KR20100084261A - 터치 스크린 패널 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 패널은, 투명기판 상에 형성되며, 제1 방향을 따라 X 좌표가 동일한 하나의 열에 배치된 제1 감지셀 및 인접한 상기 제1 감지셀을 연결하는 제1 연결라인으로 구성되는 제1 감지패턴들과; 상기 제1 감지패턴들 상에 형성된 제1 절연막과; 상기 제1 절연막 상에 형성되며, 제2 방향을 따라 Y 좌표가 동일한 하나의 행에 배치된 제2 감지셀 및 인접한 상기 제2 감지셀을 연결하는 제2 연결라인으로 구성되는 제2 감지패턴들과; 상기 제1 및 제2 감지패턴들이 형성되는 영역의 가장자리에 배치되어 상기 하나의 열 또는 행 단위의 감지패턴들을 위치 검출라인과 전기적으로 연결하는 다수의 금속패턴들과; 상기 금속패턴들과 동일한 레이어에 형성되며, 상기 제1 또는 제2 연결라인 상에 형성되는 보조 금속패턴이 포함됨을 특징으로 한다.

Description

터치 스크린 패널{Touch Screen Panel}
본 발명은 터치 스크린 패널에 관한 것으로, 특히 서로 교차되어 형성된 제 1 및 제 2감지 패턴에 대해 상기 교차부의 저항을 최소화하는 터치 스크린 패널에 관한 것이다.
터치 스크린 패널은 영상표시장치 등의 화면에 나타난 지시 내용을 사람의 손 또는 물체로 선택하여 사용자의 명령을 입력할 수 있도록 한 입력장치이다.
이를 위해, 터치 스크린 패널은 영상표시장치의 전면(front face)에 구비되어 사람의 손 또는 물체에 직접 접촉된 접촉위치를 전기적 신호로 변환한다. 이에 따라, 접촉위치에서 선택된 지시 내용이 입력신호로 받아들여진다.
이와 같은 터치 스크린 패널은 키보드 및 마우스와 같이 영상표시장치에 연결되어 동작하는 별도의 입력장치를 대체할 수 있기 때문에 그 이용범위가 점차 확장되고 있는 추세이다.
터치 스크린 패널을 구현하는 방식으로는 저항막 방식, 광감지 방식 및 정전용량 방식 등이 알려져 있다.
이 중 정전용량 방식의 터치 스크린 패널은, 사람의 손 또는 물체가 접촉될 때 도전성 감지패턴이 주변의 다른 감지패턴 또는 접지전극 등과 형성하는 정전용량의 변화를 감지함으로써, 접촉위치를 전기적 신호로 변환한다.
여기서, 접촉면에서의 접촉위치를 명확히 판단하기 위해, 감지패턴은 제1 방향을 따라 연결되도록 형성된 제1 감지패턴들(X 패턴들)과, 제2 방향을 따라 연결되도록 형성된 제2 감지패턴들(Y 패턴들)을 포함하여 구성된다.
이와 같은 제1 및 제2 감지패턴들은 일반적으로 동일한 레이어(layer)에 위치된다. 이 경우, 동일한 X 또는 Y 라인들에 배열된 감지패턴들은 이들 상부의 절연막에 형성된 컨택홀을 통해 별도의 연결패턴을 형성함에 의해 연결된다.
여기서, 상기 연결패턴은 제1 및 제2 감지패턴과 동일한 물질로 형성되는데, 이로 인해 상기 연결패턴을 형성하기 위해 마스크 공정이 추가되어야 하므로 결과적으로 마스크 수 증가 및 공정이 복잡해지는 문제가 있다.
또한, 상기 제1 또는 제2 감지패턴들은 상기 별도의 연결패턴을 통해 전기적으로 연결되며, 이 경우 상기 연결패턴이 형성된 영역에서 상기 제 1감지패턴들 및 제 2감지패턴들은 서로 교차하게 된다.
