CN111965876B - 液晶显示面板及液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种液晶显示面板及液晶显示装置，液晶显示面板包括第一基板和第二基板；第一基板的第一衬底基板靠近第二基板的一侧设置有光传感器，光传感器的传感晶体管包括第一栅极、第一半导体以及第一源漏极；第一半导体远离第一衬底基板的一侧设置有彩膜层，彩膜层包括色阻块和挡光部分，挡光部分在第一衬底基板上的正投影覆盖第一半导体在第一衬底基板上的正投影。利用彩膜层中的挡光部分可以有效降低环境光照射至第一半导体上的光照强度，从而降低环境光对光传感器的影响，防止环境光导致第一半导体的背沟道产生漏电流，提升光传感器的信噪比。

Description

液晶显示面板及液晶显示装置
技术领域
本申请涉及显示技术领域，尤其涉及一种液晶显示面板及液晶显示装置。
背景技术
随着显示技术的发展，为了有效的改善光效的损失和成本的上升，将传感器集成在显示面板内成为行业内的一种趋势。
然而，采用内嵌式集成光传感器的显示面板中，由于光传感器中普遍采用氢化非晶硅(a-Si:H)作为光敏半导体材料形成半导体层，氢化非晶硅容易受到环境光的影响，特别是环境光较强的情况下，环境光照射至氢化非晶硅形成的半导体层上时会导致半导体层的背沟道产生漏电流，从而影响光传感器的正常使用。
发明内容
第一方面，本申请实施例提供一种液晶显示面板，以解决现有的采用内嵌式集成光传感器的显示面板中，氢化非晶硅形成的半导体层容易受到环境光的影响，环境光照射至氢化非晶硅形成的半导体层上时会导致半导体层的背沟道产生漏电流，从而影响光传感器的正常使用的技术问题。
为解决上述问题，本发明提供的技术方案如下：
一种液晶显示面板，所述液晶显示面板包括：
第一基板，所述第一基板包括第一衬底基板；
与所述第一基板相对设置的第二基板；
设置于所述第一衬底基板靠近所述第二基板的一侧的光传感器，所述光传感器包括传感晶体管，所述传感晶体管包括第一栅极、第一半导体以及与所述第一半导体连接的第一源漏极；
设置于所述第一半导体远离所述第一衬底基板的一侧的彩膜层，所述彩膜层包括多个相间隔的色阻块；
其中,所述彩膜层还包括位于相邻两所述色阻块之间的挡光部分，所述挡光部分在所述第一衬底基板上的正投影覆盖所述第一半导体在所述第一衬底基板上的正投影。
在一些实施例中，所述挡光部分包括层叠设置的第一色阻层和第二色阻层，所述第一色阻层的颜色与所述第二色阻层的颜色相异。
在一些实施例中，所述第一色阻层为红色色阻层和绿色色阻层中的一者，所述第二色阻层为红色色阻层和绿色色阻层中的另一者。
在一些实施例中，所述第一色阻层或所述第二色阻层与一相邻的所述色阻块一体成型。
在一些实施例中，与所述第一色阻层或所述第二色阻层一体成型的色阻块的厚度与所述挡光部分的厚度相同。
在一些实施例中，所述挡光部分在所述第一衬底基板上的正投影与所述第一半导体在所述第一衬底基板上的正投影重叠。
在一些实施例中，所述光传感器还包括开关晶体管，所述开关晶体管包括与所述第一栅极同层设置的第二栅极、与所述第一半导体同层设置的第二半导体以及与所述第一源漏极同层设置的第二源漏极；
其中，所述第二半导体远离所述第一衬底基板的一侧上设置有遮光层，相邻两所述色阻块之间设置有间隙区，所述遮光层包括与所述间隙区对应设置的遮光块，所述遮光块在所述第一衬底基板上的正投影覆盖所述第二半导体在所述第一衬底基板上的正投影。
在一些实施例中，所述第一基板还包括：
覆盖所述第一栅极和所述第二栅极的栅极绝缘层，所述第一半导体和所述第二半导体设置于所述栅极绝缘层远离所述第一衬底基板的一侧上，所述第一源漏极设置于所述第一半导体远离所述第一衬底基板的一侧上，所述第二源漏极设置于所述第二半导体远离所述第一衬底基板的一侧上；
覆盖所述第一半导体、所述第一源漏极、第二半导体、第二源漏极以及栅极绝缘层的钝化层；
其中，所述彩膜层设置于所述钝化层远离所述第一衬底基板的一侧上。
在一些实施例中，所述第二基板包括第二衬底基板，所述彩膜层设置于所述第二衬底基板靠近所述第一基板的一侧。
第二方面，本申请还提供一种液晶显示装置，所述液晶显示装置包括光束发射器以及如上述的液晶显示面板，所述光束发射器用于发射设定颜色的投射光束，所述液晶显示面板中的光传感器感测所述光束发射器投射在所述液晶显示面板上的投射光束。
