專利名稱：控制顯示器與增強(qiáng)層之間的間隔的制作方法
控制顯示器與增強(qiáng)層之間的間隔
背景技術(shù)：
與監(jiān)視器、鍵盤或其他這樣的輸入和輸出設(shè)備相比，諸如表面計(jì)算設(shè)備之類的交互式顯示設(shè)備可以通過對(duì)象的表面與用戶交互。各種類型的觸摸感測(cè)機(jī)構(gòu)，包括但不限于光學(xué)和電容性觸摸感測(cè)機(jī)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)在交互式表面上的多個(gè)時(shí)間上重疊的觸摸的感測(cè)以及對(duì)象識(shí)別。這可以允許識(shí)別基于觸摸和基于姿勢(shì)的輸入，從而提供豐富的用戶體驗(yàn)。一些交互式顯示設(shè)備可以利用顯示面板(例如液晶顯示器(IXD)或有機(jī)發(fā)光設(shè)備 (OLED)面板)向用戶顯示圖像。然而，這樣的顯示面板可能不具有長(zhǎng)期用作觸摸交互式表面的足夠耐用性。

發(fā)明內(nèi)容
本文中公開了涉及顯示面板的增強(qiáng)的各種實(shí)施例。例如，一個(gè)所公開的實(shí)施例提供一種制造增強(qiáng)的顯示面板的方法，其中該方法包括在顯示面板和保護(hù)層之一上施加流體粘合層；將保護(hù)層和顯示面板中的另一個(gè)與該粘合層接觸放置；通過在空間上跨顯示面板與保護(hù)層之間的區(qū)域而散布在粘合層內(nèi)的多個(gè)隔離物(spacer)來保持顯示面板與保護(hù)層之間的間隔；以及固化該粘合層。提供該發(fā)明內(nèi)容以便以簡(jiǎn)化的形式引入下面在具體實(shí)施方式
中進(jìn)一步描述的構(gòu)思的選擇。該發(fā)明內(nèi)容不旨在標(biāo)識(shí)要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵特征或必要特征，也不旨在用于限制要求保護(hù)的主題的范圍。而且，要求保護(hù)的主題不限于解決在本公開的任何部分中指出的任一或所有缺陷的實(shí)施方式。


圖1示出交互式顯示設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例的框圖。圖2示出描繪用于增強(qiáng)顯示面板的方法的一個(gè)實(shí)施例的流程圖。圖3示出在增強(qiáng)過程的一個(gè)實(shí)施例期間對(duì)顯示面板的一個(gè)實(shí)施例的改變的順序 (sequence)的示意性描繪。圖4示出在增強(qiáng)過程的另一個(gè)實(shí)施例期間對(duì)顯示面板的另一個(gè)實(shí)施例的改變的順序的示意性描繪。圖5示出描繪用于增強(qiáng)顯示面板的方法的另一個(gè)實(shí)施例的流程圖。圖6示出在執(zhí)行圖5的方法的同時(shí)在各種情況下顯示面板的一個(gè)實(shí)施例的示意性描繪。
具體實(shí)施例方式圖1示出被配置成感測(cè)觸摸和/或?qū)ο蟮慕换ナ斤@示設(shè)備100的實(shí)例實(shí)施例。交互式顯示/感測(cè)設(shè)備100 (在下文中稱為“交互式顯示設(shè)備”)包括顯示面板102，例如IXD 面板等等。所描繪的交互式顯示設(shè)備100進(jìn)一步包括背光源104，其被配置成將光導(dǎo)向顯示面板102。該背光源還可以是邊緣照亮(edgelit)類型的。應(yīng)當(dāng)理解，在使用諸如OLED面板之類的發(fā)射式顯示面板的場(chǎng)合，背光源104可以省去。交互式顯示設(shè)備100進(jìn)一步包括合并入顯示面板的多個(gè)圖像傳感器106，其中這些圖像傳感器被配置成檢測(cè)接近和/或觸摸顯示面板102的表面的對(duì)象。