KR101827633B1 - 베젤리스 액정 디스플레이용 기판 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정 디스플레이의 드라이버와 커넥터 등을 배면에 설치할 수 있도록 기판의 수직방향으로 전극을 구성하여 제로 베젤 디스플레이의 제공이 가능한 베젤리스 액정 디스플레이용 기판 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 본 발명은 TFT 기판부; 상기 TFT 기판부의 하부에 설치되고, 상기 TFT 기판부와 제1 비아를 통해 연결된 제1 전극을 형성한 플렉서블 기판부; 상기 TFT 기판부의 상부에 설치되고, 컬러 필터 기판부와 연결하기 위한 전극을 형성한 유기 절연막; 상기 플렉서블 기판부의 하부에 설치되고, 상기 제1 전극과 제2 비아를 통해 연결되며, 임의의 회로 패턴에 따라 형성된 제2 전극을 구비한 PI 필름부; 및 상기 제2 전극과 연결되어 상기 TFT 기판부의 동작 제어를 위한 드라이버 및 커넥터와 접속하기 위한 접속부를 포함하고, 상기 제1 및 제2 비아를 통해 TFT 기판부와 수직으로 연결된 전극통로를 형성한 것을 특징으로 한다. 따라서 본 발명은 액정 디스플레이의 드라이버와 커넥터를 배면에 설치할 수 있도록 기판의 수직방향으로 전극을 구성하여 제로 베젤 디스플레이를 제공할 수 있는 장점이 있다.

Description

베젤리스 액정 디스플레이용 기판 및 그 제조방법{SUBSTRATE FOR BEZEL LESS TFT DISPLAY AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 베젤리스 액정 디스플레이용 기판 및 그 제조방법에 관한 발명으로서, 더욱 상세하게는 액정 디스플레이의 드라이버와 커넥터를 배면에 설치할 수있도록 기판의 수직방향으로 전극을 구성하여 제로 베젤 디스플레이의 제공이 가능한 베젤리스 액정 디스플레이용 기판 및 그 제조방법에 관한 것이다.
이동통신 단말기, 노트북 컴퓨터와 같은 각종 휴대용 전자기기가 발전함에 따라 이에 적용할 수 있는 평판 디스플레이 장치(Flat Panel Display Device)에 대한 요구가 증대되고 있다.
평판 디스플레이 장치로는 액정 디스플레이 장치(LCD: Liquid Crystal Display device), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP: Plasma Display Panel), 전계 방출 디스플레이 장치(Field Emission Display device), 유기발광 다이오드 디스플레이 장치(OLED: Organic Light Emitting Diode Display device) 등이 개발되었다.
평판 디스플레이 장치 중에서 액정 디스플레이 장치(LCD)는 양산 기술의 발전, 구동수단의 용이성, 저전력 소비, 고화질 구현 및 대화면 구현의 장점이 있어 휴대용 기기에 적합하며 적용 분야가 지속적으로 확대되고 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 액정 디스플레이 장치를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 2는 종래 기술에 따른 액정 디스플레이 장치의 픽셀 구조를 나타내는 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 액정 디스플레이 장치는 복수의 픽셀들(Pixels)이 매트릭스 형태로 배열된 액정 패널(10)과, 액정 패널을 구동하기 위한 구동 회로부와, 액정 패널(10)에 빛을 공급하는 백라이트 유닛(미도시)과, 액정 패널(10)과 구동 회로부를 감싸도록 형성된 베젤(미도시)을 포함한다.
액정 패널(10)은 복수의 픽셀 및 픽셀을 구동시키기 위한 라인들이 형성된 하부 기판(TFT 어레이 기판)과, 컬러 필터 및 블랙 매트릭스가 형성된 상부 기판(컬러필터 어레이 기판) 및 상기 두 기판 사이에 개재된 액정층을 포함한다.
