KR20080029384A - 터치 스크린 패널이 구비된 양방향 액정 표시장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 터치 스크린 패널이 구비된 양방향 액정 표시장치에 관한 것으로, 가시광 영역에 대하여 광투과성인 제1패널부와 제1패널부에 합착되고 가시광 영역에 대하여 광투과성을 가지며 가요성을 가지는 제2패널부로 이루어진 터치 스크린 패널부 및 이 터치 스크린 패널부와 합착되며, 전압의 인가 여부에 따라 양면에 영상 표시를 수행하는 액정 패널부를 포함하며, 제1패널부는 도광판인 것을 특징으로 하여, 박형화가 가능한 구조를 제시함으로써 부품 수와 이에 따른 제조원가를 감소시키고 광특성 향상과 뉴턴 환 발생 개선을 도모할 수 있다.
터치 스크린 패널, 액정 표시장치, 양방향 표시
Description
도 1은 일반적인 터치 스크린 패널이 구비된 양방향 액정 표시장치를 나타낸 개략도,
도 2는 도 1의 상세도면,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 터치 스크린 패널이 구비된 양방향 액정 표시장치를 나타낸 개략도,
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 패널이 구비된 양방향 액정 표시장치를 나타낸 개략도,
도 5는 도 4a 및 도 4b의 터치 스크린 패널의 일부를 나타낸 개략도,
도 6은 도 5의 변형예를 나타낸 개략도.
도 7은 도 5의 다른 변형예를 나타낸 개략도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
500...터치 스크린 패널이 구비된 양방향 액정 표시장치
510...터치 스크린 패널, 520...광원,
530...액정 패널.
본 발명은 터치 스크린 패널이 구비된 양방향 액정 표시장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 박형화 구조를 제시하여 광특성을 향상시키고 가격 절감이 가능하도록 하는 터치 스크린 패널이 구비된 양방향 액정 표시장치에 관한 것이다.
최근 들어, 액정 표시장치는 경량, 박형, 저소비 전력구동 등의 특징과 함께 액정 재료의 개량 및 미세화소 가공기술의 개발에 의해 화질이 급속적하게 개선되고 있으며, 또한 그 응용범위가 점차 넓어지고 있는 추세이다.
일반적으로, 액정 표시장치 모듈은 상하 유리기판 사이에 액정이 주입된 액정패널과, 이 액정패널 양측에서 빛을 편광시키기 위한 편광판과, 액정패널에 일정한 양의 빛을 공급하기 위한 광원 및 도광판을 구비하여 외부에서 입력되는 영상 신호를 표시하는 장치이다.
통상적으로, 액정 표시장치 모듈의 배면인 서포트 메인 하부에는 인쇄회로기판 등이 설치되어 있으며, 이 인쇄회로기판에는 액정 표시장치 모듈의 스위칭 소자들을 구동하기 위한 드라이브 직접회로가 실장되고, 액정 표시장치 모듈과 인쇄회로기판은 테이프 캐리어 패키지(TCP; Tape Carrier Package)에 의해 전기적으로 접속되어 드라이브 직접회로들의 제어신호 및 영상신호가 액정 표시장치 모듈에 전달되도록 한다.
이와 같이 구성되는 액정 표시장치에서 영상을 표시함과 동시에 표시된 화면에서 전기적 그래픽 신호를 입력하기 위한 디지타이저가 장착되기도 하는데, 이러 한 장치를 EGIP(Electric graphic input panel) 또는 터치 스크린 패널(touch screen panel)이라 하며, 디지타이저는 터치 스크린 또는 태블릿(tablet)이라고도 칭한다.
이러한 터치 스크린 패널을 액정 표시장치에 적용할 시에는, 기존의 액정 표시장치 구조 상에 터치 스크린 패널을 물리적으로 부착시키는 형태로 사용되므로 그 두께가 현저히 증가하며 광특성이 대폭 감소된다는 문제점이 있다.
