KR20110023278A - 액정 표시 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 커버 바텀의 형상을 변경하여, 커버 바텀의 측부를 늘리거나 그 두께를 줄이지 않고, 액정 패널 및 백라이트 유닛을 수납하는데 있어 충분한 강성을 갖는 액정 표시 장치에 관한 것으로, 본 발명의 액정 표시 장치는, 액정 패널과, 상기 액정 패널 하측의 백라이트 유닛과, 상기 액정 패널과 백라이트 유닛을 수납하며, 상기 백라이트 유닛의 하면이 접하는 직사각형 형상의 바닥면과, 상기 바닥면의 네변에서 상측으로 꺽어져 올라오는 챔퍼(chamfer)면과, 상기 챔퍼면과 연결되며, 상기 바닥면에 수직한 방향으로 올라오는 외측면과, 상기 외측면의 종점에서 진행 방향을 180°회전하여 안쪽으로 말리는 절곡부 및 상기 절곡부에서 하측으로 내려오는 내측면을 포함하여 이루어진 커버 바텀 및 상기 액정 패널과 백라이트 유닛의 외부와 상기 커버 바텀 사이에 형성될 몰드물을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

강성, 액정 모듈, 커버 바텀

Description

액정 표시 장치 {Liquid Crystal Display Device}

본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로 특히, 커버 바텀의 형상을 변경하여, 커버 바텀의 측부를 늘리거나 그 두께를 줄이지 않고, 액정 패널 및 백라이트 유닛을 수납하는데 있어 충분한 강성을 갖는 액정 표시 장치에 관한 것이다.

최근의 정보화 사회에서 디스플레이(Display)는 시각정보 전달매체로서 그 중요성이 더한층 강조되고 있으며, 향후 주요한 위치를 점하기 위해서는 저소비전력화, 박형화, 경량화, 고화질화 등의 요건을 충족시켜야 한다.

이러한 디스플레이는 자체가 빛을 내는 브라운관(Cathode Ray Tube; CRT), 전계발광소자(Electro Luminescence; EL), 발광소자(Light Emitting Diode; LED), 진공형광표시장치(Vacuum Fluorescent Display; VFD), 전계방출디스플레이(Field Emission Display; FED), 플라스마디스플레이패널(Plasma Display Panel; PDP) 등의 발광형과 액정표시장치(Liquid Crystal Display; LCD)와 같이 자체가 빛을 내지 못하는 비발광형으로 나눌 수 있다. 액정표시장치는 액정의 광학적 이방성을 이용하여 이미지를 표현하는 장치로서, 기존의 브라운관에 비해 시인성이 우수하고 평균소비전력도 같은 화면크기의 브라운관에 비해 작을 뿐만 아니라 발열량도 작기 때문에 플라스마 디스플레이 패널이나 전계방출 디스플레이와 함께 최근에 차세대 표시장치로서 각광받고 있다.

액정표시장치는 매트릭스(matrix) 형태로 배열된 화소들에 화상신호를 개별적으로 공급하여, 상기 화소들의 광투과율을 조절함으로써 원하는 화상을 표시할 수 있도록 한 표시장치이다.

액정표시장치를 생산하는데 있어서, 먼저, 대면적을 가진 두개의 기판을 합착하고, 그 두 기판 사이에 액정층을 형성한다. 그리고, 대면적 액정표시패널을 복수개의 단위 액정표시패널로 절단한다. 이와 같이, 두 기판이 합착 되어 형성된 액정표시패널에는 그 액정패널을 구동하기 위한 각종 회로와 배선들이 실장되거나 연결된다.

그리고, 액정표시패널에는 그 액정패널을 구동시키기 위한 구동부가 연결되는데, 상기 구동부에는 게이트 구동 집적회로(gate driver integrated circuit) 및 데이터 구동 집적회로(data integrated circuit) 등이 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래의 액정 표시 장치를 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래의 일 형태의 액정 표시 장치를 나타낸 단면도이다.

