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KR100931488B1 - 액정표시패널 - Google Patents

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KR100931488B1
KR100931488B1 KR1020030012057A KR20030012057A KR100931488B1 KR 100931488 B1 KR100931488 B1 KR 100931488B1 KR 1020030012057 A KR1020030012057 A KR 1020030012057A KR 20030012057 A KR20030012057 A KR 20030012057A KR 100931488 B1 KR100931488 B1 KR 100931488B1
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KR
South Korea
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liquid crystal
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odd
pixel
parasitic capacitor
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김상래
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엘지디스플레이 주식회사
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Abstract

본 발명은 수평 2도트 인버젼 구동방식에서 발생되는 수직선현상을 줄일 수 있는 액정표시패널을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 액정표시패널은 기수번째 및 우수번째 중 어느 하나의 데이터라인과 좌측으로 인접한 화소전극 간에 형성되는 제1 기생캐패시터와, 상기 제1 기생캐패시터를 형성하는 데이터라인과 우측으로 인접한 화소전극 간에 형성되며 상기 제1 기생캐패시터와 용량값이 다른 제2 기생캐패시터를 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

액정표시패널{LIQUID CRYSTAL DISPLAY PANEL}
도 1은 종래의 액정표시패널을 나타내는 도면이다.
도 2a 및 도 2b는 수평 2도트 인버젼 방식에 의해 액정패널의 액정셀들에 공급되는 데이터신호들의 극성 패턴을 나타내는 도면들이다.
도 3은 수평 2도트 인버젼 구동방식에 의한 수직선 현상을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 수평 2도트 인버젼 액정표시장치를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 액정표시패널을 상세히 나타내는 도면이다.
도 6은 도 4에서 선"Ⅰ-Ⅰ'"를 따라 절취한 액정표시패널을 나타내는 단면도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
2,32 : 액정표시패널 34 : 게이트구동부
36 : 데이터구동부 40 : 타이밍제어부
50 : 기판 52 : 절연막
본 발명은 액정표시패널에 관한 것으로, 특히 수평 2도트 인버젼 구동방식에서 발생되는 수직선현상을 줄일 수 있는 액정표시패널에 관한 것이다.
액정표시장치는 전계를 이용하여 유전이방성을 갖는 액정의 광투과율을 조절함으로써 화상을 표시하게 된다. 이를 위하여, 액정표시장치는 액정셀들이 매트릭스형으로 배열된 액정표시패널과, 액정표시패널을 구동하기 위한 구동회로를 구비한다.
구동회로는 액정표시패널의 게이트라인들을 구동하기 위한 게이트 구동부와, 데이터라인들을 구동하기 위한 데이터 구동부와, 게이트 구동부 및 데이터 구동부에 타이밍 제어신호와 화소 데이터를 공급하는 타이밍 제어부와, 전원전압을 공급하는 전원부를 구비한다.
액정표시패널(2)은 도 1에 도시된 바와 같이 매트릭스형으로 배열된 액정셀들(Clc)과, 게이트라인들(GL1 내지 GLn)과 데이터라인들(DL1 내지 DLm)의 교차부마다 형성되어 액정셀들(Clc) 각각과 접속된 박막트랜지스터(TFT)를 구비한다.
박막트랜지스터(TFT)는 게이트라인(GL)으로부터의 스캔신호, 즉 게이트 하이전압(VGH)이 공급되는 경우 턴-온되어 데이터라인(DL)으로부터의 화소신호를 액정셀에 공급한다. 그리고, 박막트랜지스터(TFT)는 게이트라인(GL)으로부터 게이트 로우전압(VGL)이 공급되는 경우 턴-오프되어 액정셀에 충전된 화소신호가 유지되게 한다.
액정셀은 등가적으로 액정용량 캐패시터(Clc)로 표현되며, 액정을 사이에 두고 대면하는 공통전극과 박막트랜지스터(TFT)에 접속된 화소전극을 포함한다. 이러한 액정셀은 박막트랜지스터(TFT)를 통해 충전되는 화소신호에 따라 유전이방성을 가지는 액정의 배열상태가 가변하여 광투과율을 조절함으로써 계조를 구현하게 된다.
