CN1220240C - 电极材料、电介质材料及使用它们的等离子体显示面板 - Google Patents

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Abstract

提供一种可用于等离子体显示面板的电极和电介质层、使泛黄现象得到缓解的胶状物，以及使用了该胶状物的高画质PDP。使用包含25-50重量%的Bi2O3、5-35重量%的B2O3、10-20重量%的ZnO、5-20重量%的BaO、0-15重量%的SiO2和0-10重量%的Al2O3的玻璃粉末，形成等离子体显示面板的电极和电介质层。

Description

电极材料、电介质材料及使用它们的等离子体显示面板
技术领域
本发明涉及可用于等离子体显示面板的电极和电介质层的材料，以及使用它们的等离子体显示面板。
背景技术
在OA设备、信息显示装置和高品位电视等领域中，高精细、薄型、大型的等离子体显示面板(下面也称为PDP)非常引人注意。
这里，用图1和2来说明现有的PDP的显示原理。图1表示等离子体显示面板的表面侧的部分截面图，图2表示等离子体显示面板背面侧的部分截面图。
首先，通过在设置在成为显示面的表面玻璃基板1上的两个显示电极3之间使等离子体放电，产生紫外线，该紫外线激发由背面玻璃基板2上的隔板9隔开的荧光体6，产生可视光。产生的可视光透过MgO膜10、表面电介质层7和表面玻璃基板1显示为图像。此时，向设置在背面玻璃基板2上的地址电极5施加信号，通过指定显示哪个放电单元进行图像显示。在该情况下，在表面玻璃基板1和背面玻璃基板2上平行配置多条线状电极，表面玻璃基板1上的显示电极3和背面玻璃基板2上的地址电极5朝向线状电极彼此交叉的方向重合构成PDP。
使用丝网印刷法、光刻法或射出法等在基板上涂敷电极用胶，之后进行烧结来形成表面玻璃基板1的显示电极3。
另外，为了确保各电极间的绝缘，产生并维持等离子体而设置表面电介质层7，使用丝网印刷法、刮条涂敷法、辊涂敷法、刀片涂敷法或模具涂敷法等在显示电极上涂敷电介质用胶，进行干燥和烧结后形成表面电介质层7。
另外，背面玻璃基板2也具有地址电极5和作为其保护膜的背面电介质层8，形成方法与表面电介质层7相同。
在这种现有的PDP中，使用Ag作为构成电极的导电性金属(例如，特开平11-283508号公报)。
但是，此时为了得到电极、电介质层和MgO膜而进行烧结后，产生玻璃基板或电介质层变为黄色的现象(泛黄)，这样就存在PDP的画质明显劣化的问题。尤其是作为显示面的表面玻璃基板发生的泛黄是重大问题，在高清晰度TV等高精细图像中，该问题更显著。
因此，本发明的目的在于提供一种可解决上述问题、即用于缓解PDP电极和电介质层的泛黄产生的胶状物，以及使用该胶状物的高画质PDP。
发明内容
本发明提供一种等离子体显示面板用电极材料，该材料的特征是包含Ag粉，含有25-50重量％的Bi2O3、5-35重量％的B2O3、10-20重量％的ZnO、5-20重量％的BaO、0-15重量％的SiO2和0-10重量％的Al2O3的玻璃粉末，以及含有树脂和溶剂的有机成分。
较好的是上述玻璃粉末具有4.0微米以下的平均粒径和10微米以下的最大粒径。
另外，本发明提供一种等离子体显示面板用电介质材料，该材料的特征是包含含有25-50重量％的Bi2O3、5-35重量％的B2O3、10-20重量％的ZnO、5-20重量％的BaO、0-15重量％的SiO2和0-10重量％的Al2O3的玻璃粉末，以及含有树脂和溶剂的有机成分。
较好的是上述玻璃粉末中含有25-40重量％的Bi2O3、15-35重量％的B2O3、10-20重量％的ZnO、10-20重量％的BaO、0-10重量％的SiO2和0-10重量％的Al2O3。
另外，较好的是上述玻璃粉末中还包含0.1-2重量％的CuO。
此外，本发明提供一种等离子体显示面板，该面板的特征是具备多个包含第一玻璃和Ag的电极，以及包含第二玻璃并使上述电极间绝缘的电介质层，上述第一玻璃和第二玻璃的至少一方中包含25-50重量％的Bi2O3、5-35重量％的B2O3、10-20重量％的ZnO、5-20重量％的BaO、0-15重量％的SiO2和0-10重量％的Al2O3。
较好的是上述第二玻璃中包含15-35重量％的B2O3。
较好的是上述第二玻璃中还包含0.1-2重量％的CuO。
附图说明
