JP2016004782A - 熱拡散フィルムを備えた電子デバイス - Google Patents

Abstract

【課題】電子デバイス内の熱を管理するための改善された構成を提供する。【解決手段】電子デバイスが、熱を発する部品が取り付けられたハウジングを有することができる。この発熱部品は、ディスプレイバックライト内のフレキシブルプリント回路に取り付けられた発光ダイオード、集積回路、又は動作中に熱を発するその他のデバイスとすることができる。電子デバイス内のバックライトユニット又はその他の構造には、接着剤を用いてグラファイト層などの熱拡散層を取り付けることができる。接着剤は、熱拡散層が取り付けられているバックライトユニット又はその他の構造の少なくとも一部と熱拡散層との間に未接着領域を形成するようにパターン化することができる。熱拡散層は、ハウジング内のハウジング壁に取り付けられた金属中間プレート部材などのハウジング構造に隣接して取り付けることができる。【選択図】図１

Description

〔関連出願との相互参照〕
本出願は、２０１４年９月２６日に出願された米国特許出願第１４／４９８，８１４号、及び２０１４年６月１３日に出願された米国仮特許出願第６２／０１１，８５０号に対する優先権を主張するものであり、これらの特許出願はその全体が引用により本明細書に組み入れられる。

本発明は、電子デバイスに関し、具体的には、熱を発する部品を含む電子デバイスに関する。

電子デバイスは、熱を発する部品を含むことが多い。例えば、ディスプレイは、バックライト照明を行うバックライトユニットを有することがある。バックライトユニットは、発光ダイオードの列からのバックライトを分散させるための導光板を有することができる。デバイス内の発光ダイオード及びその他の電気部品は、廃熱を生じることがある。熱は、金属ハウジング構造などのデバイスハウジングの一部を通じて放散させることができる。しかしながら、注意を怠ると、発熱部品の集中によってホットスポットが生じる恐れがある。バックライトユニット内で発光ダイオードを使用する際の熱的ホットスポットの形成を最小限に抑えるために、制御回路は、発光ダイオードの使用に関連する温度上昇が大きくなり過ぎると直ぐに、発光ダイオードによって生じる光の量を制限することができる。この結果、バックライトユニットからの出力レベルが望ましくないほど弱くなり、明るい周囲照明状態でディスプレイ上の画像を見るのが困難になることがある。

従って、ディスプレイを備えたデバイスなどの電子デバイス内の熱を管理するための改善された構成を提供できることが望ましいと思われる。

電子デバイスが、熱を発する部品が取り付けられたハウジングを有することができる。これらの発熱部品は、ディスプレイバックライト内のフレキシブルプリント回路に取り付けられた発光ダイオードの場合もあれば、集積回路、又は動作中に熱を発するその他のデバイスの場合もある。この電子デバイス内のバックライトユニット又はその他の構造に、グラファイト、銅、又は熱伝導率の高いその他の材料の層などの熱拡散層を取り付けることができる。発光ダイオード又はその他の発熱部品は、熱拡散層に重なり合うことができる。動作時には、発熱部品によって生じる熱を、熱拡散層を通じて横方向に拡散することができ、これによって効率的な熱の放散を促すことができる。

バックライトユニットに熱拡散層を取り付ける際には、接着剤を使用することができる。バックライトユニットに熱拡散層を取り付ける際に使用する接着剤は、熱拡散層の少なくとも一部がバックライトユニットに接着されずに、従ってバックライトユニットの動作中に、熱拡散層及びその他のディスプレイ層の膨張及び収縮に対応するためにバックライトユニットに対して確実に移動できるようにパターン化することができる。

熱拡散層は、電子デバイスのハウジング内のハウジング壁に取り付けられた金属中間プレート部材などのハウジング構造に隣接して取り付けることができる。熱は、熱拡散層と金属中間プレート部材の間を、空隙を横切って流れることができる。いくつかの構成では、熱拡散層が、熱「スイッチ」としての役割を果たす動作中に、金属中間プレート部材に接触して膨張することができる。

熱拡散層内の材料の層は、電子デバイス内の他のフレキシブル層と共に屈曲するほど十分に柔軟なものとすることができる。一例として、フレキシブルプリント回路又はフレキシブル有機発光ダイオードディスプレイなどの可撓性構造に熱拡散層を取り付けることができる。熱拡散層を可撓性構造に取り付けるために使用する接着剤は、構造の縁部のみに沿って形成することができ、或いはこの可撓性構造の一部と熱拡散層との間に少なくともいくつかの未接着領域が存在することを確実にする他のパターンで配置することもできる。これらの未接着領域の存在は、動作中に可撓性構造の屈曲に対応する役に立つ。

ある実施形態による、ディスプレイを備えたラップトップコンピュータなどの例示的な電子デバイスの斜視図である。 ある実施形態による、ディスプレイを備えたハンドヘルド電子デバイスなどの例示的な電子デバイスの斜視図である。 ある実施形態による、ディスプレイを備えたタブレットコンピュータなどの例示的な電子デバイスの斜視図である。 ある実施形態による、ディスプレイ構造を備えたコンピュータディスプレイなどの例示的な電子デバイスの斜視図である。 ある実施形態による例示的なディスプレイの側断面図である。 ある実施形態による例示的な発熱部品及び関連する熱拡散構造の側断面図である。 ある実施形態による熱拡散層の側断面図である。 ある実施形態による例示的なバックライトユニットの斜視図である。 ある実施形態による、発光ダイオードなどの部品が実装された例示的なフレキシブルプリント回路の斜視図である。 ある実施形態による、発光ダイオードのアレイを有するバックライトユニットの端部の上面図である。 ある実施形態による、例示的なバックライトユニット及び関連する熱拡散層の分解斜視図である。 ある実施形態による、発光ダイオードから離れて熱を拡散させるために熱拡散層を使用するディスプレイの一部の側断面図である。 ある実施形態による、矩形接着パッチを用いてディスプレイ内の反射体又は他の層に熱拡散層を取り付けたディスプレイの例示的な構成の上面図である。 ある実施形態による、矩形接着パッチのアレイを用いてディスプレイ内の反射体又は他の層に熱拡散層を取り付けたディスプレイの例示的な構成の上面図である。 ある実施形態による、円形接着パッチのアレイを用いてディスプレイ内の反射体又は他の層に熱拡散層を取り付けたディスプレイの例示的な構成の上面図である。 ある実施形態による、十字形接着剤領域を用いてディスプレイ内の反射体又は他の層に熱拡散層を取り付けたディスプレイの例示的な構成の上面図である。 ある実施形態による、細長い接着剤ストリップを用いてディスプレイ内の反射体又は他の層に熱拡散層を取り付けたディスプレイの例示的な構成の上面図である。 ある実施形態による、バックライトユニットの周縁部に沿って延びるＣ字形の接着剤ストリップを用いてディスプレイ内の反射体又は他の層に熱拡散層を取り付けたディスプレイの例示的な構成の上面図である。 ある実施形態による、熱拡散層が取り付けられたディスプレイ層又はその他のフレキシブル層などのデバイス構造の側断面図である。 ある実施形態による、熱拡散層が未接着（接着剤未使用）領域において膨張して曲がった高温動作中の図１９のデバイス構造の側断面図である。 ある実施形態による、熱拡散層が膨張してハウジング構造又はその他のヒートシンキング構造を十分に圧迫した、さらなる加熱後の図２０のデバイス構造の側断面図である。 ある実施形態による、可撓性構造の屈曲に対応するために熱拡散層の一部を可撓性構造に接着せずに残した構成で接着剤を用いて熱拡散層を取り付けた例示的な可撓性構造の側断面図である。 ある実施形態による、構造の中心が下方に屈曲した後の図２２の例示的な可撓性構造の側断面図である。 ある実施形態による、構造の中心が上方に屈曲した後の図２３の例示的な可撓性構造の側断面図である。

