KR101573356B1 - 정전식 터치입력 구현을 위한 터치인식필름 - Google Patents

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Abstract

정전식 터치입력 구현을 위한 터치인식필름이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 터치인식필름은 기재층; 및 기재층 하부에 형성되는 것으로, 정전용량 방식의 터치스크린 상부에 부착 또는 장착되는 투명 전도성층을 포함한다.

Description

정전식 터치입력 구현을 위한 터치인식필름{FILM FOR RECOGNIZING A TOUCH}
본 발명은 터치인식필름에 관한 것으로, 보다 상세하게는 사람의 손가락 및 터치 펜 이외에도 다양한 정전식 터치입력 방식을 확보하기 위한 터치인식필름에 관한 것이다.
터치스크린(touch screen)은 직관적이고 간편한 입력 방식을 가지고 있으므로 최근 스마트폰, 태블릿 PC 등의 각종 휴대형 기기에서 대부분 채용되고 있다. 터치스크린은 크게 저항막 방식과 정전용량 방식으로 구분될 수 있는데 최근에는 멀티터치와 같은 다양한 응용 입력방식을 구현하는 데에 보다 유리한 정전용량 방식이 시장에서 더 큰 호응을 받고 있는 실정이다.
정전용량 방식의 터치스크린은 사람의 몸에 있는 정전기를 이용하는 것으로, 사람이 손가락 등으로 터치스크린을 터치할 때에 상기 정전기를 터치스크린의 전극영역에서 검출함으로써 입력이 이루어지는 방식이다.
한편, 정전용량 방식의 터치스크린을 채택하고 있는 각종 휴대형 기기의 스크린 크기가 매우 다양할 뿐만 아니라 수 많은 애플리케이션이 존재하고 있어 다양한 입력 방식이 요구되고 있다. 따라서 사람의 손가락 만으로는 요구되는 입력 방식을 모두 충족시키기 어렵다. 예를 들어, 터치스크린 상에 나타나는 각종 소형의 아이콘들을 손가락으로 터치하기 어려운 경우가 있으며, 애플리케이션에 따라서는 실시간으로 필기가 이루어지거나 그림을 그리는 등의 입력 방식이 필요한데 이는 손가락으로 정확하고 빠르게 입력하기가 어려운 부분이다.
따라서, 정전용량 방식의 터치스크린에 있어서도 입력 방식을 다양화 할 필요가 있으며, 상기 입력 방식의 구현을 위한 대표적 도구로는 터치 펜이 상용화 되어 있다. 상기 터치 펜은 터치스크린과 접촉하는 단부에 전도성 물질을 형성하고(일반적으로 구형으로 형성함), 상기 전도성 물질을 사용자의 파지 영역과 전기적으로 연결시킴으로써 사람의 손가락으로 터치스크린을 터치하는 것과 동일한 효과를 구현하기 위한 도구이다.
그런데, 이러한 터치 펜은 보유한 사용자가 관리를 하게 되므로 분실의 위험이 높다는 문제가 있었으며, 손가락 이외에는 터치 펜을 사용해서만 입력이 가능하므로 터치 펜을 항상 구비하여야 하는 부담이 있었다.
본 발명의 실시예들은 정전용량 방식의 터치스크린의 상부에 부착 또는 장착되어 어떠한 도구를 이용해서도 터치입력을 시킬 수 있는 터치인식필름을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 기재층; 및 상기 기재층 하부에 형성되는 것으로, 일면이 정전용량 방식의 터치스크린 상부에 부착 또는 장착가능한 투명 전도성층을 포함하는 터치인식필름이 제공될 수 있다.
이 때, 상기 터치스크린 및 투명 전도성층 사이에 형성되는 비전도성의 투명 연성층을 더 포함할 수 있다.
또는, 상기 투명 전도성층 및 기재층 사이에 형성되는 비전도성의 투명 연성층을 더 포함할 수 있다.
