KR20060104795A - Back light unit of flat panel display device - Google Patents

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KR20060104795A
KR20060104795A KR1020050027240A KR20050027240A KR20060104795A KR 20060104795 A KR20060104795 A KR 20060104795A KR 1020050027240 A KR1020050027240 A KR 1020050027240A KR 20050027240 A KR20050027240 A KR 20050027240A KR 20060104795 A KR20060104795 A KR 20060104795A
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오쿠노다케시
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삼성에스디아이 주식회사
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Abstract

본 발명은 평판표시장치의 백라이트 유닛에 관한 것으로서, 광원부와 도광판 사이에 상기 광원부를 이루는 LED램프를 몰딩하고 있는 수지와 도광판의 굴절율의 사이 값을 갖는 물질을 충진함으로써 광원으로부터 방출된 빛이 전반사되는 것을 방지하여 빛의 효율 및 휘도를 향상시켜 소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 기술이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a backlight unit of a flat panel display device, wherein a light emitted from a light source is totally reflected between a light source unit and a light guide plate by filling a material having a value between the resin molding the LED lamp constituting the light source unit and a refractive index of the light guide plate. It is a technology that can improve the reliability of the device by preventing the light to improve the efficiency and brightness of the light.

LED, 도광판, 굴절율, 충진 물질 LEDs, light guide plates, refractive index, filling materials

Description

평판표시장치의 백라이트 유닛{Back light unit of Flat panel display device}Back light unit of flat panel display device

도 1 은 종래기술에 따른 평판표시장치의 백라이트 유닛의 평면도. 1 is a plan view of a backlight unit of a flat panel display device according to the prior art.

도 2 는 도 1의 선A-A'에 따른 단면도.2 is a cross-sectional view taken along the line A-A 'of FIG.

도 3 은 본 발명에 따른 평판표시장치의 백라이트 유닛의 평면도. 3 is a plan view of a backlight unit of a flat panel display device according to the present invention;

도 4 는 도 3의 선B-B'에 따른 단면도. 4 is a cross-sectional view taken along the line BB ′ of FIG. 3.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

100, 500 : 백라이트 유닛 200, 600 : 광원부100, 500: backlight unit 200, 600: light source unit

210, 610 : 하우스 220, 620 : FPC210, 610: House 220, 620: FPC

230, 630 : LED램프 300, 700 : 반사판 230, 630: LED lamp 300, 700: Reflector

310, 710 : 프리즘시트 320, 720 : 확산시트310, 710: prism sheet 320, 720: diffusion sheet

330, 730 : 도광판 400, 800 : 모듈 프레임330, 730: Light guide plate 400, 800: Module frame

900 : 충진 물질900: filling material

본 발명은 평판표시장치의 백라이트 유닛에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 광원부의 LED램프를 몰딩하는 수지와 도광판 사이에 적절한 굴절율을 갖는 충진 물질을 개재하여 액정표시장치(Liquid crystal display; LCD) 패널 전체적으로 광 효율을 향상시키는 평판표시장치의 백라이트 유닛에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a backlight unit of a flat panel display device, and more particularly, to a liquid crystal display (LCD) panel as a whole through a filling material having an appropriate refractive index between a resin molding an LED lamp of a light source unit and a light guide plate. The present invention relates to a backlight unit of a flat panel display device that improves light efficiency.

일반적으로 사용되고 있는 표시장치들 중의 하나인 음극선관(cathode ray tube, CRT)은 텔레비전을 비롯한 계측기기, 정보단말기기 등의 모니터에 주로 사용되고 있다. 그러나, 음극선관은 그 자체의 무기 및 부피에 의해 전자제품의 소형화 및 경량화의 요구에 대응하지 못하였다. Cathode ray tubes (CRTs), which are one of display devices that are generally used, are mainly used for monitors such as televisions, measuring devices, and information terminal devices. However, the cathode ray tube did not meet the demand for miniaturization and weight reduction of electronic products by its own weapons and volume.