액정 패널(10)의 상측 비 표시 영역에 데이터 드라이버(40)가 접속되어 있고, 인쇄회로기판(50, PCB)에는 타이밍 컨트롤러 및 전원 공급부가 실장되어 있다.
액정 패널(10)에 부착되는 구동 회로부에 의한 액정 디스플레이 장치의 제조비용을 절감하고, 부피 및 무게를 감소시키기 위해, 내장 시프트 레지스터를 액정 패널(10)의 하부 기판에 형성하는 게이트 인 패널(GIP: Gate In Panel) 방식이 적용되고 있다.
액정 패널(10)의 좌측 및 우측 비 표시 영역에 GIP 방식으로 게이트 드라이버(20)를 형성함으로써, 액정 패널의 게이트 라인들에 신호를 인가하기 위한 패드 영역 및 링크 라인을 삭제시키고 있다.
이러한, 게이트 드라이버(20) 및 데이터 드라이버(40)는 인쇄회로기판(50, PCB)에 실장된 타이밍 컨트롤러 및 전원 공급부로부터 구동 신호와 구동 전압을 공급받아 구동된다.
GIP 방식의 게이트 드라이버(20)를 적용함으로 인해 액정 디스플레이 장치의 제조비용을 절감하고, 부피 및 무게를 감소시킬 수 있지만 액정 패널의 좌측과 우측의 베젤(bezel) 사이즈가 증가하는 단점이 있다.
도 3은 종래 기술에 따른 액정 디스플레이 장치로서, 드라이브 IC가 액정 패널의 상측에 배치된 것을 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, GIP 방식의 게이트 드라이버에 의한 베젤 사이즈가 증가하는 단점을 개선하기 위해, 게이트 드라이브 IC 및 데이터 드라이브 IC가 하나의 칩(single chip)으로 통합된(merged) 복수의 드라이브 IC를 액정 패널(10)의 상측에 배치하였다.
그러나 이러한 종래의 액정 디스플레이 장치는 드라이버를 패널의 상측 또는 측면에 설치함으로써, 제로 베젤을 구현하지 못하는 문제점이 있다.
한국 공개특허공보 제10-2014-0081482호(발명의 명칭: 플렉서블 액정 디스플레이 장치)
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 액정 디스플레이의 드라이버와 커넥터 등을 배면에 설치할 수 있도록 기판의 수직방향으로 전극을 구성하여 제로 베젤 디스플레이의 제공이 가능한 베젤리스 액정 디스플레이용 기판 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 TFT 기판부; 상기 TFT 기판부의 하부에 설치되고, 상기 TFT 기판부와 제1 비아를 통해 연결된 제1 전극을 형성한 플렉서블 기판부; 상기 TFT 기판부의 상부에 설치되고, 컬러 필터 기판부와 연결하기 위한 전극을 형성한 유기 절연막; 상기 플렉서블 기판부의 하부에 설치되고, 상기 제1 전극과 제2 비아를 통해 연결되며, 임의의 회로 패턴에 따라 형성된 제2 전극을 구비한 PI 필름부; 및 상기 제2 전극과 연결되어 상기 TFT 기판부의 동작 제어를 위한 드라이버 및 커넥터와 접속하기 위한 접속부를 포함하고, 상기 제1 및 제2 비아를 통해 TFT 기판부와 수직으로 연결된 전극통로를 형성한 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 액정 디스플레이용 기판은 상기 접속부 이외의 나머지 부분을 보호하는 표면 처리부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 a) 플렉서블 기판부를 구비한 TFT 기판부의 상측에 유기 절연막과 전극을 형성하는 단계; b) 상기 유기 절연막의 상부에 임시기판을 접합하여 상기 TFT 기판부가 고정되도록 하고, 상기 플렉서블 기판부의 저면에 제1 비아를 통해 상기 TFT 기판부와 연결한 제1 전극을 형성하는 단계; c) 상기 임시기판을 제거하고, 상기 플렉서블 기판부의 하부에 PI 필름부를 접합하는 단계; d) 상기 PI 필름부의 저면에 제2 비아를 통해 상기 제1 전극과 연결된 제2 전극을 형성하는 단계; 및 e) 상기 제2 전극과 연결되어 상기 TFT 기판부의 동작 제어를 위한 드라이버 및 커넥터와 접속하기 위한 접속부를 형성하여 상기 TFT 기판부와 수직으로 연결된 전극통로를 형성하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 c) 단계는 임시기판이 제거된 유기 절연막의 상부에 PI 필름부를 접합하고, 상기 PI 필름부의 상면에 비아를 통해 상기 TFT 기판부와 연결된 전극을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 액정 디스플레이의 드라이버와 커넥터를 배면에 설치할 수 있도록 기판의 수직방향으로 전극을 구성하여 제로 베젤 디스플레이를 제공할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 액정 디스플레이의 드라이버와 커넥터를 배면에 설치하여 설계의 자유도가 향상될 수 있는 장점이 있다.
