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CN1912974A - 发光显示器 - Google Patents

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CN1912974A
CN1912974A CNA2006100870452A CN200610087045A CN1912974A CN 1912974 A CN1912974 A CN 1912974A CN A2006100870452 A CNA2006100870452 A CN A2006100870452A CN 200610087045 A CN200610087045 A CN 200610087045A CN 1912974 A CN1912974 A CN 1912974A
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CN
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signal
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LG Display Co Ltd
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LG Philips LCD Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种发光显示器，其包括：象素电路，所述象素电路由借助电流发光的象素构成；和数据驱动器，该数据驱动器向象素提供与电流相对应的数据信号。所述发光显示器进一步包括，提供第一扫描信号和第二扫描信号的扫描驱动器，所述第一扫描信号为选择数据信号的写信号，所述第二扫描信号为象素的擦除信号；和向数据驱动器提供数据的时序控制器，该时序控制器提供的数据将一帧分成多个子域并根据象素电路的亮度调节与各多个子域相对应的数据信号。

Description

发光显示器
技术领域
本发明涉及一种发光显示器。
背景技术
近来，开发了各种平板显示器，这些平板显示器减小了阴极射线管重量大和体积大的缺点。平板显示器包括液晶显示器、场致发光显示器、等离子显示板、发光显示器等。
发光显示器是一种通过复合电子和空穴而发射磷物质的自发光元件，并且根据材料和结构大致上可分成无机发光显示器和有机发光显示器。与诸如液晶显示器件需要独立光源的无源发光器件相比，发光显示器具有与阴极射线管相当的快速响应速度。
图1示出了常规象素电路的传统有机发光单元。
有机发光显示器包括电子注入层4、电子传输层6、发光层8、空穴传输层10和空穴注入层12，所述各层层叠在阴极2和阳极14之间。
当在透明电极构成的阳极14和金属电极构成的阴极2之间施加电压时，从阴极2产生的电子通过电子注入层4和电子传输层6朝向发光层8移动。此外，从阳极14产生的空穴通过空穴注入层12和空穴传输层10朝向发光层8移动。因此，随着从电子传输层6和空穴传输层10发送的电子和空穴在发光层8中相互碰撞和复合，就会发光。光通过透明电极构成的阳极14射向外部，从而显示图像。
为了显现灰度级，常规的发光显示器采用表面积分割驱动法和时间分割驱动法。
表面积分割驱动法将一个象素分成多个子象素，并且通过根据数字数据信号单独划分各多个子象素来显现灰度级。然而，表面积分割驱动法存在的问题是具有复杂的象素结构。
另一方面，时间分割驱动法通过控制象素的发光时间来显现灰度级。也就是说，通过将一帧分成多个子域(sub-field)来显现灰度级。时间分割驱动法根据各子域周期期间的数字数据信号而将象素分成发光时间和非发光时间，并且通过对一帧周期内各象素的发光时间进行组合来显现象素的灰度级。
通常，由于时间分割驱动法比液晶显示器具有更快的响应速度，所以发光显示器采用时间分割驱动法。
图2表示用常规发光显示器通过时间分割驱动法的数据时序图。
