TWI570615B - 內嵌式觸控顯示面板 - Google Patents
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Description
本發明係關於一種內嵌式觸控顯示面板，尤指一種將感測線路整合於陣列基板內之內嵌式觸控顯示面板。
隨著科技日新月異，觸控面板由於具有人機互動的特性，已被廣泛應用於儀器的外埠輸入介面上。近年來，隨著消費性電子產品的應用面發展越廣，將觸控功能與顯示面板結合而形成觸控顯示面板之應用產品也越多，例如：行動電話(mobile phone)、衛星導航系統(GPS navigator system)、平板電腦(tablet PC)、個人數位助理(PDA)以及筆記型電腦(laptop PC)等。
目前，由於傳統觸控顯示面板中，其感測線路的驅動電極與感測電極係由透明的氧化銦錫所形成，以避免影響顯示面板的顯示。然而，由於氧化銦錫具有一定電阻值，因此當觸控顯示面板的尺寸越大或感測線路的驅動電極與感測電極的寬度越小時，感測線路會受限於氧化銦錫的電阻值而產生明顯的電阻電容負載效應，使得感測線路的靈敏度不均勻，且需提高驅動感測線路的訊號大小，進而增加觸控顯示面板的功率損耗。
本發明之目的之一在於提供一種內嵌式觸控顯示面板，以降低觸控靈敏度不均勻的情況，並減少觸控顯示面板的功率消耗。
本發明之一實施例提供一種內嵌式觸控顯示面板，其包含一第一基板、一第一透明電極、複數條共同電極條以及一感測線路。第一基板上定義有複數個子畫素，且各該子畫素具有一沿著第一方向之掃描線、一沿著第二方向之資料線與一主動元件，其中，主動元件的閘極連接掃描線，且主動元件的源極連接資料線。第一透明電極設置於各子畫素內。共同電極條對應掃描線之一部分設置。感測線路設置於第一基板的部分子畫素上，且感測線路對應於掃描線與資料線設置，其中感測線路包括複數條第一電極串列、複數個網格電極區塊、複數條第二電極線段以及複數個透明橋接電極。第一電極串列分別沿著第一方向延伸，且各第一電極串列彼此分隔，其中各第一電極串列包括複數條主感測條，任兩相鄰之主感測條之間設置有至少兩列子畫素，且主感測條對應掃描線之另一部分設置，其中各共同電極條分別設置於任兩相鄰之主感測條之間，且第一電極串列與共同電極條彼此分隔。各網格電極區塊彼此分隔，且其包括複數條彼此電性連接的第一電極線段，其中第一電極線段對應資料線之一部分設置，且各第一電極串列設置於任兩相鄰並沿著第二方向排列之網格電極區塊之間。第二電極線段對應資料線之另一部分設置，其中各第二電極線段設置於任兩相鄰之各主感測條與各共同電極條之間，並與各主感測條以及各共同電極條彼此分隔。透明橋接電極分別橫跨各主感測條與各共同電極條，且透明橋接電極連接任兩相鄰之第二電極線段和任兩相鄰之各網格電極區塊與各第二電極線段，以形成複數條第二電極串列，其中，各透明橋接電極與各第一透明電極彼此分隔。
本發明之另一實施例提供一種內嵌式觸控顯示面板，其包含一第一基板、一第一透明電極、複數條共同電極條以及一感測線路。第一基板上定義有複數個子畫素，且各子畫素具有一沿著第一方向之掃描線、一沿著第二方向之資料線與一主動元件，其中，主動元件的閘極連接掃描線，主動元件的源極連接資料線。第一透明電極設置於各子畫素內，其中任兩相鄰之子畫素之第一透明電極之間具有一間隔，且沒有資料線與掃描線沿著間隔延伸經過。共同電極條對應掃描線之一部分設置。感測線路設置於第一基板的部分子畫素上，且感測線路對應於掃描線、資料線與間隔設置，其中感測線路包括複數條第一電極串列、複數條共同電極條、複數個網格電極區塊、複數條第二電極線段以及複數個透明橋接電極。第一電極串列分別沿著第一方向延伸，且各第一電極串列彼此分隔，其中各第一電極串列包括複數條主感測條，任兩相鄰之主感測條之間設置有至少兩列子畫素，且主感測條對應掃描線之另一部分設置，其中各共同電極條分別設置於任兩相鄰之主感測條之間，且第一電極串列與共同電極條彼此分隔。共同電極條分別設置於任兩相鄰之主感測條之間，其中主感測條與共同電極條對應掃描線之一部分設置，且第一電極串列與共同電極條彼此分隔。各網格電極區塊彼此分隔，且其包括複數條彼此電性連接的第一電極線段，其中第一電極線段對應資料線之一部分以及間隔之一部分設置，且各第一電極串列設置於任兩相鄰並沿著第二方向排列之網格電極區塊之間。第二電極線段分別對應資料線之另一部分與間隔之另一部分設置，其中各第二電極線段設置於任兩相鄰之各主感測條與各共同電極條之間，並與各主感測條以及各共同電極條彼此分隔。透明橋接電極分別橫跨各主感測條與各共同電極條，且透明橋接電極連接任兩相鄰並沿著第二方向排列之第二電極線段和任兩相鄰之各等網格電極區塊與各第二電極線段，以形成複數條第二電極串列，其中，各透明橋接電極與各第一透明電極彼此分隔。
於本發明之內嵌式觸控顯示面板中，感測線路可對應掃描線與資料線設置，因此可透過內嵌式觸控顯示面板的黑色矩陣遮蔽，使得感測線路的設計不影響子畫素的顯示。並且，用於連接共同電極之線路與感測線路彼此分隔，使子畫素的顯示訊號與感測線路的偵測訊號可分別透過不同的線路傳送，以避免在顯示訊號與偵測訊號利用同一線路傳送時所產生的訊號衝突。不僅如此，由於感測線路可透過不透明導電圖案層形成，因此可由導電率較高的不透明導電材料所構成，以降低感測線路的電阻電容負載效應。藉此，感測線路可具有較均勻的靈敏度，且觸控顯示面板的功率損耗可被降低。
為使熟習本發明所屬技術領域之一般技藝者能更進一步了解本發明，下文特列舉本發明之數個較佳實施例，並配合所附圖式，詳細說明本發明的構成內容及所欲達成之功效。
請參考第1圖，其繪示本發明第一實施例之內嵌式觸控顯示面板之剖面示意圖。如第1圖所示，本發明之內嵌式觸控顯示面板100包括一第一基板102、一第二基板104、一顯示介質層106以及一元件層108。第一基板102與第二基板104可以由透明基板所構成，例如：玻璃基板、強化玻璃基板、石英基板、藍寶石基板或塑膠基板，但不限於此。顯示介質層106設置於第一基板102與第二基板104之間，且顯示介質層106之材料決定觸控顯示面板之顯示面板的類型。在本實施例中，顯示介質層106可包括一液晶層，且觸控顯示面板以內嵌式觸控液晶顯示面板(touch sensing embedded in liquid crystal display panel)為範例，並可選擇性另包括黑色矩陣以及彩色濾光片層，但本發明不限於此。在其他實施例中，顯示介質層也可以包括一有機發光層、一無機發光層、一電泳顯示材料層、電濕潤顯示材料層、電粉塵顯示材料層、一場發射顯示材料層或一電漿顯示材料層。
