CN108733269A - 电容式触控面板 - Google Patents

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CN108733269A
CN108733269A CN201810331289.3A CN201810331289A CN108733269A CN 108733269 A CN108733269 A CN 108733269A CN 201810331289 A CN201810331289 A CN 201810331289A CN 108733269 A CN108733269 A CN 108733269A
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江昶庆
杨镇玮
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Abstract

本发明公开了一种电容式触控面板。电容式触控面板包含多个像素。每个像素的叠层结构由下而上包含基板、自发光层、封装层、负载降低层及导电层。自发光层设置于基板上方。封装层相对于基板设置于自发光层上方。负载降低层设置于自发光层上方。导电层设置于负载降低层上方。

Description

电容式触控面板
技术领域
本发明与显示器有关，尤其是关于一种电容式触控面板。
背景技术
近年来，随着装置轻薄化的需求，在自发光触控面板的制作过程中，会减少其封装层的厚度，使得无论是在内嵌式(In-cell)、On-cell或外挂式的自发光触控面板中，触控感测层与自发光层的距离缩短，因而导致触控感测层与自发光层之间的电容负载变大。
在自发光触控面板中，由于自发光画素需持续供给电流而无法将自发光层的电极浮接(Floating)，导致触控感测层与自发光层之间的电容效应无法消除，使得电阻-电容负载(RC loading)变大。因此，在驱动触控感测时，触控感测电极无法在短时间内充饱电压，造成触控感测的驱动频率上限降低，甚至导致自发光触控面板的触控感测效能变差。
发明内容
鉴于此，本发明提出一种电容式触控面板，以有效解决现有技术所遭遇到的上述问题。
根据本发明的一具体实施例为一种电容式触控面板。在此实施例中，电容式触控面板包含多个像素(Pixel)。每个像素的叠层结构由下而上包含基板、自发光层、封装层、负载降低层及导电层。自发光层设置于基板上方。封装层相对于基板设置于自发光层上方。负载降低层设置于自发光层上方。导电层设置于负载降低层上方。
在一实施例中，导电层用以作为触控感测电极，适用于互电容触控感测技术或自电容触控感测技术。
在一实施例中，自发光层为有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode,OLED)层。
在一实施例中，导电层位于封装层下方。
在一实施例中，导电层与其下方的负载降低层彼此绝缘且负载降低层与其下方的自发光层彼此绝缘。
在一实施例中，负载降低层位于导电层与封装层之间，且导电层与负载降低层彼此绝缘。
在一实施例中，负载降低层位于封装层下方，且负载降低层与自发光层彼此绝缘。
在一实施例中，电容式触控面板进一步包含保护玻璃层(Cover lens)，设置于导电层上方。
在一实施例中，负载降低层位于封装层下方，且负载降低层与自发光层彼此绝缘。
在一实施例中，负载降低层位于封装层上方，且负载降低层与导电层彼此绝缘。
在一实施例中，电容式触控面板进一步包含偏光层(Polarizer)，设置于封装层与保护玻璃层之间。
在一实施例中，偏光层位于负载降低层与导电层之间。
在一实施例中，偏光层位于封装层与负载降低层之间。
在一实施例中，负载降低层形成为整片的透明电极，与导电层及自发光层在垂直方向上彼此重叠。
在一实施例中，负载降低层可分割为多个区块，且该多个区块分别与部分的导电层在垂直方向上彼此重叠。
在一实施例中，导电层与负载降低层均形成为网格状的透明电极或金属电极。
在一实施例中，网格状的导电层与网格状的负载降低层在垂直方向上彼此对齐。