이 때, 일반적으로 상기 연결패턴에 의해 발생되는 기생 캐패시턴스 영향을 줄이기 위해 연결패턴의 폭을 최소화하는데, 상기 연결 패턴이 폭이 좁을 경우에는 반대로 라인 저항이 높아져 센싱 감도가 떨어지는 단점이 있다.
본 발명은 제1 감지패턴 및 제2 감지패턴을 서로 다른 레이어(layer)에 형성하여 별도의 연결패턴 형성을 위한 마스크 공정을 제거하고, 또한 상기 제1 및 제2 감지패턴의 교차부 상에 패널 외곽에 형성되는 금속패턴과 동일 재질인 보조 금속패턴을 추가로 형성함으로써, 상기 교차부의 저항을 낮추어 센싱 감도 저하를 방지하는 터치 스크린 패널을 제공함에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 패널은, 투명기판 상에 형성되며, 제1 방향을 따라 X 좌표가 동일한 하나의 열에 배치된 제1 감지셀 및 인접한 상기 제1 감지셀을 연결하는 제1 연결라인으로 구성되는 제1 감지패턴들과; 상기 제1 감지패턴들 상에 형성된 제1 절연막과; 상기 제1 절연막 상에 형성되며, 제2 방향을 따라 Y 좌표가 동일한 하나의 행에 배치된 제2 감지셀 및 인접한 상기 제2 감지셀을 연결하는 제2 연결라인으로 구성되는 제2 감지패턴들과; 상기 제1 및 제2 감지패턴들이 형성되는 영역의 가장자리에 배치되어 상기 하나의 열 또는 행 단위의 감지패턴들을 위치 검출라인과 전기적으로 연결하는 다수의 금속패턴들과; 상기 금속패턴들과 동일한 레이어에 형성되며, 상기 제1 또는 제2 연결라인 상에 형성되는 보조 금속패턴이 포함됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 제2 감지셀들은 상기 제1 감지셀들과 중첩되지 않도록 상기 제1 감지셀들과 교호적으로 배치된다.
또한, 상기 제1 및 제2 감지패턴들은 100 내지 300 Å 두께의 투명 전극물질로 형성되며, 상기 투명 전극물질은 인듐-틴 옥사이드(ITO)이고, 상기 금속패턴들 및 보조 금속패턴은 상기 제1 및 제2 감지패턴들을 구현하는 물질보다 낮은 저항값을 갖는 물질로 구현됨을 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 제1 방향을 따라 연결되는 제1 감지패턴들과 제2 방향을 따라 연결되는 제2 감지패턴들을 서로 다른 레이어에 배치함으로써 마스크 수를 저감시키고 공정을 단순화시킴과 동시에, 상기 제1 및 제2 감지패턴의 교차부 상에 패널 외곽에 형성되는 금속패턴과 동일 재질의 물질을 추가로 형성함으로써, 상기 교차부의 저항을 낮추어 센싱 감도 저하를 방지하는 장점이 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 감지패턴들의 배치를 나타낸 평면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 감지패턴들은, 서로 교호적으로 배치되며 X 좌표가 동일한 하나의 열 또는 Y 좌표가 동일한 하나의 행 단위로 서로 연결되도록 형성된 제1 및 제2 감지패턴들(12, 14)을 포함한다.
즉, 제1 감지패턴들(12)은 제1 방향(열 방향)을 따라 X 좌표가 동일한 하나의 열에 배치된 제1 감지셀(12') 및 인접한 상기 제1 감지셀(12')을 연결하는 제1 연결라인(12")으로 구성되고, 제2 감지패턴들(14)은 제2 방향(행 방향)을 따라 Y 좌표가 동일한 하나의 행에 배치된 제2 감지셀(14') 및 인접한 상기 제2 감지셀(14')을 연결하는 제2 연결라인(14")으로 구성된다.
단, 본 발명에서 제1 감지패턴들(12)과 제2 감지패턴들(14)은 각각 서로 다른 레이어에 배치된다. 예를 들어, 제1 감지패턴들(12)은 하부 레이어에 위치되고, 제2 감지패턴들(14)은 상부 레이어에 위치될 수 있다. 그리고, 이들 사이에는 도시되지 않은 절연막이 개재된다.