参照图2，为了显现数字数据信号的灰度级，采用常规时间分割驱动法的发光显示器的驱动方法是将各帧分成多个子域(SF1-SF12)，这些子域对应于数字数据信号的每一位。此时，在图2中，用256级灰度级来显现12位数字数据信号而且将一帧分成与12位数字数据信号对应的12个子域(SF1-SF12)。12个子域(SF1-SF12)中的第一子域(SF1)对应于数字数据信号的最低位而第12个子域(SF12)对应于数字数据信号的最高位。
将12个子域(SF1-SF12)中的每一个子域分成发光时间(LT1-LT12)和非发光时间(UT1-UT12)。为了用256级灰度级显现12位数字数据信号，各子域(SF1-SF12)的发光时间(LT1-LT12)可以采用由1:2:4:8:16:32…构成的二进制代码和由1:2:4:6:10:14:19…构成的非二进制代码。
在子域(SF1-SF12)的各周期期间，发光显示器通过在垂直方向上例如在发光显示板中从上到下的方向上依次扫描所有象素而发射光。因此，各子域(SF1-SF12)周期的发光时间(LT1-LT12)都伴随着如图2所示在各子域(SF1-SF12)中的斜线标记。通过将一帧期间各子域(SF1-SF12)中的所有发光时间(LT1-LT12)进行组合便可以显现所期望的灰度级。
然而，在传统的发光显示器中，存在的问题是，由于驱动薄膜晶体管退化以及电子注入层4、电子传输层6、空穴传输层10、空穴注入层12和发光层8退化，会导致亮度变差。
图3是表示常规发光显示器电压源结构的视图。
参照图3，由于发光层8具有不同的发光特性，所以传统发光显示器在R、G和B象素中分别采用不同的电源电压(VDDR，VDDG，和VDDB)。因此，由于传统发光显示器要分出R、G和B电源，所以需要外加电源。这样，就会带来增加显示板成本和部件数量的问题。
发明内容
一种发光显示器包括象素电路。该象素电路包括借助电流发光的象素。该发光显示器进一步包括数据驱动器，该数据驱动器向象素提供与电流对应的数据信号；提供第一扫描信号和第二扫描信号的扫描驱动器，所述第一扫描信号为选择数据信号的写信号，所述第二扫描信号为象素的擦除信号；和向数据驱动器提供数据的时序控制器，该时序控制器提供的数据将一帧分成多个子域并根据象素电路的亮度而调节与各多个子域对应的数据信号。
附图说明
下面将参照附图对本发明进行详细说明，其中用相同的附图标记表示相同的部件。
图1示出了常规象素电路中传统的有机发光单元；
图2示出了通过常规发光显示器的时间分割驱动法的数据时序图；
图3示出了常规发光显示器的电压源结构图；
图4示出了按照本发明实施方式的发光显示器装置的结构视图；
图5示出了图4所示象素的等效电路图；
图6示出了图4所示时序控制器的方框图；
图7示出了按照本发明实施方式的发光显示器的亮度值和发光时间的关系图；以及
图8示出了施加到图4所示的各第一扫描线和各第二扫描线的第一扫描信号和第二扫描信号的波形图。
具体实施方式
下面将参照附图以更详细的方式说明本发明的优选实施方式。
图4示出了按照本发明实施方式所述的发光显示器装置的结构视图。
参照图4，按照本发明实施方式所述的发光显示器包括由象素122构成的象素电路116，所述象素122设置在由第一扫描线(GPL1-GPLn)和第二扫描线(GEL1-GELn)以及数据线(DL1-DLm)交叉限定的各区域中；用于驱动第一扫描线(GPL1-GPLn)和第二扫描线(GEL1-GELn)的扫描驱动器118；用于驱动数据线(DL1-DLm)的数据驱动器120；用于检测象素电路116亮度的退化传感器140；和时序控制器128，该时序控制器根据退化传感器140提供的亮度信号(BS)来控制扫描驱动器118和数据驱动器120的驱动时序并向数据驱动器120提供数字数据(Mdata)。
图5示出了图4所示象素的等效电路图。
如图5所示，各象素122包括电源电压源(VDD)、接地电压源(GND)、连接在电源电压源(VDD)和接地电压源(GND)之间的发光单元(OLED)以及发光元件驱动电路130，该驱动电路根据从各第一扫描线(GPL)和第二扫描线(EPL)提供的扫描信号或选择信号来驱动发光单元(OLED)。
发光单元包括例如有机EL或有机发光二极管(OLED)，但是其也可以包括无机EL或发光二极管(LED)。
