CN114133841A - 超黑涂料、led显示屏及led显示屏的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种超黑涂料、LED显示屏及LED显示屏的制备方法,超黑涂料包括以下质量百分含量的组分:基体树脂40%~60%、碳黑2%~10%、消光粉1%~5%、稀释剂30%~50%。本申请提供的超黑涂料,碳黑、消光粉、稀释剂混合于基体树脂中,使超黑涂料具有成膜性,碳黑和消光粉的配合使用对照射至涂料膜上的可见光具有吸光和改变光的反射方向的作用,并可通过调节碳黑和消光粉在超黑涂料中的含量比例来调节吸收的光量和膜的透光率,使超黑涂料成膜后既有消光性又可调至合适的透光率,稀释剂可调节超黑涂料的粘度,使超黑涂料适于成膜工序的操作。

Description

超黑涂料、LED显示屏及LED显示屏的制备方法
技术领域
本申请属于显示屏用材料技术领域,更具体地说,是涉及一种超黑涂料、LED显示屏及LED显示屏的制备方法。
背景技术
对比度是LED显示屏显示效果非常关键的指标,一般来说对比度越大,图像越清晰醒目,色彩也越鲜明艳丽,显示效果越好;而对比度小,则会让整个画面都灰蒙蒙的,影响显示效果。目前行业提高对比度的方法为提高LED显示屏白屏亮度,然而亮度的无限提高会带来LED显示屏温度升高、耗电量的增加、寿命降低等风险。
目前LED显示屏的一种封装方式是利用COB(Chip on Board)技术,将R、G、B三色倒装芯片键合在PCB板1上,PCB板1表面具有焊盘、焊锡点2以及晶片3,然后在表面模压一层封装层4,形成灯板,如图1所示。当有可见光5照射至LED显示屏灯板上时,会透过表面封装层4直射至PCB板1表面的焊盘、焊锡点2以及晶片3上,大量的可见光5被镜面反射或接近镜面反射形成反射光6反射出去。便会使LED显示屏的黑屏亮度增加,从而导致LED显示屏的对比度降低,墨色一致性也会变得变差。
因此,急需要发明一种减少在LED显示屏黑屏中的晶片反光和焊盘反光,以及增加显示屏灯板表面的黑度来提高LED显示屏对比度的方法。
发明内容
基于此,本申请提供一种超黑涂料,以解决现有技术中存在的LED显示屏对比度低的技术问题。
本申请还提供了一种LED显示屏,该LED显示屏的对比度黑屏亮度低,对比度相对于现有LED显示屏的对比度大大提高。
本申请还提供了一种LED显示屏的制备方法,制备方法简单,可制备对比度高的LED显示屏。
一种超黑涂料,包括以下质量百分含量的组分:基体树脂40%~60%、碳黑2%~10%、消光粉1%~5%、稀释剂30%~50%。
可选地,基体树脂为有机硅改性环氧树脂、丙烯酸改性环氧树脂、聚氨酯改性环氧树脂、聚醚改性环氧树脂、二聚酸改性环氧树脂、橡胶改性环氧树脂中一种或两种以上。
可选地,碳黑为炭黑、石墨烯、碳微球、碳粉、碳纳米管、碳纤维、碳壳、碳膜中的一种或两种以上。
可选地,消光粉为金属皂类消光剂、无机类消光剂、消光树脂中的一种或两种以上。
可选地,金属皂类消光剂包括硬脂酸铝、硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸镁中的一种或两种以上;无机类消光剂包括凝胶法二氧化硅、沉淀法二氧化硅和气相法二氧化硅中的一种或两种以上;消光树脂为聚丙烯酸酯树脂和/或聚氨酯消光树脂。
可选地,稀释剂包括反应性稀释剂和非反应性稀释剂中一种或两种以上。
可选地,反应性稀释剂包括聚丙二醇二缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚、1,6-已二醇二缩水甘油醚和邻甲苯基缩水甘油醚中的一种或两种以上;
