KR20150066862A - 유기발광소자를 이용한 조명 장치 - Google Patents

유기발광소자를 이용한 조명 장치 Download PDF

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KR20150066862A
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conductor
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이경호
이종무
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엘지전자 주식회사
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    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V23/00—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices
    • F21V23/003—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being electronics drivers or controllers for operating the light source, e.g. for a LED array
    • F21V23/004—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being electronics drivers or controllers for operating the light source, e.g. for a LED array arranged on a substrate, e.g. a printed circuit board
    • F21V23/005—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being electronics drivers or controllers for operating the light source, e.g. for a LED array arranged on a substrate, e.g. a printed circuit board the substrate is supporting also the light source
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Abstract

본 발명은 발광 장치에 관한 것으로 특히, 유기발광소자를 이용한 조명 장치에 관한 것이다. 이러한 본 발명은, 회로기판; 상기 회로기판 상의 회로라인에 의하여 서로 등전위를 이루도록 전기적으로 연결되어 배치되는 다수의 유기발광소자 패널; 상기 다수의 유기발광소자 패널 중 적어도 일부와 전기적으로 결합되는 제너 다이오드; 및 상기 회로라인 및 제너 다이오드 중 적어도 어느 하나와 결합되는 탈부착 가능한 도전체를 포함하여 구성될 수 있다.

Description

유기발광소자를 이용한 조명 장치 {Lighting device using organic electro-luminescent device}
본 발명은 발광 장치에 관한 것으로 특히, 유기발광소자를 이용한 조명 장치에 관한 것이다.
유기발광소자는 전자(electron) 주입 전극(cathode)과 정공(hole) 주입 전극(anode)으로부터 각각 전자(electron)와 정공(hole)을 발광층 내부로 주입시켜, 주입된 전자(electron)와 정공(hole)이 결합한 가상의 입자인 엑시톤(exciton)이 기저 상태로 떨어질 때 발광하는 소자이다.
이러한 유기발광소자는 저전력, 고휘도, 고 반응속도, 저 중량을 나타내는 고품위 패널 특성을 가지며, 이러한 특성 때문에 이동통신 단말기, CNS(car navigation system), PDA, PC 등 대부분의 전자 응용 제품에 사용될 수 있는 차세대 디스플레이로 여겨지고 있다.
또한, 유기발광소자를 이용하는 조명은 발광 다이오드(LED) 조명과 함께 백열등과 형광 램프를 대체할 조명 후보 중에 하나로 여겨지며, 이를 위한 연구 개발이 이루어지고 있다.
이러한 유기발광소자 조명의 경우, 별도의 광학적 설계 없이 면 광원으로 구현가능하며, LED와 달리, 별도의 방열 설계가 필요 없기 때문에 매우 얇고 가벼운 조명으로 제작 가능하다.
유기발광소자 광원으로 조명 제작 시 제조 공정상의 효율성 때문에 최대출력 1W 정도의 다수의 패널을 각각의 회로기판 상에 직/병렬로 연결하여 제작되고 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 유기발광소자 패널의 보호 기능을 가지므로 신뢰성을 향상시킬 수 있는 유기발광소자를 이용한 조명 장치를 제공하고자 한다.
또한, 모듈화된 발광부를 제공하고 유기발광소자 패널의 연결을 자유롭게 변경 가능한 유기발광소자를 이용한 조명 장치를 제공하고자 한다.
상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명은, 회로기판; 상기 회로기판 상의 회로라인에 의하여 서로 등전위를 이루도록 전기적으로 연결되어 배치되는 다수의 유기발광소자 패널; 상기 다수의 유기발광소자 패널 중 적어도 일부와 전기적으로 결합되는 제너 다이오드; 및 상기 회로라인 및 제너 다이오드 중 적어도 어느 하나와 결합되는 탈부착 가능한 도전체를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 상기 제너 다이오드는, 상기 다수의 유기발광소자 패널 중 적어도 하나와 병렬로 연결되는 제1제너 다이오드를 포함할 수 있다.
이때, 상기 도전체는, 상기 회로라인을 흐르는 전류가 상기 제1제너 다이오드를 바이패스할 수 있도록 상기 제1제너 다이오드와 병렬로 결합되는 제1도전체를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1제너 다이오드는, 상기 연결되는 유기발광소자 패널과 역방향으로 연결될 수 있다.
여기서, 상기 제너 다이오드는, 상기 다수의 유기발광소자 패널 사이 중 적어도 하나의 위치에 직렬로 연결되는 제2제너 다이오드를 포함할 수 있다.