发光单元驱动电路130包括驱动TFT(薄膜晶体管)(DT)，所述驱动TFT连接在发光单元(OLED)和电压源(VDD)之间；第一开关TFT(T1)，该开关TFT与数据线(DL)、第一扫描线(GPL)、以及驱动TFT(DT)相连；第二开关TFT(T2)，该开关TFT与设置在第一开关TFT(T1)和驱动TFT(DT)之间的第一节点(N1)、第二扫描线(GEL)以及电源电压源(VDD)相连；和存储电容(Cst)，该电容连接在第一节点(N1)和电源电压源(VDD)之间。
TFT为P型电子金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)或P型MOS晶体管。
驱动TFT(DT)的栅极与第一开关TFT(T1)的漏极相连，驱动TFT的源极与电源电压源(VDD)相连，而驱动TFT的漏极与发光单(OLED)相连。
第一开关TFT(T1)的栅极与第一扫描线(GPL)相连，第一开关TFT的源极与数据电极线(DL)相连，而第一开关TFT的漏极与驱动TFT(DT)的栅极相连。
第二开关TFT(T2)的栅极与第二扫描线(GEL)相连，第二开关TFT的源极与电源电压源(VDD)相连，而第二开关TFT的漏极与第一节点(N1)相连。
存储电容(Cst)在第一开关TFT(T1)导通时存储第一节点(N1)的数据电压，而且在第一开关TFT(T1)断开时使用所存储的数据电压一直保持驱动TFT(DT)的导通(on)状态，直到提供下一帧数据电压。
在各象素122中，当第一扫描信号或栅脉冲输入到第一扫描线(GPL1-GPLn)时，导通第一开关TFT(T1)并且经由数据线(DL)输入数据电压而导通驱动TFT(DT)。因此，发光单元(OLED)发射光。在通过作为写信号输入到第一扫描线(GPL1-GPLn)上的第一扫描信号截止第一开关TFT(T1)之后，当作为擦除信号的第二信号输入到第二扫描线(GEL1-GELn)时通过导通第二开关TFT(T2)而使存储在存储电容(Cst)中的数据电压放电。此时，发工单元(OLED)一直发光，直到存储于存储电容(Cst)中的数据电压被放电。
退化传感器140检测象素电路116的退化程度并且向时序控制器128发送与该退化程度相对应的亮度信号(BS)。此时，为了检测不向显示板外部显示图像时的退化程度或亮度，退化传感器140检测象素电路116最外线中象素的退化程度或亮度。
时序控制器128利用由外部系统(例如，图形卡)提供的同步信号产生控制数据驱动器120的数据控制信号和控制扫描驱动器118的扫描控制信号。
此外，时序控制器128将外部系统提供的数字数据发送到数据驱动器120。此时，时序控制器128根据由退化传感器140提供的亮度信号(BS)对该数字数据进行调制并将该数据送到数据驱动器120。
图6示出了图4中所示时序控制器的方框图。
为此，如图6所示，时序控制器128包括根据由退化传感器140提供的亮度信号(BS)产生选择信号(SS)的选择信号发生器152，用于根据选择信号(SS)将从外部输入的N位数字数据转换成M位(M为大于N的正整数)数字数据(Mdata)的第一到第三查找表154、156和158，以及根据由选择信号发生器152提供的选择信号(SS)将外部提供的N位数字数据发送到第一到第三LUT154、156和158上的多路复用器150。在此，假定N位为6位，并且假定M位为8位。
当退化传感器140提供的亮度信号(BS)为基准值或更大值时，选择信号发生器152向多路复用器150发送第一逻辑状态的选择信号(SS)，当亮度信号(BS)为中间值时，选择信号发生器152向多路复用器150发送第二逻辑状态的选择信号(SS)，并且当亮度信号(BS)为基准值或更小值时，选择信号发生器152向多路复用器150发送第三逻辑状态的选择信号(SS)。
当象素电路116的退化程度相对较小时，选择信号发生器152产生第一逻辑状态的选择信号(SS)，当象素电路116的退化程度较为居中时，选择信号发生器152产生第二逻辑状态的选择信号(SS)，而当象素电路116的退化程度较大时，选择信号发生器152产生第三逻辑状态的选择信号(SS)。
多路复用器150响应于从选择信号发生器152提供的第一到第三逻辑状态，将外部提供的6位数字数据发送到第一至第三LUT 154、156和158。
