CN114115577A - 触控显示模块、电子装置及触控位置侦测方法 - Google Patents

Abstract

一种触控显示模块、电子装置及触控位置侦测方法，触控显示模块包含显示面板以及触控感应层。触控感应层内嵌于显示面板内，并包含多个感应电极组。感应电极组沿着第一轴向依序排列。感应电极组中的一者包含相分离的第一电极区块、第二电极区块以及第三电极区块。第一电极区块在第一轴向上位于第二电极区块与第三电极区块的同一侧，并在垂直于第一轴向的第二轴向上位于第二电极区块与第三电极区块之间。借此，可大幅减少触控感应层至控制电路的走线的数量，因而有助于简化触控晶片设计，且有助于降低触控感应层的电极区块之间的短路风险而提升产品可靠度。

Description

触控显示模块、电子装置及触控位置侦测方法

技术领域

本发明是有关于一种触控显示模块、电子装置及触控位置侦测方法。

背景技术

内嵌式触控技术能将触控模块制作于显示器内部，以使装置整体具有轻薄化与高亮度的优点。市面上常见的内嵌式触控显示器的运作原理，是透过其内部矩阵排列的多个矩形触控电极进行自容式触控感测，而每个触控电极都需要单独的一条走线以传输其感测结果至触控晶片。

然而，随着触控解析度的需求逐渐提高，常见的触控晶片的通道数量不足以支持这种设计方式，且触控电极之间也容易因大量且密集的走线而互相短路。

因此，如何提出一种可解决上述问题的触控显示模块，是目前业界亟欲投入研发资源解决的问题之一。

发明内容

有鉴于此，本发明的一目的在于提出一种可以解决上述问题的触控显示模块。

为了达到上述目的，依据本发明的一实施方式，一种触控显示模块包含显示面板以及触控感应层。触控感应层内嵌于显示面板内，并包含多个感应电极组。感应电极组沿着第一轴向依序排列。感应电极组中的一者包含相分离的第一电极区块、第二电极区块以及第三电极区块。第一电极区块在第一轴向上位于第二电极区块与第三电极区块的同一侧，并在垂直于第一轴向的第二轴向上位于第二电极区块与第三电极区块之间。

于本发明的一或多个实施方式中，显示面板具有可视区。第二电极区块与第三电极区块分别由可视区的相对两边缘相向延伸。

于本发明的一或多个实施方式中，第一电极区块与第二电极区块之间形成第一间隙。第一电极区块与第三电极区块之间形成第二间隙。第一间隙与第二间隙的延伸方向相对于第一轴向与第二轴向倾斜。

于本发明的一或多个实施方式中，第一间隙的一端与第二间隙的一端相连通。

于本发明的一或多个实施方式中，第一间隙与第二间隙中的至少一者的轮廓呈锯齿状。

于本发明的一或多个实施方式中，显示面板具有可视区。感应电极组进一步包含两导电延伸部。两导电延伸部连接第一电极区块、第二电极区块与第三电极区块中的一者，并延伸至可视区外。

于本发明的一或多个实施方式中，感应电极组进一步包含第四电极区块。第四电极区块在第二轴向上位于第二电极区块与第三电极区块之间。第二电极区块与第三电极区块在第一轴向上位于第一电极区块与第四电极区块之间。

于本发明的一或多个实施方式中，第一电极区块、第二电极区块、第三电极区块与第四电极区块是环状排列。

于本发明的一或多个实施方式中，第一电极区块、第二电极区块与第三电极区块中的至少一者的外缘轮廓实质上为三角形。

于本发明的一或多个实施方式中，显示面板的全部子像素在触控感应层上的正投影是位于感应电极组的范围之内。

于本发明的一或多个实施方式中，显示面板为液晶显示面板或有机发光二极管显示面板。

为了达到上述目的，依据本发明的一实施方式，一种电子装置包含前述触控显示模块以及盖板。盖板设置于触控显示模块上。

为了达到上述目的，依据本发明的一实施方式，一种触控位置侦测方法应用于包含多个感应电极组的电子装置。感应电极组沿着第一轴向依序排列，且各包含相分离的第一电极区块、第二电极区块以及第三电极区块。第一电极区块在第一轴向上位于第二电极区块与第三电极区块的同一侧，并在第二轴向上位于第二电极区块与第三电极区块之间。触控位置侦测方法包含：根据具有电容变化的感应电极组获得触控点在第一轴向上的第一轴座标；以及根据感应电极组的第一电极区块、第二电极区块与第三电极区块中的至少两者的电容变化计算出触控点在第二轴向上的第二轴座标。

