CN107544156A - 显示装置及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种显示装置及其制作方法，所述显示装置包括显示屏以及一个或多个液晶光栅，其中，所述显示屏用于提供图像光源，入射至所述液晶光栅，所述液晶光栅通过控制信号控制开关，开启时，光线透过所述液晶光栅；关闭时，所述液晶光栅对光线产生折射或散射，将所述显示屏光源透射到所述液晶光栅上，形成投影式图像，通过控制所述液晶光栅不同位置的开启与关闭，实现不同的景深，从而把显示屏的二维的图像转化成具有不同景深的图像，形成带有视差的三维图像。
Description
技术领域
本发明涉及平面显示技术领域，特别涉及一种显示装置及其制作方法。
背景技术
随着多媒体技术的不断发展，用户对多媒体的要求也越来越高，希望鞥能够体验更加流程的三维立体画面的需求亟待解决。
人眼是通过右眼和左眼所看到的物体的细微差异来感知物体的深度，从而识别出立体图像的，这种差异被称为视差。立体显示技术就是通过人为的手段来制造人的左右眼的视差，给左、右眼分别送去有视差的两幅图像，使大脑在获取了左右眼看到的不同图像之后，产生观察真实三维物体的感觉。
在多媒体技术领域，三维立体显示技术的种类非常多，应用比较多的主要分为眼镜式和裸眼式两种类型。眼镜式三维立体显示技术主要是通过佩戴开关眼镜或者偏光眼镜实现左右眼两路图像时序分离，从而为观察者双眼提供视差图像。裸眼式三维立体显示技术主要是通过光学组件实现光路分离，并为观察者左右眼分别提供图像，产生立体显示效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种显示装置及其制作方法，把二维图像转换成具有不同景深的图像，形成带有视差的三维图像。
本发明的技术方案是一种显示不同景深的显示装置，用于显示不同的景深，包括显示屏以及一个或多个液晶光栅；其中，所述显示屏用于提供图像光源，入射至所述液晶光栅；所述液晶光栅对光线产生折射或散射，将所述显示屏光源透射到所述液晶光栅上，形成投影式图像；通过控制所述液晶光栅不同位置的开启与关闭，实现不同的景深。
进一步的，所述液晶光栅包括基板，依次位于所述基板上的薄膜晶体管阵列、液晶层以及阴极。
进一步的，还包括微镜头，设置于所述基板的背面。
进一步的，所述液晶层通过电压控制信号控制其开关状态，在开启状态下，所述液晶层为透明状态，入射光透射而出；在关闭状态下，所述液晶层为非透明状态，入射光发生散射或折射。
进一步的，所述薄膜晶体管阵列包括多条数据线与多条扫描线以及由数据线和扫描线交叉限定的多个显示单元；所述显示屏具有多个像素单元，所述多个显示单元与所述多个像素单元一一对应。
进一步的，所述显示单元包括一薄膜晶体管与一存储电容，所述薄膜晶体管的栅极连接于所述扫描线，源极或漏极连接于所述数据线，漏极或源极连接于所述存储电容，所述存储电容的另一端连接于上一条所述扫描线。
进一步的，在所述液晶层周围及所述液晶层之间还设置有遮光材料，所述遮光材料将所述液晶层分割为多个液晶单元，所述多个液晶单元与所述多个显示单元一一对应。
进一步的，所述显示装置还包括驱动芯片，所述驱动芯片提供电压控制信号，所述液晶光栅通过所述驱动芯片控制每一个液晶单元中液晶的开启与关闭状态。
进一步的，所述液晶光栅的阴极一侧通过胶合剂与所述显示屏相贴合。
进一步的，所述显示屏的出光侧设置一个液晶光栅。
进一步的，所述显示屏的出光侧设置两个液晶光栅，所述两个液晶光栅共用所述基板。
进一步的，所述显示屏为LCD、LED或OLED。
本发明还提供一种显示装置的制作方法，制作出的显示装置可以显示不同的景深，包括：
制作一显示屏以及一个或多个液晶光栅；
将所述显示屏与一个或多个液晶光栅相贴合；