本发明申请的有益效果为：利用彩膜层中挡光部分对环境光进行过滤吸收，而挡光部分由至少两种不同颜色的色阻层堆叠形成，可以有效降低环境光照射至第一半导体上的光照强度，从而降低环境光对光传感器的影响，防止环境光导致第一半导体的背沟道产生漏电流，提升光传感器的信噪比，同时可以利用光束发射器发射设定颜色的投射光束实现对液晶显示面板的光控，此外，不需要新增额外的材料及工艺制程即可实现对光传感器的防护，节约生产成本。
附图说明
下面结合附图，通过对本申请的具体实施方式详细描述，将使本申请的技术方案及其它有益效果显而易见。
图1为本申请中液晶显示面板的第一种结构示意图；
图2为本申请中不同波长的光在由红色色阻层和绿色色阻层堆叠形成的挡光部分上的穿透率的示意图；
图3为本申请中液晶显示面板的第二种结构示意图；
图4为本申请一实施方式中光传感器的电路结构示意图；
图5至图9为本申请一实施方式中第二基板的制备流程示意图；
图10为本申请一实施方式中液晶显示装置的结构示意图。
10、液晶显示面板；11、第一基板；111、第一衬底基板；112、栅极绝缘层；113、钝化层；114、第一像素电极；115、第一配向膜层；116、平坦层；12、第二基板；121、第二衬底基板；122、第二像素电极；123、第二配向膜层；13、液晶层；14、支撑柱；151、传感晶体管；151a、第一栅极、151b、第一半导体；151c、第一源漏极；152、开关晶体管；152a、第二栅极、152b、第二半导体；152c、第二源漏极；161、红色色阻块；162、绿色色阻块；163、蓝色色阻块；164、挡光部分；164a、第一色阻层；164b、第二色阻层；17、遮光块；20、光束发射器。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
本申请针对现有的采用内嵌式集成光传感器的显示面板中，氢化非晶硅形成的半导体层容易受到环境光的影响，环境光照射至氢化非晶硅形成的半导体层上时会导致半导体层的背沟道产生漏电流，从而影响光传感器的正常使用的技术问题。
一种液晶显示面板，如图1所示，所述液晶显示面板10包括相对设置的第一基板11和第二基板12，所述第一基板11与所述第二基板12之间设置有液晶层13和支撑柱14，所述支撑柱14与所述第一基板11和所述第二基板12触接，以为第一基板11和第二基板12提供足够的间距；所述第一基板11可以为阵列基板，所述第二基板12可以为彩膜基板。
具体的，所述液晶显示面板10还包括设置于所述第一基板11的光传感器，所述第一基板11包括第一衬底基板111，所述光传感器设置于所述第一衬底基板111靠近所述第二基板12的一侧。
具体的，所述光传感器包括传感晶体管151和开关晶体管152。
在一实施方式中，所述传感晶体管151包括沿远离所述第一衬底基板111的方向依次设置的第一栅极151a、第一半导体151b以及第一源漏极151c；所述开关晶体管152包括与所述第一栅极151a同层设置的第二栅极152a、与所述第一半导体151b同层设置的第二半导体152b以及与所述第一源漏极151c同层设置的第二源漏极152c。
其中，所述开关晶体管152用于控制所述光传感器的启闭，所述传感晶体管151用于感测投射在所述液晶显示面板10上的投射光束，投射光束照射至传感晶体管151上时，第一半导体151b的电阻的阻值发生变化，第一半导体151b传输光感应信号给液晶显示面板10的控制模块后，控制模块控制液晶显示面板10产生相应操作。
其中，所述第一半导体151b的制备材料以及所述第二半导体152b的制备材料均可以为可见光光敏材料，如氢化非晶硅。
具体的，液晶显示面板10还包括设置于所述第一半导体151b远离所述第一衬底基板111的一侧的彩膜层，所述彩膜层包括多个相间隔设置的色阻块，所述彩膜层包括红色色阻块161、绿色色阻块162以及蓝色色阻块163。
其中，所述彩膜层还包括位于相邻两所述色阻块之间的挡光部分164，所述挡光部分164在所述第一衬底基板111上的正投影覆盖所述第一半导体151b在所述第一衬底基板111上的正投影。