더욱이, 이러한 터치 스크린 패널을 양방향 액정 표시장치의 어느 한 방향에 장착할 시에는 전체 두께가 후형화되며 광원으로부터 방출된 빛이 다수의 구조층을 투과하여야 하므로 광투과율 특성이 저하되고 뉴턴 환이 발생되어 품질에 악영향을 끼친다는 단점이 있다.
따라서, 본 발명은 전술한 종래의 문제점들을 해결하기 위해 창안된 발명으로, 박형화가 가능한 구조를 제시함으로써 부품 수와 이에 따른 제조원가를 감소시키며, 광특성을 향상시키고 뉴턴 환 발생을 억제할 수 있는 터치 스크린 패널이 구비된 양방향 액정 표시장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상술된 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 터치 스크린 패널이 구비된 양방향 액정 표시장치는, 가시광 영역에 대하여 광투과성인 제1패널부와 제1패널부에 합착되고 가시광 영역에 대하여 광투과성을 가지며 가요성을 가지는 제2패널부로 이루어진 터치 스크린 패널부 및 이 터치 스크린 패널부와 합착되며, 전압의 인 가 여부에 따라 양면에 영상 표시를 수행하는 액정 패널부를 포함하며, 제1패널부는 도광판인 것을 특징으로 한다.
여기서, 제1패널부 상에는 제1패널부 및 제2패널부 간의 간격을 유지하는 소정 형상의 돌기를 구비하는 것이 바람직하며, 이때 돌기 각각은 직경 1~200 ㎛, 높이 1~200 ㎛로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 제1패널부에는 투명전도막이 형성되고, 돌기는 투명전도막 상에 구성될 수 있고, 돌기 및 돌기가 형성되지 않는 제1패널부 상에 투명전도막이 형성될 수도 있으며, 돌기가 형성되지 않는 제1패널부 상에 투명전도막이 형성될 수도 있다.
이 경우, 투명전도막은 인듐-주석 산화물계, 아연 산화물계 및 인듐-아연 산화물계로 구성되는 1군에서 선택되어지는 어느 하나일 수 있다.
또한, 제2패널부는 편광판이되, 이 편광판에는 제1패널부와 합착되는 일면에 투명전도막이 구비될 수 있다.
또한, 제2패널부는 터치 스크린 패널 상판 필름이되, 상판 필름에는 제1패널부와 합착되는 일면에 투명전도막이 구비될 수도 있다.
여기서, 액정 패널부는, 터치 스크린 패널부와 연접되는 컬러필터 기판과, 컬러필터 기판에 연접하는 액정층과, 액정층과 연접되는 일면에 박막 트랜지스터가 형성된 박막 트랜지스터 기판과, 박막 트랜지스터 기판에 합착되는 편광판을 포함하는 것을 특징으로 하며, 편광판 또는 박막 트랜지스터 기판에는 반사부재가 구비되는 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 터치 스크린 패널이 구비된 양방향 액정 표시장치의 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 일반적인 터치 스크린 패널이 구비된 양방향 액정 표시장치를 나타낸 개략도이고, 도 2는 도 1의 상세도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 터치 스크린 패널이 구비된 양방향 액정 표시장치를 제작하기 위하여, 터치 스크린 패널부(100)와 이에 합착되는 제1액정 표시장치(200) 및 제2액정 표시장치(300)가 제공되고, 이 제1액정 표시장치(200) 및 제2액정 표시장치(300)는 그 표시화면이 상반되는 방향으로 구성된다.
제1액정 표시장치(200) 및 제2액정 표시장치(300)는 각각 개별적으로 광원(220, 320)이 부착된 도광판(230, 330) 및 액정패널(210, 310)을 구비하여 각각의 화상의 표시가 가능하고, 제1액정 표시장치(200)의 표시화면에는 터치 스크린 패널부(100)가 합착되어 이를 통한 외부접촉에 의하여 신호의 입력이 가능하다.