包括這樣的圖像傳感器的顯示面板可以被稱為像素傳感器(sensor-in-pixel)顯示面板。交互式顯示設(shè)備 100進(jìn)一步包括具有處理器108或一個(gè)或多個(gè)其他邏輯器件的控制器107和具有存儲(chǔ)于其上的指令的存儲(chǔ)器110，該指令可由處理器108執(zhí)行以控制顯示面板102對(duì)圖像的顯示并通過由圖像傳感器106獲取的圖像檢測(cè)和解釋觸摸輸入。將理解，其他實(shí)施例可以利用圖像捕獲設(shè)備而不是像素傳感器裝置，例如一個(gè)或多個(gè)相對(duì)于用戶的位置位于顯示面板后面的紅外照相機(jī)，其能夠檢測(cè)穿過顯示面板的紅外光。另外，其他實(shí)施例還可以利用電容性、電阻性(在單元(cell)電容性觸摸和其他觸摸中)感測(cè)技術(shù)。如上所述，顯示面板(包括但不限于IXD面板)可能缺乏長(zhǎng)期用作觸摸交互式表面的足夠耐用性。因此，保護(hù)層120可以被放置在顯示面板102上或粘結(jié)到顯示面板102，以增加交互式顯示設(shè)備100的壽命。照此，被選擇用作保護(hù)層120的材料可以針對(duì)光學(xué)透明度和耐用性的期望級(jí)別來選擇。用于保護(hù)層120的適當(dāng)材料的實(shí)例包括但不限于化學(xué)上加強(qiáng)的玻璃。保護(hù)層120也可以被選擇以避免影響(impact)顯示面板102的尺寸公差和機(jī)械公差并避免影響觸摸/感測(cè)靈敏度。然而，表面交互式設(shè)備的觸摸、感測(cè)和/或顯示屬性都可以依賴于保護(hù)層相對(duì)于顯示/感測(cè)表面的均勻性(uniformity)。例如，在交互式顯示設(shè)備100的像素傳感器裝置中，未均勻地與IXD面板隔開的保護(hù)層可能影響由圖像傳感器106獲取的圖像的質(zhì)量。這種非均勻性也可能影響除像素傳感器系統(tǒng)之外的其他基于視覺的檢測(cè)系統(tǒng)、以及電容性觸摸感測(cè)系統(tǒng)和其他觸摸感測(cè)技術(shù)。在基于視覺的觸摸感測(cè)的情況下，間隔方面的非均勻性可能導(dǎo)致保護(hù)層表面的區(qū)域處于離焦(out of focus)，可能帶來所獲取圖像中的視差，以及/ 或者可能產(chǎn)生斑痕(mura)(表面缺陷)。而且，粘合層中用于對(duì)于顯示面板保持保護(hù)層的泡和其他間隙的存在可以產(chǎn)生對(duì)于用戶而言顯而易見的散射部位(site)。為了避免粘合層中的泡和其他間隙，與壓敏粘合劑等相反，可以使用光學(xué)清晰的、 可固化的液體來將保護(hù)層粘結(jié)到顯示面板。而且，粘合層厚度的精確控制可以幫助增加由基于視覺的觸摸系統(tǒng)獲取的圖像的邊緣到邊緣質(zhì)量的均勻性。一些將保護(hù)層粘結(jié)到顯示面板的方法涉及使用外圍障礙物(dam)來保持粘合劑并且還充當(dāng)隔離物以控制保護(hù)層與顯示面板分隔的距離。然而，在大格式顯示器上，在粘合劑固化的同時(shí)，保護(hù)層的中心可能下陷 (sag)，從而導(dǎo)致粘合層的非均勻厚度。該問題可能隨著顯示器大小的增加而惡化。這樣的問題也可能在粘合層的厚度上強(qiáng)加較低的邊界，因?yàn)檎澈蠈犹】赡茉试S觸摸保護(hù)層和顯示面板的區(qū)域，從而破壞粘結(jié)，并且可能不說明表面的非平面性。因此，本文中公開了各種實(shí)施例，這些實(shí)施例涉及保持用于將保護(hù)層粘結(jié)到顯示面板上的粘合層的厚度的期望均勻性。圖2示出描繪將保護(hù)層粘結(jié)到顯示面板的方法200 的實(shí)例實(shí)施例的流程圖。方法200包括在202處，在顯示面板或保護(hù)層上(依賴于保護(hù)層是否從上面施加在顯示面板上或相反)施加流體粘合層。