CN104865757B - 一种显示面板、显示装置以及显示面板的视角控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种显示面板、显示装置以及显示面板的视角控制方法。所述显示面板包括相对设置的阵列基板和彩膜基板，以及位于所述阵列基板和所述彩膜基板之间的液晶层；其中，所述彩膜基板上邻近所述液晶层一侧设置有多个条状控制电极；所述阵列基板设置有公共电极和像素电极；所述条状控制电极在所述阵列基板上的正投影位于所述公共电极或像素电极在所述阵列基板上的正投影内；所述条状控制电极用于施加偏置电压，以调整所述显示面板的视角。所述显示装置包括驱动芯片以及上述的显示面板，所述驱动芯片用于显示驱动。本发明所述的显示面板和显示装置可以实现显示面板视角的可控调节。

Description

一种显示面板、显示装置以及显示面板的视角控制方法
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种显示面板、显示装置以及显示面板的视角控制方法。
背景技术
由于液晶显示装置具有轻薄、节能、低功耗等优点，已被广泛应用于电视、电脑、手机、数码相机等电子设备中。目前宽视角属于液晶显示装置的主流发展方向，宽视角模式下的液晶显示装置能够使人们从不同的方向看到完整且不失真的画面。但是当涉及个人隐私以及重要信息时，用户不想让周围的人观察到显示的画面，因此这种情况下，宽视角的显示装置会给用户造成不便。
现有技术中为实现宽窄视角转换，一般采用下列几种方案：
1、通过在显示装置上贴覆百叶遮挡膜来实现。但是一张百叶遮挡膜只能实现一种视角，一旦贴覆上百叶遮挡膜，视角便固定了，不能根据用户的需求进行视角的变换，并且需要用户随身携带百叶遮挡膜，用户体验不好。
2、在显示面板上设置双光源背光系统，使用一个背光源系统实现宽视角，使用另一个背光源系统实现窄视角。但这种方式增大了显示面板的厚度以及制造成本。
发明内容
本发明提供一种显示面板、显示装置以及显示面板的视角控制方法，以实现无需贴膜和增加显示面板厚度就可对显示面板视角进行可控调节的效果。
第一方面，本发明实施例提供了一种显示面板，包括：
相对设置的阵列基板和彩膜基板，以及位于所述阵列基板和所述彩膜基板之间的液晶层；
其中，所述彩膜基板上邻近所述液晶层一侧设置多个条状控制电极；
所述阵列基板上设置有公共电极和像素电极；
所述条状控制电极在所述阵列基板上的正投影位于所述公共电极或所述像素电极在所述阵列基板上的正投影内；
所述条状控制电极用于施加偏置电压，以调整所述显示面板的视角。
进一步的，所述彩膜基板上设置有黑矩阵，所述条状控制电极在所述彩膜基板上的正投影位于所述黑矩阵在所述彩膜基板上的正投影内。
进一步的，所述阵列基板还设置有多条数据线和多条扫描线，所述条状控制电极平行于所述数据线或所述扫描线。
进一步的，所述多条数据线和所述多条扫描线绝缘相交限定出多个像素单元，所述彩膜基板上相邻的两个条状控制电极间隔一行或一列像素单元。
进一步的，所述条状控制电极的材料为氧化铟锡薄膜或者金属薄膜。
进一步的，所述液晶层采用正性液晶，不加电压时，所述正性液晶的长轴方向平行于所述显示面板所在平面。
进一步的，所述偏置电压的范围为0-4V，所述显示面板的视角随所述条状控制电极上的所述偏置电压的增大而减小。
进一步的，所述公共电极位于所述像素电极的上方，且所述公共电极为具有多个第一缝隙的面状透明电极；或者，
所述公共电极位于所述像素电极的下方，且所述公共电极为面状透明电极，所述像素电极具有多个第二缝隙；或者，
所述公共电极和所述像素电极位于同一层，且均为条状透明电极，间隔排列；或者，
所述公共电极位于所述像素电极的上方或者下方，且均为条状透明电极，间错排列。
第二方面，本发明实施例还提供了一种显示装置，包括：驱动芯片以及上述的显示面板，所述驱动芯片用于显示驱动。
