JPH06202166A - エレクトロクロミック素子 - Google Patents
エレクトロクロミック素子Info
- Publication number
- JPH06202166A JPH06202166A JP34955892A JP34955892A JPH06202166A JP H06202166 A JPH06202166 A JP H06202166A JP 34955892 A JP34955892 A JP 34955892A JP 34955892 A JP34955892 A JP 34955892A JP H06202166 A JPH06202166 A JP H06202166A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrochromic
- electrolyte
- electrode
- partitions
- liquid
- Prior art date
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- Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 大面積化が可能で、例えば建築分野における
エレクトロクロミック窓のような大面積が要求される透
過型調光素子などの用途にも好適なエレクトロクロミッ
ク素子を提供すること、特に素子を立てとき電解液が下
側に集中して電解液の濃度や厚さが不均一になること、
シールが破損することを防止すること。 【構成】 エレクトロクロミック電極を設けた透明基板
と、対極（これもエレクトロクロミック電極でもよい）
を設けた透明基板の間に電解質層を設け、この電解質層
に特に水平方向に接着剤等で仕切りを設けて、電解液が
重力で下側に集中しないようにする。
エレクトロクロミック窓のような大面積が要求される透
過型調光素子などの用途にも好適なエレクトロクロミッ
ク素子を提供すること、特に素子を立てとき電解液が下
側に集中して電解液の濃度や厚さが不均一になること、
シールが破損することを防止すること。 【構成】 エレクトロクロミック電極を設けた透明基板
と、対極（これもエレクトロクロミック電極でもよい）
を設けた透明基板の間に電解質層を設け、この電解質層
に特に水平方向に接着剤等で仕切りを設けて、電解液が
重力で下側に集中しないようにする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はエレクトロクロミック素
子に関する。より詳しく述べれば、大面積化が可能な例
えば建築分野のエレクトロクロミック窓のような透過型
調光素子として好適なエレクトロクロミック素子に関す
る。
子に関する。より詳しく述べれば、大面積化が可能な例
えば建築分野のエレクトロクロミック窓のような透過型
調光素子として好適なエレクトロクロミック素子に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】電圧によって物質の色が可逆的に変化す
るエレクトロクロミック（ＥＣ）現象を応用した素子
（ＥＣＤ）は明るく見やすい、大面積表示が可能であ
る、メモリー性がある（消費電力が少ない）などの特性
を有し、このような特徴を活かした応用として、株価表
示、メッセージボード、案内板などの大型表示板、また
自動車の防眩ミラー、調光ガラス、サングラスなどの調
光素子等がある。
るエレクトロクロミック（ＥＣ）現象を応用した素子
（ＥＣＤ）は明るく見やすい、大面積表示が可能であ
る、メモリー性がある（消費電力が少ない）などの特性
を有し、このような特徴を活かした応用として、株価表
示、メッセージボード、案内板などの大型表示板、また
自動車の防眩ミラー、調光ガラス、サングラスなどの調
光素子等がある。
【０００３】ＥＣＤの構造はエレクトロクロミック電極
と対極の間に電解質を配置して成り、両電極間に電圧を
印加するとエレクトロクロミック電極が電解質からのイ
オンと電源からの電子でカソード還元されて着色するも
のである。対極は、これもエレクトロクロミック電極で
構成して着色表示に利用することができる。
と対極の間に電解質を配置して成り、両電極間に電圧を
