CN1752812A - 显示面板、具有该显示面板的显示器与电子装置 - Google Patents
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Abstract
本发明是有关于一种显示面板,其包括一第一基板、一与第一基板平行且相对的第二基板、配置于第一基板与第二基板之间的液晶分子、配置于第一基板上的第一偏光片以及配置于第二基板上的第二偏光片。其中,第一基板包括一具有第一配向方向的第一配向表面,而第二基板包括一具有第二配向方向的第二配向表面,且液晶分子配置于第一配向表面与第二配向表面之间。此外,第一偏光片具有一第一吸收轴,而第二偏光片具有一第二吸收轴,且第一吸收轴与第一配向方向之间的夹角以及第二吸收轴与第二配向方向之间的夹角分别在大约45°±10°的范围内。
Description
技术领域
本发明是有关于一种显示面板,特别是有关于一种液晶显示器的显示面板。
背景技术
液晶材料的应用,如液晶显示器(LCD)已经被广泛用于许多显示领域。液晶显示器已经由扭转向列液晶显示器(TN-LCD)、超扭转向列液晶显示器(STN-LCD)与双层超扭转向列液晶显示器(STN-LCD)发展到薄膜电晶体液晶显示器(TFT-LCD)。习知的液晶显示器与习知的阴极射线管(CRT)显示器相比,液晶显示器具有厚度小、重量轻、低功耗与无辐射的优点。但是,习知的液晶显示器至少具有亮度与对比度取决于视角的问题,以及灰阶反转的问题。
请参阅图1A所示,为习知液晶显示面板的示意图。习知的液晶显示面板100包括上基板102、下基板104、配置于上基板102与下基板104之间的液晶分子106、配置于上基板102之上的偏光片108、配置于下基板104的下的偏光片110以及光源112。一般来说,为了对液晶分子106进行配向,使用者通常会在邻近于液晶分子106的上基板102下表面以及下基板104上表面进行摩擦配向(rubbing),以形成用以对液晶分子106进行配向的配向表面。方向D1与方向D2是相互垂直,且方向D1与方向D2分别代表透明上基板102的下表面与下基板104上表面的配向方向。如图1A所示,邻近于上基板102的下表面以及下基板104的上表面的液晶分子106会分别与方向D1以及方向D2平行。在上基板102与下基板104之间的液晶分子106会从上基板102的下表面往下基板104的上表面扭旋转90°。此外,偏光片108的吸收轴方向D3与偏光片110的吸收轴方向D4会分别与方向D1与方向D2平行。
在图1A中,由于上基板102与下基板104之间没有电压差,因此,当非偏振光源112通过偏光片110时,透射光线的偏振方向会垂直于方向D4。然后,透射光线的偏振方向会被液晶分子106旋转,且最后会垂直于方向D1。由于偏光片108的吸收轴方向D3是平行于方向D1,所以透射光线会通过偏光片108。
请参阅图1B所示,为习知液晶显示面板的操作示意图。在图1B中,当使用者于基板102与104之间施加电压V时,液晶分子106会平行于电压V所产生的电场方向排列,因此,当非偏振光源112通过偏光片110时,透射光线的偏振方向会垂直于方向D4。然而,透射光线的偏振方向并不会被液晶分子106旋转,且最后仍然会垂直于方向D4。由于偏光片108的吸收轴方向D3是垂直于方向D4,因此透射光线便不能够通过偏光片108。由上述可知,液晶显示面板100中各画素所显示的亮度与所施加的电压V有关。
如图1B所示,值得注意的是,仅有液晶分子106的中间部分会平行于电场方向排列,基板102下表面以及基板104上表面附近的液晶分子106仍然分别受到配向方向D1与配向方向D2的影响。因此,漏光现象仍可能会产生,进而导致液晶显示面板100的显示品质降低,如对比度降低等。