另外，元件層108形成於第一基板102上，並介於第一基板102與顯示介質層106之間。元件層108可包括多個子畫素P，用以顯示畫面，以及感測線路110，用以偵測外界的觸摸物觸摸或接近觸控顯示面板100的位置。
具體來說，請參考第2圖，第2圖繪示了本發明第一實施例之內嵌式觸控顯示面板的上視示意圖，其中第2圖所顯示之內嵌式觸控顯示面板整合有子畫素與感測線路。如第2圖所示，本實施例之感測線路110包括複數條第一電極串列112與複數條第二電極串列114。第一電極串列112可分別沿著第一方向D1延伸，並沿著第二方向D2依序排列。為了清楚顯示出感測線路110的架構，第2圖省略部分元件，並只有顯示兩相鄰之第一電極串列112、兩相鄰之第二電極串列114以及其周圍的區域，但本發明並不以此為限。各第一電極串列112可包括複數條主感測條116，且各第一電極串列112之主感測條116沿著第一方向D1延伸並彼此電性連接。各第二電極串列114包括網格電極區塊118、複數條第二電極線段120以及複數個透明橋接電極122。各網格電極區塊118彼此分隔，並與第一電極串列112彼此分隔，且第一電極串列112設置於任兩相鄰並沿著第二方向D2排列之網格電極區塊118之間。並且，任兩相鄰並沿著第二方向D2排列之網格電極區塊118可透過第二電極線段120與透明橋接電極122彼此電性連接。
具體來說，除了第一電極串列112與第二電極串列114之外，元件層108還包括複數條共同電極條124，用以將各子畫素P之共同電極電性連接至周邊區的控制元件，且各共同電極條124沿著第一方向D1延伸，並分別設置於任兩相鄰之主感測條116之間。並且，第一電極串列112與共同電極條124彼此分隔。因此，沿著第二方向D2排列且任兩相鄰之網格電極區塊118之間設置有主感測條116與共同電極條124。為了在有效地降低第二電極串列114的阻抗下電性連接相鄰之網格電極區塊118，第二電極線段120沿著第二方向D2設置於任兩相鄰之各主感測條116與各共同電極條124之間，並與各主感測條116以及各共同電極條124彼此分隔。透明橋接電極122分別沿著第二方向D2延伸，並橫跨各主感測條116與各共同電極條124，因此透明橋接電極122可連接任兩相鄰之第二電極線段120和任兩相鄰之各網格電極區塊118與各第二電極線段120，以形成第二電極串列114，其中第二電極串列114可橫跨第一電極串列112，並於第一電極串列112與第二電極串列114之間產生感應耦合電容，用以偵測電容變化。
值得一提的是，第一電極串列112、第二電極串列114之第二電極線段120與網格電極區塊118與共同電極條124係由不透明導電圖案層OC所形成，且不透明導電圖案層OC包括不透明導電材料，例如金屬、合金或其它合適的材料或上述的多層結構。較佳地，第一電極串列112、第二電極串列114之第二電極線段120網格電極區塊118與共同電極條124係由同一層不透明導電圖案層OC所形成，以降低工序的複雜度、良率及/或成本。並且，透明橋接電極122係由一第一透明導電圖案層TC1所形成，且第一透明導電圖案層TC1包括透明導電材料。較佳地，不透明導電材料的導電率較透明導電材料的導電率為佳。
請參考第3圖與第4圖，第3圖繪示了本發明第一實施例之畫素陣列結構的上視示意圖，且第4圖繪示了對應各子畫素區域之元件層的剖面示意圖。由於子畫素與不透明導電圖案層有重疊的關係，因此為了清楚顯示子畫素，第3圖係省略不透明導電圖案層OC。如第3圖與第4圖所示，各子畫素P可包括一沿著第一方向D1之掃描線SL、一沿著第二方向D2之資料線DL以及一主動元件TFT。具體來說，主動元件TFT可包括閘極GE、閘極絕緣層GI、半導體層126、汲極DE與源極SE。其中，半導體層126與閘極GE重疊，即半導體層126與閘極GE之間夾設有閘極絕緣層GI，且汲極DE與源極SE分別與半導體層126接觸。舉例而言，閘極GE連接掃描線SL，並由第一金屬圖案層M1所形成，且閘極GE與掃描線SL設置於第一基板102上。閘極絕緣層GI覆蓋於第一金屬圖案層M1上。半導體層126設置於對應閘極GE之閘極絕緣層GI上。汲極DE與源極SE設置於閘極GE兩側之半導體層126上，並由第二金屬圖案層M2所形成，且源極SE連接資料線DL。由此可知，本實施例之主動元件TFT之閘極GE位於半導體126之下可稱為底閘型薄膜電晶體，但本發明並不限於此。於其他實施例中，主動元件TFT之閘極GE位於半導體126之上可稱為可為頂閘型薄膜電晶體或者是其他合適類型之薄膜電晶體，此時閘極、閘極絕緣層、半導體層、汲極與源極的配置關係可依需求做調整。
各子畫素P可另包括第一透明電極128與第二透明電極130設置於其內。各透明橋接電極122、各第一透明電極128與各第二透明電極130彼此分隔，且位於各子畫素P中的第一透明電極128與第二透明電極130之其中一者電性連接至主動元件TFT之汲極DE，而位於各子畫素P中的第一透明電極128與第二透明電極130之其中另一者電性連接各共同電極條124。舉例來說，各子畫素P可另包括第一絕緣層132、第二絕緣層134與第三絕緣層136。第一絕緣層132覆蓋主動元件TFT，並具有一開口132a。第一透明電極128可由一第二透明導電圖案層TC2所形成，且第二透明導電圖案層TC2設置於第一絕緣層134上，並透過開口132a電性連接至主動元件TFT之汲極DE，用以作為各子畫素P的畫素電極。第二絕緣層134覆蓋於主動元件TFT與第二透明導電圖案層TC2上。不透明導電圖案層OC設置於第二絕緣層134上，並對應不透明的第一金屬圖案層M1以及第二金屬圖案層M2設置，因此本實施例之不透明導電圖案層OC可透過內嵌式觸控顯示面板100的黑色矩陣遮蔽，使得不透明導電圖案層OC的設計不影響子畫素P的顯示。第三絕緣層136覆蓋不透明導電圖案層OC與第二絕緣層134上。第一透明導電圖案層TC1設置於第三絕緣層136上，其中第二透明電極130由第一透明導電圖案層TC1所形成，並對應第一透明電極128設置，且第二透明電極130電性連接至各共同電極條124，並作為各子畫素P的共同電極。並且，第二透明電極130具有複數個狹縫130a，使各第一透明電極128與各第二透明電極130於內嵌式觸控顯示面板100進行顯示時可形成水平橫向電場，以驅動以液晶層為範例時之液晶旋轉。於其他實施例中，第一透明電極亦可具有狹縫，對應第二透明電極設置。
