KR20050113486A - 표시장치 - Google Patents

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조종환
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조원구
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삼성전자주식회사
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Abstract

구동IC와 표시패널 간의 결합 신뢰성을 향상시킬 수 있는 표시장치가 기재되어 있다. 표시장치는 유효 디스플레이 영역 및 비유효 디스플레이 영역을 갖는 기판, 비유효 디스플레이 영역 상에 3열 이상 사선 배치된 도전성 패드부들과 도전성 패드부에 연결된 신호선들 및 테스트선들을 포함하는 신호전송부재, 도전성 패드부들에 대응하는 위치에 배치된 범프들을 포함하는 구동IC 및 구동IC와 기판 사이에 개재되어 범프들로부터 도전성 패드부들로 신호를 전송하기 위한 이방성 도전 부재를 포함한다. 도전성 패드부와 도전성 패드부 및 도전성 패드부와 신호선 사이를 일정한 간격이상으로 이격한다. 따라서, 도전성 패드부들 및 신호선들의 효율적 배치로 구동IC와 표시패널 간의 결합 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

Description

표시장치{DISPLAY APPARATUS}
본 발명은 표시장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 칩 온 글라스(Chip On Glass; 이하 COG) 실장방식의 표시장치에 관한 것이다.
일반적으로, 이동통신 단말기, 디지털 카메라, 노트북, 모니터 등 여러 가지 전자기기는 영상을 표시하기 위한 영상표시장치를 포함한다. 영상표시장치는 다양한 종류, 예를 들면 음극선관표시장치(Cathode-Ray Tube), 액정표시장치(Liquid Crystal Display), 플라즈마표시패널(Plasma Display Panel), 필드방사표시장치(Field Emission Display) 및 전기발광표시장치(Electro Luminescence)가 있다.
이들 중, 액정표시장치(Liquid Crystal Display)는 액정(Liquid Crystal)을 이용하여 영상을 표시하는 평판표시장치의 하나이다. 액정표시장치는 다른 표시장치에 비하여 얇고 가벼우며, 낮은 소비전력 및 낮은 구동전압에서 작동하는 장점을 갖고, 이와 같은 이유에 의해 액정표시장치는 산업 전반에 걸쳐 광범위하게 사용되고 있다.
종래 액정표시장치는 영상을 표시하기 위한 액정표시패널 및 액정표시패널을 구동하기 위한 구동IC를 포함한다.
액정표시패널은 픽셀들, 신호선들 및 도전성 패드부들을 포함한다. 픽셀들은 신호선들과 전기적으로 연결되고, 신호선들은 도전성 패드부들과 전기적으로 연결된다. 외부로부터 인가되는 구동신호는 도전성 패드부들과 신호선들을 통해 각 픽셀들로 전송되어 영상이 표시된다.
구동IC에는 도전성 패드부들과 전기적으로 연결되는 범프들이 형성되어 있다. 구동IC는 외부로부터 인가된 영상 데이터를 액정표시패널을 구동하기에 적합한 구동신호로 변환시키고, 변환된 구동신호는 범프들을 통해 액정표시패널로 지정된 타이밍에 인가된다. 최근에는 원가절감 및 실장용이성을 고려하여 구동IC가 액정표시패널 상에 직접 실장되는 COG 실장방식이 개발된 바 있다.
한편, 액정표시패널의 해상도가 증가됨에 따라 신호선의 개수 또한 증가되고 있으며, 이로 인해 신호선과 연결된 도전성 패드부의 개수도 함께 증가되고 있다.
그러나, COG 실장방식의 액정표시패널 상에는 도전성 패드부들 및 신호선들이 형성될 수 있는 면적이 제한되어있기 때문에, 해상도 증가에 따라 도전성 패드부들 및 신호선들의 사이가 근접하게 되고, 이로 인해 신호간섭 및 쇼트불량이 발생하여 영상의 품질이 저하되는 문제점을 갖는다.
