JP6106749B2 - 表示パネル及び表示装置 - Google Patents

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Description

本発明は、引出し配線における断線を修復するための修復配線を備えた表示パネル及び表示装置に関する。
液晶表示装置は、コンピュータのディスプレイ、テレビジョン受像機、及び各種の情報を表示する情報ディスプレイ等に広く利用されている。例えば、アクティブマトリクス型の液晶表示装置では、画素毎に設けた薄膜トランジスタ(TFT)をスイッチング素子として機能させ、スイッチング素子がオンである期間に画素電極に対して信号電圧(階調電圧)を印加することで各画素での光透過率を制御する構成としており、画素間のクロストークがなく、高精細で多階調表示が可能である。
一般的に、液晶表示装置が備える液晶表示パネルは、ガラス薄板からなる2枚の透光性基板と、これらの基板間に封入された液晶とにより構成されている。一方の基板(TFTガラス基板)には画素毎に画素電極及びTFT等が形成され、他方の基板(CFガラス基板)には画素電極に対向するカラーフィルタと、各画素共通のコモン電極(対向電極)とが形成される。
TFTガラス基板には、水平方向に延びる複数のゲート配線と、垂直方向に延びる複数のソース配線とが形成されている。これらのゲート配線とソース配線とにより区画される矩形の領域がそれぞれ画素領域である。各画素領域にはスイッチング素子であるTFTと画素電極とが形成されている。また、液晶表示パネルは、各画素における画像表示を制御するために、ゲート配線に接続されたゲートドライバ、及びソース配線に接続されたソースドライバを備える。
ソースドライバは、1水平同期期間内に、データクロック信号に同期したタイミングで各ソース配線に表示データを出力する。一方、ゲートドライバは、1垂直同期期間内に、ゲートクロック信号に同期したタイミングでゲート配線に順次的に走査信号を出力する。走査信号が供給されたゲート配線に接続されている画素のTFTがオンになり、ソース配線に供給された表示データが画素電極に書き込まれる。これにより、画素内の液晶分子の向きが変化し、それに伴って画素の光透過率が変化する。1垂直同期期間内に各画素にそれぞれ表示データが書き込まれて、液晶表示パネルに所望の画像が表示される。
特開平10−319438号公報
前述したような液晶表示パネルを含む各種表示パネルには、表示素子に対して供給すべき表示信号、及び表示素子を駆動するための制御信号を伝送するための多数の信号配線が配置されている。また、表示パネルの周縁部には、表示信号や制御信号が入力される信号入力部が複数設けられ、信号入力部と信号配線とを接続する引出し配線を通じて、信号入力部に入力された表示信号及び制御信号を各信号配線に供給する構成としている。
このような信号配線において断線が生じた場合、供給すべき表示信号又は制御信号を各表示素子に与えることができず、該当する信号配線に接続された1ライン分の表示素子では適切な輝度の画像を表示することができないため、垂直方向又は水平方向のスジムラが発生する。
このような断線を修復するために、従来では、信号配線に沿ってダミー配線を設けておき、断線が生じた場合には、断線部分を挟むダミー配線の2箇所を溶融して迂回経路を設ける手法が提案されていた(例えば、特許文献1を参照)。
しかしながら、従来では、信号配線の線幅の範囲内でダミー配線を重ねて配置する必要があり、ダミー配線の形成位置がずれた場合には、ダミー配線の2箇所を溶融させたとしても迂回経路が形成されないため、適切に断線を修正することができないという問題点を有していた。また、信号配線に沿ってダミー配線が設けられているため、断線の修復時に、導電層同士の重なり部を視認することが困難であり、修復作業が容易でないという問題点を有していた。
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、引出し配線における断線を確実に修復することができる表示パネル及び表示装置を提供することを目的とする。
本願の表示パネルは、マトリクス状に配置した複数の表示素子、該複数の表示素子へ供給すべき信号が入力される信号入力部、及び前記複数の表示素子と前記信号入力部とを接続した複数の信号配線を備え、少なくとも一部の信号配線に、配線を蛇行させた蛇行配線部を設けてある表示パネルにおいて、前記蛇行配線部における信号配線と少なくとも2箇所で交差するように配置した修復用配線、及び前記信号配線と前記修復用配線との間に設けた絶縁層を備えることを特徴とする。
