TWI360094B - Shift register and liquid crystal display - Google Patents

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TWI360094B
TWI360094B TW096114697A TW96114697A TWI360094B TW I360094 B TWI360094 B TW I360094B TW 096114697 A TW096114697 A TW 096114697A TW 96114697 A TW96114697 A TW 96114697A TW I360094 B TWI360094 B TW I360094B
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Chien Ting Chan
Hsi Rong Han
Wen Chun Wang
Kuo Chang Su
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Description

1360094
二遗 _ TW3266PA 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 . 本發明是有關於一種移位暫存器（Shift Register)，且 特別是有關於一種一級移位暫存器單元可輸出兩個輸出 訊號之移位暫存器。 【先前技術】 在科技發展日新月異的現今時代中，液晶顯示器已經 廣泛地應用在電子顯示產品上，如電視、電腦螢幕、筆記 型電腦、行動電話或個人數位助理等。液晶顯示器係包括 資料驅動器（Data DriVer)、掃描驅動器（3咖㈣扣)及液 晶顯示面板’其中液晶顯示面板中具有畫素陣列，而掃描 驅動器用以依序開啟晝素陣财對應之晝素列，以將資料 驅：器輸出之晝素資料傳送至畫素，進而顯示出欲顯示之 影像。 現^技，要以移位暫存器（難_則來實現 出可依序開啟晝素_情紅晝㈣ 路結構簡單與功率耗損較低之移位暫存 == 模組耗電量，此-直為業界所持續致 【發明内容】 本發明係有關於一種移彳立勒y- gg 裡抒位皙存器及應用豆之於液曰 顯示器’此移位暫存器可右兮从私Μ 用，、义於及日日 仔器可有效地改善傳統移位暫存器電路
三^^號：TW3266PA 較為複雜與功率損耗較高之 簡單與功率耗損較低之優點 具有耗電量較低之優點。 缺點，而實質上具有電路架構 ，而應用其之液晶顯示器模組 *根據本發明提出—種移位暫存器，應用於液晶顯 之掃描驅動器’以產生多個掃描訊號。移位暫存器具有夕 暫存:單元，其中分別包括第一及至少一第二位二 升早70、第—及至少―第二位準拉低單元、第一及 驅動單it。第—位準提升單元及至少—第二位準提了 分別用以提供第-時序訊號至第—輸出端及提供至少: 第I時序訊號至至少_第二輸出端。第—位準拉低單元及 至J 一第一位準拉低單元分別用以提供第一電壓至第一 及至少-第：輪出端。第—驅動單元與第—及至少—第二 位準提升單％之輪人輪接於第一節點，其之電壓為第一 控制訊號°第―驅動單元用以回應於輸人訊號之前緣 (Front Edge)來導通第—及至少一第二位準提升單元並 於第二訊號之位準高於第三訊號之位準時_第一及至 少一第一位準提升單元。第二驅動單元與第—及至少一第 二位準拉低單元之輸人端㈣於第二節點，其用以回應於 第一控制訊之前緣關閉第-及至少-第二位準拉低單 兀’並回應於第一控制訊號之後緣（Rear edge)導通第一及 至少一第<仿準拉低單元。其中，第一及至少—第二輸出 端係分別用以輸出第—掃描訊號及至少第二掃描訊號，而 輸入訊號係為各移位暫存器單元之前一級移位暫存器單 元之至少一第二掃描訊號。 1360094
