KR102394802B1 - 운송 수단용 고분자 분산형 액정 필름 및 이를 포함하는 운송 수단 - Google Patents

운송 수단용 고분자 분산형 액정 필름 및 이를 포함하는 운송 수단 Download PDF

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Abstract

운송 수단용 고분자 분산형 액정 필름은 전극부, 상기 전극부 상에 제공되는 제1 전극, 상기 전극부 및 상기 제1 전극 사이에 제공되는 고분자층, 및 상기 고분자층에 분산되는 복수의 액정 분자들을 포함한다. 상기 전극부는 수지층, 및 상기 수지층에 삽입되는 메쉬 형상의 제2 전극을 포함한다. 상기 제2 전극의 상면은 상기 수지층의 외부에 노출된다.

Description

운송 수단용 고분자 분산형 액정 필름 및 이를 포함하는 운송 수단{POLYMER DISPERSED LIQUID CRYSTAL FILM FOR VEHICLE AND VEHICLE INCLUDING THE SAME}
본 발명은 운송 수단용 고분자 분산형 액정 필름 및 이를 포함하는 운송 수단에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 시야각을 개선할 수 있는 운송 수단용 고분자 분산형 액정 필름 및 이를 포함하는 운송 수단에 관한 것이다.
최근 운송 수단이 다양화되면서, 운송 수단 내에서 영상을 인식하고자 표시 장치를 배치하는 경우가 늘어나고 있다. 최근 들어서는 내부에 별도의 발광 부재를 포함하지 않는 고분자 분산형 액정 필름에 대한 수요도 늘어나고 있다. 다만, 운송 수단 내에서는 곡면을 갖는 곡면형 부재가 많이 배치되어 있고, 곡면형 부재에 고분자 분산형 액정 필름을 배치하게 될 경우, 사용자의 위치에 따라 영상의 인식 정도가 달라지는 문제점이 있다.
한국공개번호 제2009-0098886호
본 발명의 목적은 시야각이 개선된 운송 수단용 고분자 분산형 액정 필름을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 시야각이 개선된 운송 수단용 고분자 분산형 액정 필름을 포함하는 운송 수단을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 운송 수단용 고분자 분산형 액정 필름은 전극부, 상기 전극부 상에 제공되는 제1 전극, 상기 전극부 및 상기 제1 전극 사이에 제공되는 고분자층, 및 상기 고분자층에 분산되는 복수의 액정 분자들을 포함한다. 상기 전극부는 수지층, 및 상기 수지층에 삽입되는 메쉬 형상의 제2 전극을 포함한다. 상기 제2 전극의 상면은 상기 수지층의 외부에 노출된다.
상기 제2 전극의 하면은 상기 수지층의 내부에 배치되는 것일 수 있다.
상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 전압이 인가되면, 상기 액정 분자들은 상기 제1 전극에서 상기 제2 전극 방향으로 배열되어, 상기 운송 수단용 고분자 분산형 액정 필름의 하부에서 제공되는 광을, 상기 운송 수단용 고분자 분산형 액정 필름의 상부로 투과하는 것일 수 있다.
상기 액정 분자들은 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 전압이 인가되면, 제1 방향으로 배열되는 제1 액정 분자들, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 전압이 인가되면, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 배열되는 제2 액정 분자들, 및 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 전압이 인가되면, 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향 각각과 교차하는 상기 운송 수단용 고분자 분산형 액정 필름의 두께 방향으로 배열되는 제3 액정 분자들을 포함하는 것일 수 있다.
상기 전극부는 상기 수지층의 하부에 제공되는 베이스층, 및 상기 베이스층의 하부에 제공되는 하드 코팅층을 더 포함하는 것일 수 있다.
상기 제1 전극은 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ZnO(zinc oxide), 및 ITZO(indium tin zinc oxide) 중 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.
