JP4184376B2 - フラットパネルディスプレイおよび走査駆動装置 - Google Patents

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Description

この発明は、駆動装置に関するものであり、特に、フラットパネルディスプレイおよび走査駆動装置に関するものである。
液晶ディスプレイは、軽くて薄く、低消費電力で放射線がなく、しかも低い電磁干渉であるという利点から、携帯電話、ノート型パソコン、パーソナルデジタルアシスト(PDA)、デジタルカメラ、デジタル撮影機など各種の電子製品に大量に応用されている。加えて、業界の積極的な研究開発への投入により、液晶ディスプレイの品質が絶えず向上されている。
図1は、従来の液晶ディスプレイの回路であり、図1において、それは、タイミング制御器102と、走査駆動器104と、ソース駆動器106と、液晶パネル108とを含んでいる。液晶パネル108内部には、走査信号を伝送する多数本のゲート線110と、画像信号を伝送する多数本のソース線112と、画素アレイとを含み、ゲート線110およびソース線112によって囲まれた領域から構成される。画素アレイ内部には薄膜トランジスター114が含まれおり、走査信号および伝送画像信号に基づいて液晶を駆動するために用いられる。
図2は、従来の液晶画面走査駆動器104部分の回路を示す図であり、図2において、それは、5つの逆相論理ゲート(インバーター)を含んでおり、図中の符号200,202,204,206,208がそうであって、さらに2つの伝送ゲート210,212ならびに2つのノアゲート214,216を含むものからなり、図中、ノードA,B,C,D,E,Fを標示しており、走査駆動器は、多数の図2に示した回路を直列接続してなるものである。
図3は、図2に示した回路の操作波形を示す図であり、図2と図3とにおいて、先ず、スタート信号STVがアップした後、1つの画面が開始されることを示し、スタート信号STVがアップしたので、ノアゲート214の出力ノードAが低電圧となって、伝送ゲート210が導通となるが、この時、走査信号CKVもまた高電位を出し始め、伝送ゲート210を介して、ノードBの電位もアップとなり、ノードBの電位が逆相論理ゲート(インバーター)204,206を介して少し遅延してノードCに達するので、ノードCもまた高電位となる。ノードCの高電位が次のノアゲート216に伝送されて、ノアゲート216がノードDの低電位を出力して、伝送ゲート212を導通とさせる。伝送ゲート212が導通なので、ノードEが走査信号CKVの高電位を受信し、逆相論理ゲート(インバーター)208を経てノードFを引き続き低電位に維持する。そして、第1本のゲート線の走査信号がノードCから送り出される。
次に、スタート信号STVが低電位である時、走査信号CKVがすぐに低電位となり、この時、ノードCがなお高電位であって、ノードAおよびノードDが低電位を継続しており、伝送ゲート210,212が導通している。ノードBおよびノードDが走査信号CKVに伴って低電位へ変化し、ノードBの電位が逆相論理ゲート(インバーター)204,206の伝送遅延を経て低電位に降下し、この時、第1本目のゲート線の走査信号が走査を停止する。そして、ノードEの低電位が逆相論理ゲート(インバーター)208の伝送遅延を経て、ノードFが高電位に変わり、この時、第2本目のゲート線の走査信号が送り出され始める。ノードFが高電位であるので、ノアゲート216がノードDの低電位を継続するよう出力し、伝送ゲート212を引き続き導通とする。
走査信号CKVが再び高電位に変わる時、伝送ゲート212が導通を継続しているため、ノードEも高電位に変わり、逆相論理ゲート(インバーター)208の伝送遅延を経て、ノードFが低電位に変わり、この時、第2本目のゲート線の走査信号が走査を終了する。ノードFおよびノードCがいずれも低電位であるので、ノードDが高電位となり、伝送ゲート212を遮断する。
しかしながら、このような構成は、2つのシフトレジスターを一対として使用する必要があり、しかも、そのうち、第1シフトレジスターには偶数の逆相器(インバーター)204,206を有し、第2シフトレジスターには奇数の逆相器(インバーター)208を有するため、奇数本だけの走査を行う必要がある時、例えば、携帯電話およびパーソナルデジタルアシストPDAの画面設計では、一部の素子が未使用となる、あるいは非表示領域スペースを専用してしまう結果となる。