이러한 액정표시장치는 액정을 열화를 방지함과 아울러 표시 품질을 향상시키기 위하여 액정표시패널을 인버젼 구동방법으로 구동한다. 인버젼 구동방법으로는 프레임 인버젼 방식(Frame Inversion System), 라인(칼럼) 인버젼 방식(Line(Column) Inversion System), 그리고 도트 인버젼 방식(Dot Inversion System) 등이 이용된다
이 중 도트 인버젼 방식은 프레임 및 라인 인버젼 방식들에 비하여 뛰어난 화질의 화상을 제공하지만 전력소모가 큰 도트 인버젼 방식을 보완하고자 수직 2도트 인버젼 방식을 이용한다. 다시 말하여, 도트 인버젼 방식은 소비전력을 줄이고자 프레임 주파수를 통상의 60Hz에서 50∼30Hz로 낮추는 경우 플리커 현상이 발생하게 되는데, 이를 보완하고자 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같은 수평 2도트 인버젼 방식이 이용되고 있다.
도 2a 및 도 2b는 수평 2도트 인버젼 방식으로 액정셀들에 공급되는 화소신호 극성을 기수 프레임과 우수 프레임으로 나누어 도시한 것이다.
도 2a 및 도 2b에 도시된 기수 프레임과 우수 프레임에 있어서, 수평 2도트 인버젼 방식은 화소신호의 극성이 수직방향으로는 기존의 도트 인버젼 방식과 같이 도트 단위로 바뀌는 반면에 수평방향으로는 2도트 단위로 바뀌도록 구동됨을 알 수 있다. 이러한 수평 2도트 인버젼 방식은 50Hz의 프레임주파수로 구동되는 상용화면에서 도트 인버젼 방식에 비하여 플리커 현상이 줄어드는 장점을 가지는 반면에, 데이터라인 주기로 휘도차에 따른 수직선이 발생하는 문제점을 가지고 있다.
예를 들어, 제1 수평기간에서 도 2a에 도시된 바와 같이 k 및 k+1번째 데이터라인(DLk,DLk+1)에는 기준전압(Vcom)을 기준으로 정극성(+)의 제1 화소신호(Vp)가 공급된다. 이와 동시에, i번째 게이트라인(GLi)에 공급되는 스캔펄스에 의해 i번째 게이트라인(GLi)과 접속된 박막트랜지스터가 턴온됨으로써 제1 적색 액정셀(R1)과 제1 녹색 액정셀(G1)에는 정극성의 제1 화소신호(Vp)가 충전된다.
이어서, 제2 수평기간에서 k 및 k+1번째 데이터라인(DLk,DLk+1)에는 기준전압을 기준으로 부극성(-)의 제2 화소신호(-Vp)가 공급된다. 이와 동시에, 제i+1 게이트라인(GLi+1)에 공급되는 스캔펄스에 의해 제i+1번째 게이트라인(GLi+1)과 접속된 박막트랜지스터가 턴온됨으로써 제2 적색액정셀(R2)과 제2 녹색 액정셀(G2)에는 부극성의 제2 화소신호(-Vp)가 충전된다.
이 경우, 제2 수평기간에서 제1 적색액정셀(R1)에 충전되어 있는 제1 화소신호(Vp)는 도 3에 도시된 바와 같이 제1 기생캐패시터(C1)에 의해 k번째 데이터라인(DLk)에 공급되는 부극성의 제2 화소신호(-Vp)에 영향을 받음과 동시에 제2 기생캐패시터(C2)에 의해 k+1번째 데이터라인(DLk+1)에 공급되는 부극성의 제2 화소신호(-Vp)의 영향을 받아 변동하게 된다. 이에 따라, 제1 적색액정셀(R1)에 충전되어 있는 제1 화소신호(Vp)는 제2 적색 액정셀(R2)과 제2 녹색액정셀(G2)에 공급되기 위한 부극성의 화소신호들(-Vp)의 기생캐패시터를 통한 커플링효과에 의해 부극성쪽으로 변동하게 된다.
반면에, 제2 수평기간에서 제1 녹색 액정셀(G1)에 충전되어 있는 정극성의 제1 화소신호(Vp)는 제2 기생캐패시터(C2)에 의해 k+1번째 데이터라인(DLk+1)에 공급되는 부극성의 제2 화소신호(-Vp)에 영향을 받음과 동시에 제3 기생캐패시터(C3)에 의해 k+2번째 데이터라인(k+2)에 공급되는 정극성의 화소신호(Vp)에 영향을 받게 된다. 이 경우, 제2 및 제3 기생캐패시터(C2,C3)에 의한 커플링극성은 k+1 및 k+2 번째 데이터라인(DLk+1,DLk+2)에 공급되는 화소신호의 극성에 따라 수직기간마다 반전되므로 서로 상쇄되어 버리게 된다.