进一步的，所述驱动芯片用于控制施加在所述条状控制电极上的所述偏置电压，以调整所述显示面板的视角。
第三方面，本发明实施例还提供了一种显示面板的视角控制方法，其中，所述显示面板包括相对设置的阵列基板和所述彩膜基板，以及位于所述阵列基板和彩膜基板之间的液晶层，所述彩膜基板上邻近所述液晶层的一侧设置有多个条状控制电极，所述阵列基板上设置有公共电极和像素电极，所述条状控制电极在所述阵列基板上的正投影位于所述公共电极或像素电极在所述阵列基板上的正投影内，所述方法包括：对所述条状控制电极施加偏置电压，以调整所述显示面板的视角。
进一步的，所述偏置电压的范围为0-4V，所述显示面板的视角随所述条状控制电极上的所述偏置电压的增大而减小。
本发明通过在显示面板的彩膜基板邻近液晶层一侧设置多个条状控制电极，以及在阵列基板中设置形成边缘场效应的像素电极和公共电极，实现了一种可以改变视角的显示面板，通过控制施加在条状电极上的偏置电压，从而可以实现显示面板视角的可控调节，本发明无需在显示面板上方贴膜，也无需增加显示面板的厚度，并且制作工艺简单，成本低，可根据用户需求可控的调节显示面板的视角。
附图说明
图1为本发明第一实施例提供的一种显示面板的局部剖面结构示意图；
图2a为本发明第一实施例提供的显示面板在宽视角暗态显示下的原理示意图；
图2b为本发明第一实施例提供的显示面板在宽视角亮态显示下的原理示意图；
图2c为本发明第一实施例提供的显示面板在窄视角暗态显示下的原理示意图；
图2d为本发明第一实施例提供的显示面板在窄视角亮态显示下的原理示意图；
图3为本发明第二实施例提供的一种显示面板的局部剖面结构示意图；
图4为本发明第三实施例提供的一种显示面板的局部剖面结构示意图；
图5为本发明第四实施例提供的一种显示面板的局部剖面结构示意图；
图6为显示面板在宽视角显示模式下的视角模拟示意图；
图7为显示面板在窄视角显示模式下的视角模拟示意图；
图8为本发明第五实施例提供的一种显示装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
本发明实施例提供一种显示面板，图1为本发明第一实施例提供的一种显示面板的局部剖面结构示意图，参见图1，所述显示面板包括：彩膜基板11、与所述彩膜基板11相对设置的阵列基板12、位于所述彩膜基板11和所述阵列基板12之间的液晶层13，其中，所述彩膜基板11上邻近所述液晶层13一侧设置有多个条状控制电极111，所述阵列基板12上设置有公共电极121和像素电极122；在本实施例中，所述条状控制电极111在所述阵列基板12上的正投影位于所述公共电极121在所述阵列基板上的正投影内。在其他实施例中，所述条状控制电极111在阵列基板12上的正投影也可位于像素电极122在阵列基板上的正投影内。所述条状控制电极111用于施加偏置电压，以调整显示面板的视角。
本发明实施例提供的显示面板可适用于FFS型(Fringe Filed Switching mode，边缘场开关型)以及IPS型(In-Plane Swithing mode，平面转换型)等的液晶驱动模式的显示面板中。所述液晶层为正性液晶，显示面板不加电压时，所述正性液晶的长轴方向平行于所述显示面板所在平面。下面介绍本发明实施例提供的显示面板的工作原理：
(1)宽视角暗态：
图2a为本发明第一实施例提供的显示面板在宽视角暗态显示下的原理示意图。参见图2a,彩膜基板21和阵列基板22靠近液晶层23一侧具有配向层211和221，配向层211和221对液晶分子具有锚定作用，预先将液晶层23的液晶分子设置为液晶分子的长轴方向平行于显示面板所在平面的方式排列。当所述彩膜基板21上邻近所述液晶层23一侧设置的多个条状控制电极212上未施加偏置电压，并且所述阵列基板22的电性绝缘的公共电极222和像素电极223之间未施加电压时，彩膜基板21上的偏振片213和阵列基板22上的偏振片224的光轴方向垂直。因为在不加电压时，液晶分子不改变光线的振动方向，光线无法透过光轴方向互相垂直的两个偏光片213和224，因此显示面板此时为不透光的暗态。