为了解决图1A与1B中的液晶显示器存在的问题,已开发出了一种光学补偿膜。图2是另一习知液晶显示器的结构示意图。请参阅图2,液晶显示面板200除了包括液晶显示面板100的基本结构以外,液晶显示面板200还包括分别置于基板102/104以及偏光片108/110之间的光学补偿膜212/214。光学补偿膜212与光学补偿膜214的慢轴方向D5以及慢轴方向D6是分别与配向方向D3以及配向方向D4相同。光学补偿膜212以及光学补偿膜214是用以补偿图1B中的液晶分子106在不同轴向上的折射率差异。因此,此技术可避免漏光的问题,且液晶显示面板200的显示品质,如对比度,可有效提升。
然而,图2中所示的液晶显示面板200具有以下缺点。图3A是图2所示液晶显示面板的对比度与视角的关系图。图3B是视角坐标系统的定义图。值得注意的是,图3A中的视角是采用图3B中定义,其中,方向312代表观看者的观看方向,方位角座标被定义为方向312在液晶显示面板200的基板102表面上的投影与X轴(0度)之间的夹角,而径向座标被定义为方向312与Z轴(即,液晶显示面板200的基板102表面的法线)之间的夹角。X轴与Z轴已绘示于图2中。图3A代表液晶显示面板200的对比度与视角的关系,其中对比度被定义为画素所能显示的最高亮度(基板102与104之间没有电压)与画素能显示的最低亮度(基板102与104之间存在有电压)之间的比值。值得注意的是,图3中阴影线区域的对比度大于10,但是,在方位角座标接近270°的区域,其对比度小于10。
请参阅图4所示,为图2中的液晶显示面板的灰阶反转现象的示意图。由图4可知,随着方位角座标接近90°或270°,由于图4中的标记区域404内,其灰度经多次改变,故此方位角座标附近的灰阶反转现象十分严重。
请参阅图5所示,为观看者与图2中的液晶显示面板的示意图。请同时参阅图2与图5,图2中的液晶显示面板200所显示的影像具有偏振方向D7,且偏振方向D7与方向D3垂直。当观看者佩戴太阳眼镜502时,观看者只能看到影像中偏振方向垂直于D8的部分,这是因为习知的太阳眼镜502为了过滤阳光,故通常具有方向为D8的吸收轴。因此,观看者所看到的液晶显示面板200显示的影像亮度会被大幅地降低。
因此,需要一种液晶显示面板,其不但能够改善在方位角座标接近270°时的低对比度与灰阶反转问题,更能够在使用者佩戴太阳眼镜的情况下,让使用者所观看到的影像不会有亮度降低的问题。
发明内容
因此,本发明提出一种液晶显示面板,其不但能够改善在方位角座标接近270°时的低对比度与灰阶反转问题,更能够在使用者佩戴太阳眼镜的情况下,让使用者所观看到的影像不会有亮度降低的问题。
此外,本发明提出一种具有液晶显示面板的显示器,其不但能够改善在方位角座标接近270°时的低对比度与灰阶反转问题,更能够在使用者佩戴太阳眼镜的情况下,让使用者所观看到的影像不会有亮度降低的问题。
再者,本发明提出一种具有显示器的电子装置,其不但能够改善在方位角座标接近270°时的低对比度与灰阶反转问题,更能够在使用者佩戴太阳眼镜的情况下,让使用者所观看到的影像不会有亮度降低的问题。
为达上述或其他目的,本发明提出一种显示面板,其包括一第一基板、一与第一基板平行且相对的第二基板、配置于第一基板与第二基板之间的液晶分子、配置于第一基板上的第一偏光片以及配置于第二基板上的第二偏光片。其中,第一基板包括一具有第一配向方向的第一配向表面,而第二基板包括一具有第二配向方向的第二配向表面,且液晶分子配置于第一配向表面与第二配向表面之间。此外,第一偏光片具有一第一吸收轴,而第二偏光片具有一第二吸收轴,且第一吸收轴与第一配向方向之间的夹角以及第二吸收轴与第二配向方向之间的夹角分别在大约45°±10°的范围内。
在本发明的一实施例中,第一配向方向与第二配向方向之间的夹角大约在90°±10°的范围内。
在本发明的一实施例中,显示面板可进一步包括一配置于第一基板与第一偏光片之间的第一光学补偿膜以及一配置于第二基板与第二偏光片之间的第二光学补偿膜。其中,第一光学补偿膜与第二光学补偿膜分别具有第一光轴与第二光轴。此外,第一光轴与第一配向方向以及第二光轴与第二配向方向几乎是平行的。
在本发明的一实施例中,第一光轴与第一配向方向之间的夹角以及第二光轴与第二配向方向之间的夹角分别在大约0°~5°的范围内。
