TWI637369B - 顯示裝置及其驅動方法 - Google Patents
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Abstract
一種顯示裝置,包含液晶顯示面板、資料驅動電路和掃描驅動電路。資料驅動電路用以產生資料驅動訊號至液晶顯示面板且對此些資料驅動訊號進行極性反轉處理。在掃描驅動電路對液晶顯示面板進行交錯掃描操作時,資料驅動電路用以調整此些資料驅動訊號,以在預定時間週期結束後暫停對此些資料驅動訊號的極性反轉處理且使液晶顯示面板中的每一資料線的資料寫入時間長度在預定時間週期後之次一預定時間週期的第一圖框期間中由第一時間長度減少至第二時間長度,以及使每一此些資料線在第一圖框期間前預先與其相鄰之資料線進行電荷分享。
Description
本發明是有關於一種顯示裝置及其驅動方法。
隨著平面顯示器製造技術的進步,具高解析度的顯示裝置,例如解析度為1920×1080之Full HD顯示裝置、解析度為3840×2160之4K2K顯示裝置等,已可實現大量生產,滿足現今使用者對顯示裝置的需求。然而,在顯示裝置的設計上有許多問題須納入考量,例如如何提升影像處理速度及確保訊號時序的正確性,以及如何避免例如閃爍(flicker)、抖動和/或殘影等現象產生。此外,因應節能減碳和對抗全球暖化等環保議題,相關業者亦致力於設計及生產低功率耗損的顯示裝置。
本發明的目的是在於提供一種顯示裝置及其驅動方法,其可抑制顯示裝置在進行交錯掃描(interlaced scanning)操作下的閃爍(flicker)現象,進而增加使用者體驗。
根據本發明之上述目的,提出一種顯示裝置,此顯示裝置包含液晶顯示面板、資料驅動電路和掃描驅動電路。液晶顯示面板用以依據多個資料驅動訊號及多個掃描驅動訊號顯示影像。液晶顯示面板具有多個資料線,此些資料線分別對應此些資料驅動訊號。資料驅動電路電性連接於液晶顯示面板,此資料驅動電路用以產生此些資料驅動訊號且對此些資料驅動訊號進行極性反轉處理,使得此些資料驅動訊號中屬於相鄰圖框期間之資料驅動訊號的極性為相反。掃描驅動電路電性連接於液晶顯示面板,此掃描驅動電路用以產生此些掃描驅動訊號。在掃描驅動電路對液晶顯示面板進行交錯掃描操作時,資料驅動電路用以調整此些資料驅動訊號,以依據極性反轉控制訊號在預定時間週期結束後暫停對此些資料驅動訊號的極性反轉處理且依據同步控制訊號使每一此些資料線的資料寫入時間長度在預定時間週期後之次一預定時間週期的第一圖框期間中由第一時間長度減少至第二時間長度,且資料驅動電路依據同步控制訊號和電荷分享控制訊號使每一此些資料線在第一圖框期間中進行充電步驟前預先與其相鄰之資料線進行電荷分享(charge sharing)。
依據本發明之一或多個實施例,上述資料驅動電路更用以依據同步控制訊號使每一此些資料線的資料寫入時間長度在第一圖框期間後回復至第一時間長度。
依據本發明之一或多個實施例,上述資料驅動電路係依據電荷分享控制訊號使每一此些資料線僅在第一
圖框期間中與其相鄰之資料線進行電荷分享而在其他圖框期間中停止與其相鄰之資料線進行電荷分享。
依據本發明之一或多個實施例,上述顯示裝置更包含時序控制電路,此時序控制電路電性連接於資料驅動電路及掃描驅動電路,且其用以產生極性反轉控制訊號、同步控制訊號和電荷分享控制訊號且將極性反轉控制訊號、同步控制訊號和電荷分享控制訊號輸出至資料驅動電路,以切換此些資料線的資料寫入時間長度和此些資料驅動訊號的極性且控制每一此些資料線是否其相鄰之資料線進行電荷分享。
依據本發明之一或多個實施例,上述掃描驅動電路在第一圖框期間中掃描液晶顯示面板之奇數畫素列但不掃描液晶顯示面板之偶數畫素列。
依據本發明之一或多個實施例,上述掃描驅動電路在第一圖框期間中掃描液晶顯示面板之偶數畫素列但不掃描液晶顯示面板之奇數畫素列。
