KR101305697B1 - 터치 패널 - Google Patents

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KR101305697B1
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이근식
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유영선
채경훈
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엘지이노텍 주식회사
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Abstract

실시예에 따른 터치 패널은, 서로 마주보며 배치되는 제1 기판 및 제2 기판; 상기 제1 기판에 위치하고 터치를 인식하는 제1 투명 전극; 상기 제1 투명 전극에 전기적으로 연결되는 제1 배선 전극; 상기 제1 배선 전극의 하단에 위치하고, 상기 제1 배선 전극과 연결되는 전극 패드; 상기 제1 기판의 하단에 위치하는 제1 접합 패드; 상기 제2 기판에 위치하고 터치를 인식하는 제2 투명 전극; 상기 제2 투명 전극에 전기적으로 연결되는 제2 배선 전극; 상기 제2 배선 전극의 하단에 위치하고, 상기 제2 배선 전극과 연결되는 제2 접합 패드; 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판이 이격된 부분에 삽입되는 회로 기판을 포함한다.

Description

터치 패널{TOUCH PANEL}
본 기재는 터치 패널에 관한 것이다.
최근 다양한 전자 제품에서 디스플레이 장치에 표시된 화상에 손가락 또는 스타일러스(stylus) 등의 입력 장치를 접촉하는 방식으로 입력을 하는 터치 패널이 적용되고 있다.
터치 패널은 크게 저항막 방식의 터치 패널과 정전 용량 방식의 터치 패널로 구분될 수 있다. 저항막 방식의 터치 패널은 입력 장치의 압력에 의하여 유리와 전극이 단락되어 위치가 검출된다. 정전 용량 방식의 터치 패널은 손가락이 접촉했을 때 전극 사이의 정전 용량이 변화하는 것을 감지하여 위치가 검출된다.
저항막 방식의 터치 패널은 반복 사용에 의하여 성능이 저하될 수 있으며 스크래치(scratch)가 발생될 수 있다. 이에 의해 내구성이 뛰어나고 수명이 긴 정전 용량 방식의 터치 패널에 대한 관심이 높아지고 있다.
특히, 멀티 센싱을 감지하는 정전 용량 방식의 터치 패널 중, 터치 패널의 두께 감소 및 광특성 향상을 위해 투명 전극을 윈도우에 직접 형성하는 터치 패널이 증가하고 있다. 그러나 이러한 터치 패널에서 기존의 단면 접합의 회로 기판이 적용될 수 없다는 문제점이 있다.
회로 기판의 단면 접합이 적용 가능한 터치 패널을 제공하고자 한다.
실시예에 따른 터치 패널은, 서로 마주보며 배치되는 제1 기판 및 제2 기판; 상기 제1 기판에 위치하고 터치를 인식하는 제1 투명 전극; 상기 제1 투명 전극에 전기적으로 연결되는 제1 배선 전극; 상기 제1 배선 전극의 하단에 위치하고, 상기 제1 배선 전극과 연결되는 전극 패드; 상기 제1 기판의 하단에 위치하는 제1 접합 패드; 상기 제2 기판에 위치하고 터치를 인식하는 제2 투명 전극; 상기 제2 투명 전극에 전기적으로 연결되는 제2 배선 전극; 상기 제2 배선 전극의 하단에 위치하고, 상기 제2 배선 전극과 연결되는 제2 접합 패드; 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판이 이격된 부분에 삽입되는 회로 기판을 포함한다.
본 실시예에 따른 터치 패널에서는, 투명 전극들이 마주보며 위치하는 face to face 방식에서, 단면 회로 기판의 이용이 가능하다. 본 실시예에 따른 터치 패널에서는, 제1 접합 패드 및 제2 접합 패드를 포함하고, 이를 통해 회로 기판의 단면 접합이 가능하다. 즉, 제1 접합 패드 및 제2 접합 패드는, 상기 회로 기판과 접합되지 않는 면에 위치한 배선 전극과도 전기적으로 접속이 가능하도록 할 수 있다. 따라서, 회로 기판의 단면 본딩(bonding)으로 공정의 단순화가 가능하다. 또한, 터치 패널의 얇은 두께를 유지할 수 있다.
상기 제1 접합 패드 및 상기 제2 접합 패드를 통해 기판과 회로 기판의 얼라인(align) 공정을 용이하게 진행할 수 있다. 또한, 얼라인 실패로 인한 터치 패널의 불량률을 줄일 수 있다.