도 1과 같이, 종래의 일 형태의 액정 표시 장치는, 액정 패널(20)과, 광학시트(11), 도광판(10)과 광원(미도시)을 포함하는 백라이트 유닛을 수납하는 커버 바텀(35)을 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 커버 바텀(35)의 바닥면 상에는 백라이트 유닛이 위치하는데, 측부에 위치한 광원(미도시)과, 상기 광원으로부터 발광되는 광을 상측으로 전달하여 주는 도광판(10)과, 상기 도광판(10)으로부터 전달되는 광을 확산시켜 액정 패널(20)로 전달하는 광학시트(11: 11a, 11b, 11c)를 포함하여 이루어진다. 상기 광학 쉬트 상에 위치한 액정 패널(20) 및 상기 액정 패널(20)과 광학시트 및 도광판 (10) 측면에 이들을 감싸며 형성된 몰드물(30)을 더 포함되며, 부재들의 안착과 지지를 담당한다.

여기서, 액정 패널(20)은 하부 기판(20a), 상부 기판(20b) 및 상기 하부 기판(20a)과 상부 기판(20b)의 배면상에 위치한 제 1 편광판(20c) 및 제 2 편광판(20d)을 포함하여 이루어진다.

상기 커버 바텀(35)은 기본적으로 상기 도광판(10)을 포함한 백라이트 유닛이 안착되는 바닥면과, 이와 연결되어, 가장자리에서 직각 방향으로 상부로 올라가는 측면으로 이루어지며, 상기 측면은 상기 도광판(10)으로부터 액정 패널(20)의 제 2 편광판(20d) 상부 이상까지 올라오도록 설계한다.

여기서, 상술한 형상의 단면상에서 커버 바텀(35)이 직각 형상을 갖는 것으로, 이러한 커버 바텀 구조에서는 외력이 가해질 때, 작용하는 모멘트에 대한 저항 모멘트가 낮아 강성이 낮은 문제점이 있다.

따라서, 이를 보완하기 위해 상기 커버 바텀의 측면을 더 연장하여 형성하여, 헤밍(hemming) 구조를 적용하여 단면계수를 늘리는 방법이 제안되고 있다.

그런데, 상술한 구조는 탑 케이스를 생략한 구조로, 커버 바텀만으로 케이싱 기능을 담당하는데, 헤밍 구조 적용시 연장된 커버 바텀의 길이만큼 단면 계수가 늘어나는 이점이 있지만, 표시 영역에 기여하지 않는 비유효 영역이 늘어 표시 영역 외곽의 치수(outline dimension)가 커지는 문제가 있다.

상기와 같은 종래의 액정 표시 장치는 다음과 같은 문제점이 있다.

액정 표시 모듈을 변성없이 지지하기 위해 강성이 요구되는데, 이러한 강성은 케이스 물인 커버 바텀의 두께 및 헤밍 구조의 길이에 관계된다.

그런데, 현재 액정 표시 모듈을 이용하는 여러 어플리케이션에 있어서, 콤팩트한 시스템의 경향으로 인해 케이스 물이 좁고(narrow)하고 얇은 액정 표시 모듈의 개발이 요구되고 있다. 이와 같은 경향에 대응하기 위해 케이스 탑을 삭제하는 모델이 제시되는데, 이 때, 커버 바텀의 두께를 점차 얇게 설계하는 점을 검토하고 있다. 그러나, 커버 바텀의 두께를 일정 이상 줄이게 되며, 액정 표시 모듈의 강성을 유지하기 어려워 이를 적용하는 데도 한계가 있다.

예를 들어, 커버 바텀의 두께가 20% 감소하면, 단면 2차 모멘트가 약 48% 감소하게 되는 결과가 초래되어, 상기 단면 2차 모멘트가 준 만큼 강성저하가 유발된다.