—達編藏· TW3266PA 根據本發明提出-種液晶顯示器， 料驅動器及掃描驅動器。一顯示面 l括顯不面板、貧 資料驅動器用以提供晝素資料至查板，具有畫素陣列，而 括第-移位暫存器，用以提俾 j陣列。掃描驅動器包 中之晝素根據晝素晝素資料來二個^插訊號開啟晝素陣列 存器包括多級移位暫存器單元，料晝面。第一移位暫 第-及至少-第二位準提升單元、二移位暫存器單元包括 拉低單元、第-及第二驅動單=一及至少一第二位準 -輪出端及提供至少一第二時序訊號 一 端。第-位準拉低單元及至少一第 第-輸出 m一及至少一第二輪出端。第-驅動單 :!:γγγ準提升單元之輸入簡接於第 二：，其之電壓為第一控制訊號。第一驅動單元用以回 應於輸入訊號之前緣(Front Edge)來導通第一及至少一第 2準提升單元，並於第二訊號之位準高於第三訊號之位 準時關閉第-及至少一第二位準提升單元 ，第一及至少-第二位準拉低單元之輸人端減於^ 節點，其用以回應於第一控制訊號之前緣關閉第一及至少 一第二位準拉低單元，並回應於第一控制訊號之後緣 (Rear edge)導通第一及？少一第二位準拉低單元。其中， 第及至;第二輸出端係分別用以輸出第一掃描訊號 及至夕、第一知指訊號，而輸入訊號係為各移位暫存器單元 之前一級移位暫存器單元之至少一第二掃描訊號。 1360094
三^11 號：TW3266PA 為讓本發明之上述内容能更明顯易懂，下文特舉一較 佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下： 【實施方式】 本發明實施例之移位暫存器（shift Registe0中各級移 位暫存器單元中係具有至少兩組輸出訊號控制單元，以一 次提供至少兩個輸出訊號。 第一實施例 請參照第1圖，其繒'示依照本發明第一實施例的液晶 顯示器的方塊圖。液晶顯示器10包括資料驅動器12、掃 描驅動14及顯示面板16。資料驅動器12用以經由m 條資料線11來提供資料訊號SD(1)〜SD(m)至顯示面板 16,而掃描驅動器14用以經由η條掃描線13來提供掃描 訊號SC(1)〜SC(n)至顯示面板16。而顯示面板16包括n*m 之畫素陣列15 ’其中各η列畫素a1〜an係分別受到掃描 訊號SC(1)〜SC(n)之掃描來分別根據與其對應之資料訊號 SD(1)〜SD(m)來顯示顯示畫面。其中，门及|71為自然數。 在本實施例中，掃描驅動器14例如具有移位暫存器 14a，其中多級移位暫存器單元用以提供η個掃描訊號 SC(1卜SC(n)。接下來係對移位暫存赛彳4a作進—步說明。 請參照第2圖，其繪示乃第】圖中移位暫存器單元14a 之詳細方塊圖。移位暫存器14a包括k個彼此串聯連接之 移位暫存器單元S⑴〜S(k)，其例如具有相等之結構。在 1360094
： TW3266PA 本實施例巾，移位暫存器單元S⑴〜s(k)包括輸入端|N、 至少兩個輸出端OUT1、OUT2、控制端RT、時序端C1 與時序端C2 ’其用以於至少兩個輸出端〇UT1及〇υτ2 產生至少兩個掃描訊號，其中k為大於彳之自然數，而在 本實施例中，其係例如為偶數。 移位暫存器S(1)之輸入端丨N接收起始訊號STV，而 移位暫存器S(2)〜S(k)之輸入端in依序接收前一級移位暫 存器之輸出端OUT2所輸出之掃描訊號sc(2)、 SC(4)、…、SC(n-2)。其中移位暫存器單元S(1卜s(k)中 之移位暫存器單元S⑴與S(j+2)接收實質上相同之時序訊 號，亦即是移位暫存器單元S(1)〜S(k)所接收之時序訊號 係每三級為一循環不斷重複’ j為自然數。例如暫存器單 元s(1)、s(2)及S(3)分別接收時序訊號CLK1與CLK2、 CLK3與CLK1及CLK2與CLK3，而移位暫存器單元 S(4)〜S(6)係分別接收與移位暫存器單元s(1)〜S(3)實質上 相同之時序訊號。時序訊號CLK1、CLK2及CLK3，其之 致能時間例如為錯開。 移位暫存器S(1)〜S(k-1)之控制端RT分別接收下一級 移位暫存器S(2)〜S(k)輸出之掃描訊號SC(3)〜SC(n-1)。 接下來，以移位暫存器單元S(1)〜S(k)中之移位暫存器s(1) 為例來對本實施例之移位暫存器14a中各級移位暫存器單 元S(1)〜S(k)作進一步說明。 請參照第3圖，其繪示乃第2圖中移位暫存器單元 S(1)的詳細電路圖。本實施之移位暫存器單元S(1)包括驅 1360094