한편, k[k+1]번째 데이터라인과 접속된 적색(청색) 액정셀에 충전되는 화소신호는 인접한 액정셀들의 부극성의 화소신호의 영향을 받아 부극성(정극성)쪽으로 변동되는 반면에, k+1[k]번째 데이터라인과 접속된 적색(청색) 액정셀에 충전된 화소신호는 인접한 액정셀들의 부극성 및 정극성의 화소신호가 서로 상쇄되어 전압변동이 없다.
이와 같이, 수평 2도트 단위로 액정셀의 극성이 바뀌게 되는 경우 기수번째 데이터라인들과 우수번째 데이터라인들과 접속된 액정셀들 간의 휘도차가 발생하게 된다. 즉, 기수번째 데이터라인의 우측 화소전극들은 다른 화소전극들과 비교하여 전압변동폭이 크다. 이에 따라, 인접한 수직라인들 간의 휘도차로 인하여 액정표 시패널에 수직선현상이 나타나 화질이 저하되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 수평 2도트 인버젼 구동방식에서 발생되는 수직선현상을 줄일 수 있는 액정표시패널을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 액정표시패널은 기수번째 및 우수번째 중 어느 하나의 데이터라인과 좌측으로 인접한 화소전극 간에 형성되는 제1 기생캐패시터와, 상기 제1 기생캐패시터를 형성하는 데이터라인과 우측으로 인접한 화소전극 간에 형성되며 상기 제1 기생캐패시터와 용량값이 다른 제2 기생캐패시터를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 기수번째 및 우수번째 중 적어도 어느 하나의 데이터라인은 기수번째 데이터라인인 것을 특징으로 한다.
상기 제2 기생캐패시터의 용량값이 상기 제1 기생캐패시터의 용량값보다 상대적으로 작게 설정되는 것을 특징으로 한다.
상기 기수번째 데이터라인과 상기 좌측 화소전극과의 제1 거리와 그 데이터라인과 상기 우측 화소전극과의 제2 거리가 서로 다르게 설정되는 것을 특징으로 한다.
상기 제2 거리가 상기 제1 거리보다 상대적으로 크게 설정되는 것을 특징으 로 한다.
상기 액정표시패널은 상기 우수번째 데이터라인과 좌우측으로 인접한 화소전극들 간에 형성되며 동일한 용량값을 갖는 제3 기생캐패시터들을 추가로 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 거리는 상기 우수번째 데이터라인과 그것과 인접한 좌우측 화소전극들 간의 거리와 유사한 것을 특징으로 한다.
상기 화소전극에 충전되는 화소신호의 극성은 수평방향으로 2도트 단위로 반전되는 것을 특징으로 한다.
상기 기수번째 데이터라인과 그것의 우측 화소전극은 상반된 극성의 화소신호를 충전하며 그것의 좌측 화소전극은 동일 극성의 화소신호를 충전하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적들 외에 본 발명의 다른 목적 및 이점들은 첨부한 도면을 참조한 실시 예에 대한 상세한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부한 도 4 내지 도 11을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명에 따른 액정표시패널의 구동장치를 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 액정표시패널의 구동장치는 액정표시패널(32)과, 액정표시패널(32)의 게이트라인들(GL)을 구동하기 위한 게이트 구동부(34)와, 액정표시패널의 데이터라인들(DL)을 구동하기 위한 데이터구동부(36)와, 게이트구동부(34)와 데이터구동부(36)를 제어하기 위한 타이 밍제어부(40)를 구비한다.
게이트 구동부(34)는 타이밍 제어부(40)로부터의 게이트 제어신호들(GSP, GSC, GOE)에 응답하여 게이트라인들(GL1 내지 GLn)에 순차적으로 게이트 하이전압(VGH)을 공급한다. 이에 따라, 게이트 구동부(34)는 게이트라인(GL1 내지 GLn)에 접속된 박막트랜지스터(TFT)가 게이트라인(GL) 단위로 구동되게 한다.
데이터 구동부(36)는 타이밍 제어부(40)로부터의 데이터 제어신호들(SSP, SSC, SOE, POL)에 응답하여 수평기간(H1, H2, ...)마다 1라인분씩의 화소신호를 데이터라인들(DL1 내지 DLm)에 공급한다. 특히, 데이터 구동부(36)는 타이밍 제어부(40)로부터의 디지털 화소데이터(R, G, B)를 감마전압 발생부(도시하지 않음)로부터의 감마전압을 이용하여 아날로그 화소신호로 변환하여 공급한다.