於另一實施例中，如第5圖所示，由第一透明導電圖案層TC1所形成之第二透明電極130可電性連接至主動元件TFT之汲極DE，且由第二透明導電圖案層TC2所形成之第一透明電極128可電性連接各共同電極條124。因此第一透明電極128作為子畫素P的共同電極，且第二透明電極130作為畫素電極，並具有複數個狹縫。於又一實施例中，如第6圖所示，第一透明電極128與第二透明電極130皆可由第一透明導電圖案層TC1所形成，且分別具有複數個條狀部。第一透明電極128的條狀部與第二透明電極130的條狀部沿著一方向依序交替設置，其中第一透明電極128與第二透明電極130之其中一者作為共同電極，電性連接至共同電極條124，另一者作為畫素電極，電性連接至汲極DE。於其他實施例中，第一透明電極與第二透明電極亦可皆由設置於第一絕緣層與第二絕緣層之間的第二透明導電圖案層所形成。
以下將進一步詳述本實施例之不透明導電圖案層OC。請繼續參考第2圖。針對用於觸控感測之感測線路110的部分，各網格電極區塊118包括複數條分別沿著第二方向D2延伸之第一電極線段138與複數條分別沿著第一方向D1延伸之第七電極線段140。於各網格電極區塊118中，第一電極線段138與第七電極線段140相互交錯並連接，以形成網格狀電極，因此第一電極線段138可透過第七電極線段140彼此電性連接。再者，第二電極串列114可選擇性另包括複數個感測區塊142，分別從各網格電極區塊118的兩側延伸出，以增加各第二電極串列114與各第一電極串列112之間的感應耦合電容值，進而提升感測線路的觸控靈敏度。
請進一步參考第7圖，其繪示了本發明第一實施例之不透明導電圖案層的上視示意圖，其中為清楚顯示出結構，第7圖僅顯示各第一電極串列112與各第二電極串列114的交錯處以及其周圍的結構，但本發明不限於此。如第7圖所示，各感測區塊142可包括至少兩第三電極線段144以及一第四電極線段146。於各感測區塊142中，第三電極線段144分別從各網格電極區塊118之最外側的第一電極線段138(即第一電極線段138中與第三電極線段144最接近之一者)沿著第一方向D1延伸出，因此可分別與最外側的第一電極線段138連接。第四電極線段146連接第三電極線段144，使得最外側的第一電極線段138、第三電極線段144與第四電極線段146可圍繞出一封閉區域。由於各感測區塊142鄰近第一電極串列112設置，因此可提升第二電極串列114與第一電極串列112之間的感應耦合電容。
除此之外，第一電極串列112另包括複數條分支感測條148，從各主感測條116延伸出，並沿著各資料線DL的延伸方向延伸，使主感測條116與分支感測條148可形成柵狀感測條，以增加第一電極串列112與第二電極串列114的感應耦合電容。較佳地，各分支感測條148的尾端彼此分隔，即不與主感測條116連接的各分支感測條148的端點係彼此分隔。
針對用於顯示之子畫素P的部分，不透明導電圖案層OC可選擇性地另包括複數個第一連接區塊150，分別設置於各第一電極串列112之兩側以及各第二電極串列114之兩側，並用以將對應第一連接區塊150的子畫素P的第二透明電極130電性連接至共同電極條124。並且，第一連接區塊150與第一電極串列112以及第二電極串列114彼此分隔。
另外，不透明導電圖案層OC可選擇性地包括複數個第二連接區塊152，且各第二連接區塊152設置於由各第二電極串列之114之最外側的第一電極線段138、第三電極線段144與第四電極線段146所圍繞出的封閉區域內，並與感測區塊142彼此分隔。並且，各第二連接區塊152電性連接至共同電極條124，且電性連接此封閉區域內的子畫素P的共同電極，以降低此封閉區域內的共同電極之間的電阻與電壓差。具體來說，第二連接區塊152可包括至少一條第八電極線段154與至少一條第九電極線段156，第八電極線段154與第九電極線段156彼此交錯與連接，以形成柵狀或網格狀電極。
各第一連接區塊150可包括複數條第五電極線段158與複數條第六電極線段160。第五電極線段158與第六電極線段160交錯並連接，以形成網格狀電極，電性連接至共同電極條124。並且，第五電極線段158與第六電極線段160不與相鄰的第一電極線段138、第三電極線段144、第四電極線段146以及主感測條116連接而分隔。
此外，不透明導電圖案層層OC可選擇性地另包括複數條共同線段162，且各共同線段162彼此分隔。各共同線段162係用於電性連接對應各網格電極區塊118之子畫素P的共同電極，因此與第一電極串列以及第二電極串列彼此分隔。具體來說，各共同線段162分別設置於任兩相鄰之第一電極線段138之間，且部分共同線段162設置於任兩相鄰之第七電極線段140之間，另一部分共同線段設置於任兩相鄰之第七電極線段140與主感測條116之間。
值得說明的是，不透明導電圖案層OC不僅可形成用於觸控感測的感測線路的一部分，還可形成用於連接作為子畫素P之共同電極之線路一部分，並透過將連接共同電極之線路(也就是共同電極條124、第一連接區塊150之第五電極線段158與第六電極線段160、第二連接區塊142之第八電極線段154與第九電極線段156以及共同線段162)與感測線路110彼此分隔，使子畫素P的顯示訊號與感測線路110的偵測訊號可分別透過不同的線路傳送，以避免在顯示訊號與偵測訊號利用同一線路傳送時所產生的訊號衝突。不僅如此，由於不透明導電圖案層OC可由導電率較高的不透明導電材料所構成，因此感測線路110的電阻電容負載效應可被降低。藉此，感測線路110可具有較均勻的靈敏度，且觸控顯示面板的功率損耗可被降低。