따라서 본 발명은 이러한 종래의 문제점을 감안한 것으로써, 본 발명의 목적은 도전성 패드부들 및 신호선들을 효율적으로 배치하여 구동IC와 표시패널 간의 결합 신뢰성을 향상시켜 영상의 표시품질을 향상시킨 표시장치를 제공한다.
이와 같은 본 발명의 기술적 과제를 달성하기 위한 표시장치는 기판, 신호전송부재, 구동IC 및 이방성 도전부재를 포함한다.
기판은 영상이 표시되는 유효 디스플레이 영역 및 유효 디스플레이 영역을 감싸는 비유효 디스플레이 영역을 갖는다. 신호전송부재는 비유효 디스플레이 영역 상에 적어도 3열 이상이 유효 및 비유효 디스플레이 영역들의 경계를 기준으로 사선 배치된 도전성 패드부들, 유효 디스플레이 영역에 배치된 픽셀들로부터 연장되어 도전성 패드부들에 각각 연결된 신호선들 및 각 도전성 패드부마다 연결된 테스트선들을 포함한다. 구동IC는 각 도전성 패드부에 대응하는 위치에 배치된 범프들을 포함한다. 이방성 도전부재는 구동IC 및 기판 사이에 개재되어 범프들로부터 도전성 패드부들로 신호를 전송한다.
표시장치는 도전성 패드부 및 도전성 패드부와 근접한 신호선의 간격이 신호선들 사이의 간격 이상이고, 신호선들 사이의 간격은 7㎛ 이하인 것을 특징으로 한다.
이러한 표시장치에 따르면, 도전성 패드부들과 신호선들의 효율적인 배치는 COG 실장방식에 의해 발생될 수 있는 신호간섭과 절연막 파괴를 방지하고, 구동IC와 표시패널 간의 결합 신뢰성을 향상시켜 영상의 표시품질을 향상시킬 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 표시장치를 도시한 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 표시장치(1000)는 컬러필터 기판(1100), 컬러필터 기판(1100)과 대향하여 결합되는 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor : 이하 'TFT'로 칭함) 기판(1200) 및 컬러필터 기판(1100)과 TFT 기판(1200)의 사이에 개재되는 액정(1300)을 포함한다.
컬러필터 기판(1100)은 RGB 색화소(미도시) 및 공통 전극(미도시)를 포함한다. RGB 색화소는 백색광을 각각 필터링하여, 예를 들면, 적색, 녹색 및 파랑색의 파장을 갖는 단색광을 통과시킨다. 각 RGB 색화소의 상면에 배치된 공통 전극은 도전성이면서 광의 투과율이 높은 물질로 이루어지는 것이 바람직하다. 예를 들면, 공통 전극은 산화 주석 인듐(Indium Tin Oxide, ITO) 또는 산화 아연 인듐(Indium Zinc Oxide, IZO)을 포함한다.
도 2는 도 1의 TFT 기판을 도시한 분해사시도이다. 도 3은 도 2의 'A'부분 을 확대한 확대도이다.
도 2 및 도 3를 참조하면, TFT 기판(1200)은 베이스 기판(이하 '기판'으로 칭함; 100), 신호전송부재(200), 구동IC(300) 및 이방성 도전부재(400)를 포함한다.
기판(100)은 플레이트 형상을 갖고, 제1 면(102), 제1 면(102)과 마주보는 제2 면(104) 및 제1 면과 제2 면을 연결하는 측면(106)을 갖는다.
기판(100)은 유효 디스플레이 영역(110) 및 비유효 디스플레이 영역(120)을 갖는다. 이때, 유효 및 비유효 디스플레이 영역(110, 120)들 상에 절연막(122)이 형성된다.
유효 디스플레이 영역(110)은 제1 면(102) 상에 형성되며, 유효 디스플레이 영역(110)에서는 영상이 표시된다. 유효 디스플레이 영역(110) 상에는 영상을 표시하기 위한 다수의 픽셀들(112)이 매트릭스 (matrix)형태로 배치되어 있다.