于本发明的一或多个实施方式中，计算出该第二轴座标的步骤包含：判断第二电极区块与第三电极区块是否同时具有电容变化；若第二电极区块与第三电极区块同时具有电容变化，则根据第一电极区块、第二电极区块与第三电极区块的电容变化计算出第二轴座标；以及若第二电极区块与第三电极区块未同时具有电容变化，则根据第一电极区块与第二电极区块的电容变化或第一电极区块与第三电极区块的电容变化计算出第二轴座标。

综上所述，于本发明的触控显示模块中，内嵌于显示面板内的触控感应层包含多个沿着第一轴向依序排列的感应电极组，且感应电极组包含相分离且在第二轴向上交错排列的第一电极区块、第二电极区块以及第三电极区块。借此，相较于传统具有矩阵排列的多个矩形触控电极的内嵌式触控显示器，本发明的电子装置可大幅减少触控感应层至控制电路的走线的数量，因而有助于简化触控晶片设计，且有助于降低触控感应层的电极区块之间的短路风险而提升产品可靠度。此外，由于所使用的走线数量较少，因此触控感应层无须透过贯孔(via hole)来耦接走线，从而有助于简化制程而提高生产良率。

以上所述仅是用以阐述本发明所欲解决的问题、解决问题的技术手段、及其产生的功效等等，本发明的具体细节将在下文的实施方式及相关附图中详细介绍。

附图说明

为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的说明如下：

图1为绘示根据本发明一实施方式的电子装置的面剖示意图；

图2为绘示根据本发明另一实施方式的电子装置的面剖示意图；

图3为绘示图1中的触控感应层于一实施方式中的正视图；

图4为绘示图3的局部区域的放大图；

图5为绘示电子装置于一实施方式中的功能方块图；

图6为绘示根据本发明另一实施方式的触控感应层的正视图；

图7为绘示根据本发明另一实施方式的触控感应层的正视图；

图8为绘示电子装置于另一实施方式中的功能方块图；

图9为绘示根据本发明一实施方式的触控位置侦测方法的流程图；

图10为感应电极组的不同部分因触控而产生电容变化的示意图；

图11为感应电极组的不同部分因触控而产生电容变化的另一示意图；

图12为感应电极组的不同部分因触控而产生电容变化的另一示意图。

【符号说明】

100,200:电子装置

110,210:显示面板

111:第一偏光层

112,211:下基板

113,213:绝缘层

114:薄膜晶体管层

115:液晶层

116:彩色滤光片

117,215:上基板

118:第二偏光层

120,120A,320:触控感应层

121,321:感应电极组

121a,321a:第一电极区块

121b,321b:第二电极区块

121c,321c:第三电极区块

122:导电延伸部

130:盖板

140:走线

150:控制电路

212:金属导电层

214r,214g,214b:有机发光层

321d:第四电极区块

AA:可视区

A1:第一轴向

A2:第二轴向

G1:第一间隙

G2:第二间隙

R:局部区域

SP:子像素

S101～S104:步骤

具体实施方式

以下将以附图揭露本发明的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化附图起见，一些已知惯用的结构与元件在附图中将以简单示意的方式绘示。

请参照图1，其为绘示根据本发明一实施方式的电子装置100的面剖示意图。如图1所示，于本实施方式中，电子装置100包含触控显示模块以及盖板130。盖板130设置于触控显示模块上。盖板130的材料例如包含玻璃。触控显示模块包含显示面板110以及触控感应层120。触控感应层120内嵌于显示面板110内。显示面板110由下至上依序包含第一偏光层111、下基板112、绝缘层113、薄膜晶体管层114、液晶层115、多个彩色滤光片116、上基板117以及第二偏光层118。具体来说，触控感应层120是内嵌于下基板112与绝缘层113之间。换言之，本实施方式的显示面板110为液晶显示面板，但本发明并不以此为限。