在本发明的一实施例中,液晶分子的双折射率差值不同于第一光学补偿膜或第二光学补偿膜的双折射率差值。
在本发明的一实施例中,显示面板可进一步包括一配置于第一光学补偿膜与第一偏光片之间的第三光学补偿膜,其中第三光学补偿膜满足ny=nz≠nx的关系式,nx与ny为平面上的主要折射率,而nz为厚度方向上的折射率。
在本发明的一实施例中,第三光学补偿膜的慢轴方向与第一偏光片的第一吸收轴之间的夹角在大约90°±10°的范围内。
在本发明的一实施例中,显示面板可进一步包括一配置于第二光学补偿膜与第二偏光片之间的第四光学补偿膜,其中第四光学补偿膜满足nx=nz≠ny或ny=nz≠nx的关系式,nx与ny为平面上的主要折射率,而nz为厚度方向上的折射率。
在本发明的一实施例中,第四光学补偿膜的慢轴方向与第二偏光片的第二吸收轴之间的夹角在大约90°±10°的范围内。
在本发明的一实施例中,第一偏光片配置于第一基板上,且第一偏光片与液晶分子分别位于第一基板的两侧,而第二偏光片配置于第二基板上,且第二偏光片与液晶分子分别位于第二基板的两侧。
为达上述或其他目的,本发明提出一种显示器,其包括上述的显示面板、一扫描驱动器以及一资料驱动器。其中,扫描驱动器以及资料驱动器会与显示面板连接,并根据一输入资料控制显示面板显示出影像。
为达上述或其他目的,本发明提出一种电子装置,其包括上述的显示器以及一输入装置。其中,输入装置适于提供输入资料至显示器,以使显示器显示出影像。
为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附图式,作详细说明如下。
附图说明
图1A是习知液晶显示面板的示意图。
图1B是习知液晶显示面板的操作示意图。
图2是另一习知液晶显示器的结构示意图。
图3A是图2所示液晶显示面板的对比度与视角的关系图。
图3B是视角坐标系统的定义图。
图4是图2中的液晶显示面板的灰阶反转现象的示意图。
图5是观看者与图2中的液晶显示面板的示意图。
图6是根据本发明一实施例液晶显示面板的结构示意图。
图7A是根据本发明另一实施例液晶显示面板的结构示意图。
图7B是根据本发明又一实施例液晶显示面板的结构示意图。
图7C是根据本发明再一实施例液晶显示面板的结构示意图。
图8A是图7A所示液晶显示面板的对比度与视角的关系图。
图8B是图7B所示液晶显示面板的对比度与视角的关系图。
图8C是图7C所示液晶显示面板的对比度与视角的关系图。
图9A-9B是以不同角度观察习知液晶显示面板的示意图。
图9C-9D是以不同角度观察本发明的液晶显示面板的示意图。
图10A是图7A中的液晶显示面板的灰阶反转现象的示意图。
图10B是图7B中的液晶显示面板的灰阶反转现象的示意图。
图10C是图7C中的液晶显示面板的灰阶反转现象的示意图。
图11是观看者与图7A至图7C中的液晶显示面板的示意图。
图12是根据本发明一实施例的显示器的方块示意图。
图13是根据本发明一实施例的电子装置的方块示意图。
100、200、600、700、700’、700”:液晶显示面板
102、602:上基板 104、604:下基板
106、606:液晶分子 108、110、608、610:偏光片
112、612:非偏振光源 D1~D8、D11~D20:方向
212、214、712、714、716、718:光学补偿膜
312:观看方向
404、802、804、806、808、1002、1004、1006、1008:标记区域
502、1102:太阳眼镜 1200:显示器
1202:显示面板 1204:扫描驱动器
1206:资料驱动器 1300:电子装置
1308:输入设备
具体实施方式
以下将配合附图对本发明进行更为详细的说明,附图中绘示出本发明的实施例。但这些实施例仅是为了更为充分完全地公开本发明,并向本领域技术人员阐明本发明的精神,下述的实施例另非用以限定本发明的范围。任何熟习此项技术的人士在参照本发明的内容后,当可透过多种不同的形式来实现本发明。在所有附图中,相同的标号代表相同的构件。
