CN1200526A - 一种双重显示装置和一种终端装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的领域是一种在两种不同方向显示的显示装置,包括一个在第一方向显示的第一显示器(D1)和一个在基本相反的第二方向显示的第二显示器(D2)。该显示器装置包括一个为第一(D1)和第二显示器(D2)所共有的一个元件,此元件包括一个确定尺寸的显示材料层(2′,2″,8′,8″,14),所述显示材料层的第一部分(2′,8′,14)构成第一显示器(D1)的一部分,而第二部分(2″,8″,14)构成第二显示器(D2)的一部分。

Description

一种双重显示装置和一 种终端装置
本发明涉及一种具有向两个方向显示的显示装置，包括向第一方向显示的一个第一显示器和一个向基本相反的第二方向显示的一个第二显示器。本发明还涉及一种包括这种显示装置的终端装置。
液晶显示器(LCD，液晶显示器)在目前非常普通，特别是在小尺寸的装置中。它们是薄结构显示器，包括透明电极，一个包含液晶的介质和偏振滤光器。最普通的一种是被称为扭转向列的(TN，twisted nematic)LCD-显示器。利用控制电压将其中被设置在玻璃板之间的一个液体层的分子定向于一个所期望的方向，在此方向上显示器元件的光学特性改变并在显示器中建立想要的图案。
图1表示最普遍运用的扭转向列液晶显示器12的一个横截面。液晶显示器12由透明电极3，包括液晶分子15的液晶层5和偏振滤光器1和9组成。最接近观看者(图的最上部)的是偏振滤光器1，它位于保护液晶层5的玻璃板2的上部。在玻璃板2下部的电极3(见显示器中的数字)由一个透明导电层(如铟锡氧化物，ITO)来构成。如果想要一种更轻和更坚固的结构，可以用塑料来代替玻璃板。塑料的缺点是价格高且制作较困难。一种被称为定向层4已被集成在电极3的表面上。在与之接触的液晶层5中的液晶分子15被定向并且以此将整个液晶层5(定向层4和6之间包含液晶分子15的层)定向到所需方向。在液晶层5的另一侧是定向层6，以及再往后是与电极3类似的透明电极7。下一层是保护玻璃层8，在其下表面设置了偏振滤光器9。在偏振滤光器9的另一侧是一个在图中向上反射光的反射层10。
控制显示器的电场通过使用电源13和开关11连接显示器元件之间，或是以预期的形式设置的电极3和电极7之间的电场而被设置的。液晶显示器的操作是基于这样的事实，即是当在显示器中没有电场时，光穿过层1-9并被反射层10反射回来。这种情况下，显示器的背景看起来是亮的。当控制控制电压13使之被连接在电极3和7之间时，由它生成的电场使介质5中的液晶分子扭转，以此方式
使通过偏振滤光器1和9偏振的光不能通过该结构，而被该结构吸收。此时电极3的背景看起来是黑色的。通过调整控制电压值获得不同的暗影。电极3和7的交叉形成一个像素。通过在每一个像素中加入一个彩色滤光器制成一个多色液晶显示器。所有的颜色都能够用红色，绿色和蓝色滤光器提供的像素生成。实际上彩色滤光器是单层，例如被置于底层玻璃8和电极7之间(或是顶层玻璃板2和电极3之间)，在这种情况下，当光被向上反射时(在图1中)就可获得想要的颜色。还可为显示器提供在反射层10下面的背景光，在这种情况下，光向上穿过图中的反射层并照亮显示器。背景光也可作为一个电致发光层(一个称之为EL-背景光)来实现，当一个电压加到其上时此发光层被点亮。
前述已知的其它几种液晶显示器是一个基于动态散射的显示器以及一个基于感应旋转(induced rotation)的显示器(客-主)(guest--host)
