JP4309598B2 - 照明ユニット及びそれを用いた液晶表示装置 - Google Patents

Description

【発明の属する技術分野】
【０００１】
本発明は、導光板の側面に光源を配した照明ユニット及びそれを用いた液晶表示装置に関する。
【従来の技術】
【０００２】
近年、ノート型パーソナルコンピュータやワードプロセッサ等の情報機器の表示装置、あるいは携帯型テレビやビデオムービー、カーナビゲーションシステム等の映像機器の表示装置において、軽量、薄型、低消費電力という特徴を生かして液晶表示装置が多く用いられるようになった。また、これらの液晶表示装置には明るい表示画面を実現するために、内蔵した照明ユニットにより表示素子の背後から照明光を当てるという構成をとっているものが多い。
【０００３】
この照明ユニットにおいては、導光板を表示素子の裏面に置きその導光板の端面に蛍光放電管等の線光源を配置するエッジライト方式が、薄型化と発光面の輝度均一性に優れるという特徴を有しており、ノート型パーソナルコンピュータ等に使用される液晶表示装置のバックライトの方式としては、薄さを優先してエッジライト方式を採用することが多い。携帯型テレビやカーナビゲーションシステム等に使用される液晶表示装置においては、薄さと輝度を両立させるために、二本以上の蛍光放電管を使用したエッジライト方式、あるいはＬ字型蛍光放電管やコの字型蛍光放電管を使用したエッジライト方式が採用されるケースも多い。
【０００４】
また、蛍光放電管は高周波の交流で駆動されて発光しており、蛍光放電管に所定の駆動電圧を外部から供給するためにリード線がその両端に接続されている。この二つのリード線の先端にコネクタが設けられ、外部のインバータに接続されている。
【０００５】
エッジライト方式においては、導光板の外側に蛍光放電管を配置しており、携帯性、省スペースという液晶表示装置としての特徴をより伸ばすためには、導光板や蛍光放電管、リード線等の部材をいかに照明ユニット及び液晶表示装置の中へコンパクトに配置するかがポイントとなる。
【０００６】
図６と図７は、従来の蛍光放電管を使ったエッジライト方式の照明ユニットＵＴと、これを有する液晶表示装置ＬＤである。この照明ユニットＵＴは、光を伝達する平板状の透明な導光板１と、この導光板１の４辺のうちの２辺にＬ字型に曲げられたＬ字型の蛍光放電管２と、蛍光放電管２から発せられた光を導光板１の端面Ｄ１に導く反射シート３が配されている。導光板１、蛍光放電管２等は筐体９及び１０により保持されることにより照明ユニットを形成し、このような構成の照明ユニットＵＴは、所定形状の下方側の筐体９と上方側の筐体１０とが組み合わされた中に収納されるとともに、照明ユニットＵＴの上に液晶パネル１１とフロントカバー１２が搭載されて液晶表示装置ＬＤとなる（図７）。
【０００７】
反射シート３は、導光板１から外へ出る光を再度導光板１の中へ戻し出射面から出る照明光を増大させるという役割を有する。この反射シート３としては、高反射率を有する白色の樹脂製のフィルムが使用されている。また、反射シート３としては、光源２から遠ざかるにつれて拡散処理面積が大きくなるような印刷パターンが施されるものがある。この反射シート３は、図８に示すように、所定形状に裁断されて使用されるとともに、所定箇所にミシン目Ｓが施されている。
【０００８】
なお、反射シート３としては、蛍光放電管２の周囲の部分（この部分を「リフレクタ」と呼ぶこともある。）と導光板１の裏面側の部分とを分離しつつ、両面テープ７で両者を接着させている構成のものもあるが、図６に示す一体的な構成のもの方が照明ユニットＵＴの薄型化とコスト及び組立工数の削減をすることができる利点を有する。
【０００９】
導光板１の出射面側には、光補正シート４，５が配されている。光補正シート４，５には、拡散シートやプリズムシート等があり、各種仕様のものを必要に応じて任意枚数設置することにより、導光板１から照射される光を拡散する等して、照射光の均斉化と高輝度化を図っている。
【００１０】
