DE69301673T2 - Anzeigevorrichtung und Herstellungsverfahren - Google Patents
Anzeigevorrichtung und HerstellungsverfahrenInfo
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Description
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf eine Anzeigevorrichtung (bzw. Darstellungsvorrichtung) und ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Anzeigevorrichtung. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung die Anzeigevorrichtung, wie zum Beispiel eine Elektronenstrahlröhre (CRT) oder eine Plasmaanzeigeplatte mit einer Frontplatte, die sowohl eine Funktion zur antistatischen Aufladungsbeeinflussung als auch eine Funktion zur verringerten Reflexion aufweist.
- Wenn ein Außenlicht der Zimmerlampe und dergleichen auf eine Außenfläche der Glasfrontplatte der Anzeigevorrichtung, wie z. B. die CRT, fällt und von ihr reflektiert wird, wird ein auf dem Bildschirm der Anzeigevorrichtung erzeugtes Bild unkenntlich. Wenn sich an der Außenfläche der Frontplatte eine Ladung ansammelt, besteht eine Neigung, Staubpartikel anzuziehen, so daß sich das Bild verdunkelt und außerdem die Gefahr eines elektrischen Schlags besteht.
- Um solchen Umständen zu begegnen, ist es übliche Praxis, die Außenfläche der Frontplatte durch chemische oder mechanische Mittel aufzurauhen und die Außenfläche so zu veranlassen, das Außenlicht unregelmäßig zu reflektieren. Eine andere herkömmliche Maßnahme besteht darin, einen elektrisch leitenden Dünnfilm, bestehend aus Zinn(IV)-Oxid (SnO&sub2;) oder dergleichen, auf der Außenfläche der Frontplatte aufzubringen, damit diese antistatische Ladungsverhältnisse hat.
- Die obengenannten Maßnahmen zur Verminderung der Reflexion können die unerwünschte Reflexion des Außenlichts der Frontplatte verhindern, indem eine Vielzahl der winzigen konvexen und konkaven Stellen an der Außenfläche der Frontplatte vorgesehen wird. Die Maßnahmen haben jedoch den Nachteil, daß auch das von der Lichtaussendeeinrichtung ausgesandte Licht zum Erzeugen der Anzeige auf der aufgerauhten Oberfläche unregelmäßig reflektiert wird, wodurch sich die Auflösung der Anzeigevorrichtung verschlechtert und auch der Glanz der Frontplatte verlorengeht.
- Die JP-A-2 072 549 offenbart eine Anzeigevorrichtung gemäß dem auf den Stand der Technik bezogenen Teil von Anspruch 1, aufweisend ein Glassubstrat, auf welchem ein transparenter leitfähiger Film, der hauptsächlich aus SnO&sub2; und In&sub2;O&sub3; besteht, vorgesehen ist, und ein unebener Film, der hauptsächlich aus SiO&sub2; besteht, ist außerdem auf dem transparenten leitenden Film vorgesehen. Dadurch wird ein Film zur Verhinderung von Reflexion und Aufladung gebildet, wobei der unebene Film eine abflachende Wirkung zur Verhinderung einer Lichtreflexion hat.
- Es ist daher das primäre Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Anzeigevorrichtung vorzusehen, die die obengenannten Nachteile überwindet,welche den Vorrichtungen des Stands der Technik eigen sind.
- Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung der obengenannten Anzeigevorrichtung zur Verfügung zu stellen.
- Diese Ziele werden durch eine Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1 und ein Verfahren nach Anspruch 4 erreicht.
- In dieser Anzeigevorrichtung weist der elektrisch leitfähige Dünnfilm auf: mindestens ein Element, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Zinn(IV)-oxid (SnO&sub2;), Indiumsesquioxid (In&sub2;O&sub3;), Titandioxid (TiO&sub2;) und Zirkondioxid (ZrO&sub2;) oder aus einer Mischung dieser Verbindungen mit Siliciumdioxid (SiO&sub2;).
- Die dritte Schicht der unebenen exponierten Oberfläche besteht im wesentlichen aus Siliciumdioxid (SiO&sub2;) oder Magnesiumfluorid (MgF&sub2;).