そこで、この発明の目的は、走査駆動回路の設計複雑度を軽減させ、チップまたはパネルレイアウトのスペースを縮減するフラットパネルディスプレイおよびそれが使用する走査駆動回路を提供することにある。
この発明の別な目的は、同一個数の逆相器(インバーター)を組み合わせたシフトレジスターを駆動回路の一部として直列接続して、従来技術が奇数個のシフトレジスターだけを必要とする時に発生していた素子の浪費を減少させるフラットパネルディスプレイおよびそれが使用する走査駆動回路を提供することにある。
上記課題を解決し、所望の目的を達成するために、この発明にかかるフラットパネルディスプレイは、走査駆動回路と表示パネルとを含み、この走査駆動回路が多数個の内部構成が同一のシフトレジスターを含み、かつ奇数レベルのシフトレジスターが受信する入力クロック信号と偶数レベルのシフトレジスターが受信する入力クロック信号とが逆相(位相反転)となるものである。
この発明にかかる走査駆動回路は、複数N個のシフトレジスターを含み、そのうち、複数N個の各シフトレジスターが入力ノードと出力ノードと論理ゲートとスイッチ素子と逆相論理ゲート(インバーター)とを含み、論理ゲートが第1入力端と第2入力端と第1出力端とを含み、その第1入力端が前記入力ノードにカップリングされ、その第2入力端が前記出力ノードにカップリングされ、スイッチ素子が第1端と第2端とを含み、スイッチ素子が論理ゲートの第1出力端の出力信号を受信して、その第1端および第2端間の回路を導通させるか否かを決定し、逆相論理ゲート(インバーター)セットであり、入力端および出力端を含み、その入力端が前記スイッチ素子の第2端にカップリングされ、その出力端が前記出力ノードにカップリングされ、前記逆相論理ゲート(インバーター)セットが一つ或いは複数の逆相論理ゲートの直列接続であり、その中、第1の逆相論理ゲートの入力端が前記入力端で最後の逆送論理ゲートの出力端が前記出力端であるものと、逆相論理ゲート(インバーター)であり、入力端および出力端を含み、その入力端が前記論理ゲートの出力端にカップリングされ、その出力端が前記スイッチ素子にカップリングされ、前記スイッチ素子のオン或いはオフを制御するものとを含むものであり、そのうち、Nを自然数とし、かつ第N個のシフトレジスターの前記入力ノードが第(N−1)個のシフトレジスターの前記出力ノードにカップリングされ、第1個のシフトレジスターの前記入力ノードがスタート信号を受信し、奇数番目のシフトレジスターの前記スイッチ素子の第1端が走査信号を受信し、偶数番目のシフトレジスターの前記スイッチ素子の第1端が前記走査信号の逆相信号を受信するものである。
(作用)
この発明は、単一構成のシフトレジスターを採用したため、奇数走査線の駆動器として設計でき、素子の浪費を減少できるだけでなく、チップまたはパネルレイアウト複雑度を軽減することができる。
この発明は、単一構成のシフトレジスターを採用したので、奇数走査線のドライバーとして設計できて、素子の浪費を減少させるだけでなく、チップまたはパネルのレイアウト複雑度を軽減することができるものである。従って、産業上の利用価値が高いものとなる。
以下、この発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
この発明の実施形態において使用する走査駆動回路の内部回路構成を図4Aに示す。また、この発明の実施形態において図4Aの走査駆動回路を使用して駆動するフラットパネルディスプレイを図4Bに示す。この実施形態中、N個のシフトレジスターSR1〜SRNを含み、各シフトレジスターが入力ノードnode_iと出力node_oとナンド論理ゲートNANDとスイッチ素子SWと逆相論理ゲート(インバーター)INV1,INV2,INV3とを含む。そのうち、スタート信号STVがシフトレジスターSR1に入力され、奇数番目のシフトレジスター(例えばSR1,SR3)が走査信号CKVを受信し、偶数番目のシフトレジスター(例えばSR2,SR4)が走査信号CKVの逆相(反転)信号を受信するようになっている。