(2)宽视角亮态：
图2b为本发明第一实施例提供的显示面板在宽视角亮态显示下的原理示意图。此时，所述彩膜基板21上邻近所述液晶层23一侧设置的多个条状控制电极212上未施加偏置电压，并且所述阵列基板22的电性绝缘的公共电极222和像素电极223之间施加电压时，公共电极222和像素电极223之间产生边缘场使液晶分子的方向发生扭转，偏转的液晶分子改变了光线的偏振方向，使得光线能够透过光轴方向互相垂直的两个偏光片213和224，从而实现亮态。由于边缘场效应使得显示面板各个方向上的光线能得到一定程度的补偿，从而使显示面板在各个方向上出射的光线保持一定的亮度，因此可以实现宽视角。
显示视角主要会受到亮态和暗态的亮度对比度的影响，本发明实施例窄视角的实现是通过在彩膜基板上的条状控制电极上施加偏置电压，使显示面板在暗态时产生漏光，使得亮态和暗态的对比度下降，从而减小显示面板的显示视角，并且可以通过调整施加的偏置电压的值调整显示面板的显示视角的大小。以下通过图2c和图2d对于窄视角的实现原理进行说明。
(3)窄视角暗态：
图2c为本发明第一实施例提供的显示面板在宽视角暗态显示下的原理示意图。在彩膜基板21上的多个条状控制电极212上施加偏置电压，此时，所述阵列基板22的电性绝缘的公共电极222和像素电极223之间不施加电压，因此公共电极222和像素电极223之间不会形成边缘场效应。但是由于彩膜基板21上的多个条状控制电极212上施加了偏置电压，会导致条状控制电极212和下方的公共电极222或者像素电极223之间存在电压差，部分液晶分子受到电场作用从而发生偏转，发生偏转后的液晶分子对光线的偏振方向提供了一定的扭转，会形成一定程度的漏光。参见图2c上部的光线透过率示意图，可知在条状控制电极212附近有漏光现象。
(4)窄视角亮态：
图2d为本发明第一实施例提供的显示面板在窄视角亮态显示下的原理示意图。在彩膜基板21上邻近所述液晶层23一侧设置的多个条状控制电极212上施加偏置电压，并且在阵列基板22的公共电极222和像素电极223施加电压时，公共电极222和像素电极223之间产生边缘场使液晶分子的方向发生扭转，偏转的液晶分子改变了光线的偏振方向，使得光线能够透过光轴方向互相垂直的两个偏光片213和224，从而实现亮态。由于此时，液晶层23中的液晶分子是同时受到公共电极222和像素电极223之间产生的边缘场以及条状控制电极212上施加的偏置电压的作用，因此，该状态下的亮态与暗态的对比度，与条状控制电极212上未施加偏置电压时亮态与暗态的对比度相比，对比度会下降，因此，该状态下的亮态的视角会变小，实从而现窄视角。
在上述实施例的基础上，所述偏置电压的范围为0-4V，一般偏置电压要小于施加在像素电极和公共电极之间的电压。当偏置电压为0V时，显示面板为宽视角显示，当施加的偏置电压在0-4V的范围内变化时，通过选择不同的偏置电压，可以获得不同显示视角。
本发明实施例通过在彩膜基板靠近液晶层一侧设置多个条状控制电极，在阵列基板上形成边缘场效应的公共电极和像素电极；未给条状控制电极施加偏置电压时，实现宽视角，通过控制是否给公共电极和像素电极施加电压，实现宽视角的亮态和暗态。当给条状控制电极施加偏置电压时，条状控制电极会与其正下方的公共电极或像素电极形成电压差，实现条状控制电极附近区域漏光，通过控制是否给公共电极和像素电极施加电压，实现窄视角的亮态和暗态。由于条状控制电极施加偏置电压导致漏光，从而使显示面板亮态和暗态的对比度下降，进而导致显示面板的视角变小。