이러한 터치 스크린 패널이 구비된 양방향 액정 표시장치를 도 2를 참조하여 더욱 상세히 살펴보면, 터치 스크린 패널부(100)는 투명전극(111, 121)이 형성된 하판필름(110) 및 가요성의 상판필름(120)이 합착되어 있으며, 하판필름(110)에는 상판필름(120)과 하판필름(110)을 상호이격시켜 간격을 유지하기 위한 돌기(115)가 형성된다.
또한, 제1액정 표시장치(200)는 도광판(230) 상에 편광판(219)이 구성되며, 박막 트랜지스터(미도시) 및 투명전극(216)이 형성된 기판(218)과 액정(215)이 순차적으로 구성되고, 계속하여 투명전극층(214)과 컬러 필터(213)를 구비하는 기 판(212)과 편광판(211)이 마련되며, 이 편광판(211)의 외측에는 터치 스크린 패널부(100)가 합착된다.
제2액정 표시장치(300)는 도광판(330) 상에 편광판(311)이 구성되며, 투명전극층(314)과 컬러 필터(313)를 구비하는 기판(312)과 액정(315)이 순차적으로 구성되고, 계속하여 박막 트랜지스터(미도시) 및 투명전극(316)이 형성된 기판(318)과 편광판(319)이 마련된다.
이와 같은 구조를 가지는 경우에, 사실상 한 쌍의 액정 표시장치(200, 300)와 터치 스크린 패널부(100)를 단순부착시킨 형태와 같으며, 이에 따라 적용 부품의 수와 두께에 있어서는 단품의 그것을 단순히 합한 것과 같다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 터치 스크린 패널이 구비된 양방향 액정 표시장치를 나타낸 개략도이고, 도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 패널이 구비된 양방향 액정 표시장치를 나타낸 개략도이다.
본 발명의 실시예에 따른 터치 스크린 패널이 구비된 양방향 액정 표시장치(500)는 접촉에 의하여 신호가 입력되며, 가시광 영역에 대하여 투명하도록 구성되는 터치 스크린 패널부 및 이 터치 스크린 패널부와 합착되며, 전압의 인가 여부에 따라 양면에 영상 표시를 수행하는 반투과형 모드의 액정 패널부를 포함한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 패널이 구비된 양방향 액정 표시장치(500)는, 외부접촉 등에 의하여 신호가 입력되고, 적어도 가시광 영역에 대하여 광투과성을 가지는 터치 스크린 패널(510)과 이에 합착되는 도광판(520) 및 액정 패널(530)을 포함한다.
여기서, 도광판(520)에는 광원(529)이 부착된다.
액정 패널(530)은 광원(529)에서 방출되어 도광판(520)을 거쳐 도달되는 빛을 양방향, 즉 터치 스크린 패널(510)이 구비된 방향과 그 반대방향으로 방출하여 화상의 표시가 가능하며, 터치 스크린 패널(510)에서 빛을 외부로 방출하는 면은 외부접촉 등에 의하여 신호입력이 가능하다.
이러한 터치 스크린 패널이 구비된 양방향 액정 표시장치(500)를 도 4a 및 도 4b를 참조하여 더욱 상세히 살펴보면, 터치 스크린 패널부는 투명전극(513)이 형성된 가요성의 편광판(515)과 투명전극(521)이 형성된 도광판(520)이 합착되어 있으며, 도광판(520)에는 편광판(515)과 도광판(520)을 상호이격시켜 간격을 유지하기 위한 돌기(522)가 형성된다.
터치 스크린 패널부는 사용자가 액정 표시장치에 정보를 입력하기 위한 것으로서, 접촉식 정전용량 방식(Capacitive Overlay), 압력식 저항막 방식(Registive Overlay), 적외선 감지 방식(Infrared Beam), 적분식 장력측정 방식(Integral Strain guage), 표면 초음파 전도 방식(Surface Acoustic Wave), 피에조 효과 방식(Piezo Electric) 등을 포함하는 모든 방식의 터치 스크린 패널부를 사용할 수 있다. 본 실시예에서는 압력식 저항막 방식의 터치 스크린 패널을 예시로 하여 설명하기로 한다.