전술한 바와 같이, 제1 감지패턴들(12)과 제2 감지패턴들(14)을 서로 다른 레이어에 배치하면, 제1 감지패턴들(12)을 패터닝함과 동시에 동일한 열에 위치된 제1 감지패턴들(12)을 서로 연결하고, 제2 감지패턴들(14)을 패터닝함과 동시에 동일한 행에 위치된 제2 감지패턴들(14)을 서로 연결할 수 있다.
따라서, 별도의 컨택홀 및 연결패턴들을 형성하는 과정을 생략할 수 있어, 마스크 수가 저감되고 공정이 단순화된다.
단, 이 경우 상기 제1 감지패턴들(12)의 제1 연결라인(12")과 제2 감지패턴들(14)의 제2 연결라인(14")이 서로 교차되는데, 상기 제1 및 제2 연결라인의 교차에 의해 발생되는 기생 캐패시턴스의 영향을 줄이기 위해 상기 제1 및 제2 연결라인(12", 14")의 폭을 최소화하는 것이 바람직하다.
그러나, 이와 같이 상기 제1 및 제2 연결라인의 폭을 최소화할 경우 각각 제1 감지패턴들(12) 및 제2 감지패턴들(14)의 라인 저항이 높아져 결과적으로 터치 스크린 패널의 기능을 구현하는 센싱 감도가 저하되는 문제가 발생한다.
이에 본 발명의 실시예는 이러한 문제를 극복하기 위하여 교차되는 제1 및 제2 연결라인 중 어느 한 라인에 대하여 상기 라인 상에 저항이 낮은 보조 금속패턴(15')를 추가로 형성함을 특징으로 한다.
이 때, 상기 보조 금속패턴(15')는 상기 제1 감지패턴들(12) 및 제2 감지패턴들(14)이 형성되는 영역의 가장자리 영역에 형성되어 감지된 신호를 구동회로(미도시) 측으로 공급하는 금속패턴(미도시)과 동일한 재질로 형성되는 것으로, 상기 금속패턴과 동일한 레이어에 형성되므로 상기 보조 금속패턴(15')을 형성하기 위해 추가의 마스크 공정이 필요하지 않는다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 패널의 분해평면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 터치 스크린 패널의 결합평면도이다.
도 2 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 패널(10)은 투명기판(11)과, 투명기판(11) 상에 순차적으로 형성된 제1 감지패턴들(12), 제1 절연막(13), 제2 감지패턴들(14), 금속패턴들(15) 및 제2 절연막(16)을 포함한다.
또한, 상기 제1 감지패턴들(12) 또는 제2 감지패턴들(14)에 구비된 제1 또는 제2 연결라인(12", 14") 상에 형성된 보조 금속패턴(15')을 더 포함함을 특징으로 한다.
제1 감지패턴들(12)은 투명기판(11)의 일면 상에 제1 방향을 따라 연결되도록 형성된다. 예컨대, 제1 감지패턴들(12)은 투명기판(11)의 상부면 상에 다이아몬드 패턴과 같이 규칙적인 패턴을 갖는 제1 감지셀들(12')로 밀접되도록 형성될 수 있다.
즉, 상기 제1 감지패턴들(12)은 제1 방향(열 방향)을 따라 X 좌표가 동일한 하나의 열에 배치된 제1 감지셀(12') 및 인접한 상기 제1 감지셀(12')을 연결하는 제1 연결라인(12")으로 구성된다. 여기서, 제1 감지셀들(12')의 형상은 다이아몬드 형상에 한정되는 것은 아니며, 제1 감지셀들(12')이 밀접될 수 있는 다양한 형상으로 구현될 수 있다.