도 1 은 종래 기술에 따른 액정 디스플레이 장치를 개략적으로 나타내는 예시도.
도 2 는 종래 기술에 따른 액정 디스플레이 장치의 픽셀 구조를 나타내는 예시도.
도 3 은 종래 기술에 따른 액정 디스플레이 장치로서, 드라이브 IC가 액정 패널의 상측에 배치된 것을 나타내는 예시도.
도 4 는 본 발명에 따른 베젤리스 액정 디스플레이용 기판을 나타낸 사시도.
도 5 는 본 발명에 따른 베젤리스 액정 디스플레이용 기판의 구조를 나타낸 단면도.
도 6 은 본 발명에 따른 베젤리스 액정 디스플레이용 기판의 제조과정을 나타낸 블록도.
도 7 은 본 발명에 따른 베젤리스 액정 디스플레이용 기판의 사용 상태를 나타낸 예시도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 베젤리스 액정 디스플레이용 기판 및 그 제조방법의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도 4는 본 발명에 따른 베젤리스 액정 디스플레이용 기판을 나타낸 사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 베젤리스 액정 디스플레이용 기판의 구조를 나타낸 단면도이며, 도 6은 본 발명에 따른 베젤리스 액정 디스플레이용 기판의 제조과정을 나타낸 블록도이다.
도 4 내지 도 6에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 베젤리스 액정 디스플레이용 기판(100)은 플렉서블 기판부(110)와, TFT 기판부(120)와, 유기 절연막(130)과, 제1 전극(150)과, PI 필름부(160)와, 제2 전극(170)과, 접속부(180)와, 표면 처리부(190)를 포함하여 구성된다.
상기 플렉서블 기판부(110)는 고분자 수지로 만들어진 지지체로, 열경화성 수지로 만들어질 수 있으며, TFT 기판부(120)의 하부에 설치되고, 버퍼층(111)을 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 상기 플렉서블 기판부(110)는 고분자 수지에 랜덤하게 분산된 무기 섬유재를 포함하여 구성될 수 있고, 상기 무기 섬유재는 열에 의해 발생할 수 있는 평면적인 수축을 방지함으로써 열에 의해 휘는 것을 방지할 수 있으며, 외부로부터 가해지는 기계적인 힘을 흡수하거나 다른 층으로 전달하여 외부에서 가해지는 힘에 의해 쉽게 파손되는 것을 방지할 수 있도록 한다.
또한, 상기 플렉서블 기판부(110)는 제1 비아(151)를 통해 TFT 기판부(120)와 연결되고, 상기 제1 비아(151)는 플렉서블 기판부(110)의 저면에 형성되는 제1 전극(150)과 연결된다.
상기 제1 비아(151)는 레이저 등을 이용하여 비아홀을 형성하고, 상기 제1 전극(150)과 제1 비아(151)는 E-Beam 및 도금 등을 통해 증착되도록 한다.