電子デバイスは、熱を発する部品を含むことがある。例えば、電子デバイスは、バックライトユニットを備えたディスプレイを有することができる。バックライトユニットは、ディスプレイのためのバックライト照明を行う発光ダイオードを有することができる。発光ダイオードは、動作中に熱を発する。電子デバイス内の集積回路及びその他の部品も熱を発することがある。過剰な熱の集中（ホットスポット）を避けるために、電子デバイスに熱拡散層を設けることができる。この熱拡散層は、グラファイト、カーボンナノチューブ、銅、及び／又は高熱伝導率値を有するその他の材料の層で形成することができる。熱拡散層は、電子デバイス内の過剰な熱の集中が避けられるように熱を分散する。

熱拡散層は、ディスプレイのバックライトユニットに取り付けることができる。バックライトユニット内の反射層などのディスプレイ内の層が不適切に皺になるのを防ぐために、熱拡散層は、Ｃ字形の接着剤ストリップ、又はその他の疎パターンを用いてパターン化された接着剤を使用してバックライトユニットに取り付けることができる。この種の構成では、熱拡散層の一部が接着剤によってバックライトユニットに接着されるが、その他の領域には接着剤が存在しない。接着剤が存在しない熱拡散層内の領域は、バックライトユニットに接着されないままであり、従ってバックライトユニットの十分な動作を妨げることなく、熱サイクル中の膨張及び収縮に対応するように適所に移動することができる。

図１、図２、図３及び図４に、発光ダイオード及びその他の発熱部品によって生じる熱を拡散するための熱拡散層を含むディスプレイ及びその他の構造を備えることができる例示的な電子デバイスを示す。

図１の例示的な電子デバイス１０は、上側ハウジング１２Ａと、キーボード１６及びタッチパッド１８などの構成要素を含む下側ハウジング１２Ｂとを有するラップトップコンピュータの形状を有する。デバイス１０は、上側ハウジング１２Ａが下側ハウジング１２Ｂに対して回転軸２４を中心に方向２２に回転できるようにするヒンジ構造２０を有することができる。上側ハウジング１２Ａ内には、ディスプレイ１４を取り付けることができる。ディスプレイハウジング又は蓋部と呼ばれることもある上側ハウジング１２Ａは、回転軸２４を中心に下側ハウジング１２Ｂに向かって回転することによって閉鎖位置に収まることができる。

図２には、電子デバイス１０がどのように携帯電話機、音楽プレーヤ、ゲーム機、ナビゲーション装置又はその他の小型デバイスなどのハンドヘルドデバイスになり得るかを示している。この種のデバイス１０の構成では、ハウジング１２が、対向する前面及び後面を有することができる。ハウジング１２の前面には、ディスプレイ１４を取り付けることができる。ディスプレイ１４は、必要に応じて、ボタン２６などの部品のための開口部を有することができる。ディスプレイ１４には、スピーカーポート（例えば、図２のスピーカーポート２８を参照）に対応するための開口部を形成することもできる。

図３には、電子デバイス１０がどのようにタブレットコンピュータになり得るかを示している。図３の電子デバイス１０では、ハウジング１２が、対向する平面的な前面及び後面を有することができる。ハウジング１２の前面には、ディスプレイ１４を取り付けることができる。図３に示すように、ディスプレイ１４は、（一例として）ボタン２６に対応するための開口部を有することができる。

図４は、電子デバイス１０がどのようにコンピュータディスプレイ、コンピュータディスプレイに一体化されたコンピュータ、又はその他の電子装置のディスプレイになり得るかを示している。この種の装置では、デバイス１０のハウジング１２をスタンド３０などの支持構造に取り付けることも、又はスタンド３０を省略することもできる（例えば、デバイス１０を壁に取り付ける場合にはスタンド３０を省略することができる）。ハウジング１２の前面には、ディスプレイ１４を取り付けることができる。

図１、図２、図３及び図４に示すデバイス１０の例示的な構成は例示にすぎない。一般に、電子デバイス１０は、ラップトップコンピュータ、組込型コンピュータを内蔵するコンピュータモニタ、タブレットコンピュータ、携帯電話機、メディアプレーヤ、その他のハンドヘルド又はポータブル電子デバイス、或いは腕時計型デバイス、ペンダント型デバイス、ヘッドホン又はイヤホンデバイスなどの小型デバイス、或いはその他のウェアラブル又はミニチュアデバイス、テレビ、組込型コンピュータを内蔵していないコンピュータディスプレイ、ゲーム機、ナビゲーションデバイス、ディスプレイ付き電子装置が売店又は自動車に取り付けられたシステムなどの埋め込みシステム、これらのデバイスのうちの２又はそれ以上のデバイスの機能を実装する装置、又はその他の電子装置とすることができる。