그리고, 제1 감지패턴들(12)은 열 단위로 금속패턴들(15)과 전기적으로 연결될 수 있도록 패드(12a)를 구비한다. 제1 감지패턴들(12)의 패드(12a)는 열 단위로 상,하측에 교번적으로 구비되거나, 혹은 상,하측 모두에 구비될 수 있다.
또한, 제1 절연막(13)은 제1 감지패턴들(12) 상에 이들을 커버하도록 형성되고, 상기 제2 감지패턴들(14)은 제1 절연막(13) 상에 제2 방향을 따라 연결되도록 형성되되, 제1 감지패턴들(12)과 중첩되지 않도록 상기 제1 감지패턴들(12)과 교호적으로 배치된다.
즉, 상기 제2 감지패턴들(14)은 제2 방향(행 방향)을 따라 Y 좌표가 동일한 하나의 열에 배치된 제2 감지셀(14') 및 인접한 상기 제2 감지셀(14')을 연결하는 제2 연결라인(14")으로 구성되는 것으로, 상기 제2 감지셀들(14')은 제1 감지셀들(12')과 동일한 다이아몬드 패턴으로 밀접되도록 형성된다.
그리고, 제2 감지패턴들(14)은 행 단위로 금속패턴들(15)과 전기적으로 연결될 수 있도록 패드(14a)를 구비한다. 제2 감지패턴들(14)의 패드(14a)는 행 단위로 좌,우측에 교번적으로 구비되거나, 혹은 좌,우측 모두에 구비될 수 있다.
이 때, 상기 제1 감지셀들(12')은 제2 감지셀들(14')과 중첩되는 영역에는 형성되지 않으며, 단지 상기 제1 감지셀들(12')을 연결하는 제1 연결라인(12")와 제2 감지셀(14')을 연결하는 제2 연결라인(14")이 서로 교차하여 중첩된다. 즉, 상기 제1 감지셀들(12')과 제2 감지셀들(14')은 서로 어긋나도록 교호적으로 배치된다.
한편, 제1 및 제2 감지패턴들(12, 14)과 제1 절연막(13)은 터치 스크린 패널(10)의 하부에 배치되는 표시패널(미도시) 등에서 방출되는 빛이 터치 스크린 패널(10)을 투과할 수 있도록 투명물질로 형성된다. 즉, 제1 및 제2 감지패턴들(12, 14)은 인듐-틴 옥사이드(이하, ITO)와 같은 투명 전극물질로 형성되고, 제1 절연막(13)은 투명 절연물질로 형성된다.
그리고, 이들의 두께는 표시패널로부터의 빛이 투과되는 투과율을 확보하면서도 터치 스크린 패널(10)(특히, 제1 및 제2 감지패턴들(12, 14))이 비교적 낮은 면저항을 가질 수 있는 범위 내에서 설정될 수 있다. 즉, 제1 및 제2 감지패턴들(12, 14)과 제1 절연막(13)의 두께는 투과율과 면저항을 고려하여 최적화되도록 설정될 수 있다.
예를 들어, 제1 및 제2 감지패턴들(12, 14)은 각각 100 내지 300 Å 두께의 인듐-틴 옥사이드(이하, ITO) 패턴으로 형성되고, 제1 절연막(13)은 1.6~1.9의 광굴절률이 확보되는 400 내지 1000 Å 두께(특히 400 내지 700 Å 두께)의 투명 절연물질로 형성될 수 있다. 단, 이는 단지 하나의 실시예로 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 이들의 두께는 투과율 및/또는 면저항 등을 고려하여 변경될 수 있음은 물론이다.
또한, 상기 금속패턴들(15)은 제1 및 제2 감지패턴들(12, 14)이 형성되는 영역의 가장자리 영역, 특히, 제1 및 제2 감지패턴들(12, 14)의 패드(12a, 14a)와 대응되는 영역에 배치된다. 이와 같은 금속패턴들(15)은 하나의 열 또는 행 단위의 감지패턴들(12, 14)을 각각 위치 검출라인(미도시)과 전기적으로 연결하여 도시되지 않은 구동회로 등으로 접촉위치 검출신호가 공급되도록 한다.