그 외로, 커버 바텀의 측면 길이를 늘릴 경우, 강성 자체는 증가하지만, 길이를 늘리게 되면, 이를 몇포인트에서 절곡하여 구성할 때, 가장자리에서 비유효 영역이 늘게 되어, 외곽 영역의 효율적 이용이 불가한 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 커버 바텀의 형상을 변경하여, 커버 바텀의 측부를 늘리거나 그 두께를 줄이지 않고, 액정 패널 및 백라이트 유닛을 수납하는데 있어 충분한 강성을 갖는 액정 표시 장치를 제공하는 데, 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액정 표시 장치는, 액정 패널;과, 상기 액정 패널 하측의 백라이트 유닛;과, 상기 액정 패널과 백라이트 유닛을 수납하며, 상기 백라이트 유닛의 하면이 접하는 직사각형 형상의 바닥면과, 상기 바닥면의 네변에서 상측으로 꺽어져 올라오는 챔퍼(chamfer)면과, 상기 챔퍼면과 연결되며, 상기 바닥면에 수직한 방향으로 올라오는 외측면과, 상기 외측면의 종점에서 진행 방향을 180°회전하여 안쪽으로 말리는 절곡부 및 상기 절곡부에서 하측으로 내려오는 내측면을 포함하여 이루어진 커버 바텀; 및 상기 액정 패널과 백라이트 유닛의 외부와 상기 커버 바텀 사이에 형성될 몰드물을 포함하여 이루어진 것에 그 특징이 있다.

여기서, 상기 챔퍼면은 상기 바닥면의 네변에서 상측으로 45°각도로 꺽어져 올라온 것이다.

그리고, 상기 커버 바텀의 두께가 커질수록, 상기 챔퍼면의 길이(바닥면과 외측면 사이의 거리)의 최소요구치는 커진다.

예를 들어, 상기 커버 바텀의 두께가 0.15mm 일 때, 상기 챔퍼면의 길이의 최소 값은 0.4mm이다. 또한, 상기 커버 바텀의 두께가 0.2mm일 때, 상기 챔퍼면의 길이의 최소 값은 0.5mm이다. 그리고, 상기 커버 바텀의 두께가 0.25mm 일 때, 상기 챔퍼면의 길이의 최소 값은 0.6mm이다.

상기와 같은 본 발명의 액정 표시 장치는 다음과 같은 효과가 있다.

커버 바텀의 바닥면과 측변 사이에 45°각도로 꺽어 올라간 챔퍼면을 커버 바텀의 네변에 구비함에 의해, 헤밍 구조의 길이를 늘리거나 커버 바텀의 두께를 늘리지 않고, 강성을 보완할 수 있다. 즉, 챔퍼면 구비에 의해 단면 2차 모멘트의 식에서, 커버 바텀의 가장자리에서 무게 중심이 올라오는 효과를 가져 단면 2차 모멘트에 있어서, 높이를 증가시켜, 단계 2차 모멘트 값을 키울 수 있으며, 이에 따라 강성을 향상시킬 수 있다. 이 경우, 실질적으로 커버 바텀를 형성하는 금형시 커버 바텀에 소요되는 면적을 종래 조건에 비해 늘리지 않더라도, 구조적인 변경에 의해 저중심 효과를 가져 단면 계수의 두께가 늘어난 효과를 갖는다.

따라서, 상기 커버 바텀을 형성하는데 소요되는 금속의 면적은 같기에, 종래 대비 금형 공정에서 비용 상승없이 강성 보완이 가능하게 된다.

또한, 헤밍 구조 자체의 물리적 구조를 늘린 것이 아니게 되어, 아웃라인 디멘젼(outline dimension)의 증가없이 강성을 향상시킬 수 없어, 내로우 베젤(narrow bezel)의 요건도 맞출 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 액정 표시 장치를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2a는 커버 바텀의 헤밍 구조를 적용한 구조를 나타내며, 도 2b는 헤밍 구 조와 챔퍼 구조가 결합된 구조를 나타낸 개략 단면도이다.

도 2a는, 커버 바텀(50)의 바닥면을 우측에 위치하도록 하여 도시한 것으로, 상기 바닥면에서 측면으로 올라가는 부분에서 직각 벤딩을 취하고, 상기 측면의 상부에서 커버 바텀 형성 물질을 연장시켜 커버 바텀의 내측으로 말아 헤밍을 형성한 구조이다.