印加するとエレクトロクロミック電極が電解質からのイ
オンと電源からの電子でカソード還元されて着色するも
のである。対極は、これもエレクトロクロミック電極で
構成して着色表示に利用することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記の如く、エレクト
ロクロミック電極を設けた透明基板間に電解液を封入し
た構造のエレクトロクロミック素子は、例えば、建築分
野におけるエレクトロクロミック窓などの大面積化が要
求される用途に用いる場合、電解質の粘度が低いため、
エレクトロクロミック窓を立てると電解液が窓の下側に
集まりシールが破損したり、電解液の濃度や厚さが不均
一になることにより均一に着色しないなどの好ましくな
い事態を招来し、満足し得る耐久性及びエレクトロクロ
ミック特性が得られないという欠点を有している。従っ
て、大面積化が可能な構造を持つエレクトロクロミック
素子の開発が強く望まれている。
ロクロミック電極を設けた透明基板間に電解液を封入し
た構造のエレクトロクロミック素子は、例えば、建築分
野におけるエレクトロクロミック窓などの大面積化が要
求される用途に用いる場合、電解質の粘度が低いため、
エレクトロクロミック窓を立てると電解液が窓の下側に
集まりシールが破損したり、電解液の濃度や厚さが不均
一になることにより均一に着色しないなどの好ましくな
い事態を招来し、満足し得る耐久性及びエレクトロクロ
ミック特性が得られないという欠点を有している。従っ
て、大面積化が可能な構造を持つエレクトロクロミック
素子の開発が強く望まれている。
【０００５】本発明は、このような事情の下で、大面積
化が可能で、例えば建築分野におけるエレクトロクロミ
ック窓のような大面積が要求される透過型調光素子など
の用途にも好適なエレクトロクロミック素子を提供する
ことを目的とする。
化が可能で、例えば建築分野におけるエレクトロクロミ
ック窓のような大面積が要求される透過型調光素子など
の用途にも好適なエレクトロクロミック素子を提供する
ことを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者らは大面積化が
可能なエレクトロクロミック素子を開発すべく鋭意研究
を重ねた結果、エレクトロクロミック電極を張り合わせ
る際にエレクトロクロミック電極上に接着剤を塗布し、
電解液中に仕切りを入れることで電解液のエレクトロク
ロミック窓下部への集中を防ぎかつ接着部が薄く細いた
め外部から目立ちにくいという特徴を有する見出し、こ
の知見に基づいて本発明を完成したものである。
可能なエレクトロクロミック素子を開発すべく鋭意研究
を重ねた結果、エレクトロクロミック電極を張り合わせ
る際にエレクトロクロミック電極上に接着剤を塗布し、
電解液中に仕切りを入れることで電解液のエレクトロク
ロミック窓下部への集中を防ぎかつ接着部が薄く細いた
め外部から目立ちにくいという特徴を有する見出し、こ
の知見に基づいて本発明を完成したものである。
【０００７】こうして、本発明により、エレクトロクロ
ミック電極と対極をそれぞれの表面に形成した基板間に
電解質層を有するエレクトロクロミック素子において、
電解質層に仕切りを設けて電解質層内の電解液の移動を
制約した構造を有することを特徴とするエレクトロクロ
ミック素子が提供される。
ミック電極と対極をそれぞれの表面に形成した基板間に
電解質層を有するエレクトロクロミック素子において、
電解質層に仕切りを設けて電解質層内の電解液の移動を
制約した構造を有することを特徴とするエレクトロクロ
ミック素子が提供される。
【０００８】
【作用】電解質層に仕切りを設けたので、電解液がエレ
クトロクロミック素子の下側に集中することがなく、封
止の破損や不均一化な発色が防止される。
クトロクロミック素子の下側に集中することがなく、封
止の破損や不均一化な発色が防止される。
【０００９】
【実施例】図面を参照して説明する。本発明のエレクト
ロクロミック素子の基本構造は従来の素子構造と同じで
よく、何ら限定されないが、図１にその一例の断面構造
を示す。図において、エレクトロクロミック電極１は透
明電極２を介して透明基板３の上に形成され、対極４も
透明基板５の上に形成され、これらの基板３，５の間に