在一实施例中，网格状的导电层与网格状的负载降低层在垂直方向上仅有部分区域重叠。
在一实施例中，导电层或负载降低层形成为网格状的透明电极或金属电极，并在网格状的空隙区域中设置一浮接(floating)电极，且浮接电极与导电层及负载降低层彼此绝缘并保持为浮接状态。
在一实施例中，当导电层受触控驱动信号驱动而作为触控感测电极时，负载降低层至少会于一部分时间同时受负载降低驱动信号驱动，且负载降低驱动信号与触控驱动信号同频且同相。
在一实施例中，负载降低驱动信号为交流电信号或触控电极相关信号。
在一实施例中，负载降低层于另一部分时间呈现浮接(floating)状态。
在一实施例中，当导电层受触控驱动信号驱动而作为触控感测电极时，负载降低层中的该多个区块分别对应于彼此重叠的部分的导电层而以分区方式受负载降低驱动信号驱动，且负载降低驱动信号与触控驱动信号同频且同相。
相较于先前技术，本发明的电容式触控面板可适用于任何自发光显示器(例如有机发光二极管显示器，但不以此为限)，且可适用于互电容触控感测技术与自电容触控感测技术。本发明的电容式触控面板能透过其创新的叠构与布局方式有效降低寄生电容与触控驱动的负载，故可增加其触控感测驱动频率及信号-噪声比，由以提升电容式触控面板的整体效能。
关于本发明的优点与精神可以通过以下的发明详述及所附附图式得到进一步的了解。
附图说明
图1至图5分别示出本发明的不同具体实施例中的电容触控面板的像素的叠层结构示意图。
图6示出负载降低层为整片的透明电极，与导电层及自发光层在垂直方向上彼此重叠的示意图。
图7示出负载降低层分割为多个区块，分别与部分的导电层在垂直方向上彼此重叠的示意图。
图8A示出网格状的导电层与网格状的负载降低层在垂直方向上彼此对齐的示意图。
图8B示出导电层与负载降低层仅有一者为网格状的示意图。
图9A示出当导电层与负载降低层均为网格状时，在网格状的空隙区域中设置浮接电极的示意图。
图9B示出当负载降低层为网格状时，在网格状的空隙区域中设置浮接电极的示意图。
图10示出负载降低驱动信号与触控驱动信号同频且同相的示意图。
图11示出当负载降低层分割为多个区块时可采用分区方式驱动的示意图。
主要元件符号说明：
1、2、3、4、5：叠层结构
10、20、30、40、50：基板
11、21、31、41、51：自发光层
12、22：绝缘层
13、23、33、43、54：负载降低层
14、34：绝缘层
15、25、35、46、56：导电层
16、24、32、42、52：封装层
17、26、36、44、53：偏光层
19、28、38、47、57：保护玻璃层
18、27、37、45、55：黏着层
OLED：自发光层
TSL：导电层
LRL：负载降低层
BLK：区块
HR：空隙区域
SLD：负载降低驱动信号
STD：触控驱动信号
FE：浮接电极
LV1、LV2、LV3：电压位准
SLD1：第一负载降低驱动信号
SLD2：第二负载降低驱动信号
SLD3：第三负载降低驱动信号
STD1：第一触控驱动信号
STD2：第二触控驱动信号
STD3：第三触控驱动信号
T0、T1、T2、T3：时间
具体实施方式
根据本发明的一具体实施例为一种电容式触控面板。在实际应用中，电容式触控面板可适用于任何自发光显示器(例如有机发光二极管显示器，但不以此为限)，且可适用于互电容触控感测技术与自电容触控感测技术。电容式触控面板的触控感测层由导电材料构成，可采用整合型技术形成于显示模块中的封装层下方(内侧)、封装层中、封装层上方(外侧)或采用外挂技术贴附于显示模块上。
在此实施例中，电容式触控面板包含多个像素。每个像素的叠层结构由下而上包含基板、自发光层、封装层、负载降低层及导电层。自发光层设置于基板上方。封装层相对于基板设置于自发光层上方。负载降低层设置于自发光层上方。导电层设置于负载降低层上方。
请参照图1至图5，图1至图5分别示出本发明的不同具体实施例中的电容触控面板的像素的叠层结构示意图。其中，图1所示出的叠层结构属于内嵌式(In-cell)的电容触控面板叠层结构；图2至图3所示出的叠层结构属于On-cell的电容触控面板叠层结构；图4至图5所示出的叠层结构属于单片式玻璃(One Glass Solution,OGS)的电容触控面板叠层结构。
