CN105390528B - 一种高发光开口率的显示装置及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明所述的一种高发光开口率的显示装置,包括OLED,所述OLED包括具有多个子像素的发光单元,在发光单元的出光方向上设有发光开口率增大结构,所述发光开口率增大结构包括一具有透镜结构的第一透明薄膜和一具有第二凸透镜结构的第二透明薄膜,所述第二透明薄膜设置在所述第一透明薄膜远离所述有机电致发光单元的一侧,光线经第一透明薄膜折射后,再经第二透明薄膜折射后呈平行状从而增大像素的发光开口率。具有较高的像素发光开口率,且制备工艺简单。
Description
技术领域
本发明涉及OLED显示技术领域,具体涉及一种高发光开口率的显示装置及其制备方法。
背景技术
经过近三十年的发展,有机电致发光器件(英文全称为Organic Light EmittingDevice,简称为OLED)作为下一代照明和显示技术,具有色域宽、响应快、广视角、无污染、高对比度、平面化等优点,已经在照明和显示上得到一定程度的应用。典型的有机电致发光器件一般包括透明基板、透明阳极、阴极以及设置在两个电极间的有机功能层。
AMOLED显示屏由于蒸镀的掩膜板制作精度及蒸镀对位等因素导致屏体单个发光像素的开口率较低,显示时会有颗粒感,影响显示效果。目前三星S5的蓝色OLED材料开口率为26.74%。
发明内容
为此,本发明所要解决的是现有的OLED发光像素的开口率低的问题,提供一种高发光开口率的显示装置,其具有较高的像素发光开口率,且制备工艺简单。
本发明还提供设置有上述高发光开口率的显示装置的制备方法。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案如下:
一种高发光开口率的显示装置,包括OLED,所述OLED包括具有多个子像素(4)的发光单元(1),其特征在于,在发光单元的出光方向上设有发光开口率增大结构,所述发光开口率增大结构包括一具有第一透镜结构的第一透明薄膜(2)和一具有第二凸透镜结构的第二透明薄膜(3),所述第二透明薄膜(3)设置在所述第一透明薄膜(2)远离有机电致发光单元的一侧,所述的第二透明薄膜具有若干阵列排布的第二凸透镜结构,每个第二凸透镜结构分别对应每个子像素,光线经第一透明薄膜(2)折射后,再经第二透明薄膜(3)折射后呈平行状从而增大像素的发光开口率。
所述发光开口率增大结构包括一具有凹透镜结构的第一透明薄膜(2)和一具有第二凸透镜结构的第二透明薄膜(3),所述第二透明薄膜(3)设置在所述第一透明薄膜(2)远离所述有机电致发光单元的一侧,光线经第一透明薄膜(2)折射后呈发射状,再经第二透明薄膜(3)折射后呈平行状从而增大像素的发光开口率。
所述第一透明薄膜(2)具有若干阵列排布的凹透镜结构;所述的第二透明薄膜(3)具有若干阵列排布的第二凸透镜结构,所述凹透镜结构的凹陷部位与所述第二凸透镜结构的凸出部位相对应。
所述凹透镜结构的中心线和第二凸透镜结构的中心线的间距d1为所述凹透镜结构的焦距f1和第二凸透镜结构的焦距f2之差,即d1=f2-f1;所述凹透镜结构的中心线穿过所述凹透镜结构的光学中心且垂直于主光轴,所述第二凸透镜结构的中心线穿过所述第二凸透镜结构的光学中心且垂直于所述主光轴。
所述发光单元距离所述凹透镜结构的中心线的距离d2为凹透镜结构焦距f1的1至2倍,即d2=(1-2)f1。
所述发光开口率增大结构包括一具有第一凸透镜结构的第一透明薄膜(2)和一具有第二凸透镜结构的第二透明薄膜(3),所述第二透明薄膜(3)设置在所述第一透明薄膜(2)远离所述有机电致发光单元的一侧,光线经第一透明薄膜(2)折射后,再经第二透明薄膜(3)折射后呈平行状从而增大像素的发光开口率。