즉, 압력식 저항막 방식의 터치 스크린 패널부는 가요성의 편광판(515)과 이 편광판(515)에 합착되는 도광판(520)을 포함한다. 이때, 편광판(515)과 도광판(520)을 합착하기 위한 접착부재(미도시)가 더 포함될 수 있으며, 이러한 접착부 재는 양면테이프인 것이 바람직하다.
도광판(520)에는 일반적으로 인듐-주석 산화물계나 아연 산화물계, 인듐-아연 산화물계막과 같은 투명전극(521)이 형성되고 지지력을 가지는 강성 재질로 이루어질 수 있으며 액정 패널(530)에 빛을 공급한다.
편광판(515)은 가요성 재질로 이루어지며, 편광판(515) 및 도광판(520) 사이에 터치 센서(미도시)와 편광판(515) 및 도광판(520)이 비접촉되도록 일정한 간격으로 돌기(522)가 배치된다.
상기와 같은 구조를 갖는 압력식 저항막 방식의 터치 스크린 패널부는 저항막의 양단에서 일정한 전류를 인가하면 저항막이 저항성분을 갖는 저항체와 같이 작용하여 양단에 전압이 걸리게 된다. 이때, 터치 스크린 패널부의 편광판(515) 상에 외부접촉 등에 의하여 가압이 이루어지면 편광판(515)이 굴왕(屈枉)되어 도광판(520)에 접촉한다.
상기와 같이 편광판(515)과 도광판(520)이 접촉하면 두 면의 저항 성분 때문에 저항의 병렬접속과 같은 형태가 되고, 저항값의 변화가 일어나고 양단에 흐르는 전류에 의해 전압의 변화도 일어나게 되며, 이러한 전압의 변화정도를 측정하여 사용자가 가압한 위치를 감지할 수 있고, 감지된 위치신호는 별도구비된 컨트롤러(미도시)에 전달한다.
즉, 사용자가 터치 스크린 패널부의 가요성 편광판(515)을 가압하면 편광판(515) 및 도광판(520)의 접촉에 의해 생성된 신호가 컨트롤러에 전달된다.
상기와 같이 컨트롤러에 신호가 전달되면, 컨트롤러에서는 가압된 영역의 전 압의 변화를 감지하게 된다. 상기와 같이 감지된 전압의 변화값에 따른 아날로그 신호가 컨트롤러 내의 A/D 컨버터에 의해 디지털 신호로 변환되며, 이렇게 변환된 신호가 상기 컨트롤러 내의 마이크로컨트롤러에 전달된다. 상기 마이크로컨트롤러는 디지털 신호로 변환된 신호에 따른 좌표를 생성하고 이러한 좌표를 드라이버에 전달하며, 상기 드라이버는 입력된 좌표에 대응하는 액정 표시 패널 영역에 표시된 화상을 마우스와 같은 입력도구를 이용해 조작한 것과 동일하게 동작하도록 한다.
이와 같은 구성에 있어서, 도 4b에 도시된 바와 같이, 편광판(515)과 투명전극(521) 사이에는 상판필름(514)이 더 제공될 수도 있으며, 이때 상판필름(514) 또한 가요성을 가지는 것이 바람직하다.
액정 패널(530)에는 광원(529)이 부착된 도광판(520)과 연접하는 기판(531) 상에 도광판(520)이 연접된 면의 배면방향으로 컬러필터(532) 및 투명전극(533)이 구비되고, 액정(534)이 마련되며 투명전극(535)과 박막 트랜지스터(미도시)가 형성된 기판(537) 및 편광판(538)이 마련된다.
광원(529)에서 발광되어 도광판(520)을 거쳐 방출되는 빛은 칼라필터(532)를 경유하여 액정(534)을 거쳐 편광판(538)까지 도달하고, 편광판(538)에서는 빛의 일부를 투과시키고 나머지 일부는 반사시킨다. 이를 위하여 편광판(538)은 반사부재가 구비된 편광판(538)인 것이 바람직하다.
