, it is dried in a drying process using a warm air drying furnace, a far-infrared drying furnace, etc. to evaporate the organic solvent. Let
次に焼成炉の焼成工程で有機バインダを分解し、ガラス材料を軟化、溶融させて約15μmの厚みのガラスの膜を形成する。ここで、ガラス材料のガラス軟化温度から、ガラス材料中の気泡が脱泡を終える温度未満の温度範囲で焼成する必要がある。ここで気泡を生じる要因として、ガラス材料の軟化温度でガラス粒子間の空隙に起因する貫通孔が閉じることがあげられる。 Next, the organic binder is decomposed in the baking step of the baking furnace, and the glass material is softened and melted to form a glass film having a thickness of about 15 μm. Here, it is necessary to bake in a temperature range from the glass softening temperature of the glass material to a temperature lower than the temperature at which bubbles in the glass material finish defoaming. Here, as a factor for generating bubbles, the through holes due to the gaps between the glass particles are closed at the softening temperature of the glass material.
図2は、本発明の実施の形態の第二の誘電体層56の構成を示す断面図である。第二の誘電体層56は、気泡72を内蔵するガラス層70と、気泡72に接触する白色顔料74を含んで構成されている。このように、白色顔料74は気泡72に接触しているかまたはガラス層70に覆われているので、白色顔料74がH2O等の不純ガスを吸着していても、その表面からの不純ガスの放出は抑制される。また、屈折率の異なる媒質に入射した光の反射率は、媒質間の屈折率差が大きいほど、大となるので、白色顔料74は屈折率差の小さいガラス層70と接触しているよりも、屈折率差の大きい気泡72と接触している方が、反射率は大となる。従って、第二の誘電体層56は、気泡72を含むように形成することが必要で、その焼成温度範囲は、気泡の発生が始まるガラス軟化温度からガラス粉末の気泡が脱泡を終える温度未満である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of the
具体的な焼成温度は、ガラス材料がZnO−B2O3−SiO2、ZnO−B2O3−Al2O3、ZnO−B2O3−SiO2−Al2O3では、ガラス軟化温度の約500℃で、1μm〜2μm径の気泡が生じ始める。そして100℃高い約600℃で、完全にその気泡が脱泡する。なお、気泡径は3μm〜7μmが反射性能向上からはさらに好適で、この気泡径を形成する530℃以上、570℃以下の焼成温度がさらに好適な温度範囲である。 The specific firing temperature is glass softening when the glass material is ZnO—B 2 O 3 —SiO 2 , ZnO—B 2 O 3 —Al 2 O 3 , or ZnO—B 2 O 3 —SiO 2 —Al 2 O 3. At a temperature of about 500 ° C., bubbles having a diameter of 1 μm to 2 μm start to be generated. Then, at about 600 ° C., which is 100 ° C. higher, the bubbles are completely degassed. The bubble diameter is more preferably 3 μm to 7 μm from the viewpoint of improving the reflection performance, and a firing temperature of 530 ° C. or higher and 570 ° C. or lower forming the bubble diameter is a more preferable temperature range.
次に図3は、本発明の他の実施の形態のプラズマディスプレイパネルの背面基板の断面図である。隔壁58の間に反射層76を設け、反射層76の上に蛍光体層60を設けた構成である。このような構成のプラズマディスプレイパネルをパネルBとする。反射層76は、パネルAの構成の第二の誘電体層56と同じ材料を用い、スクリーン印刷法で塗布した後、第二の誘電体層56と同じ焼成温度で焼成し、約10μm厚とした。なお、背面基板40は、パネルAの構成と同じく背面ガラス基板44に、データ電極54および、データ電極54を覆うように第二の誘電体層57を形成した上に、隔壁58を設けている。ただし、第二の誘電体層57はパネルAの構成における第一の誘電体層32と同じ材料、焼成方法で形成した。
Next, FIG. 3 is a cross-sectional view of the back substrate of the plasma display panel according to another embodiment of the present invention. In this configuration, a
なお本発明では、パネルAの構成での第二の誘電体層56およびパネルBの構成での反射層76は、体積割合でガラス層50%、気泡30%、TiO2の白色顔料層20%で形成した。そして、パネルAの構成での第二の誘電体層56およびパネルBでの反射層76を、体積割合でガラス層50%、TiO2の白色顔料層50%で形成したものを比較例1とする。また、パネルBの構成での反射層76をTiO2の粉末のみで形成したものを比較例2とする。
In the present invention, the
表1は、パネルA、パネルBの構成で、本発明、比較例1および比較例2での反射率、維持電圧を示したものである。反射率は波長360nm〜740nmの範囲で計測し、550nmの値を代表値として示している。なお、測定は分光測色計((株)ミノルタ製:CM−3600d)を使用した。また、維持電圧は比較例1の場合を基準に相対値で示した。 Table 1 shows the reflectance and sustain voltage in the present invention, Comparative Example 1 and Comparative Example 2 in the configurations of Panel A and Panel B. The reflectance is measured in a wavelength range of 360 nm to 740 nm, and a value of 550 nm is shown as a representative value. For the measurement, a spectrocolorimeter (manufactured by Minolta Co., Ltd .: CM-3600d) was used. Further, the sustain voltage is shown as a relative value based on the case of Comparative Example 1.