ケースと呼ばれることもあるディスプレイ１４のハウジング１２は、プラスチック、ガラス、セラミック、炭素繊維複合材、その他の繊維ベースの複合材、金属（例えば、機械加工されたアルミニウム、ステンレス鋼又はその他の金属）などの材料、その他の材料、又はこれらの材料の組み合わせによって形成することができる。デバイス１０は、ハウジング１２のほとんど又は全てが単一の構造要素（例えば、機械加工された金属片又は成型プラスチック片）で形成された一体構造を用いて形成することも、或いは複数のハウジング構造（例えば、内部フレーム要素、金属中間プレート部材、又はその他の内部ハウジング構造に取り付けられた外側ハウジング構造）で形成することもできる。

ディスプレイ１４は、タッチセンサを含むタッチセンサ式ディスプレイであっても、或いはタッチ反応式でなくてもよい。ディスプレイ１４のタッチセンサは、静電容量式タッチセンサ電極のアレイ、抵抗性タッチアレイ、音響タッチ技術、光学タッチ技術又は力によるタッチ技術に基づくタッチセンサ構造、或いはその他の好適なタッチセンサ素子によって形成することができる。

デバイス１０のディスプレイ１４は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）素子によって形成されたディスプレイ画素、又はその他の好適な画像画素構造を含むことができる。

ディスプレイ１４の表面は、ディスプレイカバー層によって覆うことができ、或いはカラーフィルタ層などのディスプレイ層、薄膜トランジスタ層、又はその他のディスプレイ部分をディスプレイ１４内の最外層（又はほぼ最外層）として使用することもできる。この最も外側のディスプレイ層は、透明ガラス基板、透明プラスチック層、又はその他の透明基板部材によって形成することができる。

図５は、デバイス１０のディスプレイ１４（図１、図２、図３、図４のデバイス又はその他の好適な電子デバイスのディスプレイ１４）の例示的な構成の側断面図である。図５に示すように、ディスプレイ１４は、バックライト４４を生じるための、バックライトユニット４２などのバックライト構造を含むことができる。動作中、バックライト４４は、外向き（図５の方位ではＺ次元における垂直方向上向き）に進んでディスプレイ層４６内のディスプレイ画素構造を通過する。このバックライト４４は、ディスプレイ画素によって生成されているあらゆる画像をユーザに見えるように照明する。例えば、バックライト４４は、閲覧者４８が方向５０に見ているディスプレイ層４６上の画像を照明することができる。

ディスプレイ層４６は、プラスチックシャーシ構造及び／又は金属シャーシ構造などのシャーシ構造に取り付けて、ハウジング１２内に取り付けるためのディスプレイモジュールを形成することも、或いは（例えば、ハウジング１２内の凹部にディスプレイ層４６を積み重ねることによって）ハウジング１２に直接取り付けることもできる。ディスプレイ層４６は、液晶ディスプレイを形成することも、或いはその他のタイプのディスプレイの形成において使用することもできる。

ディスプレイ層４６を液晶ディスプレイの形成において使用する構成では、ディスプレイ層４６が、液晶層５２などの液晶層を含むことができる。液晶層５２は、ディスプレイ層５８及び５６などのディスプレイ層間に挟装することができる。ディスプレイ層５６及び５８は、下側偏光層６０と上側偏光層５４の間に配置することができる。

ディスプレイ層５８及び５６は、ガラス又はプラスチックの透明層などの透明基板層によって形成することができる。ディスプレイ層５６及び５８は、薄膜トランジスタ層、及び／又はカラーフィルタ層などの層とすることができる。層５８及び５６の基板上には、（例えば、薄膜トランジスタ層及び／又はカラーフィルタ層を形成するために）導電性トレース、カラーフィルタ素子、トランジスタ、並びにその他の回路及び構造を形成することができる。層５８及び５６などの層にはタッチセンサ電極を組み込むことができ、及び／又は他の基板上にタッチセンサ電極を形成することもできる。

１つの例示的な構成では、ディスプレイ層５８を、液晶層５２に電場を加えることによってディスプレイ１４上に画像を表示するための薄膜トランジスタのアレイ及び関連する電極（ディスプレイ画素電極）を含む薄膜トランジスタ層とすることができる。ディスプレイ層５６は、ディスプレイ１４にカラー画像表示能力をもたらすためのカラーフィルタ素子のアレイを含むカラーフィルタ層とすることができる。必要に応じて、下側層５８をカラーフィルタ層とし、上側層５６を薄膜トランジスタ層とすることもできる。別の例示的な構成は、関連する画素電極を有するカラーフィルタ素子及び薄膜トランジスタ回路を共通基板上に形成するものである。この共通基板は、上側基板であっても、又は下側基板であってもよく、この基板を対向するガラス又はプラスチック層（例えば、いずれかのカラーフィルタ素子、薄膜トランジスタ回路などを有する、又は有していない層）と共に使用して液晶層５２を収容することができる。

デバイス１０内のディスプレイ１４の動作中には、制御回路（例えば、プリント回路上の１又はそれ以上の集積回路）を使用して、ディスプレイ１４上に表示すべき情報（例えば、表示データ）を生成することができる。この表示すべき情報は、（一例として）プリント回路６４などのリジッド又はフレキシブルプリント回路内の導電性金属トレースによって形成された信号経路などの信号経路を用いて、回路６２Ａ及び６２Ｂなどのディスプレイドライバ集積回路に伝えることができる。

バックライト構造４２は、導光板７８などの導光板を含むことができる。導光板７８は、透明ガラス又はプラスチックなどの透明材料で形成することができる。バックライト構造４２の動作中には、光源７２などの光源が光７４を生成することができる。光源７２は、例えば発光ダイオードのアレイとすることができる。必要に応じて、光源７２などの光源を導光板７８の複数の縁部に沿って配置することもできる。

光源７２からの光７４は、導光板７８の端面７６に結合され、全反射の原理により、導光板７８全体を通じてＸ及びＹ次元に分散することができる。導光板７８は、ピット又はバンプなどの光散乱特徴部を含むことができる。この光散乱特徴部は、導光板７８の上面上及び／又は対向する下面上に位置することができる。

導光板７８からＺ方向における上向きに散乱する光７４は、ディスプレイ１４のバックライト４４としての役割を果たすことができる。下向きに散乱する光７４は、反射体８０などの反射膜によって再び上向き方向に反射することができる。反射体８０は、反射性高分子層、金属化層、白色プラスチック層、又はその他の反射性材料などの反射性材料で形成することができる。反射体８０は、一例として、光７４を効率的に反射する誘電体スタックを形成する、屈折率の値が大きなものと小さなものが交互になった複数の誘電体層を有することができる。

