KR20030054882A - Liquid Crystal Display - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로 특히, 화질을 개선할 수 있는 액정표시장치에 관한 것이다.The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly, to a liquid crystal display device capable of improving image quality.
통상적으로, 액정표시장치(Liquid Crystal Display : 이하 "LCD"라 함)는 게이트라인들과 데이터라인들간의 교차부에 배열되어진 화소매트릭스를 이용하여 비디오신호에 대응하여 화상을 표시하게 된다. 이러한 각 화소들은 도 1과 같이 비디오신호에 따라 광투과량을 조절하는 액정셀(Clc)과, 데이터라인(DL)으로부터 액정셀(Clc)에 공급될 비디오신호를 절환하기 위한 박막트랜지스터(Thin Film Transistor : 이하 "TFT"라 함)와, 데이터라인(DL)으로부터 공급되는 비디오신호가 액정셀(Clc)로 공급될 수 있도록 게이트 구동신호를 공급하는 게이트라인(GL)으로 구성된다. 또한, LCD에는 게이트라인(GL) 및 데이터라인(DL)에 구동신호를 공급하기 위한 도시하지 않는 게이트 및 데이터 드라이버들이 마련된다.In general, a liquid crystal display (hereinafter referred to as "LCD") displays an image in response to a video signal using a pixel matrix arranged at an intersection between gate lines and data lines. Each pixel includes a liquid crystal cell Clc for adjusting light transmittance according to a video signal, and a thin film transistor for switching a video signal to be supplied to the liquid crystal cell Clc from the data line DL. : "TFT") and a gate line GL for supplying a gate driving signal so that a video signal supplied from the data line DL can be supplied to the liquid crystal cell Clc. In addition, the LCD is provided with gate and data drivers (not shown) for supplying driving signals to the gate line GL and the data line DL.
TFT의 게이트단자는 게이트라인(GL)에 접속되며, TFT의 소스단자는 데이터라인(DL)에 접속된다. 그리고 TFT의 드레인단자는 액정셀(Clc)의 화소전극에 접속된다. 1라인에 해당하는 게이트라인(GL)을 전기적인 등가회로로 나타내면, 도 2에 도시된 바와 같이 저항(R)들과 캐패시터(C)들로 나타낼 수 있다. 이 저항(R)들은게이트라인(GL)의 저항을 구성하며, 그 값은 게이트라인(GL)을 구성하는 물질과, 길이, 폭 및 두께에 의해 결정된다. 또한, 캐패시터(C)의 용량값은 TFT들의 게이트전극의 용량값, 액정셀(Clc)에 포함되어진 전극들간의 용량값, 게이트라인(GL)과 데이터라인(DL) 사이의 용량값 등이 가산되어 결정된다. 이 저항(R)과 캐패시터(C)에 의해 게이트드라이버(도시하지 않음)에서 생성된 게이트신호(GS)에는 라인지연이 발생하게 된다. 이를 도 3을 참조하여 설명하기로 한다.The gate terminal of the TFT is connected to the gate line GL, and the source terminal of the TFT is connected to the data line DL. The drain terminal of the TFT is connected to the pixel electrode of the liquid crystal cell Clc. When the gate line GL corresponding to one line is represented by an electrical equivalent circuit, as shown in FIG. 2, the resistors R and the capacitors C may be represented. The resistors R constitute a resistance of the gate line GL, and a value thereof is determined by the material constituting the gate line GL, length, width, and thickness. In addition, the capacitance value of the capacitor C is added by the capacitance value of the gate electrodes of the TFTs, the capacitance value between the electrodes included in the liquid crystal cell Clc, and the capacitance value between the gate line GL and the data line DL. It is decided. The line delay occurs in the gate signal GS generated by the gate driver (not shown) by the resistor R and the capacitor C. FIG. This will be described with reference to FIG. 3.