非反应性稀释剂包括丙酮、乙酸乙酯、乙醇、甲苯、二甲基甲酰胺、多元醇、苯甲醇中的一种或两种以上。
可选地,超黑涂料的固含量≤30%,粘度为5~20Pa.s。
一种LED显示屏,包括灯板,灯板设有显示面,在显示面涂设有超黑涂层,超黑涂层由上述任一项所述的超黑涂料形成。
可选地,超黑涂层的厚度为2~20μm;和/或,超黑涂层的光透光率为20%~80%。
一种LED显示屏的制备方法,包括以下步骤:
提供待加工LED显示屏的灯板,灯板设有显示面,将超黑涂料喷涂于显示面,干燥,形成超黑涂层。
可选地,喷涂的速度为200~800mm/s、喷涂间隙1~8mm、雾化气压12~45KPa、喷涂高度8~20mm。
1、本申请提供的超黑涂料,碳黑、消光粉、稀释剂混合于基体树脂中,使超黑涂料具有成膜性,碳黑和消光粉的配合使用对照射至涂料膜上的可见光具有吸光和改变光的反射方向的作用,并可通过调节碳黑和消光粉在超黑涂料中的含量比例来调节吸收的光量和膜的透光率,使超黑涂料成膜后既有消光性又可调至合适的透光率,稀释剂可调节超黑涂料的粘度,使超黑涂料适于成膜工序的操作;
2、本申请提供的LED显示屏,超黑涂料应用于LED显示屏时,形成超黑涂层,该超黑涂层对可见光有吸收阻挡作用,可减少透过封装层的可见光,同时对焊盘、锡点和晶片的反射光也有吸收阻挡的作用,从而降低反射至人肉眼的可见光,降低显示屏的黑屏亮度,可有效降低显示屏的黑屏亮度和提高对比度,提高了显示效果;并且通过调节碳黑和消光粉的含量比例以及超黑涂层的厚度可调节显示屏的黑屏亮度、白屏亮度和对比度以达到合适的应用参数,保证显示屏显示效果的同时,降低了发热和能耗,延长了显示屏的使用寿命;
3、本申请提供的LED显示屏的制备方法,超黑涂料应用于LED显示屏时,可通过喷涂的方式使超黑涂料在LED显示屏灯板的显示面形成超黑涂层,操作简单,成膜效果良好,具有很好的工业应用前景。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明,附图中:
图1为现有的LED显示屏灯板的结构示意图;
图2为本申请实施例LED显示屏的灯板的结构示意图;
图3为本申请实施例1的具有超黑涂层的灯板组装成的LED显示屏的示意图。
具体实施方式
为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
第一方面,本申请实施例的一种超黑涂料,该超黑涂料包括以下质量百分含量的组分:基体树脂40%~60%、碳黑2%~10%、消光粉1%~5%、稀释剂30%~50%。
本申请实施例提供的超黑涂料,碳黑、消光粉、稀释剂混合于基体树脂中,使超黑涂料具有成膜性,碳黑和消光粉的配合使用对照射至涂料膜上的可见光具有吸光和改变光的反射方向的作用,并可通过调节碳黑和消光粉在超黑涂料中的含量比例来调节吸收的光量和膜的透光率,使超黑涂料成膜后既有吸光性又可调至合适的透光率,稀释剂可调节超黑涂料的粘度,使超黑涂料适于成膜工序的操作。
实施例中,基体树脂包括有机硅改性环氧树脂、丙烯酸改性环氧树脂、聚氨酯改性环氧树脂、聚醚改性环氧树脂、二聚酸改性环氧树脂、橡胶改性环氧树脂中一种或两种以上,该些改性环氧树脂的韧性较佳,有助于提高超黑涂料的成膜性,以及成膜后涂层的韧性。
实施例中,碳黑为纳米黑色填料,包括炭黑、石墨烯、碳微球、碳粉、碳纳米管、碳纤维、碳壳、碳膜中的一种或两种以上。炭黑、石墨烯、碳微球、碳粉、碳纳米管、碳纤维、碳壳、碳膜均具有网状链堆积紧密,比表面积大的结构,可作为主要的吸光组分。进一步实施例中,碳黑的颗粒粒径为1nm~100nm。