其中，所述显示屏用于提供图像光源，入射至所述液晶光栅；所述液晶光栅通过控制信号控制开关，开启时，光线透过所述液晶光栅；关闭时，所述液晶光栅对光线产生折射或散射，将所述显示屏光源透射到所述液晶光栅上，形成投影式图像；通过控制所述液晶光栅中不同位置的开启与关闭，实现不同的景深。
进一步的，所述液晶光栅的制作方法包括：
提供一基板，在所述基板上形成薄膜晶体管阵列；
在所述薄膜晶体管阵列上涂布遮光材料，并在所述遮光材料内形成多个空腔，所述空腔与所述显示屏内的像素单元一一对应；
在所述空腔内形成液晶层；
在所述遮光材料与液晶层上形成阴极。
进一步的，采用曝光、显影的方式或者采用3D打印机在所述遮光材料内形成空腔。
进一步的，在所述空腔中形成液晶层的过程包括：在所述空腔中涂布液晶材料，采用高温或紫外光对所述液晶材料进行固化，并进行平坦化工艺。
进一步的，在所述基板的背面形成微镜头。
进一步的，所述微镜头采用UV胶或热敏胶，使用模具压模或油墨打印的方式，利用微重力与表面张力形成。
与现有技术相比，本发明提供的显示装置及其制作方法具有以下有益效果：
本发明通过在显示屏上设置一个或多个液晶光栅，所述显示屏用于提供图像光源，入射至所述液晶光栅，所述液晶光栅通过控制信号控制开关，开启时，光线透过所述液晶光栅；关闭时，所述液晶光栅对光线产生折射或散射，将所述显示屏光源透射到所述液晶光栅上，形成投影式图像，通过控制所述液晶光栅不同位置的开启与关闭实现不同的景深，从而把显示屏的二维的图像转化成具有不同景深的图像，形成带有视差的三维图像。
附图说明
图1为本发明实施例一所提供的显示装置的结构示意图。
图2为本发明实施例一所提供的液晶层的工作示意图。
图3为本发明实施例一所提供的薄膜晶体管阵列的结构示意图。
图4为本发明实施例一所提供的显示装置的工作原理示意图
图5为本发明实施例二所提供的显示装置的结构示意图。
图6为本发明实施例三所提供的显示装置制作方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明的内容更加清楚易懂，以下结合说明书附图，对本发明的内容做进一步说明。当然本发明并不局限于该具体实施例，本领域的技术人员所熟知的一般替换也涵盖在本发明的保护范围内。
其次，本发明利用示意图进行了详细的表述，在详述本发明实例时，为了便于说明，示意图不依照一般比例局部放大，不应对此作为本发明的限定。
本发明的核心思想是：通过在显示屏上设置一个或多个液晶光栅，所述显示屏用于提供图像光源，入射至所述液晶光栅，所述液晶光栅通过控制信号控制开关，开启时，光线透过所述液晶光栅；关闭时，所述液晶光栅对光线产生折射或散射，将所述显示屏光源透射到所述液晶光栅上，形成投影式图像，通过控制所述液晶光栅不同位置的开启与关闭实现不同的景深，从而把显示屏的二维的图像转化成具有不同景深的图像，形成带有视差的三维图像。
【实施例一】
图1为本发明实施例一所提供的显示装置的结构示意图，如图1所示，本发明提出一种显示装置，用于显示不同的景深，包括显示屏100以及位于所述显示屏100上的液晶光栅200。其中，所述显示屏100用于提供图像光源，入射至所述液晶光栅200，所述液晶光栅200通过控制信号控制开关，开启时，光线透过所述液晶光栅200；关闭时，所述液晶光栅200对光线产生折射或散射，将所述显示屏100光源透射到所述液晶光栅200上，形成投影式图像，通过控制所述液晶光栅200不同位置的开启与关闭，实现不同的景深。
所述液晶光栅200包括基板201，依次位于所述基板201上的薄膜晶体管阵列202、液晶层203以及阴极204。所述液晶层203通过所述薄膜晶体管202与阴极204提供的电压控制信号控制其开关状态，在开启状态下，所述液晶层203为透明状态，入射光透射而出，所述液晶层203的透光率超过90％，在关闭状态下，所述液晶层203为非透明状态，入射光发生散射或折射，形成投影式图像，这样可以使人眼看到屏幕有不同景深的效果，如图2所示。