도 3을 참조하면, 게이트신호(GS)는 데이터신호(DS)가 데이터라인(DL)에 공급되는 기간에 게이트라인(GL)에 입력된다. 이 때, 게이트신호(GS)의 입력단에서 멀리 떨어진 게이트라인(GL)의 우측끝단에서는 게이트신호(GS)의 상승에지로부터 완만하게 증가하는 지연된 게이트신호(DGS)가 나타나게 된다. 이 지연된 게이트신호(DGS)는 자신의 문턱전압(Vth)보다 높아지는 시점, 즉 게이트신호(GS)의 상승에지로부터 도 2에서의 저항(R)값과 캐패시터(D)의 용량값의 곱에 해당하는 시정수(τ)만큼 경과된 시간에 턴온된다. 그리고 지연된 게이트신호(DGS)는 게이트신호(GS)의 하강에지로부터 완만하게 감소된다. 이 때, 게이트라인(GL)의 우측끝단에 위치한 TFT는 지연된 게이트신호(DGS)가 자신의 문턱전압(Vth)보다 낮아지는 시점, 즉 게이트신호(GS)의 하강에지로부터 시정수(τ)만큼 경과된 시간에 턴오프된다. 결과적으로, 게이트신호(GS)의 입력단으로부터 멀리 떨어진 우측 끝단에 위치한 TFT의 게이트전극에는 시정수(τ)에 해당하는 시간만큼 지연되어진 유효 게이트신호(EGS)가 인가된다. 이 유효 게이트신호(EGS)에 의해, 게이트라인(GL)의 우측끝단에 위치하는 액정셀(Clc)은 데이터신호(DS)의 상승에지로부터 게이트라인(GL)의 시정수(τ)만큼 경과된 시점에서부터 데이터신호(DS)의 하강에지로부터 게이트라인(GL)의 시정수(τ)에 해당하는 시간만큼 경과된 시점까지 이르는 기간동안 신호전압을 충전하게 된다. 다시 말하면, 이 액정셀(Clc)은 게이트신호(GS)의 하강에지로부터 시정수(τ)의 기간동안 다음 라인의 데이터신호전압을 충전하게 된다. 따라서, 이 액정셀에 충전되는 유효충전전압(CS)은 데이터신호전압(DS)을 유지하지 못하고 다음 라인의 액정셀에 인가될 데이터신호전압과의 차전압만큼 변하게 된다. 결국, 게이트라인(GL)에서의 게이트신호(GS)의 전파지연으로 인해, 액정셀(Clc)들에 충전되는 신호전압이 왜곡된다. 이러한 문제점은 게이트라인(GL)이 길어질수록 즉, 대형화될수록 더욱 더 심화된다.Referring to FIG. 3, the gate signal GS is input to the gate line GL in a period in which the data signal DS is supplied to the data line DL. At this time, the delayed gate signal DGS that gradually increases from the rising edge of the gate signal GS appears at the right end of the gate line GL far from the input terminal of the gate signal GS. The delayed gate signal DGS corresponds to the point of time when the threshold voltage Vth becomes higher than its threshold voltage, that is, the product of the resistance value R and the capacitance value of the capacitor D in FIG. 2 from the rising edge of the gate signal GS. Turn on at a time elapsed by the time constant? The delayed gate signal DGS is gradually reduced from the falling edge of the gate signal GS. At this time, the TFT located at the right end of the gate line GL has a time constant τ from the time when the delayed gate signal DGS becomes lower than its threshold voltage Vth, that is, the falling edge of the gate signal GS. Turn off at elapsed time. As a result, the effective gate signal EGS is applied to the gate electrode of the TFT located at the right end far from the input terminal of the gate signal GS, which is delayed by a time corresponding to the time constant?. By this effective gate signal EGS, the liquid crystal cell Clc positioned at the right end of the gate line GL has elapsed from the rising edge of the data signal DS by the time constant τ of the gate line GL. The signal voltage is charged from the time point from the falling edge of the data signal DS to the time point elapsed by the time corresponding to the time constant? Of the gate line GL. In other words, the liquid crystal cell Clc charges the data signal voltage of the next line from the falling edge of the gate signal GS during the time constant τ. Therefore, the effective charging voltage CS charged in the liquid crystal cell does not maintain the data signal voltage DS but changes by the difference voltage with the data signal voltage to be applied to the liquid crystal cell of the next line. As a result, the signal voltage charged in the liquid crystal cells Clc is distorted due to the propagation delay of the gate signal GS in the gate line GL. This problem is exacerbated as the gate line GL becomes longer, i.e., becomes larger.
