CN102227589A - 导光板的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种导光板的制造方法，即使是用于信息显示面板等的比较大型的导光板，也可以对应少量多品种生产中的任意形状或者与适于形状的光学特性，并且可以大幅度缩短制造周期。本发明的导光板的制造方法是用以从导光板用基板的侧面入射光而从主面使该光导出的导光板的制造方法，其特征在于，在超声波加工用压模的矩形形状的前端面上使加工点排列成矩阵状，使所述超声波加工用压模的所述前端面冲压所述导光板用基板的一个主面，以在所述导光板用基板的一个主面上形成反映所述前端面的所述加工点的反射点，使所述超声波加工用压模相对于所述导光板用基板在所述主面的面内相对地移动，重复所述反射点的形成，以在所述导光板用基板的一个主面的特定范围内形成所述反射点。

Description

导光板的制造方法

技术领域

本发明涉及一种在制造少量多品种的比较大型的导光板时、可应用使用超声波复式压模(multihorn)的灵活点加工的两面发光用导光板的制造方法。

背景技术

以往，在使用LED灯形成面光源的导光板中，关于大图像电视接收机中内置使用的导光板，例如，存在一种设置有倒楔型反射点的导光板，该倒楔型反射点的剖面形状形成为朝向从光源出射的光束的前进方向变宽的形状(例如，参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-305713号

发明内容

技术问题

但是，该构造存在如下问题，即，难以适应少量多品种的生产中的任意形状及与形状相应的光学特性，并且制造周期长。

因此，鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种即使是用于信息显示面板等的比较大型的导光板、也可以适应少量多品种生产中的任意形状及与形状相应的光学特性、并且可以大幅度缩短制造周期的导光板的制造方法。

技术手段

为解决上述问题，根据本发明的导光板的制造方法是一种用以从导光板用基板的侧面入射光并从主面导出该光的导光板的制造方法，其特征在于，在超声波加工用压模的矩形形状的前端面上使加工点排列为矩阵状，使所述超声波加工用压模的所述前端面冲压所述导光板用基板的一个主面，在所述导光板用基板的一个主面上形成反映所述前端面的所述加工点的反射点，使所述超声波加工用压模相对于所述导光板用基板在所述主面的面内相对地移动，重复所述反射点的形成，以在所述导光板用基板的一个主面的特定范围内形成所述反射点。

发明效果

根据本发明的导光板的制造方法，即使是用于信息显示面板等的比较大型的导光板，也可以适应少量多品种生产中的任意形状及与形状相应的光学特性，并且可以大幅度缩短制造周期。

附图说明

图1是示出本发明第一实施方式的导光板的示图，(a)是示出导光板的表面部分的示图，(b)是示出导光板的侧面部分的示图，(c)是示出导光板的背面部分的示图；

图2是示出本发明第一实施方式的导光板的表面部分的一部分的示图；

图3是示出用于形成本发明第一实施方式的导光板中所设置的凹痕图案的模压加工用的加工工具的示图，(a)是示出加工工具的支撑部的示图，(b)是示出加工工具的超声波加工部的示图；

图4是示出用于形成本发明第一实施方式的导光板中所设置的凹痕图案的模压加工用的加工工具的斜视图；

图5是示出形成本发明第一实施方式的导光板中所设置的凹痕图案的模压加工的状态的示图，(a)至(e)是按顺序示出在进行模压加工前测定加工件的加工开始基准高度，接着根据该加工开始基准高度相对于加工件进行模压加工的状态的示图；

图6是示出本发明第一实施方式的导光板的侧面部分的示图，(a)是示出加工件中无弯曲、厚度不均匀的情况下的导光板的侧面部分的示图，(b)是示出加工件中有弯曲或厚度不均匀的情况下的导光板的侧面部分的示图；