應(yīng)當(dāng)理解，襯墊(gasket)、障礙物或其他適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)可以用于限定粘合劑所施加的區(qū)域，使得該粘合劑包含在該襯墊或障礙物內(nèi)。方法200然后包括，在204處，將保護(hù)層或顯示面板中的另一個(gè)與粘合層接觸放置。如上所提及，保持保護(hù)層與顯示面板之間的均勻間隔可以幫助避免基于視覺的觸摸檢測(cè)系統(tǒng)中的各種成像問題。因此，方法200接下來包括，在步驟206處，通過散布在粘合層內(nèi)的多個(gè)隔離物來保持顯示面板與保護(hù)層之間的間隔。所述多個(gè)隔離物被配置成在期望的公差級(jí)內(nèi)具有相同的大小，并且在空間上跨顯示面板與保護(hù)層之間的區(qū)域而分布，使得這兩個(gè)結(jié)構(gòu)之間的距離在粘結(jié)固化過程期間通過隔離物保持。方法200接下來包括，在 212處，固化該粘合劑以形成增強(qiáng)的顯示器。該粘合劑可以以任何適當(dāng)?shù)姆绞焦袒?，包括但不限于通過暴露UV光214、可見光、電子束、熱能和/或紅外能等。所述隔離物可以采取不會(huì)不適當(dāng)?shù)亟导?jí)粘合層的光學(xué)屬性的任何適當(dāng)?shù)男问?。例如，在一些?shí)施例中，所述隔離物可以采取印制的零件(feature) 208的形式，印制的零件 208被印制到顯示面板的表面層(例如偏振器)和/或保護(hù)層的表面上。所述印制的零件可以被配置成在期望的公差內(nèi)具有均勻的高度，并且可以以適合于以期望的均勻性級(jí)別保持保護(hù)層與顯示面板之間的間隔的空間密度被印制。而且，印制的零件可以由折射率接近或等于固化的粘合材料的折射率的一種或多種材料形成以避免導(dǎo)致光在印制的零件和固化的粘合劑的邊界處的不想要的反射和折射。在一些實(shí)施例中，固化后的粘合劑的折射率和印制的零件的折射率在彼此的+/-0.01內(nèi)。而且，在一些實(shí)施例中，相同的材料用于形成印制的零件和粘合層。在這樣的實(shí)施例中，固化的粘合劑和印制的零件可以具有基本相同的折射率(取決于這兩個(gè)結(jié)構(gòu)中使用的任何添加劑的濃度和性質(zhì)而具有可能的較小變化)。這可以致使(render)印制的零件與固化的粘合劑之間的邊界在顯示面板的平常使用期間不引人注意。在其他實(shí)施例中，粘合劑和印制的零件可以由不同的材料形成。任何適當(dāng)?shù)牟牧峡梢杂糜谟≈频牧慵驼澈蠈印?在一些實(shí)施例中，印制的零件和粘合層這二者包括聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)0適當(dāng)材料的其他實(shí)例包括但不限于聚氨酯、環(huán)氧樹脂和氰基丙烯酸酯。在其他實(shí)施例中，所述隔離物可以采取在流體粘合劑被施加在顯示面板或保護(hù)層上之前被添加到該粘合劑的多個(gè)微球210的形式。這些微球可以被配置成具有高度均勻的直徑分布，使得顯示面板和保護(hù)層被以跨由流體粘合劑覆蓋的整個(gè)區(qū)域的均勻間隔保持。 這些微球可以以任何適當(dāng)?shù)臐舛缺惶砑拥搅黧w粘合材料。適當(dāng)?shù)臐舛劝绫Ｗo(hù)層或顯示面板的表面提供每單位面積期望的支持(support)量且不增加或另外地不適當(dāng)?shù)赜绊懥黧w粘合層的粘性的濃度。在包括PMMA微球的PMMA粘合劑的情況下，微球的適當(dāng)濃度的實(shí)例可以包括但不限于1-10%的范圍內(nèi)的體積濃度。這樣的微球的使用可以簡(jiǎn)化制造，因?yàn)椴恍枰獔?zhí)行單獨(dú)步驟以在粘合劑施加之前在顯示面板或保護(hù)層上形成或放置隔離物。如上文針對(duì)印制的零件隔離物所述，微球210可以由任何適當(dāng)?shù)牟牧现瞥?。