- Durch Aufbau der Frontplatte der Anzeigevorrichtung, wie in Anspruch 4 beschrieben, kann durch den elektrisch leitfähigen transparenten Dünnfilm eine antistatische Wirkung erreicht werden, und durch den Interferenzfilm und den unregelmäßigen Reflexionsfilm kann auch eine bemerkenswerte Anti- Blendwirkung erreicht werden. Durch eine angemessen ausgewählte unregelmäßige Reflexion verschlechtert sich die erforderliche Auflösung des angezeigten Bilds nicht und ein mäßiger Glanz der Frontplatte bleibt erhalten. Da desweiteren die unregelmäßige Reflexionsschicht eine Vielzahl der feinen konkaven und konvexen Stellen (Punkte oder Bereiche) auf ihrer Oberfläche aufweist, besteht ein weiterer Vorteil darin, daß keine Flecken, wie z. B. Fingerabdrücke, auf der Außenfläche der Frontplatte haften bleiben.
- Während die neuen Merkmale der vorliegenden Erfindung insbesondere in den beiliegenden Ansprüchen dargelegt werden, wird die Erfindung, sowohl bezüglich der Organisation als auch bezüglich des Inhalts, zusammen mit sonstigen Zielen und Merkmalen, durch die folgende detaillierte Beschreibung besser verstanden und angenommen werden, und zwar im Zusammenhang mit den Zeichnungen.
- Fig. 1 ist eine Querschnittansicht eines wesentlichen Teils der Frontplatte der Anzeigevorrichtung, die gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufgebaut wurde.
- Fig. 2 ist eine Querschnittansicht von der Seite, die den Schleuderbeschichtungsvorgang als einen Schritt des Herstellungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
- Fig. 3 ist eine vergrößerte Draufsicht der exponierten Oberfläche der Frontplatte der Anzeigevorrichtung, die gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist.
- Fig. 4 ist eine Darstellung der optischen Kennzeichen der Anzeigevorrichtung, die gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist.
- Es wird erkannt werden, daß einige oder alle der Figuren schematische Darstellungen zum Zweck der Erläuterung sind und nicht unbedingt die wirklichen relativen Größen oder Positionen der gezeigten Elemente wiedergeben.
- In den folgenden Absätzen wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die bevorzugten Ausführungsformen, die in den beiliegenden Zeichnungen gezeigt sind, genauer beschrieben.
- In Fig. 2 ist die Frontplatte 2 gedacht für eine Farbelektronenstrahlröhre des Typs 47 cm (17 inch) und ist durch ein Gummikissen 1b auf einem Drehtisch 1 angebracht, der in eine Farbauftragungszelle 3 eingeschlossen ist, die mit einer Düse 4 versehen ist, um eine Niederschlagslösung einzuspritzen. Die Außenfläche der Frontplatte 2 ist bereits mit einem Finish durch Polieren mit einem Polierwerkzeug, welches mit einem Schleifmittel, wie z. B. Ceroxid, imprägniert worden war, Waschen mit entionisiertem Wasser, Trocknen sowie Blasen mit Luft, um den Staub zu entfernen, vorbereitet worden.
- Der Drehtisch 1 kann zusammen mit der Frontplatte 2 um eine Achse 1a gedreht werden, und zwar bei einer Drehzahl von etwa 100 Umdrehungen pro Minute. Eine flüchtige Lösung, die Zinn(IV)-oxid und Siliziumdioxid enthält, wird auf die Mitte der Außenfläche der Frontplatte 2 aufgebracht, indem man sie durch die Düse 4 zum Einspritzen der Lösung tropfen läßt, die Frontplatte dreht und deren Außenfläche auf einer Temperatur von etwa 40ºC hält. Die durch das Tropfen auf die obengenannte Außenfläche aufgebrachte Lösung dehnt sich durch die Drehung von deren Mitte zu deren Peripherie aus, und dieser Vorgang wird für etwa 30 Sekunden fortgesetzt, wobei durch die Schleuderbeschichtung ein einheitlicher Film der Lösung gebildet wird.
