TW201822389A - 發光裝置 - Google Patents
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Abstract
一種發光裝置包含有機發光元件及光學層組。有機發光元件具有發光面。光學層組具有相對之第一表面及第二表面。第一表面較第二表面接近發光元件。光學層組包含偏光層及濾光層。偏光層設置於發光元件之發光面上。濾光層設置於發光元件之發光面上。當光線從第二表面穿過光學層組而通過第一表面成為第一光線,第一光線具有第一光譜,當光線從第一表面穿過光學層組而通過第二表面成為第二光線,第二光線具有第二光譜。第一光譜相異於第二光譜。第一光譜於波長值為380 nm以下之穿透率小於或等於2%。
Description
本發明係關於一種發光裝置,特別是有關於一種以有機發光元件發光之發光裝置。
自工業革命出現陰極射線管顯示器,人們可藉由發送訊號供各台顯示器接收,以令顯示器之收視使用者獲得與此訊號相關之各種訊息。然而,陰極射線管有著體積過大、耗電量過大以及輻射線劑量過高等缺點。因此,近年來有各種顯示器不斷地發展出來,以冀求體積縮小、省電以及低輻射劑量。而且,除了希望夠克服上述陰極射線管之缺點以外,還希望能夠保留陰極射線管之如色彩鮮豔及廣視角等優點。
於各種顯示器中,發展有液晶顯示器、電漿顯示器及藉由有機發光元件做為顯示手段的顯示器。有機發光元件具有色彩鮮豔、對比鮮明、高反應速率、畫面不跳動、廣視角、體積輕薄、耗電量低及輻射劑量低等優點。然而,有機發光元件於受到其他高能量射線照射後,有機發光元件內之有機分子可能會斷裂,而可能會有啟動電壓升高且發光量變低等情形發生。
有鑑於以上的問題,本發明提出一種發光裝置,藉由限制照射於有機發光元件之光線以增進其壽命。
本發明之一實施例提出一種發光裝置包含有機發光元件及光學層組。有機發光元件具有發光面。光學層組具有相對之第一表面及第二表面。第一表面較第二表面接近發光元件。光學層組包含偏光層及濾光層。偏光層設置於發光元件之發光面上。濾光層設置於發光元件之發光面上。當光線從第二表面穿過光學層組而通過第一表面成為第一光線,第一光線具有第一光譜,當光線從第一表面穿過光學層組而通過第二表面成為第二光線,第二光線具有第二光譜。第一光譜相異於第二光譜。第一光譜於波長值為380 nm以下之穿透率小於或等於2%。
根據本發明之實施例之發光裝置,能夠藉由光學層組之配置,使得光線從第二表面穿過光學層組而通過第一表面時,波長值為380 nm以下之光線僅能透光小於或等於2%,而不至於對有機發光元件造成傷害,而有機發光元件所發出之光線從第二表面穿過光學層組而通過第一表面時,則光線不會受到光學層組太多的影響,而能夠維持有機發光元件所發出之光線的表現。
以上之關於本發明內容之說明及以下之實施方式之說明係用以示範與解釋本發明之精神與原理,並且提供本發明之專利申請範圍更進一步之解釋。
以下在實施方式中詳細敘述本發明之實施例之詳細特徵以及優點,其內容足以使任何本領域中具通常知識者了解本發明之實施例之技術內容並據以實施,且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式,任何本領域中具通常知識者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。以下之實施例係進一步詳細說明本發明之觀點,但非以任何觀點限制本發明之範疇。
說明書中所述之「上」,可表示為懸置於上方,亦可表示為接觸於上表面。
請參照圖1A及圖1B,圖1A繪示依照本發明之一實施例之發光裝置1之立體分解示意圖,圖1B繪示圖1A之有機發光元件110所發出之藍光之發光強度相對於波長之示意圖。發光裝置1包含有機發光元件110及光學層組120。有機發光元件110具有發光面110a。光學層組120具有相對之第一表面120a及第二表面120b。第一表面120a較第二表面120b接近有機發光元件110。