이때, 상기 도전체는, 상기 회로라인을 흐르는 전류가 상기 제2제너 다이오드를 바이패스할 수 있도록 상기 제2제너 다이오드와 병렬로 결합되는 제2도전체를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2제너 다이오드는, 상기 연결되는 한 쌍의 유기발광소자 패널의 유기발광소자와 순방향으로 연결될 수 있다.
여기서, 상기 도전체는, 상기 회로라인의 다수의 유기발광소자 패널이 서로 병렬로 연결될 수 있도록 하는 위치에 연결되는 제3도전체를 포함할 수 있다.
이때, 상기 제3도전체는, 상기 인접한 유기발광소자 패널의 유기발광소자가 서로 역방향으로 연결되도록 상기 회로라인에 결합될 수 있다.
여기서, 상기 도전체는, 상기 다수의 유기발광소자 패널이 서로 직렬연결, 병렬연결, 및 직병렬 혼합연결 중 어느 하나의 상태로 상기 회로기판 상에 구비될 수 있다.
본 발명은 다음과 같은 효과가 있는 것이다.
먼저, 유기발광소자 패널을 포함하는 발광부를 모듈화하여 구성하여, 일부 유기발광소자 패널에 문제가 발생한 경우에 쉽게 교체가 가능하고, 모듈 단위로 교체가 가능하다.
또한, 전극 간의 간격을 최소화할 수 있으며, 최적의 광량 및 품질을 확보하도록 할 수 있다.
한편, 유기발광소자 패널에 연결되는 제너 다이오드는 역전압 및 과전류로부터 각 유기발광소자 패널을 보호할 수 있다.
또한, 이들 제너 다이오드에 결합되는 탈부착 가능한 도전체를 이용하여 다수의 유기발광소자 패널들이 서로 직렬연결, 병렬연결, 및 직병렬 혼합연결 중 어느 하나의 상태로 회로기판 상에 연결될 수 있도록 할 수 있다.
도 1은 유기발광소자를 이용한 조명 장치의 일례를 나타내는 개략도이다.
도 2는 도 1의 결합상태를 회로라인과 함께 도시하는 개략도이다.
도 3은 도 1의 결합상태를 회로 성분을 이용하여 도시하는 개략도이다.
도 4는 도 1의 등가 회로를 나타내는 회로도이다.
도 5 내지 도 7은 탈부착 가능한 도전체를 이용하여 다수의 유기발광소자 패널들이 다양한 형태로 배열되도록 하는 예들을 나타내는 회로도이다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명이 여러 가지 수정 및 변형을 허용하면서도, 그 특정 실시예들이 도면들로 예시되어 나타내어지며, 이하에서 상세히 설명될 것이다. 그러나 본 발명을 개시된 특별한 형태로 한정하려는 의도는 아니며, 오히려 본 발명은 청구항들에 의해 정의된 본 발명의 사상과 합치되는 모든 수정, 균등 및 대용을 포함한다.
층, 영역 또는 기판과 같은 요소가 다른 구성요소 "상(on)"에 존재하는 것으로 언급될 때, 이것은 직접적으로 다른 요소 상에 존재하거나 또는 그 사이에 중간 요소가 존재할 수도 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
비록 제1, 제2 등의 용어가 여러 가지 요소들, 성분들, 영역들, 층들 및/또는 지역들을 설명하기 위해 사용될 수 있지만, 이러한 요소들, 성분들, 영역들, 층들 및/또는 지역들은 이러한 용어에 의해 한정되어서는 안 된다는 것을 이해할 것이다.
도 1은 유기발광소자를 이용한 조명 장치의 일례를 나타내는 개략도이다.
도 1에서 도시하는 바와 같이, 유기발광소자를 이용한 조명 장치는, 회로기판(100)이 구비되고, 이 회로기판(100) 상에 서로 등전위를 이루도록 전기적으로 연결되어 배치되는 다수의 유기발광소자 패널(200)을 포함하여 구성된다.
이와 같이, 유기발광소자 패널(200)은 서로 등간격을 이룰 수 있으며, 최적의 발광을 위하여 적절하게 배열될 수 있다. 도 1에서는 네 개의 유기발광소자 패널(200: 210, 220, 230, 240)이 구비되는 예를 도시하고 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
즉, 네 개의 유기발광소자 패널(200: 210, 220, 230, 240)은 각각 한 쌍의 (+) 전극(211, 221, 231, 241)과 (-) 전극(212, 222, 232, 242)을 가지고, 이들 각 (+) 전극과 (-) 전극은 회로라인(130, 도 2 참고)에 의하여 서로 연결된다.