- Am Ende dieses Schritts wird das obengenannte Tropfen gestoppt, aber die Drehung wird noch etwa 80 Sekunden bei halber Drehzahl, also etwa 50 Umdrehungen pro Minute, fortgesetzt. Während dieser Drehung wird das filmbildende Material in der Lösung getrocknet, indem die Temperatur der Außenfläche der Frontplatte 2 mittels eines Flächenheizgeräts, einer Infrarotlampe oder dergleichen auf einer Temperatur von 50ºC gehalten wird. Es ist zweckmäßig, das Vermischen des filmbildenden Materials mit dem der zweiten Schicht zu verhindern, was später noch beschrieben wird. Die verwendete flüchtige Lösung wird erhalten, indem ein Polymer eines Alkylsilikats und feines Pulver von Zinn(IV)-Oxid (SnO&sub2;) in einem alkoholischen Lösungsmittel aufgelöst werden.
- Auf obengenannte Art wird die erste Schicht 5 mit der Dicke t&sub1; von etwa 80 nm mit einem hohen Brechungsindex (n&sub1;) auf der Außenfläche der Frontplatte 2, wie in Fig. 1 gezeigt, gebildet. Als nächstes wird die zweite Schicht 6 mit einem niedrigen Brechungsindex (n&sub2;) auf der Oberfläche der ersten Schicht 5 gebildet, um der Frontplatte 2 eine geringe Reflexionsfunktion zu verleihen. Als das filmbildende Material für die zweite Schicht 6 wird ein Material verwendet, welches durch Lösung nur des Alkylsilikatpolymers gewonnen wurde; und daraufhin wird ein anderer Film einer gleichmäßigen Dicke t&sub2; von etwa 70 nm durch die Schleuderbeschichtung gebildet; und das Trocknen wird wie oben genannt durchgeführt. Die eingesetzten Bedingungen für die Niederschlagung der zweiten Schicht 6 sind zwar ähnlich denen, die zum Bilden der ersten Schicht 5 eingesetzt werden, aber die Temperatur, die während dem Trocknen als letzter Schritt eingehalten wird, wird auf 60 bis 80ºC gehalten. Neben dem Material zur Herstellung von SiO&sub2; kann auch entsprechend ein Material zur Bildung von MgF&sub2; verwendet werden.
- Dann wird die Frontplatte 2, die von dem Drehtisch 1 abgenommen wurde, in ein Sprühbeschichtungsverfahren überführt, und eine dritte Schicht 7 wird auf der Oberfläche der zweiten Schicht 6 durch bekannte Sprühbeschichtungstechnik gebildet. Ferner wird der beschichtete Film durch Erhitzen bei 400 bis 450ºC über einen Zeitraum von etwa 20 Minuten zu Ende bearbeitet. Durch diese Wärmebehandlung werden die erste Schicht 5, die zweite Schicht 6 und die dritte Schicht 7 fest auf die Oberfläche der Frontplatte 2 aufgebacken.
- Die dritte Schicht 7 hat eine feine kraterartige unebene Konfiguration auf ihrer exponierten Oberfläche; und ihre konkaven Bereiche 9, in denen die Durchschnittsdicke t&sub3; beträgt, bilden zusammen mit der zweiten Schicht 6 sowie mit der ersten Schicht 5 einen Interferenzfilm. Andererseits reflektieren die konvexen Bereiche 8 um die kraterartigen konkaven Bereiche 9 das Außenlicht unregelmäßig. Der bevorzugte Bereich der Dicke t&sub3; liegt zwischen 5 nm und 60 nm. Dies wird später be-
- sprochen. Das Außenlicht, das in die konkaven Bereiche 9 einfällt, wird mit verringerter Intensität reflektiert, die sich aus der Interferenz ergibt, die durch den gestrichelten Pfeil in Fig. 1 gezeigt ist, während das Licht, das in die konvexen Bereiche 8 einfällt, unregelmäßig reflektiert wird. In Fig. 1 ist auch ein Film 10 aus einem fluoreszenten Material gezeigt, der auf der Innenfläche der Frontplatte vorgesehen ist.