光學層組120包含偏光層121及濾光層122。偏光層121設置於發光元件110之發光面110a上。偏光層121可包含相位延遲層,用以延遲所經過之光線之相位,其中相位延遲層可為四分之一波片。偏光層121具有彼此相異之第一快軸方向N1及第一慢軸方向N2。第一快軸方向N1與第一慢軸方向N2之夾角可為90°。
濾光層122設置於有機發光元件110之發光面110a上。濾光層122可位於有機發光元件110及偏光層121之間。濾光層122之材質可為聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate,PET)。濾光層122可具有彼此相異之第二快軸方向N3及第二慢軸方向N4,第二快軸方向N3與第二慢軸方向N4之夾角可為90°。濾光層122沿第二快軸方向N3之折射率及沿第二慢軸方向N4之折射率相異。偏光層121之第一快軸方向N1與濾光層122之第二快軸方向N3之夾角可約為3°。舉例而言,偏光層121之第一快軸方向N1之角度為0°或180°時,濾光層122之第二快軸方向N3之角度可約為177°。
於製作濾光層122時,可藉由拉伸濾光層122之材料且貼附於其他元件之方式,以完成濾光層122,其中拉伸濾光層122之方向可為第二快軸方向N3,被貼附之其他元件可為偏光層121。但不以此為限。於製作濾光層122時,亦可藉由將液態之濾光層之材料塗佈於其他元件並加以固化之方式,以完成濾光層122,其中塗佈濾光層122之方向亦可為第二快軸方向N3,被塗佈之其他元件亦可為偏光層121。另外,還可以配向方式沿第二快軸方向N3及第二慢軸方向N4形成濾光層122。其中,此配向方式可為將有濾光特性之離子摻雜於PET(polyethylene terephthalate)塑膠膜中,並使其以第二快軸方向N3或第二慢軸方向N4均勻排列。
於本實施例中,可見光之波長範圍可為380 nm~780 nm,濾光層122對於可見光之總穿透率可為90%以上,或者對於可見光之平均穿透率可為90%以上。濾光層122對於波長值為420 nm以下之光線之穿透率可小於15%。濾光層122及偏光層121對於可見光之總穿透率可為43%以上。濾光層122之厚度及偏光層121之厚度之總和可小於或等於180微米。
而且,如圖1B所示,圖中之曲線為圖1A之有機發光元件110所發出之藍光之發光強度相對於波長之示意圖。於本實施例中,有機發光元件110所發出之藍光之波長範圍可為420 nm至480 nm。此藍光之最強強度可表示為H,於此最強強度所對應之波長值可表示為波長峰值L,此藍光於最強強度之半高強度可表示為H/2,此藍光對應於半高強度H/2時之波長值之寬度可表示為波長半高寬W,有機發光元件110所發出之此藍光之波長峰值L減去此藍光之波長半高寬W可表示為波長值L-W。濾光層122對於波長值L-W以下之光線之穿透率可小於2%。
請參照圖2A及圖2B。圖2A繪示圖1A之光學層組120中,當光線L0從第二表面120b穿過光學層組120而通過第一表面120a成為第一光線L1時,第一光線L1所具有之第一光譜λ1之示意圖。圖2B繪示圖1A之光學層組120中,當光線L0從第一表面120a穿過光學層組而通過第二表面120b成為第二光線L2時,第二光線L2所具有之第二光譜λ2之示意圖。
於欲取得光線穿過光學層組120之光譜時,可將光學層組120設置於蓋體130上,且第一表面120a朝向蓋體130,第二表面120b背對蓋體130。濾光層122可位於蓋體130及偏光層121之間。蓋體130可為玻璃。如圖2A所示,令測試用光線L0從第二表面120b穿過光學層組120而通過第一表面120a成為第一光線L1,且於蓋體130接收第一光線L1而取得第一光譜λ1。如圖2B所示,令測試用光線L0從蓋體130穿過第一表面120a且穿過光學層組120而通過第二表面120b成為第二光線L2,且於第二表面120b接收第二光線而取得第二光譜λ2。綜合圖2A及圖2B可知,第一光譜λ1相異於第二光譜λ2。第二光譜λ2於波長值為380nm以下之穿透率可大於2%。