所述第一透明薄膜(2)具有若干阵列排布的第一凸透镜结构;所述的第二透明薄膜(3)具有若干阵列排布的第二凸透镜结构,所述第一凸透镜结构的凸出部位与所述第二凸透镜结构的凸出部位相对应。
所述第一凸透镜结构和所述第二凸透镜结构的中心线的间距d3为所述第一凸透镜结构的焦距f3和第二凸透镜结构的焦距f2之和,即d3=f3+f2,所述第一凸透镜结构的中心线穿过所述第一凸透镜结构的光学中心且垂直于主光轴,所述第二凸透镜结构的中心线穿过所述第二凸透镜结构的光学中心且垂直于所述主光轴。
所述发光单元距离所述第一透镜结构的中心线的距离d4为第一透镜结构焦距f3的1至2倍,即d4=(1-2)f3,所述第一透镜结构的中心线穿过所述第一透镜结构的光学中心且垂直于主光轴。
所述的第一透镜结构和所述第二凸透镜结构在所述像素单元上的投影重叠且覆盖相应位置的子像素。
一种高发光开口率的显示装置的制备方法,包括制备具有凹透镜结构的透明薄膜和/或具有凸透镜结构的透明薄膜;
S1、制备具有凹透镜结构的透明薄膜在透明薄膜上通过曝光显影方式间隔设置的腐蚀区和非腐蚀区,在非腐蚀区及透明薄膜另一侧的对应位置分别涂覆保护层;将腐蚀溶液滴在透明薄膜的一侧,刻蚀1-20mi n,完成半凹透镜结构的制备;在透明薄膜的另一侧滴加腐蚀溶液,刻蚀1-20mi n,完成凹透镜结构的制备,去除保护层后,即得具有凹透镜结构的透明薄膜;
S2、制备具有凸透镜结构的透明薄膜向具有凹透镜结构的模具上涂覆树脂液后,再将另一具有凹透镜结构的模具放置在所述树脂液上方,在80-320℃条件下成型;将模具打开,并去除模具得到具有凸透镜结构的透明薄膜;
S3、将具有凹透镜结构的透明薄膜和具有凸透镜结构的透明薄膜设置在OLED的出光侧,构成发光开口率增大结构;或将具有不同焦距凸透镜结构的透明薄膜设置在OLED的出光侧,构成发光开口率增大结构。
所述的具有第二凸透镜结构的透明薄膜和具有凹透镜结构的透明薄膜材质相同或不同,分别为聚对苯二甲酸薄膜或聚酰亚胺薄膜,所述的腐蚀溶液为FeCl3溶液,腐蚀溶液为浓度80-95%的FeCl3溶液;保护层为光刻胶层。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点:
本发明高发光开口率的显示装置,在显示装置的出光方向上设有发光开口率增大结构,所述发光开口率增大结构包括一具有第一透镜结构的第一透明薄膜和一具有第二凸透镜结构的第二透明薄膜,所述第二薄膜设置在所述第一薄膜远离所述有机电致发光单元的一侧,光线经第一透明薄膜折射后呈发射状,再经第二透明薄膜折射后呈平行状从而增大像素的发光开口率。采用此发光开口率增大结构后,发光层所发出的光经过封装盖(或透明薄膜)后发光的开口率大幅提升,实现效果可以达到90%以上的开口率效果。由图1和图2可以看出,发光层射出的光线经过具有第一透镜结构的第一透明薄膜折射后呈发射状,经过具有第二凸透镜结构的第二透明薄膜呈平形状,像素开口率由30μm增大到50μm,发光开口率大幅提升,最大可以提升80%。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解,下面根据本发明的具体实施例并结合附图,对本发明作进一步详细的说明,其中
图1是本发明显示装置的光线变化示意图;
图2是本发明第二实施方式显示装置的光线变化示意图;
图3是图1的光路变化示意图;
图4是图3的光路变化示意图;
图5是第一透明薄膜制备过程示意图;