구체적으로, 데이터 구동부(36)는 소스 스타트 펄스(SSP)를 소스 쉬프트 클럭(SSC)에 따라 쉬프시켜 샘플링신호를 발생한다. 이어서, 데이터 구동부(36)는 샘플링신호에 응답하여 비디오 데이터 신호(R, G, B)를 일정단위씩 순차적으로 입력하여 래치한다. 그리고, 데이터 구동부(36)는 래치된 1라인분의 화소데이터(R, G, B)를 아날로그 화소신호로 변환하여 데이터라인들(DL1 내지 DLm)에 공급하게 된다. 이 경우, 데이터 구동부(36)는 2수평기간마다 극성이 반전되는 극성제어신호(POL)에 응답하여 정극성 및 부극성 화소신호로 변환하게 된다.
타이밍 제어부(40)는 게이트 제어신호들을 발생하여 게이트 구동부(34)를 제어하고, 데이터 제어신호들을 발생하여 데이터 구동부(36)를 제어하게 된다. 아울러, 타이밍 제어부(40)는 화소데이터(R, G, B)를 정렬하여 데이터 구동부에 공급한다.
액정표시패널(32)은 도 5에 도시된 바와 같이 게이트라인(GL)과 데이터라인의 교차로 마련된 영역에 위치하는 액정셀을 구비한다. 이 액정셀 각각은 박막트랜지스터(T)와, 박막트랜지스터(T)와 접속되는 화소전극(P)을 포함한다. 박막트랜지스터(T)는 게이트라인(GL)으로부터의 스캔신호에 응답하여 데이터라인(DL)으로부터의 화소신호를 화소전극(P)에 공급한다. 화소전극(P)은 공급된 화소신호에 응답하여 공통전극(도시하지 않음)과의 사이에 위치하는 액정을 구동하게 된다. 이에 따라, 액정셀들은 액정의 구동에 따라 광투과율을 조절하여 화상을 표시하게 된다.
액정표시패널의 데이터라인(DL)과 화소전극(P) 사이에는 기생 캐패시터(C)가 존재하게 된다. 기생캐패시터(C)는 우수번째(DLk+2n,n은 0을 포함하는 양의 정수) 데이터라인과 그것을 사이에 두고 위치하는 화소전극들 간에는 대칭적으로 형성되는 제3 기생캐패시터(C3)와, 기수번째(DLk+2n+1,n은 0을 포함하는 양의 정수) 데이터라인과 그것을 사이에 두고 위치하는 화소전극들 간에는 비대칭적으로 형성되는 제1 및 제2 기생캐패시터(C1,C2)를 구비한다. 이는 기수번째 액정셀과 우수번째 액정셀 간의 휘도차를 방지하기 위해서이다.
이를 위해, 본 발명에 따른 액정표시패널의 데이터라인(DL)과 화소전극(P) 간의 거리를 조절하게 된다. 즉, 도 5 및 6에 도시된 바와 같이 기수번째 데이터라인의 폭을 우수번째 데이터라인의 폭보다 작게 형성한다. 이로 인해, 우수번째 데이터라인과 그것을 사이에 두고 좌/우측에 위치하는 화소전극 간의 거리(d3)는 동일한 반면에, 기수번째 데이터라인과 그것을 사이에 두고 좌/우측에 위치하는 화 소전극 간의 거리(d1,d2)는 다르게 형성한다. 즉, 기수번째 데이터라인과 그것에 우측에 위치하는 우측 화소전극 간의 제2 거리(d2)는 그것에 좌측에 위치하는 좌측 화소전극 간의 제1 거리(d1)보다 상대적으로 크게 형성된다. 이에 따라, 기수번째 데이터라인과 그 데이터라인을 통해 공급된 화소신호를 충전하는 우측 화소전극 간의 제1 기생캐패시터(C1)는 기수번째 데이터라인과 그것의 좌측 화소전극 간의 제2 기생캐패시터(C2)와 우수번째 데이터라인과 그것의 좌우측 화소전극 간의 제3 기생패시터(C3)보다 작은 용량값을 가지도록 형성된다. 즉, 기수번째 데이터라인과 그것의 우측에 위치하는 화소전극 간의 제1 기생캐패시터(C1)의 용량값이 상대적으로 작아지므로 제1 기생캐패시터(C1)를 통한 커플링 양도 상대적으로 작아지게 된다. 이로 인해, 기수번째 데이터라인의 우측에 위치하는 우측에 충전된 화소신호의 정극성 또는 부극성쪽으로의 변동폭을 줄일 수 있다.
예를 들어, 제1 수평기간에서 k 및 k+1번째 데이터라인(DLk,DLk+1)에는 기준전압(Vcom)을 기준으로 정극성(+)의 제1 화소신호(Vp)가 공급된다. 이와 동시에, i번째 게이트라인(GLi)에 공급되는 스캔펄스에 의해 i번째 게이트라인(GLi)과 접속된 박막트랜지스터가 턴온됨으로써 제1 적색 액정셀(R1)과 제1 녹색 액정셀(G1)에는 정극성의 제1 화소신호(Vp)가 충전된다.