또는, 광원(529)에서 발광되어 도광판(520)을 거쳐 방출되는 빛은 칼라필터(532)를 경유하여 액정(534)을 거쳐 박막 트랜지스터까지 도달하고, 이 박막 트랜지스터에서는 빛의 일부를 투과시키고 나머지 일부는 반사시킨다. 이를 위하여 박막 트랜지스터가 형성된 기판(537)에는 반사부재가 구비되는 것이 바람직할 수 있다.
이러한 본 발명의 실시예에 따른 구조에서는 도 1과 같이 각 하나씩의 터치 스크린 패널(510)과 도광판(520) 및 액정 패널(530)을 구비하여, 도 3과 같은 하나의 터치 스크린 패널부(100)와 각 한 쌍씩의 도광판(230, 330) 및 액정 패널(210, 310)을 구비한 구조에서보다 더욱 박형화를 구현할 수 있다.
이를 도 2 및 도 4a와 대비하여 보면, 도 2에서의 터치 스크린 패널부(100)의 하판필름(110)을, 도 4a에서의 본 발명의 실시예에 따른 구조에서는, 도광판(520)과 일체형으로 구성하고, 하나의 액정 패널(530)만을 사용함으로써 도 2의 구조에서 보다 절반에 가까운 두께를 제시할 수 있으며, 하나의 도광판(520)을 가지는 구조에 의하여 빛을 공급하는 광원(529)의 개수 또한 저감시킬 수 있다.
도 5는 도 4a 및 도 4b의 터치 스크린 패널의 일부를 나타낸 개략도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 도광판(520)의 어느 한 면에는 투명전극(521)이 형성되고 이 투명전극(521) 상에 돌기(522)가 형성된다.
투명전극(521)이 형성된 도광판(520)의 어느 한 면은 빛을 액정 패널(530; 도 4a)에 공급하는 면의 배면이며, 물리 또는 화학기상증착 등의 방법으로 투명전극(521)이 형성될 수 있다.
이 투명전극(521) 상에는 돌기(522)가 형성되는데. 이 돌기(522)는 편광판(515)과 도광판(520) 사이의 간격을 유지시키기 위한 것으로서 증착 등의 방법으로 형성될 수 있다.
이 돌기(522)는 도광판(520)과 동일한 물질로 형성될 수 있으며, 투명 절연체일 수 있다.
편광판(515)과 도광판(520) 사이의 간격을 유지시키기 위한 돌기(522)는 직경 1~200 ㎛, 높이 1~200 ㎛의 크기를 가지는 것이 바람직하다.
1 ㎛ 미만의 직경을 가질 시에 편광판(515) 가압에 의한 응력에 파손되기 쉬우며, 200 ㎛를 초과하는 직경을 가질 시에는 평면상으로 과도한 면적을 차지하게 되어 빛의 간섭 등을 초래할 수 있으므로, 돌기(522)의 직경은 1~200 ㎛가 적절하다.
1 ㎛ 미만의 높이를 가질 시에 편광판(515)과 도광판(520) 간의 간격을 유지하는 실익이 없으며, 200 ㎛를 초과하는 높이를 가질 시에는 이의 과잉 간격이 설정되므로, 돌기(522)의 높이는 1~200 ㎛가 적합하다.
도 6은 도 5의 변형예를 나타낸 개략도이다.
도 6의 변형예에서는 돌기(622)가 도광판(620) 상에 형성되며, 돌기(622)가 형성된 영역 이외의 도광판(620) 상과 돌기(622) 상에, 즉 전체구조 상에 투명전극(621a, 621b)이 일괄로 형성된다.