- Fig. 3 ist eine vergrößerte Draufsicht der kraterartigen unebenen Oberflächenkonfiguration (spiegelnder Glanz (definiert in Japanese Industrial Standard JIS Z 8471): 75), wobei die konvexen Bereiche 8 die konkaven Bereiche 9 umgeben. Wenn jeder der konvexen Bereiche 8 mit anderen verbunden wird, und jeder Bereich, der von den konvexen Bereichen umgeben ist, verkleinert wird, wird der spiegelnde Glanz verringert. Im Fall eines solchen geringen spiegelnden Glanzes ist die unregelmäßige Reflexion relativ hoch, während die Wirkung der Verringerung der ungewünschten Reflexion durch die optische Interferenz abnimmt. Ein bevorzugtes Ergebnis für den spiegelnden Glanz liegt in einem Bereich von 65 bis 85.
- Der obengenannte Interferenzfilm verringert die Reflexion der Zimmerbeleuchtung durch fluoreszierende Lampen, des Außenlichts durch das Fenster und dergleichen; und die obengenannten konvexen Bereiche reflektieren diese Lichter unregelmäßig. Der elektrische Oberflächenwiderstand dieses Films beträgt 1 KΩ bis 1 MΩ (pro Fläche = square), und dieser Wert reicht aus, um die antistatische Funktion zu erfüllen. Desweiteren ist der obengenannte Interferenzfilm durch ein periphäres Sicherheitsband aus Metall, das den Außenumfang der Frontplatte 2 umgibt, geerdet.
- Vorausgesetzt, daß die Filmdicken der ersten Schicht, der zweiten Schicht und der dritten Schicht jeweils t&sub1;, t&sub2; und t&sub3;, die Wellenlänge des Außenlichts γ und der Brechungsindex der Frontplatte ng betragen, ist eine ideale Bedingung erreichbar, um das Reflexionslicht auf den Wert null zu bringen, indem die folgenden Gleichungen erfüllt werden:
- n&sub1;·t&sub1; = λ/4
- und
- n&sub2;· (t&sub2; + t&sub3;) = λ/4,
- wobei die das Oberflächenreflexionsvermögen R der Frontplatte betreffende folgende Beziehung gilt:
- Daher muß der folgenden Formel entsprochen werden:
- n&sub1;/n&sub2; = ng
- In einem tatsächlichen Fall, in welchem ng = 1,54, n&sub1; = 1,82 und n&sub2; = 1,47, wird der Wert von R erhalten als R = 5,3 · 10&supmin;&sup6; (%), und so nimmt das Reflexionsvermögen R an der Außenfläche der Frontplatte annähernd den Wert null an. Um das Reflexionsvermögen für das Licht der Wellenlänge von 555 nm, bei welchem der spektrale Leuchtwirkungsgrad einen maximalen Wert annimmt, dem Wert null anzunähern, wird eine Bedingung t&sub1; = 76 nm, t&sub2; + t&sub3; = 94, da n&sub1; t&sub1; = λ/4 und n&sub2;(t&sub2; + t&sub3;) = λ/4. Da die durchschnittliche Dicke t&sub3; der konkaven Bereiche 9 der dritten Schicht etwa 20 nm beträgt, wenn die Dicke t&sub1; der ersten Schicht 5 auf 76 nm und die Dicke t&sub2; der zweiten Schicht 6 auf 74 nm festgelegt wird, wird ein Wert des Reflexionsvermögens der Oberfläche nahezu null.
- In der vorstehenden Ausführungsform wird die erste Schicht gebildet durch die Schleuderbeschichtung mit dem filmbildenden Material der flüchtigen Lösung, die sowohl Zinn(IV)- Oxid als auch Siliziumdioxid enthält, aber die erste Schicht kann alternativ eine Schicht sein, die nur Zinn(IV)-Oxid (SnO&sub2;) enthält. Das filmbildende Material, das für die erste Schicht verwendet wird, kann wenigstens ein Element sein, das ausgewählt ist aus Zinn(IV)-Oxid (SnO&sub2;), Indiumsesquioxid (In&sub2;O&sub3;), Titandioxid (TiO&sub2;) und Zirkondioxid (ZrO&sub2;), oder ein Gemisch aus diesen Verbindungen mit Siliciumdioxid (SiO&sub2;); und die erste Schicht kann mittels der chemischen Dampfphasenabscheidung (CVD) anstelle der Schleuderbeschichtung niedergeschlagen werden.