依據本發明之一或多個實施例,上述資料驅動電路對此些資料驅動訊號進行極性反轉處理為圖框反轉(frame inversion)、列反轉(row inversion)、行反轉(column inversion)或點反轉(dot inversion)。
根據本發明之上述目的,另提出一種用於顯示裝置之驅動方法,此顯示裝置包含液晶顯示面板,此液晶顯示面板用以依據多個資料驅動訊號及多個掃描驅動訊號顯示影像,此液晶顯示面板具有多個資料線,此些資料線分別對應此些資料驅動訊號,此驅動方法包含:對此些資料驅動
訊號進行極性反轉處理,使得此些資料驅動訊號中屬於相鄰圖框期間之資料驅動訊號的極性為相反;在對液晶顯示面板進行交錯掃描操作時,調整此些資料驅動訊號,以在預定時間週期結束後暫停對此些資料驅動訊號的極性反轉處理且使每一該些資料線的資料寫入時間長度在預定時間週期後之次一預定時間週期的第一圖框期間中由第一時間長度減少至第二時間長度,以及使每一此些資料線在第一圖框期間中進行充電步驟前預先與其相鄰之資料線進行電荷分享。
依據本發明之一或多個實施例,上述驅動方法更包含使每一此些資料線的資料寫入時間長度在第一圖框期間後回復至第一時間長度。
依據本發明之一或多個實施例,上述驅動方法更包含使每一此些資料線僅在第一圖框期間中與其相鄰之資料線進行電荷分享而在其他圖框期間中停止與其相鄰之資料線進行電荷分享。
100‧‧‧顯示裝置
110‧‧‧液晶顯示面板
120‧‧‧資料驅動電路
130‧‧‧掃描驅動電路
140‧‧‧時序控制電路
CKV‧‧‧時脈訊號
D‧‧‧資料線
DS(1)~DS(M)‧‧‧資料驅動訊號
FP(1)~FP(5)、FP(j-4)~FP(j)‧‧‧資料驅動訊號
P‧‧‧畫素單元
POL‧‧‧極性反轉訊號
PS‧‧‧光學感測訊號
PT(i)、PT(i+1)‧‧‧預定時間週期
S‧‧‧掃描線
SDO‧‧‧資料驅動電路輸出訊號
SHC‧‧‧電荷分享控制訊號
SS(1)~SS(N)‧‧‧掃描驅動訊號
STV‧‧‧起始訊號
T‧‧‧開關單元
TTP1、TTP2‧‧‧高電位持續時間
TP‧‧‧同步控制訊號
為了更完整了解實施例及其優點,現參照結合所附圖式所做之下列描述,其中:〔圖1〕為依據本發明一些實施例之顯示裝置的示意圖;〔圖2A〕至〔圖2D〕為液晶顯示面板之各極性反轉型態的示意圖;〔圖3A〕至〔圖3D〕為列反轉型態之液晶顯示面板在不同圖框期間之極性的示意圖;
〔圖4〕為顯示裝置之極性反轉訊號和光學感測訊號的時序圖;〔圖5〕為依據本發明實施例之顯示裝置的訊號在預定時間週期之第二至最後圖框期間中的時序圖;〔圖6〕為依據本發明實施例之顯示裝置的訊號在預定時間週期之第一圖框期間中的時序圖;〔圖7〕為依據本發明實施例之顯示裝置在不同預定時間週期和圖框週期下之各訊號的時序圖;以及〔圖8〕為依據本發明實施例之顯示裝置之極性反轉訊號和光學感測訊號的時序圖。
以下仔細討論本發明的實施例。然而,可以理解的是,實施例提供許多可應用的發明概念,其可實施於各式各樣的特定內容中。所討論之特定實施例僅供說明,並非用以限定本發明之範圍。
在本文中所使用之「耦接」一詞,可指二或多個元件相互直接作實體或電性接觸,或是相互間接作實體或電性接觸,而「耦接」還可指二或多個元件相互操作或動作。
請參照圖1,其為本發明實施例之顯示裝置100的示意圖。顯示裝置100包含液晶顯示面板110、資料驅動電路120、掃描驅動電路130和時序控制電路140。液晶顯示面板110包含多個畫素單元P、多個資料線D和多個掃描線S。在液晶顯示面板110中,所有畫素單元P形成M行和N