도 2b는 본 발명의 액정 표시 장치에 적용되는 커버 바텀(120)을 도시한 것으로, 도 2a의 커버 바텀의 바닥면과 측면 사이의 모서리를 들어가도록 처리한 챔퍼(chamfer)를 구비한 것이다. 도 2a의 구조와 비교하여, 상기 커버 바텀(120)의 바닥면과 측면 사이에, 단면상에서 이등변 직각 삼각형의 공간만큼 더 들어온 형상의 챔퍼를 구비한 것이고, 입체적으로 고려하면, 상기 커버 바텀(120)의 직각각형의 바닥면의 네변으로부터, 바닥면을 기준으로 하여 45°꺽어주어 형성하는 것이다.

한편, 액정 표시 장치의 강성을 제어하는 것은, 케이스 물(case member)인 커버 바텀에 있어서, 단면 계수이다. 상기 단면 계수와 관계된 수식으로 또한, 단면 이차 모멘트 값이 있다. 둘 간의 관계를 살펴보면 다음과 같다.

단면계수는 단면 2차 모멘트를 모멘트 방향으로 높이를 2로 나눈 값을 말하며, 동일 소재라면 단면계수가 크면 단면 2차 모멘트 값도 크고, 힘에 대해 작용하는 모멘트에 대한 저항 모멘트가 크므로 잘 부러지지 않는다고 본다. 즉, 단면 2차 모멘트 값이 클수록 강성이 크다고 보는 것이다.

이 때, 가로가 b 이고 높이가 h인 직사각형이 있을 때, 단면적은 bh이며, 이 의 도심(무게중심)의 높이는 h/2이며, 단면 2차 모멘트는 bh³/12 (h: 높이, b: 길이)이고, 단면 계수는 bh²/6에 상당한다.

본 발명의 커버 바텀(120)의 경우, 상기 바닥면과 측면 사이에 챔퍼(chamfer)를 면형상으로 구비하여, 상기 챔퍼면에 대해 최종적으로 상기 커버 바텀이 바닥면과 측면과 무게중심을 올려주어, 도 2a의 직각형상의 커버 바텀 대비 h 값이 늘어난 효과를 주어, 상술한 단면 2차 모멘트와 단면 계수를 상승시키게 된다.

따라서, 제품의 커버 바텀의 두께가 일정할 경우, 상기 챔버면 구비에 의해 단면 계수 상승에 의한 강성이 향상되는 효과를 갖는다.

이하에서, 상술한 도 2b의 커버 바텀을 액정 표시 장치에 적용한 구체예를 살펴본다.

도 3은 본 발명의 액정 표시 장치를 나타낸 평면도이며, 도 4a 및 도 4b는 각각 도 3의 I~I'선상의 측면도와 이의 A를 확대한 단면도이다. 그리고, 도 5a 및 도 5b는 본 발명의 액정 표시 장치의 사시도 및 이의 모서리 확대도이며, 도 6은 본 발명의 액정 표시 장치의 커버 바텀과, 이의 상하좌우변을 분리하여 나타낸 도면이다.

도 3 내지 도 5b와 같이, 본 발명의 액정 표시 장치는, 액정 패널(200)과 그 하측의 백라이트 유닛(300)과, 상기 백라이트 유닛(300)과, 액정 패널(200)을 수납 하여 이들을 측부에서 감싸는 커버 바텀(120)과, 상기 커버 바텀(120)의 외곽면 내에 상기 백라이트 유닛(300)의 가장자리 및 액정 패널(200)을 부분적으로 접하며 이들을 안착시키는 몰드물(150)을 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 커버 바텀(120)은 도 4b를 참조하면, 상기 백라이트 유닛(300)의 하면이 접하는 직사각형 형상의 바닥면(120e)과, 상기 바닥면(120e)의 상하좌우 네변에서 상측으로 45°꺽어져 올라오는 챔퍼(chamfer)면(120a)과, 상기 챔퍼(120a)면과 연결되며, 수직한 방향으로 올라오는 외측면(120c)과, 상기 외측면(120c)의 종점에서 진행 방향을 180°회전하여 안쪽으로 감아주는 절곡부(120b) 및 상기 절곡부(120b)에서 하측으로 내려오는 내측면(120d)을 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 바닥면(120e)과 상기 외측면(120c) 사이는 가상의 이등변 직삼각형에 해당하는 이격 간격이 존재하며, 이러한 이등변 직삼각형은 한변을 'a' 로 하는 이등변과, 빗변을 포함하여 정의되며, 이 때, 상기 이등변 직삼각형의 빗변이 챔퍼면(120a)의 길이에 해당한다.