在上述实施例的基础上，所述条状控制电极可以是氧化铟锡薄膜，还可以是金属薄膜。条状控制电极采用氧化铟锡薄膜可以提高显示面板的透过率，采用金属薄膜可以降低电阻，从而缩短显示面板响应时间。
在上述实施例的基础上，阵列基板还包括多条数据线和多条扫描线，所述条状控制电极可以平行于所述数据线，还可以平行于所述扫描线。此外，阵列基板的多条数据线和多条扫描线限定出多个像素单元，相邻的两个条状控制电极间隔一行或一列像素单元。位于阵列基板上方的彩膜基板设置有黑矩阵，阵列基板的多条数据线和多条扫描线位于所述黑矩阵正下方。所述条状控制电极在所述彩膜基板的正投影位于所述黑矩阵在所述彩膜基板的正投影内。因此，条状控制电极的宽度只要小于或者等于黑矩阵的宽度即可。这样设置的好处是：利用黑矩阵遮盖条状控制电极，不会对显示面板的开口率产生影响，也不会影响显示面板的光透过率。
此外，用户小角度正视显示面板时，眼睛接收到的光线主要是像素单元中心区域的光线，而大视角斜看显示面板时，用户眼睛接收到的光线主要为像素单元边缘区域透过的光线，因此窄视角时只需设置像素单元边缘区域处存在漏光即可防止附近的人斜视看到显示面板上的信息。由于设置条状控制电极在所述彩膜基板的正投影位于黑矩阵在彩膜基板的正投影内，条状控制电极主要位于像素单元边缘区域，条状控制电极上施加的偏置电压主要使像素单元边缘区域存在漏光，不影响像素单元中心区域的投射的光线。因此，在窄视角观看时，不影响显示面板的亮度。
基于上述原理，本发明实施例提供的显示面板的结构有多种具体的实现方式，例如阵列基板的公共电极和像素电极同层或者不同层设置、公共电极为面状电极等，下面将就优选实施例进行详细描述。为描述方便，图3-图5示例性的选择未在条状控制电极施加偏置电压，并且在公共电极和像素电极之间施加电压时，显示面板处于宽视角亮态时的结构。
图3为本发明第二实施例提供的一种显示面板的局部剖面结构示意图。如图3所示，所述显示面板包括：彩膜基板31、与所述彩膜基板31相对设置的阵列基板32、位于所述彩膜基板31和所述阵列基板32之间的液晶层33，其中，所述彩膜基板31包括邻近所述液晶层33一侧设置的多个条状控制电极311，所述阵列基板32包括形成边缘场效应的公共电极321和像素电极322；所述公共电极321位于所述像素电极322的下方，所述公共电极321为面状电极，所述像素电极322具有多个第二缝隙323，以暴露所述公共电极321的部分区域。所述条状控制电极311在所述阵列基板32内的正投影位于所述公共电极321在所述阵列基板32内的正投影内。所述条状控制电极311用于施加偏置电压，以通过控制偏置电压调整显示面板的视角。
其中公共电极还可以位于像素电极上方，如图1中所述的显示面板，其公共电极121位于像素电极122上方；如图2a-图2b中所述的显示面板，其公共电极222位于所述像素电极223的上方，公共电极具有多个第一缝隙，以和所述像素电极形成边缘场，其剖面图详见图1以及图2a-图2b，本发明实施例在此不再赘述。
图4为本发明第三实施例提供的一种显示面板的局部剖面结构示意图。如图4所示，所述显示面板包括：彩膜基板41、与所述彩膜基板41相对设置的阵列基板42、位于所述彩膜基板41和所述阵列基板42之间的液晶层43，其中，所述彩膜基板41包括邻近所述液晶层43一侧设置的多个条状控制电极411，所述阵列基板42包括形成边缘场效应的公共电极421和像素电极422；所述公共电极421和像素电极422均为条形电极，所述公共电极421位于所述像素电极422上方，且间错排列。所述条状控制电极411在所述阵列基板42内的正投影位于所述公共电极421在所述阵列基板42内的正投影内。所述条状控制电极411用于施加偏置电压，以通过控制偏置电压调整显示面板的视角。在其他实施例中，所述公共电极421还可以位于所述像素电极422下方(未示出)，且间错排列，本发明实施例对此不作限制。