所述薄膜晶体管阵列202包括多条数据线与多条扫描线以及由数据线和扫描线交叉限定的多个显示单元，如图3所示，所述薄膜晶体管阵列202包括三条数据线S1、S2、S3，三条扫描线D1、D2、D3，以及由数据线和扫描线交叉限定的多个显示单元2020，所述显示单元2020包括一薄膜晶体管T与一存储电容Cs，所述薄膜晶体管T的栅极连接于所述扫描线(例如D2)，源极或漏极连接于所述数据线(例如S2)，漏极或源极连接于所述存储电容Cs，所述存储电容Cs的另一端连接于上一条所述扫描线(例如D1)。另外由于液晶层203的存在，在所述薄膜晶体管T与所述存储电容Cs连接的漏极或源极与阴极204之间还存在有液晶电容CLC。
请继续参考图1，在本实施例中，所述显示屏100为TFT-LCD(薄膜晶体管液晶显示屏)，所述显示屏100包括彩膜基板101，阵列基板102，所述彩膜基板101与阵列基板102通过封框胶103相连接；在所述彩膜基板101上设置有色阻104、黑矩阵105以及透明电极106；在所述阵列基板102上设置有薄膜晶体管阵列107、液晶层108以及其支撑作用的金球109，其中所述薄膜晶体管阵列107具体包括薄膜晶体管、显示电极以及存储电极；在所述阵列基板102的边缘还设置有端子110，所述端子110与所述薄膜晶体管阵列107相连接，所述端子110通过连接端111与所述透明电极106相连接，用于分别向所述彩膜基板101与阵列基板102提供信号；在所述彩膜基板101与阵列基板102的背面分别设置有上偏光片112与下偏光片113。本实施例中，所述液晶光栅200设置于所述上偏光片112之上。需要说明的是，本实施例具体描述了TFT-LCD的具体结构，但是TFT-LCD并不局限于该结构，还可以是本领域技术人员已知的其他TFT-LCD结构。
所述显示屏100还可以为LED(发光二极管)、OLED(有机发光二极管)、AMOLED(有源有机发光二极管)，或本领域技术人员已知的其他的显示屏。所述显示屏具有多个像素单元，所述多个显示单元2020与所述多个像素单元一一对应，因此所述薄膜晶体管阵列202中数据线与扫描线的数量可以与所述显示屏100内的数据线与扫描线的数量保持一致，并且所述薄膜晶体管阵列202的构造与所述显示屏100内阵列基板的构造类似，只需向单个显示单元2020提供电压或关闭电压，实现液晶层203的开通与关闭状态。
请继续参考图1，在所述液晶层203的周围及所述液晶层203之间还设置有遮光材料205，所述遮光材料205将所述液晶层203分割为多个液晶单元，所述多个液晶单元与所述多个显示单元2020一一对应。所述显示装置还包括驱动芯片(图中未示出)，所述驱动芯片分别向所述薄膜晶体管202与阴极204提供电压控制信号，所述液晶光栅200通过所述驱动芯片控制每一个液晶单元中液晶的开启与关闭状态。其工作原理如图4所示，以所述液晶光栅中的三个液晶单元为例进行说明，所述液晶光栅中的三个液晶单元分别为第一液晶单元A、第二液晶单元B与第三液晶单元C，通过遮光材料205相隔离，其中，所述第一液晶单元A与第三液晶单元C处于关闭状态，此时的液晶层203为非透明状态，由所述像素单元101发生的光线入射至所述第一液晶单元A与第三液晶单元C，被所述第一液晶单元A与第三液晶单元C散射或折射，在所述第一液晶单元A与第三液晶单元C处形成投影式图像，图像到人眼的距离为e，是所述液晶单元101到人眼的距离；所述第二液晶单元B处于开通状态，此时的液晶层203为透明状态，所述像素单元101发出的光线入射至所述第二液晶单元B，被所述第二液晶单元B所透射，图像到人眼的距离为e+d，是所述像素单元101到人眼的距离。这样通过控制每个液晶单元，可以产生不同焦距的图像信号，从而把显示屏的二维的图像转化成具有不同景深的图像，形成带有视差的三维图像。
可以理解的是，同一个液晶单元的状态也是可以随时变化的，在某一时刻可以是开启状态，在另一时刻则变为关闭状态，可以随时间改变不同的液晶单元的开启与关闭状态。
