KR100685819B1 - 초기화를 수행하는 필드순차 구동형 액정표시장치 - Google Patents

초기화를 수행하는 필드순차 구동형 액정표시장치 Download PDF

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Abstract

액정에 대한 초기화 동작을 수행하기 위한 필드순차 구동형 액정표시장치가 개시된다. 데이터 신호보다 높은 레벨을 가지는 리셋 신호를 액정에 인가하기 위해 필드순차 구동형 액정표시장치는 리셋 선택부를 구비한다. 상기 리셋 선택부는 리셋 제어 신호에 따라 리셋 신호를 선택하여 데이터 라인으로 공급한다.

Description

초기화를 수행하는 필드순차 구동형 액정표시장치{Field Sequential Liquid Crystal Display of performing Initialization Operation}
도 1은 종래 기술에 따른 순차필드구동형 액정표시장치의 리셋 방법을 도시한 타이밍도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 필드순차 구동형 액정표시장치의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 필드순차 구동형 액정표시장치를 도시한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 필드순차 구동형 액정표시장치의 리셋 선택부를 도시한 회로도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 리셋 선택부의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 액정 패널 120 : 게이트 드라이버
130 : 소스 드라이버 140 : 리셋 선택부
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 필드순차 구동형 액정표시장치(Field Sequential Liguid Crystal Display)에 관한 것이다.
필드순차 구동형 액정표시장치는 하나의 화소에 대해 한 프레임 동안 적색광, 녹색광 및 청색광을 순차적으로 조사하는 액정표시장치이다. 통상의 TFT-LCD가 R, G, B로 이루어진 3개의 서브 화소들로 하나의 화소를 구성하여 한 프레임의 영상을 표시하는 것과는 달리, 상기 필드순차 구동형 액정표시장치는 하나의 화소가 R, G, B의 영상을 한 프레임 동안 순차적으로 디스플레이한다.
따라서, 필드순차 구동형 액정표시장치는 통상의 TFT-LCD와는 달리 컬러 필터가 필수적으로 요구되지 않으며, 해상도가 높은 영상을 제공할 수 있다. 필드순차 구동을 위해 한 프레임은 3개의 서브 프레임으로 구성된다. 즉, 적색 필드, 녹색 필드 및 청색 필드가 한 프레임을 구성한다.
각각의 필드는 리셋 구간 및 데이터 기입 구간을 가진다. 리셋 구간은 액정의 초기화가 수행되는 구간이며, 데이터 기입 구간은 초기화가 수행된 액정에 대해 데이터 신호를 인가하고, 데이터 신호에 응답하여 배향된 액정에 광이 조사되는 구간이다.
리셋 구간 동안, 리셋 신호가 액정에 인가된다. 상기 리셋 신호는 펄스 또는 구형파의 형태를 가진다.
도 1은 종래 기술에 따른 순차필드구동형 액정표시장치의 리셋 방법을 도시한 타이밍도이다.
도 1을 참조하면, 하나의 프레임은 3개의 필드들로 구성되며, 3개의 필드들은 적색 필드, 녹색 필드 및 청색 필드로 구성된다. 각각의 필드는 리셋 구간 및 데이터 기입 구간을 가진다.
예컨대, 적색 필드 구간에서 리셋 구간 및 데이터 기입 구간이 개시된다. 해당하는 화소에 대해 인가되는 리셋 신호의 전압 레벨은 데이터 기입 구간 동안 인가되는 데이터 신호의 레벨과 동일하다. 따라서, 리셋 구간 동안 화소에는 △V의 레벨을 가진 리셋 신호가 인가된다. 또한, 상기 리셋 신호는 구형파의 형상을 가진다.
다만, 리셋 구간은 일반적인 TFT-LCD처럼 충분한 여유를 가지고 설정될 수 없다. 즉, 필드순차 구동방식의 경우, 한 프레임 내에 3개의 필드를 가지고, 각각의 필드는 리셋 구간 및 데이터 기입 구간을 가지므로 한 프레임에 한 번의 리셋이 수행되는 TFT-LCD보다 짧은 리셋 구간을 가지게 된다.