이를 대체하기 위하여 전계 광학적인 효과를 이용한 액정표시장치와, 가스방전을 이용한 플라즈마 표시장치(plasma display panel;PDP) 및 유기전계발광표시장치(organic light emitting display;OLED) 등이 있으며, 그 중 액정표시장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. In order to replace this, there is a liquid crystal display device using an electro-optic effect, a plasma display panel (PDP) and an organic light emitting display (OLED) using a gas discharge, among them liquid crystal There is an active research on display devices.

이와 같이 음극선관을 대체하기 위하여 소형, 경량 및 저소비전력 등의 장점을 갖는 액정표시장치가 활발하게 개발되어 왔고, 최근에는 평판표시장치로서의 역할을 충분히 수행할 수 있을 정도로 개발되어 랩탑형 컴퓨터의 모니터뿐만아니라 데스크탑형 컴퓨터의 모니터 및 대형 정보 표시장치 등에 사용되고 있어 액정표시장치의 수요는 계속적으로 증가되고 있는 실정이다. In order to replace the cathode ray tube, a liquid crystal display device having advantages such as small size, light weight, and low power consumption has been actively developed. Recently, the liquid crystal display device has been developed enough to perform a role as a flat panel display device. In addition, the demand for a liquid crystal display device is continuously increasing as it is used for a monitor of a desktop computer and a large information display device.

액정표시장치의 구동원리는 액정의 광학적 이방성과 분극 성질을 이용한다. 상기 액정은 구조가 가늘고 길기 때문에 분자의 배열에 방향성을 갖고 있으며, 인위적으로 액정에 전기장을 인가하여 분자배열의 방향을 제어할 수 있다. The driving principle of the liquid crystal display device uses the optical anisotropy and polarization property of the liquid crystal. Since the liquid crystal is thin and long in structure, the liquid crystal has directivity in the arrangement of molecules, and the direction of the molecular arrangement can be controlled by artificially applying an electric field to the liquid crystal.

따라서, 상기 액정의 분자배열 방향을 임의로 조절하면, 액정의 분자배열이 변하게 되고, 광학적 이방성에 의하여 상기 액정의 분자 배열 방향으로 빛이 굴절하여 화상정보를 표현할 수 있다.Accordingly, when the molecular arrangement direction of the liquid crystal is arbitrarily adjusted, the molecular arrangement of the liquid crystal is changed, and light is refracted in the molecular arrangement direction of the liquid crystal due to optical anisotropy to express image information.

일반적으로 액정표시장치의 구조는 기판 사이에 액정이 주입된 액정 패널(panel)과, 상기 액정 패널을 구동시키기 위한 드라이버 LSI 및 각종 회로소자가 부착된 인쇄회로기판(printed circuit board, PCB)을 포한한 구동회로부와, 광원을 포함한 백라이트 유닛 에셈블리(back light unit assembly)로 이루어진다. In general, the structure of a liquid crystal display device includes a liquid crystal panel in which liquid crystal is injected between substrates, a printed circuit board (PCB) to which a driver LSI for driving the liquid crystal panel and various circuit elements are attached. It consists of a driving circuit unit and a back light unit assembly including a light source.

도 1 은 종래기술에 따른 백라이트 유닛의 평면도이고, 도 2 는 도 1의 선A-A'에 따른 단면도로서, 서로 연관지어 설명한다. 또한, 상기 백라이트 유닛은 광원부가 도광판의 측면에 설치되는 웨지(wedge) 방식 백라이트 유닛이다. 1 is a plan view of a backlight unit according to the related art, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line A-A 'of FIG. In addition, the backlight unit is a wedge type backlight unit in which the light source unit is installed on the side of the light guide plate.

도 1을 참조하면, 상기 백라이트 유닛(100)은 반사판(300), 광원부(200), 프리즘시트(310), 확산시트(320) 및 도광판(330)이 모듈 프레임(400) 내부에 형성되어 있다. Referring to FIG. 1, the backlight unit 100 includes a reflection plate 300, a light source unit 200, a prism sheet 310, a diffusion sheet 320, and a light guide plate 330 inside the module frame 400. .