電解液６が封入されている。これらは従来のものと同じ
構造であるが、本発明に従って、電解質層に仕切り７が
設けられている。
ロクロミック素子の基本構造は従来の素子構造と同じで
よく、何ら限定されないが、図１にその一例の断面構造
を示す。図において、エレクトロクロミック電極１は透
明電極２を介して透明基板３の上に形成され、対極４も
透明基板５の上に形成され、これらの基板３，５の間に
電解液６が封入されている。これらは従来のものと同じ
構造であるが、本発明に従って、電解質層に仕切り７が
設けられている。
【００１０】ここで、エレクトロクロミック電極１は、
還元着色するカソーディック材料と酸化着色するアノー
ディック材料の２種類がある。代表的な還元着色材であ
るＷＯ3 では、ＷＯ3 は電解質からのＨ+ ( Ｌｉ+ ）と
電源からの電子が注入されるとＷＯ3 （無色）＋ｘＨ+
＋ｘｅ＝Ｈx ＷＯ3 （青色）の反応を行う。この反応は
可逆的であるが、Ｈx ＷＯ3 の状態で電源回路を開放す
ると、青色（還元状態）は長時間保持される。還元着色
材としてはＷＯ3 のほか、ＩｒＯx ，ＭｏＯ3，ＭｏＳ
2 ，Ｖ2 Ｏ5 ，ＭｇＷＯ4 ，Ｎｂ2 Ｏ5 ，ＴｉＯ2 ，Ｗ
4 Ｏ8 （Ｃ2 Ｏ 4 ）x なども用いることができる。エレ
クトロクロミック電極は500 〜1500Å程度の厚さである
が、これは透明電極２上に形成する。
還元着色するカソーディック材料と酸化着色するアノー
ディック材料の２種類がある。代表的な還元着色材であ
るＷＯ3 では、ＷＯ3 は電解質からのＨ+ ( Ｌｉ+ ）と
電源からの電子が注入されるとＷＯ3 （無色）＋ｘＨ+
＋ｘｅ＝Ｈx ＷＯ3 （青色）の反応を行う。この反応は
可逆的であるが、Ｈx ＷＯ3 の状態で電源回路を開放す
ると、青色（還元状態）は長時間保持される。還元着色
材としてはＷＯ3 のほか、ＩｒＯx ，ＭｏＯ3，ＭｏＳ
2 ，Ｖ2 Ｏ5 ，ＭｇＷＯ4 ，Ｎｂ2 Ｏ5 ，ＴｉＯ2 ，Ｗ
4 Ｏ8 （Ｃ2 Ｏ 4 ）x なども用いることができる。エレ
クトロクロミック電極は500 〜1500Å程度の厚さである
が、これは透明電極２上に形成する。
【００１１】透明電極２は集電電極であり、酸化インジ
ウム（ＩＴＯ）、酸化錫などで形成する。厚さは1000〜
2000Åが一般的であく。透明電極はガラス板等の透明基
板３上に形成する。対極４にはＨ2 ，Ｏ3 の発生の少な
く、電気化学的酸化還元反応に対して可逆性のよい、電
気容量の大きい材料が用いられる。具体的には、カーボ
ン、遷移金属化合物とカーボンとの複合材又は金属酸化
物とカーボンとの複合材などがある。対極の厚さは1000
Å〜10μｍ程度である。
ウム（ＩＴＯ）、酸化錫などで形成する。厚さは1000〜
2000Åが一般的であく。透明電極はガラス板等の透明基
板３上に形成する。対極４にはＨ2 ，Ｏ3 の発生の少な
く、電気化学的酸化還元反応に対して可逆性のよい、電
気容量の大きい材料が用いられる。具体的には、カーボ
ン、遷移金属化合物とカーボンとの複合材又は金属酸化
物とカーボンとの複合材などがある。対極の厚さは1000
Å〜10μｍ程度である。
【００１２】また、対極にもエレクトロクロミック電極
(電極II) を配することができ、電極Ｉ（ＷＯ3 ）の還
元着色に加えて、電極IIに酸化着色材料、例えば、Ｉｒ
Ｏxなどを用いると、着色効率の高いエレクトロクロミ
ック素子を作成できる。また、電極IIにせ結晶状態の異
なるＷＯ3 を用いてもよい。またはＮｉＯx ，Ｃｏ
Ｏ x ，プルシアンブルー，ポリアニリンなどが用いられ
る。
(電極II) を配することができ、電極Ｉ（ＷＯ3 ）の還
元着色に加えて、電極IIに酸化着色材料、例えば、Ｉｒ
Ｏxなどを用いると、着色効率の高いエレクトロクロミ
ック素子を作成できる。また、電極IIにせ結晶状態の異
なるＷＯ3 を用いてもよい。またはＮｉＯx ，Ｃｏ
Ｏ x ，プルシアンブルー，ポリアニリンなどが用いられ
る。
【００１３】なお、透過型でなく、反射型のエレクトロ
クロミック素子の場合には、反射側の基板及び電極は透
明である必要はない。電解液のイオン導電体の種類も限
定されないが、イオン導電体の溶質としては、例えばア
ルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、プロトン酸などが