图1是等离子体显示面板表面侧的简单截面图。
图2是等离子体显示面板背面侧的简单截面图。
图中的1为表面玻璃基板，2为背面玻璃基板，3为显示电极，4为透明电极，5为地址电极，6为荧光体，7为表面电介质层，8为背面电介质层，9为隔膜，10为MgO膜。
具体实施方式
(1)PDP用电极胶
本发明的PDP用电极胶的特征是包含Ag粉，含有25-50重量％的Bi2O3、5-35重量％的B2O3、10-20重量％的ZnO、5-20重量％的BaO、0-15重量％的SiO2和0-10重量％的Al2O3的玻璃粉末，以及含有树脂和溶剂的有机成分。
作为Ag粉，包括同和矿业株式会社生产的AG-4-8、AG-5-7以及三井金属株式会社生产的SPQ08S等。
Ag粉的平均粒径最好为1-5微米，最大粒径在20微米以下。
若用氧化物换算上述玻璃粉末，则包含作为必须成分的25-50重量％的Bi2O3、5-35重量％的B2O3、10-20重量％的ZnO、5-20重量％的BaO，以及作为任意成分的0-15重量％的SiO2和0-10重量％的Al2O3。
对PDP电极中使用的玻璃粉末所要求的条件，包括与构成电极的Ag的反应性低，具有适当的热膨胀系数并与玻璃基板的匹配好，以及可在高于电介质层和MgO膜的500-600℃的温度下进行烧结。
作为现有PDP中使用的玻璃粉末，包括含有PbO2、B2O3、SiO2的铅系玻璃，以及含有PbO2、B2O3、SiO2、Al2O3、BaO和CuO的铅系YFT340(旭硝子(株)制)等，但这些玻璃粉末会使玻璃基板与Ag电极之间以及电介质层与Ag电极之间出现所谓的泛黄现象。
相反，本发明者通过调整以B2O3作为主要成分的玻璃中的Bi2O3和B2O3的量，能够符合上述对玻璃粉末的要求，缓解用作PDP用电极胶时的泛黄现象，从而完成了本发明。
从其量过多、热膨胀系数增大、软化点下降的观点来看，Bi2O3含量较好为25-50重量％，最好为30-45重量％。
另外，从其量过多、热膨胀系数下降、软化点变高的观点来看，形成玻璃框架的B2O3的含量较好为5-35重量％，最好为5-30重量％。
另外，从其量过多、热膨胀系数增大、有损透明性的观点来看，ZnO含量较好为10-20重量％。
另外，从其量过多、软化点变高的观点来看，BaO含量最好为5-20重量％。
另外，从其量过多、软化点变高的观点来看，作为形成玻璃框架的任意成分的SiO2的含量最好为0-15重量％。
另外，从其量过多、软化点变高的观点来看，作为另一任意成分的Al2O3的含量最好为0-10重量％。
为了提高Ag电极与玻璃基板的粘接性，上述玻璃粉末的平均粒径较好的是在4.0微米以下，最好为1-3微米。
为了平衡粘接力与Ag电极的边缘应力性，上述玻璃粉末的最大粒径较好的是在10微米以下，最好为5-8微米。
下面，说明本发明的电极胶中包含的有机成分。
该有机成分包含溶剂和树脂(粘合剂)。
作为上述溶剂，例如有α-、β-、γ-松油醇等萜烯类，乙二醇一烷基醚类，乙二醇二烷基醚类，二乙二醇一烷基醚类，二乙二醇二烷基醚类，乙二醇一烷基醚二乙酸酯类，乙二醇二烷基醚二乙酸酯类，二乙二醇一烷基醚二乙酸酯类，二乙二醇二烷基醚二乙酸酯类，丙二醇一烷基醚类，丙二醇二烷基醚类，丙二醇一烷基醚二乙酸酯类，丙二醇二烷基醚二乙酸酯类，甲醇、乙醇、异丙醇、1-丁醇等醇类等，它们可分别单独使用，也可混合两种以上使用。
作为上述树脂，例如有硝基纤维、乙基纤维素、羟乙基纤维素等纤维系树脂，聚丙烯酸丁酯、聚甲基丙烯酸盐等丙烯酸系树脂，丙烯酸系聚合体，聚乙烯醇，聚乙烯醇缩丁醛等。它们可分别单独使用，也可混合两种以上来使用。
另外，必要时在不损害本发明效果的范围内，也可向本发明的电极胶中添加分散剂、增塑剂、粘度调节剂、低聚物、聚合物、紫外线吸收剂、感光性单体、光聚合引发剂、增感剂等添加剂。
作为本发明的电极胶中的上述Ag、粉末玻璃、溶剂及树脂的混合比例(重量比)，较好的是Ag∶粉末玻璃∶溶剂∶树脂为60-70∶2-5∶15-20∶10-15(合计100)。最好是Ag∶粉末玻璃∶溶剂∶树脂为67∶3∶18∶12。
通过使用三辊、球磨机或砂磨机等分散机来混合和分散上述成分，可得到本发明的电极胶。
另外，为了在PDP中形成电极，使用丝网印刷法、光刻法或射出法等在玻璃基板上涂敷以上获得的电极胶。对于干燥和烧结，可采用本领域普通技术人员公知的各种现有技术。
(2)PDP用电介质胶