甚至即使液晶显示器是平板且仅需很小的空间，但在小尺寸的装置中空间可能是一个问题，例如在移动电话中，就是努力使其设备外壳尺寸尽可能地小且尽可能轻。目前有具有几种显示器的装置。这些实例中的一个例子如诺基亚9000通信器，它带有两个彼此相对的显示器，一个电话部分的显示器朝着装置的外部面以及一个计算机/构成器(organizer)部分的第二显示器朝着装置的内部。电话部分的显示器较小，这样就要求较小的表面区域。然而两种显示器都有相同的厚度，这样当彼此相对叠合在一起时，它们就增加了装置的厚度。这种情况已在图2中做了详细的说明，图中电话部分显示器D1在图中从顶向下的方向观看是最顶部的，而图中计算机/构成器(organizer)部分显示器D2在图中自底向上的方向观看是在最底部的。这些显示器的结构在这里被简化了一些。在电话显示器D1中，有顶部-和底部偏光器1′和9′，以及玻璃平板2′和8′，在其间有一个因简化的原因已被略去的结构14′(在图1中用参数14表示)，以及反射层10′。在计算机/构成器(organizer)部分显示器D2中，分别有顶部-和底部偏振层1″和9″，以及玻璃平板2″和8″，在其之间有一个由于简化的原因而省略的结构14″(在图1中用参数14表示)，以及反射层10″。显示器D1和D2已经被固定在印制电路板PCB1和PCB2上，PCB1和PCB2在装置中已经彼此固定。在印制电路板上，已优选地固定了显示驱动器电路Dr′和Dr″，这两个电路控制显示器(在图1中对每一个像素实现功能11和13)。图2中所示的解决方法是在图中垂直方向稍微厚些，从而在所讨论的方向上就显著地增加了装置的尺寸。在1997年夏季发布的一个更先进版本的诺基亚9000通信器-装置中，通过仅使用一个印制电路板，以及通过将显示器D1和D2固定在印制电路板的两面的方法使得结构更加小巧。
现在，一种双面显示器元件已经发明了，通过使用它，一种朝着两个相对方向的显示器可以实现，并且所述显示器结构的厚度与以前的解决方式相比减小了。在本发明中，一个和同样的显示器元件或显示器材料元件被运用于实现一个在第一方向显示的第一显示器以及一个在第二相对方向显示的第二显示器。以这种方法，所述显示器元件(显示器材料元件)的一部分被用于实现一个在第一方向上显示的第一显示器，而所述元件的第二部分被用于实现一个在第二相对方向上显示的第二显示器。这个公共显示器材料元件最好是显示器的一部分，其方向对于观看方向来说不重要。其方向对于观看方向来说具有重要性的显示器的其它部分(层)，以这样的方式设置，即它们在第一和第二显示器用相反的顺序且如果需要转向相反的方向。显示器彼此相邻地构成以向相对方向显示信息。
当向第一方向显示的第一显示器和向第二相对方向显示的第二显示器，都使用同样的液晶层和同样的电极层实现时，本发明特别适用于与一个液晶显示器结合使用。
还有其它种类的平板式显示器可以用于本发明的实现中，至少它们的结构与一个液晶显示器的结构相似，或者(当检查显示器的横截面时)是在中部包含一个显示器介质层以及在其两侧包含电极(纵向和横向导体)。显示器介质层通常就限定了一个显示器的类型，所述显示器介质层，例如，如果是在一个等离子体体显示器的情况下，是一种气体(在电极之间的一个气体层)，而在一个电致发光显示器的情况下是一个半导体/磷化物(一种在电极之间的化合物，通常为ZnS：Mn)。
除了普通的显示元件外，平板显示器通常还有一些层，在观看方向上，它们的顺序很重要。这些层中，至少一部分对于第一显示器被按顺序设置对于第二显示器在公共显示元件的相对一侧的按顺序的相同层相同的水平上。用这种方式，它获得一个近似相同厚度的结构，在这种结构中，元件一部分的表面形成一个向第一方向显示的第一显示器，而元件的第二部分形成一个向第二相对方向显示的第二显示器。当由观看方向数的第一显示器的顶层偏光器被安装在与第二显示器的底层偏光器和反射器的相同层次，反之亦然时，关于一个液晶显示器的这些部分顺序对观看方向很重要的部件是偏光器和一个反射器。
可取的是，按照本发明的一个显示器元件不固定在任何印制电路板上，但是显示器的驱动电路利用例如“芯片在玻璃上”(chip-on-glass)技术能够被直接固定在显示器的玻璃板(其中之一)上。省略印制电路板还能够使得结构更薄。驱动电路被用于以这样的方式控制显示器元件区域，即在第一显示器区域内获得第一显示器所需图象以及在第二显示器区域内获得第二显示器所需的图象。