图7是示出以往导光板的制造过程中在加工件上有弯曲或厚度不均匀的情况下的导光板的侧面部分的示图；

图8是示出形成在本发明第一实施方式的导光板的表面部分上的表面部分凹痕图案与形成在背面部分上的背面部分凹痕图案的透射状态的示图；

图9是示出本发明第二实施方式的表面部分凹痕图案与背面部分凹痕图案的深度各自不同的导光板的侧面部分的示图；

图10是示出本发明第二实施方式的表面部分凹痕图案与背面部分凹痕图案的深度各自不同的导光板的侧面部分的示图；

图11是示出本发明第三实施方式的表面部分凹痕图案与背面部分凹痕图案的深度各自不同的导光板以及与该导光板接合的反射带的侧面部分的示图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的导光板的制造方法的优选实施方式进行说明。并且，本发明的导光板的制造方法并不限于以下描述，可在不脱离本发明要旨的范围内进行适当变更。

(第一实施方式)

首先，对通过本发明的导光板的制造方法所制造的导光板的构造进行说明，其次，对导光板的加工工具以及加工装置进行说明，再次，对导光板的制造方法进行说明，最后，对根据本发明的导光板的制造方法制造的导光板的光学样式进行说明。

首先，参照图1以及图2对根据本发明的导光板10的制造方法制造的导光板10的构造进行说明。

此外，图1是示出导光板10的示图，进一步说，图1(a)是示出导光板10的表面部分10A的示图，同样地图1(b)是示出导光板10的侧面部分10C的示图，同样地图1(c)是示出导光板10的背面部分10D的示图。另外，图2是示出扩大导光板10的表面部分10A的一部分的示图。

导光板10例如由甲基丙烯酸(methacryl)树脂(Polymethyl methacrylate)板制成，由形成有多个凹痕图案的特定大小的板状部构成。具体而言，该板状部的大小例如为100mm×100mm至与BO版尺寸相当的1450mm×1030mm的长方形状，对应于4mm至12mm的厚度。此处，如图1所示，在导光板10的表面部分10A上形成有表面部分凹痕图案10B，在导光板10的背面部分10D上形成有背面部分凹痕图案10E。另外，该凹痕图案例如由长径为0.6mm并且深度为0.4mm的四角锥形状痕形成，作为节距图案，例如由以1.2、1.5、2.0以及8.0mm的节距等构成的矩阵状的成形痕形成。

接着，对导光板10的加工工具以及加工装置进行说明。具体而言，参照图3以及图4对用于形成设置在导光板10上的凹痕图案的加工工具20以及超声波加工装置30进行说明。

此外，图3是示出用于形成设置在导光板10上的凹痕图案的模压加工用的加工工具20的示图，进一步说，图3(a)是示出加工工具20的支撑部20B的示图，同样地图3(b)是示出加工工具20的超声波加工部20A的示图；另外，图4是示出用于形成设置在导光板10中的凹痕图案的模压加工用的超声波加工装置30的立体图。

加工工具20是超声波加工用压模，由加工点在超声波加工用压模的矩形形状的前端面上排列成矩阵状的超声波加工部20A以及支撑该超声波加工部20A的支撑部20B构成。另外，在超声波加工部20A中，各加工点形成四角锥形状。此外，图2(b)中，作为实例，记载了使加工点排列成四行四列的矩阵状的超声波加工部20A。

超声波加工装置30是由机台31、作业台32、移动机构33、真空泵34以及超声波发生器35等构成的。此外，在超声波加工装置30中，例如，可以使用由与本发明相同的申请人申请的实用新型第3140292号记载的超声波加工装置。在这样的超声波加工装置30中，通过安装加工工具20的支撑部20B，在加工工具20的超声波加工部20A上施加超声波振动，从而在加工件5的表面或者背面，或者在这两面上形成凹痕图案以制造导光板10。

具体而言，在超声波加工装置30中，通过使加工工具20的超声波加工部20A冲压在加工件5的一个主面上，在加工件5的一个主面上形成反映设置在超声波加工部20A上的加工点的反射点。此外，通过使加工工具20相对于加工件5相对移动，重复反射点的形成，在加工件5的一个主面的特定范围内形成反射点。另外，以加工点的四角锥形状的棱线的延长方向中的至少一个方向与从通过对加工件5进行加工而形成的导光板10的侧面入射的光的入射方向实质上大致平行的方式，使加工工具20的超声波加工部20A冲压在加工件5的一个主面上。此外，稍后参照图5说明在考虑加工件5的形状误差的情况下的更具体的凹痕图案形成方法。