本发明的PDP用电介质胶的特征是包含含有25-50重量％的Bi2O3、5-35重量％的B2O3、10-20重量％的ZnO、5-20重量％的BaO、0-15重量％的SiO2和0-10重量％的Al2O3的玻璃粉末，以及含有树脂和溶剂的有机成分。
上述玻璃粉末中包含作为必须成分的25-50重量％的Bi2O3、5-35重量％的B2O3、10-20重量％的ZnO、5-20重量％的BaO，以及作为任意成分的0-15重量％的SiO2和0-10重量％的Al2O3。
对PDP电介质中使用的玻璃粉末所要求的条件，包括透光性好，具有最佳的介电率，并且为了防止电介质自身的开裂和基板的开裂而具备最佳的热膨胀性，还应具有最佳的软化点使其能够在一定温度下进行烧结。
如上所述，本发明者发现了适合于PDP的电极胶，还发现用于该电极胶的玻璃粉末也可适当地用于PDP电介质。
用于电介质胶的玻璃粉末的组成与用于上述电极胶的玻璃粉末的组成相同，但从抑制泛黄来看，B2O3的含量最好为15-35重量％。根据得到较高透光率的理由，BaO的含量最好为10-20重量％。
上述玻璃粉末的平均粒径、最大粒径和电介质胶中包含的有机成分与上述电极胶的情况相同。
另外，基于妨碍玻璃烧结的理由，最好不在其中添加分散剂、增塑剂、粘度调节剂、低聚物、聚合物、紫外线吸收剂、感光性单体、光聚合引发剂、增感剂等添加剂。
作为本发明的电介质胶中的上述粉末玻璃、溶剂及树脂的混合比例(重量比)，较好是粉末玻璃∶溶剂∶树脂为60-70∶2-7∶25-35(合计100)，最好是粉末玻璃∶溶剂∶树脂为65∶5∶30。
采用与上述电极胶相同的方法来混合和分散上述成分，可得到本发明的电介质胶。
另外，为了在PDP中形成电介质层，使用丝网印刷法、刮条涂敷法、辊涂敷法、刀片涂敷法或模具涂敷法等涂敷上述得到的电介质胶。干燥和烧结条件可采用现有技术中的条件。
(3)等离子体显示面板(PDP)
本发明还涉及具有使用上述电极胶形成的电极和使用上述电介质胶形成的电介质层的等离子体显示面板(PDP)。
即，本发明提供一种等离子体显示面板，该显示面板的特征是具备多个包含第一玻璃和Ag的电极，以及包含第二玻璃并使上述电极间绝缘的电介质层，上述第一玻璃和第二玻璃的至少一方中包含25-50重量％的Bi2O3、5-35重量％的B2O3、10-20重量％的ZnO、5-20重量％的BaO、0-15重量％的SiO2和0-10重量％的Al2O3。
较好的是上述第二玻璃中包含15-35重量％的B2O3。此外，较好的是上述第二玻璃中还包含0.1-2重量％的CuO。
虽然考虑制作各种结构的PDP，但本发明的PDP的特征在于使用上述电极胶和电介质胶，所以不特别限定其结构。例如可采用图1和2所示结构。
作为电极和电介质层的形成方法，可采用上述以往公知的方法。
另外，作为形成电极和电介质层的玻璃基板，可使用日本电气硝子(株)生产的PP8。
下面，通过实施例来详细说明本发明，但本发明不限于这些实施例。
实验例1：电极胶
按重量混合比4∶6来搅拌混合作为树脂的乙基纤维素和作为溶剂的α-松油醇，调制出包含有机成分的溶液。之后，按重量比30∶3∶67混合该溶液、Ag粉和具有表1所示组成的玻璃粉末(平均粒径为1.5微米，最大粒径为4.5微米)，用三个辊来混合和分散，调制出电极胶。
评价
①将上述得到的电极胶全部形成为未形成图案的膜状电极，用刀片涂敷法涂敷在玻璃基板(日本电气硝子(株)制的PP8)上，在90℃下保持30分钟进行干燥后，在580℃下烧结10分钟，得到的电极厚度为10微米。
使用横割法(JES K5600-5-6)来评价电极的粘接强度。在本评价中，以切割边缘光滑、且任意格子中都没有剥落的情况为好。
②将上述得到的电极胶用丝网印刷法涂敷在玻璃基板(日本电气硝子(株)制的PP8)上，在90℃下保持30分钟进行干燥后，在590℃下烧结10分钟，得到的电极厚度为10微米。
使用色彩色差仪来测定表示玻璃基板着色度的b值。从得到的b值中减去Ag本身的b值和玻璃基板本身的b值后得到的值为泛黄度，评价玻璃基板的着色度。若泛黄度低于1.5，则基本未观测到玻璃基板的泛黄，所以设定泛黄度低于1.5为好。另外，这里所谓的泛黄度为对Ag电极的评价。
作为统计判定，无剥离且泛黄度小于1.5的情况为好，表述为○。此外，表述为×。结果如表1所示。
                                                      表1