表1示出了以退化程度为基础的6位数字数据或LUT输入信号(数据)和面板输入信号或第一到第三LUT 154、156和158的8位数字数据：
表1
  63伽玛(LUT输入信号)   第一LUT(退化程度—低)   第二LUT(退化程度—中)   第三LUT(退化程度—高)
  63(111111)   237(11101101)   246(11110110)   255(11111111)
  62(111110)   228(11100100)   237(11101101)   246(11110110)
  61(111101)   219(11011011)   228(11100100)   237(11101101)
  60(111100)   210(11010010)   219(11011011)   228(11100100)
  59(111011)   202(11001010)   210(11010010)   219(11011011)
如表1所示，为了扩大伽玛控制的位数，第一到第三LUT 154、156和158将多路复用器150提供的6位数字数据转换成8位数字数据(Mdata)并向数据驱动器120发送数据。
此时，对于相同的输入信号，在退化程度为低、中、或高的各种情况下，将第一到第三LUT 154、156、和158的8位数字数据发送到数据驱动器120。当退化程度较低时发送小的数字数据(Mdata)，而当退化程度较高时发送大的数字数据(Mdata)。此时，小的数字数据在发光单元(OLED)中具有短的发光时间而大的数字数据在发光单元(OLED)中具有长的发光时间。因此，通过在退化程度低时将发光单元(OLED)的发光时间设定的短一些，而在退化程度高时将发光元件(OLED)的发光时间设定的长一些，就可以补偿驱动TFT(DT)或发光单元(OLED)的退化。
图7示出了按照本发明实施方式所述的发光显示器的亮度值和发光时间的关系图。
参照图7，确定第一到第三LUT 154、156和158的8位数字数据(Mdata)以是的退化程度或发光亮度与发光时间的乘积为均匀值，即，均匀亮度。也就是说，低退化程度下的亮度(L3)大于高退化程度下的亮度(L1)。因此，如图7和公式1所示，当退化程度低时将发光时间设定得较短，而当退化程度高时将发光时间设定得较长，由此无论退化程度如何都能获得均匀的亮度。
公式1
L1×T1＝L2×T2＝L3×T3
图8示出了第一扫描信号和第二扫描信号的波形图，所述第一和第二扫描信号施加到图4所示的各条第一扫描线和第二扫描线。
参照图8，扫描驱动器118响应来自时序控制器128的扫描控制信号，产生与各子域(SF1-SF8)的发光时间(LT)相对应的第一扫描信号(GP)和第二扫描信号(EP)，并通过向第一扫描线(GPL1-GPLn)发送第一扫描信号(GP)依次驱动第一扫描线(GPL1-GPLn)，通过向第二扫描线(GEL1-GELn)发送第二扫描信号(EP)依次驱动第二扫描线(GEL1-GELn)，其中所述各子域的发光时间对应于8位数字数据中的每一位。此时，第一扫描信号(GP)和第二扫描信号(EP)具有与各子域(SF1-SF12)的发光时间(LT)相对应的预定时间差。
数据驱动器120根据来自时序控制器128的数据控制信号，在各水平周期(1H)，将与定时控制器128提供的8位数字数据(Mdata)相对应的数据电压施加到数据线(DL1-DLm)上。
用时间分割驱动法驱动按照本发明实施方式的发光显示器，其中为了显现8位数字数据(Mdata)的灰度级，所述时间分割驱动法通过将各帧分成多个与8位数字数据(Mdata)中的每一位相对应的子域(SF)进行驱动。此时，象素电路16将一帧分成与8位数字数据(Mdata)相对应的8个子域(SF1-SF8)。
8个子域中的第一子域(SF1)对应于8位数字数据(Mdata)中的最低位，而第八个子域(SF8)对应于8位数字数据(Mdata)中的最高位。
将8个子域(SF1-SF8)中的每一个分成发光时间(LT1-LT8)和非发光时间(UT1-UT8)。此时，为了显现具有256级灰度级的8位数字数据信号，每个子域(SF1-SF8)的发光时间(LT1-LT8)可以采用由1:2:4:8:16:32…构成的二进制代码和由1:2:4:6:10:14:19….构成的非二进制代码。