이러한, 챔퍼면(120a), 외측면(120c), 절곡부(120b) 및 내측면(120d)은 상기 바닥면(120e)의 네변에서 함께 형성된다.

그리고, 외측면(120c), 상기 절곡부(120b) 및 이와 연결된 내측면(120d)가 이루는 절곡 구조를 헤밍(hemming) 구조라 하며, 챔퍼면 외에 상기 헤밍 구조 또한, 길이(b)를 늘리는 효과를 주어, 단면 계수 및 단면 2차 모멘트를 향상시키는 효과를 줄 수 있다.

한편, 상기 외측면(120c) 및 내측면(120d)의 길이는 예를 들어, 액정 패널(200)의 패드 영역에 대응되는 변에서 상대적으로 짧게 형성될 수 있다. 도 3에서 살펴보면, 상기 패드 영역은 액정 패널(200)의 일측 변(도면에서 하측변)의 일부에 위치하여 형성된다. 그리고, 상기 패드 영역에는, 그 상부에 구동회로(165)가 구비된 FPC(Flexible Printed Circuit)(160)가 본딩된다.

그리고, 상기 액정 패널(200)은 서로 대향된 제 1, 제 2 기판(201a, 201b)과 상기 제 1 기판(201a)과 제 2 기판(201b)의 각 배면에 형성된 제 1, 제 2 편광판(201c, 201d)을 포함하여 이루어진다.

이 때, 상기 제 1 기판(201a)은 예를 들어 박막 트랜지스터 어레이가 형성되는 기판으로, 그 일측이 상기 제 2 기판(201b)에 비해 돌출되어, 상기 돌출된 부분이 패드 영역으로 정의되고, 상술한 바와 같이, 상기 패드 영역에 구동 회로(165)를 구비한 FPC(Flexible Printed Circuit)(160)가 본딩 부위에 전기적으로 접속되어 형성된다.

그리고, 상기 백라이트 유닛(300)은 상기 커버 바텀의 바닥면(120e)에 접한 반사판(135)과, 상기 반사판(135) 상에 형성된 도광판(130)과, 상기 도광판(130)에 위치한 광학쉬트(140: 140a, 140b, 140c)을 포함하여 이루어진다. 이 때, 광원은 도시되지 않았으나, 도시되지 않은 상기 도광판(130)의 측부에 위치한다.

여기서, 상기 액정 패널(200)과 백라이트 유닛(300) 의 가장자리와 상기 커버 바텀의 내측면(120d)의 안쪽에 플라스틱 물질로 성형된 몰드물(150)이 구비된다.

그리고, 상기 몰드물(150)과 상기 액정 패널(200) 사이에는 완충재(180)가 구비되어, 몰드물(150)에 의한 상기 액정 패널(200)의 손상을 방지한다.

참고로, 도시된 도면들 중 도 4a~도 5b에 도시된 도면들은 좌측이 액정 표시 모듈의 상부이며, 우측이 액정 표시 모듈의 바닥면에 해당한다.

도 6은 커버 바텀(120)의 바닥면(120e)이 정면에서 보이도록 도시된 평면도와, 상기 커버 바텀의 바닥면(120e)의 상하좌우 각 네변에서 적용된 챔퍼면(120a)을 나타낸 것이다. 이 때, 상변, 우변, 좌변 및 하변의 각 챔퍼면(120a)은 거의 동일한 수치로 형성되며, 각변이 인접하는 모서리는 완만한 라운딩을 주어 형성하여 모서리에서 강성 저하도 막을 수 있다.