蛍光放電管２の両端は、高周波の交流を発生させるインバータ等の電源ユニット部に接続されるリード線７に半田付け等により接続され、蛍光放電管２を点灯させるために必要な電圧が印加される。一般的に蛍光放電管２を点灯させるためには高い電圧が必要であり、蛍光放電管２の電極の保護と、安全性の確保のためリード線７の露出部を覆うために、ゴム等の絶縁体で円筒状に形成されたゴムホルダー８が取り付けられている。
【００１１】
リード線７は、導光板１の外側で筐体９及び導光板１に挟まれて保持されるとともに、筐体９の蛍光放電管２が配されていない側の側面の一部に設けられた開口部Ｈから外へ引き出されている。そのため、導光板１と筐体９との間（実際には、反射シート３と筐体９との間）には、間隔Ｍが設けられており、その間隔Ｍは開口部Ｈを介して照明ユニットＵＴの外部と通じている。なお、筐体９には、図示しないが、筐体１０との組み付け等のために形成される貫通孔も複数形成されている。
【００１２】
間隔Ｍの幅は照明ユニットの小型化の目的から、可能な限り狭くなっているが、蛍光放電管２の配置される側Ｅ１の二辺は、蛍光放電管２を配するための幅が必要であり、一方、蛍光放電管２の配置されていない側Ｅ２の二辺は、リード線７を配する幅が必要である。リード線７の直径は蛍光放電管２の直径よりも小さいため、蛍光放電管２の配置されていない側Ｅ２の二辺は、蛍光放電管２の配置される側Ｅ１の二辺よりも、照明ユニットの外側から有効表示領域までの距離が近くなっている。
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、上記構成の従来の照明ユニットＵＴ及び液晶表示装置ＬＤにおいては、筐体９，１０の内外の塵埃や、液晶表示装置ＬＤの組み立て時等に生じる塵埃が液晶パネル１１や光補正シート４，５が配される表示領域に侵入するという問題を有していた。すなわち、導光板１と光補正シート４，５、光補正シート４，５と液晶パネル１１は接着されていないため、導光板１と光補正シート４，５との間や、光補正シート４，５と液晶パネル１１との間には隙間が生じている。さらに、蛍光放電管２の配置されていない側の導光板端面Ｄ２と筐体９との間には蛍光放電管２のリード線７が配されているため、この導光板端面Ｄ２と筐体９との間（実際には、反射シート３と筐体９との間）には、間隔Ｍが設けられているが、筐体９，１０の内部や外部からの塵埃や液晶表示装置ＬＤの組み立て時等に生じる塵埃が表示領域に侵入する危険性がある（図７の符号Ｇ）。特に蛍光放電管２の配置されていない側Ｅ２の二辺は、蛍光放電管２の配置される側Ｅ１の二辺よりも、照明ユニットの外側から有効表示領域までの距離が近くなっているため、塵埃が表示領域に侵入する危険性は高い。
【００１４】
また、筐体９の前記光源が配されていない側の側部には開口部Ｈが設けられているが、この開口部Ｈは上記間隔Ｍに通じており、このため、開口部Ｈから侵入した塵埃が表示領域に侵入する。塵埃が表示領域に侵入すると、出力光を遮り、輝度ムラの原因となったり、また、塵埃と光補正シート４，５との摩擦により光補正シート４，５等の表示領域の部材が損傷する問題が発生する。また、液晶パネル１１と照明ユニットＵＴの間に塵埃が一度入り込むと、解体せずに取り除くのは非常に困難である。
【００１５】
このような問題を解決するためには、塵埃の侵入経路に（図７の符号Ｇ）、塵埃侵入防止用の部材を別部材として設置する方法が考えられる。しかし、照明ユニットＵＴ及び液晶表示装置ＬＤの軽量小型化を達成するために、導光板１から液晶表示装置ＬＤの外形までの寸法や重量が制約されており、塵埃が侵入することを防止する別部材を導光板１の周囲に設けられない構成となっている。
【００１６】