이 때, 상기 투명 전도성층은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), AZO(Al-doped Zinc Oxide), GZO(Ga-doped Zinc Oxide), 프로필렌디옥시티오펜, 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜), 카본나노튜브(carbon nano tube), 은 나노와이어 및 그래핀(grapheme)으로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
또한, 상기 투명 연성층은 실리콘계 물질, 투명 젤, 실리콘 고무, 폴리비닐카바이드 및 아크릴계 수지 조성물로 이루어진 군에서 선택되는 물질로 형성될 수 있다.
한편, 상기 투명 연성층 하부면에 형성되는 접착층을 더 포함할 수 있다.
또는, 상기 투명 전도성층 하부면에 형성되는 접착층을 더 포함할 수 있다.
이 때, 상기 접착층은 접착 테이프, 풀, 에폭시 수지, 광연화용 테이프, 열박리성 테이프, 수용성 테이프, 수계 점착제, 수용성 점착제, 초산 비닐 에멀젼 접착제, 핫멜트 접착제, 광경화용 접착제, PBI(Polybenizimidazole), PI(Polyimide), Silicone/imide, BMI(Bismaleimide), 변성 에폭시 수지 및 PVB(Polyvinylalcohol)테이프로 이루어진 군에서 선택되는 물질로 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예들은 정전용량 방식의 터치스크린을 구비하는 디바이스의 터치스크린 상부에 투명 전도성층과 기재층을 포함하는 터치인식필름을 부착 또는 장착시킴으로써, 종래 정전용량 방식 터치스크린용 터치 펜 이외에도 일반 필기구로도 터치 입력을 가능하게 할 수 있다.
따라서, 정전용량 방식 터치스크린용 터치 펜을 별도로 구비하여야 할 필요가 없으므로, 터치 펜의 분실 위험 내지 부담이 없으며 여러가지 도구를 사용하여 다양한 방식의 정전식 터치 입력을 구현 가능하다.
또한, 입력을 위한 별도의 장치를 필요로 하지 않아, 외부 전원이 필요 없으므로 전력소모가 없다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 터치인식필름의 활용예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 터치인식필름의 일 실시예를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3은 도 1의 터치인식필름의 다른 실시예를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 터치인식필름의 사용예를 개략적으로 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대하여 구체적으로 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 터치인식필름(100)의 활용예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 터치인식필름(100)은 정전용량 방식의 터치스크린 상부면에 장착되거나 부착될 수 있다. 도 1에서는 스마트폰(10)을 일 예시로 도시하였으나, 상기 정전용량 방식의 터치스크린은 스마트폰(10)에 한정되지 않고 태블릿 PC, 노트북 PC, 랩탑 컴퓨터의 모니터, TV, 강의용 스크린 등 정전용량 방식의 터치스크린을 채용하고 있는 모든 종류의 스크린에 터치인식필름(100)이 장착되거나 부착될 수 있다. 다만, 설명의 편의를 위해서 이하에서는 터치인식필름(100)이 정전용량 방식의 터치스크린을 구비하고 있는 스마트폰(10)에 장착되거나 부착되는 경우를 중심으로 설명하도록 한다. 여기에서 터치인식필름(100)이 스마트폰(10)에 장착된다 함은 터치인식필름(100)이 스마트폰(10) 등의 화면에 끼움결합 등의 방식으로 배치되는 것을 의미하며, 터치인식필름(100)이 스마트폰(10)에 부착된다 함은 터치인식필름(100)의 하부면을 스마트폰(10) 등의 화면에 부착시키키는 것을 의미한다.
또한, 도 1에서는 터치인식필름(100)의 크기를 스마트폰(10)의 터치스크린(11)에 대응되도록 도시하였으나, 터치인식필름(100)의 크기가 반드시 터치스크린(11)에 대응될 필요는 없다. 예를 들어, 터치인식필름(100)의 크기는 스마트폰(10)의 기기 전면에 대응하는 크기로 형성될 수 있으며, 경우에 따라서는 스마트폰(10)의 터치스크린(11)보다 작은 크기로 형성되는 것도 가능하다.