请参照图2，其为绘示根据本发明另一实施方式的电子装置200的面剖示意图。如图2所示，于本实施方式中，电子装置200的触控显示模块包含显示面板210以及触控感应层120。触控感应层120内嵌于显示面板210内。显示面板210由下至上依序包含下基板211、金属导电层212、内嵌于绝缘层213内的多个有机发光层214r、214g、214b以及上基板215。具体来说，触控感应层120是内嵌于有机发光层214r、214g、214b与上基板215之间。换言之，本实施方式的显示面板210为有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，OLED)显示面板。于另一实施例中，金属导电层212和触控感应层120的位置可以互换。

在一些实施例中，电子装置100、200可以是智能手机、平板电脑或笔记型电脑，但本发明并不以此为限。

请参照图3，其为绘示图1中的触控感应层120于一实施方式中的正视图。如图3所示，于本实施方式中，触控感应层120包含多个感应电极组121。感应电极组121沿着第一轴向A1依序排列。每一感应电极组121包含相分离的第一电极区块121a、第二电极区块121b以及第三电极区块121c。第一电极区块121a在第一轴向A1上位于第二电极区块121b与第三电极区块121c的同一侧，并在垂直于第一轴向A1的第二轴向A2上位于第二电极区块121b与第三电极区块121c之间。

具体来说，如图3所示，显示面板110具有可视区AA。第二电极区块121b与第三电极区块121c分别由可视区AA的相对两边缘(例如，上边缘与下边缘)相向延伸。换言之，每一感应电极组121在第二轴向A2上皆延伸至可视区AA的上下两边缘。

第一电极区块121a与第二电极区块121b之间形成第一间隙G1。第一电极区块121a与第三电极区块121c之间形成第二间隙G2。第一间隙G1与第二间隙G2的延伸方向相对于第一轴向A1与第二轴向A2倾斜。借此，即可使得第一电极区块121a、第二电极区块121b与第三电极区块121c在第一轴向A1上的宽度沿着第二轴向A2产生变化。于一些实施方式中，如图3所示，第一电极区块121a在第一轴向A1上的宽度沿着第二轴由上而下先增加再减少。第二电极区块121b在第一轴向A1上的宽度沿着第二轴由上而下逐渐减少。第三电极区块121c在第一轴向A1上的宽度沿着第二轴由上而下逐渐增加。

于一些实施方式中，如图3所示，第一间隙G1与第二间隙G2是笔直地延伸，且第一间隙G1的一端与第二间隙G2的一端相连通，使得第一电极区块121a、第二电极区块121b与第三电极区块121c的外缘轮廓实质上为三角形。举例来说，如图3所示，第一电极区块121a的外缘轮廓为等腰三角形，而第二电极区块121b与第三电极区块121c的外缘轮廓为直角三角形，另一角度来看，第一电极区块121a、第二电极区块121b与第三电极区块121c可拼凑成一矩形。

第一电极区块121a、第二电极区块121b与第三电极区块121c的外缘轮廓并不以上述实施方式为限。于实际应用中，可以仅有第一电极区块121a、第二电极区块121b与第三电极区块121c中的一者或两者的外缘轮廓实质上为三角形。举例来说，于一些实施方式中，第二电极区块121b与第三电极区块121c的外缘轮廓为直角三角形，而第一电极区块121a的外缘轮廓为平行四边形(例如，通过使图3中的第三电极区块121c在第一轴向A1上镜射)。于其他一些实施方式中，第一电极区块121a的外缘轮廓为三角形，而第二电极区块121b与第三电极区块121c中的至少一者的外缘轮廓为梯形。(例如，通过减少第一电极区块121a在第一轴向A1上的长度)。

请参照图4，其为绘示图3的局部区域R的放大图。如图4所示，于本实施方式中，显示面板110包含多个子像素SP排列于可视区AA内。图3中所绘示的三种子像素SP例如可分别用于发出红光、绿光和蓝光，但本发明的子像素SP的颜色排列方式与组合不以此为限。需说明的是，显示面板110的全部子像素SP在触控感应层120上的正投影是位于感应电极组121的范围之内。换言之，触控感应层120涵盖了全部子像素SP的区域。为了达到前述目的，第一电极区块121a与第二电极区块121b之间的第一间隙G1和第一电极区块121a与第三电极区块121c之间的第二间隙G2中的至少一者的轮廓呈锯齿状。