接着，对导光板10的制造方法进行说明。具体而言，参照图5详细说明在考虑加工件5的形状误差的情况下、设置在导光板10上的凹痕图案的形成。

此外，图5是示出形成设置在导光板上的凹痕图案的模压加工状态的示图，进一步说，图5(a)至(e)是按顺序示出在进行模压加工前测定加工件5的加工开始基准高度、接着根据该加工开始基准高度对加工件5进行模压加工的状态的示图。

如图5(a)所示，通过使配设在超声波加工装置30的测定部(未图示)上的可动式探头D接触加工件5的表面来检测加工件5的表面的加工开始基准高度H1。另外，该加工件5例如使用特定形状的透明甲基丙烯酸树脂。此外，探头D并不限于机械式构造，例如也可以是从超声波加工装置30的测定部(未图示)照射测定光并且接收从加工件5的表面反射的光的构造。

同样，如图5(b)所示，使安装在超声波加工装置30上的加工工具20移动到检出了加工开始基准高度H1的表面部分10A的上方的位置后，将该加工开始基准高度H1作为基准，对设置在加工工具20的前端的超声波加工部20A施加超声波振动，使超声波加工部20A从表面部分10A的加工开始基准高度H1下降至特定的深度。另外，通过配设在超声波加工装置30的测定部上的可动式探头D，检测作为下一次超声波加工区域的加工件5的表面的加工开始基准高度H2。

同样地，如图5(c)所示，使安装在超声波加工装置30上的加工工具20移动到检出了加工开始基准高度H2的表面部分10A的上方的位置后，将该加工开始基准高度H2作为基准，对设置在加工工具20的前端的超声波加工部20A施加超声波振动，使超声波加工部20A从表面部分10A的加工开始基准高度H2下降至特定的深度。另外，通过配设在超声波加工装置30的测定部上的可动式探头D，检测作为下一次超声波加工区域的加工件5的表面的加工开始基准高度H3。

同样地，如图5(d)所示，使安装在超声波加工装置30上的加工工具20移动到检出了加工开始基准高度H3的表面部分10A的上方的位置后，将该加工开始基准高度H3作为基准，对设置在加工工具20的前端的超声波加工部20A施加超声波振动，使超声波加工部20A从表面部分10A的加工开始基准高度H3下降至特定的深度。另外，通过配设在超声波加工装置30的测定部上的可动式探头D，检测作为下一次超声波加工区域的加工件5的表面的加工开始基准高度H4。

进一步地，如图5(e)所示，使安装在超声波加工装置30上的加工工具20移动到检出了加工开始基准高度H4的表面部分10A的上方的位置后，将该加工开始基准高度H4作为基准，对设置在加工工具20的前端的超声波加工部20A施加超声波振动，使超声波加工部20A从表面部分10A的加工开始基准高度H4下降至特定的深度。

下面，参照图6以及图7，具体说明设置在上述导光板10上的凹痕图案的形成的效果。

此外，图6是示出本发明的导光板10的侧面部分10C的示图，进一步说，图6(a)是示出加工件5中无弯曲、厚度不均匀的情况下的导光板10的侧面部分10C的示图，同样地，图6(b)是示出加工件5中有弯曲或厚度不均匀的情况下的导光板10的侧面部分10C示图。另外，图7是示出以往的导光板40的制造中在加工件5上有弯曲或厚度不均匀的情况下的导光板40的侧面部分40A的示图。

如图6(a)所示，在加工件5中无弯曲、厚度不均匀的情况下，即使没有检测每次加工时表面部分10A的加工开始基准高度，也可以与导光板10的表面部分10A的位置无关地对表面部分10A形成一定深度的表面部分凹痕图案10B。同样地，也可以与导光板10的背面部分10D的位置无关地对背面部分10D形成一定深度的背面部分凹痕图案10E。

但是，如图6(b)所示，在加工件5中有弯曲或厚度不均匀的情况下，如果没有在每次加工时检测表面部分10A的加工开始基准高度，就不能对表面部分10A形成一定深度的表面部分凹痕图案10B。同样地，如果没有在每次加工时检测背面部分10D的加工开始基准高度，就不能对背面部分10D形成一定深度的背面部分凹痕图案10E。