도 1은 제1 실시예에 따른 터치 패널의 분해 사시도이다.
도 2는 제1 실시예에 따른 터치 패널에 포함되는 제1 기판의 정면도이다.
도 3은 제1 실시예에 따른 터치 패널에 포함되는 제2 기판의 정면도이다.
도 4는 도 1의 A-A'를 따라서 절단한 단면을 도시한 단면도이다.
도 5는 도 1의 B-B'를 따라서 절단한 단면을 도시한 단면도이다.
도 6은 제2 실시예에 따른 터치 패널에 포함되는 제1 기판의 정면도이다.
도 7은 제2 실시예에 따른 터치 패널에 포함되는 제2 기판의 정면도이다.
도 8은 제3 실시예에 따른 터치 패널에 포함되는 제1 기판의 정면도이다.
실시예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 “상/위(on)”에 또는 “하/아래(under)”에 형성된다는 기재는, 직접(directly) 또는 다른 층을 개재하여 형성되는 것을 모두 포함한다. 각 층의 상/위 또는 하/아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
도면에서 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들의 두께나 크기는 설명의 명확성 및 편의를 위하여 변형될 수 있으므로, 실제 크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1 내지 도 5를 참조하여 제1 실시예에 따른 터치 패널을 상세하게 설명한다. 도 1은 제1 실시예에 따른 터치 패널의 분해 사시도이다. 도 2는 제1 실시예에 따른 터치 패널에 포함되는 제1 기판의 정면도이다. 도 3은 제1 실시예에 따른 터치 패널에 포함되는 제2 기판의 정면도이다. 도 4는 도 1의 A-A'를 따라서 절단한 단면을 도시한 단면도이다. 도 5는 도 1의 B-B'를 따라서 절단한 단면을 도시한 단면도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 제1 실시예에 따른 터치 패널은, 제1 기판(12), 제2 기판(14), 제1 투명 전극(22), 제2 투명 전극(24), 제1 배선 전극(32), 제2 배선 전극(34), 전극 패드(42), 제1 접합 패드(52), 제2 접합 패드(54) 및 회로 기판(70)을 포함한다.
상기 제1 기판(12)은 이 위에 형성되는 제1 투명 전극(22), 제1 배선 전극(32) 등을 지지할 수 있는 다양한 물질로 형성될 수 있다. 상기 제1 기판(12)은 일례로 유리 기판 또는 플라스틱 기판으로 이루어질 수 있다.
상기 제2 기판(14)은 상기 제1 기판(12)과 마주보며 배치될 수 있다. 상기 제2 기판(14)에는 제2 투명 전극(24) 및 제2 배선 전극(34) 등이 형성될 수 있다. 이러한 제2 기판(14)은 유리, 플라스틱 및 폴리 에틸렌 테레프탈레이트(poly (ethylene terephthalate), PET) 필름 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 특히, 상기 제2 기판(14)이 PET 필름으로 형성되어 터치 패널의 두께를 줄일 수 있다.
상기 제1 기판(12) 상에 터치를 인식하는 제1 투명 전극(22)이 형성된다. 제1 투명 전극(22)은 제1 기판(12)에 일 방향으로 형성될 수 있다. 제1 투명 전극(22)은 손가락 등의 입력 장치가 접촉되었는지를 감지할 수 있는 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
상기 제1 투명 전극(22)은 광의 투과를 방해하지 않으면서 전기가 흐를 수 있도록 투명 전도성 물질을 포함할 수 있다. 일례로, 인듐 주석 산화물(indium tin oxide), 인듐 아연 산화물(indium zinc oxide), 구리 산화물(copper oxide), 주석 산화물(tin oxide), 아연 산화물(zinc oxide), 티타늄 산화물(titanium oxide), 탄소 나노 튜브(carbon nano tube, CNT) 및 전도성 고분자 물질 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 제1 투명 전극(22)은 스퍼터링(sputtering) 등에 의하여 형성될 수 있는데, 일례로 반응성 스퍼터링에 의하여 형성될 수 있다. 그러나 실시예가 이에 한정되는 것은 아니므로 증착 등 다양한 방법에 의하여 제1 투명 전극(22)이 형성될 수 있다.
이러한 증착 등의 방법으로 형성된 제1 투명 전극(22)을 패터닝 또는 에칭하여 다양한 패턴을 형성할 수 있다.