각 픽셀(112)은 TFT(113) 및 화소 전극(114)을 포함한다. TFT(113)는 소스 전극(113a), 게이트 전극(113b), 드레인 전극(113c) 및 채널층(113d)을 포함한다. 게이트 전극(113b)의 상면에는 절연막(122)이 배치되고, 절연막(122)의 상면에는 채널막(113d)이 배치된다. 채널층(113d)의 상면에는 2개로 각각 나뉘어진 소스 전극(113a) 및 드레인 전극(113c)이 배치된다.
화소 전극(114)은 절연막(122)의 상면에 배치되며 드레인 전극(113c)과 전기적으로 연결된다. 화소 전극(114)은 도전성이면서 광의 투과율이 높은 물질로 이루어지는 것이 바람직하다. 예를 들면 화소 전극은 산화 주석 인듐(Indium Tin Oxide, ITO) 또는 산화 아연 인듐(Indium Zinc Oxide, IZO)을 포함한다.
비유효 디스플레이 영역(120)은 제1 면(102) 상에 형성되고, 유효 디스플레이 영역(110)을 감싼다. 비유효 디스플레이 영역(120)은 영상이 표시되지는 않는 영역으로, 외부에서 인가하는 구동신호는 비유효 디스플레이 영역(120)을 경유하여 유효 디스플레이 영역(110)의 각 픽셀(112)로 전달된다.
도 4는 도 2의 신호전송부재를 도시한 평면도이다. 도 5는 도 4의 'C'부분을 확대한 확대도이다. 도 6은 도 2의 B1-B2선을 따라 절단한 단면도이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 신호전송부재(200)는 도전성 패드부들(210), 신호선들(220) 및 테스트선들(230)을 포함한다.
도전성 패드부들(210)은 기판(100)의 제1 면(102)의 비유효 디스플레이 영역(120) 상에 배치된다. 도전성 패드부들(210)은 제1 방향에 따라 나란히 배치되며, 제2 방향을 따라 적어도 3열 이상으로 배치된다. 이때, 각 열의 도전성 패드부들(210)은 모두 동일한 간격(L0)을 갖고, 첫 번째 도전성 패드부(210a) 내지 다섯 번째 도전성 패드부들(210e)들은 기준선(260)으로부터 L1 내지 L5의 간격으로 이격된다(L1<L2<L3<L4<L5). 따라서, 각 열에 배치된 도전성 패드부들(210)은 유효 디스플레이 영역(110) 및 비유효 디스플레이 영역(120)의 경계(270)를 기준으로 제1 방향과 수직인 제2 방향에 대해 소정의 각도를 갖도록 사선형상으로 배치된다.
도전성 패드부들(210)은 도전성 물질, 예를 들면, 구리(Cu)를 포함한다. 절연막(122) 중 도전성 패드부(210)와 대응하는 부분에는 개구가 형성된다.
도전성 패드부들(210)의 각 열 사이에 형성된 제1 간격(a)은 30 ㎛ 이상이다.
신호선들(220)은 소스 신호선들(220a) 및 게이트 신호선들(220b)을 포함한다. 소스 신호선들(220a)은 TFT(113)의 소스 전극들(113a)과 전기적으로 연결되고, 비유효 디스플레이 영역(120)으로 연장되어 도전성 패드부들(210)과 전기적으로 연결된다. 게이트 신호선들(220b)은 TFT(113)의 게이트 전극들(113b)과 전기적으로 연결되고, 비유효 디스플레이 영역(120)으로 연장되어 다른 도전성 패드부들(미도시)과 전기적으로 연결된다. 본 실시예에서는 신호선들(220) 중 소스 전극들(113a)과 전기적으로 연결된 소스 신호선들(220a)만이 표시되었다.
신호선들(220)은 도전성 물질, 예를 들면, 구리(Cu)를 포함하여, 신호선들(220)은 절연막(122)과 기판(100) 사이에 개재된다.