상기 백라이트 유닛(100)은 가장 하부에 반사판(300)이 구비되고, 그 상부에 도광판(330), 확산시트(320), 프리즘시트들(310)이 중첩되어 있다. 또한, 상기 도광판(330)의 일측 가장자리에 광원부(200)가 위치하며, 상기 광원부(200)는 LED램프(230)와 상기 LED램프(230)를 구동하기 위한 연성회로기판(flexible printed circuit;FPC, 220)으로 이루어진다. 상기 LED램프(230)는 R, G 및 B LED램프 다수 개가 하나의 광원을 이루어 수지, 하우스(210)에 의해 몰딩되어 있다. 상기 도광판(330), 확산시트(320), 프리즘시트들(310) 및 광원부(200)는 접착시트에 의해 상기 모듈 프레임(400)에 고정되어 있다. The backlight unit 100 includes a reflecting plate 300 at a bottom thereof, and a light guide plate 330, a diffusion sheet 320, and prism sheets 310 are overlapped thereon. In addition, the light source unit 200 is positioned at one edge of the light guide plate 330, and the light source unit 200 is a flexible printed circuit (FPC) for driving the LED lamp 230 and the LED lamp 230. , 220). The LED lamp 230 is molded by a resin, the house 210, a plurality of R, G and B LED lamps to form a single light source. The light guide plate 330, the diffusion sheet 320, the prism sheets 310, and the light source unit 200 are fixed to the module frame 400 by an adhesive sheet.

상기 도광판(330)은 상기 광원부(200)로부터 방출된 빛을 산란시켜 전방으로 출사시키며, 상기 확산시트(320)는 도광판(330)에 의해 산란되어 전방으로 출사된 빛을 확산시켜 더욱 균일하게 하며, 상기 프리즘시트들(310)은 상기 확산시트(320)에 의해 확산된 빛의 경로를 일정 각으로 전환시키는 역할을 한다. 또한, 상기 반사판(300)은 상기 도광판(330) 후방에 위치하며 도광판(330)으로부터 방출되는 빛을 도광판(330)으로 다시 반사시켜 상기 광원부(200)로부터 방출되는 빛의 손실을 방지하는 역할을 한다. The light guide plate 330 scatters the light emitted from the light source unit 200 and emits it toward the front, and the diffusion sheet 320 is scattered by the light guide plate 330 to diffuse the light emitted toward the front to make it more uniform. The prism sheets 310 serve to convert the path of the light diffused by the diffusion sheet 320 to a predetermined angle. In addition, the reflector 300 is located behind the light guide plate 330 and reflects the light emitted from the light guide plate 330 back to the light guide plate 330 to prevent loss of light emitted from the light source unit 200. do.