そこで、本発明の目的は、照明ユニットや液晶表示装置を構成する部材を使用した簡易な構成でありながらも、表示領域への塵埃の侵入を確実に防止する照明ユニット及びそれを用いた液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の請求項１記載の照明ユニットは、導光板の外側に配された光源及び光源からのリード線と、この光源からの光を上方の表示領域に導光させる導光板と、この導光板の裏面及び端面を囲むようにして配される反射シートと、この反射シートを囲むように間隔を設けて配され上記各部材の外周側を少なくとも保持する筐体を備え、上記リード線が反射シートの導光板の端面と対向する部分と筐体との間隔に配されて筐体に設けられたリード線の取り出しのための開口部から外へ引き出された照明ユニットであって、
前記反射シートは、筐体の開口部付近から表示領域への連続を隔絶するために、導光板の端面を囲む位置の上端から筐体の内壁に向かって隔絶用の延長部が延設されていることを特徴とする。
【００１８】
この請求項１記載の発明によれば、外部から塵埃が侵入する筐体の光源が配されていない側の開口部付近に、先端部が筐体の内周部にまで及ぶ隔絶用の延長部が延設されていることから、液晶表示装置の表示領域へと通じる間隔が塞がれ、光源が配されていない側の筐体の開口部を介して筐体の外部から塵埃が表示領域に侵入することを防止することができる。また、照明ユニットを構成する反射シートを利用して、この反射シートの上端に隔絶用の延長部を延設させるものであるから、照明ユニットに塵埃の侵入を防止する別部材を設けなくとも、筐体の内部や外部からの塵埃が表示領域に侵入することが防止される。
【００１９】
本発明の請求項２記載の照明ユニットは、請求項１記載の発明を前提として、前記反射シートの隔絶用の延長部は、前記筐体の内壁にまで及んでいることを特徴とする。
【００２０】
この請求項２記載の発明によれば、筐体の内周部にまで及ぶ隔絶用の延長部が延設されていることから、液晶表示装置の表示領域へと通じる間隔が完全に塞がれ、筐体の内部や外部から塵埃が表示領域に侵入することを完全に防止することができる。
【００２１】
本発明の請求項３記載の照明ユニットは、請求項２記載の発明を前提として、前記反射シートは、隔絶用の延長部をコの字型に折り曲げ易くするためのミシン目が施されているとともに、開口部付近の導光板のコーナー部において反射シートの隔絶用の延長部同士が重ね合わされるように形成されることを特徴とする。
【００２２】
この請求項３記載の発明によれば、前記反射シートを、上記のように形成することで、最も問題となる筐体の開口部からの外部の塵埃の侵入を確実に防止する。
【００２３】
本発明の請求項４記載の液晶表示装置は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載した照明ユニットと、この照明ユニットの照射面側に配される液晶パネルとを備えることを特徴とする。
【００２４】
この請求項４記載の発明によれば、液晶パネルが配される表示領域の隙間に筐体の内部や外部からの塵埃が表示領域に侵入することが防止されることから、薄型で且つ安価で信頼性の高い照明ユニットを用いた液晶表示装置となる。
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２５】
本実施の形態は、図１及び図２に示すように、光源２と、光源２からの光を伝達する平板状の導光板１と、導光板１の裏面に沿うように配される反射シート３と、反射シート３を囲むように隙間を設けて配される筐体９，１０とを備える照明ユニットＵＴである。蛍光放電管２に所定の駆動電圧を外部から供給するためにリード線７がその両端に接続されている。この二つのリード線の先端にコネクタが設けられ、外部のインバータに接続されている。光源２は、高周波の交流（４０〜１００ｋＨｚ）で駆動されて発光する蛍光放電管２が導光板１の四辺のうち二辺にＬ字型に一つ配されている（「Ｌ字型の蛍光放電管」と呼ばれる）。蛍光放電管２の配置されていない側Ｅ２の二辺には、反射シート３と筐体９との間に間隔Ｍが設けられ、この間隔Ｍに光源２からのリード線７が配されている。なお、蛍光放電管２の配置されていない側Ｅ２の二辺は、蛍光放電管２の配置される側Ｅ１の二辺よりも、照明ユニットの外側から有効表示領域までの距離Ｗ１，Ｗ２が近くなっている（図２中において、Ｗ１＜Ｗ２）。
