CN102569607B - 磷光板和照明装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种磷光板，其包括：透射光的基础板；和设置在所述基础板两个表面中的至少之一上并且包括荧光材料的透镜。

Description

磷光板和照明装置
技术领域
实施方案可涉及磷光板和照明装置。
背景技术
发光二极管(LED)是用于将电能转化成光能的能量器件。与电灯泡相比，LED具有较高转化效率、较低功耗和较长寿命。由于这些众所周知的优点，所以现在越来越关注使用LED的照明设备。
利用LED的照明设备通常分为直接照明设备和间接照明设备。直接照明设备发射从LED发射的光而不改变光路。间接照明设备通过利用反射装置等改变光路来发射从LED发射的光。与直接照明设备相比，间接照明设备在一定程度上减轻了从LED发射的强光并保护使用者的眼睛。
发明内容
一个实施方案是磷光板。所述磷光板包括：透射光的基础板；以及设置在所述基础板的两个表面中至少之一上并且包括荧光材料的透镜。
附图说明
可以参考附图详细描述结构和实施方案，附图中相同的附图标记表示相同的要素，其中：
图1是根据第一实施方案的磷光板的透视图；
图2是沿线A-A’截取的图1中显示的磷光板的横截面视图；
图3是根据第二实施方案的磷光板的透视图；
图4是沿线B-B’截取的图3中显示的磷光板的横截面视图；
图5是根据第三实施方案的磷光板的透视图；
图6是沿线C-C’截取的图5中显示的磷光板的横截面视图；
图7是根据第四实施方案的磷光板的透视图；
图8是沿线D-D’截取的图7中显示的磷光板的横截面视图；
图9是显示图8中显示的磷光板的变化实施例的横截面视图；
图10是根据第五实施方案的磷光板的透视图；
图11是沿线E-E’截取的图10中显示的磷光板的横截面视图；
图12至15是用于描述制造图1至2显示的根据第一实施方案的磷光板的方法视图；
图16是根据实施方案的照明装置的透视图；和
图17是没有图16中显示的磷光体的照明装置的透视图。
具体实施方式
为了描述方便和清楚的目的，各层的厚度或尺寸可以放大、省略或示意性地显示。各组件的尺寸可不必表示其实际尺寸。
应当理解，当要素称为在另一要素之“上”或“下”时，其可以直接在所述要素之上/下，和/或也可以存在一个或更多个中间要素。当要素称为“在...之上”或“在...之下”时，可以基于所述要素包括“在要素之下”以及“在要素之上”。
可以参考附图详细描述实施方案。
图1是根据第一实施方案的磷光板的透视图。图2是沿线A-A’截取的图1中显示的磷光板的横截面视图
参考图1至2，当根据第一实施方案的磷光板100接受从外部入射的预定光时，磷光板100能够发射由入射光激发的光。磷光板100也能够原样透过入射光。从磷光板100发射的光可以通过增加入射光和激发光来产生。
磷光板100可以包括基础板110和多个透镜130。
基础板110可以是能够透射光的聚合物板。基础板110可以为例如选自聚碳酸酯(PC)、导光板、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、丙烯酸树脂、聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等中的任一种。此处，当要求基础板110具有耐热性和耐化学性时，建议基础板110由聚碳酸酯(PC)形成。
基础板110能够散射光以及透射光。例如，基础板110可以为散射板或包括散射剂的透光衬底。此处，散射剂可以包括例如SiO2、TiO2、ZnO、BaSO4、CaSO4、MgCO3、Al(OH)3、合成二氧化硅、玻璃珠和金刚石中的至少任一种。然而，散射剂不限于此。散射剂颗粒的尺寸可以确定为造合于光的散射。例如，颗粒可以具有5μm～7μm的直径。
透镜130可以设置在基础板110的一个表面上。而且，透镜130可以从基础板110的一个表面朝外突出。换言之，当透镜130附着到基础板110时，透镜130可以设置在基础板110的一个表面上。当透镜130和基础板110彼此一体化形成时，透镜130可以从基础板110的一个表面朝外突出。