한편, 터치인식필름(100)은 탈부착식으로 형성될수 있으며, 이 경우에는 사용자가 필요에 따라 스마트폰(10)에 터치인식필름(100)을 탈부착시켜 가며 사용할 수 있다.
도 2는 도 1의 터치인식필름(100)의 일 실시예를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2를 참조하면, 터치인식필름(100)은 기재층(110)과, 기재층(110) 하부에 형성되는 투명 전도성층(120)을 포함한다.
기재층(110)은 하부에 투명 전도성층(120)이 형성되고, 투명 전도성층(120)이 스마트폰(10)의 터치스크린(11)에 접촉될 수 있도록 가압할 뿐만 아니라 투명 전도성층(120)을 외부 충격으로부터 보호하는 기능을 한다. 기재층(110)은 박막 형태를 가질 수 있으며 그 두께는 한정되지 않고 마이크로급 이상의 두께를 가질 수 있다.
기재층(110)을 구성하는 물질은 투명성을 지니는 물질이면 되고, 특정 종류의 물질로 한정되는 것은 아니다. 또한, 기재층(110)은 소정 크기 이상의 기계적 강도 및 경도를 가질 수 있다. 따라서, 기재층(110)은 일정이상의 압력에서 휨 변형이 일어나야 한다. 한편, 기재층(110)의 두께는 한정되지 않으며, 예를 들면 0.1mm 이상의 두께를 가질 수 있다.
기재층(110)은 유리, 하드코팅 유리, 유기 재료 기재, 무기 재료 기재, 플라스틱 기재 등으로 형성할 수 있으며, 구체적으로는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리에테르술폰(PES), 고리형 올레핀 고분자(COC), TAC(Triacetylcellulose) 필름, 폴리비닐알코올(Polyvinyl alcohol; PVA) 필름, 폴리이미드(Polyimide; PI) 필름, 폴리스틸렌(Polystyrene; PS) 또는 이축연신폴리스틸렌(biaxially oriented PS; BOPS)등 이 있으며, 상기 나열된 물질들로 한정되는 것은 아니다.
한편, 투명 전도성층(120)과 기재층(110)의 결합은 투명 전도성층(120)을 기재층(110)의 하부면에 용액 공정, 코팅, 증착 등의 공지의 방법을 사용하여 형성함으로써 이루어질 수 있다. 또한, 투명 전도성층(120)을 별도의 필름 기판(미도시)에 형성한 다음, 접착제 또는 접착시트를 사용하여 기재층(110)의 하부면에 접착시킬 수 있다.
투명 전도성층(120)은 정전용량 방식의 터치스크린을 구비하고 있는 디바이스 등의 상기 터치스크린 상부면에 부착 또는 장착될 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 스마트폰(10)의 상부면에 투명 전도성층(120)이 부착될 수 있으며, 구체적으로는 기재층(110) 하부에 투명 전도성층(120)의 일면을 부착, 코팅, 또는 도포하고, 투명 전도성층(120)의 타면을 스마트폰(10)의 상부면에 부착시킬 수 있다. 투명 전도성층(120)은 박막 형태를 가질 수 있으며 그 두께는 한정되지 않고 나노급 또는 마이크로급의 두께를 가질 수 있다.
투명 전도성층(120)을 구성하는 물질은 투명성과 전도성 특성을 지니는 물질이면 되고, 특정 종류의 물질로 한정되는 것은 아니다. 여기에서 상기 투명성은 광 투과율이 상대적으로 높아 투명 전도성층(120)을 형성한 후에도 스마트폰(10)의 터치스크린(11)에 표시된 내용이 외부에서 보일 수 있는 정도를 의미한다.