【００２６】
蛍光放電管２の両端部には、外部から電圧を供給するためのリード線７が接続されているが、リード線７と蛍光放電管２の接続部はゴムホルダー８によりカバーされ、蛍光放電管２の電極の保護と、リード線７の露出部を覆うようになっている。このリード線７は、図２に示すように、導光板１と筐体９の間の間隔Ｍに配置され、筐体９の蛍光放電管２が配されていない側Ｅ２の側面に設けられた開口部Ｈより外へ引き出されている。
【００２７】
このような照明ユニットＵＴは、導光板１と反射シート３と蛍光放電管２を組み立てた後、箱形をした筐体９に収納することにより、これらの部材１，２，３が保持される。本実施の形態の筐体９は、導光板１を外周側と下方側から保持するもので、さらに、この筐体９と上方側から嵌合する筐体１０と組み合わされて、照明ユニットＵＴが完成する。このような筐体９，１０としては、各種のものがあり、樹脂成形材料から箱形に形成されるものや、これらを組み合わせたものや、導光板１の上方に配される液晶パネル１１も同時に保持するようなものもある。そして、図５に示すように、この照明ユニットＵＴの上に、液晶パネル１１が搭載され、その上にフロントカバー１２が取り付けられて液晶表示装置ＬＤが完成する。なお、上記フロントカバー１２も一種の筐体である。
【００２８】
導光板１は、光伝達に必要な透過率及び屈折率で代表される光学特性が最適なアクリル等の材料で形成されている。この導光板１には、蛍光放電管２からの距離に応じて形状を変化させたドットパターンあるいは溝パターン（図示せず）等が裏面に施されると共に、表面側に設置された光補正シート４及び５により、照明ユニットＵＴの出射光の均斉化と高輝度化が図られている。なお、蛍光放電管２から発せられた光は、導光板１の入射側端面Ｄ１に集められて内部へと導かれる。
【００２９】
反射シート３は、高反射率を有する白色の樹脂製フィルムが使用されており、反射シート３の裏面からコの字型に折り曲げられて形成されている。すなわち、この反射シート３の一方側は、蛍光放電管２を囲むように折り曲げられて、導光板１の表面に両面テープ６等の接着剤で固定され、蛍光放電管２の配置されていない側Ｅ２は、導光板端面Ｄ２に沿うように折り曲げられている。導光体端面Ｄ２で折り曲げられることにより、導光板端面Ｄ２から出ていく光を再度導光板１内へ戻し、導光板１の表面から出射される光を増やす働きをさせている。なお、導光板１の裏面の反射シート３は、導光板１の裏面から外へ出る光を再度導光板１の中へ戻し出射する照明光を増大させる役割を持たせている。反射シート３の種類としては、上記一体的構成のものの他、蛍光放電管２の周囲の部分（この部分をリフレクタと呼ぶことがある）と導光板１の裏面側の部分を分離したものがあるが、本発明は、このような反射シート３にも適用可能である。
【００３０】
図４は、上記反射シート３の展開図であり、コの字型に折り曲げやすいようにミシン目Ｓが施されている。反射シート３は、組立前は図４に示すような形状をしており、折り曲げやすいように曲げ部分にミシン目Ｓが施されている。そして、筐体９に組み付ける場合には、ミシン目Ｓに沿って折り曲げ、蛍光放電管２を配した状態で筐体９に組み込む。本実施の形態では、図１に示すように、第１の折り返し部Ｃ１で直角に折り曲げられるとともに、第２の折り返し部Ｃ２で直角に折り曲げられ、筐体９の内壁に向かって、しかも筐体９の内壁にまで達している。そして、導光板１のコーナー部ＣＲにおいては、反射シート３の隔絶用の延長部３Ａと３Ａが重ね合わされる（図２）。このように形成することで、最も問題となる筐体９の開口部Ｈからの外部の塵埃の侵入を確実に防止する（図１中符号Ｇ参照）。
【００３１】