透镜130可以具有半球形形状。然而，透镜130的形状不限于此。例如，透镜130可以具有各种形状如锥形、多边金字塔形、圆柱形和多棱柱形等。在本说明书中，如图1至2所示，半球形形状不仅包括几何完美的半球形，而且包括具有不规则曲率的半球形。
透镜130可具有凹凸的形状。透镜130也可以具有雕刻的形状。
透镜130可以由塑料材料形成。特别地，透镜130可以由树脂形成。此处，树脂可以为可通过紫外线(UV)固化的UV树脂。透镜130可以为丙烯酸树脂、硅树脂和聚氨酯树脂以及UV树脂中的任一种。
透镜130可以包括至少一种荧光材料135。
荧光材料135可以均匀分布和设置在透镜130内。
荧光材料135能够发射由从外部入射的光激发的光。
荧光材料135可以为基于硅酸盐的材料、基于硫化物的材料、基于YAG的材料、基于TAG的材料和基于氮化物的材料中的至少任一种。对荧光材料的种类没有限制。
荧光材料135可以包括发射黄色光、激发的红色光和绿色光的黄色、红色和绿色荧光材料中的至少一种。其为基于硫化物的无机荧光材料的CaS:Eu是红色荧光材料的实例。其为基于硫化物的无机荧光材料的SrS:Eu和MgS:Eu是黄色荧光材料的实例。其为基于硫化物的无机荧光材料的SrGa2S4:Eu和Eu2+是绿色荧光材料的实例。
透镜130中包括的荧光材料135的种类和量可以根据光源改变。例如，当光源为白色光源时，透镜130可以包括绿色和红色荧光材料。当光源为蓝色光源时，透镜130可以包括绿色、黄色和红色荧光材料。
透镜130可以色括散射剂、消泡剂、添加剂和固化剂中的至少一种。
散射剂可以将入射光散射到透镜130上。散射剂可以包括SiO2、TiO2、ZnO、BaSO4、CaSO4、MgCO3、Al(OH)3、合成二氧化硅、玻璃珠和金刚石中的至少任一种。
消泡剂能够除去透镜130内的泡沫和获得磷光板100的可靠性。消泡剂可以色括例如辛醇、环己醇、乙二醇或各种表面活性剂。然而，消泡剂的种类不限于此。
固化剂能够稳定地固化透镜130。
添加剂能够将荧光材料135均匀分布在透镜130内。
根据图1至2中显示的第一实施方案的磷光板100可以为磷光体微透镜阵列(PMLA)。在根据第一实施方案的磷光板100中，具有荧光材料135的半球形的透镜130以阵列形式设置在基础板110上。因此，磷光板100具有高激发效率并且使得容易散射和分散光。
图3是根据第二实施方案的磷光板的透视图。图4是沿线B-B’截取的图3中显示的磷光板的横截面视图
参考图3至4，根据第二实施方案的磷光板100’可以通过向图1中显示的根据第一实施方案的磷光板100添加荧光层150来形成。
荧光层150可以设置在基础板110的另一表面上。
荧光层150可以包括树脂。此外，荧光层150可以包括硅树脂。
荧光层150可以包括荧光材料155。为了描述方便，透镜130的荧光材料135指定为第一荧光材料。荧光层150的荧光材料155指定为第二荧光材料。
第二荧光材料155可以均匀分布和设置在荧光层150内。
第二荧光材料155能够发射由从外部入射的光激发的光。
第二荧光材料155可以与第一荧光材料135相同。此外，第二荧光材料155可以与第一荧光材料135不同。例如，第一荧光材料135可以为黄色荧光材料，第二荧光材料155可以为红色荧光材料。此处，当第一荧光材料135为黄色荧光材料并且第二荧光材料155为红色荧光材料时，荧光材料的分散程度可以增强。特别地，当黄色荧光材料和红色荧光材料在透镜130和荧光层150中的任一个中彼此混合时，由于黄色荧光材料和红色荧光材料之间的比重差，所以黄色荧光材料和红色荧光材料无法适合地分散。然而，根据第二实施方案的磷光板100’包括透镜130和荧光层150，两者具有彼此不同的荧光材料。因此，可以增强荧光材料的分散程度。
第一荧光材料135可还包括绿色荧光材料。当第一荧光材料135还包括绿色荧光材料时，可以改善光学特性如显色指数等。此处，由于黄色荧光材料和绿色荧光材料的比重彼此不同，所以黄色荧光材料和绿色荧光材料可能无法彼此良好混合。为了克服这种问题，透镜130可由包括黄色荧光材料的第一层和包括绿色荧光材料的第二层组成。