本願の表示パネルは、前記複数の信号配線の抵抗値の差が予め定めた範囲内の値となるように前記蛇行配線部を設けてあることを特徴とする。
本願の表示パネルは、前記修復用配線の一部の区間が前記蛇行配線部における信号配線と重なるように配置してあることを特徴とする。
本願の表示パネルは、一の蛇行配線部に対して複数の修復用配線を設けてあることを特徴とする。
本願の表示パネルは、前記複数の修復用配線を接続する連絡配線部を更に備えることを特徴とする。
本願の表示パネルは、前記表示素子は液晶表示素子であり、前記信号配線は、前記液晶表示素子に対して表示信号を供給するソース配線、及び前記表示信号を供給すべき液晶表示素子を選択するための走査信号を供給するゲート配線であることを特徴とする。
本願の表示パネルは、前記ソース配線を含むソース配線層と前記ゲート配線を含むゲート配線層との間に前記絶縁層を設けてあり、前記ソース配線層及び前記ゲート配線層の少なくとも一方に前記修復用配線を設けてあることを特徴とする。
本願の表示装置は、前述した表示パネルと、該表示パネルが備える複数の表示素子を駆動する駆動部とを備えることを特徴とする。
本願によれば、修復対象である蛇行配線部の配線に対して少なくとも2箇所で交差する修復用配線を設けているので、修復対象の配線と修復用配線との交差部を視認することが容易であり、修復効率が向上する。
また、本願によれば、修復用配線の形成位置が面内方向で多少ずれたとしても、修復対象の配線と修復用配線との重なり量が減少することはなく、修復対象の配線と修復用配線との交差部が確実に形成されるので、これらの交差部を利用してメルト修正を実施することで断線の修復が可能となる。
本実施の形態に係る液晶表示パネルの概略図である。 引出し配線部の構成を説明する模式図である。 蛇行配線部の一例を示す模式図である。 実施の形態1における修復用配線の構成を説明する模式図である。 図4のV−V線における断面図である。 断線の修復方法を説明する模式図である。 図6のVII−VII線における断面図である。 液晶表示装置の駆動系の構成を示す模式図である。 実施の形態2における修復用配線の構成を説明する模式図である。 実施の形態3における修復用配線の構成を説明する模式図である。 実施の形態3における断線の修復方法を説明する模式図である。 実施の形態4における修復用配線の構成を説明する模式図である。 実施の形態4における断線の修復方法を説明する模式図である。
本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
実施の形態1.
図1は本実施の形態に係る液晶表示パネルの概略図である。本実施の形態に係る液晶表示パネル1は、TFT側ガラス基板110(TFT : Thin-Film transistor)、液晶層120(図5を参照)、及びCF側ガラス基板130(CF : Color Filter)を備える。
TFT側ガラス基板110は、透光性を有する矩形状の基板であり、CF側ガラス基板130より少しだけ広い面積を有している。TFT側ガラス基板110の一面には、例えば、マトリクス状に配置される複数の表示画素のそれぞれに対応した画素電極及びTFTが形成される。また、TFT側ガラス基板110の周縁部には、各表示画素へ供給すべき表示信号(又は走査信号)が入力される信号入力部40,40,…が設けられ、TFT側ガラス基板110には、ゲート配線21、ソース配線31(図2を参照)等の信号配線を含んだ配線層が設けられる。
液晶表示パネル1の上辺に沿って並ぶ信号入力部40,40,…には、例えば、各表示画素に供給すべき表示信号が入力される。それぞれの信号入力部40には、引出し配線部50が設けられており、この引出し配線部50を通じて適宜の本数(例えば、720本)のソース配線31に対して表示信号を供給する。
同様に、液晶表示パネル1の左辺又は右辺に沿って並ぶ信号入力部40,40,…には、例えば、表示信号を供給すべき表示画素を選択するための走査信号が入力される。それぞれの信号入力部40には、引出し配線部50が設けられており、この引出し配線部50を通じて適宜の本数(例えば、360本)のゲート配線21に対して走査信号を供給する。
CF側ガラス基板130は、透光性を有する矩形状の基板であり、TFT側ガラス基板110の一面に対向して設けられる。CF側ガラス基板130におけるTFT側ガラス基板との対向面には、対向電極131(図5を参照)が設けられる他、各表示画素に対応して表示領域を格子状のパターンで区画するブラックマトリクス151と、表示領域の周囲の領域を遮光する額縁部152とからなる遮光層150が設けられる。