此处，对于作为导光板10用的基板的加工件5，例如使用树脂板，具体而言使用甲基丙烯酸树脂板。甲基丙烯酸树脂板由挤出制造方法制造，因此甲基丙烯酸树脂板的厚度的个体差异以基准值为厚度8mm的板计算约±1mm。另外，即使是在一片甲基丙烯酸树脂板上，厚度不均的程度也较大，具体而言，最大厚度与最小厚度的差约为0.4mm。此外，甲基丙烯酸树脂板有时会由于吸收水分而翘曲变形。如上所述，甲基丙烯酸树脂板由于厚度的个体差异、厚度不均以及翘曲引起的厚度成分的误差较大。另一方面，将在导光板10的表面部分10A上形成的表面部分凹痕图案10B的深度以及在导光板10的背面部分10D上形成的背面部分凹痕图案10E的深度分别设定在0.3mm至0.5mm的情况较多。

因此，在作为导光板10用的基板的加工件5的甲基丙烯酸树脂板的加工中，进行加工必须在通过安装在超声波加工装置30的测定部上的可动式探头D检测后，将该加工开始基准高度作为基准，对设置在加工工具20前端的超声波加工部20A施加超声波振动的同时，使超声波加工部20A从甲基丙烯酸树脂板的表面下降至特定的深度。

此外，在没有检测甲基丙烯酸树脂板的表面的加工开始基准高度的情况下，与如图7所示的以往的导光板40一样，无法在导光板40的表面部分40A中形成一定深度的表面部分凹痕图案40B。同样地，无法在导光板40的背面部分40D中形成一定深度的背面部分凹痕图案40E。

接着，对根据导光板10的制造方法制造的导光板10的光学样式进行说明。具体而言，参照图8具体说明在导光板10的两面上形成的凹痕图案的光学样式。此外，图8是示出形成在导光板10的表面部分10A上的表面部分凹痕图案10B与形成在背面部分10D上的背面部分凹痕图案10E的透射状态的示图。

多个形成在导光板10的表面部分10A上的表面部分凹痕图案10B与形成在背面部分10D上的背面部分凹痕图案10E分别以节距P1形成矩阵状。另外，从如图8所示的水平方向X对表面部分凹痕图案10B以及背面部分凹痕图案10E照射有LED光的入射光L1。同样地，从如图8所示的垂直方向Y对表面部分凹痕图案10B以及背面部分凹痕图案10E照射有LED光的入射光L2。如果如上所述对导光板10照射LED光的入射光L1以及L2，那么在表面部分凹痕图案10B以及背面部分凹痕图案10E的各凹痕图案中会产生扩散光。因此，通过由导光板10的表面部分10A以及背面部分10D的每一个中的多个凹痕图案所产生的扩散光，能够构成作为两面发光的面光源的导光板10。

以上，根据第一实施方式的导光板10的制造方法，可以通过使加工工具20的超声波加工部20A冲压加工件5的一个主面，来对加工件5的一个主面一次形成反映矩阵状的加工点的多个反射点。如上所述，通过设置有矩阵状的加工点的超声波加工部20A，在制造少量多品种的比较大型的导光板时，可以应用使用超声波复式压模的灵活的点加工，并且可以大幅缩短制造周期。具体而言，在导光板10的制造方法中，如果根据将加工点设置成四行四列的矩阵状的超声波加工部20A，与在超声波加工部20A上仅设置一个加工点的情况相比，则可以使制造周期缩短为1/16。

(第二实施方式)

接着，参照图9以及图10说明第二实施方式的导光板50以及导光板60的构造。此外，图9是示出使表面部分凹痕图案50B与背面部分凹痕图案50E的深度各自不同的导光板50的侧面部分50C的示图。同样地，图10是示出使表面部分凹痕图案60B与背面部分凹痕图案60E的深度各自不同的导光板60的侧面部分60C的示图。

此外，与第一实施方式的导光板10上形成的大致均匀深度的表面部分凹痕图案10B以及背面部分凹痕图案10E不同，第二实施方式的导光板50以及导光板60具有表面部分以及背面部分的凹痕图案的深度逐步不同的特征。此外，导光板50以及导光板60的其余的构造与第一实施方式中所描述的导光板10的构造相同。因此，在第二实施方式的导光板50以及导光板60中，对与第一实施方式的导光板10不同的凹痕图案的深度的构造以及效果等进行具体地说明。