バックライト構造４２は、そのバックライト性能を高めるために光学膜７０を含むことができる。光学膜７０は、バックライト４４の均質化を支援するための１又はそれ以上の拡散層を含むことができ、これによって望ましくないバックライトの集中を低減するとともに、バックライト４４を平行にするための（転向膜又は輝度強調膜と呼ばれることもある）１又はそれ以上のプリズム膜を減少させることができる。光学膜７０には、軸外視認性を高めるための補償膜を含めることができ、或いはこの補償膜をディスプレイ１４の他の部分に組み込む（例えば、１又はそれ以上の偏光層に補償膜を組み込む）こともできる。光学膜７０は、導光板７８及び反射体８０などの、バックライトユニット４２内の他の構造に重なり合うことができる。例えば、導光板７８が、図５のＸ−Ｙ面における矩形の設置面積を有する場合には、光学膜７０及び反射体８０も、適合する矩形の設置面積を有することができる。

デバイス１０の動作中、集積回路、発光ダイオード及びその他の部品は熱を発する。熱拡散層は、デバイス１０内の熱を拡散して、熱的ホットスポットの形成を避けることができる。図６に、熱拡散層を用いて熱を拡散している例示的な構成を示す。図６は、デバイス１０内の例示的なデバイス構造の側断面図である。部品９０は、熱を発する電気部品である。部品９０としては、例えば、（一例として）集積回路又は発光ダイオードを挙げることができる。熱拡散層９２は、部品９０から放出される熱９６を拡散することができる。図６の例では、熱拡散層９２がＸ−Ｙ平面内に存在し、熱９６をＸ次元及びＹ次元における横方向に拡散することができる。熱９６は、垂直方向（図６のＺ方向）にも流れる。具体的には、部品９０から熱拡散層９２に移り、熱拡散層９２を使用して横方向に分散した熱９６は、構造９４に移動することができる。構造９４は、熱９６の放散を支援する金属構造又はその他の構造とすることができる。構造９４は、例えば金属ハウジング中間プレートなどの金属層（例えば、デバイス１０内のステンレス鋼板金属層又はその他の平面的なハウジング部材）とすることができる。ハウジング中間プレートは、デバイスハウジング１２の中央に位置することができる。一例として、この中間プレート（すなわち、構造９４）は、デバイス１０の内部においてハウジング１２内の対向するハウジング縁部間にわたることができる。この中間プレートは、ハウジング１２の周辺部周りに溶接又はその他の方法で取り付けることができる。

熱拡散層９２が存在しなければ、部品９０の近傍に熱９６が集中したままになり、デバイス１０に望ましくない熱的ホットスポットが生じる可能性がある。図６に示す類の位置に熱拡散層９２が存在する場合、部品９０からの熱９６は、熱拡散層９２内でＸ及びＹ次元における外向きに拡散する。その後、熱９６は構造９４に伝わり、この構造９４がヒートシンクの役割を果たして熱の放散をさらに支援することができる。熱拡散層９２を用いて熱９６を横方向に拡散することによってもたらされる熱拡散層９２と構造９４の間の広い表面積は、熱放散効率を高めるのに役立つことができる。熱拡散層９２は、１又はそれ以上の位置において構造９４に接することも、或いは空隙によって構造９４から隔てることもできる。この空隙は、デバイス内で利用できるよりも大きな垂直空間が消費されるという不要なリスクを伴わずに、デバイス１０内のディスプレイ層又はその他の構造を構築できるようにする緩衝材としての役割を果たすことができる（すなわち、この空隙は、垂直整列公差要件を満たす働きをすることができる）。

熱拡散層９２は、熱伝導率の高い、従って熱９６を拡散するのに役立つことができるいずれかの好適な材料で形成することができる。熱拡散層９２を形成するために使用できる材料の例としては、金属（例えば、銅、その他の金属、又は銅と他の金属との組み合わせ）、カーボンナノチューブ、グラファイト、又は高熱伝導率を示すその他の材料が挙げられる。熱拡散層９２は、必要に応じて、異なるタイプの２又はそれ以上の熱伝導層（例えば、グラファイトの層に取り付けた銅の層など）で形成することもできる。熱拡散層９２には、（例えば、グラファイト層を支持するために）高分子担体膜を組み込むこともできる。

図７の例では、熱拡散層９２が、上側高分子担体層１００と下側高分子担体層１０４の間に配置されたグラファイト層１０２などのグラファイト層を有するグラファイト熱拡散層である。上側高分子担体層１００には、（一例として）接着剤層９８などの接着剤層を付与することができる。接着剤９８は、粘着剤、液状接着剤、光を与えることによって硬化する接着剤（例えば、紫外線硬化接着剤）とすることも、感温接着剤とすることも、その他のタイプの接着剤とすることもでき、或いはこれらのタイプの接着剤のうちの２つ又はそれ以上を含むこともできる。必要に応じて、高分子担体層１００及び１０４の一方を省略することもできる（例えば、層１００を省略することができる）。グラファイト層１０２は、５〜２０ミクロンの厚み、１０ミクロンを上回る厚み、３０ミクロン未満の厚み、又はその他の好適な厚みを有することができる。高分子層１００及び１０４は、ポリエチレンテレフタラート又はその他の高分子材料などの可撓性材料のシートによって形成することができる。

図８は、デバイス１０の例示的なバックライトユニットの斜視図である。バックライトユニット４２は、シャーシ１０８内にバックライト層１０６（例えば、光学膜７０、導光板７８、反射体８０など）を有することができる。シャーシ１０８は、プラスチックフレーム、金属フレームを覆って成形されたプラスチックフレーム、金属フレーム、又はその他の支持構造とすることができる。シャーシ１０８内でバックライト層１０６と発光ダイオード７２を組み立てて、バックライトユニット４２を形成することができる。図５に関連して説明したように、ディスプレイ１４は、ディスプレイ層４６の下にバックライトユニット４２を取り付けることによって形成することができる。