在一实施例中，如图1所示，内嵌式(In-cell)电容触控面板的叠层结构1由下而上可包含基板10、自发光层11、绝缘层12、负载降低层13、绝缘层14、导电层15、封装层16、偏光层17、黏着层18及保护玻璃层19。其中，自发光层11设置于基板10上方。封装层16相对于基板10设置于自发光层11上方。负载降低层13设置于自发光层11上方。导电层15设置于负载降低层13上方且位于封装层16下方。绝缘层12设置于负载降低层13与自发光层11之间。绝缘层14设置于导电层15与负载降低层13之间。偏光层17设置于封装层16与黏着层18之间。黏着层18设置于偏光层17与保护玻璃层19之间。
在实际应用中，自发光层11可以是有机发光二极管(Organic Light EmittingDiode,OLED)层。导电层15可采用整合型技术形成于封装层16下方(内侧)。导电层15可受触控驱动信号驱动而作为触控感测电极，可适用于自电容或互电容触控感测技术。
负载降低层13位于自发光层11与导电层15之间且分别通过绝缘层12及绝缘层14而与自发光层11与导电层15彼此电性绝缘。负载降低层13可形成为整面结构并可完全覆盖位于下方的自发光层11。负载降低层13亦可透过图案化的设计而形成为网格状电极或具有其它几何图案的电极。
负载降低层13可受电压信号(例如交流电信号或触控电极相关信号)驱动。负载降低层13与导电层15至少会于部分时间同时驱动且负载降低层13可于另一部分时间呈现浮接(Floating)状态。需说明的是，由于在导电层15被驱动进行触控感测的期间，位于下方的负载降低层13至少会于部分时间同时被驱动，使得作为触控感测电极的导电层15对地的寄生电容能够降低，以达到降低触控驱动负载的效果，进而缩短了触控感测时的电容充放电时间，故可有效增加触控感测的驱动频率以及信号-噪声比(SNR)。
在另一实施例中，如图2所示，On-cell电容触控面板的叠层结构2由下而上可包含基板20、自发光层21、绝缘层22、负载降低层23、封装层24、导电层25、偏光层26、黏着层27及保护玻璃层28。其中，自发光层21设置于基板20上方。封装层24相对于基板20设置于自发光层21上方。负载降低层23设置于自发光层21上方。导电层25设置于负载降低层23上方且位于封装层24上方。绝缘层22设置于负载降低层23与自发光层21之间。偏光层26设置于导电层25与保护玻璃层28之间。黏着层27设置于偏光层26与保护玻璃层28之间。
在实际应用中，自发光层21可以是有机发光二极管层。导电层25可采用整合型技术形成于封装层24上方(外侧)。导电层25可受触控驱动信号驱动而作为触控感测电极，可适用于自电容或互电容触控感测技术。
负载降低层23位于自发光层21与导电层25之间且分别通过绝缘层22及封装层24而与自发光层21与导电层25彼此电性绝缘。负载降低层23可形成为整面结构并可完全覆盖位于下方的自发光层21。负载降低层23亦可通过图案化的设计而形成为网格状电极或具有其它几何图案的电极。
负载降低层23可受电压信号(例如交流电信号或触控电极相关信号)驱动。负载降低层23与导电层25至少会于部分时间同时驱动且负载降低层23可于另一部分时间呈现浮接状态。需说明的是，由于在导电层25被驱动进行触控感测的期间，位于下方的负载降低层23至少会于部分时间同时被驱动，使得作为触控感测电极的导电层25对地的寄生电容能够降低，以达到降低触控驱动负载的效果，进而缩短了触控感测时的电容充放电时间，故可有效增加触控感测的驱动频率以及信号-噪声比。
在另一实施例中，如图3所示，On-cell电容触控面板的叠层结构3由下而上亦可包含基板30、自发光层31、封装层32、负载降低层33、绝缘层34、导电层35、偏光层36、黏着层37及保护玻璃层38。其中，自发光层31设置于基板30上方。封装层32相对于基板30设置于自发光层31上方。负载降低层33设置于自发光层31上方。导电层35设置于负载降低层33上方且位于封装层32上方。绝缘层34设置于负载降低层33与导电层35之间。偏光层36设置于导电层35与保护玻璃层38之间。黏着层37设置于偏光层36与保护玻璃层38之间。