请参阅图6所示,是根据本发明一实施例液晶显示面板的结构示意图。本实施例的液晶显示面板600包括上基板602、下基板604、配置于上基板602与下基板604之间的液晶分子606、分别配置于上基板602的上与下基板604的下的偏光片608与610以及光源612。其中,上基板602与下基板604可以是透明基板,而光源612可以是能够由下基板604下方提供光线至液晶显示面板600的背光源,如图6中所示,或是能够由上基板602上方提供光线至液晶显示面板600的前光源(图中未示)。
在本发明的一个实施例中,使用者可对靠近于液晶分子606的上基板602下表面以及下基板604上表面进行摩擦配向,以形成用以对液晶分子606进行配向的配向表面。图6中所绘示的方向D11与方向D12分别是上基板602下表面与下基板604上表面的配向方向。如图6所示,邻近于上基板602下表面与下基板604上表面的液晶分子606会分别平行于方向D11与方向D12排列。在本发明的一实施例中,方向D11与方向D12之间的夹角在大约90°±10°的范围内,而较佳是在大约90°±5°的范围内。在上基板602与下基板604之间的液晶分子606会从上基板602的下表面往下基板604的上表面扭旋转大约90°±10°或是90°±5°。在本发明的一实施例中,偏光片608的吸收轴方向D13与方向D11之间的夹角在大约45°±10°的范围内,而较佳是在45°±5°的范围内;而偏光片610的吸收轴方向D14与方向D12之间的夹角在大约45°±10°的范围内,而较佳是在45°±5°的范围内。值得注意的是,图6中所示的偏光片608与偏光片610的吸收轴方向D13与吸收轴方向D14仅是一个示例,并非用以限定本发明的范围。
在本发明的另一实施例中,液晶显示面板还可进一步包括光学补偿膜,如四分之一波片或二分之一波片等。图7A是根据本发明另一实施例液晶显示面板的结构示意图,请参阅图7A,除了液晶显示面板600的基本结构,液晶显示面板700可进一步包括一位于上基板602与偏光片608之间的光学补偿膜712,以及一位于下基板604与偏光片610之间的光学补偿膜714。其中,光学补偿膜712的光轴方向D15与方向D11之间的夹角是在大约0°~10°的范围内,而较佳是在大约0°~5°的范围内;光学补偿膜714的光轴方向D16与方向D12之间的夹角是在大约0°~10°的范围内,而较佳是在大约0°~5°的范围内。光学补偿膜712与光学补偿膜714主要是被用来补偿图6中液晶分子606在不同轴向上的折射率差异。在本发明的一实施例中,液晶分子606的双折射率差值会不同于光学补偿膜712与光学补偿膜714的双折射率差值。因此,本实施例可有效地避免漏光问题,且可有效提升液晶显示面板的显示品质,如对比度。
请参阅图8A是图7A所示,是液晶显示面板的对比度与视角的关系图。由图8A可清楚得知,液晶显示面板700的对比度与视角(如图3B中所定义的坐标轴中的方向312)的关系,其中X轴与Z轴已于图7A中绘示。对比度被定义为画素所能显示的最高亮度(基板602与604之间没有电压)与画素能显示的最低亮度(基板602与604之间存在有电压)之间的比值。值得注意的是,在方位角座标接近270°的区域,习知液晶显示面板(图3A所绘示)的对比度小于10的问题已被解决。此外,图8A中对比度小于10的4个区域802、804、806以及808小于图3中的区域。
请参阅图9A-9B所示,以不同角度观察习知液晶显示面板的示意图。参阅图9A,当在径向座标等于0°的位置观察图2中的液晶显示面板200时,偏光片108的吸收轴方向D3与偏光片110的吸收轴方向D4会互相垂直。但在图9B中,当在方位角座标等于270°与径向座标接近例如70°的位置观察图2中的液晶显示面板200时,偏光片108的吸收轴方向D3与偏光片110的吸收轴方向D4不会互相垂直。因此,当在图9B所示的视角观察液晶显示面板200时,液晶显示面板200便会有漏光的现象产生,进而产生对比度小于10的区域302。