图5为本发明第四实施例提供的一种显示面板的局部剖面结构示意图。如图5所示，所述显示面板包括：彩膜基板51、与所述彩膜基板51相对设置的阵列基板52、位于所述彩膜基板51和所述阵列基板52之间的液晶层53，其中，所述彩膜基板51包括邻近所述液晶层53一侧设置的多个条状控制电极511，所述阵列基板52包括形成边缘场效应的公共电极521和像素电极522；所述公共电极521和像素电极522均为条形电极，所述公共电极521与所述像素电极522同层且间隔排列。所述条状控制电极511在所述阵列基板52内的正投影位于所述公共电极521在所述阵列基板52内的正投影内。
在上述各实施例提供的显示面板中，优选采用面状公共电极的结构，这样设置的好处是面状公共电极实现的边缘电场更强，光线透过率更高，提供更高的画面亮度与质感。
进一步的，所述显示面板的视角随条状控制电极上的偏置电压的增大而减小。
可选地，所述阵列基板和所述彩膜基板之间的距离为4um，当所述阵列基板和所述彩膜基板之间的距离过小，会导致漏光过度，显示面板在窄视角亮态时的亮度会比较小，影响画面质感；当所述阵列基板和所述彩膜基板之间的距离过小，显示面板在亮态和暗态状态切换时的响应时间会比较长。
图6为阵列基板和所述彩膜基板之间的距离为4um，所述偏置电压为3V时，显示面板在宽视角显示模式下的视角模拟示意图。图7为阵列基板和所述彩膜基板之间的距离为4um，所述偏置电压为3V时，显示面板在窄视角显示模式下的视角模拟示意图。其中图6和图7中颜色越深代表对比度越小，当对比度小于一定数值时，人眼已分辨不出黑白，此时观察到的画面已失真，即超出了可视范围。可以看到图6中，在水平和竖直方向上的视角范围均为-85°-+85°，符合宽视角显示要求。图7中在水平方向上的视角范围为-40°-+35°，符合窄视角显示要求。
本发明实施例还提供了一种显示装置，图8为本发明第五实施例提供的一种显示装置的结构示意图，如图8所示，所述显示装置包括：驱动芯片81以及显示面板80，所述驱动芯片81用于显示驱动。其中所述显示面板80为上述任一实施例所述的显示面板。
本发明实施例提供的显示装置由于采用了上述各实施例的显示面板，因此所述显示装置同样具有与上述各实施例的显示面板相同的有益效果。
可选地，所述驱动芯片81还可以用于根据预设条件控制施加在条状控制电极上的偏置电压，以调整所述显示面板的视角。
可选地，还可以在所述显示面板上设置视角控制按键，所述视角控制按键包括宽视角按键和窄视角按键，当需要宽视角显示时，按下宽视角按键，这时显示面板上的条状控制电极上未施加偏置电压，此时可以实现显示面板的宽视角；当需要窄视角显示时，按下窄视角按键，这时显示面板上的条状控制电极上施加设定的偏置电压，此时可以实现显示面板的窄视角。
可选地，还可以在所述显示面板上设置视角控制输入键，用户可根据自身需求通过视角控制输入键设置不同的偏置电压，实现获得不同的显示视角。
根据本发明的同一构思，本发明还提供了一种显示面板的视角控制方法，其中所述显示面板包括相对设置的阵列基板和彩膜基板，以及位于所述阵列基板和彩膜基板之间的液晶层，所述彩膜基板上邻近所述液晶层的一侧设置有多个条状控制电极，所述阵列基板上设置有公共电极和像素电极，所述条状控制电极在所述阵列基板上的正投影位于所述公共电极或像素电极在所述阵列基板上的正投影内，所述方法包括：对所述条状控制电极施加偏置电压，以调整所述显示面板的视角。
进一步的，本发明实施例所述的方法还包括：调节所述条状控制电极施加偏置电压的大小，并且所述显示面板的视角随条状控制电极上的偏置电压的增大而减小，所述偏置电压的范围为0-4V。