请继续参考图1，液晶光栅200的阴极204一侧通过胶合剂206与所述显示屏100相贴合，另外，在所述阴极204上对应所述遮光材料205的位置上可以设置支撑柱来支撑盒厚，所述支撑柱可以为PS或者金属球、或者本领域技术人员已知的起支撑作用的材料。
所述液晶光栅200还包括微镜头208，以调整散射后的光线，达到更好的视觉效果。需要说明的是，所述微镜头208为可选部件，可以根据实际的要求来决定是否需要设置微镜头。
【实施例二】
在实施例一的基础上，在显示屏的出光侧设置两个液晶光栅，所述两个液晶光栅共用所述基板。
图5为本发明实施例二所提供的显示装置的结构示意图，如图5所示，本发明提出一种显示装置，用于显示不同的景深，包括显示屏100以及位于所述显示屏100出光侧的液晶光栅，第一液晶光栅200与第二液晶光栅300。其中，所述显示屏100用于提供图像光源，入射至所述第一液晶光栅200与所述第二液晶光栅300，所述第一液晶光栅200与所述第二液晶光栅300通过控制信号控制开关，开启时，光线透过所述液晶光栅；关闭时，所述液晶光栅对光线产生折射或散射，将所述显示屏100光源透射到所述液晶光栅上，形成投影式图像，通过控制所述第一液晶光栅200与第二液晶光栅300不同位置的开启与关闭，实现不同的景深。
所述第一液晶光栅20包括基板201，依次位于所述基板201上的薄膜晶体管阵列202、液晶层203以及阴极204。所述薄膜晶体管阵列202包含有多个显示单元；在所述液晶层203的周围及所述液晶层203之间还设置有遮光材料205，所述遮光材料205将所述液晶层203分割为多个液晶单元；所述多个液晶单元与所述多个显示单元一一对应，所述第一液晶光栅200通过驱动芯片控制每一个液晶单元中液晶的开通与关闭状态。所述第一液晶光栅200的阴极204一侧通过胶合剂206与所述显示屏100相贴合。
所述第二液晶光栅300与所述第一液晶光栅200相同，并且所述第二液晶光栅300与所述第一液晶光栅200共用所述基板201。所述第二液晶光栅300包括依次位于所述基板201上的薄膜晶体管阵列302、液晶层303以及阴极304。所述薄膜晶体管阵列302包含有多个显示单元；在所述液晶层303的周围及所述液晶层303之间还设置有遮光材料305，所述遮光材料305将所述液晶层303分割为多个液晶单元；所述多个液晶单元与所述多个显示单元一一对应，所述第一液晶光栅300通过驱动芯片控制每一个液晶单元中液晶的开通与关闭状态。
所述第一液晶光栅200与所述第二液晶光栅300与实施例一中的液晶光栅的结构相同，因此不再详细描述。并且在所述第二液晶光栅300上还设置有微镜头208，以调整散射后的光线，达到更好的视觉效果。
本实施例中，同样以所述显示屏100为TFT-LCD为例来进行说明，所述显示屏100包括彩膜基板101、阵列基板102、连接所述彩膜基板101与阵列基板102的封框胶103，位于所述彩膜基板101上的色阻104、黑矩阵105以及透明电极106，位于所述阵列基板102上的有薄膜晶体管阵列107、液晶层108以及金球109，所述阵列基板102的边缘还设置有端子110，所述端子110与所述薄膜晶体管阵列107相连接，所述端子110通过连接端111与所述透明电极106相连接，用于分别向所述彩膜基板101与阵列基板102提供信号；在所述彩膜基板101与阵列基板102的背面分别设置有上偏光片112与下偏光片113。本实施例中，所述液晶光栅200设置于所述上偏光片112之上，所述第三液晶光栅300设置于所述下偏光片113之上。需要说明的是，本实施例具体描述了TFT-LCD的结构，但是TFT-LCD并不局限于该结构，还可以是本领域技术人员已知的其他结构。
所述显示屏100还可以为LED(发光二极管)、OLED(有机发光二极管)、AMOLED(有源有机发光二极管)，或本领域技术人员已知的其他的显示屏。