本发明的特征在于它包括一个为第一和第二显示器所共有的元件，这个元件包括一个确定尺寸的显示材料层，所述材料层的第一部分构成所述第一显示器的一部分，以及所述显示材料层的第二部分构成所述第二显示器的一部分。
以下参见附图，对本发明作更详细的描述，其中：
图1表示一个LCD-显示器(扭转向列的(twisted nematic))的构件及结构。
图2表示用于获得一个在两种相对方向显示的显示器的已知的解决方案。
图3表示根据本发明作为液晶显示器的一个显示元件的实例。
图4a表示根据本发明作为等离子体显示器的一个显示元件的实例。
图4b表示根据本发明作为一个电致发光显示器的一个显示元件的实例。
图5a表示根据本发明的具有一个闭盖(移动电话位置)的终端装置。
图5b表示根据本发明的具有一个开盖(计算机/构成器(organizer)位置)的终端装置
图3表示按照本发明使用作为实例的液晶显示器的一个双面显示元件的实现。从结构的中心开始，该元件几乎近似于一个普通液晶显示器的结构，即它包括两个玻璃平板2和8，它们之间至少有液晶5，更准确的结构14如图1中所示。每个玻璃板的厚度是大约0.7毫米以及它们之间液晶的厚度大约为5微米。玻璃板2和8以及液晶结构14为两个显示器所共有，这样就形成了对于显示器D1来说具有从图中上部的观看方向，以及对于显示D2来说具有从图中下部的观看方向。对于显示器D1在图中上面的玻璃板由此形成，从观看方向看，第一玻璃板2′和下部玻璃板形成第二玻璃板8′。对于显示器D2，在图中下部玻璃平板由此形成，从观看方向看，第一玻璃平板2″，以及上面的玻璃平板构成第二玻璃平板8″。
按照观看方向计算的显示器D1的第一层是第一个偏光器1′，即偏振滤光器1′。对于显示器D2在结构中同样的层次是底部(第二层)偏光器9″，即偏振滤光器9″，以及显示器D2的反射器10″。显示器D1的第一偏光器层1′以及第二偏光器-反射器层9″，10″(偏光器9″和反射器10″形成一个完整的层)，都是大约0.3到0.35毫米厚。实际上层1′和9″，10″是一些彼此相邻被安装/固定在同一层次(一个玻璃平板的表面)的单独的片。偏光器1和9的偏光度也依赖于所使用的液晶材料14。在一个扭转向列(twisted nematic)(TN)液晶显示器中，当光穿过分子层时，光的偏光度发生偏转，其方向发生转变。通常在液晶层5中光的偏光度偏转90°角。在这种情况下，偏振滤光器常以这样的方式设置即第二偏光器9与第一偏光器1成90°，因此对于穿过液晶层5的光就获得一个正确的偏光度，因而全部光(或主要的光)穿过第二偏光器9。反射器10最好漫射并保持偏光度，此种情况下，光通过第二偏光器9反射回来，穿过液晶层5并穿过第一偏光器1的电极之间没有电场的地方，此时显示器看起来是亮的，且相应黑的地方是一个有电场的地方。如果液晶层将光偏转270°，以这样的方式选择偏光器，即第二偏光器9的偏光度与第一偏光器1的偏光度成270°角。合理的小的黑/白显示器(如诺基亚9000通信器中所用的显示器)常称之为超扭转向列的(STN，超扭转向列状)类型，其偏转角通常为270°。
当从观看方向计算时，相应地，显示器D2的第一层是第一偏光器1″，或偏振滤光器1″。对于显示器D1来说，相同的结构层次是第二偏光器9′，或偏振滤光器9′，以及显示器D1的反射器10′。另外层1″和9′，10′都是0.3-0.35毫米厚，且实际中他们都是彼此相邻被放放置/固定在一个玻璃板表面上同样的层次的单独的片。用这种方法构成了双面显示元件，通过使用这种元件获得从图3上部可看到的更小的显示器D1(电话部分显示器)以及从底下看到的较大显示器D2(计算机/构成器(organizer)部分显示器)，它们因此被彼此排放在一起且向相反方向显示信息。用这种方式构成的显示器的厚度将为使用以上厚度范围，大约2.0毫米。