상기와 같은 구조를 갖는 백라이트 유닛은 광원부 및 광학시트들을 각각 크기에 맞게 제조된 후 조립되어 형성된다. 따라서, 각각의 구성 요소들 간에 틈이 형성되기도 한다. 특히, 상기 광원부와 도광판 사이에 형성된 빈 공간은 공기층을 이룬다. 그러나, 빛은 밀도가 높은 물질에서 밀도가 낮은 물질로 입사할 때 그 경계면에서 전부 반사되어 버리는 전반사(total reflection)현상이 발생하게 된다. 즉, 비교적 밀도가 높은 상기 광원부의 LED램프를 몰딩하고 있는 수지를 통과한 빛이 밀도가 낮은 공기층으로 입사할 때 그 경계면에서 빛이 전반사되어 도광판으로 입사되는 빛이 줄어들게 된다. 이로 인하여 광효율이 저하되어 휘도가 저하되는 문제점이 있다. The backlight unit having the structure as described above is formed by manufacturing the light source unit and the optical sheets to each size and then assembled. Therefore, a gap may be formed between each component. In particular, the empty space formed between the light source unit and the light guide plate forms an air layer. However, when light enters a low-density material from a high-density material, total reflection occurs. That is, when the light passing through the resin molding the LED lamp of the light source unit having a relatively high density is incident on the air layer having a low density, the light is totally reflected at the interface to reduce the light incident on the light guide plate. For this reason, there is a problem that the light efficiency is lowered and the brightness is lowered.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 광원부의 LED램프를 몰딩하는 수지의 굴절율과 도광판의 굴절율의 사이 값을 갖는 물질로 상기 광원부와 도광판 사이의 공기층을 충진함으로써 광원부로부터 방출된 빛이 전반사되는 것을 방지하여 액정표시장치의 휘도를 향상시킬 수 있는 평판표시장치의 백라이트 유닛을 제공하는데 있다. The present invention is to solve the above problems, an object of the present invention is to fill the air layer between the light source and the light guide plate with a material having a value between the refractive index of the resin molding the LED lamp of the light source and the refractive index of the light guide plate. The present invention provides a backlight unit of a flat panel display device capable of preventing total reflection of light emitted from the light and improving brightness of the liquid crystal display device.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 평판표시장치의 백라이트 유닛는, The backlight unit of the flat panel display device according to the present invention for achieving the above object,

평판표시장치의 하측에 구비되는 반사판과, A reflection plate provided below the flat panel display device,

상기 반사판 상측에 적층되어 구비되는 도광판, 확산시트 및 프리즘시트들을 포함하는 광학시트와,An optical sheet including a light guide plate, a diffusion sheet, and a prism sheet stacked on the reflective plate;

상기 도광판의 일측에 구비되며, 하우스에 의해 몰딩되는 광원과, 상기 광원을 구동시키는 회로기판에 연결되는 광원부를 포함하는 평판표시장치의 백라이트 유닛에 있어서, In the backlight unit of the flat panel display device provided on one side of the light guide plate, and including a light source molded by the house and a light source unit connected to the circuit board for driving the light source,

상기 도광판과 상기 광원부 사이에 상기 도광판의 굴절율과 상기 하우스의 굴절율 사이 값을 갖는 충진 물질을 포함하는 것을 특징으로 한다. And a filling material having a value between the refractive index of the light guide plate and the refractive index of the house between the light guide plate and the light source unit.

본 발명의 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하고 있는 도면을 참조하여 기재된 이하 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다. 또한, 도면들에 있어서 층 및 영역의 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT The details of the object and technical construction of the present invention and the effects thereof according to the present invention will be more clearly understood by the following detailed description described with reference to the drawings showing preferred embodiments of the present invention. In addition, in the drawings, the length and thickness of layers and regions may be exaggerated for convenience.

이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명에 따른 평판표시장치의 백라이트 유닛에 대하여 설명한다. Hereinafter, the backlight unit of the flat panel display device according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명에 따른 백라이트 유닛의 평면도이고, 도 4 는 도 3의 선B-B' 에 따른 단면도로서, 서로 연관지어 설명한다. 또한, 상기 백라이트 유닛은 광원부가 도광판의 측면에 설치되는 웨지(wedge) 방식 백라이트 유닛이다.3 is a plan view of the backlight unit according to the present invention, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line BB ′ of FIG. In addition, the backlight unit is a wedge type backlight unit in which the light source unit is installed on the side of the light guide plate.

도 3을 참조하면, 상기 백라이트 유닛(500)은 반사판(700), 광원부(600), 프리즘시트들(710), 확산시트(720) 및 도광판(730)이 모듈 프레임(800) 내부에 형성되어 있다. Referring to FIG. 3, the backlight unit 500 includes a reflecting plate 700, a light source unit 600, a prism sheets 710, a diffusion sheet 720, and a light guide plate 730 formed inside the module frame 800. have.