또한, 리셋 신호의 레벨은 데이터 신호의 레벨과 동일하므로, 액정의 리셋의 초기화는 완전히 달성되지 않는다. 예컨대 이전 필드의 데이터 신호에 의해 액정의 투과율이 높은 경우, 현재 필드에서 상기 액정을 초기화하기 위해서는 높아진 투과율을 충분히 떨어뜨려야 한다. 액정의 초기화 정도는 인가되는 리셋 신호 및 리셋 신호가 인가되는 시간에 의존한다. 따라서, 이전 필드에서 액정이 높은 투과율을 가진 경우, 액정은 완전히 초기화되지 않는 문제를 가진다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 데이터 신호의 레벨을 상회하는 리셋 신호를 공급하기 위한 필드순차 구동형 액정표시장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 다수의 화소로 구성되고, 영상을 디스플레이하기 위한 액정 패널; 상기 액정 패널에 주사 신호를 공급하기 위한 게이트 드라이버; 상기 액정 패널에 데이터 신호를 공급하기 위한 소스 드라이버; 및 리셋 구간 동안, 상기 데이터 신호의 레벨을 상회하는 레벨을 가진 리셋 신호를 상기 액정 패널에 공급하기 위한 리셋 선택부를 포함하는 필드순차 구동형 액정표시장치를 제공한다.
또한, 본 발명의 상기 목적은, 주사 라인 및 데이터 라인이 교차하는 영역에 형성된 화소를 가지고, 영상을 디스플레이하기 위한 액정 패널; 상기 주사 라인을 통해 상기 화소에 주사 신호를 공급하기 위한 게이트 드라이버; 상기 데이터 라인을 통해 상기 화소에 제1 레벨을 가진 데이터 신호를 공급하기 위한 소스 드라이버; 및 상기 데이터 라인과 연결되는 전송 게이트를 가지고, 상기 데이터 라인을 통해 상기 제1 레벨을 상회하는 제2 레벨을 가진 리셋 신호를 리셋 구간 동안 상기 화소에 공급하기 위한 리셋 선택부를 포함하는 필드순차 구동형 액정표시장치의 제공을 통해서도 달성될 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
실시예
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 필드순차 구동형 액정표시장치의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 2를 참조하면, 수직 동기 신호에 동기된 영상이 디스플레이되는 단위인 한 프레임은 3개의 필드들로 구성된다. 상기 3개의 필드들은 적색 필드, 녹색 필드 및 청색 필드로 구성된다. 각각의 필드는 리셋 구간 및 데이터 기입 구간을 가진다.
리셋 구간은 액정을 초기화를 위해 요구되는 시간 구간이며, 데이터 기입 구간은 데이터 신호의 인가에 따라 액정이 배열되고, 배열된 액정에 대해 백라이트로부터 광이 조사되는 시간 구간이다.
예컨대, 적색 필드는 리셋 구간 및 데이터 기입 구간을 가진다. 적색 필드 구간 동안, 화소의 액정에는 리셋 신호가 인가된다. 상기 리셋 신호는 구형파의 형상을 가진다. 리셋 신호를 형성하는 구형파의 레벨은 데이터 신호의 레벨 △V1을 상회하는 △V2를 가진다. 또한, 상기 도 2에서는 리셋 구간 동안 리셋 신호가 하나의 구형파를 가지는 것으로 도시하였으나, 상기 리셋 신호는 2개 이상의 구형파로 형성될 수도 있다. 또한, 상기 도 2에서는 리셋 신호가 △V2의 레벨을 가지는 시간이 리셋 구간보다 다소 짧은 것으로 도시하였으나, 상기 리셋 신호가 △V2의 레벨을 가지는 시간은 리셋 구간과 동일할 수도 있다.