ここで、反射シート３の隔絶用の延長部３Ａはリード線７の取り出しコーナー部ＣＲの近傍のみとしているが、必ずしもこのコーナー部ＣＲだけに限定する必要はなく、塵埃が侵入しやすい部分に任意に設けてもよい。また、上記開口部Ｈが形成されるコーナー部ＣＲからゴムホルダー８，８が配されるコーナー部ＣＲまでの長さの隔絶用の延長部３Ａ，３Ａとすることにより、より効果的に塵埃の侵入を防ぐことができる。この反射シート３の隔絶用の延長部３Ａは、蛍光放電管２の配置されていない側Ｅ２の全域に設けることが好ましい。蛍光放電管２の配置されていない側Ｅ２は、照明ユニットの外側から有効表示領域までの距離Ｗ１が、蛍光放電管２の配置される側Ｅ１の距離Ｗ２より近いため、塵埃の侵入が起こり易いためである。（図２参照）。しかし、蛍光放電管２の配置されていない側Ｅ２にのみ限定する必要はなく、四辺Ｅ１，Ｅ２の全域に設けても良い。四辺全域に設けることにより、より効果的に塵埃の侵入を防ぐことができる。
【００３２】
また、図４に示すように、コーナー部ＣＲにおいて、反射シート３の隔絶用の延長部３Ａ、３Ａが隣接する場合は、反射シート３の隔絶用の延長部３Ａが隣接する側に、突出部３ｂ，３ｂを設けてもよい。突出部３ｂ，３ｂは、反射シート３を折り曲げることにより重なり合い、延長部３Ａ、３Ａの間隔を完全に塞ぎ、より効果的に塵埃の侵入を防ぐことができる。突出部３ｂは、必ずしもコーナー部ＣＲにおいて隣接する隔絶用の延長部３Ａの両方に設ける必要はなく、どちらか一方にのみ設けてもよい。但し、一方にのみ設ける場合は、突出部３ａは他方の隔絶用の延長部３Ａに達するように設けなくてはならない。
【００３３】
さらに、反射シート３の上端から延設されている隔絶用の延長部３Ａは、上記反射シート３と筐体９との間隔Ｍを塞ぐように延設されていることが好ましいが、必ずしも筐体９の内壁にまで達していなくとも良い。すなわち、隔絶用の延長部３Ａは、図３に示すように、筐体９に向かう中途部まで突出するようなものでも良い。この場合は、間隔Ｍを塞ぐことができる部分は一部ではあるが、筐体９の内外の塵埃が表示領域へ侵入することを防止できる。本発明の範囲には、このような隔絶用の延長部３Ａが中途部まで突出するようなものも含まれる。
【００３４】
そして、隔絶用の延長部３Ａは、反射シート３の延長部である。したがって、反射シート３は折り曲げ加工や裁断加工が容易であるため、上記した隔絶用の延長部３Ａの形態を実施することは容易である。つまり、任意の位置に隔絶用の延長部３Ａを設けたり、部分的に折り曲げたり、また、所定の形状に裁断することは、容易に可能である。例えば、隔絶用の延長部３Ａは容易に折り曲げられるので、部分的に必要がない場合は、この部分を折り畳まれるようにするということも可能である。そして、反射シート３は軽量であることから、照明ユニットＵＴの軽量化への影響も生じない。
【００３５】
導光板１の照射面側には、光補正シート４，５が配されている。光補正シート４，５は、照明ユニットＵＴの出射光の均斉化と高輝度化を図るためのものであり、本実施の形態では、１枚の拡散シート４と１枚のプリズムシート５が使用されている。拡散シート４は、蛍光放電管２からの光を拡散させ、液晶パネル１１を均一に照射するために用いられるシート状の光学部材であり、プリズムシート５は、透明の樹脂製フィルムであり、三角形状の規則的な溝を切った構造をしている。光補正シート４，５は、拡散シート４やプリズムシート５に限らず、各種仕様のものを必要に応じて任意枚数設置されるが、本発明は仕様及び枚数に制限されることなく適用可能である。また、本実施の形態の光補正シート４，５は、導光板１、反射シート３や筐体９等のいずれにも接着されていない。
【００３６】
ところで、従来、液晶表示装置ＬＤの完成後は外部からの塵埃はもちろんのこと、筐体９等の内部に潜んでいる塵埃が表示領域に入り込むことを防止することができず、なおかつ、液晶パネル１１と照明ユニットＵＴの間に一度塵埃が入り込むと、解体せずに取り除くのは非常に困難であった。したがって、塵埃の侵入を事前に防ぐことは、液晶表示装置ＬＤの完成後のメンテナンス過程においても重要な課題であった。
【００３７】