상기 백라이트 유닛(500)은 가장 하부에 반사판(700)이 구비되고, 그 상부에 도광판(730), 확산시트(720), 프리즘시트들(710)이 중첩되어 있다. 또한, 상기 도광판(730)의 일측 가장자리에 광원부(600)가 위치하며, 상기 광원부(600)는 광원인 LED램프(630)와 상기 LED램프(630)를 구동하기 위한 FPC(620)으로 이루어진다. 상기 LED램프(630)는 백색, R, G, B, C(cyan), M(magenta) 및 Y(yellow) LED램프로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상의 LED 램프가 수지, 하우스(610)에 의해 몰딩되어 있다. 상기 도광판(730), 확산시트(720), 프리즘시트들(710) 및 광원부(600)는 접착시트에 의해 상기 모듈 프레임(800)에 고정되어 있다.The backlight unit 500 includes a reflecting plate 700 at the bottom thereof, and a light guide plate 730, a diffusion sheet 720, and prism sheets 710 are overlapped thereon. In addition, a light source unit 600 is positioned at one edge of the light guide plate 730, and the light source unit 600 includes an LED lamp 630 which is a light source and an FPC 620 for driving the LED lamp 630. The LED lamp 630 is one or more LED lamps selected from the group consisting of white, R, G, B, C (cyan), M (magenta) and Y (yellow) LED lamps by the resin, the house 610 Molded. The light guide plate 730, the diffusion sheet 720, the prism sheets 710, and the light source unit 600 are fixed to the module frame 800 by an adhesive sheet.

또한, 상기 광원부(600)와 도광판(730) 사이에 충진 물질(900)를 삽입하여 공기층을 제거하였다. 이때, 상기 충진 물질(900)의 굴절율은 상기 광원부(600)의 하우스(610) 재료의 굴절율과 도광판(730)의 굴절율의 사이 값을 갖는 물질을 사용하는 것이 바람직하다. 이는 빛이 굴절율이 큰 매질에서 굴절율이 작은 매질로 입사할 때 발생하는 전반사(total reflection) 현상을 방지하기 위함이다. 상기 충진 물질(900)은 상기 백라이트 유닛(500)의 조립 시 도광판(730)과 광원부(600)를 조립한 후 광로결합용 접착제 등을 떨어뜨린 다음 자외선을 조사하여 경화시킴으로써 형성될 수 있다. In addition, the filling material 900 is inserted between the light source unit 600 and the light guide plate 730 to remove the air layer. In this case, the refractive index of the filling material 900 may be a material having a value between the refractive index of the material of the house 610 of the light source unit 600 and the refractive index of the light guide plate 730. This is to prevent a total reflection phenomenon that occurs when light enters a medium having a low refractive index from a medium having a high refractive index. The filling material 900 may be formed by assembling the light guide plate 730 and the light source unit 600 while assembling the backlight unit 500, dropping an adhesive for optical path bonding, and then curing by irradiating ultraviolet rays.

상기 하우스(610)와 충진 물질(900) 및 도광판(730)의 굴절율은 하기 <식1>과 같은 관계를 갖는다. The refractive indexes of the house 610, the filling material 900, and the light guide plate 730 have a relationship as shown in Equation 1 below.

<식 1><Equation 1>

A<B<C (A는 하우스 재료의 굴절율, B는 충진 물질의 굴절율, C는 도광판의 굴절율)A <B <C (A is the refractive index of the house material, B is the refractive index of the filling material, C is the refractive index of the light guide plate)

이하, 상기 하우스(610), 충진 물질(900) 및 도광판(730)의 재료 및 굴절율에 대하여 살펴본다. Hereinafter, materials and refractive indices of the house 610, the filling material 900, and the light guide plate 730 will be described.

상기 하우스(610)의 재료는 에폭시계 수지, JCR(junction coating resin), 실리콘 수지 등이 사용될 수 있으며, 굴절율은 1.43 내지 1.56 정도가 되도록 조정한다. The material of the house 610 may be an epoxy resin, a junction coating resin (JCR), a silicone resin, and the like, and the refractive index is adjusted to be about 1.43 to 1.56.