- Wird die erste Schicht aus SnO&sub2; gebildet, werden die Dicken der jeweiligen Schichten, um das Oberflächenreflexionsvermögen R auf den Wert null zu bringen, durch eine ideale Bedingung erhalten, die sich von derjenigen des vorigen Falls unterscheidet. Bei dieser anderen Bedingung ist das Oberflächenreflexionsvermögen R für den Brechungsindex ng der Frontplatte durch die folgende Formel angegeben:
- R = X/1+X
- wobei X durch die folgende Formel dargestellt ist:
- wobei g&sub1; und g&sub2; durch die folgende Formel dargestellt sind:
- g&sub1; 2π/λn&sub1;t&sub1;, g&sub2; = 2π/λn&sub2;(t&sub2;+t&sub3;).
- Ferner werden durch Umstellen der obigen Formel durch Ersetzen von X = 0 für R = 0 die Bedingungen erhalten, die durch die folgende Formel dargestellt sind:
- tan²g&sub1; = n&sub1;² (-0.54) · (1.54-n&sub2;²)/(1.54n&sub2;n²-n&sub1;²) (1.54-n&sub1;²)
- tan²g&sub2;=n&sub2;²(-0.54) · (1.54-n&sub1;²)/(1.54n&sub2;²-n&sub1;²)(1.54-n&sub1;²).
- Die Bedingungen für R = O im Fall von n&sub1; = 2,0 und n&sub2; = 1,47 sind
- tan²g&sub1; = 0,81,
- tan²g&sub2; = 6,87,
- n&sub1;·t&sub1; = 64 nm und
- n&sub2;(t2 + t&sub3;) = 170 nm.
- Aus diesen erhält man die folgenden Werte:
- t&sub1; = 32 nm,
- t&sub2; + t&sub3; = 116 nm,
- t&sub2; = 96 nm und
- t&sub3; = 20 nm.
- Unter Bezugnahme auf Fig. 4 zeigen nun Punkte ein Ergebnis der Glanzmessung für die kraterartigen unebenen exponierten Oberflächen. Die Messung wird durchgeführt unter Verwendung eines Geräts zur Messung des spiegelnden Glanzes einer mit Hochglanzfinish versehenen Oberfläche nach JIS Z 8741 (Japanese Industrial Standard No. Z 8741). Während dieser Messung wird der Einfallwinkel des Lichts auf die Oberfläche der Probe auf 60º eingestellt. Um die Wirkung der kraterartigen unebenen exponierten Fläche der dritten Schicht, die auf dem Interferenzfilm abgeschieden ist, besser zu verstehen, wurden die Messungen sowohl für die Schichten mit als auch für die Schichten ohne Interferenzfilm durchgeführt. Und die Korrelation zwischen den Schichten mit den Interferenzfilmen und den Schichten ohne Interferenzfilm ist in der Figur gezeigt.
- Wie durch diese Messung deutlich gezeigt, entspricht der Glanz 80 der Oberfläche ohne Interferenzfilm dem Glanz 53 der Oberfläche mit Interferenzfilm; und der Unterschied 27 zwischen ihnen stellt die Wirkung der Reflexionsverringerung dar.
- In der vorstehenden Ausführungsform wird die erste Schicht durch Schleuderbeschichtung gebildet, wobei das filmbildende Material der flüchtigen Lösung Zinn(IV)-Oxid und Siliziumdioxid enthält. Die erste Schicht kann jedoch alternativ eine Schicht sein, die nur Zinn(IV)-Oxid (SnO&sub2;) enthält. Desweiteren kann, obwohl die zweite Schicht 6 und die dritte Schicht 7 durch Verwendung einer Lösung gebildet werden, die durch Lösen eines Polymers von Alkylsilikaten in einem alkoholischen Lösungsmittel erhalten wird, wenigstens eine der zweiten Schicht 6 und der dritten Schicht 7 alternativ gebildet werden, indem ein Gemisch verwendet wird, welches durch Lösen oder Dispergieren von wenigstens einem Polymer von Alkylsilikaten und feinem Pulver von Magnesiumfluorid (MgF&sub2;) in dem alkoholischen Lösungsmittel erhalten wird. Im Fall von MgF&sub2; mit dem Brechungsindex 1,38, neben dem Wert 1,4 von (SiO&sub2;), kann in diesem Fall auch eine den obenstehenden Ausführungsformen entsprechende Wirkung und ein entsprechender Vorteil erreicht werden.