在各子域(SF1-SF8)的周期器件，发光显示器通过沿垂直方向，例如发光显示板中从上到下的方向，依次扫描所有象素而发光。因此，各子域(SF1-SF8)周期的发光时间(LT1-LT8)都伴随有各子域(SF1-SF12)中的斜线标记。在一帧内通过将各子域(SF1-SF8)中的所有发光时间(LT1-LT8)进行组合就可以显现所期望的灰度级。
具体地说，按照本发明实施方式的发光显示器的数据驱动器120在象素电路116的退化程度较低时向各子域(SF1-SF8)的数据线(DL)提供经由所述时序控制器128的第一LUT 154转换的对应于具有256级灰度级的8位数字数据(Mdata)并且如表1所示的数据电压。因此，通过将各子域(SF1-SF8)的发光时间进行组合就可以用256级灰度级来显现各象素。
当象素电路116的退化程度较高时，按照本发明实施方式的发光显示器的数据驱动器120向各子域(SF1-SF12)的数据线(DL)提供经由所述时序控制器128的第三LUT 158转换的对应于具有256级灰度级的8位数字数据(Mdata)并且如表1所示的数据电压。第二LUT 158居中。
按照本发明实施方式的发光显示器能够根据象素电路116的退化程度，在不调节用于驱动象素122的驱动时序的情况下，利用与退化程度相对应的第一到第三LUT 154、156、和158来显现图像。
以上参照附图对本发明的实施方式进行了说明，但是本发明并不限于所述
实施方式。
在该实施方式中，将退化程度分为高、中、低三档，并且根据退化程度利用第一到第三LUT 154、156和158进行退化补偿，但也可以将退化程度分为两档或四档或更多。LUT可以与退化程度的档数成正比。LUT的数字数据为亮度和发光时间的均匀乘积，由此决定了无论退化程度如何发光单元都具有均匀的亮度。
在该实施方式中，通过将一帧分成8个子域来完成时间分割驱动，但是可以根据数据或发光单元的发光能力以及扫描驱动器的驱动能力可以改变子域的数量。例如，可以将一帧分成12个子域。
很显然，可以用很多方式对所述发明进行改进。这些改进并不会脱离本发明的构思和范围，对于本领域的技术人员来说，所有这些改进都将落入下面权利要求书的范围。

Claims (30)

1、一种发光显示器，包括：
象素电路，所述象素电路包括借助电流发光的象素；
数据驱动器，该数据驱动器向象素提供与电流相对应的数据信号；
提供第一扫描信号和第二扫描信号的扫描驱动器，所述第一扫描信号为选择数据信号的写信号，而所述第二扫描信号为象素的擦除信号；和
向数据驱动器提供数据的时序控制器，该时序控制器提供的数据将一帧分成多个子域并根据象素电路的亮度调节与各多个子域相对应的数据信号。
2、根据权利要求1所述的发光显示器，其特征在于，进一步包括检测象素电路退化程度的退化传感器。
3、根据权利要求1所述的发光显示器，其特征在于，向象素电路的象素提供电源电压的电压源为一个。
4、根据权利要求1所述的发光显示器，其特征在于，所述象素电路的象素亮度值与发光时间的乘积为均匀值。
5、根据权利要求2所述的发光显示器，其特征在于，所述退化传感器检测象素电路中形成在非发光区域中的象素退化程度。
6、根据权利要求5所述的发光显示器，其特征在于，所述象素电路的象素位于该象素电路的最外侧线中。
7、根据权利要求2所述的发光显示器，其特征在于，所述时序控制器包括：
选择信号发生器，该选择信号发生器根据由退化传感器检测的退化程度而产生选择信号；和
数据选择单元，该数据选择单元根据选择信号发生器的选择信号来选择数据并将所述数据发送到数据驱动器。
8、根据权利要求7所述的发光显示器，其特征在于，所述选择信号发生器根据象素电路的退化程度而产生多个选择信号。
9、根据权利要求8所述的发光显示器，其特征在于，所述数据选择单元响应于多个选择信号而选择多个数据。
10、根据权利要求7所述的发光显示器，其特征在于，所述各数据选择单元将外部输入的N位数据转换成提供给数据驱动器的M位数据，从而使该数据具有二进制代码或非二进制代码。
11、根据权利要求10所述的发光显示器，其特征在于，所述M为大于N的正整数。
12、根据权利要求10所述的发光显示器，其特征在于，所述N位为6位而所述M位为8位。