図4Bのフラットパネルディスプレイがこの実施形態において使用するのは、液晶ディスプレイパネルであり、1つの参考例である。図4Bにおいて、走査駆動装置40は、即ち図4Aの装置であり、走査駆動装置40がスタート信号STVおよび走査信号CKVを受信するとともに、液晶パネル41を駆動する信号が各レベルのシフトレジスターの出力端から液晶パネルのゲート線SLへ出力されて走査信号となる。また、スイッチ素子SWが伝送ゲートとして用いられ、N型トランジスターおよびP型トランジスターから構成されるが、この技能に習熟した者であれば当然知っているように、スイッチ素子としては多くの異なる実施方式があるため、ここでは改めて説明しない。
そのうち、ナンド論理ゲートNANDの第1入力端を入力ノードnode_iとし、その第2入力端を出力ノードnode_oとする。スイッチ素子SWが2つの端子N1,N2を有し、ナンド論理ゲートNANDの出力信号を受信して、端子N1,N2のオープン(OFF)またはクローズ(ON)を決定する。逆相論理ゲート(インバーター)INV1がナンド論理ゲートNANDの出力信号を受信するとともに、それを逆相(反転)とし、スイッチ素子SWのP型トランジスターのゲートに供給してスイッチの導通および遮断を決定する。逆相論理ゲート(インバーター)INV2がスイッチ素子SWの端子N2にカップリングされて、その信号を逆相(反転)するとともに、出力ノードnode_oへ出力し、また、逆相論理ゲート(インバーター)INV3が再び出力ノードnode_oの信号を逆相(反転)して出力する。
説明に便利なように、図4Aの実施形態中のSR1,SR2を図5Aに示すが、この図5Aにおいて、6個の逆相論理ゲート(インバーター)が符号500,502,504,506,508,510として含まれ、さらに2つの伝送ゲート512,514(つまり図4A上方のスイッチ素子SW)および2つのナンド論理ゲート516,518が含まれる。図中、A,B,C,D,E,F,G,Hという8個のノードが標示され、また、図5A上の8個のノードのタイミング波形図と逆相(反転)スタート信号STVおよび走査信号CKVをそれぞれ図5Bに示しており、図5Aと図5Bとを同時に参照されたい。
先ず、スタート信号STVが1画面の開始時に、電圧レベルを低電位に引き下げるとともに、ナンド論理ゲート516へ出力される。この時、ナンド論理ゲート516が低電位信号を受信して、ノードAの出力が高電位に変わる。ノードAが高電位であるため伝送ゲート512内部のN型トランジスターが高電位を受信し、また、ノードAの高電位が逆相論理ゲート(インバーター)500を介して低電圧をP型トランジスターのゲートに印加され、伝送ゲート512を導通とする。走査信号CKVが高電位に変わるので、ノードBも高電位に変わる。ノードBの高電位が逆相論理ゲート(インバーター)504を介して伝送遅延され、ノードCが低電位に変わる。
同様に、ノードCの低電位が逆相論理ゲート(インバーター)502を介してノードGへ伝送され、この時、第1本目の走査線が走査を開始する。また、ノードCの低電位がナンド論理ゲート518の入力端を低電位とし、ノードDを高電位として伝送ゲート514を導通とすると同時に、ノードEが走査信号CKVの逆相(反転)を受信し、逆相論理ゲート(インバーター)510を介して伝送遅延されてノードFを高電位にする。
スタート信号が低電位から高電位に変わる時、この時、走査信号CKVも直ぐに高電位から低電位に変わり、直ぐにノードCが逆相論理ゲート(インバーター)504を介して伝送遅延されて高電位となり、ナンド論理ゲート516が2つの高電位入力を受信した後、低電位をノードAへ出力して、伝送ゲート512を遮断する。ノードCが高電位であるため、ノードGが低電位に変わり、この時、第1本目の走査が終了する。
同様に、走査信号CKVが高電位から低電位に変わるので、走査信号CKVの逆相(反転)信号が低電位から高電位に変わってノードEに印加され、逆相論理ゲート(インバーター)510を介してノードFを低電位に変える。また、ノードFの低電位が逆相論理ゲート(インバーター)508を介してノードHへ出力されて、ノードHが高電位となり、第2の走査が開始される。走査信号CKVが低電位から高電位に変わる時、走査信号CKVの逆相信号が高電位から低電位に変わり、この時、ノードFが高電位に変わってナンド論理ゲート518の入力がいずれも高電位となり、ノードDが低電位にかわって伝送ゲート514を遮断する。また、ノードFが高電位に変わるのでノードHが低電位に変わり、この時、第2の走査が終了する。以下は、上述した操作の繰り返しなので、改めて説明しない。