이와 같이 다수의 유기발광소자 패널(200)이 결합되어 구성되는 광원은 모듈화된 발광부를 제공하여 이로 인한 특성을 가질 수 있다.
유기발광소자 패널을 포함하는 발광부를 모듈화하여 구성하여, 일부 유기발광소자 패널에 문제가 발생한 경우에 쉽게 교체가 가능하고, 모듈 단위로 교체가 가능하다.
유기발광소자는 면 발광이 가능하여 전체 발광 면적에서 균일한 광을 방출할 수 있어 빛의 질감이 우수하며 감성 조명으로 적합하다.
상술한 바와 같이, 균일한 빛을 방출하기 위해서는 각 유기발광소자 패널(200)을 회로기판(100) 상에 서로 등전위를 이루도록 연결할 수 있다. 이를 위하여 각 유기발광소자 패널(200)들을 (+)전극은 (+)끼리 연결하고 (-)전극은 (-)끼리 연결될 수 있도록 하여 회로기판(100) 상에 장착된다.
이와 같이, 복수의 유기발광소자 패널(200)을 하나의 등전위 회로기판(100)에 결합하여 전극 간의 간격을 최소화할 수 있으며, 최적의 광량 및 품질을 확보하도록 할 수 있다.
이때, 각 유기발광소자 패널(200)의 전극과 회로기판(100)의 결합은 회로기판(100) 상의 회로라인(130)을 따라서 전도성 접착제(Ag 페이스트 또는 도전볼 등)를 적용하여 연결시켜서 통전시킬 수 있다.
이러한 조명 장치에는 다수의 유기발광소자 패널(200)들 중 적어도 일부와 전기적으로 결합되는 제너 다이오드(Zener diode, 300)가 구비될 수 있다. 이러한 제너 다이오드(300)는 유기발광소자 패널(200)에 연결되어 역전압, 과전류 등의 전기적 충격에 대한 보호기능을 수행할 수 있다.
또한, 이와 같은 회로라인(130) 및 제너 다이오드(300) 중 적어도 어느 하나와 결합되는 탈부착 가능한 도전체(400)를 포함하여 구성될 수 있다.
이러한 도전체(400)는 회로라인(130) 중 일부가 서로 연결하도록 구비되거나, 제너 다이오드(300)의 양단을 연결하도록 구비될 수 있다.
더욱이, 이와 같은 탈부착 가능한 도전체(400)는 회로기판(100) 상에서 다수의 유기발광소자 패널(200)이 직렬, 병렬 및 직병렬 혼합의 다양한 형태로 전기적으로 결합될 수 있도록 할 수 있다.
도 1에서는 각 유기발광소자 패널(200) 당 두 개의 제너 다이오드(300)와, 이 제너 다이오드(300)와 결합되는 도전체(400)가 구비되고, 회로라인(130)에 세 개의 도전체(400)가 결합된 상태를 도시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 2는 도 1의 결합상태를 회로라인과 함께 도시하고 있다.
도 2를 참조하면, 제너 다이오드(300)는 다수의 유기발광소자 패널(200) 중 적어도 하나와 병렬로 연결되는 제1제너 다이오드(310)를 포함할 수 있다. 도 2에서는 각 유기발광소자 패널(200: 210, 220, 230, 240)과 병렬로 연결되는 제1제너 다이오드(310)를 포함하는 예를 도시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
즉, 도 2에서는, 네 개의 각 유기발광소자 패널(200: 210, 220, 230, 240)과 연결되는 네 개의 제1제너 다이오드(310)를 도시하고 있다.
이때, 도전체(400)는, 회로라인(130)을 흐르는 전류가 이들 각 제1제너 다이오드(310)를 바이패스할 수 있도록 이 제1제너 다이오드(310)와 병렬로 결합되는 제1도전체(410)를 포함할 수 있다.
이 경우, 제1제너 다이오드(310)는, 각 연결되는 유기발광소자 패널(200)과 역방향으로 연결될 수 있다.