適當(dāng)?shù)牟牧习ǖ幌抻谡凵渎式咏虻扔诠袒恼澈喜牧系恼凵渎实牟牧弦员苊鈱?dǎo)致光在微球和固化的粘合劑的邊界處的不想要的反射和折射。在一些實(shí)施例中，固化后的粘合劑的折射率和微球的折射率在彼此的+/-0.01內(nèi)。而且，在一些實(shí)施例中，相同的材料用于形成微球和粘合層，而在其他實(shí)施例中，粘合層和微球由不同的材料形成，其中適當(dāng)考慮熱膨脹失配。圖3示出在利用包括微球的流體粘合劑將保護(hù)層120粘結(jié)到顯示面板102的增強(qiáng)過程期間顯示面板102在各個(gè)階段的示意性描繪。在、處示出增強(qiáng)前的顯示面板102。接下來在^處，示出在添加了包括微球302的粘合層300之后的顯示面板102，其中粘合層 300包含在由襯墊303限定的區(qū)域內(nèi)。應(yīng)當(dāng)理解，盡管圖3僅示出襯墊303的一部分，但是襯墊303可以完全圍住(enclose)流體粘合劑所施加的區(qū)域。如圖所示，可以看到，微球302 在空間上跨顯示面板102與保護(hù)層120之間的區(qū)域而分布，并且由此幫助保持這些結(jié)構(gòu)之間的均勻距離(在期望的公差內(nèi))。接下來，在、處，保護(hù)層120被放置在粘合層300之上， 并且然后粘合層300暴露于來自紫外光源304 (或其他適當(dāng)?shù)哪茉?的紫外光。應(yīng)當(dāng)理解， 在一些實(shí)施例中，可以在固化期間使用附加的過程，例如輥的應(yīng)用。在固化時(shí)，如圖所示，在 t3處，固化的粘合層306中的微球材料和粘合材料的折射率的相似性可以致使所述邊界難以或不可能用眼睛辨別。圖4示出增強(qiáng)過程的一個(gè)實(shí)施例的執(zhí)行期間在各個(gè)階段的顯示面板102的示意性描繪，這個(gè)增強(qiáng)過程利用印制的零件(與微球相反)在粘結(jié)過程期間保持顯示面板102與保護(hù)層120之間的均勻距離(在期望的公差內(nèi))。在、處，示出在添加了流體粘合層400之后的顯示面板102，該流體粘合層400包含在由襯墊402限定的區(qū)域內(nèi)。應(yīng)當(dāng)理解，盡管圖4 僅示出襯墊402的一部分，但是襯墊402可以完全圍住流體粘合劑所施加的區(qū)域。而且，保護(hù)層120被示出定位在流體粘合層400之上。如圖所示，印制的零件404被印制在保護(hù)層 120上，但是應(yīng)當(dāng)理解，印制的零件404也可以印制到顯示面板102上，或者可以包括預(yù)先印制在存在于顯示面板上的偏振器上。接下來，在t2處，保護(hù)層120被示出施加到流體粘合層400，使得印制的零件404 在空間上跨顯示面板102與保護(hù)層120之間的區(qū)域而分布在流體粘合層內(nèi)，從而幫助保持這些結(jié)構(gòu)之間的均勻距離。在用來自紫外光源406 (或其他適當(dāng)?shù)哪茉?的紫外光照射粘合層400時(shí)，這得以保持。在固化時(shí)，如圖所示，在t3處，固化的粘合層408中的印制的零件材料和粘合材料的折射率的相似性導(dǎo)致所述邊界變得難以或不可能用眼睛辨別。圖4的實(shí)施例的印制的零件可以以任何適當(dāng)?shù)姆绞叫纬?，所述方式包括但不限于絲網(wǎng)印制和噴墨印制。在圖2-4的實(shí)施例中，將隔離物物理地放置在保護(hù)層與顯示面板之間可以允許要在期望的公差內(nèi)實(shí)現(xiàn)的均勻粘合層厚度，而無需用被配置成在固化期間維持這些結(jié)構(gòu)平坦和平行的特殊工具(tooling)來保持保護(hù)層和顯示面板。這可以簡(jiǎn)化甚至非常大的增強(qiáng)的顯示器的制造。而且，應(yīng)當(dāng)注意，保護(hù)層與顯示面板之間的間隔可以通過簡(jiǎn)單地修改隔離物的大小(例如通過印制更厚的印制的零件或在粘合劑中包括不同直徑的微球)來改變。