図９の斜視図に示すように、発光ダイオード７２は、基板１１０などの基板上に一列に（線形配列で）取り付けることができる。基板１１０は、プラスチック担体、プリント回路、又はその他の好適な基板構造とすることができる。一例として、基板１００は、プリント回路（例えば、ガラス繊維充填エポキシ樹脂などのリジッドプリント基板材料で形成されたリジッドプリント基板、或いはポリイミドシート又はその他の可撓性高分子層などのフレキシブルプリント回路材料で形成されたフレキシブルプリント回路）とすることができる。発光ダイオード７２の列は、導光板７８の縁部の１つに沿って取り付けることができる。必要に応じて、導光板７８の複数の縁部（例えば、対向する上側及び下側縁部、対向する右側及び左側縁部など）に沿って発光ダイオード７２のアレイを形成することもできる。

図１０は、シャーシ１０８が、発光ダイオード７２を収容するための切欠部１１２などの切欠部をいかなる形で有することができるかを示す、例示的なバックライトユニットの一部の上面図である。バックライトユニット４２がシャーシ１０８内に切欠部１１２を有していないように構成されたディスプレイ１４の構成を使用することもできる。

状況によっては、熱拡散層と、この熱拡散層が取り付けられた構造との間で熱膨張率が一致しないと、望ましくないアーチファクト（例えば、フレキシブル層内の皺）が生じる恐れがあるので、熱拡散層９２がディスプレイバックライトユニット４２内の他の構造に過度に広く、過度にしっかりと取り付けられるのを防ぐことが望ましい場合もある。この問題には、熱拡散層９２の一部が接着剤によってバックライトユニット４２に接着されていない状態を保つように、熱拡散層９２の一部しか覆わない接着剤を用いてバックライトユニット４２内の構造に熱拡散層９２を取り付けることによって対処することができる。

一例として、図１１のシナリオについて検討する。図１１は、バックライトユニット４２、及び熱拡散層９２内の関連する層の分解斜視図である。図１１に示すように、熱拡散層９２は、グラファイト層１０２（或いは他の熱拡散材料又は複数材料の層）などの層を含むことができる。層１０２は、高分子層１００及び１０４などの１又はそれ以上の支持層によって支持することができる。熱拡散層９２は、接着剤９８を用いてバックライトユニット４２の下側に取り付けることができる。動作時には、発光ダイオード７２がバックライト４４のための光７４を発する。発光ダイオード７２は、光７４を発する過程の副産物として熱も発する。熱は、熱拡散層９２を通じてＸ及びＹ次元における横方向に拡散する。熱拡散層９２は、発光ダイオード７２から熱拡散層９２への熱の伝達を促すために、発光ダイオード７２に重なり合う（すなわち、発光ダイオード７２は、下にある熱拡散層９２に重なり合う、Ｘ及びＹ次元における横方向位置に存在する）ことが好ましい。

発光ダイオード７２によって生じた熱は、図１１の構造の温度を上昇させる。図１１の構造の熱膨張率の不一致に起因して、熱拡散層９２の温度の上昇が、図１１の構造の１つ又はそれ以上が曲がる可能性を引き起こす恐れがある。例えば、バックライトユニット４２内の反射体又はその他の層の横方向の膨張が、熱拡散層９２の横方向の膨張に対して一致しないことに起因して、層１０６の１つ又はそれ以上（例えば、バックライトユニット４２の下面側の反射体８０）が皺になることがある。温度の上昇によって皺が生じる傾向は、熱拡散層９２とバックライトユニット４２の間の付着度合いを低減するように接着剤９８を構成することによって最小限に抑えることができる。１つの好適な機構では、接着層９８の厚みを増すことができ、及び／又は発熱中に横方向荷重が加わった時にわずかにずれる能力を層９８に与えるように柔軟性を高めた接着剤を用いて接着層９８を形成することができる。図１１に示す別の好適な機構では、接着剤９８が、熱拡散層９２（例えば、層１００、１０２及び１０４）の表面積の一部のみを覆うことができる。図１１の例では、接着剤９８が、バックライトユニット４２の縁部に沿って延びるＣ字形ストリップで形成されている。接着剤９８は、発光ダイオード７２に重なり合うとともに、熱拡散層９２を反射体８０（バックライトユニット４２の最下層）又はバックライトユニット４２のその他の部分（例えば、シャーシ１０８）に取り付けることができる。接着剤９８には、領域１１４内の熱拡散層９２の部分がバックライトユニット４２に接着されないように中央開口部１１４が形成される。開口部１１４は、（一例として）ディスプレイバックライトユニット４２の幅のほとんどにわたってＸ次元に広がる。接着剤９８を形成するＣ字形の接着剤ストリップは、接着剤９８が未接着範囲１１４を３辺で取り囲むことを可能にする（すなわち、図１１の接着剤９８のストリップは、開口部１１４の３つの縁部に沿って延びる）。接着剤９８は、未接着領域１１４が存在することによって熱拡散層９２に弱く取り付けられ、これによって発光ダイオード７２の使用に起因する発熱及び冷却中のディスプレイ構造の膨張及び収縮に対応する。

図１２は、デバイスハウジング１２内に取り付けたディスプレイバックライト４２の一部と、図１１の熱拡散層９２とを示す側断面図である。図１２に示すように、デバイス１０は、外側壁（壁部１２）と中間プレート１２２などの内部ハウジング部材とを含むハウジングを有することができる。ハウジング壁１２は、アルミニウム、ステンレス鋼、その他の金属、プラスチック又はその他の材料で形成することができる。中間プレート１２２は、（一例として）金属、及び／又はシートメタル部品を覆って成形したプラスチックで形成することができる。例えば、中間プレート１２２は、ハウジング壁１２に取り付けられたステンレス鋼又はその他の金属で形成することができる。中間プレート１２２をハウジング１２に取り付ける際には、溶接部１１７又はその他の取り付け機構を使用することができる。中間プレート１２２は、ハウジング１２にわたる１又はそれ以上のシートメタル部材で形成することができ、デバイス１０に構造的剛性をもたらす役に立つことができる。必要に応じて、中間プレート１２２を省略し、ハウジング１２の後壁部又はその他のデバイス構造を用いてデバイス１０に構造的剛性をもたらすこともできる。デバイス１０における中間プレート１２２の使用は例示にすぎない。

発光ダイオード７２は、プリント回路１２３などのプリント回路に取り付けることができる。プリント回路１２３は、例えばフレキシブルプリント回路とすることができる。反射体８０は、導光板７８内を進んでいる光を、ディスプレイ１４のバックライト照明４４としての役割を果たすようにＺ方向上向きに反射するために使用ことができる。