可选地,消光粉包括金属皂类消光剂、无机类消光剂、消光树脂中的一种或两种以上。
可选地,金属皂类消光剂为金属硬脂酸盐,包括硬脂酸铝、硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸镁中的一种或两种以上,该些金属皂类消光剂以非常细的颗粒悬浮于涂料中,成膜时分布在涂膜的表面,使涂膜表面产生微观粗糙度,降低涂膜表面光的反射从而达到消光目的。
无机类消光剂包括凝胶法二氧化硅、沉淀法二氧化硅和气相法二氧化硅中的一种或两种以上。二氧化硅型消光剂具有三维空间网状结构,消光性能好,低加入量就可以产生强消光性能,对涂膜的透明性干扰小,应用于显示屏时,可与碳黑配合使用调节涂膜的透光率。
消光树脂包括聚丙烯酸酯树脂和/或聚氨酯消光树脂。聚丙烯酸酯树脂和/或聚氨酯消光树脂可增加基体树脂的表面张力差,使涂膜收缩不均匀产生微粗糙度达到消光的目的。
消光粉可以单独选用其中一类型的消光剂,如单独选用金属皂类消光剂中的一种或两种以上,还可以选用其中两种或三种类型的消光剂组合,如选用金属皂类消光剂中的一种或两种以上与无机类消光剂中的一种或两种以上组合等。选单一类型消光剂时,消光剂的消光方式只有一种,选用多种类型的消光剂组合时,多种类型的消光剂具有多种消光方式,可相互补充,适用不同产品或环境的消光。
可选地,稀释剂为反应性稀释剂和非反应性稀释剂中一种或两种以上。反应性稀释剂可以选自聚丙二醇二缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚、1,6-已二醇二缩水甘油醚和邻甲苯基缩水甘油醚中的一种或两种以上。非反应性稀释剂可以选自丙酮、乙酸乙酯、乙醇、甲苯、二甲基甲酰胺、多元醇、苯甲醇中的一种或两种以上。上述稀释剂与基体树脂具有较好的相容性,粘性低,并且不影响碳黑和消光剂的作用,可很好的调节组分浓度和涂料的粘度。
可选地,超黑涂料的固含量≤30%,粘度为5~20Pa.s,可降低喷涂过程中出现堵塞的情况,利于喷涂成膜,而且保证超黑涂层的成膜性和吸光性。
上述超黑涂料可应用于LED显示屏,制备高对比度的LED显示屏。该LED显示屏的结构可以为:LED显示屏包括灯板,灯板设有显示面,在显示面涂设有超黑涂层,超黑涂层由上述任一项所述的超黑涂料形成。
如图2所示,将R、G、B三色倒装芯片键合在PCB板1上后,PCB板1表面具有焊盘、焊锡点2以及晶片3,然后在表面模压一层封装层4,形成灯板,封装层所在面为灯板的显示面。本申请提供的超黑涂料可应用于LED显示屏,通过喷涂的方式,使超黑涂料在灯板显示面的封装层1上形成超黑涂层7,该超黑涂层7对可见光5有吸收阻挡作用,可减少透过封装层4的可见光5,对焊盘、锡点2和晶片3的反射光6也有吸收阻挡的作用,从而降低反射至人肉眼的可见光,降低LED显示屏的黑屏亮度;同时,超黑涂层对LED显示屏的表面黑度也有提升,提高了LED显示屏的对比度。
可选地,超黑涂层的厚度为2~20μm。
可选地,超黑涂层的光透光率为20%~80%,可通过调节超黑涂层的厚度、碳黑所占的比例两种方式的其中一种,或者,通过同时调节超黑涂层的厚度、碳黑的所占比来调整超黑涂层的光透过率。
本申请还提供了上述LED显示屏的制备方法,该LED显示屏制备方法包括以下步骤:
提供待加工LED显示屏的灯板,灯板设有显示面,将超黑涂料喷涂于显示面,干燥,形成超黑涂层。
实施例中,喷涂的速度为200~800mm/s、喷涂间隙1~8mm、雾化气压12~45KPa、喷涂高度8~20mm,所形成的超黑涂层均匀性及成膜性较佳。
本申请超黑涂料的吸光效果良好,组分简单,材料成本低,易于应用操作,利于工业推广。