Claims (4)
1. Anzeigevorrichtung, umfassend:
eine Glasfrontplatte (1);
eine erste Schicht (5) aus elektrisch leitendem
transparenten Dünnfilm, abgesetzt auf einer Außenfläche der
Glasfrontplatte;
eine zweite Schicht (6) aus einem transparenten Dünnfilm,
abgesetzt auf der ersten Schicht (5);
wobei eine große Anzahl konkaver Bereiche (9) und eine
große Anzahl konvexer Bereiche (8) eine unregelmäßige
Reflexionsfläche bilden,
dadurch gekennzeichnet, daß
eine dritte Schicht (7) auf der zweiten Schicht (6)
abgesetzt ist, die dritte Schicht (7) die konkaven und konvexen
Bereiche umfaßt,
die konkaven Bereiche (9) flache Vorderseiten aufweisen;
und
die flachen Vorderseiten einen Interferenzfilm zusammen
mit der ersten (5) und zweiten Schicht (6) bilden.
2. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, bei der der
elektrisch leitende Dünnfilm umfaßt: wenigstens ein Element,
ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Zinn (IV)-Oxid (SnO&sub2;),
Indiumsesquioxid (In&sub2;O&sub3;), Titandioxid (TiO&sub2;) und Zirkondioxid
(ZrO&sub2;) oder einer Mischung dieser Zusammensetzungen mit
Siliciumdioxid (SiO&sub2;).
3. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die
dritte Schicht in der unebenen exponierten Oberfläche im
wesentlichen aus Siliciumdioxid (SiO&sub2;) oder Magnesiumfluorid
(MgF&sub2;) besteht.
4. Verfahren zur Herstellung einer Anzeigevorrichtung, die
eine Glasfrontplatte (1) aufweist, umfassend, daß
eine erste Schicht (5) aus elektrisch leitendem
transparenten Dünnfilm auf einer Außenfläche der Glasfrontplatte (1)
abgesetzt wird; und
eine zweite Schicht (6) aus transparentem Dünnfilm,
bestehend im wesentlichen aus einem Material, ausgewählt aus
einer Gruppe, enthaltend Siliciumdioxid (SiO&sub2;) auf der ersten
Schicht (5) aus elektrisch leitendem transparenten Dünnfilm
abgesetzt wird,
wobei die äußerste Schicht in bezug auf die
Glasfrontplatte (1) ein unregelmäßiger Reflexionsfilm ist, so daß er
eine große Anzahl kraterartiger konkaver Bereiche und konvexer
Bereiche aufweist;
wobei eine große Anzahl konvexer Bereiche eine
unregelmäßige Reflexionsfläche bildet,
dadurch gekennzeichnet, daß
die erste Schicht (5) mittels Schleuderbeschichtung,
einer chemischen Gasphasenabscheidung (CVD), einer
Tauchbeschichtung oder einer Sprühbeschichtung abgesetzt wird,
die zweite Schicht (6) mittels Schleuderbeschichtung,
Tauchbeschichtung oder Sprühbeschichtung abgesetzt wird,
wobei die Gruppe weiter Magnesiumfluorid (MgF&sub2;) umfaßt,
wobei eine dritte Schicht (7), bestehend im wesentlichen
aus Siliciumdioxid (SiO&sub2;) oder Magnesiumfluorid (MgF&sub2;), auf der
zweiten Schicht (6) mittels Sprühbeschichtung abgesetzt wird;
und
eine große Anzahl der kraterartigen konkaven Bereiche
flache Vorderseiten aufweisen, um einen Interferenzfilm
zusammen mit der ersten und zweiten Schicht zu bilden.
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