与透镜130类似，荧光层150可以包括散射剂、消泡剂、添加剂和固化剂中的至少一种。
当多个透镜130设置在基础板110的一个表面上且荧光层150设置在基础板110的另一表面上时，可以防止磷光板100’弯曲。当根据第一实施方案的磷光板100安装在光源上方并使用时，来自光源的热在磷光板100中产生应力，并且磷光板100可因应力而弯曲。然而，由于根据第二实施方案的磷光板100’包括设置在基础板110一个表面上的透镜和设置在基础板110另一表面上的荧光层150，所以能够防止磷光板100’因来自光源的热而弯曲。
图3至4中显示的根据第二实施方案的磷光板100’可以为磷光体微透镜阵列(PMLA)。在根据第二实施方案的磷光板100’中，具有第一荧光材料135的多个透镜130以阵列形式设置在基础板110的一个表面上。具有荧光材料155的荧光层150设置在基础板110的另一表面上。因此，可以防止磷光板100’因光源而弯曲并且荧光材料的分散程度增强。此外，磷光板100’具有高的激发效率，并且改善光的光通量和显色指数。此外，可以增强光的均匀特性。
图5是根据第三实施方案的磷光板的透视图。图6是沿线C-C’截取的图5中显示的磷光板的横截面视图。
参考图5至6，根据第三实施方案的磷光板100”可以通过向图3中显示的根据第二实施方案的磷光板100’添加荧光层170来形成。
为了描述方便，设置在基础板110一个表面上的荧光层170指定为第一荧光层170。设置在基础板110另一表面上的荧光层150指定为第二荧光层150。
第一荧光层170与透镜130一起设置在基础板110的一个表面上。特别地，第一荧光层170以透镜130不被完全包埋的方式设置在基础板110的一个表面上。从另一角度，第一荧光层170可以设置在多个透镜130之间。
与第二荧光层150类似，第一荧光层170可以包括树脂。第一荧光层170可以包括硅树脂。
第一荧光层170包括荧光材料175。为了描述方便，第一荧光层170的荧光材料175指定为第三荧光材料。
第三荧光材料175可以均匀分布和设置在第一荧光层170上。
第三荧光材料175能够发射由从外部入射的光激发的光。
第三荧光材料175可以与第一和第二荧光材料135和155相同。此外，第三荧光材料175可以与第一和第二荧光材料135和155不同。例如，第一荧光材料135可以为黄色荧光材料，第二荧光材料155可以为红色荧光材料，第三荧光材料175可以为绿色荧光材料。当第一荧光材料135为黄色荧光材料，第二荧光材料155为红色荧光材料和第三荧光材料175为绿色荧光材料时，荧光材料的分散程度可以增强。特别地，当黄色、红色和绿色荧光材料在透镜130和第一和第二荧光层170和150中的任一个中彼此混合时，由于黄色、红色和绿色荧光材料之间的比重差，荧光材料无法造合地地分散。然而，根据第三实施方案的磷光板100”包括透镜130和第一和第二荧光层170和150，其全部具有彼此不同的荧光材料。因此，可以增强荧光材料的分散程度。而且，当第一至第三荧光材料135、155和175彼此不同时，磷光板100”具有高的激发效率。
与透镜130或第一荧光层170类似，第二荧光层150可以包括散射剂、消泡剂、添加剂和固化剂中的至少一种。
当多个透镜130和第一荧光层170设置在基础板110的一个表面上并且荧光层150设置在基础板110的另一表面上时，可以防止磷光板100”因为光源而弯曲。
图5至6中显示的根据第三实施方案的磷光板100”可以为磷光体微透镜阵列(PMLA)。在根据第三实施方案的磷光板100”中，透镜130包括第一荧光材料135，具有半球形形状并且以阵列形式设置在基础板110上。包括第二荧光材料155的第二荧光层150设置在基础板110的另一表面上。包括第三荧光材料175的第一荧光层170与透镜130一起设置在基础板110的一个表面上。因此，可以防止磷光板100”因为光源而弯曲并且荧光材料的分散程度增强。而且，磷光板100”具有高的激发效率，并且改善光的光通量和显色指数。此外，可以增强光的均匀特性。