도전성 패드부(210)와 도전성 패드부(210)에 인접한 신호선(220)이 이루는 제2 간격(b)은 신호선들(220) 사이에 형성된 제3 간격(c)보다 넓고, 7㎛ 이상이 되는 것이 바람직하다.
신호선들(220) 사이에 형성된 제3 간격(c)은 7㎛ 이하이다. 도전성 패드부들(210) 사이에 형성된 각 신호선(220)은 적어도 1번 이상 절곡된 절곡부(222)를 갖고, 절곡부(222)의 절곡각도(θ)는 약 0°~ 45° 이다.
테스트선들(230)은 도전성 패드부들(210)에 각각 전기적으로 연결된다. 테스트선들(230)은 도전성 물질, 예를 들면, 구리(Cu)를 포함하며, 절연막(122)과 기판(100) 사이에 개재된다.
유효 디스플레이 영역에 배치된 픽셀들(112)은 테스트선들(230)에 인가된 테스트 전압에 의하여 테스트 영상이 표시되는데, 그 결과에 의해 픽셀(112)의 정상작동여부가 확인된다.
본 실시예에서는 도전성 패드부들(210)과 신호선들(220)의 배치에 대한 것만이 언급되었지만, 도전성 패드부들(210)과 테스트선들(230) 사이의 관계도 위에서 상술한 내용과 동일하다.
따라서, 도전성 패드부(210)와 도전성 패드부(210)에 인접한 테스트선(230)이 이루는 간격은 신호선들(220) 사이에 형성된 간격보다 넓고, 7㎛ 이상이 되는 것이 바람직하다.
테스트선들(220) 사이에 형성된 간격은 7㎛ 이하이다. 도전성 패드부들(210) 사이에 형성된 각 테스트선(220)은 적어도 1번 이상 절곡된 절곡부를 갖고, 절곡부의 절곡각도는 약 0° ~ 45° 이다.
신호전송부재(200)는 테스트선들(230)과 전기적으로 연결되는 쇼팅바(240)를 더 포함한다. 쇼팅바(240)는 도전성 물질, 예를 들면, 구리(Cu)를 포함하며, 절연막(122)과 기판(100) 사이에 개재된다.
외부전원장치(미도시)로부터 발생된 전압은 쇼팅바(240)에 의해 모든 테스트선들(230)로 일제히 인가된다. 각 테스트선(230)에 인가된 전압은 도전성 패드부들(210)와 신호선들(220)을 통해 모든 픽셀들(112)로 전송되고, 그 결과 픽셀들(112)의 동작상태가 한번에 체크될 수 있다.
쇼팅바(240)는 픽셀들(112)의 동작상태를 확인한 후 제거된다. 즉, 쇼팅바(240)는 컷팅라인(Cutting Line; 250)을 따라 테스트선들(230)이 컷팅됨으로써 테스트선들(230)과 전기적으로 분리된다.
구동IC(300)는 각 도전성 패드부(210)에 대응하는 위치에 배치된 범프들(310)을 포함한다. 범프들(310)은 도전성 물질, 예를 들면, 구리(Cu)를 포함한다. 구동IC(300)는 외부로부터 인가된 영상 데이터를 유효 디스플레이 영역 내의 픽셀들(112)을 구동하기에 적합한 구동신호로 변환하고, 변환된 구동신호를 지정된 타이밍에 픽셀들(112)로 인가하는 구동회로(미도시)를 더 포함할 수 있다.
이방성 도전부재(400)는 내부에 불규칙적으로 분포하는 도전볼들(410)을 포함한다. 도전볼들(410)은 도전성 물질 예를 들면, 금(Au) 또는 니켈(Ni)을 포함한다. 이방성 도전부재(400)는 구동IC(300) 및 기판(100) 사이에 개재된다. 이방성 도전부재(400)는 내부에 존재하는 도전볼들(410)에 의해 범프들(310)을 도전성 패드부들(210)과 전기적으로 연결시킨다.