以下通过多个实施例来举例说明超黑涂料及其应用方法,以及制品性能等方面。
实施例1
本申请实施例超黑涂料包括以下质量百分含量的组分:基体树脂53%、碳黑6%、消光粉1%、稀释剂40%。超黑涂料的固含量20%,粘度为10Pa.s。
基体树脂为丙烯酸改性环氧树脂。
碳黑为炭黑,炭黑的颗粒粒径为2nm~15nm。
消光粉为沉淀法二氧化硅。
稀释剂为乙酸乙酯。
LED显示屏的制备方法,包括以下步骤:
提供待加工LED显示屏的灯板,灯板设有显示面;
将超黑涂料喷涂于显示面,喷涂的速度为400mm/s、喷涂间隙6mm、雾化气压20KPa、喷涂高度15mm,干燥,形成超黑涂层,超黑涂层的厚度为5μm,超黑涂层的光透光率为50%~55%,获得具有超黑涂层的灯板;
将具有超黑涂层的灯板组装成LED显示屏模组,将LED显示屏模组拼接形成LED显示屏,如图3所示,LED显示屏的黑度明显提高,黑色一致性好。
实施例2
本申请实施例超黑涂料包括以下质量百分含量的组分:基体树脂48%、碳黑2%、消光粉5%、稀释剂45%。超黑涂料的固含量19%,粘度为10Pa.s。
基体树脂为质量比为1:2的丙烯酸改性环氧树脂和聚氨酯改性环氧树脂。
碳黑为质量比为2:3的石墨烯和碳纤维,石墨烯和碳纤维的颗粒粒径为30nm~50nm。
消光粉为质量比为1:1的硬脂酸铝和聚丙烯酸酯树脂。
稀释剂为乙醇。
LED显示屏的制备方法,包括以下步骤:
提供待加工LED显示屏的灯板,灯板设有显示面;
将超黑涂料喷涂于显示面,喷涂的速度为500mm/s、喷涂间隙2mm、雾化气压22KPa、喷涂高度10mm,干燥,形成超黑涂层,超黑涂层的厚度为10μm,超黑涂层的光透光率为60%~65%,获得具有超黑涂层的灯板;
将具有超黑涂层的灯板组装成LED显示屏模组,将LED显示屏模组拼接形成LED显示屏。
实施例3
本申请实施例超黑涂料包括以下质量百分含量的组分:基体树脂40%、碳黑10%、消光粉3%、稀释剂47%。超黑涂料的固含量25%,粘度为15Pa.s。
基体树脂为聚氨酯改性环氧树脂。
碳黑为碳微球,碳微球的颗粒粒径为80nm~100nm。
消光粉为质量比为1:1:1的硬脂酸锌、硬脂酸钙和气相法二氧化硅。
稀释剂为苄基缩水甘油醚。
LED显示屏的制备方法,包括以下步骤:
提供待加工LED显示屏的灯板,灯板设有显示面;
将超黑涂料喷涂于显示面,喷涂的速度为200mm/s、喷涂间隙5mm、雾化气压35KPa、喷涂高度20mm,干燥,形成超黑涂层,超黑涂层的厚度为10μm,超黑涂层的光透光率为30%~35%,获得具有超黑涂层的灯板;
将具有超黑涂层的灯板组装成LED显示屏模组,将LED显示屏模组拼接形成LED显示屏。
实施例4
本申请实施例超黑涂料包括以下质量百分含量的组分:基体树脂45%、碳黑4%、消光粉5%、稀释剂49%。超黑涂料的固含量≤18%,粘度为6Pa.s。
基体树脂为有机硅改性环氧树脂。
碳黑为碳纳米管,碳纳米管的颗粒粒径为60nm~70nm。
消光粉为聚丙烯酸酯树脂。
稀释剂为质量比为1:2的苄基缩水甘油醚和乙醇。
LED显示屏的制备方法,包括以下步骤:
提供待加工LED显示屏的灯板,灯板设有显示面;
将超黑涂料喷涂于显示面,喷涂的速度为300mm/s、喷涂间隙1mm、雾化气压45KPa、喷涂高度20mm,干燥,形成超黑涂层,超黑涂层的厚度为15μm,超黑涂层的光透光率为70%~75%,获得具有超黑涂层的灯板;
将具有超黑涂层的灯板组装成LED显示屏模组,将LED显示屏模组拼接形成LED显示屏。
实施例5