TFT側ガラス基板110及びCF側ガラス基板130は、両基板の間に空隙を設けた状態でシール材により貼り合わされており、この空隙に液晶物質を封入することで液晶層120を形成している。
図2は引出し配線部50の構成を説明する模式図である。図2では、簡略化のため、一部の引出し配線のみを示している。引出し配線部50では、信号入力部40側の狭い領域から表示領域側の広い領域へ配線を引出しているため、引出し配線部50の中央付近では、信号入力部40から信号配線(ゲート配線21又はソース配線31)までの直線距離は比較的短くなり、引出し配線部50の端部付近では、信号入力部40から信号配線までの直線距離は比較的長くなる。このため、引出し配線を同じ線幅の直線とした場合には、引出し配線の抵抗値は、中央付近では小さく、端部付近では大きくなる。この結果、信号入力部40から同じ大きさの表示信号又は走査信号を供給した場合であっても、各信号配線に供給される信号の大きさは、伝送される引出し配線の配線長によって相違するものとなり、このような信号を基に表示領域に画像を表示させた場合、表示画像には輝度ムラが現れることになる。
本実施の形態では、引出し配線間の抵抗値の差が予め定めた範囲内(例えば、10Ω以内)となるように、引出し配線の一部に、配線を蛇行させた蛇行配線部52を設けている。すなわち、引出し配線部50の中央付近では蛇行配線部52における蛇行量を多くして配線長を稼ぐと共に、中央付近から端部に向かうにつれて蛇行量を少なくして配線長を調整し、各引出し配線の配線長を略同一にすることにより、引出し配線間の抵抗値の差が予め定めた範囲内に収まるように構成している。図2に示すように、蛇行配線部52は、信号入力部40側のストレート配線部51と、表示領域側のストレート配線部53との間に設けられている。
図3は蛇行配線部52の一例を示す模式図である。蛇行配線部52は、信号入力部40に接続されるストレート配線部51と、表示領域内の信号配線に接続されるストレート配線部53との間に設けられる。蛇行配線部52は、例えば、ゲート配線21(又はソース配線31)に対して交差する方向に40μm程度の長さで設けられる交差配線521と、ゲート配線21と略平行な方向に10μm程度の長さで設けられる平行配線522とを有する。蛇行配線部52は、これらの交差配線521と平行配線522とを交互に接続して形成したものである。
なお、本実施の形態では、蛇行配線部52が、ゲート配線21(又はソース配線31)に対して交差する交差配線521と、略平行な平行配線522とを有する構成としたが、蛇行配線部52における配線の形状は図3に示すものに限定されるものではない。例えば、交差配線521と平行配線522とは必ずしも直交している必要はなく、所定角度で接続されるものであってもよい。また、図3に示すように、必ずしも直線状の配線を組み合わせる必要はなく、例えば、交差配線521とある曲率を持った曲線状の配線との組み合わせにより、蛇行配線を形成するものであってもよい。
このような蛇行配線部52における断線を修復するために、本実施の形態では、修復用配線60を設けている。図4は実施の形態1における修復用配線60の構成を説明する模式図であり、図5は図4のV−V線における断面図である。修復用配線60は、平面視において、蛇行配線部52における配線と少なくとも2箇所で交差するように配置される。以下の説明では、蛇行配線部52(引出し配線)はゲート配線21に接続されているものとする。
図5に示すように、液晶表示パネル1は、各画素10がマトリクス状に形成されるTFT側ガラス基板110、液晶物質が封入されることによって形成される液晶層120、及びカラーフィルタ等が形成されるCF側ガラス基板130を備える。TFT側ガラス基板110及びCF側ガラス基板130は、例えばガラス基板であり、TFT側ガラス基板110の一面側には、ゲート配線層115、ゲート絶縁層114、ソース配線層113、及び保護層112が積層される。また、CF側ガラス基板130の一面側には対向電極131が形成される。
ゲート絶縁層114は、ゲート配線21を構成するゲート配線層115を覆っている。ゲート配線21に接続される蛇行配線部52(引出し配線)は、例えば、ゲート配線21と同一材料を用いて、ゲート配線21を形成するプロセスと同一工程にて形成することができる。