這可以允許粘合層針對(duì)各種使用場(chǎng)景而改變。例如，針對(duì)更大的沖擊強(qiáng)度的更厚的保護(hù)層和對(duì)應(yīng)地更薄的粘合層可以利用更小的微球或印制的零件來實(shí)現(xiàn)，而更薄的保護(hù)層和對(duì)應(yīng)地更厚的粘合層可以幫助允許使用膨脹失配的保護(hù)層和顯示面板。圖2-4中圖示的實(shí)施例利用位于顯示面板102與保護(hù)層120之間的粘合層中的結(jié)構(gòu)來保持這些層之間的分隔。圖5和6圖示了形成均勻厚度的粘合層的方法的實(shí)施例，其利用顯示面板102與保護(hù)層120之間的區(qū)域外部的零件來在固化期間保持顯示面板102與保護(hù)層120之間的均勻間隔。首先參照?qǐng)D5，示出了形成增強(qiáng)的顯示面板的另一個(gè)方法500 的一個(gè)實(shí)施例。方法500包括，在502處，將流體粘合層施加在顯示面板之上。在504處， 方法500包括將保護(hù)層放置在包括平坦支持表面的真空工具中。簡(jiǎn)要地參照?qǐng)D6，在、處示出了支持表面600的實(shí)例。該支持表面600包括一個(gè)或多個(gè)真空口 602，其允許在支持表面600與保護(hù)層120之間的間隔中抽出(drawn)真空。 該平坦的支持表面可以由可以以適當(dāng)平坦的輪廓(profile)制成的任何材料形成。支持表面材料的實(shí)例包括但不限于平坦的玻璃材料(例如浮法玻璃)以及剛性聚合物(例如澆鑄在浮法玻璃成型表面上的剛性聚合物)。還示出粘合層606被施加到顯示面板，其中該粘合層由隔離障礙物(spacer dam) 607保持。在一些實(shí)施例中，隔離障礙物607可以包括精確形成的剛性材料，其被配置成固定顯示面板102與保護(hù)層120之間的距離。在其他實(shí)施例中， 隔離障礙物607可以由柔性材料形成，并且顯示面板與保護(hù)層120之間的間隔可以由其他機(jī)械或控制機(jī)構(gòu)來保持。再次參照?qǐng)D5，方法500包括，在506處，形成真空，從而抵著平坦的支持表面保持 (hold)保護(hù)層。然后，在508處，方法500包括在保持真空的同時(shí)將保護(hù)層放置在粘合層上或與粘合層接觸放置，并且在510處，在保持真空的同時(shí)固化該粘合層。如上所述，粘合層可以以任何適當(dāng)?shù)姆绞奖还袒?，所述方式包括但不限于通過引導(dǎo)光(例如UV光或可見光) 通過平坦支持表面或通過暴露于熱、電子束或其他適當(dāng)?shù)哪茉?。在粘合層通過暴露于光而被固化的場(chǎng)合，所述支持表面可以被配置成對(duì)于用于固化該粘合劑的光的波長(zhǎng)是透明的， 使得粘合層可以通過平坦支持表面而被照射，如在512處所示。例如，浮法玻璃支持表面可以對(duì)可見光或紫外光是透明的。同樣，在粘合層被熱固化的場(chǎng)合，支持表面可以被配置成在所使用的固化溫度處是機(jī)械穩(wěn)定的和具有魯棒性的。再次參照?qǐng)D6，在增強(qiáng)過程期間，顯示面板102可以放置在顯示面板支持表面(在圖6中指示為顯示面板下面的剖面線表面)上并且抵著該顯示面板支持表面而得以支持，從而確保在粘合劑固化過程期間顯示面板也被保持平坦。應(yīng)當(dāng)理解，保護(hù)層的支持表面600 和顯示面板支持表面可以被配置成平行的。接下來，在時(shí)間t2處，保護(hù)層120被抵著粘合層606放置，并且UV光(或可見光或其他能量)透射通過支持表面600和保護(hù)層120以固化粘合層，從而在、處形成固化的粘合層608。形成如本文所公開的增強(qiáng)的顯示面板可以幫助提供高度均勻的和共面的交互表面，與具有局部變化的表面相對(duì)。