本发明实施例通过在所述条形控制电极上施加偏置电压，以调整所述显示面板的视角，通过在像素电极和公共电极之间施加电压实现亮态和暗态的转换，该方法可根据用户需求，可控的调节显示面板的视角，无需在显示面板上方贴膜，也无需增加显示面板的厚度。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (11)

1.一种显示面板，其特征在于，包括：
相对设置的阵列基板和彩膜基板，以及位于所述阵列基板和所述彩膜基板之间的液晶层；
其中，所述彩膜基板上邻近所述液晶层的一侧设置有多个条状控制电极；
所述阵列基板上设置有公共电极和像素电极；
所述条状控制电极在所述阵列基板上的正投影位于所述公共电极或所述像素电极在所述阵列基板上的正投影内；
所述条状控制电极用于施加偏置电压，以调整所述显示面板的视角；
所述彩膜基板上设置有黑矩阵，所述条状控制电极在所述彩膜基板上的正投影位于所述黑矩阵在所述彩膜基板上的正投影内；
当给条状控制电极施加偏置电压时，条状控制电极会与其正下方的公共电极或像素电极形成电压差，实现条状控制电极附近区域漏光。
2.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述阵列基板上还设置多条数据线和多条扫描线，所述条状控制电极平行于所述数据线或所述扫描线。
3.根据权利要求2所述的显示面板，其特征在于，所述多条数据线和所述多条扫描线绝缘相交限定出多个像素单元，所述彩膜基板上相邻的两个条状控制电极间隔一行或一列像素单元。
4.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述条状控制电极的材料为氧化铟锡薄膜或者金属薄膜。
5.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述液晶层采用正性液晶，不加电压时，所述正性液晶的长轴方向平行于所述显示面板所在平面。
6.根据权利要求5所述的显示面板，其特征在于，所述偏置电压的范围为0-4V，所述显示面板的视角随所述条状控制电极上的所述偏置电压的增大而减小。
7.根据权利要求1-6任一所述的显示面板，其特征在于，所述公共电极位于所述像素电极的上方，且所述公共电极为具有多个第一缝隙的面状透明电极；或者，
所述公共电极位于所述像素电极的下方，且所述公共电极为面状透明电极，所述像素电极具有多个第二缝隙；或者，
所述公共电极和所述像素电极位于同一层，且所述公共电极和所述像素电极均为条状透明电极，间隔排列；或者，
所述公共电极位于所述像素电极上方或者下方，且所述公共电极和所述像素电极均为条状透明电极，间错排列。
8.一种显示装置，其特征在于，包括：驱动芯片以及权利要求1-7中任一项所述的显示面板，所述驱动芯片用于显示驱动。
9.根据权利要求8所述的显示装置，其特征在于，所述驱动芯片用于控制施加在所述条状控制电极上的所述偏置电压，以调整所述显示面板的视角。
10.一种显示面板的视角控制方法，其特征在于，所述显示面板包括相对设置的阵列基板和彩膜基板，以及位于所述阵列基板和所述彩膜基板之间的液晶层，所述彩膜基板上邻近所述液晶层的一侧设置有多个条状控制电极，所述阵列基板上设置有公共电极和像素电极，所述条状控制电极在所述阵列基板上的正投影位于所述公共电极或像素电极在所述阵列基板上的正投影内，所述彩膜基板上设置有黑矩阵，所述条状控制电极在所述彩膜基板上的正投影位于所述黑矩阵在所述彩膜基板上的正投影内；所述方法包括：
对所述条状控制电极施加偏置电压，以调整所述显示面板的视角；
当给条状控制电极施加偏置电压时，条状控制电极会与其正下方的公共电极或像素电极形成电压差，实现条状控制电极附近区域漏光。
11.根据权利要求10所述的视角控制方法，其特征在于，所述偏置电压的范围为0-4V，所述显示面板的视角随所述条状控制电极上的所述偏置电压的增大而减小。
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