表1からわかるように、パネルAの構成、すなわち第二の誘電体層56を本発明の構成にすれば、従来の構成である比較例1に比べ反射率は10%向上し、維持電圧も変わらない。また、パネルBの構成、すなわち反射層76を本発明の構成にすれば、比較例1に比べ反射率で9%向上し、維持電圧も変わらない。さらに、従来のTiO2の白色顔料の粉末のみで形成された比較例2に比べ、反射率は2%低下するものの、維持電圧は1.2から1に減少し、放電特性が向上している。
As can be seen from Table 1, when the configuration of the panel A, that is, the
これは、第二の誘電体層または反射層が気泡を内蔵するガラス層と気泡に接触するTiO2等の白色顔料を含む構成とすることにより、白色顔料表面からの不純ガス放出が抑制され、放電特性が向上するからである。また、白色顔料が気泡に接触していることから、屈折率差を大きくとることができ、反射率も白色顔料のみの場合に比べ、大きく低下することはない。 This is because the second dielectric layer or the reflective layer includes a glass layer containing bubbles and a white pigment such as TiO 2 that comes into contact with the bubbles, thereby suppressing impure gas emission from the surface of the white pigment, This is because the discharge characteristics are improved. Further, since the white pigment is in contact with the air bubbles, a large difference in refractive index can be obtained, and the reflectance is not greatly reduced as compared with the case of using only the white pigment.
なお、本発明の実施の形態では、第二の誘電体層または反射層を、気泡を内蔵するガラス層と気泡に接触する白色顔料とを含む構成としたが、第二の誘電体層と反射層とも上記の構成としてもよい。さらに、隔壁も白色顔料を含む誘電体層や反射層と同じ材料、焼成方法で形成し、白色顔料と気泡を接触する構成として、さらに反射率を高めるようにしてもよい。 In the embodiment of the present invention, the second dielectric layer or the reflective layer is configured to include a glass layer containing bubbles and a white pigment that contacts the bubbles. Both layers may have the above structure. Further, the barrier ribs may be formed of the same material and firing method as the dielectric layer and the reflective layer containing the white pigment, and the reflectance may be further increased by contacting the white pigment with the bubbles.
本発明のプラズマディスプレイパネルによれば、反射率を大きく低下させることなく、不純ガスの放出を抑制できるため、維持電圧等の放電特性も低下することがなく、プラズマディスプレイパネルの背面板の誘電体層および反射層に対して有用である。 According to the plasma display panel of the present invention, since the emission of impure gas can be suppressed without greatly reducing the reflectance, the discharge characteristics such as the sustain voltage are not lowered, and the dielectric of the back plate of the plasma display panel Useful for layers and reflective layers.
10 前面基板
14 前面ガラス基板
24 走査電極
24a,26a 透明電極
24b,26b バス電極
26 維持電極
28 表示電極
30 遮光層
32 第一の誘電体層
34 保護層
40 背面基板
44 背面ガラス基板
54 データ電極
56,57 第二の誘電体層
58 隔壁
60 蛍光体層
70 ガラス層
72 気泡
74 白色顔料
76 反射層
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