상기 제2 전극은 Ag, Mg, Cu, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr, Li, Ca, Mo, 및 Ti 중 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 운송 수단은 곡면형 부재 및 운송 수단용 고분자 분산형 액정 필름을 포함한다. 운송 수단용 고분자 분산형 액정 필름은 곡면형 부재 상에 제공된다. 상기 운송 수단용 고분자 분산형 액정 필름은 전극부, 상기 전극부 상에 제공되는 제1 전극, 상기 전극부 및 상기 제1 전극 사이에 제공되는 고분자층, 및 상기 고분자층에 분산되는 복수의 액정 분자들을 포함한다. 상기 전극부는 수지층, 및 상기 수지층에 삽입되는 메쉬 형상의 제2 전극을 포함한다. 상기 제2 전극의 상면은 상기 수지층의 외부에 노출된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 운송 수단용 고분자 분산형 액정 필름에 의하면, 시야각을 개선할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 운송 수단에 포함되는 운송 수단용 고분자 분산형 액정 필름에 의하면, 시야각을 개선할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 운송 수단을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 운송 수단용 고분자 분산형 액정 필름에 전압이 인가되지 않는 경우를 나타낸 단면도이다.
도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 운송 수단용 고분자 분산형 액정 필름에 전압이 인가된 경우를 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 운송 수단용 고분자 분산형 액정 필름에 포함되는 전극부를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 4a 및 도 4b는 17V의 전압을 인가하였을 때, 상부에서 실시예 1의 고분자 분산형 액정 필름을 관찰한 사진이다.
도 5a 및 도 5b는 22V의 전압을 인가하였을 때, 상부에서 실시예 1의 고분자 분산형 액정 필름을 관찰한 사진이다.
도 6a 및 도 6b는 50V의 전압을 인가하였을 때, 상부에서 실시예 1의 고분자 분산형 액정 필름을 관찰한 사진이다.
도 7a 및 도 7b는 80V의 전압을 인가하였을 때, 상부에서 실시예 1의 고분자 분산형 액정 필름을 관찰한 사진이다.
도 8a는 곡면형으로 구부린 실시예 1의 고분자 분산형 액정 필름에 전압을 인가하여 물체의 인식 정도를 확인한 사진이다.
도 8b는 곡면형으로 구부린 실시예 1의 고분자 분산형 액정 필름에 전압을 인가하지 않았을 때 물체의 인식 정도를 확인한 사진이다.
도 9a는 45도 각도에서 실시예 1의 고분자 분산형 액정 필름에 전압을 인가하여 물체의 인식 정도를 확인한 사진이다.
도 9b는 45도 각도에서 비교예 1의 고분자 분산형 액정 필름에 전압을 인가하여 물체의 인식 정도를 확인한 사진이다.
이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "하부에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 운송 수단용 고분자 분산형 액정 필름 및 이를 포함하는 운송 수단에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 운송 수단용 고분자 분산형 액정 필름을 포함하는 운송 수단을 개략적으로 나타낸 것이다. 운송 수단(10)은 물건, 사람 등의 운송을 위해 사용되는 수단을 의미하는 것일 수 있다. 운송 수단(10)은 예를 들어 육상 운송 수단, 해상 운송 수단, 천상 운송 수단을 포함한다. 육상 운송 수단은 예를 들어, 승용차, 승합차, 트럭, 트레일러 트럭, 및 스포츠카 등을 포함하는 자동차, 자전거, 오토바이, 기차 등을 포함할 수 있다. 해상 운송 수단은 예를 들어, 배, 잠수함 등을 포함할 수 있다. 천상 운송 수단은 예를 들어 비행기, 헹글라이더, 열기구, 헬리콥터, 드론 등의 소형 비형체를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 운송 수단(10)은 곡면형 부재(VC) 및 운송 수단용 고분자 분산형 액정 필름(PDLC)을 포함한다. 운송 수단용 고분자 분산형 액정 필름(PDLC)은 곡면형 부재(VC) 상에 제공된다. 곡면형 부재(VC)는 운송 수단(10)의 바디부 또는 윈도우일 수 있다. 운송 수단(10)의 바디부는 예를 들어, 운송 수단(10)의 루프, 백미러, 사이드 미러 등일 수 있다. 윈도우는 예를 들어, 운송 수단(10)의 창문, 샤시 등일 수 있다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 운송 수단용 고분자 분산형 액정 필름에 전압이 인가되지 않는 경우를 나타낸 단면도이다. 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 운송 수단용 고분자 분산형 액정 필름에 전압이 인가된 경우를 나타낸 단면도이다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 운송 수단용 고분자 분산형 액정 필름(PDLC)은 제1 전극(100), 고분자층(200), 복수의 액정 분자들(LC), 및 전극부(300)를 포함한다.