상기 TFT 기판부(120)는 드레인(121), 게이트(122), 소스(123)를 포함하여 구성되고, 상기 드레인(121)과 소스(123) 사이의 채널을 형성하는 액티브 패턴을 포함하여 구성되며, 바람직하게는 Oxide TFT로 이루어진다.
상기 액티브 패턴은 비정질 실리콘, 다결정 실리콘 또는 산화물 반도체를 포함하는 반도체층을 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 상기 TFT 기판부(120)는 전극이 수직방향으로 형성될 수 있도록 드레인(121)과 소스(123)의 상부 및 하부에 드레인 전극(124)과 소스 전극(125)을 형성한다.
상기 TFT 기판부(120)는 공지의 TFT를 이용하여 구성될 수도 있다.
상기 유기 절연막(130)은 TFT 기판부(120)의 상부에 설치되어 상기 TFT 기판부(120)가 절연되도록 하고, 컬러 필터 및 블랙 매트릭스 등이 형성된 컬러 필터 기판부(200)와 연결하기 위해 드레인 전극(124) 및 소스 전극(125)과 각각 연결된 전극(131)을 형성한다.
상기 PI 필름부(160)는 플렉서블 기판부(110)의 하부에 설치되고, 바람직하게는 폴리이미드로 구성된다.
또한, 상기 PI 필름부(160)는 플렉서블 기판부(110)의 제1 전극(150)과 제2 비아(171)를 통해 연결되며, 상기 PI 필름부(160)의 저면에는 임의의 회로 패턴에 따라 형성된 제2 전극(170)이 형성된다.
상기 제2 비아(171)는 레이저 등을 이용하여 비아홀을 형성하고, 상기 제2 전극(170)과 제2 비아(171)는 E-Beam 및 도금 등을 통해 증착되도록 한다.
본 실시예에서는 상기 PI 필름부(160)를 TFT 기판부(120)의 하부에 배치한 구성을 실시예로 설명하지만, 이에 한정되는 것은 아니고, TFT 기판부(120)의 상부에 양면으로 배치한 구성으로 변경실시할 수도 있다.
즉 PI 필름부(160)를 유기 절연막(130)의 상부에 설치하고, 레이저를 이용하여 비아홀을 형성한 다음 상기 유기 절연막(130)에 설치된 전극(131)과 E-Beam 및 도금 등을 이용한 증착을 통해 TFT 기판부(120)의 수직방향 상측으로 배치된 전극을 형성할 수도 있다.
상기 접속부(180)는 PI 필름부(160)의 저면에 설치되어 제2 전극(170)과 연결되어 상기 TFT 기판부(120)의 동작 제어를 위한 드라이버 및 커넥터 등이 제1 및 제2 비아(151, 171)를 통해 TFT 기판부(120)와 수직으로 연결된 전극통로를 형성할 수 있도록 한다.
즉 상기 접속부(180)는 핀, 패드, 볼 그리드 등으로 구성되어 외부의 드라이버 IC, 커넥터 등과 쉽게 접속할 수 있도록 구성된다.
상기 표면 처리부(190)는 접속부(180) 이외의 나머지 부분이 노출되어 산화되는 것을 방지하고, 보호될 수 있도록 한다.
따라서 도 7과 같이 베젤이 없는 베젤리스 기판(100, 100a, 100b, 100c)을 연결하여 다양한 디스플레이 화면을 제공할 수 있게 된다.
다음은 본 발명에 따른 베젤리스 액정 디스플레이용 기판의 제조과정을 설명한다.
하부에 플렉서블 기판부(110)를 구비한 TFT 기판부(120)의 상측에 유기 절연막(130)과 전극(131)을 형성한다.
상기 유기 절연막(130)의 상부에 TFT 기판부(120)를 고정하기 위한 임시기판(140)을 접착하여 상기 TFT 기판부(120)가 고정되도록 한다.