以下將進一步說明本實施例之不透明導電圖案層與子畫素的相對位置關係。請參考第8圖，其繪示了不透明導電圖案層與掃描線以及資料線的相對關係的上視示意圖。如第8圖所示，儘管連接共同電極之線路與感測線路110彼此分隔，但本實施例之不透明導電圖案層OC係對應資料線DL與掃描線SL設置，因此可形成約略為網格形狀的圖案。並且，此網格圖案之每個格子區塊係對應各子畫素P設置。本發明並不以此為限。值得一提的是，由於本實施例之不透明導電圖案層OC對應資料線DL與掃描線SL設置，因此可透過內嵌式觸控顯示面板100的黑色矩陣遮蔽，使得不透明導電圖案層OC的設計不影響子畫素P的顯示。
具體來說，感測線路110係對應一部分之掃描線SL與一部分之資料線DL設置，且任兩相鄰之主感測條116之間設置有至少兩列子畫素P。進一步來說，沿著第一方向D1延伸之主感測條116、共同電極條124、網格電極區塊118之第七電極線段140、感測區塊142之第三電極線段144、第一連接區塊150之第六電極線段160、第二連接區塊152之第八電極線段154與共同線段162分別對應掃描線SL的不同部分設置，且沿著第二方向D2延伸之網格電極區塊118之第一電極線段138、第二電極線段120、分支感測條148、感測區塊142之第四電極線段146、第一連接區塊150之第五電極線段158與第二連接區塊152之第九電極線段156分別對應資料線DL的不同部分設置。
以下將進一步說明本實施例之第一透明導電圖案層TC1與不透明導電圖案層OC的關係。請參考第9圖與第10圖，第9圖繪示了對應第7圖之區域A1之元件層的放大上視示意圖，且第10圖繪示了沿著第9圖之剖面線A-A’之剖面示意圖。如第9圖與第10圖所示，各透明橋接電極122與各第二透明電極130由相同的第一透明導電圖案層TC1所形成，且各透明橋接電極122與各第二透明電極130彼此分隔。並且，各透明橋接電極122對應資料線DL的另一部分設置，並橫跨一部分的掃描線SL。此外，第三絕緣層136具有複數個開口136a，分別暴露出第二電極線段120與網格電極區塊118之第一電極線段138，因此透明橋接電極122可透過開口136a與第二電極線段120以及網格電極區塊118之第一電極線段138連接。再者，圖中，主感測條116對應掃描線SL且沿著掃描線SL的延伸方向延伸。
另外，第一透明導電圖案層TC1可另包括複數條透明連接線段164，沿著第一方向D1延伸並橫跨網格電極區塊118之第一電極線段138，且透明連接線段164對應掃描線SL之一部分設置。於本實施例中，第三絕緣層136可另具有複數個開口136b，暴露出連接共同電極並對應掃描線SL設置之不透明導電圖案層OC(即共同電極條124、第一連接區塊150之第六電極線段160、第二連接區塊142之第八電極線段154以及共同線段162)。
為清楚顯示，第9圖僅顯示開口136b對應各共同線段162與共同電極條124，但本發明不以此為限。因此，各透明連接線段164可通過開口136b連接排列於第一方向D1上之共同線段162。並且，各透明連接線段164連接位在各透明連接線段164兩側之第二透明電極130，因此透過透明連接線段164對應相鄰兩列子畫素P之第二透明電極130可彼此電性連接。由此配置關係可知，透明連接線段164可對應橫跨第一電極線段138之偶數條掃描線SL或奇數條掃描線SL，使任兩相鄰之透明連接線段164之間設置有兩列子畫素P。再者，透過與不透明導電圖案層OC之共同線段162連接可降低連接於第二透明電極130之間的透明連接線段164的電阻。
請參考第11圖與第12圖，第11圖繪示了對應第7圖之區域A2之元件層的放大上視示意圖，且第12圖繪示了沿著第11圖之剖面線B-B’之剖面示意圖。如第11圖與第12圖所示，第三絕緣層136的開口136b，暴露出第一連接區塊150之第六電極線段160與共同線段162。因此，透明連接線段164可透過開口136b連接排列於第一方向D1上之共同線段162與第一連接區塊150之第六電極線段160，使得排列於第一方向D1上之共同線段162與第六電極線段160可透過透明連接線段164彼此電性連接。並且，透明連接線段164可透過第六電極線段160電性連接至共同電極條124。同理，第二連接區塊152亦可透過透明連接線段164與第一連接區塊150電性連接。具體來說，第二連接區塊152中與共同線段162以及第六電極線段160排列於第一方向D1上之第八電極線段154亦可透過開口136b與透明連接線段164連接，使得排列於第一方向D1上之共同線段162、第六電極線段160與第八電極線段154可透過透明連接線段164電性連接。如此一來，透過本實施例的透明連接線段164的設計可將彼此分隔且設置於任兩相鄰之第一電極串列112之間的第一連接區塊150、第二連接區塊152與共同線段162彼此電性連接。並且，圖中，網格電極區塊118的一部份(即第一電極線段138)會對應資料線DL。
值得注意的是，本實施例之第一透明導電圖案層TC1不僅可形成用以串接網格電極區塊118與第二電極線段120之透明橋接電極122，還可形成用以串接第一連接區塊150、第二連接區塊152與共同線段162之透明連接線段164，且透明橋接電極122係與透明連接線段164彼此分隔，因此感測線路110與連接共同電極之線路可分別透過不同的線路傳送。
請參考第13圖，第13圖繪示了共同電極條與第一電極串列的端點結構示意圖。如第13圖所示，不透明導電圖案層OC可選擇性地另包括一連接電極166，設置於周邊區100b內，並連接從顯示區100a延伸到周邊區100b之共同電極條124的端點。此外，連接電極166可延伸至與鄰近周邊區100b之第一連接區塊150之第六電極線段160連接。藉此，設置於顯示區100a內的第一連接區塊150、第二連接區塊152與共同線段162可透過連接電極166電性連接至控制元件，並彼此電連接。另外，同一第一電極串列112之主感測條116可透過其他導電圖層彼此電性連接，並電性連接至進行觸控感測之控制元件。