本实施例中显示装置与实施例一中的显示装置的工作原理相同，并且由于在本实施例中设置有两个液晶光栅，通过调整两个液晶光栅中液晶单元的开通与关闭，可以产生三个焦距的图像信号，分别为e、e+d、2e+d，从而使得产生的带有视差的三维图像更加清晰。
实施例二与实施例一相比较，最终形成的图像的质量更好，但是需要增加一个液晶光栅，相应的增加的制作成本与制作时间，可以根据对图像的实际需要来选择液晶光栅的数量。可以理解的是，上述两个实施例分别是贴合一个或两个液晶光栅，在其余实施例中，可以贴合更多的液晶光栅以满足对最终形成的显示器的图像需求，在此不做限制。
【实施例三】
图6为本发明实施例三所提供的显示装置的制作方法的流程图，如图6所示，本发明提出一种显示装置的制作方法，包括：
步骤S01：制作一显示屏以及一个或多个液晶光栅；
步骤S02：将所述显示屏与一个或多个液晶光栅相贴合；
其中，所述显示屏用于提供图像光源，入射至所述液晶光栅，所述液晶光栅通过控制信号控制开关，开启时，光线透过所述液晶光栅；关闭时，所述液晶光栅对光线产生折射或散射，将所述显示屏光源透射到所述液晶光栅上，形成投影式图像；通过控制所述液晶光栅中不同位置的开启与关闭，实现不同的景深。
请参照图6，并结合图1所示，具体说明本发明所提出的一种显示装置的制作方法。
在步骤S01中，制作一显示屏100以及一个液晶光栅200。所述显示屏100为LCD、LED或OLED，或本领域技术人员已知的其他的显示屏，本实施例中，所述显示屏100为LCD。所述液晶光栅200的制作方法具体包括：提供一基板201，在所述基板201上形成薄膜晶体管阵列202，所述薄膜晶体管阵列202包括多条数据线与多条扫描线以及由数据线和扫描线交叉限定的多个显示单元2020，所述显示单元2020与所述显示屏100中的像素单元一一对应；然后在所述薄膜晶体管阵列202上涂布遮光材料205，采用曝光、显影的方式或者采用3D打印机在所述遮光材料205内形成多个空腔，所述空腔与所述显示单元一一对应；然后在所述空腔内涂布液晶材料，之后采用高温或紫外光对所述液晶材料进行固化，并进行平坦化工艺，形成由多个液晶单元组成的液晶层203，；最后，在所述遮光材料205与液晶层203上沉积阴极材料，形成阴极204。
在步骤S02中，将所述显示屏100与所述液晶光栅200相贴合，具体的，通过在所述液晶光栅200的阴极204上涂布胶合剂206与所述显示屏100相贴合，另外，可以在所述阴极204上对应所述遮光材料205的位置上设置支撑柱用于支撑盒厚。
还可以包括，在所述基板201的背面制作微镜头208，采用UV或热敏胶，即对UV或热量敏感的胶层，使用模具压模或油墨打印的方式，利用微重力与表面张力形成所述微镜头208。
根据上述显示装置的制作方法可以制作出如实施例一所述的显示装置，还可以采用上述方法制作两个液晶光栅，贴合于所述显示屏的出光侧，制作如实施例二所述的显示装置，当然，也可以在所述显示屏上贴合多个液晶光栅。
综上所述，本发明提供的显示装置及其制作方法，通过在显示屏上设置一个或多个液晶光栅，所述显示屏用于提供图像光源，入射至所述液晶光栅，所述液晶光栅通过控制信号控制开关，开启时，光线透过所述液晶光栅；关闭时，所述液晶光栅对光线产生折射或散射，将所述显示屏光源透射到所述液晶光栅上，形成投影式图像，通过控制所述液晶光栅中不同位置的开启与关闭实现不同的景深，从而把显示屏的二维的图像转化成具有不同景深的图像，形成带有视差的三维图像。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。
Claims (18)
1.一种显示装置，用于显示不同的景深，其特征在于，包括显示屏以及一个或多个液晶光栅，其中，所述显示屏用于提供图像光源，入射至所述液晶光栅；所述液晶光栅通过控制信号控制开关，开启时，光线透过所述液晶光栅；关闭时，所述液晶光栅对光线产生折射或散射，将所述显示屏光源透射到所述液晶光栅上，形成投影式图像；通过控制所述液晶光栅不同位置的开启与关闭，实现不同的景深。