由圖2A所示之第一光譜可知,如圖中虛線圈起之部分所示,第一光線於波長約為380 nm以下之穿透率非常接近為零,表示波長約為380 nm以下之光線,例如UV(ultraviolet)光,幾乎不會從第二表面120b穿透光學層組120而通過第一表面120a。詳言之,第一光譜λ1於波長值為380 nm以下之穿透率可小於或等於2%。因此,當如圖1A所示將有機發光元件110設置於第一表面120a時,則可大幅避免有機發光元件110受到波長約為380 nm以下之光線照射,而能夠避免有機發光元件110內之有機分子因此發生斷裂之情形,進而提升有機發光元件110之壽命。
由圖2B所示之第二光譜可知,如圖中虛線圈起之部分所示,第二光線於波長約為380 nm以下仍可有些許的穿透率,表示波長約為380 nm以下之光線仍些許能夠從第一表面120a穿透光學層組120而通過第二表面120b。詳言之,第二光譜λ2於波長值為380nm以下之穿透率可大於2%。因此,當如圖1A所示將有機發光元件110設置於第一表面120a時,有機發光元件110所發出之光線中之波長約為380 nm以下之光線,亦能夠經過光學層組120而供發光裝置1之使用者觀看,因此能夠維持發光裝置1所呈現之色彩表現。
以下將說明圖1A之光學層組120對於有機發光元件110之保護效果。
此處之測試條件,是將未運作時之發光裝置儲存於太陽照射模擬儀器中,且根據IEC 60068-2-5,Sa試驗之地面太陽輻射模擬規範進行測試。其中,最高溫約為攝氏40度,最低溫約為攝氏25度,照度約為1120W/m2
。於每一次循環中,照射狀態下持續八個小時,黑暗狀態下維持十六個小時。於每次取測試點時對有機發光元件110導通相同電流之電源,以測試其發光強度。
請參照圖3A、圖3B及圖3C。圖3A繪示於相異結構下之有機發光元件110之紅光發光強度相對於循環次數之關係之示意圖。圖3B繪示於相異結構下之有機發光元件110之綠光發光強度相對於循環次數之關係之示意圖。圖3C繪示於相異結構下之有機發光元件110之藍光發光強度相對於循環次數之關係之示意圖。圖中以三角形標記(▲)之測試點為設置有光學層組120保護有機發光元件110之情形,此結構為第一結構,如圖1A之發光裝置1。圖中以菱形標記(◆)之測試點為僅設置偏光層121保護有機發光元件110之情形,此結構為第二結構。圖中以圓形標記(●)之測試點為未設置其他元件保護有機發光元件110之情形,此結構為第三結構。實粗線為參考數值,表示圖1A之發光裝置1完全未進行地面太陽輻射模擬測試時之情形。
如圖3A所示,於六次循環後,未設置其他元件保護有機發光元件110之第三結構中,有機發光元件110之紅光發光強度便降至70%以下。僅設置偏光層121保護有機發光元件110之第二結構中,有機發光元件110之紅光發光強度便降至95%以下。設置光學層組120保護有機發光元件110之第一結構中,有機發光元件110之紅光發光強度可維持在95%以上。於十次循環後,第二結構之有機發光元件110之紅光發光強度便降至90%以下,第一結構之有機發光元件110之紅光發光強度可維持在90%以上。其中,第一結構之有機發光元件110之紅光發光強度比第二結構之有機發光元件110之紅光發光強度高出約7.3%。
如圖3B所示,未設置其他元件保護有機發光元件110之第三結構中,有機發光元件110經過於二次循環後其綠光發光強度便降至93%以下。僅設置偏光層121保護有機發光元件110之第二結構中以及設置光學層組120保護有機發光元件110之第一結構中,有機發光元件110於十次循環中之綠光發光強度可維持在98%以上。第二結構及第一結構於此測試中其有機發光元件110之綠光發光強度幾乎未見有衰退的現象。