しかし、本実施の形態の本発明の照明ユニットＵＴ及び液晶表示装置ＬＤによれば、照明ユニットＵＴや液晶表示装置ＬＤを構成する反射シート３を利用して、この反射シート３の上端に隔絶用の延長部３Ａを延設させるものであるから、照明ユニットＵＴや液晶表示装置ＬＤの軽量・小型化を維持したまま表示領域に塵埃の侵入を防止することができる。しかも、反射シート３は、折り曲げ加工も所定形状に裁断することも容易であるから、筐体９の内壁にまで及ばせて密着させたり、筐体９の開口部Ｈ付近にのみ設けること等も容易に行うことができる。また、反射シート３を蛍光放電管２の配されていない側Ｅ２の上端から直角に折り曲げ、筐体９の内壁に向かって延設すると、リード線７を保持するように覆うと共に、光補正シート４，５の外周端を重ね合わせるように配することが容易に行われる利点も有する。
【００３８】
以上、上記の実施例の形態では、Ｌ字型の蛍光放電管２を使用した照明ユニットに本発明を適用した場合について説明したが、本発明は、このＬ字型でなくとも各種の照明ユニットに広く適用することができる。
【発明の効果】
【００３９】
以上のように、本発明の照明ユニット及び液晶表示装置によれば、照明ユニットや液晶表示装置を構成する反射シートを利用して、この反射シートの光源が配されていない側の上端から筐体の内壁に向かって隔絶用の延長部を延設させるものであるから、照明ユニットの軽量・小型化を維持したまま表示領域に塵埃の侵入を確実に防止することができ、塵埃の侵入による輝度ムラが解消されるとともに、塵埃と光補正シート等の表示領域の部材の損傷を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の一実施の形態の照明ユニットの構成を示す断面図である。
【図２】上記一実施の形態の照明ユニットの構成を示す平面図である。
【図３】上記一実施の形態の反射シートの構成を示す展開図である。
【図４】上記一実施の形態の反射シートの隔絶用の延長部の他の例を示す断面図である。
【図５】上記一実施の形態の照明ユニットが組み込まれた液晶表示装置の構成を示す断面図である。
【図６】従来の照明ユニットの構成を示す平面図である。
【図７】従来の照明ユニットの構成を示す断面図である。
【図８】従来の反射シートの構成を示す展開図である。
【符号の説明】
【００４１】
１ 導光板
２ 蛍光放電管（光源）
３ 反射シート
３Ａ 隔絶用の延長部
３ｂ 突出部
４，５ 光補正シート
９，１０ 筐体
１１ 液晶パネル
Ｄ１ 導光板の入射側端面
Ｅ１ 光源の配置される側
Ｅ２ 光源の配置されていない側
Ｇ 塵埃の侵入経路
Ｈ 筐体の開口部
Ｓ ミシン目
Ｍ 反射シートと筐体との間隔
ＣＲ コーナー部
ＵＴ 照明ユニット
ＬＤ 液晶表示装置

Claims (4)

1. 導光板の外側に配された光源及び光源からのリード線と、この光源からの光を上方の表示領域に導光させる導光板と、この導光板の裏面及び端面を囲むようにして配される反射シートと、この反射シートを囲むように間隔を設けて配され上記各部材の外周側を少なくとも保持する筐体を備え、上記リード線が反射シートの導光板の端面と対向する部分と筐体との間隔に配されて筐体に設けられたリード線の取り出しのための開口部から外へ引き出された照明ユニットであって、
   前記反射シートは、筐体の開口部付近から表示領域への連続を隔絶するために、導光板の端面を囲む位置の上端から筐体の内壁に向かって隔絶用の延長部が延設されていることを特徴とする照明ユニット。
2. 前記反射シートの隔絶用の延長部は、筐体の内壁にまで及んでいることを特徴とする請求項１記載の照明ユニット。
3. 前記反射シートは、隔絶用の延長部をコの字型に折り曲げ易くするためのミシン目が施されているとともに、開口部付近の導光板のコーナー部において反射シートの隔絶用の延長部同士が重ね合わされるように形成されることを特徴とする請求項２記載の照明ユニット。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載した照明ユニットと、この照明ユニットの照射面側に配される液晶パネルとを備えることを特徴とする液晶表示装置。

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