图中附图标记表示为:1-发光层,2-第一透明薄膜,3-第二透明薄膜,4-子像素,5-透明薄膜,6-腐蚀溶液。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。
本发明可以以许多不同的形式实施,而不应该被理解为限于在此阐述的实施例。相反,提供这些实施例,使得本公开将是彻底和完整的,并且将把本发明的构思充分传达给本领域技术人员,本发明将仅由权利要求来限定。在附图中,为了清晰起见,会夸大层和区域的尺寸和相对尺寸。应当理解的是,当元件例如层、区域或基板被称作“形成在”或“设置在”另一元件“上”时,该元件可以直接设置在所述另一元件上,或者也可以存在中间元件。相反,当元件被称作“直接形成在”或“直接设置在”另一元件上时,不存在中间元件。
如图1-2所示,一种高发光开口率的显示装置,包括OLED,所述OLED包括具有多个子像素4的发光单元1,在发光单元的出光方向上设有发光开口率增大结构,所述发光开口率增大结构包括一具有第一透镜结构的第一透明薄膜2和一具有第二凸透镜结构的第二透明薄膜3,所述第二透明薄膜3设置在所述第一透明薄膜2远离所述有机电致发光单元的一侧,光线经第一透明薄膜2折射后呈发射状,再经第二透明薄膜3折射后呈平行状从而增大像素的发光开口率。所述发光开口率增大结构包括一具有第一凸透镜结构和/或凹透镜结构的第一透明薄膜2和一具有第二凸透镜结构的第二透明薄膜3,所述第二透明薄膜3设置在所述第一透明薄膜2远离所述有机电致发光单元的一侧。根据发光开口率增大结构的不同,具体有下述实施例:
实施例1
如图1所示,本发明的一种高发光开口率的显示装置,包括OLED,所述OLED包括具有多个子像素4的发光单元1,所述的子像素为红光子像素、绿光子像素和蓝光子像素,在发光单元的出光方向上设有发光开口率增大结构,所述发光开口率增大结构包括一具有凹透镜结构的第一透明薄膜2和一具有第二凸透镜结构的第二透明薄膜3,所述第二透明薄膜3设置在所述第一透明薄膜2远离所述有机电致发光单元的一侧,光线经第一透明薄膜2折射后呈发射状,再经第二透明薄膜3折射后呈平行状从而增大像素的发光开口率。所述第一透明薄膜2具有若干阵列排布的凹透镜结构;所述的第二透明薄膜3具有若干阵列排布的第二凸透镜结构,所述凹透镜结构的凹陷部位与所述第二凸透镜结构的凸出部位相对应。所述的凹透镜结构和所述第二凸透镜结构在所述像素单元上的投影重叠且覆盖相应位置的子像素4。
如图3所示,所述凹透镜结构中心线和第二凸透镜结构中心线的间距d1为所述凹透镜结构的焦距f1和第二凸透镜结构的焦距f2之差,即d1=f2-f1。如图3所示,所述凹透镜结构的中心线是指构成第一凹透镜两个凹面对应位置的光学中心的连线a;所述第二凸透镜结构的中心线是指构成第二凸透镜两个凸面对应位置的光学中心的连线b。所述发光单元距离所述凹透镜结构的中心线的距离d2为凹透镜结构焦距f1的1至2倍,即d2=(1-2)f1,所述凹透镜结构的中心线穿过所述凹透镜结构的所述光学中心且垂直于主光轴,所述第二凸透镜结构的中心线穿过所述第二凸透镜结构的所述光学中心且垂直于所述主光轴。上述高发光开口率的显示装置的制备方法,包括下述步骤:
S1、制备具有凹透镜结构的第一透明薄膜
如图5所示,在透明薄膜上通过曝光显影方式间隔设置的腐蚀区和非腐蚀区,在非腐蚀区及透明薄膜另一侧的对应位置分别涂覆保护层;所述的保护层为光刻胶,或者其他任何能够不被FeCl3溶液腐蚀的材质;
将腐蚀溶液滴在透明薄膜的一侧,刻蚀1-20min,优选5min,完成半凹透镜结构的制备;
在透明薄膜的另一侧滴加腐蚀溶液,刻蚀1-20min,优选5min,完成凹透镜结构的制备,凹透镜结构焦距f1为0.1mm-0.5mm,优选0.1mm,去除保护层后,即得第一透明薄膜;