如圖3C所示,未設置其他元件保護有機發光元件110之第三結構中,有機發光元件110經過於二次循環後其藍光發光強度便降至63%以下,而第一結構之有機發光元件110之藍光發光強度幾乎未見有衰退的現象。僅設置偏光層121保護有機發光元件110之第二結構中,有機發光元件110經過二次循環後其藍光發光強度便降至88%以下,經過六次循環後其藍光發光強度便降至82%以下,經過八次循環後其藍光發光強度便降至75%以下,十次循環後之藍光發光強度約為70~75%。設置光學層組120保護有機發光元件110之第一結構中,有機發光元件110經過四次循環前之藍光發光強度可維持在95%以上,經過四次循環後其藍光發光強度僅降至95%左右,經過七次循環後其藍光發光強度才降至90%以下,十次循環後之藍光發光強度仍然保有約為80~85%。因此,於十次循環後,以光學層組120保護之有機發光元件110之藍光發光強度比僅以偏光層121保護有機發光元件110之藍光發光強度高出約13.7%。
由上可知,光學層組120可有效保護有機發光元件110,以減緩亮度衰減的產生。
請參照圖4A、圖4B及圖4C。圖4A繪示於相異結構下之紅光有機發光元件110之跨壓(cross voltage)相對於循環次數之關係之示意圖。圖4B繪示於相異結構下之綠光有機發光元件110之跨壓相對於循環次數之關係之示意圖。圖4C繪示於相異結構下之藍光有機發光元件110之跨壓相對於循環次數之關係之示意圖。圖中以三角形標記(▲)之測試點為設置有光學層組120保護有機發光元件110之情形,此結構為第一結構,如圖1A之發光裝置1。圖中以菱形標記(◆)之測試點為僅設置偏光層121保護有機發光元件110之情形,此結構為第二結構。圖中以圓形標記(●)之測試點為未設置其他元件保護有機發光元件110之情形,此結構為第三結構。
如圖4A所示,未設置其他元件保護有機發光元件110時之第三結構中,紅光有機發光元件110之跨壓會不斷地上升,十次循環後之跨壓上升約4.5~5伏特。僅設置偏光層121保護有機發光元件110時之第二結構中,紅光有機發光元件110之跨壓會較緩慢地上升,十次循環後之跨壓上升約3伏特。設置光學層組120保護有機發光元件110時之第一結構中,紅光有機發光元件110之跨壓會更緩慢地上升,十次循環後之跨壓僅上升約1.5伏特。於十次循環後,以光學層組120保護之紅光有機發光元件110之跨壓比僅以偏光層121保護紅光有機發光元件110之跨壓低約1.5伏特。
相似地,如圖4B所示,未設置其他元件保護有機發光元件110時之第三結構中,綠光有機發光元件110之跨壓會不斷地上升,十次循環後之跨壓上升約4.5~5伏特。僅設置偏光層121保護有機發光元件110時之第二結構中,綠光有機發光元件110之跨壓會較緩慢地上升,十次循環後之跨壓上升約2~2.5伏特。設置光學層組120保護有機發光元件110時之第一結構中,綠光有機發光元件110之跨壓會更緩慢地上升,十次循環後之跨壓上升約1.5伏特。於十次循環後,以光學層組120保護之綠光有機發光元件110之跨壓比僅以偏光層121保護綠光有機發光元件110之跨壓低約0.8伏特。
相似地,如圖4C所示,未設置其他元件保護有機發光元件110之第三結構中,藍光有機發光元件110之跨壓會不斷地上升,十次循環後之跨壓上升約5~5.5伏特。僅設置偏光層121保護有機發光元件110之第二結構中,藍光有機發光元件110之跨壓會較緩慢地上升,十次循環後之跨壓上升約3~3.5伏特。設置光學層組120保護有機發光元件110之第一結構中,藍光有機發光元件110之跨壓會更緩慢地上升,十次循環後之跨壓上升約2.5~3伏特。於十次循環後,以光學層組120保護之藍光有機發光元件110之跨壓比僅以偏光層121保護有機發光元件110之跨壓低約0.6伏特。
由上可知,光學層組120可有效保護有機發光元件110,以減緩跨壓上升的情形,進而能夠減少耗電。
另外,以下將介紹依照本發明之各種實施例之發光裝置。