따라서, 본 발명의 목적은 화질을 개선할 수 있는 액정표시장치를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a liquid crystal display device capable of improving image quality.
도 1은 데이터라인 및 게이트라인의 교차부에 형성된 액정셀을 나타내는 도면.1 illustrates a liquid crystal cell formed at an intersection of a data line and a gate line.
도 2는 도 1에 도시된 1라인분의 게이트라인을 나타내는 등가회로도.FIG. 2 is an equivalent circuit diagram showing gate lines for one line shown in FIG.
도 3은 액정패널의 게이트라인과 데이터라인에 인가되는 신호들을 나타내는 파형도.3 is a waveform diagram illustrating signals applied to gate lines and data lines of a liquid crystal panel;
도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 액정표시장치를 나타내는 도면.4 is a diagram illustrating a liquid crystal display according to a first embodiment of the present invention.
도 5는 도 4에 도시된 1라인분의 게이트라인을 나타내는 등가회로도.FIG. 5 is an equivalent circuit diagram showing gate lines for one line shown in FIG. 4; FIG.
도 6은 도 4에 도시된 보상부를 나타내는 도면.FIG. 6 is a diagram illustrating a compensator shown in FIG. 4. FIG.
도 7은 도 4에 도시된 액정패널의 게이트라인에 인가되는 신호를 나타내는 파형도.7 is a waveform diagram illustrating a signal applied to a gate line of the liquid crystal panel shown in FIG. 4.
도 8은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 액정표시장치를 나타내는 도면.8 illustrates a liquid crystal display according to a second exemplary embodiment of the present invention.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
31 : 디지털 비디오 카드32 : 제어부31 digital video card 32 control unit
33 : 데이터 드라이버34 : 게이트 드라이버33: data driver 34: gate driver
35 : 보상부36 : 액정패널35: compensator 36: liquid crystal panel
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 액정표시장치는 게이트신호가 공급되는 게이트라인과, 유효표시영역내의 게이트라인 상에 형성되는 버퍼를 구비한다.In order to achieve the above object, the liquid crystal display according to the first embodiment of the present invention includes a gate line to which a gate signal is supplied, and a buffer formed on the gate line in the effective display area.
상기 버퍼는 게이트라인의 중앙부에 형성되는 것을 특징으로 한다.The buffer is characterized in that formed in the center of the gate line.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 액정표시장치는 데이터가 공급되는 데이터라인과, 유효표시영역내의 데이터라인 상에 형성되는 버퍼를 구비한다.In order to achieve the above object, the liquid crystal display according to the second embodiment of the present invention includes a data line to which data is supplied and a buffer formed on the data line in the effective display area.
상기 버퍼는 데이터라인의 중앙부에 형성되는 것을 특징으로 한다.The buffer is formed at the center of the data line.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.Other objects and features of the present invention in addition to the above objects will become apparent from the description of the embodiments with reference to the accompanying drawings.
이하, 도 4 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 to 8.
도 4를 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 액정표시장치는 아날로그 데이터를 디지털 비디오 데이터로 변환하기 위한 디지털 비디오 카드(31)와, 액정패널(36)의 데이터라인들(DL)에 비디오 데이터를 공급하기 위한 데이터드라이버(33)와, 액정패널(36)의 게이트라인들(GL)을 순차적으로 구동하기 위한 게이트드라이버(34)와, 데이터드라이버(33)와 게이트드라이버(34)를 제어하기 위한 제어부(32)를 구비한다.Referring to FIG. 4, the liquid crystal display according to the first exemplary embodiment of the present invention may include a digital video card 31 for converting analog data into digital video data, and data lines DL of the liquid crystal panel 36. The data driver 33 for supplying video data, the gate driver 34 for sequentially driving the gate lines GL of the liquid crystal panel 36, and the data driver 33 and the gate driver 34 A control unit 32 for controlling is provided.