そして、注意すべきことは、上記したシフトレジスターSR1〜SRNは、いずれも同じ構成であるから、チップまたはパネルのレイアウトにおいて、チップまたはパネルのレイアウト複雑度を軽減することができるということである。
この発明の別な実施形態において使用する走査駆動装置の内部回路構成図を図6Aに示し、また、この発明の実施形態において図6Aの走査駆動装置を使用して駆動するフラットパネルディスプレイを図6Bに示す。この実施形態中、N個のシフトレジスターSR1〜SRNを含み、各シフトレジスターが入力ノードnode_iと出力node_oとノア論理ゲートNORとスイッチ素子SWと逆相論理ゲート(インバーター)INV1,INV2,INV3,INV4とを含む。
スタート信号STVがシフトレジスターSR1に入力され、奇数番目のシフトレジスター(例えばSR1,SR3)が走査信号CKVを受信し、偶数番目のシフトレジスター(例えばSR2,SR4)が走査信号CKVの逆相信号を受信する。図6Bのフラットパネルディスプレイは、この実施形態中で使用する液晶ディスプレイパネルを一例として示すものである。図6B中、走査駆動装置60が即ち図6Aの走査駆動装置であり、走査駆動装置60がスタート信号STVおよび走査信号CKVを受信するとともに、液晶パネル61を駆動する信号を各レベルのシフトレジスターの出力端から液晶パネルゲート線SLへ出力して走査信号とする。また、スイッチ素子SWは伝送ゲートとして用いる、つまりN型トランジスターおよびP型トランジスターからなるものであって、この技能に習熟した者であれば当然知っているように、スイッチ素子には多くの異なる実施方式があるので、ここでは改めて説明しない。
説明に便利なように、図6Aの実施形態中のSR1,SR2を図7Aに示すが、図7Aにおいて、6個の逆相論理ゲートを含み、それぞれ図中の符号700,702,704,706,708,710で示し、さらに2つの伝送ゲート712,714(つまり上記したスイッチ素子SW)および2つのノア論理ゲート716,718からなり、図中、符号A,B,C,D,E,Fという6ノードを標示し、また、図7A上の6ノードのタイミング波形図、スタート信号STVおよび走査信号CKVをそれぞれ図7Bに示しているので、図7Aと図7Bとを同時に参照されたい。
先ず、スタート信号STVが1画面のスタート時期に電圧レベルを高電位に引き上げるとともにノア論理ゲート716に入力して、ノードAを低電位に変えるが、ノードAが低電位であるために伝送ゲート712内部のP型トランジスターのゲートが低電位を受信し、また、ノードAの低電位が逆相論理ゲート(インバーター)700を介して低電位をP型トランジスターのゲートに印加して伝送ゲート712を導通とする。直ぐに走査信号CKVが高電位に変わり、伝送ゲート712を介してノードBが高電位に変わる。ノードBの高電位が逆相論理ゲート(インバーター)704,702を介して伝送遅延されて、ノードCが高電位に変わり、この時、第1走査線が走査を開始する。
同様に、ノア論理ゲート718がノードCの高電位を受信して低電位を出力し、伝送ゲート714を導通として、ノードEが走査信号CKVの逆相信号CKVを受信し、逆相論理ゲート(インバーター)710,708を介して伝送遅延されて、ノードFが低電位に変わる。
次に、走査信号CKVが低電位に変わり始める時、この時、ノードBが低電位に変わり、逆相論理ゲート(インバーター)704,702を介して伝送遅延されて、ノードCも低電位に変わり、この時、第1走査線の走査が完了する。この時、ノア論理ゲート716の入力端が2つの低電位を受信して、高電位を出力するので、伝送ゲート712を遮断する。
走査信号CKVが低電位に変わり始めるので、その逆相信号が高電位に変わり、ノードEもまた高電位に変わって、逆相論理ゲート(インバーター)710,708を介して伝送遅延されて、ノードFが高電位に変わり、この時、第2走査線の走査が開始される。