列的矩陣。每一畫素單元P包含開關單元T,其係由一條資料線D和一條掃描線S所驅動,以在一特定時間區間開啟,使得畫素單元P可顯示對應的灰階。資料驅動電路120用以產生資料驅動訊號DS(1)~DS(M)來分別驅動各資料線D,以將灰階資料傳送到每一行的畫素單元P。掃描驅動電路130用以產生掃描驅動訊號SS(1)~SS(N)來驅動各掃描線S,以控制每一列的畫素單元P中開關單元T的開關狀態。在一特定時間區間內,開關單元T的開關狀態為開啟,使畫素單元P顯示對應灰階。利用視覺暫留的原理,人眼可看到完整的顯示畫面。時序控制電路140用於控制掃描驅動電路130依序驅動液晶顯示面板110的各掃描線S,並控制資料驅動電路120於各掃描線S依序被驅動時,送入相對應的影像資料至液晶顯示面板110的各資料線D。
詳細而言,在本發明實施例中,時序控制電路140送出極性控制訊號POL、電荷分享控制訊號SHC和同步控制訊號TP至資料驅動電路120,以控制資料驅動電路120對液晶顯示面板110的驅動,且送出起始訊號STV和時脈訊號CKV至掃描驅動電路130,以控制掃描驅動電路130對液晶顯示面板110的驅動。極性控制訊號POL用以控制液晶顯示面板110的極性轉換。在極性控制訊號POL從高電位轉換為低電位或者從低電位轉換為高電位時,資料驅動電路120對資料驅動訊號DS(1)~DS(M)進行極性切換處理,使得液晶顯示面板110對應進行極性反轉。電荷分享控制訊號SHC用以控制資料驅動電路120是否使兩相鄰資料線D在資料寫
入階段前預先進行電荷分享(charge sharing)。在本發明之一些實施例中,在電荷分享控制訊號SHC為高電位的期間,資料驅動電路120啟動電荷分享功能,使得每兩相鄰資料線D(例如對應資料驅動訊號DS(1)、DS(2)的資料線D)在資料寫入階段前預先進行電荷分享;反之,當電荷分享控制訊號SHC為低電位的期間,資料驅動電路120關閉電荷分享功能。在本發明之一些實施例中,當資料驅動電路120啟動電荷分享功能時,同步控制訊號TP可控制每一資料線D的電荷分享時間長度和資料寫入時間長度。起始訊號STV和時脈訊號CKV用以使掃描驅動電路130逐行送出掃描驅動訊號SS(1)~SS(N)至液晶顯示面板110,使得液晶顯示面板110的畫素列依序顯示灰階。
資料驅動電路120可設定液晶顯示面板110的極性反轉型態且對液晶顯示面板110進行極性反轉處理。資料驅動電路120對液晶顯示面板110的極性反轉處理可在經過每一圖框期間後進行。如圖2A至圖2D所示,圖2A至圖2D分別為圖框反轉(frame inversion)型態、列反轉(row inversion)型態、行反轉(column inversion)型態和點反轉(dot inversion)型態。為方便說明,圖2A至圖2D僅繪示4個畫素行和4個畫素列。在圖2A中,所有畫素單元同為正極性;經過極性反轉處理後,所有畫素單元轉變為同為負極性。在圖2B中,第1、3畫素列中的畫素單元同為正極性,而第2、4畫素列中的畫素單元同為負極性;經過極性反轉處理後,第1、3畫素列中的畫素單元轉變為同為負
極性,而第2、4畫素列中的畫素單元轉變為同為正極性。在圖2C中,第1、3畫素行中的畫素單元同為正極性,而第2、4畫素行中的畫素單元同為負極性;經過極性反轉處理後,第1、3畫素行中的畫素單元轉變為同為負極性,而第2、4畫素行中的畫素單元轉變為同為正極性。在圖2D中,第1、3畫素列與第1、3畫素行中及第2、4畫素列與第2、4畫素行中的畫素單元同為正極性,而第1、3畫素列與第2、4畫素行中及第2、4畫素列與第1、3畫素行中的畫素單元同為負極性;經過極性反轉處理後,第1、3畫素列與第1、3畫素行中及第2、4畫素列與第2、4畫素行中的畫素單元轉變為同為負極性,而第1、3畫素列與第2、4畫素行中及第2、4畫素列與第1、3畫素行中的畫素單元轉變為同為正極性。
應注意的是,除了圖2A至圖2D所示之圖框反轉、列反轉、行反轉和點反轉等型態之外,資料驅動電路120亦可設定液晶顯示面板110為其他的極性反轉型態,例如雙點反轉(2-dot inversion)、雙列反轉(2-row inversion)等,但不限於此。