修復用配線60は、ソース配線層113における配線として形成することができ、例えば、ソース配線31と同一材料(例えば、Cu/Ti)を用いて、ソース配線31を形成するプロセスと同一工程にて形成することができる。すなわち、修復用配線60を含んだソース配線層113と、修復対象の蛇行配線部52の配線を含んだゲート配線層115とは、ゲート絶縁層114を介して積層されていることになる。
図6は断線の修復方法を説明する模式図であり、図7は図6のVII−VII線における断面図である。以下では、蛇行配線部52における配線上の一箇所に断線箇所70が発生した場合について説明する。図6に示す例では、信号入力部40側から2番目の交差配線521にて断線箇所70が発生している様子を示している。このとき、信号入力部40側から2番目の交差配線521と修復用配線60との交差部61、及び信号入力部40側から3番目の交差配線521と修復用配線60との交差部62をメルト修正することにより、2番目の交差配線521と3番目の交差配線521との間に迂回経路を設けることができる。
具体的には、信号入力部40側から2番目の交差配線521にて断線箇所70が発生している場合、カメラ等を用いて、信号入力部40側から2番目の交差配線521と修復用配線60との交差部61を視認し、この交差部61を対象としてTFT側ガラス基板110の他面側からレーザ光を照射し、修復用配線60の一部を融解させることにより、修復用配線60とその下層にある交差配線521とを交差部61にて導通させた導通部61aを形成する。同様にして、信号入力部40側から3番目の交差配線521と修復用配線60との交差部62を視認し、この交差部62を対象としてTFT側ガラス基板110の他面側からレーザ光を照射し、修復用配線60の一部を融解させることにより、修復用配線60とその下層にある交差配線521とを交差部62にて導通させた導通部62aを形成する。これにより、2箇所の交差部61,62及び修復用配線60を通る迂回経路が形成され、断線を修復することができる。
以上のように、本実施の形態では、修復対象である蛇行配線部52の配線(引出し配線)に対して少なくとも2箇所で交差する修復用配線60を設けているので、引出し配線と修復用配線60との交差部61,62を視認することが容易であり、修復効率が向上する。
また、本実施の形態では、修復用配線60の形成位置が面内方向で多少ずれたとしても、修復用配線60と引出し配線との重なり量が減少することはなく、修復用配線60と引出し配線との交差部(交差部61,62等)が確実に形成されるので、これらの交差部(交差部61,62等)を利用してメルト修正を実施することで断線の修復が可能となる。
次に、本実施の形態に係る液晶表示パネルを用いた液晶表示装置の構成について説明する。図8は液晶表示装置の駆動系の構成を示す模式図である。本実施の形態に係る表示装置は、例えば、液晶表示パネル1、ゲートドライバ2、ソースドライバ3、電源回路4、画像メモリ5、制御回路6等を備えた液晶表示装置である。
液晶表示パネル1は、マトリクス状に配置された複数の表示素子10,10,10,…を備える。隣接する表示素子間はブラックマトリクス151により遮光されており、各表示素子10を区画することによって、それぞれを表示画素として機能させる。
液晶表示パネル1の各表示素子10は、TFT側ガラス基板110に設けられる画素電極、CF側ガラス基板130に設けられる対向電極131、及び画素電極と対向電極131との間に封入された液晶層120を含む。制御回路6は、ゲートドライバ2及びソースドライバ3を通じて、各表示素子10に印加する電圧の大きさを制御することにより、各表示素子10における液晶層120の光透過率を調整し、各表示画素での表示輝度を決定する。
制御回路6は、各表示素子10における液晶層120に印加する電圧を制御するために、外部から入力される同期信号に基づき、メモリ制御信号、電源制御信号、ソースドライバ制御信号、及びゲートドライバ制御信号を生成し、生成した各制御信号を、それぞれ画像メモリ5、電源回路4、ソースドライバ3、ゲートドライバ2へ出力する。
画像メモリ5は、入力される表示データを一時的に記憶し、制御回路6から入力されたメモリ制御信号に同期して液晶表示パネル1に表示すべき画素データをソースドライバ3へ出力する。なお、画像メモリ5は、制御回路6に内蔵され、制御回路6の内部処理を経てソースドライバ3へ画像データを出力する構成であってもよい。
ここで、入力される同期信号及び表示データは、携帯電話機、携帯型ゲーム機等に搭載されたCPU又はLCDコントロールICから出力されるLCD信号、パーソナルコンピュータ(PC)のCRT出力信号をA/D変換した信号、PC等に搭載されたビデオRAMを制御回路6が直接的に制御して取得した信号等に含まれるものである。