請參考第14圖，其繪示了本發明之掃描線、共同電極條、第一電極串列以及第二電極串列於內嵌式觸控顯示面板進行顯示與觸控時所接受到的訊號時序示意圖。如第14圖所示，內嵌式觸控顯示面板100於操作時可具有顯示驅動時段DT與觸控時段TT，且顯示驅動時段DT與觸控時段TT依序交替進行。當內嵌式觸控顯示面板100處於顯示驅動時段DT時，掃描線SL會接收到掃描訊號Vsl，以開啟相對應的主動元件TFT。此時，可搭配資料線DL的顯示訊號，以控制光線通過子畫素P的亮度。同時，共同電極條124施以共同電壓訊號Vcom，例如：約0伏特，且不提供訊號至第一電極串列112與第二電極串列114，使第一電極串列112與第二電極串列114電性連接至一浮接(floating)電位。於其他實施例中，第一電極串列112與第二電極串列114於顯示驅動時段DT時可電性連接至共同電壓或接地。
當內嵌式觸控顯示面板100處於觸控時段TT時，提供一驅動訊號Tx至各第一電極串列112，且各第二電極串列114可接收到一感測訊號Rx。同時，停止提供掃描訊號至掃描線，以關閉主動元件TFT，且不提供共同電壓訊號Vcom至共同電極條124，使共同電極條124電性連接至浮接電位。
值得注意的是，當觸摸物，例如：手指，觸摸或接近內嵌式觸控顯示面板100時，觸摸物可與對應觸摸物之感測線路110產生感應耦合電容，使得感應耦合電容產生變化，進而達到偵測出觸控位置。於本實施例中，感應耦合電容主要是透過感測線路110與觸摸物所形成，以偵測電容變化。在其他實施例中，如果不透明導電圖案層之第一連接區塊、第二連接區塊、共同線段與共同電極條以及第一透明導電圖案層的透明連接線段與第二透明電極對觸摸物的觸摸所產生的電容變化亦對感測線路的感應耦合電容產生變化與影響，此情況亦屬於本發明的涵蓋範圍。
本發明之內嵌式觸控顯示面板並不以上述實施例為限。下文將繼續揭示本發明之其它實施例或變化型，然為了簡化說明並突顯各實施例或變化型之間的差異，下文中使用相同標號標注相同元件，並不再對重覆部分作贅述。
請參考第15圖與第16圖，第15圖與第16圖繪示了本發明第二實施例之內嵌式觸控顯示面板之上視示意圖，其中為了清楚顯示子畫素，第16圖係省略不透明導電圖案層。如第15圖與第16圖所示，相較於第一實施例，本實施例之內嵌式觸控顯示面板係使用半源極驅動(half source driver)的架構。任兩相鄰且排列於第一方向D1之子畫素P之第一透明電極128之間距有一間隔G1，且沒有資料線DL與掃描線SL沿著此間隔G1延伸經過。也就是說，相較於第一實施例的子畫素，本實施例的掃描線SL的數量為第一實施例的掃描線數量的兩倍，且資料線DL的數量為第一實施例的資料線數量的一半。因此，排列於第一方向D1上之兩相鄰子畫素P可選擇性的共用同一資料線DL進行畫素驅動，但本發明並不以此為限。於其他實施例中，掃描線的數量亦可與第一實施例的掃描線數量相同或者兩相鄰子畫素P可選擇性的以不同資料線DL進行畫素驅動。
另外，本實施例之不透明導電圖案層OC與第一透明導電圖案層TC1係與第一實施例相同，如第2圖與第7圖所示，因此在此不多贅述。由於任兩相鄰之第一透明電極130之間的間隔G1沒有資料線DL與掃描線SL設置於其中，因此本實施例之感測線路110除了對應掃描線SL與資料線DL設置之外還對應間隔G1設置。特別是，沿著第二方向D2延伸之網格電極區塊118之第一電極線段138、第二電極線段120、分支感測條148、感測區塊142之第四電極線段146、第一連接區塊150之第五電極線段158與第二連接區塊152之第九電極線段156會分別對應資料線DL的不同部分以及間隔G1的不同部分設置。由此可知，感測線路110與資料線DL的重疊區域可被降低，進而減少感測線路110對資料線DL所產生的電容耦合效應。
請參考第17圖，其繪示了沿著第16圖的剖面線C-C’的剖面示意圖。如第17圖所示，分支感測條148可區分為第一分支感測條148a與第二分支感測條148b，且各第一分支感測條148a與各第二分支感測條148b沿著第一方向D1依序交替排列，使得各第一分支感測條148a對應資料線DL的一部分設置且沿著各資料線DL的延伸方向延伸，且各第二分支感測條148b沿著各間隔G1延伸。
請參考第18圖至第20圖，第18圖繪示了本發明第三實施例對應第15圖之區域A3之內嵌式觸控顯示面板之上視放大示意圖，第19圖繪示了沿著第18圖的剖面線D-D’的剖面示意圖，第20圖繪示了沿著第18圖的剖面線E-E’的剖面示意圖。如第18圖與第19圖所示，相較於第一實施例，本實施例之不透明導電圖案層OC可選擇性地另包括複數個共同連接電極202，且共同連接電極202兩兩成對，每對共同連接電極202可分別從共同電極條124、第一連接區塊150之第六電極線段160、第二連接區塊152之第八電極線段154與共同線段162的兩側延伸出，以形成「ㄈ」字形或其左右顛倒的形狀。為了清楚顯示，第18圖僅顯示出共同連接電極202從共同電極條124的兩側延伸出，但本發明並不以此為限。
於本實施例中，第三絕緣層136的開口136b對應各第二透明電極130設置，使第二透明電極130可透過開口136b與共同連接電極202連接。因此，第二透明電極130可分別電性連接至共同電極條124、第一連接區塊150之第六電極線段160、第二連接區塊152之第八電極線段154以及共同線段162。值得說明的是，以共同電極條124為例，由於共同連接電極202可從共同電極條124的兩側延伸出，因此共同電極條124的寬度可降低至小於兩相鄰掃描線SL之間的間距G2。同理，第一連接區塊150之第六電極線段160、第二連接區塊152之第八電極線段154以及共同線段162的寬度亦可降低至小於兩相鄰掃描線SL之間的間距。必需說明的是，共同電極條124會跨越兩相鄰之主動元件TFT的源極SE，並與源極SE的一部分重疊，特別是跨越位於共同電極條124上側的右邊子畫素P中的主動元件TFT的源極SE(第18圖中的右上側)以及位於共同電極條124下側的左邊子畫素P中的主動元件TFT的源極SE(第18圖中的左下側)。