本申请实施例超黑涂料包括以下质量百分含量的组分:基体树脂50%、碳黑10%、消光粉4.5%、稀释剂35.5%。超黑涂料的固含量26%,粘度为18Pa.s。
基体树脂为橡胶改性环氧树脂。
碳黑为质量比为1:3的炭黑、碳纳米管,炭黑、碳纳米管的颗粒粒径为30nm~40nm。
消光粉为硬脂酸锌。
稀释剂为丙酮。
LED显示屏的制备方法,包括以下步骤:
提供待加工LED显示屏的灯板,灯板设有显示面;
将超黑涂料喷涂于显示面,喷涂的速度为700mm/s、喷涂间隙8mm、雾化气压15KPa、喷涂高度10mm,干燥,形成超黑涂层,超黑涂层的厚度为5μm,超黑涂层的光透光率为40%~45%,获得具有超黑涂层的灯板;
将具有超黑涂层的灯板组装成LED显示屏模组,将LED显示屏模组拼接形成LED显示屏。
实施例6
本申请实施例超黑涂料包括以下质量百分含量的组分:基体树脂58%、碳黑7%、消光粉5%、稀释剂30%。超黑涂料的固含量21%,粘度为19Pa.s。
基体树脂为有机硅改性环氧树脂。
碳黑为碳纳米管,碳纳米管的颗粒粒径为40nm~50nm。
消光粉为气相法二氧化硅。
稀释剂为邻甲苯基缩水甘油醚。
LED显示屏的制备方法,包括以下步骤:
提供待加工LED显示屏的灯板,灯板设有显示面;
将超黑涂料喷涂于显示面,喷涂的速度为600mm/s、喷涂间隙5mm、雾化气压30KPa、喷涂高度8mm,干燥,形成超黑涂层,超黑涂层的厚度为12μm,超黑涂层的光透光率为30%~35%,获得具有超黑涂层的灯板;
将具有超黑涂层的灯板组装成LED显示屏模组,将LED显示屏模组拼接形成LED显示屏。
实施例7
本申请实施例超黑涂料包括以下质量百分含量的组分:基体树脂60%、碳黑8%、消光粉1%、稀释剂31%。超黑涂料的固含量19%,粘度为16Pa.s。
基体树脂为聚醚改性环氧树脂。
碳黑为炭黑,炭黑的颗粒粒径为25nm~30nm。
消光粉为质量比为3:1的硬脂酸锌和硬脂酸钙。
稀释剂为甲苯。
LED显示屏的制备方法,包括以下步骤:
提供待加工LED显示屏的灯板,灯板设有显示面;
将超黑涂料喷涂于显示面,喷涂的速度为800mm/s、喷涂间隙4mm、雾化气压40KPa、喷涂高度17mm,干燥,形成超黑涂层,超黑涂层的厚度为17μm,超黑涂层的光透光率为20%~25%,获得具有超黑涂层的灯板;
将具有超黑涂层的灯板组装成LED显示屏模组,将LED显示屏模组拼接形成LED显示屏。
实施例8
本申请实施例超黑涂料包括以下质量百分含量的组分:基体树脂54%、碳黑5%、消光粉2%、稀释剂39%。超黑涂料的固含量17%,粘度为10Pa.s。
基体树脂为质量比为1:1的有机硅改性环氧树脂和聚醚改性环氧树脂。
碳黑为质量比为5:1的碳壳和碳膜,碳壳和碳膜的颗粒粒径为1nm~10nm。
消光粉为聚氨酯消光树脂。
稀释剂为聚丙二醇二缩水甘油醚。
LED显示屏的制备方法,包括以下步骤:
提供待加工LED显示屏的灯板,灯板设有显示面;
将超黑涂料喷涂于显示面,喷涂的速度为250mm/s、喷涂间隙6mm、雾化气压12KPa、喷涂高度13mm,干燥,形成超黑涂层,超黑涂层的厚度为20μm,超黑涂层的光透光率为40%~45%,获得具有超黑涂层的灯板;
将具有超黑涂层的灯板组装成LED显示屏模组,将LED显示屏模组拼接形成LED显示屏。
将实施例1至8制得的LED显示屏进行性能测试,以无超黑涂层的LED显示屏作为对照,测试结果如表1。
表1
黑屏亮度(nits) 白屏亮度(nits) 对比度
实施例1 0.02 1500 75000:1
实施例2 0.05 2000 40000:1
实施例3 0.01 1400 140000:1