走査信号CKVが次に低電位から高電位に変わる時、ノードEが高電位から低電位に変わって、逆相論理ゲート(インバーター)710,708を介して伝送遅延されて、ノードFが低電位に変わり、この時、第2走査線の走査が終了する。また、ノードFとノードCとがいずれも低電位であるため、ノア論理ゲート718が高電位を出力して、伝送ゲート714を遮断する。以下は、上記した操作モードの繰り返しであるから、改めて説明しない。
以上のごとく、この発明を好適な実施例により開示したが、もとより、この発明を限定するためのものではなく、当業者であれば容易に理解できるように、この発明の技術思想の範囲内において、適当な変更ならびに修正が当然なされうるものであるから、その特許権保護の範囲は、特許請求の範囲および、それと均等な領域を基準として定めなければならない。
従来の液晶ディスプレイを示す構成図である。 従来の液晶画面走査駆動器を示す回路構成図である。 図2に示した回路の操作波形図である。 この発明の実施形態にかかる走査駆動回路を示す回路構成図である。 この発明の実施形態のフラットパネルディスプレイを示す回路構成図である。 この発明の実施形態にかかる図4Aの走査駆動回路を示す回路構成図である。 この発明の実施形態の図5Aの走査駆動回路の操作波形を示す説明図である。 この発明の別な実施形態にかかる走査駆動回路を示す回路構成図である。 この発明の別な実施形態のフラットパネルディスプレイを示す回路構成図である。 この発明の別な実施形態にかかる図6Aの走査駆動回路を示す回路構成図である。 この発明の別な実施形態の図7Aの走査駆動回路の操作波形を示す説明図である。
符号の説明
512,514,712,714 伝送ゲート
40,60 走査駆動装置
41,61 液晶パネル
A,B,C,D,E,F,H ノード
STV スタート信号、逆相スタート信号
SL ゲート線
CKV 走査信号
INV1,INV2,INV3,200,202,204,206,208,500,502,504,506,508,510,700,702,704,706,708,710 逆相論理ゲート(インバーター)
N1,N2 端子
node_i 入力ノード
node_o 出力ノード
NAND,516,518 ナンド論理ゲート
NOR,214,216,716,718 ノア論理ゲート
SR1〜SRN シフトレジスター
SW スイッチ素子

Claims (12)

  1. 一種の走査駆動装置であって:
    複数N個のシフトレジスターであり、前記複数N個の各シフトレジスターが:
    入力ノード;
    出力ノード;
    論理ゲートであり、第1入力端・第2入力端および第1出力端を含み、その第1入力端が前記入力ノードにカップリングされ、その第2入力端が前記出力ノードにカップリングされるものを含むものと;
    スイッチ素子であり、第1端および第2端を含み、前記スイッチ素子が前記論理ゲートの第1出力端の出力信号を受信し、その第1端および第2端間の回路を導通するか否かを決定するものと;
    逆相論理ゲート(インバーター)セットであり、入力端および出力端を含み、その入力端が前記スイッチ素子の第2端にカップリングされ、その出力端が前記出力ノードにカップリングされ、前記逆相論理ゲート(インバーター)セットが一つ或いは複数の逆相論理ゲートの直列接続であり、その中、第1の逆相論理ゲートの入力端が前記入力端で最後の逆送論理ゲートの出力端が前記出力端であるものと、
    逆相論理ゲート(インバーター)であり、入力端および出力端を含み、その入力端が前記論理ゲートの出力端にカップリングされ、その出力端が前記スイッチ素子にカップリングされ、前記スイッチ素子のオン或いはオフを制御するものとを含むものであり、
    そのうち、Nを自然数とし、かつ第N個のシフトレジスターの前記入力ノードが第(N−1)個のシフトレジスターの前記出力ノードにカップリングされ、第1個のシフトレジスターの前記入力ノードがスタート信号を受信し、奇数番目のシフトレジスターの前記スイッチ素子の第1端が走査信号を受信し、偶数番目のシフトレジスターの前記スイッチ素子の第1端が前記走査信号の逆相信号を受信するものであることを特徴とする走査駆動装置。
  2. 一種のフラットパネルディスプレイであって:
    ディスプレイパネルであり、画面を表示するために用いるもの;および
    走査駆動装置であり、複数N個のシフトレジスターを含み、前記ディスプレイパネルを駆動するために用いられ、そのうち、前記複数N個の各シフトレジスターが:
    入力ノード;
    出力ノード;
    論理ゲートであり、第1入力端・第2入力端および第1出力端を含み、その第1入力端が前記入力ノードにカップリングされ、その第2入力端が前記出力ノードにカップリングされるものを含むものと;
    スイッチ素子であり、第1端および第2端を含み、前記スイッチ素子が前記論理ゲートの第1出力端の出力信号を受信し、その第1端および第2端間の回路を導通するか否かを決定するものと;
    逆相論理ゲート(インバーター)セットであり、入力端および出力端を含み、その入力端が前記スイッチ素子の第2端にカップリングされ、その出力端が前記出力ノードにカップリングされ、前記逆相論理ゲート(インバーター)セットが一つ或いは複数の逆相論理ゲートの直列接続であり、その中、第1の逆相論理ゲートの入力端が前記入力端で最後の逆送論理ゲートの出力端が前記出力端であるものと、
    逆相論理ゲート(インバーター)であり、入力端および出力端を含み、その入力端が前記論理ゲートの出力端にカップリングされ、その出力端が前記スイッチ素子にカップリングされ、前記スイッチ素子のオン或いはオフを制御するものとを含むものであり、
    そのうち、Nを自然数とし、かつ第N個のシフトレジスターの前記入力ノードが第(N−1)個のシフトレジスターの前記出力ノードにカップリングされ、第1個のシフトレジスターの前記入力ノードがスタート信号を受信し、奇数番目のシフトレジスターの前記スイッチ素子の第1端が走査信号を受信し、偶数番目のシフトレジスターの前記スイッチ素子の第1端が前記走査信号の逆相信号を受信するものであることを特徴とするフラットパネルディスプレイ。
  3. 前記論理ゲートがナンド論理ゲートおよびノア論理ゲートのうちの1つであることを特徴とする請求項1記載の走査駆動装置。
  4. 前記論理ゲートがナンド論理ゲートおよびノア論理ゲートのうちの1つであることを特徴とする請求項2記載のフラットパネルディスプレイ。
  5. 前記論理ゲートがナンド論理ゲートである時、逆相論理ゲート(インバーター)セットが奇数個の逆相論理ゲート(インバーター)を含むものであることを特徴とする請求項3記載の走査駆動装置。
  6. 前記論理ゲートがナンド論理ゲートである時、逆相論理ゲート(インバーター)セットが奇数個の逆相論理ゲート(インバーター)を含むものであることを特徴とする請求項4記載のフラットパネルディスプレイ。
  7. 前記論理ゲートがノア論理ゲートである時、逆相論理ゲート(インバーター)セットが偶数個の逆相論理ゲート(インバーター)を含むものであることを特徴とする請求項3記載の走査駆動装置。
  8. 前記論理ゲートがノア論理ゲートである時、逆相論理ゲート(インバーター)セットが偶数個の逆相論理ゲート(インバーター)を含むものであることを特徴とする請求項4記載のフラットパネルディスプレイ。
  9. 前記複数N個の各シフトレジスターの前記スイッチ素子が伝送ゲートを含むものであることを特徴とする請求項1記載の走査駆動装置。
  10. 前記複数N個の各シフトレジスターの前記スイッチ素子が伝送ゲートを含むものであることを特徴とする請求項2記載のフラットパネルディスプレイ。
  11. 前記伝送ゲートが:
    P型トランジスターであり、そのゲートが前記第1出力端の信号を受信するもの;および
    N型トランジスターであり、その第1ソースが前記P型トランジスターの第1ソースにカップリングされ、その第2ソースが前記P型トランジスターの第2ソースにカップリングされ、そのゲートが前記第1出力端の出力信号の逆相信号を受信するものを含むものであることを特徴とする請求項9記載の走査駆動装置。
  12. 前記伝送ゲートが:
    P型トランジスターであり、そのゲートが前記第1出力端の信号を受信するもの;および
    N型トランジスターであり、その第1ソースが前記P型トランジスターの第1ソースにカップリングされ、その第2ソースが前記P型トランジスターの第2ソースにカップリングされ、そのゲートが前記第1出力端の出力信号の逆相信号を受信するものを含むものであることを特徴とする請求項10記載のフラットパネルディスプレイ。
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