三^11 號：TW326WA 動單元302、304、第一位準提升單元3〇6a及至少一第二 位準提升單元306b、第一位準拉低單元3〇8a及至少一第 二位準拉低單元308b。
驅動單元302及304例如分別包括電晶體丁彳、丁2與 Τ11及電晶體Τ3、Τ4,而第一及至少一第二位準提升單、 元306a及306b例如分別包括電晶體丁5及Τ6，而第一 及至少一第一位準拉低單元308a及308b分別包括電晶體 T7、T8及T9、T10。本實施方式以電晶體丁1〜T11均為N 型薄膜電晶體(Thin Film Transistor，TFT)為例作說明。 電晶體T5及T6之閘極(Gate)相互耦接形成節點 NT1(NT2)(節點NT1與NT2可視為同一個節點），沒極 (Drain)分別接收時序訊號CLK1及clK2，源極（s〇urce) 分別耗接至輸出端〇UT1及0UT2。電晶體T5及T6分別 用以提供時序訊號CLK1及CLK2至輸出端〇UT1及 0UT2。其中節點NT1(NT2)之電壓為控制訊號Vc1(1)。 電晶體T7及T8之閘極分別耦接至節點NT3及接收 輸出端0UT2輸出之掃描訊號SC(2)，汲極均耦接至輸出 端0UT1，而源極均接收電壓VSS。電晶體丁g及T10之 閘極分別輕接至節點NT3及接收移位暫存器單元s(2)之 掃描訊號SC(3)，汲極均耦接至輸出端〇UT2 ,源極均接 收電壓VSS»輸出端0UT1及0UT2例如分別用以輸出掃 描訊號SC(1)及SC(2)，而電壓VSS例如為移位暫存器 14a之最低電壓位準。而節點NT3之電壓為控制訊號 Vc2(n) ’電晶體T7及T9用以回應於控制訊號vc2(n)之 1360094
三號：TW3266PA 【圖式簡單說明】 第1圖繪示依照本發明第一實施例的液晶顯示器的方 . 塊圖。 / 第2圖繪示乃第1圖中移位暫存器14a之詳細方塊 • 圖。 . 第3圖繪示乃第2圖中移位暫存器單元S(1)的詳細電 路圖。 第4圖繪示乃第3圖中移位暫存器單元S(1)的相關訊 號時序圖。 第5圖繪示乃第1圖中移位暫存器14a之另一詳細方 塊圖。 第6圖繪示乃第5圖中移位暫存器單元S’（1)的詳細 電路圖。 第7圖繪示依照本發明第二實施例之移位暫存器的方 塊圖。 第8圖繪示乃第7圖中移位暫存器單元W(1)的相關 訊號時序圖。 第9圖繪示依照本發明第三實施例之液晶顯示器的方 塊圖。 第10圖繪示乃第9圖中移位暫存器242a與244a的 詳細方塊圖。 第11圖繪示乃第10圖中移位暫存器單元u(1)的詳細 電路圖。 第12圖繪示乃第一及第二掃描驅動器342與344的 23 1360094
三達編號：TW3266PA 方塊圖。 【主要元件符號說明】 10、20 :液晶顯示器 12 ·貢料驅動益 11 :資料線 14、24 :掃描驅動器 13、241、243 :掃描線 14a、14a’、242a、244a :移位暫存器 16 ·液晶顯不面板 1 5 :晝素陣列 a卜an、a1 ’〜an’ ： η列晝素 S(1)〜S(k)、S’(1)〜S’(k)、W(1)〜W(k)、U(1)〜U(k):移 位暫存器單元 IN :輸入端 OUT1、OUT2 :輸出端 RT :控制端 C1、C2 :時序端 302、304 :驅動單元 306a、306b :第一、第二位準提升單元 308a、308b :第一、第二位準拉低草元 TP1〜TP4、TP1,〜TP4’ ：時序週期 T卜T11、T2’、T10’、T2”、T10” ：電晶體 NT1、NT2、NT3 :節點 24 1360094