디지털 비디오 카드(31)는 아날로그 입력 영상신호를 디지털 비디오 데이터로 변환하고 영상신호에 포함된 동기신호를 검출하게 된다.The digital video card 31 converts an analog input video signal into digital video data and detects a synchronization signal included in the video signal.
제어부(32)는 디지털 비디오 카드(31)로부터의 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 디지털 비디오 데이터를 데이터드라이버(33)에 공급하게 된다. 또한, 제어부(32)는 디지털 비디오 카드(31)로부터 입력되는 수평/수직 동기신호(H,V)를 이용하여 도트클럭(Dclk)과 게이트 스타트 펄스(GSP)를 생성하여 데이터드라이버(33)와 게이트드라이버(34)의 타이밍을 제어하게 된다.도트클럭(Dclk)은 데이터드라이버(33)에 공급되며, 게이트 스타트 펄스(GSP)는 게이트드라이버(34)에 공급된다.The control unit 32 supplies the red (R), green (G) and blue (B) digital video data from the digital video card 31 to the data driver 33. In addition, the controller 32 generates the dot clock Dclk and the gate start pulse GSP using the horizontal / vertical synchronization signals H and V input from the digital video card 31 to generate the data driver 33 and the data driver 33. The timing of the gate driver 34 is controlled. The dot clock Dclk is supplied to the data driver 33, and the gate start pulse GSP is supplied to the gate driver 34.
데이터드라이버(33)에는 제어부(32)로부터 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 비디오 데이터와 함께 도트클럭(Dclk)이 입력된다. 이 데이터드라이버(33)는 도트클럭(Dclk)에 동기하여 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 디지털 비디오 데이터를 래치한 후에, 래치된 데이터를 감마전압(Vγ)에 따라 보정하게 된다. 그리고 데이터드라이버(33)는 감마전압(Vγ)에 의해 보정된 데이터를 아날로그 데이터로 변환하여 1 라인분씩 데이터라인(DL)에 공급하게 된다.The data driver 33 receives a dot clock Dclk together with video data of red (R), green (G), and blue (B) from the control unit 32. The data driver 33 latches the red (R), green (G) and blue (B) digital video data in synchronization with the dot clock Dclk, and then corrects the latched data in accordance with the gamma voltage Vγ. Done. The data driver 33 converts the data corrected by the gamma voltage Vγ into analog data and supplies the data lines DL by one line.
게이트드라이버(34)는 제어부(32)로부터 입력되는 게이트 스타트 펄스(GSP)에 응답하여 순차적으로 게이트신호를 발생하는 쉬프트 레지스터(도시하지 않음)와, 게이터신호의 전압을 액정셀의 구동에 적합한 레벨로 쉬프트 시키기 위한 레벨 쉬프터(도시하지 않음) 등으로 구성된다. 이 게이트드라이버(34)로부터 입력되는 게이트신호에 응답하여 TFT에 의해 데이터라인(DL) 상의 비디오 데이터가 액정셀(Clc)의 화소전극에 공급된다.The gate driver 34 may include a shift register (not shown) that sequentially generates a gate signal in response to a gate start pulse GSP input from the controller 32, and a level suitable for driving a gate signal voltage of the liquid crystal cell. And a level shifter (not shown) for shifting to a low level. In response to the gate signal input from the gate driver 34, video data on the data line DL is supplied to the pixel electrode of the liquid crystal cell Clc by the TFT.