제2 절연막(16)은 제2 감지패턴들(14) 및 금속패턴들(15) 상에 이들을 커버하도록 형성된다. 예를 들어, 제2 절연막(16)은 제2 감지패턴들(14) 및 금속패턴들(15) 상에 400 내지 1000 Å 두께의 투명 절연물질로 형성될 수 있다. 단, 상기 제2 절연막(16)은 제품 설계에 따라 생략될 수도 있다.
그러나, 이와 같은 구조에 있어서, 상기 제1 감지패턴들(12)의 제1 연결라인(12")과 제2 감지패턴들(14)의 제2 연결라인(14")은 서로 교차되도록 형성되는데, 상기 제1 및 제2 연결라인의 교차로 인해 중첩되는 영역에는 기생 캐패시턴스가 발생되며, 이는 정확한 감지 신호 출력에 큰 장애가 된다.
이를 극복하기 위해서는 상기 제1 및 제2 연결라인(12", 14")의 폭을 최소화하는 것이 바람직하나, 상기 제1 및 제2 연결라인의 폭을 최소화할 경우 각각 제1 감지패턴들(12) 및 제2 감지패턴들(14)의 라인 저항이 높아져 결과적으로 터치 스크린 패널의 기능을 구현하는 센싱 감도가 저하되는 문제가 발생한다.
특히 상기 제1 및 제2 감지패턴들(12, 14)을 구현하는 ITO와 같은 투명 도전성 물질은 저항값이 커서 상기 연결라인의 폭을 줄일 경우 발생되는 라인 저항의 증가는 센싱 감도 저하에 큰 영향을 미친다.
이에 본 발명의 실시예는 이러한 문제를 극복하기 위하여 교차되는 제1 및 제2 연결라인 중 어느 한 라인에 대하여 상기 라인 상에 저항이 낮은 보조 금속패턴(15')을 추가로 형성함을 특징으로 한다. 이 때, 상기 보조 금속패턴(15')는 상기 금속패턴들(15)과 동일한 재질로 형성된다.
도 2 및 3에 도시된 실시예의 경우에는 제2 감지패턴들(14)이 제1 감지패턴들(12) 상에 형성되고, 상기 제2 감지패턴들(14) 상에 금속패턴들(15)이 형성되므로, 상기 보조 금속패턴(15')은 상기 제2 감지패턴(14)을 구성하는 제2 연결라인(14") 상에 형성된다.
이와 같이 상기 보조 금속패턴(15')이 제2 연결라인(14") 상에 형성됨에 따라 상기 제2 연결라인(14")의 전체 저항값이 낮아지게 되며, 기생 캐패시턴스를 줄이기 위해 상기 제1 및 제2 연결라인의 선폭을 줄이더라도 라인 저항이 증가되는 것을 방지할 수 있게 되는 것이다.
또한, 상기 보조 금속패턴(15')이 추가로 제2 연결라인(14") 상에 형성됨에 따라 외부 정전기 유입시 발생되는 데미지(damage)에도 보다 강건해질 수 있게 된다.
또한, 상기 보조 금속패턴(15')는 상기 금속패턴들(15)과 동일한 레이어에 동일 공정을 통해 형성되므로 상기 보조 금속패턴(15')을 형성하기 위해 추가의 마스크 공정이 필요하지 않는다.
전술한 바와 같은 터치 스크린 패널(10)의 각 구성요소들이 도 3에 도시된 바와 같이 결합된 상태에서 사람의 손 또는 물체가 터치 스크린 패널(10)에 접촉되면, 제1 및 제2 감지패턴들(12, 14), 금속패턴들(15) 및 위치 검출라인을 경유하여 구동회로 측으로 접촉위치에 따른 정전용량의 변화가 전달된다. 그리고, X 및 Y 입력처리회로(미도시) 등에 의해 정전용량의 변화가 전기적 신호로 변환됨에 의해 접촉위치가 파악된다.