적색 필드의 리셋 구간이 종료되면, 적색 필드의 데이터 기입 구간이 개시된다. 상기 데이터 기입 구간은 리셋 신호의 인가에 따라 초기화된 액정에 대해 계조를 표현하기 위해 데이터 신호를 인가하고, 상기 데이터 신호가 지속적으로 인가되는 동안 적색 램프를 점등하는 기간이다.
상기 데이터 신호는 리셋 전압의 레벨 △V2보다 낮은 △V1의 레벨을 가진다. 또한, 상기 데이터 신호는 구형파의 형상을 가진다. 상기 구형파는 펄스폭 변조에 따라 가변하는 펄스폭을 통해 정보를 전달할 수도 있다. 데이터 신호가 되는 다수의 구형파들이 인가되면, 초기화된 액정은 소정의 투과율을 가지도록 배향된다. 액정의 배향이 이루어지면, 적색 램프는 점등된다. 적색 램프로부터 조사되는 적색광은 소정의 투과율을 가진 액정에 입사되어 계조를 표현하게 된다.
적색 필드의 데이터 기입 구간이 종료되면, 녹색 필드의 리셋 구간이 개시된다. 녹색 필드의 리셋 구간은 적색 필드의 데이터 기입 구간 동안 인가된 데이터 신호에 의해 정의된 투과율을 가진 액정을 초기화하는 기간이다. 녹색 필드의 리셋 구간동안 인가되는 리셋 신호는 △V2의 레벨을 가진다. 또한, 상기 리셋 신호는 구형파의 형상을 가지며, 2개 이상의 구형파로 구성될 수도 있다.
상술한 바와 같이 녹색 필드의 리셋 구간 및 데이터 기입 구간이 순차적으로 진행되고, 녹색 필드가 종료되면 청색 필드가 개시된다. 청색 필드에서는 녹색 필드의 데이터 기입 구간 동안 인가된 데이터 신호에 상응하는 투과율을 가진 액정을 초기화하고, 초기화된 액정에 대해 데이터 신호를 인가한다. 데이터 신호에 응답하여 액정이 배향되고, 소정의 투과율을 가지는 경우, 청색 램프는 점등된다.
따라서, 한 프레임 동안, 적색, 녹색 및 청색의 계조가 순차적으로 표현되고, 소정의 영상이 디스플레이 된다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 필드순차 구동형 액정표시장치를 도시한 블록도이다.
도 3을 참조하면, 상기 필드순차 구동형 액정표시장치는 액정 패널(100), 게이트 드라이버(120), 소스 드라이버(130) 및 리셋 선택부(140)를 가진다.
상기 액정 패널(100)은 다수의 데이터 라인들(135) 및 다수의 주사 라인들(125)이 교차하는 영역에 형성된 화소들(105)을 가진다. 주사 라인(125)을 통해 주사 신호가 전송되면, 화소를 이루는 박막 트랜지스터는 턴-온되고, 턴-온된 박막 트랜지스터를 통해 데이터 라인(135)의 데이터 신호는 액정에 인가된다.
상기 게이트 드라이버(120)는 주사 라인(125)을 통해 주사 신호를 화소에 공급한다. 주사 신호에 따라 화소는 선택되고, 데이터 신호의 기입이 가능한 상태가 된다.
소스 드라이버(130)는 데이터 라인(135)을 통해 데이터 신호를 화소(105)에 공급한다. 상기 데이터 신호는 주사 신호에 의해 선택된 화소의 액정에 공급되고, 상기 선택된 화소의 액정은 데이터 신호에 상응하는 투과율을 가지도록 배향된다.