상기 제2 투명 전극(24)은 상기 제2 기판(14) 상에 형성될 수 있다. 상기 제2 투명 전극(24)은 상기 제1 투명 전극(22)과 교차하는 방향으로 형성될 수 있다. 제2 투명 전극(24)을 이루는 물질과 그 형성 방법은 앞서 설명한 제1 투명 전극(22)과 동일하므로, 상세한 설명은 생략한다.
이와 같은 터치 패널에 손가락 등의 입력 장치가 접촉되면, 입력 장치가 접촉된 부분에서 정전 용량의 차이가 발생되고, 이 차이가 발생된 부분을 접촉 위치로 검출할 수 있다.
최근, 터치 패널의 두께를 줄이기 위해 G1F(Glass one Film) 방식의 터치 패널이 많이 사용되고 있다. G1F 방식의 터치 패널은 하나의 유리 기판과 하나의 PET 필름을 사용한 방식이다. 특히, 두께 최소화를 위해, 제1 투명 전극(22) 및 제2 투명 전극(24)이 마주보며 위치하는 face to face 방식이 주목 받고 있다.
본 실시예에 따른 터치 패널은 상기 face to face 방식의 터치 패널로써, 상기 제1 투명 전극(22) 및 상기 제2 투명 전극(24)은 서로 마주 보며 배치될 수 있다.
이어서, 상기 제1 배선 전극(32)은 상기 제1 투명 전극(22)에 전기적으로 연결된다. 상기 제1 배선 전극(32)은 전기 전도도가 우수한 금속을 포함할 수 있다. 일례로, 크롬(Cr), 니켈(Ni), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 몰리브덴(Mo) 및 이들의 합금으로 형성될 수 있다.
상기 제2 배선 전극(34)은 상기 제2 투명 전극(24)에 전기적으로 연결된다. 상기 제2 배선 전극(34)은 상기 제1 배선 전극(32)과 유사하게 금속을 포함할 수 있다.
상기 제1 배선 전극(32)의 끝에는 전극 패드(42)가 위치한다. 상기 전극 패드(42)는 상기 회로 기판(70)과 접속될 수 있다. 상기 전극 패드(42)는 인쇄 공정으로 형성될 수 있다. 일례로 스크린 인쇄로 형성될 수 있다.
상기 제1 기판(12)의 하단에는 제1 접합 패드(52)가 위치할 수 있다. 상기 제1 접합 패드(52)는 상기 회로 기판(70)과 접속될 수 있는 위치에 배치될 수 있다. 상기 제1 접합 패드(52)는 상기 전극 패드(42) 형성 시, 동시에 형성될 수 있다.
이어서, 상기 제2 배선 전극(34)의 끝에는 상기 제2 접합 패드(54)가 위치한다.
상기 제1 접합 패드(52) 및 상기 제2 접합 패드(54)는 서로 대응될 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 접합 패드(52) 및 상기 제2 접합 패드(54)는 서로 대응되는 위치에 배치될 수 있다.
상기 제1 접합 패드(52) 및 상기 제2 접합 패드(54)는 전기적으로 접속될 수 있다. 따라서, 상기 제1 접합 패드(52) 및 상기 제2 접합 패드(54)는 상기 제2 배선 전극(34) 및 상기 회로 기판(70)의 전기적 접속을 가능하게 할 수 있다. 이에 대해서는 추후에 상세하게 설명하기로 한다.
이어서, 상기 회로 기판(70)은 상기 제1 기판(12) 및 상기 제2 기판(14)이 이격된 부분에 위치할 수 있다. 상기 회로 기판(70)은 상기 제1 배선 전극(32) 및 상기 제2 배선 전극(34)을 외부 회로(도시하지 않음, 이하 동일)에 연결할 수 있다. 상기 회로 기판(70)은 일례로, 플렉서블 인쇄 회로 기판(flexible printed circuit board, FPCB)일 수 있다.
상기 회로 기판(70)의 어느 일면에는 복수개의 접속 단자(72)가 위치할 수 있다. 즉, 상기 회로 기판(70)은 단면 본딩이 가능한 단면 회로 기판일 수 있다.
상기 접속 단자(72)는 상기 전극 패드(42), 상기 제1 접합 패드(52) 및 상기 제2 접합 패드(54)와 전기적으로 접속될 수 있다.
상기 접속 단자(72)는 상기 전극 패드(42) 및 상기 제1 접합 패드(52)와 대응될 수 있다. 즉, 상기 접속 단자(72)는 상기 전극 패드(42) 및 상기 제1 접합 패드(52)와 대응되는 위치에 배치될 수 있다.