请参阅图9C-9D所示,为以不同角度观察本发明的液晶显示面板的示意图。参阅图9C,当在径向座标等于0°的位置观察图6中所示的液晶显示面板600或是图7A中所示的液晶显示面板700时,偏光片608的吸收轴方向D13与偏光片610的吸收轴方向D14会互相垂直。但是在图9D中,当在方位角座标等于270°与径向座标接近例如70°的位置观察图6中所示的液晶显示面板600或是图7A中所示的液晶显示面板700时,偏光片608的吸收轴方向D13与偏光片610的吸收轴方向D14仍然是互相垂直。因此,习知的液晶显示面板200中对比度小于10的区域302消失了。
请参阅图10A所示,为图7A中的液晶显示面板的灰阶反转现象的示意图。值得注意的是,在图4中,当方位角座标接近90°或270°时,会发生严重的灰阶反转现象,而由图10A所绘示的曲线图中可知,此严重的灰阶反转现象有所改善。特别的是,由图10A可知,沿方位角座标270°,灰阶仅反转最多两次,因此如图4所绘示的灰阶多次反转的现象已被消除了。换句话说,在本发明中,发生在区域1002、1004、1006、1008的灰阶反转现象也可获得改善。
以下为本发明的变化实施例,而上述的所有内容都将并入本实施例中作为参考。
请参阅图7B所示,是根据本发明又一实施例液晶显示面板的结构示意图;图8B是图7B所示液晶显示面板的对比度与视角的关系图;图10B是图7B中的液晶显示面板的灰阶反转现象的示意图。请同时参阅图7B、图8B与图10B,除了液晶显示面板700的基础结构的外,本实施例的液晶显示面板700’可进一步包括一第三光学补偿膜716。其中,第三光学补偿膜716的这折射率特性需满足nx=nz≠ny或ny=nz≠nx的关系式,nx与ny为平面上的主要折射率,而nz为厚度方向上的折射率。此外,第三光学补偿膜716是配置于光学补偿膜712与偏光片608之间。第三光学补偿膜716的慢轴方向D19与方向D15之间的夹角可在大约45°±10°的范围内,而较佳是在大约45°±5°的范围内。换句话说,第三光学补偿膜716的慢轴方向D19与方向D13之间的夹角可在大约90°±10°的范围内,而较佳是在大约90°±50的范围内。在本实施例中,不但可有效地避免漏光问题,且可有效提升液晶显示面板的显示品质,如对比度(如图8B与图10B所示)。
请参阅图7C所示,是根据本发明再一实施例液晶显示面板的结构示意图;图8C是图7C所示液晶显示面板的对比度与视角的关系图;图10C是图7C中的液晶显示面板的灰阶反转现象的示意图。请同时参阅图7C、图8C与图10C,除了液晶显示面板700基本结构的外,本实施例的液晶显示面板700”可进一步包括一第四光学补偿膜718。其中,第四光学补偿膜718的这折射率特性需满足nx=nz≠ny或ny=nz≠nx的关系式,nx与ny为平面上的主要折射率,而nz为厚度方向上的折射率。此外,第四光学补偿膜718是配置于光学补偿膜714与偏光片610之间。第四光学补偿膜718的慢轴方向D20与方向D16之间的夹角可在大约45°±10°的范围内,而较佳是在大约45°±5°的范围内。换句话说,第四光学补偿膜718的慢轴方向D20与方向D14之间的夹角可在大约90°±10°的范围内,而较佳是在大约90°±5°的范围内。在本实施例中,不但可有效地避免漏光问题,且可有效提升液晶显示面板的显示品质,如对比度(如图8C与图10C所示)。
请参阅图11所示,其为观看者与图7A至图7C中的液晶显示面板的示意图。请参阅图11与图7A,图7A中的液晶显示面板700所显示的影像具有一垂直于方向D13的偏光方向D17。因此,当观察者配戴偏光方向为D18的偏光太阳眼镜1102观察液晶显示面板时,偏光方向D18是垂直于液晶显示面板700所显示的影像的偏光方向D17,与现有技术相比,观察者配戴太阳眼镜1102时所观察到的亮度不会有明显降低。
请参阅图12所示,是根据本发明一实施例的显示器的方块示意图。本实施例的显示器1200包括一显示面板1202、藉由多条扫描线连接到显示面板的扫描驱动器1204以及藉由多条资料线连接到显示器1200的资料驱动器1206。其中,扫描驱动器1204以及资料驱动器会根据一输入资料控制显示面板1202显示出影像。本发明的显示面板1200已经在上面已经有详细描述(如图7A、7B、7C),故于此不再重述。