상기 충진 물질(900)은 에폭시계 광로 결합용 접착제등이 사용될 수 있으며, 굴절율은 1.46 내지 1.57 정도가 되도록 조정한다. The filling material 900 may be an epoxy-based optical path bonding adhesive, and the like, and the refractive index is adjusted to be about 1.46 to 1.57.

또한, 상기 도광판(730)은 PC(polycarbonate), PMMA(polymethylmethacrylate) 등이 사용될 수 있으며, 굴절율은 1.58 내지 1.59 정도가 되도록 조정한다. In addition, the light guide plate 730 may be polycarbonate (PC), polymethylmethacrylate (PMMA), or the like, and the refractive index is adjusted to be about 1.58 to 1.59.

상기한 바와 같이 광원부의 하우스(610), 충진 물질(900) 및 도광판(730) 간의 굴절율을 조절하여 광원의 전반사를 방지할 수 있다. As described above, total reflection of the light source may be prevented by adjusting the refractive index between the house 610 of the light source unit, the filling material 900, and the light guide plate 730.

상술한 바와 같이 본 발명은 광원부와 도광판 사이에 상기 광원부를 이루는 LED램프를 몰딩하고 있는 수지와 도광판의 굴절율의 사이 값을 갖는 물질을 충진함으로써 광원으로부터 방출된 빛이 전반사되는 것을 방지하여 빛의 효율 및 휘도를 향상시켜 소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다. As described above, the present invention prevents total reflection of the light emitted from the light source by filling a material having a value between the light source plate and the light guide plate with the resin molding the LED lamp constituting the light source and the refractive index of the light guide plate. And there is an advantage that can improve the reliability of the device by improving the brightness.

Claims (5)

평판표시장치의 하측에 구비되는 반사판과, A reflection plate provided below the flat panel display device, 상기 반사판 상측에 적층되어 구비되는 도광판, 확산시트 및 프리즘시트들을 포함하는 광학시트와,An optical sheet including a light guide plate, a diffusion sheet, and a prism sheet stacked on the reflective plate; 상기 도광판의 일측에 구비되며, 하우스에 의해 몰딩되는 광원과, 상기 광원을 구동시키는 회로기판에 연결되는 광원부를 포함하는 평판표시장치의 백라이트 유닛에 있어서, In the backlight unit of the flat panel display device provided on one side of the light guide plate, and including a light source molded by the house and a light source unit connected to the circuit board for driving the light source, 상기 도광판과 상기 광원부 사이에 상기 도광판의 굴절율과 상기 하우스의 굴절율 사이 값을 갖는 충진 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 평판표시장치의 백라이트 유닛. And a filling material having a value between the refractive index of the light guide plate and the refractive index of the house between the light guide plate and the light source unit. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 충진 재료의 굴절율은 공기보다 큰 값을 갖는 것을 특징으로 하는 평판표시장치의 백라이트 유닛. And a refractive index of the filling material is greater than that of air. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 하우스와 충진 재료 및 도광판의 굴절율은 하기의 <식 1>과 같은 관계를 갖는 것을 특징으로 하는 평판표시장치의 백라이트 유닛.And a refractive index of the house, the filling material, and the light guide plate has a relationship as in the following <Equation 1>. <식 1>    <Equation 1> A<B<C (A는 하우스 재료의 굴절율, B는 충진 재료의 굴절율, C는 도광판의 굴절율). A <B <C (A is the refractive index of the house material, B is the refractive index of the filling material, C is the refractive index of the light guide plate). 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 하우스는 에폭시계 수지, JCR, 또는 실리콘수지인 것을 특징으로 하는 평판표시장치의 백라이트 유닛. The house is a backlight unit of a flat panel display device, characterized in that the epoxy resin, JCR, or silicone resin. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 충진 재료는 에폭시계의 광로결합용 접착제인 것을 특징으로 하는 평판표시장치의 백라이트 유닛. The filling material is a backlight unit of a flat panel display device, characterized in that the adhesive for the optical path bonding of the epoxy-based.
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