電源回路4は、制御回路6から入力された電源制御信号に同期して、ゲートドライバ2用の駆動電圧、及びソースドライバ3用の駆動電圧を生成し、それぞれゲートドライバ2及びソースドライバ3へ出力する。
ゲートドライバ2は、制御回路6から入力されたゲートドライバ制御信号に同期して、表示素子に設けられたスイッチング素子をオン/オフ制御する制御電圧を順次出力し、走査線であるゲート配線21に印加する。
ソースドライバ3は、制御回路6から入力されたソースドライバ制御信号に同期して、画像メモリ5から出力された画素データを取り込み、画素データに応じた信号電圧を順次出力する。ソースドライバ3が出力する信号電圧は、対応するスイッチング素子がオンである場合に、信号線であるソース配線31を介して、表示素子10に供給される。
実施の形態2.
実施の形態1では、蛇行配線部52における交差配線521と少なくとも2箇所で交差する修復用配線60を設ける構成としたが、修復用配線60の一部の区間が平行配線522と重なるように配置する構成としてもよい。
実施の形態2では、修復用配線60の一部の区間が蛇行配線部52の平行配線522と重なるように配置した構成について説明を行う。
図9は実施の形態2における修復用配線60の構成を説明する模式図である。修復用配線60は、平面視において、蛇行配線部52における配線と少なくとも2箇所で交差するように配置されている。実施の形態2では、更に、修復用配線60の一部の区間が蛇行配線部52の配線と重なるように配置される。図9に示した例では、蛇行配線部52の右端に修復用配線60を配置することによって、修復用配線60の一部の区間が蛇行配線部52における平行配線522と重なるようにしている。
実施の形態2においても、修復用配線60は、蛇行配線部52における配線と少なくとも2箇所で交差するように配置されているので、蛇行配線部52に断線が発生した場合には、それらの交差部にてメルト修正を行うことにより、迂回経路を設けることがき、断線を修復することができる。
また、実施の形態1と比較すると、引出し配線部50において、配線が形成されていない領域(開口領域)を増やすことができる。このため、例えば、TFT側ガラス基板110の他面側からUV露光して、TFT側ガラス基板110とCF側ガラス基板130との間に液晶物質を封止するためシール材を硬化させる態様において、シール材に未硬化部が発生することを防止することができる。
実施の形態3.
実施の形態1及び2では、1つの蛇行配線部52に対して一の修復用配線60を設ける構成としたが、複数の修復用配線60を設ける構成としてもよい。
実施の形態3では、複数の修復用配線60を設けた構成について説明を行う。
図10は実施の形態3における修復用配線60の構成を説明する模式図である。図10に示した例では、1つの蛇行配線部52に対して2本の修復用配線60を設けている。それぞれの修復用配線60は、平面視において、蛇行配線部52における配線と少なくとも2箇所で交差するように配置されている。
図11は実施の形態3における断線の修復方法を説明する模式図である。図11に示す例では、信号入力部40側から2番目の交差配線521にて断線箇所70が発生している様子を示している。このとき、断線箇所70から近い右側の修復用配線60と信号入力部40側から2番目の交差配線521との交差部61、及び信号入力部40側から3番目の交差配線521との交差部62をメルト修正することにより、右側の修復用配線60を用いた迂回経路を設けることができる。
蛇行配線部52の振幅が大きい場合(交差配線521が長い場合)、修復用配線60を用いて断線修復を行ったとしても、断線箇所70によっては、断線前の配線長と修復後の配線長とが大きく変化し、その引出し配線における抵抗変化が顕著となる虞がある。しかしながら、実施の形態3では、複数の修復用配線60を配置しているため、断線箇所70から最も近い修復用配線60を選択して断線修復を行うことで、修復後の抵抗変化を抑えることができる。
なお、図10に示した例では、1つの蛇行配線部52に対して2本の修復用配線60を設ける構成としたが、3本以上の修復用配線60を設ける構成としてもよい。また、蛇行配線部52においては、交差配線521と平行配線522とが接続されるコーナー部において断線が発生しやすい傾向があるため、コーナー部の近傍に修復用配線60を配置することが好ましい。
実施の形態4.