액정패널(36)은 두 장의 유리기판 사이에 액정이 주입되며, 그 하부 유리기판 상에 게이트라인들(GL)과 데이터라인들(DL)이 상호 직교되도록 형성된다. 게이트라인들(GL)과 데이터라인들(DL)의 교차부에는 데이터라인들(DL)로부터 입력되는 영상신호를 액정셀(Clc)에 선택적으로 공급하기 위한 TFT가 형성된다. 이를 위하여, TFT의 드레인단자는 액정셀(Clc)의 화소전극에 접속되며, TFT의 소스단자는 데이터라인(DL)에 접속된다. 그리고, TFT의 게이트단자는 게이트라인(GL)에 접속되며,In the liquid crystal panel 36, liquid crystal is injected between two glass substrates, and the gate lines GL and the data lines DL are orthogonal to each other on the lower glass substrate. A TFT for selectively supplying an image signal input from the data lines DL to the liquid crystal cell Clc is formed at the intersection of the gate lines GL and the data lines DL. For this purpose, the drain terminal of the TFT is connected to the pixel electrode of the liquid crystal cell Clc, and the source terminal of the TFT is connected to the data line DL. The gate terminal of the TFT is connected to the gate line GL.
게이트라인(GL)에는 도 5에 도시된 바와 같이 보상부(35)가 형성된다. 이 보상부(35)는 게이트라인(GL)의 중앙부에 형성되어 게이트신호(GS)의 지연을 방지할 수 있다. 이를 상세히 설명하면, 1라인에 해당하는 게이트라인(GL)의 전기적인 등가회로로는 저항(R)들과 캐패시터(C)들로 나타낼 수 있다. 이 저항(R)들은 게이트라인(GL)의 저항을 구성하며, 그 값은 게이트라인(GL)을 구성하는 물질과, 길이, 폭 및 두께에 의해 결정된다. 캐패시터(C)의 용량값은 TFT들의 게이트전극의 용량값, 액정셀(Clc)에 포함되어진 전극들간의 용량값, 게이트라인(GL)과 데이터라인(DL) 사이의 용량값 등이 가산되어 결정된다. 이 저항(R)과 캐패시터(C)에 의해 게이트드라이버(34)에서 생성된 게이트신호(GS)에는 라인지연이 발생하게 된다. 이 라인지연을 보상하기 위해 게이트라인(GL)의 중앙부에 보상부(35)가 형성된다. 이 보상부(35)는 도 6에 도시된 바와 같이 버퍼로 형성된다. 여기서, 버퍼의 비반전(+) 입력단자에는 n/2번째 게이트신호가 입력되며, 반전(-) 입력단자는 출력단자와 피드백으로 연결되어 있으며, 출력단자에는 (n+1)/2번째 게이트신호가 출력된다. 즉, 보상부(35)의 입력단자에는 게이트신호(GS)가 상대적으로 왜곡된 n/2번째 게이트신호가 입력되며, 보상부(35)는 이를 보상하여 입력단자의 게이트신호(GS)와 동일한 (n+1)/2번째 게이트신호를 생성하게 된다. 이에 따라, 게이트신호(GS)의 입력단자로부터 멀리 떨어진 게이트라인(GL)의 우측 끝단에서는 왜곡된 신호가 보상된 게이트신호(GSn)가 나타나게 된다. 입력 게이트신호(GS)와 우측끝단에서의 게이트신호(GSn)가 도 7에 도시된 바와 같이 동일하므로 입력단과 우측끝단에 대응되는 액정셀에 충전되는 전압이 동일하게 된다.A compensation unit 35 is formed in the gate line GL as shown in FIG. 5. The compensator 35 is formed at the center of the gate line GL to prevent a delay of the gate signal GS. In detail, the electrical equivalent circuit of the gate line GL corresponding to one line may be represented by resistors R and capacitors C. FIG. The resistors R constitute a resistance of the gate line GL, and a value thereof is determined by the material constituting the gate line GL, length, width, and thickness. The capacitance value of the capacitor C is determined by adding the capacitance value of the gate electrodes of the TFTs, the capacitance value between the electrodes included in the liquid crystal cell Clc, and the capacitance value between the gate line GL and the data line DL. do. The line delay occurs in the gate signal GS generated by the gate driver 34 by the resistor R and the capacitor C. In order to compensate for this line delay, a compensation part 35 is formed at the center of the gate line GL. This compensator 35 is formed of a buffer as shown in FIG. Here, the n / 2th gate signal is input to the non-inverting (+) input terminal of the buffer, the inverting (-) input terminal is connected to the output terminal and the feedback, and the (n + 1) / 2th gate to the output terminal. The signal is output. That is, the n / 2-th gate signal of which the gate signal GS is relatively distorted is input to the input terminal of the compensator 35, and the compensator 35 compensates for this and is equal to the gate signal GS of the input terminal. The (n + 1) / 2th gate signal is generated. Accordingly, the gate signal GSn in which the distorted signal is compensated for appears at the right end of the gate line GL far from the input terminal of the gate signal GS. Since the input gate signal GS and the gate signal GSn at the right end are the same as illustrated in FIG. 7, the voltage charged in the liquid crystal cell corresponding to the input end and the right end is the same.