如第20圖所示，主感測條116的寬度亦可降低至小於兩相鄰掃描線SL之間的間距G2，且主感測條116與掃描線SL在垂直投影方向上不重疊，因此感測線路110與掃描線SL的重疊區域可降低，進而減少感測線路110對掃描線SL所產生的電容耦合效應。同理，主感測條116會跨越兩相鄰之主動元件TFT的源極SE，並與源極SE的一部分重疊，特別是跨越位於主感測條116上側的右邊子畫素P中的主動元件TFT的源極SE(第18圖中的右上側)以及位於主感測條116下側的左邊子畫素P中的主動元件TFT的源極SE(第18圖中的左下側)。
綜上所述，於本發明之內嵌式觸控顯示面板中，感測線路可對應掃描線與資料線設置，因此可透過內嵌式觸控顯示面板的黑色矩陣遮蔽，使得感測線路的設計不影響子畫素的顯示。並且，用於連接共同電極之線路與感測線路彼此分隔，使子畫素的顯示訊號與感測線路的偵測訊號可分別透過不同的線路傳送，以避免在顯示訊號與偵測訊號利用同一線路傳送時所產生的訊號衝突。不僅如此，由於感測線路可透過不透明導電圖案層形成，因此可由導電率較高的不透明導電材料所構成，以降低感測線路的電阻電容負載效應。藉此，感測線路可具有較均勻的靈敏度，且觸控顯示面板的功率損耗可被降低。 以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
<TABLE border="1" borderColor="#000000" width="_0003"><TBODY><tr><td> 100 </td><td> 內嵌式觸控顯示面板 </td><td> 102 </td><td> 第一基板 </td></tr><tr><td> 104 </td><td> 第二基板 </td><td> 106 </td><td> 顯示介質層 </td></tr><tr><td> 108 </td><td> 元件層 </td><td> 110 </td><td> 感測線路 </td></tr><tr><td> 112 </td><td> 第一電極串列 </td><td> 114 </td><td> 第二電極串列 </td></tr><tr><td> 116 </td><td> 主感測條 </td><td> 118 </td><td> 網格電極區塊 </td></tr><tr><td> 120 </td><td> 第二電極線段 </td><td> 122 </td><td> 透明橋接電極 </td></tr><tr><td> 124 </td><td> 共同電極條 </td><td> 126 </td><td> 半導體層 </td></tr><tr><td> 128 </td><td> 第一透明電極 </td><td> 130 </td><td> 第二透明電極 </td></tr><tr><td> 130a </td><td> 狹縫 </td><td> 132 </td><td> 第一絕緣層 </td></tr><tr><td> 132a、136a、136b </td><td> 開口 </td><td> 134 </td><td> 第二絕緣層 </td></tr><tr><td> 136 </td><td> 第三絕緣層 </td><td> 138 </td><td> 第一電極線段 </td></tr><tr><td> 140 </td><td> 第七電極線段 </td><td> 142 </td><td> 感測區塊 </td></tr><tr><td> 144 </td><td> 第三電極線段 </td><td> 146 </td><td> 第四電極線段 </td></tr><tr><td> 148 </td><td> 分支感測條 </td><td> 150 </td><td> 第一連接區塊 </td></tr><tr><td> 152 </td><td> 第二連接區塊 </td><td> 154 </td><td> 第八電極線段 </td></tr><tr><td> 156 </td><td> 第九電極線段 </td><td> 158 </td><td> 第五電極線段 </td></tr><tr><td> 160 </td><td> 第六電極線段 </td><td> 162 </td><td> 共同線段 </td></tr><tr><td> 164 </td><td> 透明連接線段 </td><td> 166 </td><td> 連接電極 </td></tr><tr><td> 202 </td><td> 共同連接電極 </td><td> A1、A2、A3 </td><td> 區域 </td></tr><tr><td> D1 </td><td> 第一方向 </td><td> D2 </td><td> 第二方向 </td></tr><tr><td> DL </td><td> 資料線 </td><td> DE </td><td> 汲極 </td></tr><tr><td> DT </td><td> 顯示驅動時段 </td><td> G1 </td><td> 間隔 </td></tr><tr><td> G2 </td><td> 間距 </td><td> GE </td><td> 閘極 </td></tr><tr><td> GI </td><td> 閘極絕緣層 </td><td> M1 </td><td> 第一金屬圖案層 </td></tr><tr><td> M2 </td><td> 第二金屬圖案層 </td><td> OC </td><td> 不透明導電圖案層 </td></tr><tr><td> P </td><td> 子畫素 </td><td> Rx </td><td> 感測訊號 </td></tr><tr><td> SE </td><td> 源極 </td><td> SL </td><td> 掃描線 </td></tr><tr><td> TC1 </td><td> 第一透明導電圖案層 </td><td> TC2 </td><td> 第二透明導電圖案層 </td></tr><tr><td> TFT </td><td> 主動元件 </td><td> TT </td><td> 觸控時段 </td></tr><tr><td> Tx </td><td> 驅動訊號 </td><td> Vcom </td><td> 共同電壓訊號 </td></tr><tr><td> Vsl </td><td> 掃描訊號 </td><td> </td><td> </td></tr></TBODY></TABLE>