请参阅图13所示,是根据本发明一实施例的电子装置的方块示意图。本实施例的电子装置1300包括如图12所示的显示器1200以及一连接到该显示器1200的输入设备1308。其中,输入设备1308可被用于接收影像资料、使用者发出的命令等等。本发明的显示器1200在上面已经有详细描述,故于此不再重述。
综上所述,在本发明中,由于液晶显示面板中偏光片的吸收轴方向实质上不是与液晶显示面板中基板的配向方向平行,因此,在方位角座标接近270°时,低对比度的问题、灰阶反转的问题以及使用者佩戴太阳眼镜时亮度会降低的问题,皆已获得到大幅度地改善。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然其并非用以限定本发明,任何熟习此技艺者,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作些许的更动与润饰,因此本发明的保护范围当视后附的权利要求所界定者为准。
Claims (12)
1、一种显示面板,其特征在于其包括:
一第一基板,包括一具有第一配向方向的第一配向表面;
一第二基板,平行并相对于第一基板,其中第一基板包括一具有第二配向方向的第二配向表面;
液晶分子,配置于第一配向表面与第二配向表面之间;
一第一偏光片,具有第一吸收轴,且配置于第一基板上;
一第二偏光片,具有第二吸收轴,且配置于第二基板上;以及
其中第一吸收轴与第一配向方向之间的夹角以及第二吸收轴与第二配向方向之间的夹角分别在大约45°±10°的范围内。
2、根据权利要求1所述的显示面板,其特征在于其中第一配向方向与第二配向方向之间的夹角大约在90°±10°的范围内。
3、根据权利要求1所述的显示面板,其特征在于其更包括:
一第一光学补偿膜,具有第一光轴,且配置于第一基板与第一偏光片之间;
一第二光学补偿膜,具有第二光轴,且配置于第二基板与第二偏光片之间;以及
其中第一光轴与第一配向方向以及第二光轴与第二配向方向平行。
4、根据权利要求3所述的显示面板,其特征在于其中第一光轴与第一配向方向之间的夹角以及第二光轴与第二配向方向之间的夹角分别在大约0°~10°的范围内。
5、根据权利要求3所述的显示面板,其特征在于其中液晶分子的双折射率差值不同于第一光学补偿膜或第二光学补偿膜的双折射率差值。
6、根据权利要求3所述的显示面板,其特征在于其更包括一配置于第一光学补偿膜与第一偏光片之间的第三光学补偿膜,其中第三光学补偿膜满足nx=nz≠ny或ny=nz≠nx的关系式,nx与ny为平面上的主要折射率,而nz为厚度方向上的折射率。
7、根据权利要求6所述的显示面板,其特征在于其中第三光学补偿膜的慢轴方向与第一偏光片的第一吸收轴之间的夹角在大约90°±10°的范围内。
8、根据权利要求3所述的显示面板,其特征在于其更包括一配置于第二光学补偿膜与第二偏光片之间的第四光学补偿膜,其中第四光学补偿膜满足nx=nz≠ny或ny=nz≠nx的关系式,nx与ny为平面上的主要折射率,而nz为厚度方向上的折射率。
9、根据权利要求8所述的显示面板,其特征在于其中第四光学补偿膜的慢轴方向与第二偏光片的第二吸收轴之间的夹角在大约90°±10°的范围内。
10、根据权利要求1所述的显示面板,其特征在于其中第一偏光片配置于第一基板上,且第一偏光片与液晶分子分别位于第一基板的两侧,而第二偏光片配置于第二基板上,且第二偏光片与液晶分子分别位于第二基板的两侧。
11、一种显示器,其特征在于其包括:
一权利要求1所述的显示面板;以及
一扫描驱动器与一资料驱动器,与显示面板连接,并根据一输入资料控制显示面板显示出影像。
12、一种电子装置,其特征在于其包括:
一权利要求11所述的显示器;以及
一输入装置,适于提供输入资料至显示器,以使显示器显示出影像。
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