한편 상술한 구조의 본 발명의 액정 표시 장치를 이용하여 시뮬레이션했을 때, 커버 바텀의 두께가 0.15mm일때 챔퍼면의 길이는 최소 0.4mm 이상 요구되었고, 커버 바텀의 두께가 0.2mm일 때, 챔퍼면의 길이는 최소 0.5mm 이상 요구되었고, 커버 바텀의 두께가 0.25mm일 때, 챔퍼면의 길이가 최소 0.6mm 이상일 것이 요구되었다.

액정 표시 장치의 사이즈가 커질수록 제품에 요구되는 강성 수준도 커져 커버 바텀의 두께 또한 증가하고, 이에 따라 해당 구조에서 요구되는 챔퍼면의 길이의 최소치도 늘어나는 것을 확인할 수 있었다.

모바일 폰과 같은 소형 모델에 있어서는, 상술한 커버 바텀의 두께가 약 0.15mm으로 설계할 수 있는 것으로, 이 경우 요구되는 챔퍼면의 길이는 0.4mm이상 이기만 하면, 변성 없는 강성 수준을 가질 수 있음을 판단할 수 있다.

한편, 이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

도 1은 종래의 액정 표시 장치를 나타낸 단면도

도 2a 는 커버 바텀의 헤밍 구조를 적용한 구조와 도 2b는 헤밍 구조와 챔퍼 구조가 결합된 구조를 나타낸 개략 단면도

도 3은 본 발명의 액정 표시 장치를 나타낸 평면도

도 4a 및 도 4b는 각각 도 3의 I~I'선상의 측면도와 이의 A를 확대한 단면도

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 액정 표시 장치의 사시도 및 이의 모서리 확대도

도 6은 본 발명의 액정 표시 장치의 커버 바텀과, 이의 상하좌우변을 분리하여 나타낸 도면

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

120: 커버 바텀 120a : 챔퍼

120b: 절곡부 120c: 외측면

120d: 내측면 120e: 바닥면

130: 도광판 135: 반사판

140: 광학쉬트 150: 몰드물

180: 완충부재 200: 액정패널

201a: 제 1 기판 201b: 제2 기판

201c: 제 1 편광판 201d: 제 2 편광판

300: 백라이트 유닛

Claims (6)

1. 액정 패널;

   상기 액정 패널 하측의 백라이트 유닛;

   상기 액정 패널과 백라이트 유닛을 수납하며, 상기 백라이트 유닛의 하면이 접하는 직사각형 형상의 바닥면과, 상기 바닥면의 네변에서 상측으로 꺽어져 올라오는 챔퍼(chamfer)면과, 상기 챔퍼면과 연결되며, 상기 바닥면에 수직한 방향으로 올라오는 외측면과, 상기 외측면의 종점에서 진행 방향을 180°회전하여 안쪽으로 말리는 절곡부 및 상기 절곡부에서 하측으로 내려오는 내측면을 포함하여 이루어진 커버 바텀; 및

   상기 액정 패널과 백라이트 유닛의 외부와 상기 커버 바텀 사이에 형성될 몰드물을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 챔퍼면은 상기 바닥면의 네변에서 상측으로 45°각도로 꺽어져 올라온 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 커버 바텀의 두께가 커질수록, 상기 챔퍼면의 길이(바닥면과 외측면 사이의 거리)의 최소요구치는 커지는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 커버 바텀의 두께가 0.15mm 일 때, 상기 챔퍼면의 길이의 최소 값은 0.4mm인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
5. 제 3항에 있어서,

   상기 커버 바텀의 두께가 0.2mm일 때, 상기 챔퍼면의 길이의 최소 값은 0.5mm인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
6. 제 3항에 있어서,

   상기 커버 바텀의 두께가 0.25mm 일 때, 상기 챔퍼면의 길이의 최소 값은 0.6mm인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.

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