三號：TW3266PA
Cp1、Cp2 :等效電容 242、342 :第一掃描驅動器 244、344 :第二掃描驅動器 SD(1)〜SD(m):資料訊號 SC(1)〜SC(n):掃描訊號 VDD、VSS :電壓 STV :起始訊號 CLK1 〜CLK4、CLK1,〜CLK3’ ：時序訊號
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Claims (1)

1360094 I號：TW3266PA 十、申請專利範園： 器’ :χ產一生種:::二器液晶顯示器之掃描驅動 位暫存$單元，^ Γ 暫存11具有複數級移 存=早π *中各該些移位暫存器單元包括： 一第一位準提升單元及至少—第二位八 =以=一:一時序訊號至一第-輪出端及提供至少77 第一時序訊號至至少一第二輸出端； -第-位準拉低單元及至少—第二位準拉 別用以提供一第一電壓至該第一輸出端及至該至小—每刀 二輸出端； ^ 第 —第一驅動單元，與該第一及該至少_第二仅 單元之輸人端減於-第-節點’該第—節點之電2升 第一控制訊號，該第一驅動單元用以回應於—輸入马一 前緣（Front Edge)來導通該第一及該至少—第二位'S，之 單元，並於-第二控制訊號之位準高於—第升 位準時關閉該第一及該至少一第二位準提升單元.°、疵之 一第二驅動單元，與該第一及該至少一第二位=及 單元之輪入端耦接於一第二節點，該第二驅動單元用，低 應於該第一控制訊號之前緣關閉該第一及該至少==回 位準拉低單元，並回應於該第一控制訊號 一 一及該至少一第:一準拉低單元； 灸緣導通該第 其中，該第-及該至少-第二輸出端係分別用 一第一掃描訊號及至少一第二掃描訊號； 』出 其中，該輸入訊號係為各該些移位暫存器單元之1 26 1360094 三達編號：TW3266PA 級移位暫存器單元之至少一第二掃描訊號。 2. 如申請專利範圍第1項所述之移位暫存器，其中 • 該至少一第二位準拉低單元包括一第一電晶體，閛極 .(Gate)耦接至該第二節點，第一源極（Source)/汲極（Drajn) . 耦接至該至少一第二輸出端，第二源極/汲極接收該第一雷 . 壓。 电 3. 如申請專利範圍第2項所述之移位暫存器，其中 該些移位暫存器單元中之第η級移位暫存器單元之至少— 第一位準拉低單元更包括—第二電晶體，閘極接收第门灼 級移位暫存器單元之第—掃描訊號，第-源極/祕輕接至 該至少一第二輸出端，第二源極/汲極接收該第一電龎， 為自然數。 & η 4·如申請專利範圍第2項所述之移位暫存器，复中 第η級移位暫存器單元之至少一第二位準拉低單元更包括 -第三電晶體，閘極接收第n+1級移位暫㈣單元之第一 控制訊號’第-源極/沒極輕接至該至少一第二輸出端 二源極/汲極魏魅少—第二時序訊號。 5_如申⑺專利範圍第2項所述之移位暫存器，其中 第η級移位暫存H單元之至少—第二位準拉低單元更包 一第四電晶體’閘極接收第η+1級移位暫存器單元之第— '時序訊號’第—源極，及極教接多該至少-第二輸出端，第 二源極/汲極接收該第—電壓。 鲕第 6.如申:月專利範圍第1項所述之移位暫存器，其中 該第-驅動早7C包括—第五電晶體，祕接收前—級移位 27 1360094 三達編號：TW3266PA 汲極接收該第一電壓。 13.如申請專利範圍第12項所述之移位暫存器，| 中該第-位準拉低單元更包括一第十電晶體，閘極接收該 至少一第一掃描訊號，第一源極/没極编接至該第一輸出 端，第二源極/汲極接收該第一電壓。 