実施の形態3では、蛇行配線部52における交差配線521と少なくとも2箇所で交差する複数の修復用配線60を設ける構成としたが、複数の修復用配線60を接続する連絡配線を設ける構成としてもよい。
実施の形態4では、修復用配線60間に連絡配線を設けた構成について説明を行う。
図12は実施の形態4における修復用配線60の構成を説明する模式図である。図12に示した例では、1つの蛇行配線部52に対して2本の修復用配線60,60を設けている。それぞれの修復用配線60は、平面視において、蛇行配線部52における配線と少なくとも2箇所で交差するように配置されている。また、2つの修復用配線60,60に交差する連絡配線部600を設けて、2つの修復用配線60,60を接続している。2つの修復用配線60,60及び連絡配線部600は一体的に形成することが可能である。
図13は実施の形態4における断線の修復方法を説明する模式図である。図13に示す例では、信号入力部40側から1番目の交差配線521にて断線箇所70が発生している様子を示している。このとき、断線箇所70を挟む両側において、右側の修復用配線60と信号入力部40側から1番目の交差配線521との交差部63、及び左側の修復用配線60と信号入力部40側から1番目の交差配線521との交差部64をメルト修正することにより、連絡配線部600を用いた迂回経路を設けることができる。
実施の形態4では、断線前の配線長と修復後の配線長とを略同一にすることができるため、隣接する引出し配線間の抵抗差を予め定めた範囲内に維持することができる。
今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述した意味ではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。また、各実施の形態で記載されている技術的特徴は、お互いに組み合わせることが可能である。
1 液晶表示パネル
40 信号入力部
50 引出し配線部
51,53 ストレート配線部
52 蛇行配線部
60 修復用配線

Claims (7)

  1. マトリクス状に配置した複数の表示素子、該複数の表示素子へ供給すべき信号が入力される信号入力部、及び前記複数の表示素子と前記信号入力部とを接続した複数の信号配線を備え、少なくとも一部の信号配線に、配線を蛇行させた蛇行配線部を設けてある表示パネルにおいて、
    前記蛇行配線部における信号配線と少なくとも2箇所で交差するように配置した修復用配線、及び
    前記信号配線と前記修復用配線との間に設けた絶縁層
    を備え
    一の蛇行配線部に対して複数の修復用配線を設けてあることを特徴とする表示パネル。
  2. 前記複数の信号配線の抵抗値の差が予め定めた範囲内の値となるように前記蛇行配線部を設けてあることを特徴とする請求項1に記載の表示パネル。
  3. 前記修復用配線の一部の区間が前記蛇行配線部における信号配線と重なるように配置してあることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の表示パネル。
  4. 前記複数の修復用配線を接続する連絡配線部を更に備えることを特徴とする請求項に記載の表示パネル。
  5. 前記表示素子は液晶表示素子であり、
    前記信号配線は、前記液晶表示素子に対して表示信号を供給するソース配線、及び前記表示信号を供給すべき液晶表示素子を選択するための走査信号を供給するゲート配線であることを特徴とする請求項1から請求項の何れか1つに記載の表示パネル。
  6. 前記ソース配線を含むソース配線層と前記ゲート配線を含むゲート配線層との間に前記絶縁層を設けてあり、
    前記ソース配線層及び前記ゲート配線層の少なくとも一方に前記修復用配線を設けてある
    ことを特徴とする請求項に記載の表示パネル。
  7. 請求項1から請求項の何れか1つに記載の表示パネルと、
    該表示パネルが備える複数の表示素子を駆動する駆動部と
    を備えることを特徴とする表示装置。
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