13、根据权利要求10所述的发光显示器，其特征在于，确定所述M位数据以使得象素电路中象素的亮度值与发光时间的乘积为均匀值。
14、根据权利要求1所述的发光显示器，其特征在于，所述各象素包括：
施加有数据信号的数据线；
施加有第一扫描信号的第一扫描线；
施加有第二扫描信号的第二扫描线；
连接在电源电压源和接地电压源之间的发光单元；
连接在电源电压源和发光单元之间的驱动开关；
连接在数据线和驱动开关栅极之间的第一转换开关，其中所述栅极与第一扫描线相连；
连接在驱动开关栅极和电源电压源之间的第二转换开关，其中所述栅极与第二扫描线相连；
设置在电源电压源和驱动开关栅极之间的存储电容。
15、根据权利要求14所述的发光显示器，其特征在于，所述开关为P型电子金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)或P型MOS晶体管。
16、根据权利要求14所述的发光显示器，其特征在于，所述发光单元为包括有机发光层的有机电场发光单元。
17、一种驱动发光显示器的方法，包括：
提供由象素构成的象素电路，所述象素借助电流发光；
利用数据驱动器提供数据信号，所述数据信号对应于提供给象素的电流；
利用扫描驱动器提供第一扫描信号，所述第一扫描信号为选择数据信号的写信号，和利用扫描驱动器提供第二扫描信号，所述第二扫描信号为象素的擦除信号；和
利用时序控制器向数据驱动器提供数据，所述数据根据象素电路的亮度将一帧分成多个子域并且调节与各多个子域相对应的数据信号。
18、根据权利要求17所述的驱动发光显示器的方法，其特征在于，进一步包括检测象素电路的退化程度。
19、根据权利要求17所述的驱动发光显示器的方法，其特征在于，进一步包括利用一个电压源向象素电路的象素提供电源电压。
20、根据权利要求17所述的驱动发光显示器的方法，其特征在于，所述象素电路的象素亮度值与发光时间的乘积为均匀值。
21、根据权利要求17所述的驱动发光显示器的方法，其特征在于，在非发光区域中形成象素电路的象素。
22、根据权利要求17所述的驱动发光显示器的方法，其特征在于，所述象素电路的象素位于该象素电路的最外侧线中。
23、根据权利要求18所述的驱动发光显示器的方法，其特征在于，所述利用时序控制器向数据驱动器提供数据，所述数据将一帧分成多个子域并且根据象素电路的亮度调节与各多个子域相对应的数据信号的步骤包括：
根据象素电路的退化程度产生多个选择信号；
由数据选择单元响应于多个选择信号而选择多个数据；和
向数据驱动器提供多个数据。
24、根据权利要求23所述的驱动发光显示器的方法，其特征在于，所述各数据选择单元将外部输入的N位数据转换成提供给数据驱动器的M位数据，使该数据具有二进制代码或非二进制代码。
25、根据权利要求24所述的驱动发光显示器的方法，其特征在于，所述M为大于N的正整数。
26、根据权利要求24所述的驱动发光显示器的方法，其特征在于，所述N位为6位，而所述M位为8位。
27、根据权利要求24所述的驱动发光显示器的方法，其特征在于，确定所述M位数据以使得象素电路的象素亮度值与发光时间的乘积为均匀值。
28、根据权利要求17所述的驱动发光显示器的方法，其特征在于，所述各象素包括：
施加有数据信号的数据线；
施加有第一扫描信号的第一扫描线；
施加有第二扫描信号的第二扫描线；
连接在电源电压源和接地电压源之间的发光单元；
连接在电源电压源和发光单元之间的驱动开关；
连接在数据线和驱动开关栅极之间的第一转换开关，其中所述栅极与第一扫描线相连；
连接在驱动开关栅极和电源电压源之间的第二转换开关，其中所述栅极与第二扫描线相连；
设置在电压源和驱动开关栅极之间的存储电容。
29、根据权利要求28所述的驱动发光显示器的方法，其特征在于，所述开关为P型电子金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)或P型MOS晶体管。
30、根据权利要求28所述的驱动发光显示器的方法，其特征在于，所述发光单元为包括有机发光层的有机电场发光元件。
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