需要说明的是，挡光部分164和色阻块由色阻材料形成，通过挡光部分164对环境光进行过滤吸收，降低环境光照射至第一半导体151b上的光照强度，从而降低环境光对光传感器的影响，防止环境光导致第一半导体151b的背沟道产生漏电流，提升光传感器的信噪比，同时可以利用光束发射器发射设定颜色的投射光束，设定颜色的投射光束可以穿透挡光部分164以照射至第一半导体151b上，从而实现对液晶显示面板10的光控，此外，挡光部分164和色阻块同时形成，不需要新增额外的材料及工艺制程即可实现对光传感器的防护，节约生产成本。
具体的，所述挡光部分164包括层叠设置的第一色阻层164a和第二色阻层164b，所述第一色阻层164a的颜色与所述第二色阻层164b的颜色相异，即形成所述第一色阻层164a的色阻材料的颜色与形成所述第二色阻层164b的色阻材料的颜色不同，从而可以对环境光进行更好的过滤吸收。
需要说明的是，所述挡光部分164还可以为单层结构，所述挡光部分164也可以包括三层层叠设置的色阻层，且三层色阻层的颜色均不相同。
在一实施方式中，如图1和图2所示，所述第一色阻层164a为红色色阻层和绿色色阻层中的一者，所述第二色阻层164b为红色色阻层和绿色色阻层中的另一者。
需要说明的是，如图1和图2所示，图2为不同波长的光在由红色色阻层和绿色色阻层堆叠形成的挡光部分164上的穿透率的示意图，图2中纵坐标表示穿透率，横坐标表示光的波长。
由图1和图2中可知，环境光中可以穿透挡光部分164的可见光的波长范围为570～630纳米，对于本领域技术人员可知，波长范围为570～630纳米的光对应于黄橙光，而环境光中的黄橙光的光能量较低，从而使得环境光中的黄橙光对第一半导体151b的影响较小，挡光部分164可以将环境光中除黄橙光以外的光吸收，并且挡光部分164还可以吸收部分黄光，从而降低黄橙光在挡光部分164上的穿透率，从而有效的降低环境光对光传感器的干扰，同时光束发射器20发射的投射光束的设定颜色可以为黄色，可以利用强度较大的黄色投射光束实现液晶显示面板10的光控。
在一实施方式中，所述第一色阻层164a或所述第二色阻层164b与一相邻的所述色阻块一体成型，以减少液晶显示面板10的工艺制程。
具体的，与所述第一色阻层164a或所述第二色阻层164b一体成型的色阻块的厚度与所述挡光部分164的厚度相同，以防止挡光部分164与所述色阻块之间的高度差导致形成于色阻层上的膜层产生断裂。
在一实施方式中，所述红色色阻块161和所述绿色色阻块162的厚度可以为2～3微米，所述第一色阻层164a的厚度和所述第二色阻层164b的厚度可以为1～1.5微米，所述蓝色色阻块163的厚度可以比挡光部分164的厚度大0.2微米。
在一实施方式中，所述红色色阻块161在所述第一衬底基板111上的正投影的面积与所述绿色色阻块162在所述第一衬底基板111上的正投影的面积以及所述蓝色色阻块163在所述第一衬底基板111上的正投影的面积均相等。
在一实施方式中，所述第一色阻层164a在所述第一衬底基板111上的正投影与所述第二色阻层164b在所述第一衬底基板111上的正投影重叠，即所述第一色阻层164a在所述第一衬底基板111上的正投影的形状与所述第二色阻层164b在所述第一衬底基板111上的正投影的形状相同，并且所述第一色阻层164a在所述第一衬底基板111上的正投影的面积与所述第二色阻层164b在所述第一衬底基板111上的正投影的面积相同。
具体的，所述挡光部分164在所述第一衬底基板111上的正投影与所述第一半导体151b在所述第一衬底基板111上的正投影重叠，即所述挡光部分164在所述第一衬底基板111上的正投影的形状与所述第一半导体151b在所述第一衬底基板111上的正投影的形状相同，并且所述挡光部分164在所述第一衬底基板111上的正投影的面积与所述第一半导体151b在所述第一衬底基板111上的正投影的面积相同，从而可以利用第一半导体151b对液晶显示面板10的光源发出的光线进行遮挡，避免液晶显示面板10的光源发出的光线穿透挡光部分164后影响液晶显示面板10的正常显示。
进一步的，所述第一栅极151a在所述第一衬底基板111上的正投影和所述第一源漏极151c在所述第一衬底基板111上的正投影所形成的组合投影覆盖所述挡光部分164在所述第一衬底基板111上的正投影。