图3所示出的叠层结构3与图2所示出的叠层结构2均为On-cell结构，两者的差别仅在于：叠层结构2中的负载降低层23位于封装层24下方，而叠层结构3中的负载降低层33位于封装层32上方。
同样地，在导电层35被驱动进行触控感测的期间，位于下方的负载降低层33至少会于部分时间同时被驱动，使得作为触控感测电极的导电层35对地的寄生电容能够降低，以达到降低触控驱动负载的效果，进而缩短了触控感测时的电容充放电时间，故可有效增加触控感测的驱动频率以及信号-噪声比。
在另一实施例中，如图4所示，单片式玻璃(OGS)的电容触控面板的叠层结构4由下而上可包含基板40、自发光层41、封装层42、负载降低层43、偏光层44、黏着层45、导电层46及保护玻璃层47。其中，自发光层41设置于基板40上方。封装层42相对于基板40设置于自发光层41上方。负载降低层43设置于自发光层41上方。导电层46设置于负载降低层43上方且位于封装层42上方与保护玻璃层47下方。负载降低层43与自发光层41之间通过封装层42彼此电性绝缘。负载降低层43与导电层46之间通过偏光层44与黏着层45彼此电性绝缘。黏着层45设置于偏光层44与导电层46之间。
在实际应用中，自发光层41可以是有机发光二极管层。导电层46可采用整合型技术形成于封装层42上方(外侧)，例如保护玻璃层47下方。导电层46可受触控驱动信号驱动而作为触控感测电极，可适用于自电容或互电容触控感测技术。负载降低层43可设置于自发光层41与导电层46之间的任意层别。负载降低层43可形成为整面结构并可完全覆盖位于下方的自发光层41。负载降低层43亦可通过图案化的设计而形成为网格状电极或具有其它几何图案的电极。
负载降低层43可受电压信号(例如交流电信号或触控电极相关信号)驱动。负载降低层43与导电层46至少会于部分时间同时驱动且负载降低层43可于另一部分时间呈现浮接状态。需说明的是，由于在导电层46被驱动进行触控感测的期间，位于下方的负载降低层43至少会于部分时间同时被驱动，使得作为触控感测电极的导电层46对地的寄生电容能够降低，以达到降低触控驱动负载的效果，进而缩短了触控感测时的电容充放电时间，故可有效增加触控感测的驱动频率以及信号-噪声比。
在另一实施例中，如图5所示，单片式玻璃(OGS)的电容触控面板的叠层结构5由下而上亦可包含基板50、自发光层51、封装层52、偏光层53、负载降低层54、黏着层55、导电层56及保护玻璃层57。其中，自发光层51设置于基板50上方。封装层52相对于基板50设置于自发光层51上方。负载降低层54设置于自发光层51上方。导电层56设置于负载降低层54上方且位于封装层52上方与保护玻璃层57下方。负载降低层54与自发光层51之间通过偏光层53及封装层52彼此电性绝缘。负载降低层54与导电层56之间透过黏着层55彼此电性绝缘。
图5所示出的叠层结构5与图4所示出的叠层结构4均为单片式玻璃(OGS)结构，两者的差别仅在于：叠层结构4中的负载降低层43位于偏光层44下方，而叠层结构5中的负载降低层54位于偏光层53上方。
同样地，在导电层56被驱动进行触控感测的期间，位于下方的负载降低层54至少会于部分时间同时被驱动，使得作为触控感测电极的导电层56对地的寄生电容能够降低，以达到降低触控驱动负载的效果，进而缩短了触控感测时的电容充放电时间，故可有效增加触控感测的驱动频率以及信号-噪声比。
请参照图6，如图6所示，设置于作为触控感测层的导电层TSL与作为显示层的自发光层OLED之间的负载降低层LRL可形成为整片的透明电极，并且负载降低层LRL会与导电层TSL及自发光层OLED在垂直方向上彼此重叠。
请参照图7，如图7所示，设置于作为触控感测层的导电层TSL与作为显示层的自发光层OLED之间的负载降低层LRL亦可分割为多个区块BLK，并且每一区块BLK会分别与部分的导电层TSL及部分的自发光层OLED在垂直方向上彼此重叠。