在本發明之一些實施例中,顯示裝置100支援交錯掃描(interlaced scanning)功能。在掃描驅動電路130對液晶顯示面板110進行交錯掃描操作時,掃描驅動電路130在相鄰的圖框期間中分別僅驅動奇數列掃描線S和偶數列掃描線S(或者分別僅驅動偶數列掃描線S和奇數列掃描線S)而不驅動其他掃描線S。然而,此將造成每一畫素單元P在所有的資料寫入時間中均為相同極性,進而產生直
流殘留電壓的問題,導致液晶顯示面板110顯示的畫面具有殘影。為了避免上述直流殘留電壓問題的產生,在掃描驅動電路130對液晶顯示面板110進行交錯掃描操作時,資料驅動電路120可在每個預定時間週期過後暫停對液晶顯示面板110的極性反轉操作一次,此些預定時間週期可依據顯示裝置100的設計需求對應設定,例如但不限於設定為28秒。
舉例而言,圖3A至圖3D為在掃描驅動電路130對列反轉型態之液晶顯示面板110進行交錯掃描操作時液晶顯示面板110在不同圖框期間之極性分佈的示意圖。為方便說明,圖3A至圖3D僅繪示4個畫素行和4個畫素列。在圖3A中,第1、3畫素列之畫素單元的極性為正極性,而第2、4畫素列之畫素單元的極性為負極性。接著,在下一個圖框期間中,如圖3B所示,第1、3畫素列之畫素單元的極性由正極性轉變為負極性,而第2、4畫素列之畫素單元的極性由負極性轉變為正極性。圖3B和圖3C分別為液晶顯示面板110在一預定時間週期之最後一圖框期間中之極性分佈的示意圖和在次一預定時間週期之第一圖框期間中之極性分佈的示意圖。如圖3C所示,因資料驅動電路120暫停對液晶顯示面板110的極性反轉操作一次,故第1、3畫素列之畫素單元的極性維持為負極性,而第2、4畫素列之畫素單元的極性維持為正極性。接著,在下一個圖框期間中,如圖3D所示,第1、3畫素列之畫素單元的極性由負極性轉變為正極性,而第2、4畫素列之畫素單元的極性由正極性轉變為負極性。
然而,雖然上述方法可解決掃描驅動電路130對液晶顯示面板110進行交錯掃描操作時產生的直流殘留電壓問題,但因為液晶顯示面板110在一預定時間週期之最後一圖框期間中的極性分佈與此預定時間週期過後之次一預定時間週期之第一圖框期間中的極性分佈相同,故會造成畫素單元P在此第一圖框期間中的過度充電,因而使液晶顯示面板110在此第一圖框期間中產生閃爍(flicker)現象。
舉例而言,圖4為顯示裝置100之極性反轉訊號POL和光學感測訊號PS的時序圖,其中光學感測訊號PS為使用光學感測裝置對液晶顯示面板110進行光感測且將感測到之光能轉換為電能後的電壓訊號波形。如圖4所示,在預定時間週期PT(i)中的圖框期間FP(j-4)~FP(j-1)和在預定時間週期PT(i+1)中的圖框期間FP(1)~FP(5)結束後,極性反轉訊號POL的電位由高電位降至低電位或者由低電位升至高電位,使得資料驅動電路120據以對液晶顯示面板110進行極性反轉操作;在預定時間週期PT(i)中的圖框期間FP(j)結束後,預定時間週期PT(i)結束且接著進入至次一預定時間週期PT(i+1),此時極性反轉訊號POL的電位由高電位降至低電位或者由低電位升至高電位,使得資料驅動電路120據以對液晶顯示面板110進行極性反轉操作。由圖4之橢圓圈處可知,光學感測訊號PS在次一預定時間週期PT(i+1)的圖框期間FP(1)中的電位會因為畫素單元P的過度充電而過度升高,導致液晶顯示面板110在此圖框期間FP(1)中產生閃爍現象。