상기 임시기판(140)은 PDMS, PI, PET, PO, PVC, PC, PE, PP, PS 등의 유연한(Flexible) 재질 또는 단단하게 경직되어 휨(Bowing) 발생을 방지하는 리지드(Rigid)한 재질의 투명 기판으로 이루어질 수 있고, 임시기판(140)은 유연한 재질로 이루어진 경우 뒷면에 리지드한 기판을 추가로 구성할 수도 있다.
또한, 상기 임시기판(140)은 글래스, 사파이어, 플라스틱 또는 PMMA, PUA, PET, PI 등의 고분자 소재 중 어느 하나로 구성될 수 있으며, 자외선을 흡수층을 포함하여 구성된다.
상기 자외선 흡수층은 임시기판(140)과 TFT 기판부(120)를 분리하는 경우 상기 임시기판(140)으로 일정 파장범위의 자외선이 조사되면, 상기 자외선 흡수층이 자외선을 흡수하여 임시기판(140)과 TFT 기판부(120) 사이의 접착력이 약해지도록 하여 분리될 수 있도록 한다.
상기 TFT 기판부(120)가 고정되면, 플렉서블 기판부(110)를 관통하여 드레인(121), 게이트(122) 및 소스(123)와 접속할 수 있도록 레이저를 이용한 비아홀을 형성하고, 상기 형성된 비아홀과, 상기 플렉서블 기판부(110)의 저면에 E-Beam 및도금 등을 통해 제1 비아(151)와 제1 전극(150)을 형성하여 상기 TFT 기판부(120)와 수직방향으로 연결된 전극통로를 형성한다.
상기 제1 전극(150)과 제1 비아(151)가 형성되면, 임시기판(140)을 제거하고, 플렉서블 기판부(110)의 하부에 PI 필름부(160)를 접합한다.
상기 PI 필름부(160)가 플렉서블 기판부(110)의 하부에 접합되면, 상기 PI 필름부(160)를 관통하여 제1 전극(150)과 접속할 수 있도록 레이저를 이용한 비아홀을 형성하고, 상기 형성된 비아홀과, 상기 PI 필름부(160)의 저면에 E-Beam 및도금 등을 통해 제2 비아(171)와 제2 전극(170)을 형성하여 TFT 기판부(120)와 수직방향으로 연결된 전극통로를 형성한다.
또한, 상기 PI 필름부(160)는 임시기판(140)이 제거된 TFT 기판부(120)의 상부에 접합하여 구성될 수 있다.
즉 상기 PI 필름부(160)를 TFT 기판부(120)의 유기 절연막(130) 상부에 설치하고, 상기 PI 필름부(160)를 관통하여 상기 유기 절연막(130)에 설치된 전극(131)과 접속할 수 있도록 레이저를 이용하여 비아홀을 형성하며, 상기 형성된 비아홀과, 상기 PI 필름부(160)의 저면에 E-Beam 및도금 등을 통해 비아와 전극을 형성하여 상기 TFT 기판부(120)의 수직방향 상측으로 연결된 전극통로를 형성할 수도 있다.
상기 PI 필름부(160)에 제2 전극(170)이 형성되면, 상기 제2 전극(170)과 연결되어 TFT 기판부(120)의 동작 제어를 위한 외부의 드라이버 IC, 커넥터 등과 쉽게 접속할 수 있도록 핀, 패드, 볼 그리드 등으로 구성된 접속부(180)가 증착 또는 접합되도록 하고, 표면 처리부(190)를 이용하여 상기 접속부(180) 이외의 나머지 부분이 노출되어 산화되는 것을 방지하고, 보호될 수 있도록 표면 처리함으로써, TFT 기판부(120)와 수직으로 연결된 전극통로를 형성한 베젤리스 액정 디스플레이용 기판을 제공할 수 있게 된다.
따라서 액정 디스플레이의 드라이버와 커넥터를 배면에 설치할 수 있도록 기판의 수직방향으로 전극을 구성하여 제로 베젤 디스플레이를 제공할 수 있고, 설계의 자유도를 향상시킬 수 있게 된다.