상기 제1 배선 전극(32)은 상기 제1 배선 전극(32)의 하단에 위치하는 상기 전극 패드(42)를 통해 상기 회로 기판(70)의 상기 접속 단자(72)와 전기적 접속이 가능하다.
상기 제2 배선 전극(34)은, 상기 제2 배선 전극(34)의 하단에 위치하는 상기 제2 접합 패드(54) 및 상기 제2 접합 패드(54)와 만나는 상기 제1 접합 패드(52)를 통해 상기 회로 기판(70)과 전기적 접속이 가능하다. 즉, 상기 제2 배선 전극(34)이 상기 회로 기판(70)과 직접적으로 접속하지 않더라도 전기적 접속이 가능하다.
본 실시예에 따른 터치 패널에서는, 상기 제1 접합 패드(52) 및 상기 제2 접합 패드(54)를 통해, 단면 회로 기판(70)의 이용이 가능하다. 즉, 상기 제1 접합 패드(52) 및 상기 제2 접합 패드(54)는 상기 회로 기판(70)과 접합되지 않는 면에 위치한 배선 전극과도 전기적으로 접속이 가능하도록 할 수 있다. 즉, 상기 회로 기판(70)이 상기 제1 기판(12)에 위치하는 상기 전극 패드(42) 및 상기 제1 접합 패드(52)와의 접촉으로, 상기 제1 배선 전극(32)뿐만 아니라, 상기 제2 배선 전극(34)과도 전기적으로 접속이 가능하다. 따라서, 상기 회로 기판(70) 및 상기 제1 기판(12)과의 단면 본딩(bonding)을 통해 공정의 단순화가 가능하다. 또한, 터치 패널의 얇은 두께를 유지할 수 있다.
상기 제1 접합 패드(52) 및 상기 제2 접합 패드(54)를 통해 상기 제1 기판(12) 및 상기 제2 기판(14)의 얼라인 공정을 용이하게 진행할 수 있다. 또한, 얼라인 실패로 인한 터치 패널의 불량률을 줄일 수 있다.
종래에는 face to face 방식의 터치 패널에서 회로 기판이 접속하기 위해서는 양면 회로 기판의 사용이 불가피하였다. 또한, 상기 양면 회로 기판 사용 시, 2 회의 본딩 공정으로 인해, 공정 수 및 공정 시간이 증가하였다. 뿐만 아니라, 회로 기판과 전극 패드 간의 얼라인(align) 공정 시, 어느 한 면의 얼라인 공정이 진행된 후에는, 다른 한 면을 다시 얼라인 할 수 없는 문제가 있었다.
이어서, 상기 접속 단자(72)와 상기 전극 패드(42) 및 상기 제1 접합 패드(52)는 이방성 도전 물질 등에 의해 접착될 수 있다.
상기 이방성 도전 물질은 일례로, 이방성 도전 필름(Anisotropic Conductive Film, ACF) 또는 이방성 도전 페이스트(Anisotropic Conductive Paste, ACP) 등이 될 수 있다. 이방성 도전 필름은 금속 코팅된 플라스틱 또는 금속입자 등의 전도성 입자를 분산시킨 필름상의 접착제로 전기적 접속과 동시에 접착을 요구하는 경우에 널리 이용되고 있다. 구체적으로, 이방성 도전 필름은 열가소성 혹은 열경화성 수지로 된 접착필름에 금속입자 등의 전도성 입자를 분산시킨 구성을 갖는다. 따라서, 이방성 도전 필름의 전면과 후면에 도전체를 부착하고 열을 가하면서 가압하면 이방성 도전 필름 내부의 전도성 입자들은 압착되면서 전면과 후면에 부착된 도전체들과 접촉하게 되며 전류는 이방성 도전 필름 내부의 압착된 전도성 입자들을 통하여 소통되게 되는 것이다. 이방성 도전 페이스트는 이방성 도전 필름과 마찬가지로 전도성 입자를 포함하고, 필름과는 달리 기판 위에 디스펜싱 등과 같은 방법으로 직접 도포하여 형성된다.
이어서, 투명 전극 및 배선이 형성된 제1 및 제2 기판(12, 14)의 사이에 이들을 합착하는 광학용 투명 접착제(optically clear adhesive, OCA)(60)가 형성된다. 광학용 투명 접착제(60)는 터치 패널의 투과율을 크게 저하시키지 않으면서도, 제1 및 제2 기판(12, 14)을 합착할 수 있다. 또한, 제1 및 제2 기판(12, 14) 각각에 형성된 제1 및 제2 투명 전극(22, 24)을 전기적으로 절연하는 역할을 할 수 있다.