另外关于上述情况，如果使用了一个背景光且背景光要求尽可能地弱，那么可能在显示器D1和D2中在观看方向上安装电致发光的背景光层16′和相应的16″。电致发光的，或EL-背景光层可以由叠层塑料构成，且在层之间包含磷，当电压接通时则变亮。用于背景光层的电压能够从显示器电源或是从安装显示器的装置中的别的地方而获得。一个EL-背景光要求高电压(接近200伏)且这样通常要求一个单独的驱动电路。
按照本发明的一个显示器元件最好是不固定在任何电路板上，但是显示器的驱动电路利用如“芯片在玻璃上”(chip-on-glass)技术，驱动电路Dr能够被直接固定在显示器的玻璃板2″/8″上。以上情况可以用这种方法来实现，即在图中底部玻璃板2″/8″的一个纵向边和一横向边沿比图中上部的玻璃板稍长一些，此外在底部2″/8″玻璃板的边沿有一个空间用来安装驱动电路。透明导体材料的电极3和7，图中未详细示出，由纵向和横向导体组成，在它们的交叉点形成了显示器的像素。使用驱动电路Dr控制电极，因而可使所需像素变亮或变暗，以这样的一种方式所需图形能够在显示器中形成。不需要专用于显示器D1和D2的单独的驱动电路，但是使用横向和纵向导体，控制玻璃板2和8的整个显示区的同样的驱动电路Dr，能够控制显示器D1和显示器D2区域中的电极。即使两个显示器都包含同样的玻璃和电极板，也可能将单独的驱动电路用于显示器D1和D2。通过设置专用于显示器的驱动电路，可能会使得较小的显示器D1的功耗降低，但是因为需要更多的驱动电路使得结构更加复杂。为了固定它，可能会在如硬质塑料制成的外壳17中安装一个显示器。还可能在每个显示器D1，D2的顶部安装透镜18以保护显示器。透镜不是必需的。包括一个密封的显示器结构尺寸的外壳尺寸将近似于5.4毫米。此尺寸小于现有的设备的一半。图4a和4b表示一个使用一个等离子体体或电致发光显示器的一个相关应用。图4a表示用于实现根据本发明的一个显示元件的一个等离子体显示器的结构。一个等离子体显示器通常具有顶部和底部玻璃层32和38。玻璃层之后是电极33和37，它们最接近观看者的一个通常，例如通过采用铟锡氧化物(ITO)而被制成透明的。由于光的传播是采用从侧向传播的方式，因此也可能使用薄金属导体。在本发明的一个显示器元件中，电极33和37最好都使用透明导体来实现。可选择的，结构中的一部分也可能使用相反的结构，以这样的方法，即对于显示器D1电极33由透明材料制成，且电极37由金属制成，而对于显示器D2，电极37由透明材料构成且电极33由金属构成。电极通常被一个绝缘层34和36包围，绝缘层之间有一个气体层35。在气体层的两端还有一个绝缘层39，此绝缘层与层34和36所使用的材料相同(如绝缘焊接玻璃)。通过显示器驱动电路31，将一个电压直接加到所需的像素，因而在气体35中发生气体放电，即发光，看起来似乎是所讨论的像素的激活。使用驱动电路31，一个电压用这样的方法被连接到电极33和37，即对于显示器D1在图4a中光看起来向上，而对于显示器D2在图4a中光看起来向下(一个与显示器D1的电极上的电压相比为反向的负电压)。图中的垂直虚线表示向两个不同方向显示的两个显示器D1和D2的实现。运用合适的覆盖其它区域的密封，显示区能够被划分的更加清晰，但显示器D1和D2的观看孔在左边。图中所示较长玻璃板38图示说明，怎样象图3中一样，通过设置一个玻璃板比另一个略长些，以便利用例如“芯片在玻璃上”(chip-on-glass)技术的实例使得驱动电路31能够被放置在边缘。
图4b表示用于实现根据本发明的一个显示器元件的一个电致发光显示器的结构。一个电致发光显示器在其顶部最靠近观看者一方有一个玻璃层且在底部有一个保护层。在图中和在本发明的一个电致发光显示器中顶部层42和底部层48最好都是玻璃平板。玻璃板之后是电极43和47，通常是其中最靠近观众的一个电极已被制作成透明的，如通过使用铟锡氧化物(ITO)，并且第二个电极用，例如铝来制造。在本发明的一个显示元件中电极43和47最好使用透明导体来实现。