迷光を低減するために、バックライトユニット４２の発光ダイオード４２の下には、黒色テープ１１６又はその他の遮光テープなどの遮光構造を取り付けることができる。黒色テープ１１６は、粘着剤１１８（又は液状接着剤、感温接着剤など）などの接着剤の層と、黒色プラスチック層１２０などの不透明材料の層とを含むことができる。図１２に示すように、遮光テープ１１６は、発光ダイオード７２（及びフレキシブルプリント回路１２３）、及び隣接する反射体８０の部分に重なり合うことができる。

熱拡散層９２は、接着剤９８を用いて層９２の１又はそれ以上の領域をバックライトユニット４２の下面に取り付けることによってディスプレイ１４に取り付けることができる。図１２の例示的な構成では、接着剤９８が、熱拡散層９２の熱拡散層１００、１０２及び１０４を黒色テープ１１６の下面に取り付ける。発光ダイオード７２を用いてバックライトを生成している間には熱が生じる。この熱は、熱拡散層９２によってＸ及びＹ次元における横方向に拡散する。熱拡散層９２は、中間プレート１１４から空隙Ｈによって（少なくとも最初は）分離することができる。発光ダイオード７２からの熱は、比較的広い面積（すなわち、熱拡散層９２の面積全体）にわたって横方向に拡散するので、熱拡散層９２と中間プレート１２２の間に存在するあらゆる空隙Ｈを横切って中間プレート１２２内まで効率的に下向きに伝わることができる。熱が中間プレート１２２に達すると、中間プレート１２２は、他のデバイス構造及び／又はデバイス１０の周囲環境を通じてこの熱を放散することができる（例えば、熱は、中間プレート１２２からハウジング１２の壁部及びデバイス１０の他の部分に進み、ハウジング１２及びデバイス１０の他の部分から、デバイス１０の周囲の空気へと伝わることができる）。

テープ１１６は、シャーシ１０８、フレキシブルプリント回路１２２及び反射体８０などのバックライトユニット構造に取り付けられ、従ってバックライトユニット４２の一部を成す。接着剤９８は、反射体８０又はバックライトユニット４２のその他の構造（例えば、フレキシブルプリント回路２２）に望ましくない皺を引き起こすことなく熱膨張及び熱収縮に対応する接着剤９８の構成を用いて、バックライトユニット４２に熱拡散層９２を取り付けることが好ましい。図１３、図１４、図１５、図１６、図１７及び図１８に、接着剤９８の例示的な構成を示す。

図１３の構成では、接着剤９８が、熱拡散層９２の実質的に全てを覆う包括的な矩形形状を有する。この種の構成（及び、必要に応じて図１４、図１５、図１６、図１７及び図１８の構成）では、比較的厚い及び／又は柔らかい材料の層を用いて接着剤９８を形成することができる。この方法では、熱膨張によって剪断力が生じた時に、バックライトユニット４２と熱拡散層の間の接着ボンドが、この剪断力及び結果として生じる隣接する層間の横方向移動にある程度対応できるように、接着剤９８がバックライトユニット４２に緩く取り付けられる。

図１４の例示的な構成では、熱拡散層９２の一部がバックライトユニット４２に接着されない状態を保つように、接着剤９８が矩形領域のアレイで施される。図１５の例示的な構成では、円形又は楕円形を有する接着剤９８のアレイが使用される。必要に応じて、図１４の接着剤の矩形パッドなどの接着パッチ、及び／又は図１５の接着剤のパッドなどの湾曲縁部を有する接着パッド、又はその他の分離された接着剤領域は、不均一なアレイの形で施す（例えば、疑似ランダムパターン、又は全てが規則的な行列の形ではない接着剤の領域を含むパターンで分散させる）こともできる。図１６には、十字形を用いて接着剤９８の領域をいかにして提供できるかを示す。この十字形は、（例えば、枝の長さが全て同じである）対称であっても、又は（例えば、枝の長さが一様でない）非対称であってもよい。図１７の例では、接着剤９８が、Ｘ次元に沿って延びるストリップの形で施されている。接着剤９８は、ジグザグパターン又は他のいずれの好適な形状を用いて、対角線上に延びるストリップ形領域、Ｙ次元に延びるストリップ形領域の形で施すこともできる。図１８の例では、接着剤９８が、バックライト４２の１つの縁部全てと、バックライト４２の他の２つの縁部の一部とに沿って延びるＣ字形ストリップの形で施されている。必要に応じて、接着剤９８が他の形状（例えば、層９２と構造４２の間に未接着領域を形成する他の形状）を形成するようにパターン化された構成を使用することもできる。図１３、図１４、図１５、図１６、図１７及び図１８の例は例示にすぎない。

図１９、図２０及び図２１に、デバイス１０の動作中に熱拡散層９２がいかにして中間プレート１２２などのデバイス構造に接触して熱膨張に対応できるかを示す。図１９に示すように、デバイス１０内の発光ダイオード又はその他の部品によって熱が生じる前には、熱拡散層９２は（一例として）比較的平坦な構造を有することができる。熱拡散層９２は、熱拡散シート９２’（例えば、層１００、１０２及び１０４などの層）、及び接着剤９８を含むことができる。接着剤９８は、熱拡散層９２の両端部に形成することができ、（一例として）層９２の中央に未接着領域を残した状態で熱拡散層９２を構造１２４に取り付けることができる。構造１２４は、バックライトユニット４２（例えば、反射体、フレキシブルプリント回路上の発光ダイオードのアレイに結合された黒色テープ、導光板など）、フレキシブルプリント回路、ハウジング構造、或いはデバイス１０に関連するその他の部品又は構造などの構造とすることができる。空隙Ｈは、熱拡散層９２をデバイス１０内の中間プレート１２２又はその他の構造から隔てることができる。空隙Ｈは、整列公差要件（例えば、垂直公差）を確実に満たすために使用することができる。

層９２’は、（例えば、発光ダイオード、集積回路又はその他の発熱部品からの熱に起因して）加熱された後に膨張し、図２０に示すように、層９２’の一部が中間プレート１２２に接するまで曲がることができる。図２０の構成では、層９２’と中間プレート１２２が直接接触することによって空隙Ｈよりも効率的な熱伝達経路が形成されるので、熱拡散層９２から中間プレート１２２にさらなる熱が伝わることができる。