首先，在图9所示的导光板50中，分别以逐步变深的方式形成表面部分50A的表面部分凹痕图案50B的深度以及背面部分50D的背面部分凹痕图案50E的深度。具体而言，以从侧面部分50C来观察时、与图9左侧的表面以及背面的凹痕图案的深度相比较、图9右侧的表面以及背面的凹痕图案逐步变深的方式形成凹痕图案。因此，如果从侧面部分50C的图9左侧照射LED光的入射光L3，则由于从光学特性来看越靠近光源，光密度越高，而越远离光源，光密度越低，所以通过使从图9左侧的凹痕图案的反射面积由小到大变化，来使扩散光的产生均匀化。另外，如果从侧面部分50C的图9右侧照射LED光的入射光L4，由上述情况可知，由于使从图9右侧的凹痕图案的反射面积由大变小变化，扩散光的产生会在右侧变多左侧变少从而变成不均匀化。即，该凹痕图案加工方法是在使用单侧光源时有效的加工方法。

接着，在如图10所示的导光板60中，以每次向导光板的中央部前进则相对变深(即，导光板60的两端面侧处较浅，而中央部分处较深)的方式，形成表面部分60A的表面部分凹痕图案60B的深度与背面部分60D的背面部分凹痕图案60E的深度。因此，如果从侧面部分60C的图10左侧照射LED光的入射光L5，则由于从图10的左侧至右侧，从光学特性来看越靠近光源，光密度越高，而越远离光源，光密度越低，所以对于图10左侧的凹痕图案的扩散光，通过使到图10中央部的凹痕图案的反射面积由小到大变化，扩散光的产生均匀化。同样地，如果从侧面部分60C的图10右侧照射LED光的入射光L6，则由于从图10的右侧至左侧，从光学特性来看越靠近光源，光密度越高，而越远离光源，光密度越低，所以对于图10右侧的凹痕图案的扩散光，通过使到图10中央部的右侧的凹痕图案的反射面积由小到大变化，扩散光的产生均匀化。因此，整体的扩散光的产生被均匀化。即，此凹痕图案加工方法是在两侧使用光源时有效的加工方法。

如上所述，根据第二实施方式的导光板50以及导光板60的制造方法，通过加工工具20的超声波加工部20A逐步深或浅地冲压加工件5的一个主面，可对加工件5的一个主面形成多个具有任意深度的反射点。根据如上所述的导光板50以及导光板60的制造方法，可产生对应于必要的发光面尺寸的扩散光，并且可以最优化适合于任意样式的导光板的制造。

(第三实施方式)

接着，参照图11对第三实施方式的导光板70的构造进行说明。

此外，图11是示出使表面部分凹痕图案70B与背面部分凹痕图案70E的深度各自不同的导光板70以及与该导光板70接合的反射带71的侧面部分的示图。

此外，与第一实施方式的导光板10上形成的大致均匀深度的表面部分凹痕图案10B以及背面部分凹痕图案10E不同，第三实施方式的导光板70具有表面部分以及背面部分的凹痕图案的深度逐步不同、并且在导光板70的侧面部分的单侧接合反射带71的特征。此外，导光板70的其余的构造与第一实施方式中所描述的导光板10的构造相同。因此，在第三实施方式的导光板70中，对与第一实施方式不同的凹痕图案的深度的构造以及效果等进行具体地说明。

关于导光板70的构造，从图11左侧的侧面部分70C’向右侧的侧面部分70C”，分别以逐步变深的方式形成表面部分70A的表面部分凹痕图案70B的深度以及背面部分70D的背面部分凹痕图案70E的深度。但是在图11右端的侧面部分70C”处，以相对变浅的方式形成表面部分70A的表面部分凹痕图案70B的深度以及背面部分70D的背面部分凹痕图案70E的深度。具体而言，例如在图11所示的表面部分70A的表面部分凹痕图案70B中，凹痕图案的深度存在凹痕图案T1最浅、凹痕图案T5最深、并且凹痕图案T1＜T2＜T3＜T4＜T5的关系。