이방성 도전부재(400)는 열압착에 의해 경화되는 열경화성 수지를 더 포함한다. 열경화성 수지는 구동IC(300)와 기판(100)과의 접착신뢰성을 더욱 향상시킨다.
도 7을 다시 참조하면, 본 실시예서는 구동IC(300)와 신호전송부재(200)의 이방성 도전부재(400)에 의한 전기적 연결에 있어서 약간의 미스얼라인먼트(misalignment)가 일어난 것이 표시되었다. 구동IC(300)와 신호전송부재(200)의 미스얼라인먼트는 제조공정 상에서 정확하게 범프(310)와 도전성 패드부(210)를 일치시키는 것이 어렵기 때문에 일어나는 현상이다.
이방성 도전부재(400) 내에 존재하는 일부의 도전볼들(412)은 범프(310)와 도전성 패드부(210)를 전기적으로 연결시킨다. 그러나 인접 신호선(220) 또는 테스트선(230) 위에 존재하는 일부 다른 도전볼들(414)은 제조공정 상의 열압착에 의한 절연막(122)의 파괴로 쇼트불량을 일으키거나 인접 신호선에 전기적인 간섭을 줄 수 있다. 따라서 위에서 상술한 도전성 패드부들(210)과 신호선들(220) 및 테스트선들(230)의 배치에 관한 일정한 규칙이 필요하다.
구동신호의 전기적인 흐름을 설명하면, 구동회로에서 발생한 구동신호는 각 범프(310)로 전송되고, 이방성 도전부재(400)내에 있는 일부의 도전볼들(412)에 의해 다시 각 도전성 패드부에 전송된다. 각 도전성 패드부(210)에 전송된 구동신호는 각 신호선(220)에 의해 유효 디스플레이영역에 배치된 각 픽셀로 전송되고, 각 픽셀을 통해 외부로 영상이 표시된다.
본 실시예에 의하면, 도전성 패드부들(210)과 신호선들(220)의 효율적인 배치는 COG 실장방식에 의해 발생될 수 있는 신호간섭과 절연막(122) 파괴를 방지하면서, 제한된 영역 내에서의 활용면적을 증가시킬 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시장치를 나타낸 평면도이다. 도 7에 있어서, 도전성 패드부들(210x, 210y)을 제외한 도 1 내지 도 6의 다른 구성요소에 대해서는 별도의 설명을 생략하고, 동일한 참조번호를 병기한다.
도 7을 참조하면, 도전성 패드부들(210x, 210y)은 제1 도전성 패드부들(210x) 및 제2 도전성 패드부들(210y)을 포함한다.
제1 도전성 패드부들(210x)은 기판(100)의 제1 면(102)의 비유효 디스플레이 영역(120) 상에 배치된다. 제1 도전성 패드부들(210x)은 제1 방향에 따라 나란히 배치되며, 제2 방향을 따라 적어도 3열 이상으로 배치된다. 이때, 각 열의 제1 도전성 패드부들(210x)은 모두 동일한 간격(X0)을 갖고, 첫 번째 제1 도전성 패드부(210x1) 내지 다섯 번째 제1 도전성 패드부들(210x5)들은 기준선(260)으로부터 X1 내지 X5의 간격으로 이격된다(X1>X2>X3>X4>X5). 따라서, 각 열에 배치된 제1 도전성 패드부들(210x)은 유효 디스플레이 영역(110) 및 비유효 디스플레이 영역(120)의 경계(270)를 기준으로 제1 방향과 수직인 제2 방향에 대해 소정의 각도를 갖도록 사선형상으로 배치된다.
제2 도전성 패드부들(210y)은 유효 디스플레이 영역(110) 및 비유효 디스플레이 영역(120)의 경계(270)와 실질적으로 수직한 방향으로 형성된 중심선(280)을 기준으로 제1 도전성 패드부들(210x)과 대칭되게 배치된다. 도전성 패드부들(210x, 210y)의 대칭배열은 COG실장방식에 있어서 이방성 도전부재(400) 내의 도전볼들(410)이 유동에 의해 한쪽으로 쏠리는 현상을 방지할 수 있다.