上述閃爍現象可藉由設定同步控制訊號TP的高電位持續時間來控制每一資料線D在每一預定時間週期中的資料寫入時間來達成。詳細而言,圖5和圖6分別為依據本發明實施例之顯示裝置100的訊號在預定時間週期(例如預定時間週期PT(i))之第二至最後圖框期間FP(2)~FP(j)中和在預定時間週期(例如預定時間週期PT(i))之第一圖框期間FP(1)中的時序圖,其中同步控制訊號TP的高電位持續時間TTP1和TTP2對應每一資料線D的電荷分享時間長度。在圖5和圖6中,因同步控制訊號TP可控制每一資料線D的電荷分享時間長度和資料寫入時間長度,故資料驅動電路輸出訊號SDO(其為所有資料線D的輸出訊號總和)在從高電位降至低電位及維持在低電位的期間(即進行電荷分享的期間)對應同步控制訊號TP在高電位的期間,且資料驅動電路輸出訊號SDO在從低電位升至高電位及維持在高電位的期間(即進行充電的期間)對應同步控制訊號TP在低電位的期間。比較圖5和圖6可知,在第一圖框期間FP(1)中同步控制訊號TP的高電位持續時間TTP2大於在第二至最後圖框期間FP(2)~FP(j)中同步控制訊號TP的高電位持續時間TTP1。藉由延長每一預定時間週期之第一圖框期間FP(1)中同步控制訊號TP的高電位持續時間,可縮短每一資料線D在第一圖框期間FP(1)中的資料寫入時間長度,進而避免液晶顯示面板110產生閃爍現象。
此外,在一些實施例中,資料驅動電路120可僅在每一預定時間週期之第一圖框期間FP(1)中啟動電荷
分享功能而在每一預定時間週期之第二圖框期間FP(2)至最後圖框期間FP(j)中關閉電荷分享功能,以降低資料驅動電路120的功率耗損和溫度。如圖7所示,電荷分享控制訊號SHC僅在第一圖框期間FP(1)中升至高電位而在第二圖框期間FP(2)至最後圖框期間FP(j)中維持在低電位,使得每兩相鄰資料線D僅在第一圖框期間FP(1)中而在其他圖框期間(例如第二圖框期間FP(2))中不進行電荷分享。此外,因資料驅動電路輸出訊號SDO為所有資料線D的輸出訊號總和,故如圖7所示,資料驅動電路輸出訊號SDO在第一圖框期間FP(1)中具有多次上下電位的改變。
圖8為顯示裝置100在經過圖5和圖6所述之同步控制訊號TP的設定和的圖7所述之電荷分享控制訊號SHC的設定後之極性反轉訊號POL和光學感測訊號PS的時序圖。相較於圖4之光學感測訊號PS,由圖8之橢圓圈處可知,經由將同步控制訊號TP設定為在第一圖框期間FP(1)中的高電位持續時間TTP2大於在第二圖框期間FP(2)至最後圖框期間FP(j)中的高電位持續時間TTP1且將電荷分享控制訊號SHC設定為僅在第一圖框期間FP(1)中啟動電荷分享功能而在第二圖框期間FP(2)至最後圖框期間FP(j)中關閉電荷分享功能,光學感測訊號PS在次一預定時間週期PT(i+1)的圖框期間FP(1)中的電位有效被降低,以避免液晶顯示面板110在此圖框期間FP(1)中產生閃爍現象,進而增進使用者體驗,同時也可降低資料驅動電路120的功率耗損和溫度,以增加資料驅動電路120的工作壽命。
雖然本發明已以實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明,任何所屬技術領域中具有通常知識者,在不脫離本發明的精神和範圍內,當可作些許的更動與潤飾,故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
Claims (10)
- 一種顯示裝置,包含:一液晶顯示面板,用以依據複數個資料驅動訊號及複數個掃描驅動訊號顯示一影像,該液晶顯示面板具有複數個資料線,該些資料線分別對應該些資料驅動訊號;一資料驅動電路,電性連接於該液晶顯示面板,該資料驅動電路用以產生該些資料驅動訊號且對該些資料驅動訊號進行極性反轉處理,使得該些資料驅動訊號中屬於相鄰圖框期間之資料驅動訊號的極性為相反;以及一掃描驅動電路,電性連接於該液晶顯示面板,該掃描驅動電路用以產生該些掃描驅動訊號;其中,在該掃描驅動電路對該液晶顯示面板進行交錯掃描(interlaced scanning)操作時,該資料驅動電路用以調整該些資料驅動訊號,以依據一極性反轉控制訊號在一預定時間週期結束後暫停對該些資料驅動訊號的極性反轉處理且依據一同步控制訊號使每一該些資料線的資料寫入時間長度在該預定時間週期結束後之一次一預定時間週期的一第一圖框期間中由一第一時間長度減少至一第二時間長度,且該資料驅動電路依據該同步控制訊號和一電荷分享控制訊號使每一該些資料線在該第一圖框期間前預先與其相鄰之資料線進行電荷分享(charge sharing)。