用いられる。これらの溶質の陰イオンとしては、例えば
ハロゲンイオン、硫酸イオン、リン酸イオン、過塩素酸
イオン、チオシアン酸イオン、トリフッ化メタンスルホ
ン酸イオン、ホウフッ化イオンなどが挙げられる。該溶
質の具体例としては、フッ化リチウム、ヨウ化リチウ
ム、ヨウ化ナトリウム、過塩素酸リチウム、チオシアン
酸ナトリウム、トリフッ化メタンスルホン酸リチウム、
ホウフッ化リチウム、ヘキサフッ化リン酸リチウム、リ
ン酸、硫酸、トリフッ化メタンスルホン酸、テトラフッ
化エチレンスルホン酸、ヘキサフッ化ブタンスルホン酸
などが挙げられ、これらは１種用いてもよいし、２種以
上を組み合わせて用いてもよい。
クロミック素子の場合には、反射側の基板及び電極は透
明である必要はない。電解液のイオン導電体の種類も限
定されないが、イオン導電体の溶質としては、例えばア
ルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、プロトン酸などが
用いられる。これらの溶質の陰イオンとしては、例えば
ハロゲンイオン、硫酸イオン、リン酸イオン、過塩素酸
イオン、チオシアン酸イオン、トリフッ化メタンスルホ
ン酸イオン、ホウフッ化イオンなどが挙げられる。該溶
質の具体例としては、フッ化リチウム、ヨウ化リチウ
ム、ヨウ化ナトリウム、過塩素酸リチウム、チオシアン
酸ナトリウム、トリフッ化メタンスルホン酸リチウム、
ホウフッ化リチウム、ヘキサフッ化リン酸リチウム、リ
ン酸、硫酸、トリフッ化メタンスルホン酸、テトラフッ
化エチレンスルホン酸、ヘキサフッ化ブタンスルホン酸
などが挙げられ、これらは１種用いてもよいし、２種以
上を組み合わせて用いてもよい。
【００１４】また、これらのイオン導電体の溶媒として
は上記の如き溶質を溶解できるものであればよいが、例
えば、プロピレンカーボネート、ジメトキシエタン、ｒ
−ブチロラクトン、アセトニトリル、ポリエチレンオキ
シド、ポリプロピレンオキシドなどが挙げられる。電解
質層に設ける仕切り７は、電解液が重力で下側に集中し
てシールを損傷して液ダレ（液漏れ）を生じたり、電解
液の厚さや濃度にムラ（不均一）が発生するのを防止す
ることを目的とするものである。従って、図２に示すよ
うに、エレクトロクロミック素子を立てて使用する場合
に、横方向に仕切ることが好ましい。しかし、図３，図
４のように、さらに縦方向にも仕切りを設けてもよい
が、図４の如く、素子の外周と接していない部分ができ
る場合には、電解液の充填のために仕切りに小孔８を設
ける。
は上記の如き溶質を溶解できるものであればよいが、例
えば、プロピレンカーボネート、ジメトキシエタン、ｒ
−ブチロラクトン、アセトニトリル、ポリエチレンオキ
シド、ポリプロピレンオキシドなどが挙げられる。電解
質層に設ける仕切り７は、電解液が重力で下側に集中し
てシールを損傷して液ダレ（液漏れ）を生じたり、電解
液の厚さや濃度にムラ（不均一）が発生するのを防止す
ることを目的とするものである。従って、図２に示すよ
うに、エレクトロクロミック素子を立てて使用する場合
に、横方向に仕切ることが好ましい。しかし、図３，図
４のように、さらに縦方向にも仕切りを設けてもよい
が、図４の如く、素子の外周と接していない部分ができ
る場合には、電解液の充填のために仕切りに小孔８を設
ける。
【００１５】電解質層への仕切りの形成方法としては、
例えば、接着剤をエレクトロクロミック電極側の基板上
にスクリーン印刷し、対極側の基板と張り合わせて加熱
又は紫外線照射して接着剤を硬化させる方法などによる
ことができる。仕切りの材料としては被着材との接着強
度や、耐溶剤性、耐熱性等の耐久性に優れた材料から選
ばれるが、具体的には、エチレンビニルアセテートや、
ポリエステルアクリレート、ウレタンアクリレートなど
のアクリレート系接着剤、その他エポキシ系接着剤など
が使用できる。
例えば、接着剤をエレクトロクロミック電極側の基板上
にスクリーン印刷し、対極側の基板と張り合わせて加熱
又は紫外線照射して接着剤を硬化させる方法などによる
ことができる。仕切りの材料としては被着材との接着強
度や、耐溶剤性、耐熱性等の耐久性に優れた材料から選
ばれるが、具体的には、エチレンビニルアセテートや、