상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
또한, 본 발명의 실시예를 설명하는 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있으며, 상술된 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로, 이러한 용어들에 대한 해석은 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
100 : 기판
110 : 플렉서블 기판부
111 : 버퍼층
120 : TFT 기판부
121 : 드레인
122 : 게이트
123 : 소스
124 : 드레인 전극
125 : 소스 전극
130 : 유기 절연막
131 : 전극
140 : 임시 기판부
150 : 제1 전극 패드
151 : 제1 비아(Via)
160 : PI 필름부
170 : 제2 전극 패드
171 : 제2 비아
180 : 접속부
190 : 표면 처리부
200 : 컬러 필터 기판부

Claims (4)

  1. 드레인(121)과 소스(123)의 상부 및 하부에 드레인 전극(124)과 소스 전극(125)을 형성한 TFT 기판부(120);
    상기 TFT 기판부(120)의 하부에 설치되고, 상기 TFT 기판부(120)와 제1 비아(151)를 통해 연결돠는 제1 전극(150)을 형성한 플렉서블 기판부(110);
    상기 TFT 기판부(120)의 상부에 설치되고, 컬러 필터 기판부(200)와 연결하기 위한 드레인 전극(124) 및 소스 전극(125)과 각각 연결되는 전극(131)을 형성한 유기 절연막(130);
    상기 플렉서블 기판부(110)의 하부에 설치되고, 상기 제1 전극(150)과 제2 비아(171)를 통해 연결되며, 임의의 회로 패턴에 따라 형성된 제2 전극(170)을 구비한 PI 필름부(160); 및
    상기 제2 전극(170)과 연결되어 상기 TFT 기판부(120)의 동작 제어를 위한 드라이버 및 커넥터와 접속하기 위한 접속부(180)를 포함하고,
    상기 제1 및 제2 비아(151, 171)를 통해 상기 TFT 기판부(120)와 상기 접속부(180)가 수직으로 연결된 전극통로를 형성한 것을 특징으로 하는 베젤리스 액정 디스플레이용 기판.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 액정 디스플레이용 기판은 상기 접속부(180) 이외의 나머지 부분을 보호하는 표면 처리부(190)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 베젤리스 액정 디스플레이용 기판.
  3. a) 플렉서블 기판부(110)를 구비한 TFT 기판부(120)의 상측에 유기 절연막(130)과 전극(131)을 형성하는 단계;
    b) 상기 유기 절연막(130)의 상부에 임시기판(140)을 접합하여 상기 TFT 기판부(120)가 고정되도록 하고, 상기 플렉서블 기판부(110)의 저면에 제1 비아(151)를 통해 상기 TFT 기판부(120)와 연결한 제1 전극(150)을 형성하는 단계;
    c) 상기 임시기판(140)을 제거하고, 상기 플렉서블 기판부(110)의 하부에 PI 필름부(160)를 접합하는 단계;
    d) 상기 PI 필름부(160)의 저면에 제2 비아(171)를 통해 상기 제1 전극(150)과 연결된 제2 전극(170)을 형성하는 단계; 및
    e) 상기 제2 전극(170)과 연결되어 상기 TFT 기판부(120)의 동작 제어를 위한 드라이버 및 커넥터와 접속하기 위한 접속부(180)를 형성하여 상기 TFT 기판부(120)와 수직으로 연결된 전극통로를 형성하는 단계를 포함하는 베젤리스 액정 디스플레이용 기판의 제조방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 c) 단계는 임시기판(140)이 제거된 유기 절연막(130)의 상부에 PI 필름부를 접합하고, 상기 PI 필름부의 상면에 비아를 통해 상기 유기 절연막(130)에 설치된 전극(131)과 접속할 수 있도록 전극을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 베젤리스 액정 디스플레이용 기판의 제조방법.
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