또한, 제너 다이오드(300)는, 각 유기발광소자 패널(200: 210, 220, 230, 240) 사이 중 적어도 하나의 위치에 직렬로 연결되는 제2제너 다이오드(320)를 포함할 수 있다. 도 2에서, 각 유기발광소자 패널(200: 210, 220, 230, 240)과 패널 사이 모두에 직렬로 연결되는 제2제너 다이오드(320)를 포함하는 예를 도시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
즉, 도 2에서는, 네 개의 각 유기발광소자 패널(200: 210, 220, 230, 240) 사이에 연결되는 세 개의 제2제너 다이오드(320)와, 회로기판(100)의 음극(120) 측과 이 음극(120)과 인접한 유기발광소자 패널(230)과의 사이에 하나의 제2제너 다이오드(320)가 연결된 예를 도시하고 있다.
반면, 회로기판(100)의 양극(110)은 인접한 유기발광소자 패널(210)과 직접 연결될 수 있다.
여기서, 도전체(400)는, 회로라인(130)을 흐르는 전류가 이들 각 제2제너 다이오드(320)를 바이패스할 수 있도록 이 제2제너 다이오드(320)와 병렬로 결합되는 제2도전체(420)를 포함할 수 있다.
이때, 제2제너 다이오드(320)는, 연결되는 한 쌍의 유기발광소자 패널(200)의 유기발광소자와 순방향으로 연결될 수 있다.
여기서, 도전체(400)는, 회로라인(130)의 다수의 유기발광소자 패널(200)이 서로 병렬로 연결될 수 있도록 하는 위치에 연결되는 제3도전체(430)를 포함할 수 있다.
이러한 제3도전체(430)는, 인접한 유기발광소자 패널(200)의 유기발광소자가 서로 역방향으로 연결되도록 회로라인(130)에 결합될 수 있다.
도 3은 도 1의 결합상태를 회로 성분을 이용하여 도시하고 있고, 도 4는 도 1의 등가 회로를 나타내는 회로도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 제너 다이오드(300)는 회로기판의 양극(110)에 인접한 유기발광소자 패널(210, 이하 편의상 제1패널이라 칭한다.)에 병렬로 연결되는 제1제너 다이오드(311)와, 인접한 유기발광소자 패널(220, 이하 편의상 제2패널이라 칭한다.)과의 사이에 연결되는 제2제너 다이오드(321)를 포함한다.
또한, 이러한 제1제너 다이오드(311) 및 제2제너 다이오드(321)와 각각 결합되는 제1도전체(411) 및 제2도전체(421)가 구비된다.
마찬가지로, 제2패널(220)과 병렬로 연결되는 제1제너 다이오드(312) 및 제2패널(220)과 인접한 유기발광소자 패널(230, 이하 편의상 제3패널이라 칭한다.)과의 사이에 연결되는 제2제너 다이오드(322)가 포함된다.
또한, 제3패널(230)과 병렬로 연결되는 제1제너 다이오드(313) 및 제3패널(230)과 음극(120) 사이에 위치하는 유기발광소자 패널(240, 이하 편의상 제4패널이라 칭한다.)과의 사이에 연결되는 제2제너 다이오드(323)가 포함된다.
마지막으로, 제4패널(240)과 음극(120) 사이에는 하나의 제2제너 다이오드(324)가 위치한다.
한편, 회로라인(130)에 결합되는 제3도전체(430)는, 제1패널(210)과 제2패널(220) 사이에 연결되는 제2제너 다이오드(321)와 제2패널(220) 사이에 연결되는 제3도전체(431), 제2패널(220)과 제3패널(230) 사이에 연결되는 제2제너 다이오드(322)와 제3패널(230) 사이에 연결되는 제3도전체(432), 및 제3패널(230)과 제4패널(240) 사이에 연결되는 제2제너 다이오드(323)와 제4패널(240) 사이에 연결되는 제3도전체(433)를 포함할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 제너 다이오드(300)는 역전압 및 과전류로부터 각 유기발광소자 패널(200)을 보호할 수 있다. 또한, 이들 제너 다이오드(300)에 결합되는 탈부착 가능한 도전체(400)를 이용하여 다수의 유기발광소자 패널(200)이 서로 직렬연결, 병렬연결, 및 직병렬 혼합연결 중 어느 하나의 상태로 회로기판(100) 상에 연결될 수 있도록 할 수 있다.
도 5 내지 도 7은 탈부착 가능한 도전체(400)를 이용하여 다수의 유기발광소자 패널(200)들이 다양한 형태로 배열되도록 하는 예들을 나타내고 있다.
예를 들어, 도 5에서와 같이, 도 4의 상태에서 제1도전체(410) 및 제3도전체(430)를 제거하면 전체 유기발광소자 패널(200)들이 서로 직렬로 연결될 수 있다.