14·如申請專利範圍第1項所述之移位暫存器，其中 該第二驅動單元包括一偏壓單&，用α回應於該第一ς 訊说來控制該第二節點之電壓位準； 來關偏料元用以喊於該第—控制訊號之前緣 ^關閉該第-及該至少―第二位準拉低單元，並回應於該 第一控制訊號之後緣來導通該第一及該至少一彳進° 拉低單元。 一平 ，15·如申請專利範㈣1項所述之移位暫存器，其中 ===:致能時間相互錯開之週期訊號做 中心 暫在哭留-/、 τ之第n第n+1及第n+2級移位 盘第三個週期訊號中之第一與第二、第二 = 第二與第1期訊號來分別做為第-及至少- 第二時序訊號。 該掃申請/利範圍第1項所述之移位暫存器，其中 為該二多位個致能時間相互錯開之週期訊號做 17暫存15早70之第-及至少—第二時序訊號。 中兮此敌如申請專利範圍第16項所述之移位暫存器，其 二移位暫存器單元中之第η及第叫移位暫存器琴 29 1360094 i達編號：TW3266PA 弟四週期 元分別以四個週期訊號中之第一、第二及第三 訊號來分別做為第一及至少一第二時序訊號。 18.如申請專利範圍第16項所述之移位暫存器，其 中該移位暫存器係用以回應於四個週期訊號中之第一與 一週期訊號來產生掃描訊號以對該液晶顯示器 n列^第2n歹，j畫素進行掃描； 構之2 ’掃描驅動器更包括與該移位暫存器具有相近結 :Μ #位暫存器，其用以回應於四個週期訊號中之第 玆!：；，訊號來產生掃描訊_對該級顯示器尹 及第4η列畫素進行掃描。 中該:描:利範圍第18項所述之移位暫存器，其. 動器為雙邊掃描驅動器。 20 種液晶顯示器，包括： 尔面板，具有一畫素陣列； 二提供複數筆晝素資料；以及 數個掃描==器’包括—第一移位暫存器，用以提供複 料來顯示〜〜♦ 早歹J中之畫素根據該些晝素資 暫存器單元貝^旦面’該第—移位暫存器包括複數級移位 皁二，各該些移位暫存器單元包括： 元，分別二 元及至少一第二位準提升單 少-第二時序;f 時序訊號至第—輪出端及提供至 :序訊號至至少—第二輸出端； 元，分別單元及至少—第二位準拉低單 八 電壓至該第一輪出端及至該至少 1360094 三達編號：TW3266PA 一第二輸出端； 一第一驅動單元，與該第一及該至少一第二位準 提升單元之輸入端耦接於一第一節點，該第一節點之電壓 為一第一控制訊號’該第一驅動單元用以回應於一輸入訊 號之前緣(Front Edge)來導通該第一及該至少一第二位準 提升單元，並於一第二訊號之位準高於一第三訊號之位準 時關閉該第一及該至少一第二位準提升單元；及
一第二驅動單元，與該第一及該至少一第二位準 拉低單元之輸入端麵接於一第二節點，該第二驅動單元用 以回應於該第一控制訊號之前緣關閉該第一及該至少一 第二位準拉低單元，並回應於該第一控制訊號之後緣導通 該第一及該至少一第二位準拉低單元； 其中，該第一及該至少一第二輸出端係分別用 干則 一第一掃描訊號及至少一第二掃描訊號， 其中，該輸入訊號係為各該些移位暫存器單元之前一 級移位暫存器單元之至少一第二掃描訊號。 &如f請專利範圍第2〇項所述之液晶顯示器，其 第二位準拉低單元包括一第一電晶體，閘極 1接25:第二節點’第一源極(s〇urce)/沒極(D— 塵。y—第二輸出端，第二源極/>及極接收該第一電 4 22.如申請專利顧第21項所叙 中f移位暫存器料中之第瞻移位暫存器Γ元之至^ 一第一位準拉低單元更包括一第二電晶體，間極接收第 31 1360094 三*11 號：TW3266PA n+1級移位暫存器單元之第一掃描訊號，第一源極/没_ 接至該至少一第二輪出端，第二源極/汲極接收該第一電 • 壓，η為自然數。 * 23.如中請專利範圍第21項所述之液晶顯示器，盆 .級移位暫存器單元之至少-第二位準拉低單元更包 . 括一第三電晶體，閘極接收第η+ΐ級移位暫存器單元之第 -控制訊號’第-源極/汲極輕接至該至少—第二輪出端， _ 第二源極/汲極接收該至少一第二時序訊號。 24. 