- 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置,其中該資料驅動電路更用以依據該同步控制訊號使每一該 些資料線的資料寫入時間長度在該第一圖框期間後回復至該第一時間長度。
- 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置,其中該資料驅動電路係依據該電荷分享控制訊號使每一該些資料線僅在該第一圖框期間中與其相鄰之資料線進行電荷分享而在其他圖框期間中停止與其相鄰之資料線進行電荷分享。
- 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置,更包含:一時序控制電路,電性連接於該資料驅動電路及該掃描驅動電路,該時序控制電路用以產生該極性反轉控制訊號、該同步控制訊號和該電荷分享控制訊號且將該極性反轉控制訊號、該同步控制訊號和該電荷分享控制訊號輸出至該資料驅動電路,以切換該些資料線的資料寫入時間長度和該些資料驅動訊號的極性且控制每一該些資料線是否其相鄰之資料線進行電荷分享。
- 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置,其中該掃描驅動電路在該第一圖框期間中掃描該液晶顯示面板之奇數畫素列但不掃描該液晶顯示面板之偶數畫素列。
- 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置,其中該掃描驅動電路在該第一圖框期間中掃描該液晶顯示面板之偶數畫素列但不掃描該液晶顯示面板之奇數畫素列。
- 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置,其中該資料驅動電路對該些資料驅動訊號進行極性反轉處理為圖框反轉(frame inversion)、列反轉(row inversion)、行反轉(column inversion)或點反轉(dot inversion)。
- 一種用於一顯示裝置之驅動方法,該顯示裝置包含一液晶顯示面板,該液晶顯示面板用以依據複數個資料驅動訊號及複數個掃描驅動訊號顯示一影像,該液晶顯示面板具有複數個資料線,該些資料線分別對應該些資料驅動訊號,該驅動方法包含:對該些資料驅動訊號進行極性反轉處理,使得該些資料驅動訊號中屬於相鄰圖框期間之資料驅動訊號的極性為相反;在對該液晶顯示面板進行交錯掃描(interlaced scanning)操作時,調整該些資料驅動訊號,以在一預定時間週期結束後暫停對該些資料驅動訊號的極性反轉處理且使每一該些資料線的資料寫入時間長度在該預定時間週期結束後之一次一預定時間週期的一第一圖框期間中由一第一時間長度減少至一第二時間長度,以及使每一該些資 料線在該第一圖框期間中進行充電步驟前預先與其相鄰之資料線進行電荷分享(charge sharing)。
- 如申請專利範圍第8項所述之驅動方法,更包含使每一該些資料線的資料寫入時間長度在該第一圖框期間後回復至該第一時間長度。
- 如申請專利範圍第8項所述之驅動方法,更包含使每一該些資料線僅在該第一圖框期間中與其相鄰之資料線進行電荷分享而在其他圖框期間中停止與其相鄰之資料線進行電荷分享。
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Cited By (3)
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