ポリエステルアクリレート、ウレタンアクリレートなど
のアクリレート系接着剤、その他エポキシ系接着剤など
が使用できる。
【００１６】仕切り７は、視覚的に目立たないように幅
が０．１〜０．８ｍｍ程度であることが好ましく、厚さ
は７〜２５μｍ、また仕切りの間隔としては３０〜５０
ｃｍ程度が好ましい。なお、仕切り７の形成と同時にパ
ネルのシール９も形成してもよい。こうして構成された
パネルへの電解液の封入は、例えば、パネル内を真空に
してから電解液をパネル内に導くことによって行うこと
ができる。
が０．１〜０．８ｍｍ程度であることが好ましく、厚さ
は７〜２５μｍ、また仕切りの間隔としては３０〜５０
ｃｍ程度が好ましい。なお、仕切り７の形成と同時にパ
ネルのシール９も形成してもよい。こうして構成された
パネルへの電解液の封入は、例えば、パネル内を真空に
してから電解液をパネル内に導くことによって行うこと
ができる。
【００１７】また、本発明の電解質層としては、電解液
の代わりに、固体高分子多孔性薄膜の空孔中にイオン導
電体を充填してなる電解質薄膜を用いることも可能であ
る。このような電解質薄膜の具体的構成の例は例えば特
開昭６４─２２９３２号公報を参照されたいが、この場
合には、固体高分子多孔性薄膜の空孔に仕切りの形状に
従って接着剤等の樹脂を充填して仕切りを形成した後、
空孔中にイオン導電体を充填した電解質薄膜を両基板間
に挟持し、周囲を封止してエレクトロクロミック素子と
することができる。
の代わりに、固体高分子多孔性薄膜の空孔中にイオン導
電体を充填してなる電解質薄膜を用いることも可能であ
る。このような電解質薄膜の具体的構成の例は例えば特
開昭６４─２２９３２号公報を参照されたいが、この場
合には、固体高分子多孔性薄膜の空孔に仕切りの形状に
従って接着剤等の樹脂を充填して仕切りを形成した後、
空孔中にイオン導電体を充填した電解質薄膜を両基板間
に挟持し、周囲を封止してエレクトロクロミック素子と
することができる。
【００１８】また、本発明のエレクトロクロミック素子
は、透明基板３，５の全面にエレクトロクロミック電極
及び透明電極を形成し、その間の電解質層内を仕切るも
のである。このとき、電極は素子全面で１個の大面積の
電極とする場合のほか、仕切り７で仕切られた各領域ご
とに個別のエレクトロクロミック素子を形成するように
電極を形成してもよい。大面積エレクトロクロミック素
子の作製上で最大の課題は透明電極の抵抗増加であるの
ので、その対策の１つとして小型の素子を組み合わせた
構造とすることが考えられるが、後者の電極構成はこれ
に対応するものである。
は、透明基板３，５の全面にエレクトロクロミック電極
及び透明電極を形成し、その間の電解質層内を仕切るも
のである。このとき、電極は素子全面で１個の大面積の
電極とする場合のほか、仕切り７で仕切られた各領域ご
とに個別のエレクトロクロミック素子を形成するように
電極を形成してもよい。大面積エレクトロクロミック素
子の作製上で最大の課題は透明電極の抵抗増加であるの
ので、その対策の１つとして小型の素子を組み合わせた
構造とすることが考えられるが、後者の電極構成はこれ
に対応するものである。
【００１９】
【発明の効果】本発明によれば、電解質溶液の濃度の不
均一化による発色むら、溶液荷重の集中による下部の厚
みの変化や封止部の破損、液漏れを防止することができ
る。
均一化による発色むら、溶液荷重の集中による下部の厚
みの変化や封止部の破損、液漏れを防止することができ
る。
【図１】図１は実施例のエレクトロクロミック素子の横
断面図である。
断面図である。
【図２】図２は実施例のエレクトロクロミック素子の仕
切りの形状を示す図である。
切りの形状を示す図である。
【図３】図３は他の実施例のエレクトロクロミック素子
の仕切りの形状を示す図である。
の仕切りの形状を示す図である。
【図４】図４は他の実施例のエレクトロクロミック素子
の仕切りの形状を示す図である。
の仕切りの形状を示す図である。
１…エレクトロクロミック電極 ２…透明電極 ３…透明基板 ４…透明電極 ５…透明基板 ６…電解液 ７…仕切り
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 櫻田 智 埼玉県入間郡大井町西鶴ヶ岡１丁目３番１ 号 東燃株式会社総合研究所内