实施例4 0.06 2300 38333:1
实施例5 0.01 1200 120000:1
实施例6 0.01 1100 110000:1
实施例7 0.01 1200 120000:1
实施例8 0.01 1500 150000:1
对照 0.2 3000 15000:1
由测试结果可知,在灯板表面喷涂本申请的超黑涂料的LED显示屏,相对无超黑涂层的LED显示屏,黑屏亮度明显降低,对比度大大提高,有效解决了LED显示屏黑屏中的晶片反光和焊盘反光的问题,且如图3所示,LED显示屏的墨色一致性、均匀性良好。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已,并不用以限制本申请,凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种超黑涂料,其特征在于:包括以下质量百分含量的组分:
基体树脂40%~60%、碳黑2%~10%、消光粉1%~5%、稀释剂30%~50%。
2.如权利要求1所述的超黑涂料,其特征在于:所述基体树脂包括有机硅改性环氧树脂、丙烯酸改性环氧树脂、聚氨酯改性环氧树脂、聚醚改性环氧树脂、二聚酸改性环氧树脂、橡胶改性环氧树脂中的一种或两种以上;
所述碳黑包括炭黑、石墨烯、碳微球、碳粉、碳纳米管、碳纤维、碳壳、碳膜中的一种或两种以上;
所述消光粉包括金属皂类消光剂、无机类消光剂、消光树脂中的一种或两种以上;
所述稀释剂包括反应性稀释剂和非反应性稀释剂中一种或两种以上。
3.如权利要求2所述的超黑涂料,其特征在于:所述金属皂类消光剂包括硬脂酸铝、硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸镁中的一种或两种以上;
所述无机类消光剂包括凝胶法二氧化硅、沉淀法二氧化硅和气相法二氧化硅中的一种或两种以上;
所述消光树脂包括聚丙烯酸酯树脂和/或聚氨酯消光树脂。
4.如权利要求2所述的超黑涂料,其特征在于:所述反应性稀释剂包括聚丙二醇二缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚、1,6-已二醇二缩水甘油醚和邻甲苯基缩水甘油醚中的一种或两种以上;
所述非反应性稀释剂包括丙酮、乙酸乙酯、乙醇、甲苯、二甲基甲酰胺、多元醇、苯甲醇中的一种或两种以上。
5.如权利要求1所述的超黑涂料,其特征在于:所述超黑涂料的固含量≤30%,粘度为5~20Pa.s。
6.一种LED显示屏,其特征在于:所述包括灯板,所述灯板设有显示面,在所述显示面涂设有超黑涂层,所述超黑涂层由权利要求1至5任一项所述的超黑涂料形成。
7.如权利要求6所述的LED显示屏,其特征在于:所述超黑涂层的厚度为2~20μm;和/或,所述超黑涂层的光透光率为20%~80%。
8.一种LED显示屏的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
提供待加工LED显示屏的灯板,所述灯板设有显示面,将权利要求1至5任一所述的超黑涂料喷涂于所述显示面,干燥,形成超黑涂层。
9.如权利要求8所述的LED显示屏的制备方法,其特征在于:喷涂的速度为200~800mm/s、喷涂间隙1~8mm、雾化气压12~45KPa、喷涂高度8~20mm。
10.如权利要求8所述的LED显示屏的制备方法,其特征在于:所述制备方法还包括:将具有超黑涂层的灯板组装成LED显示屏模组,将LED显示屏模组拼接形成LED显示屏。
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