请参照图5，其为绘示电子装置100、200于一实施方式中的功能方块图。如图5所示，于本实施方式中，电子装置100、200具有自容式触控功能，且进一步包含控制电路150以及多个走线140。感应电极组121进一步包含多个导电延伸部122。每一导电延伸部122连接至第一电极区块121a、第二电极区块121b与第三电极区块121c中的一者，并延伸至可视区AA外。每一导电延伸部122再经由对应的走线140而连接至控制电路150。

感应电极组121各自的电容值会依据触控输入而产生变化，其中触控输入可以是使用者用手指靠近或接近电子装置100、200。感应电极组121的电容值变化量会透过走线140传递至控制电路150，而控制电路150用于依据接收到的电容值变化量计算触控输入于第一轴向A1与第二轴向A2上的位置。

于一些实施方式中，感应电极组121的第一电极区块121a、第二电极区块121b、第三电极区块121c与导电延伸部122皆由相同材料所制成。如图5所示，导电延伸部122位各于感应电极组121靠近可视区AA的边缘的一侧，以就近延伸至可视区AA之外。于一些实施方式中，第一电极区块121a、第二电极区块121b与第三电极区块121c各连接两个导电延伸部122，借以避免导电延伸部122在触控感应层120的制造过程中发生断线而无法将第一电极区块121a、第二电极区块121b与第三电极区块121c电容信号经由走线140传递至控制电路150的问题。换言之，前述做法可增加可靠度以及降低阻抗。于一些实施方式中，第一电极区块121a、第二电极区块121b与第三电极区块121c亦可各连接两个以上的导电延伸部122。

请参照图6，其为绘示根据本发明另一实施方式的触控感应层120A的正视图。如图6所示，于本实施方式中，触控感应层120A同样包含多个沿着第一轴向A1依序排列的感应电极组121。相较于图3所示的触控感应层120，本实施方式的触控感应层120A是修改了某些感应电极组121中的第一电极区块121a、第二电极区块121b与第三电极区块121c的排列方式。具体来说，图3中的每一感应电极组121的第一电极区块121a、第二电极区块121b与第三电极区块121c排列方式皆相同。图6中的任两相邻的感应电极组121的第一电极区块121a、第二电极区块121b与第三电极区块121c排列方式是沿着第一轴向A1左右对称。

请参照图7以及图8。图7为绘示根据本发明另一实施方式的触控感应层320的正视图。图8为绘示电子装置100、200于另一实施方式中的功能方块图。如图7与图8所示，于本实施方式中，触控感应层320同样包含多个沿着第一轴向A1依序排列的感应电极组321。相较于图3所示的触控感应层120，本实施方式增加了每一感应电极组121所包含的电极区块的数量。具体来说，于本实施方式中，每一感应电极组321包含第一电极区块321a、第二电极区块321b、第三电极区块321c以及第四电极区块321d。第四电极区块321d在第二轴向A2上位于第二电极区块321b与第三电极区块321c之间。第二电极区块321b与第三电极区块321c在第一轴向A1上位于第一电极区块321a与第四电极区块321d之间。进一步来说，第一电极区块321a、第二电极区块321b、第三电极区块321c与第四电极区块321d是环状排列。第一电极区块321a、第二电极区块321b、第三电极区块321c与第四电极区块321d的每一者皆可连接一或多个跨至可视区AA外的导电延伸部122，并经由走线140而连接至控制电路150。

请参照图9，其为绘示根据本发明一实施方式的触控位置侦测方法的流程图。如图9所示，于本实施方式中，触控位置侦测方法主要包含步骤S101至步骤S104，并可应用于包含多个感应电极组121的电子装置100、200。如前所述，感应电极组121沿着第一轴向A1依序排列，且各包含相分离的第一电极区块121a、第二电极区块121b以及第三电极区块121c。第一电极区块121a在第一轴向A1上位于第二电极区块121b与第三电极区块121c的同一侧，并在第二轴向A2上位于第二电极区块121b与第三电极区块121c之间。举例来说，触控位置侦测方法可透过控制电路150执行。