图7是根据第四实施方案的磷光板的透视图。图8是沿线D-D’截取的图7中显示的磷光板的横截面视图。
参考图7至8，根据第四实施方案的磷光板100”’可以通过向图1中显示的第一实施方案的磷光板100添加透镜160来形成。为了描述方便，设置在基础板110一个表面上的透镜130指定为第一透镜。设置在基础板110另一表面上的透镜160指定为第二透镜。
第二透镜160可以设置在基础板110的另一表面上或可以从基础板110的另一表面向外突出。
第一透镜130可以设置为相对于基础板110与第二透镜160对应。然而，第一和第二透镜130和160可以设置为不受此限制。换言之，第一和第二透镜130和160可以设置彼此并不对应，即，可以设置为彼此相互错开。
与第一透镜130类似，第二透镜160可以具有半球形形状。然而，透镜160的形状不限于此。第二透镜160可以具有各种形状如锥形、多边金字塔形、圆柱形和多棱柱形等。
第二透镜160可以具有凹凸的形状。第二透镜160也可以具有雕刻的形状。
第二透镜160的形状可以与第一透镜130的形状相同或不同。
第二透镜160可以由塑料材料形成。特别地，第二透镜160可以由塑料材料中的树脂形成。树脂也可以为可以通过紫外线固化的UV树脂。第二透镜160可以为丙烯酸树脂、硅树脂和聚氨酯树脂以及UV树脂中的任一种。
第二透镜160可以包括荧光材料165。为了描述方便，包括在第一透镜130中的荧光材料135指定为第一荧光材料。包括在第二透镜160中的荧光材料165指定为第二荧光材料。
第二荧光材料165可以均匀分布和设置在第二透镜160内。
第二荧光材料165能够发射由从外部入射的光激发的光。
第二荧光材料165可以与第一荧光材料135相同。此外，第二荧光材料165可以与第一荧光材料135不同。例如，第一荧光材料135可以为黄色荧光材料，第二荧光材料165可以为红色荧光材料。当第一荧光材料135为黄色荧光材料并且第二荧光材料165为红色荧光材料时，荧光材料的分散程度可以增强。特别地，当黄色、红色和绿色荧光材料在透镜130和第二透镜160中的任一个中彼此混合时，由于黄色、红色和绿色荧光材料之间的比重差，荧光材料无法良好地分散。然而，根据第四实施方案的磷光板100”’包括透镜130和第二透镜160，两者具有彼此不同的荧光材料。因此，可以增强荧光材料的分散程度。此外，当第一至第二荧光材料135和165彼此不同时，磷光板100”’具有高的激发效率。
第一荧光材料135或第二荧光材料165还可以包括绿色荧光材料。当第一荧光材料135或第二荧光材料165还包括绿色荧光材料时，可以改善光学特性如显色指数等。在该情况下，由于包括在第一和第二透镜130和160中的第一和第二荧光材料135和165的比重与绿色荧光材料的比重不同，所以荧光材料可能无法彼此良好地混合。为了克服这种问题，将参考图9进行说明。
图9是显示图8中显示的磷光板的变化实施例的横截面视图。
参考图9，第一透镜130可由包括第一荧光材料135的第一层130a和包括绿色荧光材料的第二层130b组成。
第二透镜160可由包括第二荧光材料165的第一层160a和包括绿色荧光材料的第二层160b构成。
再次参考图7至8，与第一透镜130类似，第二透镜160可以包括散射剂、消泡剂1添加剂和固化剂中的至少一种。
当多个透镜130设置在基础板110的一个表面上并且第二透镜160设置在基础板110的另一表面上时，可以防止磷光板100”’弯曲。
图7至8中显示的根据第四实施方案的磷光板100”’可以为磷光体微透镜阵列(PMLA)。在根据第四实施方案的磷光板100”’中，具有第一荧光材料135的透镜130设置在基础板110的一个表面上，并且具有第二荧光材料165的第二透镜160设置在基础板110的另一表面上。因此，可以防止磷光板100”’因为光源而弯曲并且荧光材料的分散程度增强。而且，磷光板100’具有高的激发效率，并且改善光的光通量和显色指数。此外，光的均匀特性可以增强。