請參照圖5A,繪示依照本發明之另一實施例之發光裝置2之剖面示意圖。於本實施例中,發光裝置2包含有機發光元件110、可做為光學層組之偏光層121及濾光層122、第一保護層131及第二保護層132。圖5A之有機發光元件110、偏光層121及濾光層122可與圖1A中之有機發光元件110、偏光層121及濾光層122類似或相同,故在此不再贅述其詳細內容。第二保護層132設置於有機發光元件110上,且發光面110a朝向第二保護層132。第二保護層132設置於第一保護層131及有機發光元件110之間。第一保護層131之硬度大於第二保護層132。第一保護層131及第二保護層132皆可為透光材質。第一保護層131例如可以為强化玻璃蓋板,但不以此為限。第二保護層例如可以是玻璃或塑膠,但不以此為限。
於本實施例中,第二保護層132可設置於有機發光元件110之發光面110a上。濾光層122可設置於第二保護層132上。偏光層121可設置於濾光層122上。第一保護層131可設置於偏光層121上。其中,各層之間可直接緊密接合,或者可夾有膠層或空氣層,更或者可部分緊密接合且部分夾有膠層或空氣層。
請參照圖5B,繪示依照本發明之另一實施例之發光裝置3之剖面示意圖。於本實施例中,第二保護層132可設置於有機發光元件110之發光面110a上。第一保護層131可設置於第二保護層132上。濾光層122可設置於第一保護層131上。偏光層121可設置於濾光層122上。其中,各層之間可直接緊密接合,或者可夾有膠層或空氣層,更或者可部分緊密接合且部分夾有膠層或空氣層。
請參照圖5C,繪示依照本發明之另一實施例之發光裝置4之剖面示意圖。於本實施例中,第二保護層132可設置於有機發光元件110之發光面110a上。濾光層122可設置於第二保護層132上。第一保護層131可設置於濾光層122上。偏光層121可設置於第一保護層131上。其中,各層之間可直接緊密接合,或者可夾有膠層或空氣層,更或者可部分緊密接合且部分夾有膠層或空氣層。
請參照圖5D,繪示依照本發明之另一實施例之發光裝置5之剖面示意圖。於本實施例中,濾光層122可設置於有機發光元件110之發光面110a上。偏光層121可設置於濾光層122上。第二保護層132可設置於偏光層121上。第一保護層131可設置於第二保護層132上。其中,各層之間可直接緊密接合,或者可夾有膠層或空氣層,更或者可部分緊密接合且部分夾有膠層或空氣層。
請參照圖5E,繪示依照本發明之另一實施例之發光裝置6之剖面示意圖。於本實施例中,濾光層122可設置於有機發光元件110之發光面110a上。第二保護層132可設置於濾光層122上。偏光層121可設置於第二保護層132上。第一保護層131可設置於偏光層121上。其中,各層之間可直接緊密接合,或者可夾有膠層或空氣層,更或者可部分緊密接合且部分夾有膠層或空氣層。
請參照圖5F,繪示依照本發明之另一實施例之發光裝置7之剖面示意圖。於本實施例中,濾光層122可設置於有機發光元件110之發光面110a上。第二保護層132可設置於濾光層122上。第一保護層131可設置於第二保護層132上。偏光層121可設置於第一保護層131上。其中,各層之間可直接緊密接合,或者可夾有膠層或空氣層,更或者可部分緊密接合且部分夾有膠層或空氣層。
綜上所述,本發明之實施例之發光裝置,能夠藉由光學層組120之配置,使得光線從第二表面穿過光學層組而通過第一表面時,波長值為380 nm以下之能量較高的光線僅能透光小於或等於2%,而不至於對有機發光元件造成傷害,而有機發光元件所發出之光線從第二表面穿過光學層組而通過第一表面時,則光線不會受到光學層組太多的影響,而能夠維持有機發光元件所發出之光線的表現。
雖然本發明以前述之實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明。在不脫離本發明之精神和範圍內,所為之更動與潤飾,均屬本發明之專利保護範圍。關於本發明所界定之保護範圍請參考所附之申請專利範圍。
1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11‧‧‧發光裝置
110‧‧‧有機發光元件
110a‧‧‧發光面
120‧‧‧光學層組
120a‧‧‧第一表面
120b‧‧‧第二表面
121‧‧‧偏光層
122‧‧‧濾光層
130‧‧‧蓋體
131‧‧‧第一保護層