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   10
  玻璃粉末(重量％)   Bi2O3   50   45   40   38   30   25   60   20   20   55
  B2O3   5   12   20   18   30   35   15   35   40   2
  ZnO   10   17   20   10   15   18   10   7   15   25
  BaO   20   9   12   20   15   5   10   15   15   3
  SiO2   15   12   0   10   5   7   5   10   5   12
  Al2O3   0   5   8   4   5   10   0   13   5   3
  平均粒径(μm)   1.5   1.5   1.5   1.5   1.5   1.5   1.5   1.5   1.5   1.5
  最大粒径(μm)   4.5   4.5   4.5   4.5   4.5   4.5   4.5   4.5   4.5   4.5
  粘接强度   无剥离   无剥离   无剥离   无剥离   无剥离   无剥离   有剥离   有剥离   无剥离   无剥离
  泛黄度   0.90   0.85   0.85   0.90   0.85   0.95   0.30   0.25   4.50   4.00
  判定   ○   ○   ○   ○   ○   ○   ×   ×   ×   ×
从表1可知，作为电极中含有的玻璃粉末，使用氧化物换算包含25-50重量％的Bi2O3、5-35重量％的B2O3、10-20重量％的ZnO、5-20重量％的BaO、0-15重量％的SiO2和0-10重量％的Al2O3的玻璃粉末，这样与玻璃基板的粘接强度强，可形成面板泛黄较少的电极。
实验例2：电极胶
除使用具有表2所示组成、平均粒径和最大粒径的玻璃粉末外，其他与实验例1同样，调制出电极胶，同样评价粘接强度和泛黄度。结果如表2所示。
                                                     表2
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   10
  玻璃粉末(重量％)   Bi2O3   50   50   50   50   50   50   50   50   50   50
  B2O3   5   5   5   5   5   5   5   5   5   5
  ZnO   10   10   10   10   10   10   10   10   10   10
  BaO   20   20   20   20   20   20   20   20   20   20
  SiO2   15   15   15   15   15   15   15   15   15   15
  Al2O3   0   0   0   0   0   0   0   0   0   0
  平均粒径(μm)   1.0   1.5   3.0   4.0   5.0   10.0   2.0   3.0   4.5   6.0
  最大粒径(μm)   3.0   4.5   5.0   10.0   15.0   30.0   15.0   20.0   7.0   8.0
  粘接强度   无剥离   无剥离   无剥离   无剥离   有剥离   有剥离   有剥离   有剥离   有剥离   有剥离
  泛黄度   0.90   0.95   0.85   0.90   0.30   0.30   0.30   0.35   0.40   0.45
  判定   ○   ○   ○   ○   ×   ×   ×   ×   ×   ×
从表2可知，电极胶中包含的玻璃粉末的平均粒径在4.0微米以下、最大粒径在10微米以下时，形成的电极与玻璃基板的粘接强度加强，可降低PDP的泛黄。
实验例3：电介质胶