S2、制备具有第二凸透镜结构的第二透明薄膜
向具有凹透镜结构的模具上涂覆树脂液后,再将另一具有凹透镜结构的放置在所述树脂液上方,在80-320℃条件下成型;所述模具的凹透镜结构优选与所述第一透明薄膜的凹透镜结构相同;
将模具打开,并去除模具得到具有第二凸透镜结构的第二透明薄膜,第二凸透镜结构的焦距f2为0.1mm-0.5mm,优选0.1mm;
S3、采用常规技术制备OLED;将所述具有凹透镜结构的第一透明薄膜和具有第二凸透镜结构的第二透明薄膜设置在OLED的出光侧,所述第二透明薄膜设置在所述第一透明薄膜远离所述像素单元的一侧。
所述的模具可以在市场购买,也可以按照第一透明薄膜的方式制备,即:本实施例中所述模具的凹透镜结构与所述透明薄膜的凹透镜结构相同。
所述的第一透明薄膜和第二透明薄膜材质相同或不同,分别为聚对苯二甲酸薄膜或聚酰亚胺薄膜,所述的腐蚀溶液为FeCl3溶液、硫酸、硝酸。
腐蚀溶液为浓度80-95%的FeCl3溶液。
图3所示的显示装置中发光开口率增大结构参数如下:凹透镜结构的焦距f1为0.1mm,第二凸透镜结构的焦距f2为0.3mm。
所述凹透镜结构中心线和第二凸透镜结构中心线的间距d1为所述凹透镜结构的焦距f1和第二凸透镜结构的焦距f2之差,即d=f2-f1所述发光层距离所述凹透镜结构的中心线的距离d2为凹透镜结构焦距f1的1-2倍,即d2=(1-2)f1。采用该发光开口率增大结构后,发光层射出的光线经过具有凹透镜结构的第一透明薄膜折射后呈发射状,经过具有第二凸透镜结构的第二透明薄膜呈平形状,像素开口率由30μm增大到50μm,发光开口率大幅提升。
实施例2
如图2所示,本发明的一种高发光开口率的显示装置,包括OLED,所述OLED包括具有多个子像素4的发光单元1,所述的子像素为红光子像素、绿光子像素和蓝光子像素,在发光单元的出光方向上设有发光开口率增大结构,所述发光开口率增大结构包括一具有第一凸透镜结构的第一透明薄膜2和一具有第二凸透镜结构的第二透明薄膜3,所述第二透明薄膜3设置在所述第一透明薄膜2远离所述有机电致发光单元的一侧,光线经第一透明薄膜2折射后,再经第二透明薄膜3折射后呈平行状从而增大像素的发光开口率。所述第一透明薄膜2具有若干阵列排布的第一凸透镜结构;所述的第二透明薄膜3具有若干阵列排布的第二凸透镜结构,所述第一凸透镜结构的凸出部位与所述第二凸透镜结构的凸出部位相对应。所述的第一凸透镜结构和所述第二凸透镜结构在所述像素单元上的投影重叠且覆盖相应位置的子像素4。
如图4所示,所述第一凸透镜结构和所述第二凸透镜结构的中心线的间距d3为所述第一凸透镜结构的焦距f3和第二凸透镜结构的焦距f2之和,即d3=f1+f2。所述发光单元距离所述第一凸透镜结构的中心线的距离d4为第一凸透镜结构焦距f3的1至2倍,即d4=(1-2)f3。
按照实施例中步骤的S2的方法制备具有第一焦距f3的第一凸透镜结构的第一透明薄膜和具有第二焦距f2的第二凸透镜结构的第二透明薄膜,设置在OLED的出光侧,构成发光开口率增大结构
图4所示的显示装置中发光开口率增大结构参数如下:第一凸透镜结构的焦距f3为0.1mm,第二凸透镜结构的焦距f2为0.3mm,所述第一透镜结构中心线和第二凸透镜结构中心线的间距d3为所述凸透镜结构的焦距f3和第二凸透镜结构的焦距f2之和,即d3=f3+f2。所述发光层距离所述凸透镜结构的中心线的距离d4为凸透镜结构焦距f3的1-2倍,即d4=(1-2)f3。用该发光开口率增大结构后,发光层射出的光线经过具有凹透镜结构的第一透明薄膜折射后呈发射状,经过具有第二凸透镜结构的第二透明薄膜呈平形状,像素开口率由30μm增大到50μm,发光开口率大幅提升。