제1 전극(100)은 예를 들어 양극일 수 있다. 제1 전극(100)은 단일층일 수 있다. 제1 전극(100)은 판상으로, 평면상에서 홀을 구비하지 않는다.
제1 전극(100)은 투명한 것일 수 있다. "투명"이란, 광을 제공받았을 때 95%이상 투과시키는 것을 의미하는 것일 수 있다. 제1 전극(100)은 통상적으로 사용하는 것이라면 특별히 한정하지 않으나, 예를 들어, ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ZnO(zinc oxide), 및 ITZO(indium tin zinc oxide) 중 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다. 도시하지는 않았으나, 제1 전극(100) 상에는 수지층이 제공될 수 있다.
고분자층(200)은 제1 전극(100) 및 전극부(300) 사이에 제공된다. 고분자층(200)은 예를 들어, 지방족 우레탄 아크릴레이트 화합물(aliphatic urethane acrylate compounds)일 수 있다.
복수의 액정 분자들(LC)은 고분자층(200)에 분산된다. 도 2a를 참조하면, 액정 분자들(LC)은 제1 전극(100) 및 제2 전극(310) 사이에 전압이 인가되지 않으면, 특정한 방향성을 갖지 않고, 랜덤한 형태로 배열된다. 따라서, 전극부(300)에 하부에서 제공되는 광(L1)이 투과되지 않고 산란된다.
도 2b를 참조하면, 제1 전극(100) 및 제2 전극(310) 사이에 전압이 인가되면, 액정 분자들(LC)은 제1 전극(100)에서 제2 전극(310) 방향으로 배열되어, 운송 수단용 고분자 분산형 액정 필름(PDLC)의 하부에서 제공되는 광(L1)을, 운송 수단용 고분자 분산형 액정 필름(PDLC)의 상부로 투과시켜, 사용자가 투과된 광(L2)을 인식할 수 있음을 확인할 수 있다.
액정 분자들(LC)은 제1 전극(100) 및 제2 전극(310) 사이에 전압이 인가되면, 제2 전극(310)에서 제1 전극(100)으로 전류가 흐르는 방향에 따라 배열된다. 예를 들어, 액정 분자들(LC)은 제1 방향(DR1), 제2 방향(DR2), 제3 방향(DR3)으로 배열된다. 액정 분자들(LC)은 제1 방향(DR1)으로 배열되는 제1 액정 분자들(LC1), 제1 방향(DR1)과 교차하는 제2 방향(DR2)으로 배열되는 제2 액정 분자들(LC2), 및 제1 전극(100) 및 제2 전극(310) 사이에 전압이 인가되면, 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2) 각각과 교차하는 운송 수단용 고분자 분산형 액정 필름(PDLC)의 두께 방향(DR3)으로 배열되는 제3 액정 분자들(LC3)을 포함하는 것일 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 운송 수단용 고분자 분산형 액정 필름(PDLC)에 포함되는 전극부(300)를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 2a, 도 2b, 및 도 3을 참조하면, 전극부(300)(Electrode part)는 수지층(320), 및 제2 전극(310)을 포함한다. 수지층(320)은 예를 들어, 폴리우레탄, 폴리스티렌 등일 수 있다.