이 돌기(622)는 도광판(620)에 임의로 부착시키는 구성을 가질 수도 있고 도광판(620) 제작시 사출성형 등의 방법으로 도광판(620)과 일체형성될 수도 있으며, 돌기(622) 상에 형성된 투명전극(621a)과 편광판(515; 도 4a) 상에 형성된 투명전극(513; 도 4a)이 가압에 의하여 접촉되어 통전에 의해 가압위치를 산출할 수 있는 방식의 경우 적용될 수 있다.
도 7은 도 5의 다른 변형예를 나타낸 개략도이다.
도 7의 다른 변형예에서는 돌기(722)가 도광판(720) 상에 형성되며, 돌기(722)가 형성된 영역 이외의 도광판(720) 상에 투명전극(721a)이 형성된다.
이와 같은 구조는 도 6의 변형예에서 돌기(622) 상에 형성된 투명전극(621b)이 식각된 형태로서, 이 구조에 의한 작동방식은 상술된 저항막방식일 수 있다.
상기와 같은 구조로 인하여, 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 일반적인 구조의 터치 스크린 패널이 구비된 양방향 액정 표시장치에 비하여 상대적으로 박형구조를 구비할 수 있으며, 박형에 따른 적용부재의 감소로 인하여 원가를 절감하고 광특성을 향상시킬 수 있으며, 빛이 상대적으로 더 적은 수의 매질을 통과하게 되므로 뉴턴 환 발생을 개선할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주지해야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야에서 당업자는 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
상술된 바와 같이 본 발명에 의한 터치 스크린 패널이 구비된 양방향 액정 표시장치에 의하여, 박형화가 가능한 구조를 제시함으로써 부품 수와 이에 따른 제조원가를 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 광특성을 향상시키고 뉴턴 환 발생을 억제할 수 있다.
Claims (11)
- 가시광 영역에 대하여 광투과성인 제1패널부와 상기 제1패널부에 합착되고 가시광 영역에 대하여 광투과성을 가지며 가요성을 가지는 제2패널부로 이루어진 터치 스크린 패널부; 및상기 터치 스크린 패널부와 합착되며, 전압의 인가 여부에 따라 양면에 영상 표시를 수행하는 액정 패널부;를 포함하며,상기 제1패널부는 도광판인 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
- 제1항에 있어서, 상기 제1패널부 상에는 상기 제1패널부 및 상기 제2패널부 간의 간격을 유지하는 소정 형상의 돌기를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
- 제2항에 있어서, 상기 제1패널부의 상기 다수의 돌기 각각은 직경 1~200 ㎛, 높이 1~200 ㎛로 형성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
- 제2항에 있어서, 상기 제1패널부에는 투명전도막이 형성되고, 상기 돌기는 상기 투명전도막 상에 구성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
- 제2항에 있어서, 상기 돌기 및 상기 돌기가 형성되지 않는 상기 제1패널부 상에 투명전도막이 형성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
- 제2항에 있어서, 상기 돌기가 형성되지 않는 상기 제1패널부 상에 투명전도막이 형성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
- 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 투명전도막은 인듐-주석 산화물계, 아연 산화물계 및 인듐-아연 산화물계로 구성되는 1군에서 선택되어지는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
- 제1항에 있어서, 상기 제2패널부는 편광판이되, 상기 편광판에는 상기 제1패널부와 합착되는 일면에 투명전도막이 구비되는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
- 제1항에 있어서, 상기 제2패널부는 터치 스크린 패널 상판 필름이되, 상기 상판 필름에는 상기 제1패널부와 합착되는 일면에 투명전도막이 구비되는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
- 제1항에 있어서, 상기 액정 패널부는,상기 터치 스크린 패널부와 연접되는 컬러필터 기판과, 상기 컬러필터 기판 에 연접하는 액정층과, 상기 액정층과 연접되는 일면에 박막 트랜지스터가 형성된 박막 트랜지스터 기판과, 상기 박막 트랜지스터 기판에 합착되는 편광판을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
- 제10항에 있어서, 상기 편광판 또는 상기 박막 트랜지스터 기판에는 반사부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
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