本发明的OLED,可以为现有的任何一种结构的OLED,典型地,包括基板,设置在基板上的具有多个子像素4的发光单元1和封装层,所述的发光单元1包括阳极层、发光层和阴极层。如无特别说明,本发明中的器件各层采用材料如下:
阳极可以采用无机材料或有机导电聚合物。无机材料一般为氧化铟锡(ITO)、氧化锌(ZnO)、氧化铟锌(IZO)等金属氧化物或金、铜、银等功函数较高的金属,优选ITO;有机导电聚合物优选为聚噻吩/聚乙烯基苯磺酸钠(以下简称PEDOT/PSS)、聚苯胺(以下简称PANI)中的一种。
阴极一般采用锂、镁、钙、锶、铝、铟等功函数较低的金属或它们与铜、金、银的合金,或金属与金属氟化物交替形成的电极层。本发明中阴极优选为Al层。
空穴传输层的材料可以选自芳胺类,咔唑类和枝聚物类低分子材料,优选NPB和TCTA。
所述空穴注入层的材料例如可采用2,3,6,7,10,11-六氰基-1,4,5,8,9,12-六氮杂苯并菲HAT-CN掺杂F4TCNQ,或者采用铜酞菁(CuPc),或可为金属氧化物类,如氧化钼,氧化铼。
发光层的发光材料可以选自香豆素类如DMQA或C545T,或双吡喃类如DCJTB或DCM等荧光染料,或含Ir,Pt,Os,Ru,Rh,Pd,镧系,锕系等金属配合物。
荧光染料在发光层中的掺杂浓度不高于5wt%,磷光染料在发光层中的掺杂浓度不高于30wt%。所述的掺杂浓度=染料质量/(染料质量+主体材料质量)×100%。
发光层的主体材料可选自常用于基质材料的材料,如4,4’-二(咔唑基-9-)联苯CBP。
本发明的电子传输层的材料可采用常用于电子传输层的材料,如芳香稠环类(如Pentacene、苝)或邻菲咯啉类(如Bphen、BCP)化合物。
基板可以是玻璃或是柔性基片,所述柔性基片可采用聚酯类、聚酰亚胺类化合物材料或者薄金属片。所述层叠及封装可采用本领域技术人员已知的任意合适方法。
显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例,而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之。
Claims (12)
1.一种高发光开口率的显示装置,包括OLED,所述OLED包括具有多个子像素(4)的发光单元(1),其特征在于,在发光单元的出光方向上设有发光开口率增大结构,所述发光开口率增大结构包括一具有第一透镜结构的第一透明薄膜(2)和一具有第二凸透镜结构的第二透明薄膜(3),所述第二透明薄膜(3)设置在所述第一透明薄膜(2)远离有机电致发光单元的一侧,所述的第二透明薄膜具有若干阵列排布的第二凸透镜结构,每个第二凸透镜结构分别对应每个子像素,光线经第一透明薄膜(2)折射后,再经第二透明薄膜(3)折射后呈平行状从而增大像素的发光开口率。
2.根据权利要求1所述的高发光开口率的显示装置,其特征在于,所述发光开口率增大结构包括一具有凹透镜结构的第一透明薄膜(2)和一具有第二凸透镜结构的第二透明薄膜(3),所述第二透明薄膜(3)设置在所述第一透明薄膜(2)远离所述有机电致发光单元的一侧,光线经第一透明薄膜(2)折射后呈发射状,再经第二透明薄膜(3)折射后呈平行状从而增大像素的发光开口率。
3.根据权利要求2所述的高发光开口率的显示装置,其特征在于,所述第一透明薄膜(2)具有若干阵列排布的凹透镜结构;所述的第二透明薄膜(3)具有若干阵列排布的第二凸透镜结构,所述凹透镜结构的凹陷部位与所述第二凸透镜结构的凸出部位相对应。