于步骤S101中，触控点在第一轴向A1上的第一轴座标是根据具有电容变化的感应电极组121而获得。

请配合参照图3，当触控点位于某一感应电极组121时，只会有此感应电极组121会产生电容变化，而其他感应电极组121并不会产生电容变化。由于感应电极组121是沿着第一轴向A1依序排列，因此控制电路150可根据具有电容变化的感应电极组121得知此感应电极组121所代表的第一轴座标。

在确定了触控点在第一轴向A1上的第一轴座标之后，可接着进行步骤S102至步骤S104以计算出触控点在第二轴向A2上的第二轴座标。

于步骤S102中，第二电极区块121b与第三电极区块121c被判断是否同时具有电容变化。若第二电极区块121b与第三电极区块121c同时具有电容变化(亦即步骤S102的判断结果为是)，则根据触控位置侦测方法进一步执行步骤S104；若第二电极区块121b与第三电极区块121c未同时具有电容变化(亦即步骤S102的判断结果为否)，则根据触控位置侦测方法进一步执行步骤S103。

以下可配合参照图10至图12。图10为感应电极组121的不同部分因触控而产生电容变化的示意图。图11为感应电极组121的不同部分因触控而产生电容变化的另一示意图。图12为感应电极组121的不同部分因触控而产生电容变化的另一示意图。

于步骤S103中，触控点在第二轴向A2上的第二轴座标是根据第一电极区块121a与第二电极区块121b的电容变化或第一电极区块121a与第三电极区块121c的电容变化而计算出。

若控制电路150侦测到第二电极区块121b与第三电极区块121c未同时具有电容变化，则可进一步评估触控点是落在感应电极组121的上半区域(亦即第二电极区块121b所在的区域)或是下半区域(亦即第三电极区块121c所在的区域)。举例来说，如图10所示，若侦测第二电极区块121b具有电容变化而第三电极区块121c不具有电容变化，则控制电路150可将解析区域锁定在感应电极组121的上半区域，并接着根据第一电极区块121a与第二电极区块121b的电容变化精确地计算出触控点在第二轴向A2上的第二轴座标。如图11所示，若侦测第三电极区块121c具有电容变化而第二电极区块121b不具有电容变化，则控制电路150可将解析区域锁定在感应电极组121的下半区域，并接着根据第一电极区块121a与第三电极区块121c的电容变化精确地计算出触控点在第二轴向A2上的第二轴座标。

于步骤S104中，触控点在第二轴向A2上的第二轴座标是根据第一电极区块121a、第二电极区块121b与第三电极区块121c的电容变化而计算出。

若控制电路150侦测到第二电极区块121b与第三电极区块121c同时具有电容变化，则可确定触控点是落在感应电极组121的中央区域(亦即第一电极区块121a、第二电极区块121b与第三电极区块121c三者的交界区域)。借此，控制电路150可将解析区域锁定在感应电极组121的中央区域，并接着根据第一电极区块121a、第二电极区块121b与第三电极区块121c的电容变化精确地计算出触控点在第二轴向A2上的第二轴座标。

由以上实施方式可知，包含第一电极区块121a、第二电极区块121b与第三电极区块121c的感应电极组121能让控制电路150先得知触控点是位于感应电极组121的上半区域下半区域或中央区域，使得控制电路150的计算区域缩减接近于一半。因此，电子装置100、200能以相同解析度的模拟数字转换器(ADC)达到传统触控装置两倍以上的精确度。

由以上对于本发明的具体实施方式的详述，可以明显地看出，于本发明的触控显示模块中，内嵌于显示面板内的触控感应层包含多个沿着第一轴向依序排列的感应电极组，且感应电极组包含相分离且在第二轴向上交错排列的第一电极区块、第二电极区块以及第三电极区块。借此，相较于传统具有矩阵排列的多个矩形触控电极的内嵌式触控显示器，本发明的电子装置可大幅减少触控感应层至控制电路的走线的数量，因而有助于简化触控晶片设计，且有助于降低触控感应层的电极区块之间的短路风险而提升产品可靠度。此外，由于所使用的走线数量较少，因此触控感应层无须透过贯孔(via hole)来耦接走线，从而有助于简化制程而提高生产良率。