如申請專利範圍第21項所述之液晶顯示器，其 t第η級移位暫存器單元之至少一第二位準拉低單元更包 括-第四電晶體，閘極接收第n + 1級移位暫存器單元之 時序訊號’第-源極及極輕接至該至少一第二輪出端， 第一源極/没極接收該第一電壓。 25. 如申請專利範圍第21項所述之液晶顯示器，其 _該第-驅動單^包括—第五電晶體，閘極接收前一 •位暫存器單兀之至少一第二掃描訊號，第一源極/汲極接收 第一電壓，第二源極/汲極耦接至該節點。 26. 如申請專利範圍第25項所述之液晶顯示器，其 .+第η級移位暫存器單元之第—驅動單元更包括—第六電 =日體^極接收該第二控制訊號，第一源極/汲極輕接至該 ，第一即點，第二源極/沒極接收該第三控制訊號，门為自^ 數。 27. 如申sf專利範圍第％項所述之液晶顯示器，龙 t該第-及該第二控制訊號係分別等於第η+ι級移位暫 32 1360094 ^號：TW3266PA 存器單元之第一掃描訊號及該第一電壓。 28. 如申請專利範圍第26項所述之液晶顯示器，其 中該第二及該第三控制訊號係分別等於第n+1級移位暫 存器單元之第一控制訊號及該至少一第二時序訊號。 29. 如申請專利範圍第26項所述之液晶顯示器，其 中該第二及該第三控制訊號係分別等於第n+1級移位暫 存器單元之第一時序訊號及該第一電壓。 30·如申請專利範圍第20項所述之液晶顯示器，其 中該第一及該至少一第二位準提升單元分別包括一第七 電晶體及一第八電晶體，該第一及該第八電晶體之閘極係 耦接至該第一節點，第一源極/汲極分別接收該第一時序訊 说及該至少一第一時序訊號，第二源極/ >及極分別輕接至該 第一及該至少一第二輸出端。 31·如申請專利範圍第2〇項所述之液晶顯示器，其 中該第一位準拉低單元包括一第九電晶體，閘極耦接至該 第二節點，第一源極/汲極耦接至該第一輸出端，第二源極 /汲極接收該第一電壓。 ’、 32_如申請專利範圍第31項所述之液晶顯示器，装 中該第-位準拉低單元更包括—第十電晶體1極接收兮 至少一第二掃描訊號，第一源極/汲極耦接至讀第一轸^ 端，第二源極/汲極接收該第一電壓。 ， 33.如中請專利範圍第2Q項所述之液晶_ ‘ 中該第二驅動單元包括—偏壓單元，用以回應於該、 制§fl號之刖緣來控制該第二節點之電壓位準； 控 33 1^00094 三達編號：TW3266PA 其中，該偏壓單元用I'； r-τ 1& -teV Λ* 來關閉該第一及該至少一第=號之前緣 第-控制訊號之後緣來導通該第-及' 該 拉低單元。 ^弟一位準 :4_⑯申請專利範圍第2〇項所述之液 器提供三個致能時間相互錯開之週‘號 做為該第—移位暫存器之第—及至少_第二時序訊號^ 二該艾移位暫存器中之第n、第_及第W級J位暫 mi贫 力期訊妮肀之第-與第二、第二與 第一及第—第―週期訊號來分別做為第—及 二時序訊號。 弟 如I請專利範圍第20項所述之液晶顯示器，盆 中=描驅動器提供四個致能時間相互錯·週期㈣、 36如φΖΓ 第一及至少-第二時序訊號。 啦二，：範圍第35項所述之液晶顯示器，豆 中〜移位暫存器單元中之第n及第 元分別以四個週期訊號中之第多位：存器早 几號來刀職為第—及至少—第二時序訊號。 37.如申請專利範圍第％項所 中該第—移位暫―回應於_週期訊號其 ==號來產生掃描訊號以對該液晶顯St 第1n列及第2n列畫素進行掃描； °中 其中，掃描驅動器更包括一第_ 一移位暫存器具有相近之社構 子器，與該第 、有相近之4,該第二移位暫存器用以回 S 34 1360094 三達編號：TW3266PA 應於四個週期訊號中之第三與第四週期訊號來產生掃描 訊號以對該液晶顯示器中之第3η列及第4η列晝素進行掃 • 描。 ； 38.如申請專利範圍第37項所述之液晶顯示器，其 • 中該蜂描驅動器為雙邊掃描驅動器。
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