图10是根据第五实施方案的磷光板的透视图。图11是沿线E-E’截取的图10中显示的磷光板的横截面视图。
参考图10至11，根据第五实施方案的磷光板100””可以通过向图7至8中显示的第四实施方案的磷光板100”’添加第一荧光层170和第二荧光层190来形成。
第一荧光层170可以与第一透镜130一起设置在基础板110的一个表面上。第二荧光层190可以与第二透镜160一起设置在基础板110的另一表面上。
第一荧光层170可以设置为包埋第一透镜130的一部分。第二荧光层190可以设置为包埋第二透镜160的一部分。
第一荧光层170可以设置在第一透镜130之间。第二荧光层190可以设置在第二透镜160之间。
第一和第二荧光层170和190可以包括树脂。
第一和第二荧光层170和190分别包括荧光材料175和195。为了描述方便，包括在第一荧光层170中的荧光材料175指定为第三荧光材料。包括在第二荧光层190中的荧光材料195指定为第四荧光材料。
第三荧光材料175可以为均匀分布和设置在第一荧光层170内。第四荧光材料195可以均匀分布和设置在第二荧光层190内。
第三和第四荧光材料175和195能够发射由从外部入射的光激发的光。
第三和第四荧光材料175和195可以与第一和第二荧光材料135和165相同。此外，第三和第四荧光材料175和195可以与第一和第二荧光材料135和165不同。例如，第三和第四荧光材料175和195可以为绿色荧光材料。即，第一荧光材料135可以为黄色荧光材料，第二荧光材料165可以为红色荧光材料，第三和第四荧光材料175和195可以为绿色荧光材料。在该情况下，如果光源发射蓝光，则可以改善激发效率。此外，荧光材料的分散程度可以增强。
与第一和第二透镜130和160类似，第一和第二荧光层170和190可以包括散射剂、消泡剂、添加剂和固化剂中的至少一种。
在根据图10至11的第五实施方案的磷光板100””中，第一透镜130和第一荧光层170设置在基础板110的一个表面上，第二透镜160和第二荧光层190设置在基础板110的另一表面上。因此，可以防止磷光板100””因来自光源的热而弯曲并且荧光材料的分散程度增强。而且，磷光板100””具有高的激发效率，并且改善光的光通量和显色指数。此外，光的均匀特性可以增强。
图12至15是用于描述制造图1至2显示的根据第一实施方案的磷光板的方法视图。
参考图12，提供图12中显示的具有预定孔的母模。此处，透镜130的形状取决于孔的形状。
提供基础板110并且在基础板110上形成透镜层130。此处，透镜层130可以包括图2中显示的荧光材料135。即，透镜层130可以通过混合树脂与荧光材料135来形成，并且可以以液态设置到基础板110上。
参考图13，沿母模方向移动基础板110，使得透镜层130与母模直接接触，然后施加预定压力，使得母模和基础板110彼此挤压。相应地，如图14所示，液化透镜层130插入母模的孔中。
如图14所示，通过从与形成透镜130侧相反的一侧用UV照射来充分固化透镜层130。透镜130可以通过固化透镜层130来形成。
如图15所示，基础板110和透镜130从母模中释放出来。
在图12至15中的制造过程中，可以制造根据第一实施方案的磷光板100。另外，通过图12至15中的制造过程可以制造图3至11中显示的根据第二至第五实施方案的磷光板100’、100”、100”’和100””。
图16是根据实施方案的照明装置的透视图。图17是没有图16中显示的磷光体的照明装置的透视图。
参考图16至17，根据实施方案的照明装置可以包括：磷光板1000、壳2000和发光模块3000。
磷光板1000可以为图1至2中显示的根据第一实施方案的磷光板100，或者可以为图3至11中显示的根据第二至第五实施方案的磷光板100’、100”、100”’和100””中的任一个。
磷光板1000可以设置在发光模块3000上方，接收来自发光模块3000的光，并且发射由所接收的光激发的光。
壳2000能够容纳磷光板1000和发光模块3000。特别地，发光模块3000可以设置在壳2000的凹陷的下表面上。磷光板1000可以设置为覆盖凹陷。