4.根据权利要求3所述的高发光开口率的显示装置,其特征在于,所述凹透镜结构的中心线和第二凸透镜结构的中心线的间距d1为所述凹透镜结构的焦距f1和第二凸透镜结构的焦距f2之差,即d1=f2-f1;所述凹透镜结构的中心线穿过所述凹透镜结构的光学中心且垂直于主光轴,所述第二凸透镜结构的中心线穿过所述第二凸透镜结构的光学中心且垂直于所述主光轴。
5.根据权利要求4所述的高发光开口率的显示装置,其特征在于,所述发光单元距离所述凹透镜结构的中心线的距离d2为凹透镜结构焦距f1的1至2倍,即d2=(1-2)f1。
6.根据权利要求1所述的高发光开口率的显示装置,其特征在于,所述发光开口率增大结构包括一具有第一凸透镜结构的第一透明薄膜(2)和一具有第二凸透镜结构的第二透明薄膜(3),所述第二透明薄膜(3)设置在所述第一透明薄膜(2)远离所述有机电致发光单元的一侧,光线经第一透明薄膜(2)折射后,再经第二透明薄膜(3)折射后呈平行状从而增大像素的发光开口率。
7.根据权利要求6所述的高发光开口率的显示装置,其特征在于,所述第一透明薄膜(2)具有若干阵列排布的第一凸透镜结构;所述的第二透明薄膜(3)具有若干阵列排布的第二凸透镜结构,所述第一凸透镜结构的凸出部位与所述第二凸透镜结构的凸出部位相对应。
8.根据权利要求7所述的高发光开口率的显示装置,其特征在于,所述第一凸透镜结构和所述第二凸透镜结构的中心线的间距d3为所述第一凸透镜结构的焦距f3和第二凸透镜结构的焦距f2之和,即d3=f3+f2,所述第一凸透镜结构的中心线穿过所述第一凸透镜镜结构的光学中心且垂直于主光轴,所述第二凸透镜结构的中心线穿过所述第二凸透镜结构的光学中心且垂直于所述主光轴。
9.根据权利要求7所述的高发光开口率的显示装置,其特征在于,所述发光单元距离所述第一透镜结构的中心线的距离d4为第一透镜结构焦距f3的1至2倍,即d4=(1-2)f3,所述第一透镜结构的中心线穿过所述第一透镜结构的光学中心且垂直于主光轴。
10.根据权利要求1-9任一项所述的高发光开口率的显示装置,其特征在于,所述的第一透镜结构和所述第二凸透镜结构在所述像素单元上的投影重叠且覆盖相应位置的子像素。
11.一种权利要求1-10中任一项所述的高发光开口率的显示装置的制备方法,其特征在于,
包括制备具有凹透镜结构的透明薄膜和/或具有凸透镜结构的透明薄膜;
S1、制备具有凹透镜结构的透明薄膜在透明薄膜上通过曝光显影方式间隔设置的腐蚀区和非腐蚀区,在非腐蚀区及透明薄膜另一侧的对应位置分别涂覆保护层;将腐蚀溶液滴在透明薄膜的一侧,刻蚀1-20min,完成半凹透镜结构的制备;在透明薄膜的另一侧滴加腐蚀溶液,刻蚀1-20min,完成凹透镜结构的制备,去除保护层后,即得具有凹透镜结构的透明薄膜;
S2、制备具有凸透镜结构的透明薄膜向具有凹透镜结构的模具上涂覆树脂液后,再将另一具有凹透镜结构的模具放置在所述树脂液上方,在80-320℃条件下成型;将模具打开,并去除模具得到具有凸透镜结构的透明薄膜;
S3、将具有凹透镜结构的透明薄膜和具有凸透镜结构的透明薄膜设置在OLED的出光侧,构成发光开口率增大结构;或将具有不同焦距凸透镜结构的透明薄膜设置在OLED的出光侧,构成发光开口率增大结构。
12.根据权利要求11所述高发光开口率的显示装置的制备方法,其特征在于,所述的具有第二凸透镜结构的透明薄膜和具有凹透镜结构的透明薄膜材质相同或不同,分别为聚对苯二甲酸薄膜或聚酰亚胺薄膜,所述的腐蚀溶液为FeCl3溶液,腐蚀溶液为浓度80-95%的FeCl3溶液;保护层为光刻胶层。
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