可选择地，一个相反的结构以这样的方法被运用于结构中的一部分，即对于显示器D1，电极43由透明材料制成，电极47由铝或其它金属制成，而对于显示器D2来说电极47由一个透明材料组成，电极43由铝或其它金属制成。电极通常由一个绝缘层44，46包围，例如Y2O3，SiO2，AL2O3，在层之间有电致发光膜45，它可以由粉末组成或使用薄膜技术。材料45是一个半导体化合物，例如通常是Mn作为一种化合掺杂物的ZnS。通过显示驱动电路41将一个电压直接加到所期望的像素，因而电致发光膜45在所述的像素处通过发射光。通过驱动电路41以这样的方式将电压直接加到电极43和47上，使得对于显示器D1，在图4b中光线是直接向上射，以及对于显示器D1，在图4b中看光线是向下(与通过显示器D1的电压相比是一个反向的负电压)。在图中的垂直虚线表示向两个不同方向显示的显示器D1和D2的实现。使用合适的覆盖其它区域的密封(encapsulating)，显示区域可以被划分得更加清晰，但窗孔在显示器的D1和D2观看的左侧。如图中所示较长的玻璃板48说明怎样，象在图3中一样，通过设置一个玻璃板稍长于另一个，以便驱动电路41利用例如“芯片在玻璃上”(chip-on-glass)技术被放置在边沿上。
图5a和5b表示一个运用了本发明的显示元件的一个远程通信装置，诺基亚9000通信器-终端装置，正如已知它是一个具有两部分的多服务移动站。这样本发明也与一个包括一个双向显示器元件的终端装置有关，这种装置与以前已有设备相比，制作得更薄。图5a和5b表示这样一个终端装置的实例。一个多服务移动站能够在两种不同位置来运用，第一种如图5a所示，移动电话的位置，对于主要类似一个便携移动电话的终端装置的使用进行优化。第二种位置，图5b所示终端装置位置，对于作为一个多功能组织器以及作为一个远程通信终端装置的终端装置的使用进行优化。
在图5a中所示的移动电话位置中的终端装置，当外盖部分100和基底部分200通过枢轴190的支持(图5b)以彼此成一个合适的角度而被固定(图5b)。图5a中外盖部分100的顶部包括用于显示字母字符或图形图像的显示器110，即本发明的显示器D1，以及键盘120用于在终端装置中输入字母字符。现在一个用户已经进入到装置的电话部分，且显示器110已经设置为显示与电话功能相关的信息，例如，拨一个电话号码，一个来话呼叫标志，以及电话功能菜单的滚动显示和其它与无线电话相关的功能。当这个终端装置是在移动电话位置时，外盖部分盖面100的位置与基底部分200由插销130被彼此锁定，可移动天线140在本发明的第一个实施例中被固定在外盖部分100。
在图5b中，终端装置被表示在终端装置的位置，当外盖部分100以及基底部分200以彼此分离成一个合适的角度而由枢轴190固定，现在外盖部分100的里面和基底部分200的上部提供给用户一个包括显示器150，即，本发明的一个显示元件中的显示器D2的界面，滚动键160，以及命令键170，并且基底部分200提供应用键210，由计算机中已知的QWERTY键220和游标键230，现在用户归自己支配的计算机部分或称为构成器(organizer)(利用它也可打电话)，以及显示器150已经被设置为显示与构成器(organizer)功能，例如，一个日历，会晤记录，电子邮件以及其他与构成器(organizer)和多服务移动站相关的功能，相关的信息，显示元件被固定在外盖部分，例如，类似在图3中是固定在外壳17。
以上是对本发明的实现，以及它的使用实例的实施例的描述。对于本领域的普通技术人员，很明显，此发明不局限于以上详细论述的实施例，而且本发明也能够在不脱离发明宗旨的其它实施例中实现。本发明实施例应该认为是举例说明性的而不是局限性的。这样，实现和应用的可能性仅由权利要求来限制。这样通过权利要求来限定的本发明的不同的实施例以及等效的实施例都包括在本发明的范围内：
以上述的方法形成几个显示器的可能性是一样的，例如三个显示器，用这样一种方法，两个显示器在同样的方向显示，第三个显示器在相反的方向显示。

Claims (10)