需要说明的是，液晶显示面板10中，第一栅极151a和第一源漏极151c可以由导电金属制成，可以利用透光性较差的第一栅极151a和第一源漏极151c对液晶显示面板10的光源发出的光线进行遮挡，以避免液晶显示面板10的光源发出的光线穿透挡光部分164后影响液晶显示面板10的正常显示。
在一实施方式中，所述第一基板11还包括沿远离所述第一衬底基板111的方向依次设置的栅极绝缘层112、钝化层113、第一像素电极114以及第一配向膜层115。
其中，所述栅极绝缘层112覆盖所述第一栅极151a和所述第二栅极152a，所述第一半导体151b和所述第二半导体152b设置于所述栅极绝缘层112远离所述第一衬底基板111的一侧上；所述钝化层113覆盖所述第一半导体151b、所述第一源漏极151c、第二半导体152b、第二源漏极152c以及所述栅极绝缘层112。
具体的，所述第二基板12包括第二衬底基板121、设置于所述第二衬底基板121靠近所述第一基板11的一侧的第二像素电极122，以及设置于所述第二像素电极122靠近所述第一基板11的一侧的第二配向膜层123。
在一实施方式中，所述彩膜层设置于所述第二衬底基板121靠近所述第一基板11的一侧。
其中，所述彩膜层可以设置于所述第二衬底基板121靠近所述第一基板11的一侧上，此时，所述第二像素电极122可以设置于所述彩膜层靠近所述第一基板11的一侧上。
如图3所示，所述彩膜层还可以设置于所述钝化层113远离所述第一衬底基板111的一侧上。
在一实施方式中，所述第一基板11还包括覆盖所述彩膜层以及所述钝化层113的平坦层116，所述第一像素电极114设置于所述平坦层116远离所述第一衬底基板111的一侧。
具体的，所述第二半导体152b远离所述第一衬底基板111的一侧上设置有遮光层，相邻两所述色阻块之间设置有间隙区，所述遮光层包括与所述间隙区对应设置的遮光块17，所述遮光块17在所述第一衬底基板111上的正投影覆盖所述第二半导体152b在所述第一衬底基板111上的正投影，设置于间隙区的遮光块17可以避免相邻色阻块之间产生漏光，同时遮光块17可以对第二半导体152b进行遮挡，防止环境光照射至第二半导体152b上影响开关晶体管152的正常使用。
图1和图3中仅示意了遮光层设置于所述第二基板12上的情况，需要说明的是，遮光层还可以设置于所述第一基板11上。
如图4所示，具体的，所述第一基板11还包括沿竖向设置的多条数据线以及沿横向设置的多条扫描线，所述传感晶体管151的第一栅极151a与第一扫描线Gate1电连接，所述第一源漏极151c的源极与第一数据线Date1电连接，所述第一源漏极151c的漏极与所述开关晶体管152的所述第二源漏极152c的漏极电连接于第一节点T，所述第二源漏极152c的源极与第二数据线Date2电连接，所述第二栅极152a与所述第二扫描线Gate2电连接。
在一实施方式中，所述光传感器还包括一电容C，所述电容C的一端电连接于所述第一节点T，所述电容C的另一端与所述第一扫描线Gate1电连接。
参见图5至图9所示，图5至图9为一实施方式中第二基板12的制备流程示意图。
如图5所示，在所述第二衬底基板121上的对应位置处形成遮光块17。
如图6所示，采用半掩膜技术在所述第二衬底基板121上一次形成红色色阻块161和第一色阻层164a，红色色阻块161的厚度大于第一色阻层164a的厚度。
如图7所示，采用半掩膜技术一次形成位于所述第二衬底基板121上的绿色色阻块162以及位于所述第一色阻层164a上的第二色阻层164b，所述第一色阻层164a与所述第二色阻层164b形成所述挡光部分164。
如图8所示，在所述第二衬底基板121上形成蓝色色阻块163，以形成彩膜层。
如图9所示，在所述彩膜层以及所述遮光块17上形成第二像素电极122后，在所述第二像素电极122上形成第二配向膜层123。
基于上述液晶显示面板10，本申请还提供一种液晶显示装置，如图10所示，所述液晶显示装置包括光束发射器20以及如上述任一实施方式中所述的液晶显示面板10，所述光束发射器20用于发射设定颜色的投射光束，所述液晶显示面板10中的光传感器感测所述光束发射器20投射在所述液晶显示面板10上的投射光束。