2.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述液晶光栅包括基板，依次位于所述基板上的薄膜晶体管阵列、液晶层以及阴极。
3.如权利要求2所述的显示装置，其特征在于，还包括微镜头，设置于所述基板的背面。
4.如权利要求2所述的显示装置，其特征在于，所述液晶层通过电压控制信号控制其开关状态，在开启状态下，所述液晶层为透明状态，入射光透射而出；在关闭状态下，所述液晶层为非透明状态，入射光发生散射或折射。
5.如权利要求2所述的显示装置，其特征在于，所述薄膜晶体管阵列包括多条数据线与多条扫描线以及由数据线和扫描线交叉限定的多个显示单元；所述显示屏具有多个像素单元，所述多个显示单元与所述多个像素单元一一对应。
6.如权利要求5所述的显示装置，其特征在于，所述显示单元包括一薄膜晶体管与一存储电容，所述薄膜晶体管的栅极连接于所述扫描线，源极或漏极连接于所述数据线，漏极或源极连接于所述存储电容，所述存储电容的另一端连接于上一条所述扫描线。
7.如权利要求6所述的显示装置，其特征在于，在所述液晶层周围及所述液晶层之间还设置有遮光材料，所述遮光材料将所述液晶层分割为多个液晶单元，所述多个液晶单元与所述多个显示单元一一对应。
8.如权利要求7所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置还包括驱动芯片，所述驱动芯片提供电压控制信号，所述液晶光栅通过所述驱动芯片控制每一个液晶单元中液晶的开启与关闭状态。
9.如权利要求8所述的显示装置，其特征在于，所述液晶光栅的阴极一侧通过胶合剂与所述显示屏相贴合。
10.如权利要求2～9中任一项所述的显示装置，其特征在于，所述显示屏的出光侧设置一个液晶光栅。
11.如权利要求2～9中任一项所述的显示装置，其特征在于，所述显示屏的出光侧设置两个液晶光栅，所述两个液晶光栅共用所述基板。
12.如权利要求1～9中任一项所述的显示装置，其特征在于，所述显示屏为LCD、LED或OLED。
13.一种显示装置的制作方法，制作出的显示装置可以显示不同的景深，其特征在于，包括：
制作一显示屏以及一个或多个液晶光栅；
将所述显示屏与一个或多个液晶光栅相贴合；
其中，所述显示屏用于提供图像光源，入射至所述液晶光栅；所述液晶光栅通过控制信号控制开关，开启时，光线透过所述液晶光栅；关闭时，所述液晶光栅对光线产生折射或散射，将所述显示屏光源透射到所述液晶光栅上，形成投影式图像；通过控制所述液晶光栅不同位置的开启与关闭，实现不同的景深。
14.如权利要求13所述的显示装置的制作方法，其特征在于，所述液晶光栅的制作方法包括：
提供一基板，在所述基板上形成薄膜晶体管阵列；
在所述薄膜晶体管阵列上涂布遮光材料，并在所述遮光材料内形成多个空腔，所述空腔与所述显示屏内的像素单元一一对应；
在所述空腔内形成液晶层；
在所述遮光材料与液晶层上形成阴极。
15.如权利要求14所述的显示装置的制作方法，其特征在于，采用曝光、显影的方式或者采用3D打印机在所述遮光材料内形成空腔。
16.如权利要求15所述的显示装置的制作方法，其特征在于，在所述空腔中形成液晶层的过程包括：在所述空腔中涂布液晶材料，采用高温或紫外光对所述液晶材料进行固化，并进行平坦化工艺。
17.如权利要求14所述的显示装置的制作方法，其特征在于，还包括，在所述基板的背面形成微镜头。
18.如权利要求17所述的显示装置的制作方法，其特征在于，所述微镜头采用UV胶或热敏胶，使用模具压模或油墨打印的方式，利用微重力与表面张力形成。
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