이와 같은 본 발명의 터치 스크린 패널(10)에 의하면, 제1 방향을 따라 연결되는 제1 감지패턴들(12)과 제2 방향을 따라 연결되는 제2 감지패턴들(14)을 서로 다른 레이어에 배치함에 의하여, 마스크 수를 저감시키고 공정을 단순화할 수 있다.
한편, 제1 및 제2 감지패턴들(12, 14)이 형성된 투명기판(11)의 일면과 반대되는 타측면, 예컨대, 투명기판(11)의 하부면에는 투명 접지전극(미도시)과, 투명 접지전극을 커버하는 제3 절연막(미도시)이 더 형성될 수 있다.
예를 들어, 투명기판(11)의 하부면에는 100 내지 300 Å 두께를 갖는 ITO 등의 투명 전극물질로 형성된 투명 접지전극이 형성되고, 투명 접지전극의 하부에는 이를 커버하는 400 내지 1000 Å 두께의 제3 절연막이 형성될 수 있다.
하지만, 이는 단지 하나의 실시예로 투명 접지전극 및 제3 절연막의 두께 등은 광투과율 등을 고려하여 변형 실시될 수 있다. 또한, 투명 접지전극 및/또는 제3 절연막은 제품 설계에 따라 생략되는 것도 가능하다.
투명 접지전극은 터치 스크린 패널(10)과 표시패널 등의 사이에서 안정성을 확보하는데 이용될 수 있고, 터치 스크린 패널(10)의 설계 방식에 따라서는 제1 및 제2 감지패턴들(12, 14)과 정전용량을 형성하는 데에도 이용될 수 있다.
즉, 정전용량의 터치 스크린 패널(10)에서, 접촉위치를 감지하기 위해 제1 감지패턴(12)과 제2 감지패턴(14) 사이의 정전용량이 이용되거나, 혹은 제1 및 제2 감지패턴(12, 14)과 투명 접지전극 사이의 정전용량이 이용될 수 있는 것으로, 이는 다양하게 변형 실시가 가능하다.
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 변형예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 감지패턴들의 배치를 나타낸 평면도.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 패널의 분해평면도.
도 3은 도 2에 도시된 터치 스크린 패널의 결합평면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
12: 제1 감지패턴 12': 제1 감지셀
12": 제1 연결라인 14: 제2 감지패턴
14': 제2 감지셀 14": 제2 연결라인
15: 금속패턴 15': 보조 금속패턴

Claims (5)

  1. 투명기판과,
    상기 투명기판 상에 형성되며, 제1 방향을 따라 X 좌표가 동일한 하나의 열에 배치된 제1 감지셀 및 인접한 상기 제1 감지셀을 연결하는 제1 연결라인으로 구성되는 제1 감지패턴들과;
    상기 제1 감지패턴들 상에 형성된 제1 절연막과;
    상기 제1 절연막 상에 형성되며, 제2 방향을 따라 Y 좌표가 동일한 하나의 행에 배치된 제2 감지셀 및 인접한 상기 제2 감지셀을 연결하는 제2 연결라인으로 구성되는 제2 감지패턴들과;
    상기 제1 및 제2 감지패턴들이 형성되는 영역의 가장자리에 배치되어 상기 하나의 열 또는 행 단위의 감지패턴들을 위치 검출라인과 전기적으로 연결하는 다수의 금속패턴들과;
    상기 금속패턴들과 동일한 레이어에 형성되며, 상기 제1 또는 제2 연결라인 상에 형성되는 보조 금속패턴이 포함됨을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제2 감지셀들은 상기 제1 감지셀들과 중첩되지 않도록 상기 제1 감지셀들과 교호적으로 배치됨을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 감지패턴들은 100 내지 300 Å 두께의 투명 전극물질로 형성된 터치 스크린 패널.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 투명 전극물질은 인듐-틴 옥사이드(ITO)임을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 금속패턴들 및 보조 금속패턴은 상기 제1 및 제2 감지패턴들을 구현하는 물질보다 낮은 저항값을 갖는 물질로 구현됨을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
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