关于导光板70的光学特性的效果，如果从图11左侧的侧面部分70C’照射LED光的入射光L7，则由于从光学特性来看越靠近光源，光密度越高，而越远离光源，光密度越低，所以通过使从图11左侧的凹痕图案的反射面积由小到大变化，在表面部分70A以及背面部分70D中，扩散光的产生均匀化。因此，通过与导光板70的侧面部分70C”接合的反射带71，LED光的入射光L7产生在侧面部分70C”处反射的反射光L8。该反射光L8由于会通过凹痕图案变换为扩散光，因此LED光变换为扩散光的比例增加。如上所述的反射光L8会对侧面部分70C”附近的凹痕图案中的扩散光施加影响。因此，侧面部分70C”处，以相对变浅的方式形成表面部分70A的表面部分凹痕图案70B的深度以及背面部分70D的背面部分凹痕图案70E的深度。

如上所述，根据第三实施方式的导光板70的制造方法，通过加工工具20的超声波加工部20A以逐步深或浅的方式冲压加工件5的一个主面，对加工件5的一个主面形成多个具有任意深度的反射点。根据如上所述的导光板70的制造方法，即使在导光板70的侧面部分中的单侧上接合有反射带71的构造中，也可产生对应于必要的发光面尺寸的均匀扩散光，并且可最优化适合于任意样式的导光板的制造。

标号说明

5   加工件            10    导光板

10A 表面部分          10B   表面部分凹痕图案

10C 侧面部分          10D   背面部分

10E 背面部分凹痕图案  20    加工工具

20A 超声波加工部      20B   支撑部

30  超声波加工装置    31    机台

32  作业台            33    移动机构

34  真空泵            35    超声波发生器

40  导光板            40A   表面部分

40B 表面部分凹痕图案  40C   侧面部分

40D   背面部分           40E  背面部分凹痕图案

50    导光板             50A  表面部分

50B   表面部分凹痕图案   50C  侧面部分

50D   背面部分           50E  背面部分凹痕图案

60    导光板             60A  表面部分

60B   表面部分凹痕图案   60C  侧面部分

60D   背面部分           60E  背面部分凹痕图案

70    导光板             70A  表面部分

70B   表面部分凹痕图案   70C’、70C”侧面部分

70D   背面部分           70E  背面部分凹痕图案

71    反射带             D    探头

H1、H2、H3、H4  加工开始基准高度

P1    节距

L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7  入射光

L8    反射光

T1、T2、T3、T4、T5  凹痕图案

Claims (9)

1.一种导光板的制造方法，是用以从导光板用基板的侧面入射光并从主面导出所述光的导光板的制造方法，其特征在于，

在超声波加工用压模的矩形形状的前端面上使加工点排列为矩阵状，

使所述超声波加工用压模的所述前端面冲压所述导光板用基板的一个主面，在所述导光板用基板的一个主面上形成反映所述前端面的所述加工点的反射点，

使所述超声波加工用压模相对于所述导光板用基板在所述主面的面内相对地移动，重复所述反射点的形成，以在所述导光板用基板的一个主面的特定范围内形成所述反射点。

2.根据权利要求1所述的导光板的制造方法，其中，

所述制造点为四角锥形。

3.根据权利要求1所述的导光板的制造方法，其中，

所述制造点的四角锥形的棱线的延长方向中的至少一个方向与从所述导光板用基板的侧面入射的光的入射方向实质上大致平行。

4.根据权利要求1所述的导光板的制造方法，其中，

在通过所述超声波制造用压模形成反映所述加工点的反射点之后，所述超声波加工用压模相对于所述导光板用基板相对地移动相当于所述前端面的范围的量，以再次通过所述超声波加工用压模形成反映所述加工点的反射点。

5.根据权利要求1所述的导光板的制造方法，其中，

所述导光板用基板相对于所述主面的面内方向被载置于固定台面上。

6.根据权利要求1所述的导光板的制造方法，其中，

所述导光板用基板是由透明树脂制成的平板。

7.根据权利要求1所述的导光板的制造方法，其中，

所述导光板用基板是由透明树脂制成的弯曲板。

8.根据权利要求1所述的导光板的制造方法，其中，

所述反射点形成在所述导光板用基板相对的两主面中的一个或者两个上。

9.根据权利要求1所述的导光板的制造方法，其中，

所述反射点在所述导光板用基板相对的两主面中的一个或者两个上被形成为所述反射点的深度逐步不同。

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