리셋 선택부(140)는 데이터 신호가 가지는 레벨 △V1보다 높은 레벨 △V2를 가지는 리셋 신호를 데이터 라인(135)에 공급한다. 즉, 상기 액정 패널(100)의 화소(135)의 리셋 구간 동안 리셋 선택부(140)는 입력되는 리셋 신호 Vr을 선택하여 데이터 라인에 공급한다. 상기 리셋 신호 Vr의 선택은 리셋 제어 신호 CTL 또는 /CTL에 의해 수행된다. 또한, 상기 리셋 신호 Vr은 △V2의 레벨을 가진다.
리셋 구간에서, 소스 드라이버(130)의 데이터 공급은 차단되고, 리셋 선택부(140)는 리셋 제어 신호 CTL 또는 /CTL의 제어에 따라 리셋 신호 Vr을 선택하고, △V2의 레벨을 가지는 리셋 신호 Vr을 데이터 라인(135)으로 공급한다.
데이터 기입 구간에서, 리셋 선택부(140)는 리셋 제어 신호 CTL 또는 /CTL의 제어에 따라 리셋 신호 Vr의 공급을 차단한다. 즉, 리셋 선택부(140)는 리셋 신호 Vr을 선택하지 않는다. 반면, 소스 드라이버(130)는 데이터 라인을 통해 △V1의 레벨을 가진 데이터 신호를 주사 신호에 의해 선택된 화소에 공급한다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 필드순차 구동형 액정표시장치의 리셋 선택부를 도시한 회로도이다.
도 4를 참조하면, 상기 리셋 선택부는 다수의 전송 게이트로 구성된다. 각각의 전송 게이트는 NMOS와 PMOS가 병렬 연결된 구조를 가진다. 또한, 실시예에 따라서 상기 전송 게이트는 하나의 PMOS로 구성될 수도 있다.
전송 게이트가 PMOS로 구성되는 경우, 리셋 제어 신호 CTL은 각각의 PMOS의 게이트 단자에 인가되고, PMOS의 제1 전극에는 리셋 신호 Vr이 인가된다. 또한, PMOS의 제2 전극은 데이터 라인에 연결된다. PMOS의 수는 데이터 라인의 개수에 따라 결정된다. 즉, 하나의 데이터 라인은 하나의 PMOS의 제2 전극에 연결되므로, 데이터 라인의 수가 n개인 경우, 상기 리셋 선택부에서 구비되는 PMOS의 수는 n개임이 바람직하다. PMOS의 게이트 단자에 인가되는 리셋 제어 신호 CTL에 따라 상기 PMOS 트랜지스터는 온/오프되고, PMOS의 턴-온 동작에 의해 제1 전극에 인가된 리 셋 신호 Vr은 데이터 라인으로 전달된다.
전송 게이트가 NMOS와 PMOS가 병렬 연결된 구조를 가지는 경우, 상기 NMOS와 PMOS는 동시에 온/오프된다. 또한, 각각의 전송 게이트의 NMOS의 게이트 단자에는 반전된 리셋 제어 신호 /CTL이 입력되며, 전송 게이트의 PMOS의 게이트 단자에는 리셋 제어 신호 CTL이 입력된다.
또한, 각각의 전송 게이트의 제1 전극에는 리셋 신호 Vr이 인가된다. 상술한 바와 같이 상기 리셋 신호 Vr은 △V2의 레벨을 가진다. 바람직하게는 상기 리셋 신호 Vr은 △V2의 레벨을 가진 직류 전압이다.
각각의 전송 게이트의 제2 전극은 각각의 데이터 라인에 연결된다. 또한, 전송 게이트의 수는 데이터 라인의 수와 일치시킴이 바람직하다.
리셋 제어 신호 CTL이 로우 레벨이고, 상기 반전된 리셋 제어 신호 /CTL이 하이 레벨인 경우, 전송 게이트의 PMOS 및 NMOS는 턴-온된다. 따라서, 턴-온된 트랜지스터를 통해 리셋 신호 Vr은 데이터 라인으로 인가된다.