第1圖繪示了本發明第一實施例之內嵌式觸控顯示面板之剖面示意圖。 第2圖繪示了本發明第一實施例之內嵌式觸控顯示面板的上視示意圖 第3圖繪示了本發明第一實施例之畫素陣列結構的上視示意圖。 第4圖繪示了對應各子畫素區域之元件層的剖面示意圖。 第5圖繪示了對應各子畫素區域之元件層的另一變化型。 第6圖繪示了對應各子畫素區域之元件層的又一變化型。 第7圖繪示了本發明第一實施例之不透明導電圖案層的上視示意圖 第8圖繪示了不透明導電圖案層與掃描線以及資料線的相對關係的上視示意圖。 第9圖繪示了對應第7圖之區域A1之元件層的放大上視示意圖。 第10圖繪示了沿著第9圖之剖面線A-A’之剖面示意圖。 第11圖繪示了對應第7圖之區域A2之元件層的放大上視示意圖。 第12圖繪示了沿著第11圖之剖面線B-B’之剖面示意圖。 第13圖繪示了共同電極條與第一電極串列的端點結構示意圖。 第14圖繪示了本發明之掃描線、共同電極條、第一電極串列以及第二電極串列於內嵌式觸控顯示面板進行顯示與觸控時所接受到的訊號時序示意圖。 第15圖與第16圖繪示了本發明第二實施例之內嵌式觸控顯示面板之上視示意圖。 第17圖繪示了沿著第16圖的剖面線C-C’的剖面示意圖。 第18圖繪示了本發明第三實施例對應第15圖之區域A3之內嵌式觸控顯示面板之上視放大示意圖。 第19圖繪示了沿著第18圖的剖面線D-D’的剖面示意圖。 第20圖繪示了沿著第18圖的剖面線E-E’的剖面示意圖。
<TABLE border="1" borderColor="#000000" width="_0004"><TBODY><tr><td> 108 </td><td> 元件層 </td><td> 110 </td><td> 感測線路 </td></tr><tr><td> 112 </td><td> 第一電極串列 </td><td> 114 </td><td> 第二電極串列 </td></tr><tr><td> 116 </td><td> 主感測條 </td><td> 118 </td><td> 網格電極區塊 </td></tr><tr><td> 120 </td><td> 第二電極線段 </td><td> 122 </td><td> 透明橋接電極 </td></tr><tr><td> 124 </td><td> 共同電極條 </td><td> 138 </td><td> 第一電極線段 </td></tr><tr><td> 140 </td><td> 第七電極線段 </td><td> 142 </td><td> 感測區塊 </td></tr><tr><td> 144 </td><td> 第三電極線段 </td><td> 146 </td><td> 第四電極線段 </td></tr><tr><td> 150 </td><td> 第一連接區塊 </td><td> D1 </td><td> 第一方向 </td></tr><tr><td> D2 </td><td> 第二方向 </td><td> </td><td> </td></tr></TBODY></TABLE>
Claims (23)
- 一種內嵌式觸控顯示面板，包含： 一第一基板，其上定義有複數個子畫素，且各該子畫素具有一沿著第一方向之掃描線、一沿著第二方向之資料線與一主動元件，其中，該主動元件的閘極連接該掃描線，且該主動元件的源極連接該資料線； 一第一透明電極，設置於各該子畫素內； 複數條共同電極條，對應該等掃描線之一部分設置；以及 一感測線路，設置於該第一基板的部分該等子畫素上，且該感測線路對應於該等掃描線與該等資料線設置，其中該感測線路包括： 複數條第一電極串列，分別沿著該第一方向延伸，且各該第一電極串列彼此分隔，其中各該第一電極串列包括複數條主感測條，任兩相鄰之該等主感測條之間設置有至少兩列該等子畫素，且該等主感測條對應該等掃描線之另一部分設置，其中各該共同電極條分別設置於任兩相鄰之該等主感測條之間，且該等第一電極串列與該等共同電極條彼此分隔； 複數個網格電極區塊，各該網格電極區塊彼此分隔，且其包括複數條彼此電性連接的第一電極線段，其中該等第一電極線段對應該等資料線之一部分設置，且各該第一電極串列設置於任兩相鄰並沿著該第二方向排列之該等網格電極區塊之間； 複數條第二電極線段，對應該等資料線之另一部分設置，其中各該第二電極線段設置於任兩相鄰之各該主感測條與各該共同電極條之間，並與各該主感測條以及各該共同電極條彼此分隔；以及 複數個透明橋接電極，分別橫跨各該主感測條與各該共同電極條，且該等透明橋接電極連接任兩相鄰之該等第二電極線段和任兩相鄰之各該網格電極區塊與各該第二電極線段，以形成複數條第二電極串列，其中，各該透明橋接電極與各該第一透明電極彼此分隔。
- 如請求項1所述之內嵌式觸控顯示面板，其中各該第一電極串列另包括複數條分支感測條，從各該主感測條延伸出，並沿著各該資料線的延伸方向延伸。
- 如請求項1所述之內嵌式觸控顯示面板，更包含一第二透明電極設置各該子畫素內，各該第一透明電極、各該第二透明電極與各該透明橋接電極彼此分隔，且位於各該子畫素中的該第一透明電極與該第二透明電極之其中一者電性連接至該主動元件之汲極，而位於各該子畫素中的該第一透明電極與該第二透明電極之其中另一者電性連接各該共同電極條。
- 如請求項1所述之內嵌式觸控顯示面板，另包括複數條共同線段以及複數條透明連接線段，該等共同線段與該等透明連接線段對應該等掃描線之另一部分設置，其中各該共同線段設置於任兩相鄰之該等第一電極線段之間，且與該等第一電極線段彼此分隔，其中各該透明連接線段橫跨該等第二電極串列，並連接任兩相鄰並對應同一該掃描線之該等共同線段，且電性連接至該等共同電極條。
- 如請求項1所述之內嵌式觸控顯示面板，其中該感測線路另包括複數個感測區塊，分別從各該網格電極區塊的兩側延伸出。