请参照图8A，如图8A所示，导电层TSL与负载降低层LRL可都采用网格状的透明电极或金属电极构成，并且网格状的导电层TSL与网格状的负载降低层LRL在垂直方向上可彼此完全对齐，由以达到最大的降低负载效果。实际上，网格状的导电层TSL与网格状的负载降低层LRL在垂直方向上亦可仅有部分区域彼此重叠。
实际上，导电层TSL与负载降低层LRL亦可仅有一者为网格状。以图8B为例，导电层TSL为网格状，但负载降低层LRL则为整面结构。
为了维持电容式触控面板显示画面的均匀性，可以在网格状的空隙区域HR中设置浮接电极FE，且浮接电极FE与导电层TSL及负载降低层LRL彼此绝缘并保持为浮接状态。
以图9A为例，导电层TSL与负载降低层LRL均形成为网格状，此时可于导电层TSL与负载降低层LRL的网格状的空隙区域中均设置有浮接电极FE，以维持电容式触控面板显示画面的均匀性。浮接电极FE与导电层TSL及负载降低层LRL彼此绝缘，且浮接电极FE保持为浮接状态。
以图9B为例，仅有负载降低层LRL形成为网格状，而导电层TSL则为整面结构，此时可于负载降低层LRL的网格状的空隙区域中设置有浮接电极FE，以维持电容式触控面板显示画面的均匀性。浮接电极FE与负载降低层LRL彼此绝缘，且浮接电极FE保持为浮接状态。
在实际应用中，当导电层TSL受触控驱动信号STD驱动而作为触控感测电极时，负载降低层LRL至少会于部分时间同时受负载降低驱动信号SLD驱动，且负载降低驱动信号SLD可与触控驱动信号STD同频且同相。此外，负载降低驱动信号SLD的电压位准可与触控驱动信号STD的电压位准相同、较高、较低或上述不同电压位准的组合。
若以图10为例，负载降低驱动信号SLD的电压位准依序包含了高于触控驱动信号STD的电压位准LV1、等于触控驱动信号STD的电压位准LV2以及低于触控驱动信号STD的电压位准LV3的组合。
若负载降低层LRL分割为多个区块BLK，且每一区块BLK分别与部分的导电层TSL在垂直方向上彼此重叠，当导电层TSL受触控驱动信号STD驱动而作为触控感测电极时，负载降低层LRL中的多个区块BLK分别对应于彼此重叠的部分的导电层TSL而以分区方式受负载降低驱动信号SLD驱动，且负载降低驱动信号SLD与触控驱动信号STD同频且同相。
若以图11为例，假设第一触控驱动信号STD1、第二触控驱动信号STD2及第三触控驱动信号STD3分别在不同时间驱动导电层TSL的第一部分、第二部分及第三部分，且负载降低层LRL中的第一区块、第二区块及第三区块分别在垂直方向与导电层TSL的第一部分、第二部分及第三部分彼此重叠，则负载降低层LRL中的第一区块、第二区块及第三区块可以分区方式受第一负载降低驱动信号SLD1、第二负载降低驱动信号SLD2及第三负载降低驱动信号SLD3驱动，且第一负载降低驱动信号SLD1、第二负载降低驱动信号SLD2及第三负载降低驱动信号SLD3分别与第一触控驱动信号STD1、第二触控驱动信号STD2及第三触控驱动信号STD3同频且同相。
也就是说，于时间T0至T1的期间，当导电层TSL的第一部分被第一触控驱动信号STD1驱动时，负载降低层LRL中相对应的第一区块亦会被第一负载降低驱动信号SLD1驱动；于时间T1至T2的期间，当导电层TSL的第二部分被第二触控驱动信号STD2驱动时，负载降低层LRL中相对应的第二区块亦会被第二负载降低驱动信号SLD2驱动；于时间T2至T3的期间，当导电层TSL的第三部分被第三触控驱动信号STD3驱动时，负载降低层LRL中相对应的第三区块亦会被第三负载降低驱动信号SLD3驱动。
相较于现有技术，本发明的电容式触控面板可适用于任何自发光显示器(例如有机发光二极管显示器，但不以此为限)，且可适用于互电容触控感测技术与自电容触控感测技术。本发明的电容式触控面板能通过其创新的叠构与布局方式有效降低寄生电容与触控驱动的负载，故可增加其触控感测驱动频率及信号-噪声比，由以提升电容式触控面板的整体效能。