按重量混合比5∶30搅拌混合作为树脂的乙基纤维素和作为溶剂的α-松油醇，调制出包含有机成分的溶液。之后，按重量比65∶35混合该溶液和具有表3及表4所示组成的玻璃粉末(平均粒径为2微米，最大粒径为8微米)，用三个辊来混合和分散，调制出电介质胶。
评价
①用刀片涂敷法将上述得到的电介质胶涂敷在具有使用本发明的电极胶制作的电极的玻璃基板上，在90℃下保持30分钟进行干燥后，在580℃下烧结10分钟。得到的电极厚度为40微米。
使用色彩色差仪来测定表示玻璃基板着色度的b值。从得到的b值中减去Ag本身的b值和玻璃基板本身的b值后得到的值为泛黄度，评价玻璃基板的着色度。若泛黄度低于1.5，则基本未观测到玻璃基板的泛黄，所以泛黄度低于1.5为好。另外，这里所谓的泛黄度为对Ag电极上形成的电介质层的评价。
②将上述得到的电极胶用刀片涂敷法涂敷在没有电极的玻璃基板(日本电气硝子(株)制的PP8)上，在90℃下保持30分钟进行干燥后，在580℃下烧结10分钟。得到的电极厚度为40微米。
测定电介质层的总光线透过率(波长为550nm)。为了在高清晰度TV等高精细图像中实现高亮度和高画质，必须使VGA在85％以上，XGA在90％以上(松下电器产业株式会社的内部标准)。因此，这里将85％以上记为良好。
另外，作为统计判定，设泛黄度小于1.5总光线透过率大于85％的情况为好，表述为○。此外，表述为×。另外，满足泛黄度小于1.2和总光线透过率大于90％的至少一方的情况显现比○还好的性能，所以表述为◎。结果如表3和4所示。
                                                       表3
1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11
  Ag电极 玻璃粉末(重量％) Bi2O3 50  50  50  50  50  50  50  50  50  50  50
B2O3 5  5  5  5  5  5  5  5  5  5  5
ZnO 10  10  10  10  10  10  10  10  10  10  10
BaO 20  20  20  20  20  20  20  20  20  20  20
SiO2 15  15  15  15  15  15  15  15  15  15  15
Al2O3 0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0
  电介质 玻璃粉末(重量％) Bi2O3 50  50  48  45  43  40  40  38  33  30  27
B2O3 10  5  15  12  8  15  15  18  25  30  33
ZnO 15  20  10  17  18  20  15  10  17  15  18
BaO 10  10  8  9  9  5  20  20  15  15  10
SiO2 15  15  12  12  12  10  10  10  5  5  2
Al2O3 0  0  7  5  10  10  0  4  5  5  10
CuO 0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0
泛黄度 1.4  1.30  1.5  1.30  1.35  1.30  1.30  1.35  1.40  1.40  1.35
总光线透过率(％) 85  85  86  85  85  86  90  90  90  90  91
判定 ○  ○  ○  ○  ○  ○  ◎  ◎  ◎  ◎  ◎
                                                              表4
 12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22
  Ag电极 玻璃粉末(重量％) Bi2O3  50  50  50  50  50  50  50  50  50  50  50
B2O3  5  5  5  5  5  5  5  5  5  5  5
ZnO  10  10  10  10  10  10  10  10  10  10  10