따라서, 데이터 라인의 수에 상응하는 n개의 전송 게이트들 TG1, TG2,..., TGn은 동시에 턴-온되어 리셋 신호 Vr을 데이터 라인들에 공급한다. 데이터 라인을 통해 화소에 공급되는 리셋 신호는 액정을 초기화한다.
리셋 제어 신호 CTL이 하이 레벨이고, 상기 반전된 리셋 제어 신호 /CTL이 로우 레벨인 경우, 전송 게이트의 PMOS 및 NMOS는 턴-오프된다. 전송 게이트의 턴-오프에 의해 리셋 신호 Vr은 데이터 라인으로 공급되지 않는다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 리셋 선택부의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 5를 참조하면, 적색 필드는 리셋 구간 및 데이터 기입 구간을 가진다. 리셋 구간 동안, 리셋 제어 신호 CTL은 로우 레벨을 유지하고, 반전된 리셋 제어 신호 /CTL은 하이 레벨을 유지한다. 따라서, 리셋 선택부의 전송 게이트들 TG1, TG2,..., TGn은 턴-온되고, 전송 게이트들을 통해 △V2의 레벨을 가진 리셋 신호 Vr을 데이터 라인에 공급한다. 데이터 라인에 공급된 리셋 신호 Vr은 화소의 액정을 초기화한다.
리셋 구간이 종료되면, 데이터 기입 구간이 개시된다. 데이터 기입 구간 동안, 리셋 제어 신호 CTL은 하이 레벨을 유지하고, 반전된 리셋 제어 신호 /CTL은 로우 레벨을 유지한다. 따라서, 리셋 선택부의 전송 게이트들 TG1, TG2,..., TGn은 턴-오프되고, 리셋 선택부의 리셋 신호의 선택 동작은 차단된다.
또한, 데이터 기입 구간 동안, 주사 신호에 의해 선택된 화소에는 데이터 신호가 인가된다. 상기 데이터 신호는 리셋 신호의 레벨 △V2 이하의 레벨인 △V1의 레벨을 가진다.
적색 필드의 데이터 기입 구간이 종료되면, 녹색 필드가 개시된다. 녹색 필드에서 액정에 대한 초기화, 데이터의 기입 및 녹색 램프의 점등이 수행된다. 상술한, 과정은 녹색 필드에 이어서 개시되는 청색 필드에서도 수행된다.
상술한 과정을 통해 데이터 신호보다 높은 레벨을 가지는 리셋 신호를 화소의 액정에 인가하여 액정을 충분히 초기화시킬 수 있다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 데이터 신호를 상회하는 레벨을 가진 리셋 신호를 선택적으로 화소에 공급할 수 있는 리셋 선택부를 구비하여, 액정에 대한 초기화 동작을 수행할 수 있다. 또한, 초기화를 위해 요구되는 리셋 구간은 단축될 수 있으므로, 각각의 서브 프레임에서의 초기화를 위해 요구되는 타이밍 마진을 확보할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (17)

  1. 다수의 화소로 구성되고, 영상을 디스플레이하기 위한 액정 패널;
    주사 라인을 통해 상기 액정 패널에 주사 신호를 공급하기 위한 게이트 드라이버;
    데이터 라인을 통해 상기 액정 패널에 데이터 신호를 공급하기 위한 소스 드라이버; 및
    리셋 구간 동안, 상기 데이터 신호의 레벨을 상회하는 레벨을 가진 리셋 신호를 상기 액정 패널에 공급하기 위한 리셋 선택부를 포함하는 필드순차 구동형 액정표시장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 리셋 신호는 구형파인 것을 특징으로 하는 필드순차 구동형 액정표시장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 리셋 신호는 2이상의 구형파로 이루어진 것을 특징으로 하는 필드순차 구동형 액정표시장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 리셋 선택부는 리셋 제어 신호에 따라 상기 리셋 신호를 선택하기 위한 전송 게이트들을 가지는 것을 특징으로 하는 필드순차 구동형 액정표시장치.