通过以上较佳具体实施例的详述，希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所公开的较佳具体实施例来对本发明的范畴加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本发明所欲申请的专利范围的范畴内。

Claims (24)

1.一种电容式触控面板，包含：
多个像素，每个像素的一叠层结构由下而上包含：
一基板；
一自发光层，设置于该基板上方；
一封装层，相对于该基板设置于该自发光层上方；
一负载降低层，设置于该自发光层上方；以及
一导电层，设置于该负载降低层上方。
2.根据权利要求1所述的电容式触控面板，其特征在于，该导电层用以作为触控感测电极，适用于互电容触控感测技术或自电容触控感测技术。
3.根据权利要求1所述的电容式触控面板，其特征在于，该自发光层为有机发光二极管层。
4.根据权利要求1所述的电容式触控面板，其特征在于，该导电层位于该封装层下方。
5.根据权利要求4所述的电容式触控面板，其特征在于，该导电层与其下方的该负载降低层彼此绝缘且该负载降低层与其下方的该自发光层彼此绝缘。
6.根据权利要求1所述的电容式触控面板，其特征在于，该导电层位于该封装层上方。
7.根据权利要求6所述的电容式触控面板，其特征在于，该负载降低层位于该导电层与该封装层之间，且该导电层与该负载降低层彼此绝缘。
8.根据权利要求6所述的电容式触控面板，其特征在于，该负载降低层位于该封装层下方，且该负载降低层与该自发光层彼此绝缘。
9.根据权利要求6所述的电容式触控面板，进一步包含：
一保护玻璃层，设置于该导电层上方。
10.根据权利要求9所述的电容式触控面板，其特征在于，该负载降低层位于该封装层下方，且该负载降低层与该自发光层彼此绝缘。
11.根据权利要求9所述的电容式触控面板，其特征在于，该负载降低层位于该封装层上方，且该负载降低层与该导电层彼此绝缘。
12.根据权利要求11所述的电容式触控面板，其特征在于，进一步包含：
一偏光层，设置于该封装层与该保护玻璃层之间。
13.根据权利要求12所述的电容式触控面板，其特征在于，该偏光层位于该负载降低层与该导电层之间。
14.根据权利要求12所述的电容式触控面板，其特征在于，该偏光层位于该封装层与该负载降低层之间。
15.根据权利要求1所述的电容式触控面板，其特征在于，该负载降低层形成为整片的透明电极，与该导电层及该自发光层在垂直方向上彼此重叠。
16.根据权利要求1所述的电容式触控面板，其特征在于，该负载降低层可分割为多个区块，且该多个区块分别与部分的该导电层在垂直方向上彼此重叠。
17.根据权利要求1所述的电容式触控面板，其特征在于，该导电层与该负载降低层均形成为网格状的透明电极或金属电极。
18.根据权利要求17所述的电容式触控面板，其特征在于，网格状的该导电层与网格状的该负载降低层在垂直方向上彼此对齐。
19.根据权利要求17所述的电容式触控面板，其特征在于，网格状的该导电层与网格状的该负载降低层在垂直方向上仅有部分区域重叠。
20.根据权利要求1所述的电容式触控面板，其特征在于，该导电层或该负载降低层形成为网格状的透明电极或金属电极，并在网格状的空隙区域中设置一浮接电极，且该浮接电极与该导电层及该负载降低层彼此绝缘并保持为浮接状态。
21.根据权利要求1所述的电容式触控面板，其特征在于，当该导电层受一触控驱动信号驱动而作为触控感测电极时，该负载降低层至少会于部分时间同时受一负载降低驱动信号驱动，且该负载降低驱动信号与该触控驱动信号同频且同相。
22.根据权利要求20所述的电容式触控面板，其特征在于，该负载降低驱动信号为交流电信号或触控电极相关信号。
23.根据权利要求20所述的电容式触控面板，其特征在于，该负载降低层于另一部分时间呈现浮接状态。
24.根据权利要求16所述的电容式触控面板，其特征在于，当该导电层受一触控驱动信号驱动而作为触控感测电极时，该负载降低层中的该多个区块分别对应于彼此重叠的该部分的该导电层而以分区方式受一负载降低驱动信号驱动，且该负载降低驱动信号与该触控驱动信号同频且同相。
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