壳2000可以接收来自发光模决3000的光并且辐射热。即，壳2000可以用作散热器。因此，壳2000可由具有高导热率和优异的散热效率的铝和含铝合金形成。
发光模块3000可以设置壳2000的凹陷的下表面上。发光模块3000可以包括发光器件如发光二极管和其上设置有多个发光器件的基础板。
发光模块3000可以通过壳2000相对于磷光板1000以预定间隔分离地设置。
壳2000的凹陷的侧表面可以为能够反射来自发光模块3000的光的反射表面。因此，壳2000的凹陷的侧表面能够将来自发光模块3000的光反射到磷光板1000。
导线4000穿过壳2000并且与发光模块3000电连接。导线4000能够从外部电源向发光模块3000供电。
在本说明书中，当提到“一个实施方案”、“实施方案”、“示例性实施方案”时，是指结合实施方案描述的特定的特征、结构或特性包含在本发明的至少一个实施方案中。这些措辞在说明书中多个位置的出现并不一定都指相同的实施方案。此外，当结合任何实施方案描述特定的特征、结构或特性时，认为将这种特征、结构或特性与实施方案的其它特征、结构或特性结合实现也在本领域技术人员的范围内。
尽管已经参考本发明的若干示例性实施方案描述了本发明，但是应当理解，本领域的技术人员可以设计大量其它修改方案和实施方案，并且它们落在本发明的原理范围内。更具体而言，可以对本公开、附图和所附权利要求中的主题组合布置的组成部件和/或布置做出各种变化和修改。除了组成部件和/或布置的变化和修改之外，替代使用对于本领域的技术人员而言也会是明显的。

Claims (12)

1.一种磷光板，包括：
透射光的基础板；
设置在所述基础板的一个表面上的第一透镜，所述第一透镜包括第一荧光材料；以及
设置在所述基础板的另一表面上的第二透镜，所述第二透镜包括第二荧光材料。
2.权利要求1所述的磷光板，包括：设置在所述基础板的两个表面中的至少之一上的荧光层，其中所述荧光层包括与所述第一透镜的第一荧光材料相同、或者与所述第二透镜的第二荧光材料相同、或者与所述第一透镜的第一荧光材料和所述第二透镜的第二荧光材料不同的荧光材料。
3.权利要求2所述的磷光板，其中所述透镜的所述第一和所述第二荧光材料是黄色荧光材料，所述荧光层的所述荧光材料是红色荧光材料。
4.权利要求3所述的磷光板，其中所述透镜的所述第一和所述第二荧光材料还包括绿色荧光材料。
5.权利要求1所述的磷光板，其中所述第一荧光材料与所述第二荧光材料相同或不同。
6.权利要求1所述的磷光板，其中所述第一透镜和所述第二透镜设置为彼此相对应或设置为相互错开。
7.权利要求1所述的磷光板，包括：
第一荧光层，其设置在所述基础板的一个表面上，包埋所述第一透镜的一部分并且包括第三荧光材料；和
第二荧光层，其设置在所述基础板的另一表面上，包埋所述第二透镜的一部分并且包括第四荧光材料，
其中所述第三荧光材料与所述第一荧光材料相同、或者与所述第二荧光材料相同、或者与所述第一荧光材料和所述第二荧光材料不同，所述第四荧光材料与所述第一荧光材料相同、或者与所述第二荧光材料相同、或者与所述第一荧光材料和所述第二荧光材料不同。
8.权利要求7所述的磷光板，其中所述第一荧光材料是黄色荧光材料，其中所述第二荧光材料是红色荧光材料，并且所述第三和所述第四荧光材料是绿色荧光材料。
9.权利要求1所述的磷光板，其中所述透镜是通过UV固化的UV树脂。
10.权利要求1所述的磷光板，其中所述基础板包括散射光并且具有直径为5μm至7μm的颗粒的散射剂。
11.权利要求1所述的磷光板，其中所述透镜为半球形、锥形、多边金字塔形、圆柱形和多棱柱形中的任一种。
12.一种照明装置，包括：
如权利要求1至11中任一项所述的磷光板，
包括凹陷的壳；和
发光模块，其设置在所述壳的所述凹陷中并且包括至少一个发光器件，
其中所述磷光板设置在所述壳的所述凹陷中并且设置在所述发光模块上方。
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