虽然本发明已以实施方式揭露如上，然其并不用以限定本发明，任何熟悉此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (14)

1.一种触控显示模块，其特征在于，包含：

一显示面板；以及

一触控感应层，内嵌于该显示面板内，并包含多个感应电极组，所述多个感应电极组沿着一第一轴向依序排列，所述多个感应电极组中的一者包含相分离的一第一电极区块、一第二电极区块以及一第三电极区块，其中该第一电极区块在该第一轴向上位于该第二电极区块与该第三电极区块的同一侧，并在垂直于该第一轴向的一第二轴向上位于该第二电极区块与该第三电极区块之间。

2.根据权利要求1所述的触控显示模块，其特征在于，该显示面板具有一可视区，该第二电极区块与该第三电极区块分别由该可视区的相对两边缘相向延伸。

3.根据权利要求1所述的触控显示模块，其特征在于，该第一电极区块与该第二电极区块之间形成一第一间隙，该第一电极区块与该第三电极区块之间形成一第二间隙，该第一间隙与该第二间隙的延伸方向相对于该第一轴向与该第二轴向倾斜。

4.根据权利要求3所述的触控显示模块，其特征在于，该第一间隙的一端与该第二间隙的一端相连通。

5.根据权利要求3所述的触控显示模块，其特征在于，该第一间隙与该第二间隙中的至少一者的轮廓呈锯齿状。

6.根据权利要求1所述的触控显示模块，其特征在于，该显示面板具有一可视区，所述多个感应电极组中的该者进一步包含两导电延伸部，该两导电延伸部连接该第一电极区块、该第二电极区块与该第三电极区块中的一者，并延伸至该可视区外。

7.根据权利要求1所述的触控显示模块，其特征在于，所述多个感应电极组中的该者进一步包含一第四电极区块，该第四电极区块在该第二轴向上位于该第二电极区块与该第三电极区块之间，且该第二电极区块与该第三电极区块在该第一轴向上位于该第一电极区块与该第四电极区块之间。

8.根据权利要求7所述的触控显示模块，其特征在于，该第一电极区块、该第二电极区块、该第三电极区块与该第四电极区块是环状排列。

9.根据权利要求1所述的触控显示模块，其特征在于，该第一电极区块、该第二电极区块与该第三电极区块中的至少一者的外缘轮廓为三角形。

10.根据权利要求1所述的触控显示模块，其特征在于，该显示面板的全部子像素在该触控感应层上的正投影是位于所述多个感应电极组的范围之内。

11.根据权利要求1所述的触控显示模块，其特征在于，该显示面板为一液晶显示面板或一有机发光二极管显示面板。

12.一种电子装置，其特征在于，包含：

一如根据权利要求1至11任一所述的触控显示模块；以及

一盖板，设置于该触控显示模块上。

13.一种触控位置侦测方法，其特征在于，应用于包含多个感应电极组的一电子装置，所述多个感应电极组沿着一第一轴向依序排列，且各包含相分离的一第一电极区块、一第二电极区块以及一第三电极区块，其中该第一电极区块在该第一轴向上位于该第二电极区块与该第三电极区块的同一侧，并在该第二轴向上位于该第二电极区块与该第三电极区块之间，该触控位置侦测方法包含：

根据具有电容变化的该感应电极组获得一触控点在该第一轴向上的一第一轴座标；以及

根据该感应电极组的该第一电极区块、该第二电极区块与该第三电极区块中的至少两者的电容变化计算出该触控点在该第二轴向上的一第二轴座标。

14.根据权利要求13所述的触控位置侦测方法，其特征在于，该计算出该第二轴座标的步骤包含：

判断该第二电极区块与该第三电极区块是否同时具有电容变化；

若该第二电极区块与该第三电极区块同时具有电容变化，则根据该第一电极区块、该第二电极区块与该第三电极区块的电容变化计算出该第二轴座标；以及

若该第二电极区块与该第三电极区块未同时具有电容变化，则根据该第一电极区块与该第二电极区块的电容变化或该第一电极区块与该第三电极区块的电容变化计算出该第二轴座标。

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