투명 전도성층(120)은 예를 들어, ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), AZO(Al-doped Zinc Oxide), GZO(Ga-doped Zinc Oxide), 프로필렌디옥시티오펜, 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜), 카본나노튜브(carbon nano tube), 은 나노와이어 또는 그래핀(grapheme)으로 형성될 수 있으며, 상기 나열된 물질들로 한정되는 것은 아니다.
터치인식필름(100)은 터치스크린(10) 및 투명 전도성층(120) 사이에 형성되는 투명 연성층(130)을 더 포함할 수 있다. 투명 연성층(130)은 터치스크린(11, 도 1 참조)과 투명 전도성층(120)을 소정 간격으로 유지하는 기능을 하면서도, 다양한 입력도구로 터치가 이루어질 때 소정 크기로 탄성변형 됨으로써 상기 터치에 장애가 되지 않을 수 있다.
투명 연성층(130)은 박막 형태를 가질 수 있으며 두께는 0.5mm 이상일 수 있다.
투명 연성층(130)은 투명성과 연성을 지니는 물질이면 되고, 특정 종류의 물질로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 투명 연성층(130)은 실리콘계 물질, 투명 젤, 실리콘 고무, 폴리비닐카바이드 또는 아크릴계 수지 조성물로 형성할 수 있다.
투명 연성층(130)의 형성 방법은, 기재층(110) 하부에 투명 전도성층(120)을 형성한 후에, 다시 투명 전도성층(120)의 하부면에 투명 연성층(130)을 형성함으로써 이루어질 수 있다.
터치인식필름(100)은 투명 연성층(130) 하부면에 형성되는 접착층(140)을 더 포함할 수 있다. 접착층(140)은 터치인식필름(100)을 터치스크린(11, 도 1 참조)에 부착시키거나 탈부착시키는 기능을 한다.
접착층(140)은 박막 형태를 가질 수 있으며 그 두께는 한정되지 않고 나노급 또는 마이크로급의 두께를 가질 수 있다.
접착층(140)은 터치인식필름(100)의 최하부면에 형성되어 터치인식필름(100)을 터치스크린(11)에 부착시키는 기능을 하면 되고, 특정 종류로 한정되는 것은 아니다. 또한, 터치인식필름(100)을 별도의 기구를 사용하여 터치 스크린(11)에 부착 가능한 경우에는, 접착층(140)이 요구되지 않을 수 있다. 다만, 설명의 편의를 위해서 이하에서는 접착층(140)이 형성되는 경우를 중심으로 설명하도록 한다.
접착층(140)의 예로는 접착 테이프, 풀, 에폭시 수지, 광연화용 테이프, 열박리성 테이프, 수용성 테이프, 수계 점착제, 수용성 점착제, 초산 비닐 에멀젼 접착제, 핫멜트 접착제, 광경화용 접착제, PBI(Polybenizimidazole), PI(Polyimide), Silicone/imide, BMI(Bismaleimide), 변성 에폭시 수지 또는 PVB(Polyvinylalcohol)테이프 등이 있으며, 상기 열거된 물질로 한정되는 것은 아니다.
접착층(140)의 형성 방법은, 투명 연성층(130) 하부면에 상기 나열한 물질 중 어느 하나 또는 혼합된 물질을 도포함으로써 이루어질 수 있다.
한편, 접착층(140)의 하부면에는 보조 기재층(미도시)이 추가적으로 형성될 수 있다. 상기 보조 기재층은 접착층(140)에 부착되어 있다가 사용자가 터치인식필름(100)을 터치스크린(11)에 부착시키고자 할 때에, 상기 보조 기재층을 박리시킨 후에 접착층(140)의 하부면을 터치스크린(11)에 부착시키는 용도로 활용될 수 있다. 또한, 터치인식필름(100)은 터치스크린(11)에 탈부착이 가능하므로, 경우에 따라서는 터치인식필름(100)을 터치스크린(11)으로부터 떼어낸 다음에 접착층(140)의 하부면에 상기 보조 기재층을 재부착시켜 터치인식필름(100)을 보관할 때에 이용될 수 있다.