Claims (1)
- 【請求項１】 エレクトロクロミック電極と対極をそれ
ぞれの表面に形成した基板間に電解質層を有するエレク
トロクロミック素子において、前記電解質層に仕切りを
設けて電解質層内の電解液の移動を制約した構造を有す
ることを特徴とするエレクトロクロミック素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34955892A JPH06202166A (ja) | 1992-12-28 | 1992-12-28 | エレクトロクロミック素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34955892A JPH06202166A (ja) | 1992-12-28 | 1992-12-28 | エレクトロクロミック素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06202166A true JPH06202166A (ja) | 1994-07-22 |
Family
ID=18404535
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34955892A Pending JPH06202166A (ja) | 1992-12-28 | 1992-12-28 | エレクトロクロミック素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06202166A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030030605A (ko) * | 2001-10-12 | 2003-04-18 | 엘지전자 주식회사 | 전기 변색 디스플레이 및 그의 제조 방법 |
| WO2004025356A3 (en) * | 2002-09-10 | 2004-07-22 | Sipix Imaging Inc | Electrochromic or electrodeposition display and novel process for their manufacture |
| JP2006030773A (ja) * | 2004-07-20 | 2006-02-02 | Bridgestone Corp | 画像表示用パネル及び画像表示装置 |
-
1992
- 1992-12-28 JP JP34955892A patent/JPH06202166A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030030605A (ko) * | 2001-10-12 | 2003-04-18 | 엘지전자 주식회사 | 전기 변색 디스플레이 및 그의 제조 방법 |
| WO2004025356A3 (en) * | 2002-09-10 | 2004-07-22 | Sipix Imaging Inc | Electrochromic or electrodeposition display and novel process for their manufacture |
| JP2005538424A (ja) * | 2002-09-10 | 2005-12-15 | シピックス・イメージング・インコーポレーテッド | エレクトロクロミックまたは電着ディスプレイおよびその新規な製造方法 |
| US7245414B2 (en) | 2002-09-10 | 2007-07-17 | Sipix Imaging, Inc. | Electrochromic or electrodeposition display and novel process for their manufacture |
| JP2006030773A (ja) * | 2004-07-20 | 2006-02-02 | Bridgestone Corp | 画像表示用パネル及び画像表示装置 |
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