BaO  20  20  20  20  20  20  20  20  20  20  20
SiO2  15  15  15  15  15  15  15  15  15  15  15
Al2O3  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0
  电介质 玻璃粉末(重量％) Bi2O3  25  50  48  40  40  38  25  15  20  55  60
B2O3  35  5  13  15  15  18  35  45  40  3  0
ZnO  20  19  10  20  14  10  20  8  7  22  25
BaO  10  10  8  5  20  20  10  15  5  10  3
SiO2  0  15  12  10  10  8  0  5  20  10  1
Al2O3  10  0  7  10  0  4  10  12  8  0  11
CuO  0  1  2  0.1  1  2  0.1  0  0  0  0
  泛黄度  1.40  1.10  1.05  1.10  1.10  1.05  1.15  1.40  1.45  1.35  1.45
  总光线透过率(％)  91  85  85  86  90  90  91  81  80  80  81
  判定  ◎  ◎  ◎  ◎  ◎  ◎  ◎  ×  ×  ×  ×
从表3和4可知，使用上述带电极的玻璃基板，作为电介质层的玻璃粉末，使用氧化物换算包含25-50重量％的Bi2O3、5-35重量％的B2O3、10-20重量％的ZnO、5-20重量％的BaO、0-15重量％的SiO2和0-10重量％的Al2O3的玻璃粉末，这样可得到泛黄较少的PDP。
另外，作为电介质层的玻璃粉末，使用氧化物换算包含25-40重量％的Bi2O3、15-35重量％的B2O3、10-20重量％的ZnO、10-20重量％的BaO、0-10重量％的SiO2和0-10重量％的Al2O3的玻璃粉末，这样可得到泛黄较少、且透过性较高的PDP。
另外，在构成电介质层的玻璃中添加氧化物换算为0.1-2重量％的CuO，可得到泛黄更少、具有高透过率的PDP。
本发明提供了可用于缓解PDP电极和电介质层的泛黄出现的胶状物，以及使用该胶状物的具有高亮度和高画质的PDP。

Claims (8)

1、等离子体显示面板用电极材料，其特征在于，包含Ag粉，含有25-50重量％的Bi2O3、5-35重量％的B2O3、10-20重量％的ZnO、5-20重量％的BaO、0-15重量％的SiO2和0-10重量％的Al2O3的玻璃粉末，以及含有树脂和溶剂的有机成分。
2、如权利要求1所述的等离子体显示面板用电极材料，其特征还在于，上述玻璃粉末具有4.0微米以下的平均粒径和10微米以下的最大粒径。
3、等离子体显示面板用电介质材料，其特征在于，包含含有25-50重量％的Bi2O3、5-35重量％的B2O3、10-20重量％的ZnO、5-20重量％的BaO、0-15重量％的SiO2和0-10重量％的Al2O3的玻璃粉末，以及含有树脂和溶剂的有机成分
4、如权利要求3所述的等离子体显示面板用电介质材料，其特征还在于，上述玻璃粉末中含有25-40重量％的Bi2O3、15-35重量％的B2O3、10-20重量％的ZnO、10-20重量％的BaO、0-10重量％的SiO2和0-10重量％的Al2O3。
5、如权利要求3或4所述的等离子体显示面板用电介质材料，其特征还在于，上述玻璃粉末中还包含0.1-2重量％的CuO。
6、等离子体显示面板，其特征在于，具备多个包含第一玻璃和Ag的电极，以及包含第二玻璃并使上述电极间绝缘的电介质层，上述第一玻璃和第二玻璃的至少一方中包含25-50重量％的Bi2O3、5-35重量％的B2O3、10-20重量％的ZnO、5-20重量％的BaO、0-15重量％的SiO2和0-10重量％的Al2O3。
7、如权利要求6所述的等离子体显示面板，其特征还在于，上述第二玻璃中包含15-35重量％的B2O3。
8、如权利要求6或7所述的等离子体显示面板，其特征还在于，上述第二玻璃中还包含0.1-2重量％的CuO。
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