도 3은 도 1의 터치인식필름(100)의 다른 실시예를 개략적으로 도시한 단면도이다. 터치인식필름(100)의 다른 실시예는 전술한 실시예에서와 동일 또는 유사한 구성요소를 가지고, 단지 상기 구성요소의 배치형태만 달라지므로 이하에서는 전술한 실시예와 차이나는 부분을 중심으로 설명하도록 한다.
도 3을 참조하면, 터치인식필름(100)의 다른 실시예에서는 투명 연성층(130)이 투명 전도성층(120)의 하부면에 형성되는 것이 아니라, 기재층(110)과 투명 전도성층(120) 사이에 형성될 수 있다. 터치스크린(11, 도 1 참조)에는 전극을 구비하는 터치센서(미도시) 상부에 기판(예를 들면, 유리 기판)이 마련되므로 투명 연성층(130)을 투명 전도성층(120)의 상부에 형성하여도 하부에 형성한 것과 마찬가지의 효과를 가질 수 있다.
한편, 투명 연성층(130)과 투명 전도성층(120)의 결합은 투명 전도성층(120)을 투명 연성층(130)의 하부면에 용액 공정, 코팅, 증착 등의 공지의 방법을 사용하여 형성함으로써 이루어질 수 있다. 또한, 투명 전도성층(120)을 별도의 필름 기판(미도시)에 형성한 다음, 접착제 또는 접착시트를 사용하여 투명 연성층(130)의 하부면에 접착시킬 수 있다. 한편, 투명 연성층(130)과 기재층(110)의 결합 역시 마찬가지의 방법을 사용할 수 있다.
기재층(110), 투명 전도성층(120) 및 투명 연성층(130) 자체는 전술한 실시예에서 설명한 것과 동일 또는 유사하므로, 중복 설명은 생략하도록 한다.
한편, 본 실시예에서 접착층(140)은 투명 전도성층(120)의 하부에 형성되는 데, 이때 접착층(140)은 박막 형태가 아니라 투명 전도성층(120)의 하부면 테두리를 따라서 형성될 수 있다. 접착층(140)은 터치인식필름(100)을 터치스크린(11, 도 1 참조)에 부착시키는 기능을 하는 것으로 상기 부착 기능만 유지된다면 형성되는 형태는 다양할 수 있다. 또한, 전술한 실시예에서와 마찬가지로 접착층(140)의 하부에는 접착층(140)과 임시로 탈부착되는 보조 기재층(미도시)이 추가적으로 형성될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 터치인식필름(100)의 사용예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 터치인식필름(100)은 스마트폰(10)과 같이 정전용량 방식의 터치스크린을 구비하는 여러 전자기기의 상부에 부착될 수 있다. 이 때, 터치인식필름(100)은 스마트폰(10)과는 독립적으로 존재하는 것으로, 사용자는 터치인식필름(100)을 가지고 있다가 필요에 따라 스마트폰(10)과 같은 전자기기의 상부에 부착 또는 장착시킬 수 있다. 터치인식필름(100)의 최하부면에는 임시적으로 부착되어 있는 보조 기재층이 존재할 수 있으므로, 사용자는 터치인식필름(100)을 부착시키고자 할 때에 상기 보조 기재층을 박리한 다음에 터치인식필름(100)의 하부면을 스마트폰(10)과 같은 전자기기에 부착 또는 장착시킬 수 있다.
다음으로, 사용자는 다양한 형태의 입력도구(I)로 터치 입력을 수행할 수 있다. 입력도구(I)는 한정되지 않는다. 사용자의 손가락도 물론 가능하고, 터치 펜도 가능할 뿐더러 일반 필기구 역시 가능하다.