層９２’は、さらなる加熱後（例えば、図２０の層９２’がさらに高温まで加熱された後）、図２１に示すように、下方に拡散するほど十分に膨張して中間プレート１２２の上面の広い面積に接することができる。図２１に示す位置では、熱拡散層９２が、図２０の面積よりも広い図２１の面積にわたって中間プレート１２２に接しているので、熱拡散層９２からの熱伝達は、図２０の熱伝達よりも増大することができる。層９２’と中間プレート１２２の間の熱伝達が増大することにより、発熱部品からの加熱に起因する層９２’の温度上昇率が減速し、層９２’の潜在的に過度な膨張をさらに防ぐことができる。

必要に応じて、図１９、図２０及び図２１の例における層９２’の膨張は一時的なものとすることもできる。層９２’は、当初加熱されていない時には、図１９に示す類の形状を有する。層９２’は、加熱後には図２０及び図２１に示す形状を有することができる。層９２’は、冷却時には再び図１９に示す元の形状に収縮する。

層９２’の膨張は、恒久的なものとすることもできる。層９２’及び構造１２４は、最初のディスプレイ組み立て作業中にデバイスハウジング１２内に組み立てることができる。層９２’は、ディスプレイ１４が最初に使用される時、又は他の発熱部品が最初に使用される時に、熱によって（例えば、図２０又は図２１に示す形状まで）膨張する。層９２’内の材料（例えば、高分子支持層など）は、加熱後にも膨張した状態を保つことができる。この種の方法では、ディスプレイバックライトユニット４２、熱拡散層９２及びその他の構造をデバイスハウジング１２内に正しく組み立てることができるように、最初の組み立て作業中に空隙Ｈなどの空隙を存在させることができる。組み立て後、空隙Ｈなどの持続的な空隙が存在すると、熱放散を妨げる可能性がある。従って、図２０又は図２１の層９２’などの恒久的に変形する熱拡散層の使用は、熱放散を高める役に立つことができる。

図２２、図２３及び図２４に、可撓性構造１２４などの可撓性構造に熱拡散層をいかにして取り付けることができるかを示す。構造１２４は、ディスプレイ（例えば、フレキシブル有機発光ダイオードディスプレイ）、デバイス１０内のフレキシブルプリント回路又はその他の可撓性構造とすることができる。構造１２４内の発熱部品（例えば、有機発光ダイオードディスプレイ又は集積回路内のダイオード及びその他の回路、フレキシブルプリント回路上の発光ダイオード、フレキシブルプリント回路上のその他の部品、又は他の発熱部品）は、熱を発することがある。熱拡散層９２は、この発生した熱を拡散することができる。熱拡散層９２は、熱拡散材料層９２’（例えば、グラファイト、銅、及び／又は任意のプラスチック担体層を含むその他の材料の層）を有することができる。熱拡散層９２内の接着剤９８を用いて、可撓性構造１２４に熱拡散層を取り付けることができる。接着剤９８は、構造１２４の縁部に配置することができ、或いは熱拡散層９２と可撓性構造１２４の間に未接着領域（例えば、狭い空隙、又は接着剤によって直接取り付けられていないその他の領域）を形成する他の形でパターン化することもできる（例えば、図１３、図１４、図１５、図１６、図１７及び図１８の接着剤構成を参照）。必要に応じて、層９２に余剰材料を与え、この層９２を、皺１２６などの皺が存在するように可撓性構造１２４に取り付けることができる。可撓性構造１２４が、その中心が両端部に対して下方に移動するように屈曲した場合、層９２’は引っ張られて緊張し、皺１２６は拡張して、熱拡散層９２を可撓性構造１２４と共に屈曲させることができる。可撓性構造１２４が、その中心が端部に対して上方に移動するように逆方向に屈曲した場合、層９２’は、図２４に示すように構造１２４から離れて皺を形成することができる。仮に熱拡散層９２の中心が可撓性構造１２４の中心に取り付けられていれば、熱拡散層９２に皺が形成されることによって可撓性構造１２４が皺になる恐れがある。従って、熱拡散層９２の接着されていない中心によって関連する可撓性構造１２４が移動できるパターンで接着剤９８を使用することにより、皺の形成が防がれる。図２２、図２３及び図２４の構成を使用すれば、フレキシブルディスプレイにおいて、フレキシブルプリント回路又はデバイス１０の他の可撓性部品の裏面に熱拡散層を使用することができる。

ある実施形態によれば、液晶材料の層を含むディスプレイ層と、このディスプレイ層を通過するバックライトを供給するためのバックライト構造と、このバックライト構造に取り付けられた熱拡散層とを備えたディスプレイが提供される。

別の実施形態によれば、熱拡散層がグラファイト層を含む。

別の実施形態によれば、熱拡散層が銅層を含む。

別の実施形態によれば、熱拡散層が、この熱拡散層をバックライト構造に取り付ける接着剤を含み、この接着剤は、熱拡散層の少なくとも一部とバックライト構造との間に未接着領域を形成するようにパターン化される。

別の実施形態によれば、バックライト構造が、導光板及び反射体を含み、接着剤は、反射体が熱拡散層と導光板の間に配置されるように熱拡散層をバックライト構造に取り付ける。

別の実施形態によれば、ディスプレイが、導光板に光を供給するための発光ダイオードと、この発光ダイオードが取り付けられたフレキシブルプリント回路とを含む。

別の実施形態によれば、ディスプレイが、フレキシブルプリント回路と反射体とに取り付けられた遮光テープを含む。

別の実施形態によれば、遮光テープが、熱拡散構造とフレキシブルプリント回路の間に配置される。

別の実施形態によれば、接着剤が、Ｃ字形の接着剤ストリップ、接着パッチのアレイ、十字形の接着剤領域及び平行な接着剤ストリップから成る群から選択された接着剤を含む。

ある実施形態によれば、金属中間プレート部材を含むハウジングと、液晶材料層を含むディスプレイ層と、このディスプレイ層を通過するバックライトを供給するためのバックライト構造と、このバックライト構造に取り付けられ、金属中間プレート部材から空隙によって隔てられた熱拡散層とを備えた電子デバイスが提供される。