제2 전극(310)은 수지층(320)에 삽입된다. 제2 전극(310)의 상면은 수지층(320)의 외부에 노출된다. 수지층(320)의 상면과, 제2 전극(310)의 상면은 단면상에서 하나의 직선을 이룰 수 있다. 제2 전극(310)의 하면은 수지층(320)의 내부에 배치되는 것일 수 있다. 제2 전극(310)의 하면은 수지층(320)의 하면과 일치하지 않고, 이격된다. 예를 들어, 제2 전극(310)의 하면은 수지층(320)의 하면과 두께 방향으로 이격되는 것일 수 있다.
제2 전극(310)은 메쉬(mesh) 형상을 갖는다. 메쉬 형상은 행 방향으로 이격되어 배치되는 복수의 제1 가지부들 및 열 방향으로 이격되어 배치되는 제2 가지부들에 의해 정의될 수 있다. 도 3에서는 제1 가지부 및 제2 가지부 각각이 서로 동일한 간격으로 배치되는 것을 예를 들어 도시하였으나, 이에 한정하는 것은 아니고, 제1 가지부들 사이의 간격 중 적어도 하나, 제2 가지부들 사이의 간격 중 적어도 하나는 상이할 수 있다.
도시하지는 않았으나, 전극부(300)는 베이스층 및 하드 코팅층을 더 포함할 수 있다. 베이스층은 수지층(320)의 하부에 제공된다. 베이스층은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate, PET), 폴리카보네이트(Polycarbonate, PC), 폴리이미드(Polyimide, PI) 등을 포함할 수 있다. 베이스층은 전극부(300)의 내구성을 향상시킬 수 있다.
하드코팅층은 베이스층의 하부에 제공된다. 하드 코팅층은 SiO2, TiO2 등의 메탈옥사이드를 포함할 수 있다. 하드 코팅층은 제2 전극(310)을 외부의 충격으로부터 보호하며, 수분 등의 침투를 방지하므로 소자의 내구성이 향상된다.
제2 전극(310)은 금속을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 전극(310)은 Ag, Mg, Cu, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr, Li, Ca, Mo, 및 Ti 중 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.
종래의 운송 수단용 고분자 분산형 액정 필름은 제2 전극이 패턴을 포함하지 않고, 판상 형태로 제1 전극 및 제2 전극 사이에 전압을 인가하여도 액정 분자들이 운송 수단용 고분자 분산형 액정 필름의 두께 방향으로만 배열되었다. 따라서, 사용자의 위치에 따라 운송 수단용 고분자 분산형 액정 필름을 투과한 영상, 이미지, 광 등의 인식 정도가 달라졌다.
본 발명의 일 실시예에 따른 운송 수단용 고분자 분산형 액정 필름은 패터닝된, 메쉬 형태의 제2 전극을 포함하여, 두께 방향과 교차하는 사선 방향으로도 액정 분자들을 배열할 수 있고, 이에 따라, 운송 수단용 고분자 분산형 액정 필름을 곡면에 사용하거나 사용자의 위치가 달라지더라도 운송 수단용 고분자 분산형 액정 필름을 투과한 영상, 이미지, 광 등의 인식 정도를 유지할 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 운송 수단용 고분자 분산형 액정 필름은 시야각을 향상시킬 수 있다.
이하, 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시에 불과하며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
ITO로 188 μm 두께의 제1 전극, Ag로 메쉬의 행열 간격이 각각 100 μm이고, 두께가 150~200μm인 메쉬 형상의 제2 전극을 형성하여, 고분자 분산형 액정 필름을 제조하였다.
비교예 1
메쉬 형상이 아닌 제1 전극과 동일한 형태로 제2 전극을 형성한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 고분자 분산형 액정 필름을 제조하였다.