1.一种向两种不同方向显示的显示器装置，包括向第一方向显示的显示器(D1)以及一个向基本上相反的第二方向显示的第二显示器D2，其特征在于：包括一个为所述第一(D1)以及第二(D2)显示器所共有的元件，此元件包括一个确定尺寸的显示材料层(14；5，35，45)，所述显示材料层(14；5，35，45)的第一部分构成所述第一显示器(D1)的一部分，以及所述显示材料层(14；5，35，45)的第二部分构成所述第二显示器(D2)的一部分。
2.如权利要求1所述的显示器装置，其特征在于：所述的显示材料层包括所有这样的显示器层，其在显示器内的位置与观看方向无关。
3.如权利要求1所述的一种显示器装置，其特征在于：所述显示材料层包括一个材料层，此层决定显示器的类型，该显示器装置还包括确定尺寸的覆盖在显示器材料层两面的玻璃板层(2和8)，该玻璃板层对于所述第一和第二显示器是共有的，所述玻璃板层(2，8，32，38，42，48)的第一部分构成所述第一显示器(D1)的一部分，以及所述显示材料层(5，35，45)的第二部分构成所述第二显示器(D2)的一部分。
4.如上述权利要求之一所述的显示装置，其特征在于：它还包括层(1，9，10)，所述层在装置中的顺序和方向依赖于显示器的观看方向，并且这样的层在第一显示器(D1)的区域中已经被以第一顺序和以第一方向放置，以及在第二显示器(D2)的区域中以与第一显示器中相反的顺序和方向被放置。
5.如权利要求4所述的显示装置，其特征在于：在显示器的第一和第二部分，在显示材料层的两面包括依赖于观看方向的第一(1)以及第二(9，10)层，以及依赖于第一显示器(D1)的观看方向的该第一层(1′)已经以确定的第一顺序和方向被放置在装置的第一显示器(D1)的一部分中，依赖于第一显示器(D1)的观看方向的第二层(9′，10′)，已经以确定的第二顺序和方向被放置在第一显示器(D1)的一部分装置中，以及相应的依赖于第二显示器(D2)的观看方向的第一层(1″)已经被按顺序放置在与依赖于第一显示器的观看方向的第二层(9′，10′)相同层次并按照与依赖于第一显示器观看方向的第一层(1′)相反的方向放置在第二显示器(D2)的一部分中；依赖于第二显示器(D2)的观看方向的相应第二层(9″，10″)，已经按照顺序，并按照与依赖于第二显示器(D2)的一部分观看方向的第二层(9′，10′)相反的方向被放置在与依赖于第一显示器的观看方向的第一层(1′)的相同层上。
6.如权利要求1所述的显示器装置，其特征在于：所述普通显示材料层(14：5，35，45)包括液晶显示器的液晶层(5)，电极层(3，7)以及在它两侧的玻璃平板(2，8)。
7.如权利要求5所述的显示器装置，其特征在于所述依赖于观看方向的第一层(1)是一个从液晶显示器观看方向计算的第一偏光层，而依赖于观看方向的所述第二层(9)是一个从液晶显示器的观看方向计数的第二偏光层(9)。
8.如权利要求7所述的显示装置，其特征在于：所述第二偏光层(9)还包括一个液晶显示器的反射层(10)。
9.一个包括以第一方向显示的第一显示器(D1)和以基本上相反的第二方向显示的第二显示器(D2)，其特征在于：它包括一个为所述第一(D1)和第二(D2)显示器所共有的元件，此元件包括确定尺寸的显示材料层(14；5，35，45)，所述显示材料层(14；5，35，45)的第一部分构成所述第一(D1)显示器的一部分，而所述显示材料层(14；5，35，45)的第二部分构成所述第二显示器(D2)的一部分。
10.如权利要求9所述的终端装置，其特征在于它是一个通信装置，包括电话以及构成器(organizer)功能，所述第一和第二显示器组成一个放置在设备的同一外壳内的小型结构，所述第一显示器(D1)已被设置为显示与电话功能相关的信息，而所述第二显示器(D2)已经被设置为显示与构成器(organizer)功能相关的信息。
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