本发明的有益效果为：利用彩膜层中的挡光部分164对环境光进行过滤吸收，而挡光部分164由至少两种不同颜色的色阻层堆叠形成，可以有效降低环境光照射至第一半导体151b上的光照强度，从而降低环境光对光传感器的影响，防止环境光导致第一半导体151b的背沟道产生漏电流，提升光传感器的信噪比，同时可以利用光束发射器20发射设定颜色的投射光束实现对液晶显示面板10的光控，此外，不需要新增额外的材料及工艺制程即可实现对光传感器的防护，节约生产成本。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的技术方案及其核心思想；本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例的技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种液晶显示面板，其特征在于，所述液晶显示面板包括：
第一基板，所述第一基板包括第一衬底基板；
与所述第一基板相对设置的第二基板；
设置于所述第一衬底基板靠近所述第二基板的一侧的光传感器，所述光传感器用于感测设定颜色的投射光束，所述光传感器包括传感晶体管，所述传感晶体管包括第一栅极、第一半导体以及与所述第一半导体连接的第一源漏极；
设置于所述第一半导体远离所述第一衬底基板的一侧的彩膜层，所述彩膜层包括多个相间隔的色阻块；
其中,所述彩膜层还包括位于相邻两所述色阻块之间的挡光部分，所述挡光部分在所述第一衬底基板上的正投影覆盖所述第一半导体在所述第一衬底基板上的正投影，所述挡光部分包括层叠设置的第一色阻层和第二色阻层，所述第一色阻层的颜色与所述第二色阻层的颜色相异，所述挡光部分在所述第一衬底基板上的正投影与所述第一半导体在所述第一衬底基板上的正投影重叠，所述第一色阻层或所述第二色阻层与一相邻的所述色阻块一体成型。
2.根据权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于，所述第一色阻层为红色色阻层和绿色色阻层中的一者，所述第二色阻层为红色色阻层和绿色色阻层中的另一者。
3.根据权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于，与所述第一色阻层或所述第二色阻层一体成型的色阻块的厚度与所述挡光部分的厚度相同。
4.根据权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于，所述光传感器还包括开关晶体管，所述开关晶体管包括与所述第一栅极同层设置的第二栅极、与所述第一半导体同层设置的第二半导体以及与所述第一源漏极同层设置的第二源漏极；
其中，所述第二半导体远离所述第一衬底基板的一侧上设置有遮光层，相邻两所述色阻块之间设置有间隙区，所述遮光层包括与所述间隙区对应设置的遮光块，所述遮光块在所述第一衬底基板上的正投影覆盖所述第二半导体在所述第一衬底基板上的正投影。
5.根据权利要求4所述的液晶显示面板，其特征在于，所述第一基板还包括：
覆盖所述第一栅极和所述第二栅极的栅极绝缘层，所述第一半导体和所述第二半导体设置于所述栅极绝缘层远离所述第一衬底基板的一侧上，所述第一源漏极设置于所述第一半导体远离所述第一衬底基板的一侧上，所述第二源漏极设置于所述第二半导体远离所述第一衬底基板的一侧上；
覆盖所述第一半导体、所述第一源漏极、第二半导体、第二源漏极以及栅极绝缘层的钝化层；
其中，所述彩膜层设置于所述钝化层远离所述第一衬底基板的一侧上。
6.根据权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于，所述第二基板包括第二衬底基板，所述彩膜层设置于所述第二衬底基板靠近所述第一基板的一侧。
7.一种液晶显示装置，其特征在于，所述液晶显示装置包括光束发射器以及如权利要求1至6中任一项所述的液晶显示面板，所述光束发射器用于发射设定颜色的投射光束，所述液晶显示面板中的光传感器感测所述光束发射器投射在所述液晶显示面板上的投射光束。
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