이러한 보상부(35)는 게이트라인(GL)의 중앙부 뿐만 아니라 게이트라인(GL)의 어느 위치에든 형성될 수 있으며, 다수개 형성될 수도 있다.The compensation unit 35 may be formed at any position of the gate line GL as well as the center portion of the gate line GL, and a plurality of compensation units 35 may be formed.
도 8은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 액정표시장치를 나타내는 도면이다.8 is a diagram illustrating a liquid crystal display according to a second exemplary embodiment of the present invention.
도 8에 도시된 액정표시장치는 도 4에 도시된 액정표시장치와 비교하여 보상부(35)가 게이트라인(GL) 대신에 데이터라인(DL) 상에 형성되는 것을 제외하고는 동일한 구성요소를 구비한다.The liquid crystal display shown in FIG. 8 has the same components as the liquid crystal display shown in FIG. 4 except that the compensator 35 is formed on the data line DL instead of the gate line GL. Equipped.
데이터라인(DL)의 중앙부에 형성되는 보상부(35)는 버퍼로 형성되어, 버퍼의 비반전(+) 입력단자에는 n/2번째 데이터신호가 입력되며, 반전(-) 입력단자는 출력단자와 피드백으로 연결되어 있으며, 출력단자에는 (n+1)/2번째 데이터신호가 출력된다. 즉, 보상부(35)의 입력단자에는 데이터신호(GS)가 상대적으로 왜곡된 n/2번째 데이터신호가 입력되며, 보상부(35)는 이를 보상하여 입력단자의 게이트신호와 동일한 (n+1)/2번째 데이터신호를 생성하게 된다. 이에 따라, 데이터신호의 입력단자로부터 멀리 떨어진 데이터라인(DL)의 마지막단에서는 왜곡된 신호가 보상된 데이터신호가 나타나게 된다. 이에 따라, 데이터신호의 왜곡현상을 방지할 수 있어 화상이 향상된다.The compensator 35 formed at the center of the data line DL is formed as a buffer so that the n / 2th data signal is input to the non-inverting (+) input terminal of the buffer, and the inverting (-) input terminal is the output terminal. And (n + 1) / 2th data signal is output to the output terminal. That is, the n / 2-th data signal of which the data signal GS is relatively distorted is input to the input terminal of the compensator 35, and the compensator 35 compensates for the same (n +) as the gate signal of the input terminal. 1) A second data signal is generated. Accordingly, at the last end of the data line DL far from the input terminal of the data signal, a data signal compensated for the distorted signal appears. As a result, distortion of the data signal can be prevented and the image is improved.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치는 유효표시영역내에 위치하는 신호라인의 중앙부에 보상부를 형성한다. 이 보상부에 의해 신호지연을 방지할수 있어 화질이 개선된다.As described above, the liquid crystal display according to the present invention forms a compensating portion in the center of the signal line located in the effective display area. This compensation unit can prevent signal delay and improve the image quality.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the technical spirit of the present invention. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification but should be defined by the claims.
Claims (4)
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