別の実施形態によれば、熱拡散層が、少なくとも１つの高分子層と、この高分子層上のグラファイト層と、熱拡散層をバックライト構造に取り付けるための接着剤とを含む。

別の実施形態によれば、バックライト構造が、フレキシブルプリント回路上の発光ダイオードと、反射体とを含む。

別の実施形態によれば、接着剤が、バックライト構造の少なくとも１つの端部に沿って延びる、熱拡散層とバックライト構造の間に未接着領域を作成するストリップを形成する。

別の実施形態によれば、バックライト構造が、シャーシと、発光ダイオードからの光を受け取る導光板とを含み、この導光板及び反射体はシャーシに取り付けられる。

別の実施形態によれば、接着剤の少なくとも一部がシャーシに取り付けられる。

ある実施形態によれば、電子デバイス内で熱を供給される可撓性構造と、接着剤を有する熱拡散層とを備えた装置であって、接着剤が、可撓性構造と熱拡散層の間に接着剤を含まない少なくとも１つの未接着領域が存在するように可撓性構造に熱拡散層を取り付けるようパターン化された装置が提供される。

別の実施形態によれば、可撓性構造が、有機発光ダイオードディスプレイを含む。

別の実施形態によれば、熱拡散層がグラファイト層を含む。

別の実施形態によれば、可撓性構造が、バックライトユニット内のフレキシブルプリント回路を含み、バックライトユニットは、フレキシブルプリント回路上の発光ダイオードと、導光板と、反射体とを含み、装置は、フレキシブルプリント回路と反射体とに取り付けられた遮光テープをさらに含む。

別の実施形態によれば、接着剤が、フレキシブルプリント回路が熱拡散層に重なり合うように熱拡散層をバックライトユニットに取り付け、装置は、熱拡散層から空隙によって隔てられたステンレス鋼板をさらに含む。

上述の内容はほんの例示にすぎず、当業者であれば、説明した実施形態の範囲及び思想から逸脱することなく様々な修正を行うことができる。上述の実施形態は、個別に又はあらゆる組み合わせで実現することができる。

Claims (20)

1. 液晶材料の層を含むディスプレイ層と、
   前記ディスプレイ層を通過するバックライトを供給するためのバックライト構造と、
   前記バックライト構造に取り付けられた熱拡散層と、
   を備えることを特徴とするディスプレイ。
2. 前記熱拡散層は、グラファイト層を含む、
   ことを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ。
3. 前記熱拡散層は、銅層を含む、
   ことを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ。
4. 前記熱拡散層は、前記バックライト構造に該熱拡散層を付ける接着剤を含み、該接着剤は、前記熱拡散層の少なくとも一部と前記バックライト構造との間に未接着領域を形成するようにパターン化される、
   ことを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ。
5. 前記バックライト構造は、導光板及び反射体を含み、前記接着剤は、前記反射体が前記熱拡散層と前記導光板の間に配置されるように前記バックライト構造に前記熱拡散層を付ける、
   ことを特徴とする請求項４に記載のディスプレイ。
6. 前記導光板に光を供給するための発光ダイオードと、
   前記発光ダイオードが取り付けられたフレキシブルプリント回路と、
   をさらに備えることを特徴とする請求項５に記載のディスプレイ。
7. 前記フレキシブルプリント回路と前記反射体とに付けられた遮光テープをさらに備える、
   ことを特徴とする請求項６に記載のディスプレイ。
8. 前記遮光テープは、前記熱拡散構造と前記フレキシブルプリント回路の間に配置される、
   ことを特徴とする請求項７に記載のディスプレイ。
9. 前記接着剤は、Ｃ字形の接着剤ストリップ、接着パッチのアレイ、十字形の接着剤領域及び平行な接着剤ストリップから成る群から選択された接着剤を含む、
   ことを特徴とする請求項８に記載のディスプレイ。
10. 金属中間プレート部材を含むハウジングと、
    液晶材料層を含むディスプレイ層と、
    前記ディスプレイ層を通過するバックライトを供給するためのバックライト構造と、
    前記バックライト構造に付けられ、前記金属中間プレート部材から空隙によって隔てられた熱拡散層と、
    を備えることを特徴とする電子デバイス。
11. 前記熱拡散層は、
    少なくとも１つの高分子層と、
    前記高分子層上のグラファイト層と、
    前記バックライト構造に前記熱拡散層を付けるための接着剤と、
    を含むことを特徴とする請求項１０に記載の電子デバイス。
12. 前記バックライト構造は、
    フレキシブルプリント回路上の発光ダイオードと、
    反射体と、
    を含むことを特徴とする請求項１１に記載の電子デバイス。
13. 前記接着剤は、前記バックライト構造の少なくとも１つの縁部に沿って延びる、前記熱拡散層と前記バックライト構造の間に未接着領域を作成するストリップを形成する、
    ことを特徴とする請求項１２に記載の電子デバイス。
14. 前記バックライト構造は、シャーシと、前記発光ダイオードからの光を受け取る導光板とを含み、前記導光板及び前記反射体は、前記シャーシに取り付けられる、
    ことを特徴とする請求項１３に記載の電子デバイス。
15. 前記接着剤の少なくとも一部は、前記シャーシに付けられる、
    ことを特徴とする請求項１４に記載の電子デバイス。
16. 電子デバイス内で熱を供給される可撓性構造と、
    接着剤を有する熱拡散層と、
    を備えた装置であって、前記接着剤は、前記可撓性構造と前記熱拡散層の間に接着剤を含まない少なくとも１つの未接着領域が存在するように前記可撓性構造に前記熱拡散層を取り付けるようパターン化される、
    ことを特徴とする装置。
17. 前記可撓性構造は、有機発光ダイオードディスプレイを含む、
    ことを特徴とする請求項１６に記載の装置。
18. 前記熱拡散層は、グラファイト層を含む、
    ことを特徴とする請求項１７に記載の装置。
19. 前記可撓性構造は、バックライトユニット内のフレキシブルプリント回路を含み、前記バックライトユニットは、前記フレキシブルプリント回路上の発光ダイオードと、導光板と、反射体とを含み、前記装置は、前記フレキシブルプリント回路と前記反射体とに付けられた遮光テープをさらに備える、
    ことを特徴とする請求項１６に記載の装置。
20. 前記接着剤は、前記フレキシブルプリント回路が前記熱拡散層に重なり合うように前記バックライトユニットに前記熱拡散層を付け、前記装置は、前記熱拡散層から空隙によって隔てられたステンレス鋼板をさらに備える、
    ことを特徴とする請求項１９に記載の装置。

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