입력도구(I)가 터치인식필름(100)의 상부면을 터치하게 되면, 입력도구(I)의 단부가 터치인식필름(100)의 상부면을 가압하게 된다. 이 때, 터치인식필름(100)은 가압된 부분이 소정 크기로 탄성변형을 일으키게 되고, 터치인식필름(100)의 투명 전도성층(110, 도 2 및 도 3 참조)이 스마트폰(10)의 터치스크린(11, 도 1 참조)을 터치하게 되고, 이 때 서로 통전 됨으로써 사용자가 의도하는대로 터치입력을 할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들은 정전용량 방식의 터치스크린을 구비하는 디바이스의 터치스크린 상부에 투명 전도성층과 기재층을 포함하는 터치인식필름을 부착 또는 장착시킴으로써, 종래 정전용량 방식 터치스크린용 터치 펜 이외에도 일반 필기구로도 터치 입력을 가능하게 할 수 있다.
따라서, 정전용량 방식 터치스크린용 터치 펜을 별도로 구비하여야 할 필요가 없으므로, 터치 펜의 분실 위험 내지 부담이 없으며 여러가지 도구를 사용하여 다양한 방식의 정전식 터치 입력을 구현 가능할 뿐더러, 입력을 위한 별도의 장치를 필요로 하지 않아 외부 전원이 불필요 하므로 전력소모가 없다는 장점을 갖는다.
이상, 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
10: 스마트폰 11: 터치스크린
100: 터치인식필름 110: 기재층
120: 투명 전도성층 130: 투명 연성층
140: 접착층 I: 입력 도구

Claims (8)

  1. 기재층;
    상기 기재층 하부에 형성되는 것으로, 일면이 정전용량 방식의 터치스크린 상부에 부착 또는 장착가능한 투명 전도성층; 및
    상기 터치스크린 및 투명 전도성층 사이에 형성되거나, 상기 기재층 및 투명전도성층 사이에 형성되는 비전도성의 투명 연성층을 포함하는 터치인식필름이 상부에 장착되고,
    상기 기재층에 터치압력이 가해져 탄성변형이 발생하면, 상기 투명전도성층은 상기 터치스크린의 상면을 터치하게 되고, 상기 투명전도성층과 상기 터치스크린은 서로 통전되어 터치입력이 수행되는 것을 특징으로 하는
    정전용량방식의 터치스크린.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 투명 전도성층은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), AZO(Al-doped Zinc Oxide), GZO(Ga-doped Zinc Oxide), 프로필렌디옥시티오펜, 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜), 카본나노튜브(carbon nano tube), 은 나노와이어 및 그래핀(grapheme)으로 이루어진 군에서 선택되는 정전용량방식의 터치스크린.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 투명 연성층은 실리콘계 물질, 투명 젤, 실리콘 고무, 폴리비닐카바이드 및 아크릴계 수지 조성물로 이루어진 군에서 선택되는 물질로 형성되는 정전용량방식의 터치스크린.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 투명 연성층 하부면에 형성되는 접착층을 더 포함하는 정전용량방식의 터치스크린.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 투명 연성층이 상기 기재층 및 투명전도성층 사이에 형성되는 경우에, 상기 투명 전도성층 하부면 테두리를 따라 형성되는 접착층을 더 포함하는 정전용량방식의 터치스크린.
  8. 청구항 6 또는 청구항 7에 있어서,
    상기 접착층은 접착 테이프, 풀, 에폭시 수지, 광연화용 테이프, 열박리성 테이프, 수용성 테이프, 수계 점착제, 수용성 점착제, 초산 비닐 에멀젼 접착제, 핫멜트 접착제, 광경화용 접착제, PBI(Polybenizimidazole), PI(Polyimide), Silicone/imide, BMI(Bismaleimide), 변성 에폭시 수지 및 PVB(Polyvinylalcohol)테이프로 이루어진 군에서 선택되는 물질로 형성되는 정전용량방식의 터치스크린.
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