이어서, 제2 수평기간에서 k 및 k+1번째 데이터라인(DLk,DLk+1)에는 기준전압을 기준으로 부극성(-)의 제2 화소신호(-Vp)가 공급된다. 이와 동시에, 제i+1 게이트라인(GLi+1)에 공급되는 스캔펄스에 의해 제i+1번째 게이트라인(GLi+1)과 접속된 박막트랜지스터가 턴온됨으로써 제2 적색 액정셀(R2)과 제2 녹색 액정셀(G2) 에는 부극성의 제2 화소신호(-Vp)가 충전된다.
이 경우, 제2 수평기간에서 제1 적색액정셀(R1)에 충전되어 있는 제1 화소신호(Vp)는 상대적으로 용량값이 작은 제1 기생캐패시터(C1)에 의해 k번째 데이터라인(DLk)에 공급되는 부극성의 제2 화소신호(-Vp)에 영향을 받음과 동시에 제2 기생캐패시터(C2)에 의해 k+1번째 데이터라인(DLk+1)에 공급되는 부극성의 제2 화소신호(-Vp)의 영향을 받게 된다. 이에 따라, 상대적으로 용량값이 작아진 제1 기생캐패시터를 통한 k번째 데이터라인의 부극성 화소신호의 커플링양이 줄어들어 제1 및 제2 기생캐패시터를 통한 전체 커플링양도 상대적으로 줄어들어 제1 적색 액정셀(R1)에 충전되어 있는 제1 화소신호(Vp)는 부극성쪽으로의 변동량이 줄어들게 된다.
한편, 제2 수평기간에서 제1 녹색 액정셀(G1)에 충전되어 있는 정극성의 제1 화소신호(Vp)는 제2 기생캐패시터(C2)에 의해 k+1번째 데이터라인(DLk+1)에 공급되는 부극성의 제2 화소신호(-Vp)에 영향을 받음과 동시에 제1 캐패시터(C1)와 용량값이 동일한 제3 기생캐패시터(C3)에 의해 k+2번째 데이터라인(DLk+2)에 공급되는 정극성의 화소신호(Vp)에 영향을 받게 된다. 이 경우, 제2 기생캐패시터(C2)를 통한 k+1번째 데이터라인(DLk+1)의 부극성 화소신호의 커플링양과, 제3 기생캐패시터(C3)를 통한 k+2번재 데이터라인(DLk+2)의 정극성 화소신호의 커플링양이 서로 동일하고 상반된 극성을 가지게 되므로 상쇄된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 2도트 인버젼 액정표시패널은 기수번째 데이터라인과 그것을 사이에 두고 양측에 위치하는 좌우측화소전극 간의 제1 및 제2 기생캐패시터의 용량값을 다르게 형성한다. 이에 따라, 기수데이터라인과 우수데이터라인간의 화소신호 충전량 차로 인한 수직선 현상을 방지할 수 있다.
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.

Claims (9)

  1. 게이트 라인들과 데이터 라인들의 교차로 정의되는 영역마다 형성된 액정셀들을 구비하는 액정표시패널에 있어서,
    기수번째 데이터라인의 좌측으로 인접한 화소전극 간에 형성되는 제1 기생캐패시터와,
    상기 기수번째 데이터라인의 우측으로 인접한 화소전극 간에 형성되는 제2 기생캐패시터를 포함하고,
    상기 제1 기생캐패시터는 상기 제2 기생캐패시터보다 작게 설정되는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 기수번째 데이터라인과 상기 좌측 화소전극과의 제1 거리와 그 데이터라인과 상기 우측 화소전극과의 제2 거리가 서로 다르게 설정되는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제2 거리가 상기 제1 거리보다 상대적으로 크게 설정되는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
  6. 제 1 항에 있어서,
    우수번째 데이터라인과 좌우측으로 인접한 화소전극들 간에 형성되며 동일한 용량값을 갖는 제3 기생캐패시터들을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 제1 거리는 우수번째 데이터라인과 인접한 좌우측 화소전극들과 상기 우수번째 데이터 라인 간의 거리와 동일한 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 화소전극에 충전되는 화소신호의 극성은 수평방향으로 2도트 단위로 반전되는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 기수번째 데이터라인과 그것의 우측 화소전극은 상반된 극성의 화소신호를 충전하며 그것의 좌측 화소전극은 동일 극성의 화소신호를 충전하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
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