這可以提供可靠的基于視覺的觸摸檢測(cè)，并且還可以幫助實(shí)現(xiàn)與不那么均勻的表面相比跨整個(gè)觀看表面的靜態(tài)負(fù)載屬性、一致的跌落沖擊。應(yīng)當(dāng)理解，本文所描述的配置和/或方法本質(zhì)上是示范性的，并且這些特定實(shí)施例或?qū)嵗辉谙拗埔饬x下被考慮，因?yàn)槎喾N變型是可能的。本文所描述的特定例程或方法可以表示任意數(shù)量的處理策略的一個(gè)或多個(gè)。照此，所說明的各種動(dòng)作可以以所說明的順序、以其他順序、并行地執(zhí)行，或在某些情況下被省略。同樣，上述過程的順序可以改變。本公開的主題包括本文中所公開的各種過程、系統(tǒng)和配置以及其他特征、功能、動(dòng)作和/或?qū)傩缘乃行路f的且非顯而易見的組合和子組合以及其任一和所有等價(jià)物。
權(quán)利要求
1.一種制造增強(qiáng)的顯示面板的方法(500)，該方法(500)包括 在顯示面板上施加(502)流體粘合層；將保護(hù)層放置(504)在包括平坦支持表面和真空口的真空工具中，該真空工具被配置成形成并保持平坦支持表面與保護(hù)層之間的真空；利用真空工具形成(506)真空，從而抵著真空工具的平坦支持表面保持保護(hù)層； 在保持真空的同時(shí)將保護(hù)層放置(508)在粘合層之上；以及在保持真空的同時(shí)固化(510)所述粘合層。
2.權(quán)利要求1的方法，其中固化粘合層包括將該粘合層暴露于紫外光和可見光的一個(gè)或多個(gè)。
3.權(quán)利要求2的方法，其中將粘合層暴露于紫外光和可見光的一個(gè)或多個(gè)包括引導(dǎo)光通過平坦支持表面。
4.權(quán)利要求3的方法，其中引導(dǎo)光通過平坦支持表面包括引導(dǎo)光通過浮法玻璃表面。
5.權(quán)利要求1的方法，其中顯示面板是LCD面板或OLED面板。
6.一種增強(qiáng)的顯示面板，包括顯示面板(102)，其被配置成顯示圖像； 保護(hù)層(120)，其被粘結(jié)到顯示面板(102)；以及粘合層(300)，其位于顯示面板(102)與保護(hù)層(120)之間，該粘合層(300)包括在空間上跨顯示面板(102)與保護(hù)層(120)之間的區(qū)域而散布在粘合層(300)內(nèi)的多個(gè)隔離物 (302)。
7.權(quán)利要求6的增強(qiáng)的顯示面板，其中粘合層和隔離物由具有在所述粘合層的折射率的+/-0.01內(nèi)的折射率的材料形成。
8.權(quán)利要求6的增強(qiáng)的顯示面板，其中隔離物包括多個(gè)印制的元件。
9.權(quán)利要求6的增強(qiáng)的顯示面板，其中隔離物包括多個(gè)微球。
10.權(quán)利要求6的增強(qiáng)的顯示面板，其中該增強(qiáng)的顯示面板被合并在交互式顯示設(shè)備中。
全文摘要
本文公開了涉及顯示面板的增強(qiáng)的實(shí)施例。一個(gè)所公開的實(shí)施例提供一種制造增強(qiáng)的顯示面板的方法(200)，其中該方法(200)包括在顯示面板和保護(hù)層之一上施加(202)流體粘合層；將保護(hù)層和顯示面板中的另一個(gè)與該粘合層接觸放置(204)；通過在空間上跨顯示面板與保護(hù)層之間的區(qū)域而散布在粘合層內(nèi)的多個(gè)隔離物(spacer)保持(206)顯示面板與保護(hù)層之間的間隔；以及固化(212)粘合層。
文檔編號(hào)G06F3/041GK102436322SQ20111030971
公開日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2011年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月13日
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