- 如請求項5所述之內嵌式觸控顯示面板，其中各該感測區塊包括至少兩第三電極線段以及一第四電極線段，其中於各該感測區塊中，該等第三電極線段與該等第一電極線段之其中與該等第三電極線段相鄰之一者連接，且該第四電極線段連接該等第三電極線段，其中該等第三電極線段分別對應該等掃描線之另一部分設置，且該等第四電極線段分別對應該等資料線之另一部分設置。
- 如請求項1所述之內嵌式觸控顯示面板，另包括一連接電極，連接該等共同電極條的端點。
- 如請求項7所述之內嵌式觸控顯示面板，其中該等共同電極條於該感測線路進行觸控感測時電性連接至一浮接電位。
- 如請求項1所述之內嵌式觸控顯示面板，另包括複數個連接區塊，設置於各該第一電極串列之兩側，且該等連接區塊與該等第一電極串列以及該等第二電極串列彼此分隔。
- 如請求項9所述之內嵌式觸控顯示面板，其中各該連接區塊包括複數條第五電極線段與複數條第六電極線段，該等第五電極線段與該等第六電極線段交錯並連接，以形成一網格狀電極，電性連接至該等共同電極條，其中該等第五電極線段分別對應該等資料線之另一部分設置，且該等第六電極線段分別對應該等掃描線之另一部分設置。
- 如請求項1所述之內嵌式觸控顯示面板，另包括一第二基板與一顯示介質層，其中該顯示介質層設置於該第二基板與該第一基板之間。
- 一種內嵌式觸控顯示面板，包含： 一第一基板，其上定義有複數個子畫素，且各該子畫素具有一沿著第一方向之掃描線、一沿著第二方向之資料線與一主動元件，其中，該主動元件的閘極連接該掃描線，該主動元件的源極連接該資料線； 一第一透明電極，設置於各該子畫素內，其中任兩相鄰之該等子畫素之該等第一透明電極之間具有一間隔，且沒有該資料線與該掃描線沿著該間隔延伸經過； 複數條共同電極條，對應該等掃描線之一部分設置；以及 一感測線路，設置於該第一基板的部分該等子畫素上，且該感測線路對應於該等掃描線、該等資料線與該等間隔設置，其中該感測線路包括： 複數條第一電極串列，分別沿著該第一方向延伸，且各該條第一電極串列彼此分隔，其中各該第一電極串列包括複數條主感測條，任兩相鄰之該等主感測條之間設置有至少兩列該等子畫素，且該等主感測條對應該等掃描線之另一部分設置，其中各該共同電極條分別設置於任兩相鄰之該等主感測條之間，且該等第一電極串列與該等共同電極條彼此分隔； 複數條共同電極條，分別設置於任兩相鄰之該等主感測條之間，其中該等主感測條與該等共同電極條對應該等掃描線之一部分設置，且該等第一電極串列與該等共同電極條彼此分隔； 複數個網格電極區塊，各該網格電極區塊彼此分隔，且其包括複數條彼此電性連接的第一電極線段，其中該等第一電極線段對應該等資料線之一部分以及該等間隔之一部分設置，且各該第一電極串列設置於任兩相鄰並沿著該第二方向排列之該等網格電極區塊之間； 複數條第二電極線段，分別對應該等資料線之另一部分與該等間隔之另一部分設置，其中各該第二電極線段設置於任兩相鄰之各該主感測條與各該共同電極條之間，並與各該主感測條以及各該共同電極條彼此分隔；以及 複數個透明橋接電極，分別橫跨各該主感測條與各該共同電極條，且該等透明橋接電極連接任兩相鄰並沿著該第二方向排列之該等第二電極線段和任兩相鄰之各該等網格電極區塊與各該第二電極線段，以形成複數條第二電極串列，其中，各該透明橋接電極與各該第一透明電極彼此分隔。
- 如請求項12所述之內嵌式觸控顯示面板，其中各該第一電極串列另包括複數條第一分支感測條與複數條第二分支感測條，分別從各該主感測條延伸出，各該第一分支感測條沿著各該資料線的延伸方向延伸，且各該第二分支感測條沿著各該間隔延伸。
- 如請求項12所述之內嵌式觸控顯示面板，更包含一第二透明電極設置各該子畫素內，各該第一透明電極、各該第二透明電極與各該透明橋接電極彼此分隔，且位於各該子畫素中的該第一透明電極與該第二透明電極之其中一者電性連接至該主動元件之汲極，而位於各該子畫素中的該第一透明電極與該第二透明電極之其中另一者電性連接各該共同電極條。
- 如請求項12所述之內嵌式觸控顯示面板，另包括複數條共同線段以及複數條透明連接線段，該等共同線段與該等透明連接線段對應該等掃描線之另一部分設置，其中各該共同線段設置於任兩相鄰之該等第一電極線段之間，且與該等第一電極線段彼此分隔，其中各該透明連接線段橫跨該等第二電極串列，並連接任兩相鄰並對應同一該掃描線之該等共同線段，且電性連接至該等共同電極條。
- 如請求項12所述之內嵌式觸控顯示面板，其中該感測線路另包括複數個感測區塊，分別從各該網格電極區塊的兩側延伸出。
- 如請求項16所述之內嵌式觸控顯示面板，其中各該感測區塊包括兩第三電極線段以及一第四電極線段，其中於各該感測區塊中，該等第三電極線段與該等第一電極線段之其中與該等第三電極線段相鄰之一者連接，且該第四電極線段之兩端分別連接該等第三電極線段，其中該等第三電極線段分別對應該等掃描線之另一部分設置，且該等第四電極線段分別對應該等資料線之另一部分或該等間隔之另一部分設置。
- 如請求項12所述之內嵌式觸控顯示面板，另包括一連接電極，連接該等共同電極條的端點。
- 如請求項18所述之內嵌式觸控顯示面板，其中該等共同電極條電性連接至一浮接電位。
- 如請求項12所述之內嵌式觸控顯示面板，其中該感測線路另包括複數個連接區塊，設置於各該第一電極串列之兩側，且該等連接區塊與該等第一電極串列以及該等第二電極串列彼此分隔。
- 如請求項20所述之內嵌式觸控顯示面板，其中各該連接區塊包括複數條第五電極線段與複數條第六電極線段，該等第五電極線段與該等第六電極線段交錯並連接，以形成一網格狀電極，電性連接至該等共同電極條，其中該等第五電極線段分別對應該等資料線之另一部分與該等間隔之另一部分設置，且該等第六電極線段分別對應該等掃描線之另一部分設置。
- 如請求項12所述之內嵌式觸控顯示面板，另包括一第二基板與一顯示介質層，其中該顯示介質層設置於該第二基板與該第一基板之間。
- 如請求項12所述之內嵌式觸控顯示面板，其中各該主感測條設置於兩相鄰列之該等子畫素之間。
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