이하, 도 6 및 도 7을 참조하여, 제2 실시예에 따른 터치 패널을 설명한다. 명확하고 간략한 설명을 위하여 제1 실시예와 동일 또는 유사한 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.
도 6은 제2 실시예에 따른 터치 패널에 포함되는 제1 기판의 정면도이다. 도 7은 제2 실시예에 따른 터치 패널에 포함되는 제2 기판의 정면도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 제2 실시예에 따른 터치 패널에서는, 제1 기판(12)에 제2 투명 전극(24)이 형성되고, 제2 기판(14)에 제1 투명 전극(22)이 형성될 수 있다.
따라서, 상기 제1 기판(12)에 위치하는 전극 패드(42) 및 제1 접합 패드(52)의 위치가 상기 제1 실시예에 따른 터치 패널과 다를 수 있다. 이와 마찬가지로, 상기 제2 기판(14)에 위치하는 제2 접합 패드(54)의 위치가 상기 제1 실시예에 따른 터치 패널과 다를 수 있다.
이하, 도 8을 참조하여, 제3 실시예에 따른 터치 패널을 설명한다. 도 8은 제3 실시예에 따른 터치 패널에 포함되는 제1 기판의 정면도이다.
도 8을 참조하면, 제1 기판(12)에 위치하는 제1 접합 패드(52)의 모양이 직사각형 모양으로, 상기 제1 실시예 및 상기 제2 실시예에 따른 터치 패널과 다를 수 있다. 그러나 실시예가 이에 한정되는 것은 아니고, 제1 접합 패드(52) 및 제2 접합 패드(54)가 접합하기 용이한 다양한 모양을 가질 수 있다.
상술한 실시예에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시예들을 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예들에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부한 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (14)

  1. 서로 마주보며 배치되는 제1 기판 및 제2 기판;
    상기 제1 기판에 위치하고 터치를 인식하는 제1 투명 전극;
    상기 제1 투명 전극에 전기적으로 연결되는 제1 배선 전극;
    상기 제1 배선 전극의 하단에 위치하고, 상기 제1 배선 전극과 연결되는 전극 패드;
    상기 제1 기판의 하단에 위치하는 제1 접합 패드;
    상기 제2 기판에 위치하고 터치를 인식하는 제2 투명 전극;
    상기 제2 투명 전극에 전기적으로 연결되는 제2 배선 전극;
    상기 제2 배선 전극의 하단에 위치하고, 상기 제2 배선 전극과 연결되는 제2 접합 패드; 및
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판이 이격된 부분에 삽입되는 회로 기판을 포함하고,
    상기 회로 기판은 상기 전극 패드, 상기 제1 접합 패드 및 상기 제2 접합 패드와 전기적으로 접속되는 복수개의 접속 단자를 포함하고,
    상기 접속 단자는 상기 회로 기판의 어느 일 면에만 배치되고,
    상기 제1 투명 전극 및 상기 제2 투명 전극은 서로 마주보며 배치되고, 정전 용량 차이로 위치를 검출하는 터치 패널.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 접합 패드 및 상기 제2 접합 패드는 서로 대응되는 터치 패널.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 접합 패드 및 상기 제2 접합 패드는 서로 대응되는 위치에 배치되는 터치 패널.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 접합 패드 및 상기 제2 접합 패드는 전기적으로 접속되는 터치 패널.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 중 어느 하나와 상기 회로 기판이 접합되는 터치 패널.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 접속 단자는 상기 전극 패드 및 상기 제1 접합 패드와 대응되는 터치 패널.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 접속 단자는 상기 전극 패드 및 상기 제1 접합 패드와 대응되는 위치에 배치되는 터치 패널.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 투명 전극 및 상기 제2 투명 전극이 서로 마주보며 위치하는 터치 패널.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 투명 전극은 제1 방향으로 형성되는 터치 패널.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제2 투명 전극은 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 형성되는 터치 패널.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제1 기판은 유리를 포함하는 터치 패널.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제2 기판은 유리, 플라스틱 및 폴리 에틸렌 테레프탈레이트(poly (ethylene terephthalate), PET) 필름 중 적어도 어느 하나를 포함하는 터치 패널.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 이격된 부분에 광학용 투명 접착제(optically clear adhesive, OCA)를 포함하는 터치 패널.
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