132‧‧‧第二保護層
L0、L1、L2‧‧‧光線
N1‧‧‧第一快軸方向
N2‧‧‧第一慢軸方向
N3‧‧‧第二快軸方向
N4‧‧‧第二慢軸方向
圖1A繪示依照本發明之一實施例之發光裝置之立體分解示意圖。 圖1B繪示圖1A之有機發光元件所發出之藍光之波長峰值減去藍光之波長半高寬之波長值之示意圖。 圖2A繪示圖1A之光學層組中,當光線從第二表面穿過光學層組而通過第一表面成為第一光線時,第一光線所具有之第一光譜之示意圖。 圖2B繪示圖1A之光學層組中,當光線從第一表面穿過光學層組而通過第二表面成為第二光線時,第二光線所具有之第二光譜之示意圖。 圖3A繪示測試圖1A於相異結構下之有機發光元件之紅光發光強度相對於循環次數之關係之示意圖。 圖3B繪示測試圖1A於相異結構下之有機發光元件之綠光發光強度相對於循環次數之關係之示意圖。 圖3C繪示測試圖1A於相異結構下之有機發光元件之藍光發光強度相對於循環次數之關係之示意圖。 圖4A繪示測試圖1A於相異結構下之紅光有機發光元件之跨壓相對於循環次數之關係之示意圖。 圖4B繪示測試圖1A於相異結構下之綠光有機發光元件之跨壓相對於循環次數之關係之示意圖。 圖4C繪示測試圖1A於相異結構下之藍光有機發光元件之跨壓相對於循環次數之關係之示意圖。 圖5A繪示依照本發明之另一實施例之發光裝置之剖面示意圖。 圖5B繪示依照本發明之另一實施例之發光裝置之剖面示意圖。 圖5C繪示依照本發明之另一實施例之發光裝置之剖面示意圖。 圖5D繪示依照本發明之另一實施例之發光裝置之剖面示意圖。 圖5E繪示依照本發明之另一實施例之發光裝置之剖面示意圖。 圖5F繪示依照本發明之另一實施例之發光裝置之剖面示意圖。
Claims (14)
- 一種發光裝置,包括: 一有機發光元件,具有一發光面;以及一光學層組,具有相對之一第一表面及一第二表面,該第一表面較該第二表面接近該有機發光元件,該光學層組包括:一濾光層,設置於該有機發光元件之該發光面上;以及一偏光層,設置於該有機發光元件之該發光面上;其中,當一光線從該第二表面穿過該光學層組而通過該第一表面成為一第一光線,該第一光線具有一第一光譜,當該光線從該第一表面穿過該光學層組而通過該第二表面成為一第二光線,該第二光線具有一第二光譜,該第一光譜相異於該第二光譜,其中該第一光譜於波長值為380 nm以下之穿透率小於或等於2%。
- 如請求項1所述之發光裝置,其中該濾光層位於該有機發光元件及該偏光層之間。
- 如請求項1所述之發光裝置,其中該第二光譜於波長值為380nm以下之穿透率大於2%。
- 如請求項1所述之發光裝置,其中該濾光層具有彼此相異之一快軸方向及一慢軸方向,該濾光層沿該快軸方向之折射率及沿該慢軸方向之折射率相異。
- 如請求項1所述之發光裝置,其中該濾光層對於波長值為420 nm以下之光線之穿透率小於15%。
- 如請求項1所述之發光裝置,其中該濾光層對於該有機發光元件所發出之一藍光之波長峰值減去該藍光之波長半高寬之波長值以下之穿透率小於2%。
- 如請求項6所述之發光裝置,其中該藍光之波長範圍為420 nm至480 nm。
- 如請求項1所述之發光裝置,其中該濾光層對於可見光之穿透率為90%以上。
- 如請求項1所述之發光裝置,其中該濾光層之厚度及該偏光層之厚度之總和小於或等於180微米。
- 如請求項1所述之發光裝置,其中該濾光層及該偏光層對於可見光之總穿透率為43%以上。
- 如請求項1所述之發光裝置,其中該偏光層包括一相位延遲層,設置於該有機發光元件上,且用以延遲所經過之光線之相位。
- 如請求項11所述之發光裝置,其中該相位延遲層為四分之一波片。
- 如請求項1所述之發光裝置,更包括一第一保護層,設置於該有機發光元件上,且該發光面朝向該第一保護層。
- 如請求項13所述之發光裝置,更包括一第二保護層,設置於該第一保護層及該有機發光元件之間,該第一保護層之硬度大於該第二保護層。
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