액정 분자들의 배열 확인
실시예 1의 고분자 분산형 액정 필름에 17V, 22V, 50V, 및 80V 각각을 인가하여, 액정 분자들의 배열 상태를 볼 수 있도록 사진을 촬영하여, 각각 도 4a 및 도 4b, 도 5a 및 도 5b, 도 6a 및 도 6b, 도 7a 및 도 7b에 나타내었다. 인가하는 전압이 증가할수록 메쉬 형태의 제2 전극의 주변부터 액정 분자들의 배열이 수직 배열되는 것을 확인할 수 있었다.
실시예 1의 시야각 확인
곡면형으로 구부린 실시예 1의 고분자 분산형 액정 필름에 전압을 인가하여 물체의 인식 정도를 확인하였다. 도 8a 및 도 8b를 참조하면, 실시예 1의 고분자 분산형 액정 필름에 전압을 인가한 경우, 곡면형이더라도 물체가 뚜렷하게 인식되는 것을 확인할 수 있었다.
시야각 확인
실시예 1 및 비교예 1 각각의 시야각을 확인하기 위해 실시예 1 및 비교예 1 각각에전압을 인가하고, 45도의 각도에서 제품의 투과도를 확인하였다. 도 9a 및 도 9b를 참조하면, 실시예 1이 비교예 1보다 시야각 특성이 향상된 것을 확인할 수 있었다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징으로 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10: 운송 수단 PDLC: 운송 수단용 고분자 분산형 액정 필름
100: 제1 전극 200: 고분자층
300: 전극부 310: 제2 전극
320: 수지층

Claims (9)

  1. 전극부;
    상기 전극부 상에 제공되는 제1 전극;
    상기 전극부 및 상기 제1 전극 사이에 제공되는 고분자층; 및
    상기 고분자층에 분산되는 복수의 액정 분자들;을 포함하고,
    상기 전극부는
    수지층; 및
    상기 수지층에 삽입되는 메쉬 형상의 제2 전극;을 포함하고,
    상기 제2 전극의 상면은
    상기 수지층의 외부에 노출되고,
    상기 액정 분자들은
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 전압이 인가되면, 제1 방향으로 배열되는 제1 액정 분자들;
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 전압이 인가되면, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 배열되는 제2 액정 분자들; 및
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 전압이 인가되면, 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향 각각과 교차하는 운송 수단용 고분자 분산형 액정 필름의 두께 방향으로 배열되는 제3 액정 분자들;을 포함하는 것인 운송 수단용 고분자 분산형 액정 필름.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 전극의 하면은
    상기 수지층의 내부에 배치되는 것인 운송 수단용 고분자 분산형 액정 필름.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 전압이 인가되면,
    상기 액정 분자들은 상기 제1 전극에서 상기 제2 전극 방향으로 배열되어, 상기 운송 수단용 고분자 분산형 액정 필름의 하부에서 제공되는 광을, 상기 운송 수단용 고분자 분산형 액정 필름의 상부로 투과하는 것인 운송 수단용 고분자 분산형 액정 필름.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 전극부는
    상기 수지층의 하부에 제공되는 베이스층; 및
    상기 베이스층의 하부에 제공되는 하드 코팅층;을 더 포함하는 것인 운송 수단용 고분자 분산형 액정 필름.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전극은
    ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ZnO(zinc oxide), 및 ITZO(indium tin zinc oxide) 중 적어도 하나를 포함하는 것인 운송 수단용 고분자 분산형 액정 필름.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2 전극은
    Ag, Mg, Cu, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr, Li, Ca, Mo, 및 Ti 중 적어도 하나를 포함하는 것인 운송 수단용 고분자 분산형 액정 필름.
  8. 곡면형 부재; 및
    상기 곡면형 부재 상에 제공되는 제1항의 운송 수단용 고분자 분산형 액정 필름;을 포함하는 운송 수단.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 곡면형 부재는
    운송 수단의 바디부 또는 윈도우인 것인 운송 수단.
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