  5. 제4항에 있어서, 각각의 전송 게이트는 PMOS로 구성된 것을 특징으로 하는 필드순차 구동형 액정표시장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 전송 게이트의 PMOS는 게이트 단자에 인가되는 상기 리셋 제어 신호에 따라 온/오프되는 것을 특징으로 하는 필드순차 구동형 액정표시장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 전송 게이트의 PMOS는,
    상기 리셋 신호가 인가되는 제1 전극; 및
    상기 데이터 라인에 연결된 제2 전극을 가지는 것을 특징으로 하는 필드순차 구동형 액정표시장치.
  8. 제4항에 있어서, 각각의 전송 게이트는 병렬로 연결된 NMOS와 PMOS로 구성된 것을 특징으로 하는 필드순차 구동형 액정표시장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 전송 게이트는 상기 PMOS의 게이트 단자에 인가되는 상기 리셋 제어 신호 및 상기 NMOS의 게이트 단자에 인가되는 상기 리셋 제어 신호의 반전된 신호에 따라 온/오프되는 것을 특징으로 하는 필드순차 구동형 액정표시장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 전송 게이트는,
    상기 리셋 신호가 인가되는 제1 전극; 및
    상기 데이터 라인에 연결되는 제2 전극을 가지는 것을 특징으로 하는 필드순차 구동형 액정표시장치.
  11. 주사 라인 및 데이터 라인이 교차하는 영역에 형성된 화소를 가지고, 영상을 디스플레이하기 위한 액정 패널;
    상기 주사 라인을 통해 상기 화소에 주사 신호를 공급하기 위한 게이트 드라이버;
    상기 데이터 라인을 통해 상기 화소에 제1 레벨을 가진 데이터 신호를 공급하기 위한 소스 드라이버; 및
    상기 데이터 라인과 연결되는 전송 게이트를 가지고, 상기 데이터 라인을 통해 상기 제1 레벨을 상회하는 제2 레벨을 가진 리셋 신호를 리셋 구간 동안 상기 화소에 공급하기 위한 리셋 선택부를 포함하는 필드순차 구동형 액정표시장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 리셋 선택부의 전송 게이트는 PMOS로 구성된 것을 특징으로 하는 필드순차 구동형 액정표시장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 전송 게이트의 수는 상기 데이터 라인의 수에 상응하 여 구비되는 것을 특징으로 하는 필드순차 구동형 액정표시장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 전송 게이트의 PMOS는,
    상기 PMOS의 온/오프 동작을 제어하기 위한 리셋 제어 신호가 인가되는 게이트 단자;
    상기 리셋 신호가 인가되는 제1 전극; 및
    상기 데이터 라인에 연결되고, 리셋 제어 신호에 따라 상기 제1 전극에 인가된 리셋 신호를 상기 데이터 라인을 통해 상기 화소에 공급하기 위한 제2 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 필드순차 구동형 액정표시장치.
  15. 제11항에 있어서, 상기 리셋 선택부의 전송 게이트는 병렬로 접속된 PMOS 및 NMOS로 구성된 것을 특징으로 하는 필드순차 구동형 액정표시장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 전송 게이트의 수는 상기 데이터 라인의 수에 상응하여 구비되는 것을 특징으로 하는 필드순차 구동형 액정표시장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 전송 게이트는,
    상기 PMOS의 온/오프 동작을 제어하기 위한 리셋 제어 신호가 인가되는 상기 PMOS의 게이트 단자;
    상기 NMOS의 온/오프 동작을 제어하기 위한 반전된 리셋 제어 신호가 인가되 는 상기 NMOS의 게이트 단자;
    상기 리셋 신호가 인가되는 제1 전극; 및
    상기 데이터 라인에 연결되고, 리셋 제어 신호에 따라 상기 제1 전극에 인가된 리셋 신호를 상기 데이터 라인을 통해 상기 화소에 공급하기 위한 제2 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 필드순차 구동형 액정표시장치.
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