도전성 패드부들(210x, 210y)은 도전성 물질, 예를 들면, 구리(Cu)를 포함한다. 절연막(122)은 외부 구동신호를 받아들이기 위해 도전성 패드부(210x, 210y)의 윗면으로 개구되어 있다.
본 실시예에 의하면, 도전성 패드부들(210x, 210y)의 대칭배열은 COG실장방식에서의 이방성 도전부재(400) 내의 도전볼들(410)이 한쪽으로 쏠리는 현상을 방지할 수 있다.
따라서 이와 같은 표시장치는 도전성 패드부들과 신호선들을 효율적으로 배치함으로써, COG 실장방식에 의해 발생될 수 있는 신호간섭과 절연막 파괴가 방지되고, 구동IC와 표시패널 간의 결합 신뢰성이 향상되어 영상의 표시품질이 향상될 수 있다.
이와 같은 표시장치는 도전성 패드부들을 대칭적으로 배열함으로써 COG실장방식에서의 이방성 도전부재 내의 도전볼들이 한쪽으로 쏠리는 현상을 방지되어 표시장치의 영상품질이 더욱 향상될 수 있다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 표시장치를 도시한 분해사시도이다.
도 2는 도 1의 TFT 기판을 도시한 분해사시도이다.
도 3은 도 2의 'A'부분을 확대한 확대도이다.
도 4는 도 2의 신호전송부재를 도시한 평면도이다.
도 5은 도 4의 'C'부분을 확대한 확대도이다.
도 6는 도 2의 B1-B2선을 따라 절단한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시장치를 도시한 평면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1000: 표시장치 100 : 기판
110 : 유효 디스플레이 영역 120 : 비유효 디스플레이 영역
200 : 신호전송부재 210 : 도전성 패드부
220 : 신호선 230 : 테스트선
300 : 구동IC 310 : 범프
400 : 이방성 도전부재 410 : 도전볼

Claims (7)

  1. 영상이 표시되는 유효 디스플레이 영역 및 상기 유효 디스플레이 영역을 감싸는 비유효 디스플레이 영역을 갖는 기판;
    상기 비유효 디스플레이 영역 상에 적어도 3열 이상이 상기 유효 및 비유효 디스플레이영역들의 경계를 기준으로 사선 배치된 도전성 패드부들, 상기 유효 디스플레이영역에 배치된 픽셀들으로부터 연장되어 상기 도전성 패드부들에 각각 연결된 신호선들 및 상기 각 도전성 패드부마다 연결된 테스트선들을 포함하는 신호전송부재;
    상기 각 도전성 패드부에 대응하는 위치에 배치된 범프들을 포함하는 구동IC; 및
    상기 구동IC 및 상기 기판 사이에 개재되어 상기 범프들로부터 상기 도전성 패드부들로 신호를 전송하기 위한 이방성 도전부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 도전성 패드부 및 상기 도전성 패드부와 근접한 신호선의 간격은 상기 신호선들 사이의 간격 이상인 것을 특징으로 하는 표시장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 신호선들 사이의 간격은 7㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 표시장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 신호전송부재는 상기 테스트선들과 연결되는 쇼팅바를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 각 신호선은 적어도 1번 이상 절곡된 절곡부를 갖고, 상기 신호선 및 절곡부가 이루는 각도는 0°~ 45°인 것을 특징으로 하는 표시장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 도전성 패드부들 사이의 간격은 30㎛ 이상인 것을 특징으로 하는 표시장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 도전성 패드부들은 상기 경계와 실질적으로 수직한 방향으로 형성된 기준선의 양쪽에 배치된 제1 도전성 패드부들 및 제2 도전성 패드부들를 포함하고, 상기 제1 도전성 패드부들 및 제2 도전성 패드부들은 상기 기준선을 중심으로 대칭된 것을 특징으로 하는 표시장치.
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