또한, 도 6에서와 같이, 도 4의 상태에서 제2도전체(420)를 제거하면 전체 유기발광소자 패널(200)들이 서로 병렬로 연결될 수 있다.
한편, 도 7에서와 같이, 유기발광소자 패널(200)들이 직병렬로 연결되도록 할 수도 있다. 즉, 도전체(400) 중 일부(제1도전체(412), 제2도전체(421, 423, 424) 및 제3도전체(432))를 제거함으로써 도 7과 같은 상태로 연결할 수 있다.
이와 같이, 유기발광소자 패널(200)들을 전기적으로 다양한 형태로 결합하여 조명 장치를 구현할 수 있으며, 이에 따라 다양한 밝기 및 소비전력을 가지도록 조명을 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 설명한 발광 다이오드 광원과 유기발광소자 광원을 포함한 고체 소자 광원(solid state lighting)의 특징은 기구 설계 및 디자인을 기존 조명에 비해서 자유롭게 할 수 있는 장점이 있다.
위에서 언급한 바와 같이, 유기발광소자 패널(200)을 포함하는 발광부를 모듈화하여 구성하면 일부 유기발광소자 패널(200)에 문제가 발생한 경우에 쉽게 교체가 가능하고, 모듈 단위로 교체가 가능하다.
이러한 모듈은 유기발광소자 패널(200)을 이용한 조명 장치의 광원을 모두 포함할 수도 있으며, 몇 개의 광원만을 포함하는 기본 모듈(Unit Module)을 구성 후 기본 모듈을 여러 개 사용하여 유기발광소자 조명 장치를 만들 수도 있다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
100: 회로기판 110: 양극
120: 음극 130: 회로라인
200, 210, 220, 230, 240: 유기발광소자 패널
211, 221, 231, 241: 양 전극 212, 222, 232, 242: 음 전극
300: 제너 다이오드 310, 311, 312, 313: 제1제너 다이오드
320, 321, 322, 323, 324: 제2제너 다이오드
400: 도전체 410, 411, 412, 413: 제1도전체
420, 421, 422, 423: 제2도전체
430, 431, 432, 433: 제3도전체

Claims (10)

  1. 회로기판;
    상기 회로기판 상의 회로라인에 의하여 서로 등전위를 이루도록 전기적으로 연결되어 배치되는 다수의 유기발광소자 패널;
    상기 다수의 유기발광소자 패널 중 적어도 일부와 전기적으로 결합되는 제너 다이오드; 및
    상기 회로라인 및 제너 다이오드 중 적어도 어느 하나와 결합되는 탈부착 가능한 도전체를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 유기발광소자를 이용한 조명 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제너 다이오드는, 상기 다수의 유기발광소자 패널 중 적어도 하나와 병렬로 연결되는 제1제너 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광소자를 이용한 조명 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 도전체는, 상기 회로라인을 흐르는 전류가 상기 제1제너 다이오드를 바이패스할 수 있도록 상기 제1제너 다이오드와 병렬로 결합되는 제1도전체를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광소자를 이용한 조명 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 제1제너 다이오드는, 상기 연결되는 유기발광소자 패널과 역방향으로 연결되는 것을 특징으로 하는 유기발광소자를 이용한 조명 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제너 다이오드는, 상기 다수의 유기발광소자 패널 사이 중 적어도 하나의 위치에 직렬로 연결되는 제2제너 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광소자를 이용한 조명 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 도전체는, 상기 회로라인을 흐르는 전류가 상기 제2제너 다이오드를 바이패스할 수 있도록 상기 제2제너 다이오드와 병렬로 결합되는 제2도전체를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광소자를 이용한 조명 장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 제2제너 다이오드는, 상기 연결되는 한 쌍의 유기발광소자 패널의 유기발광소자와 순방향으로 연결되는 것을 특징으로 하는 유기발광소자를 이용한 조명 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 도전체는, 상기 회로라인의 다수의 유기발광소자 패널이 서로 병렬로 연결될 수 있도록 하는 위치에 연결되는 제3도전체를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광소자를 이용한 조명 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제3도전체는, 상기 인접한 유기발광소자 패널의 유기발광소자가 서로 역방향으로 연결되도록 상기 회로라인에 결합되는 것을 특징으로 하는 유기발광소자를 이용한 조명 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 도전체는, 상기 다수의 유기발광소자 패널이 서로 직렬연결, 병렬연결, 및 직병렬 혼합연결 중 어느 하나의 상태로 상기 회로기판 상에 구비되는 것을 특징으로 하는 유기발광소자를 이용한 조명 장치.
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