CN1340818A - 光记录媒体 - Google Patents

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Abstract

提出一种具有四个或四个以上可以从一侧读取的信息记录平面的光记录媒体。第一反射层3具有主要含氧化钛的层,第二反射层5具有主要含氧化钛的层,第三反射层7具有主要含银的合金层,以及第四反射层9具有主要含铝的合金层。

Description

光记录媒体
发明领域
发明涉及具有多个用于通过波长为400±5纳米的激光束重现信息的信息记录平面的光记录媒体。
背景技术
目前，具有多个信息记录平面的光记录媒体已实现。这种记录媒体，例如，DVD(数字多用途盘)具有两个或四个信息记录平面，且在旧有类型中，可以读取两个信息记录平面的信息，而不翻转盘面。在新近类型中，通过翻转盘面，可以从盘的两面读取两个信息记录平面的信息。
顺便提及，日本公开特许公报11-283278公开了一种具有三个可从一面读取的信息记录平面的光记录媒体。
从增强所述光记录媒体的记录密度和提高使用的方便性的角度来看，增加可从一面读取的信息记录平面的数量是有效的。
发明概述
因此，本发明的目的在于提出一种具有四个或更多可从一面读取的信息记录平面的光记录媒体。
本发明的光记录媒体是一种具有如下特征的光记录媒体(100)：它包括至少四个信息记录平面和分别形成在第一至第四信息记录平面(3a，5a，7a，9a)上的(第一至第四)反射层(3，5，7，9)，其中第一反射层(3)具有主要含氧化钛的层，第二反射层(5)具有主要含氧化钛的层，第三反射层(7)具有由主要含银的合金制成的层或由所述银合金层与所述氧化钛层叠合而成的层，以及第四反射层(9)具有由主要含铝的合金制成的层。
根据本发明，由于第一反射层(3)具有主要含氧化钛的层、第二反射层(5)具有主要含氧化钛的层、第三反射层(7)具有由主要含银的合金制成的层或由所述银合金层与所述氧化钛层叠合而成的层，以及第四反射层(9)具有由主要含铝的合金制成的层，所以可以抑制从各个反射层反射的光量的变化。可以利用波长为400±5纳米的激光束从所述光记录媒体的一侧来读取第一至第四信息记录平面上(3a，5a，7a，9a)的信息。本发明还包括除第一至第四反射层(3，5，7，9)之外的其他反射层，即，它还可应用于具有五个或五个以上反射层的光记录媒体。本发明还可应用于只播型(play-only)光记录媒体。第一至第四反射层(3，5，7，9)中的一个或随意多个层可以以叠片结构的形式形成。第一至第四信息记录平面(3a，5a，7a，9a)分别形成在与第一至第四反射层(3，5，7，9)接触的第一至第四记录与读出层(2，4，6，8)的各个平面上。所述记录与读出层可以以光固化树脂(如聚丙烯酸酯树脂，聚甲基丙烯酸酯树脂等)的液态凝固制品或半固态的板的形式形成。作为记录与读出层的一些材料，还可以采用热固性树脂(如聚碳酸酯树脂等)。光记录媒体中记录的信息可以承载在第一至第四信息记录平面(3a，5a，7a，9a)的波纹、即相坑点中。
第一和第二反射层(3，5)中的氧化钛最好含比例为1.8或1.8以上至2.2或2.2以下的氧/钛。在此情况中，因为可以获得接近于二氧化钛(TiO2)的光学特性，所以尤其可以可以适当地控制第一和第二反射层(3，5)的反射率和透射率。
第一和第二反射层(3，5)中主要含氧化钛的层最好是非晶态或细晶组合物。在此情况中，第一和第二反射层(3，5)在光学特性上是均匀的。非晶态或细晶组合物在光学特性上与非晶态组合物是相同的。
第一和第二反射层(3，5)的厚度最好为80纳米或80纳米以下。只要可以均匀地形成各个层，可以无需限制此厚度的下限。在实际中，下限可以为大约10纳米左右。在此情况中，尤其可以适当地控制第一和第二反射层(3，5)的反射率和透射率。
第三反射层(7)中主要含银的合金最好包含钯或钌，以及铜或钛，此组合物中银的比例按重量为94％或94％以上。在此情况中，尤其可以适当地控制第三反射层(7)的反射率和透射率。
第三反射层(7)的厚度最好为20纳米或20纳米以下。如上所述，只要可以均匀地形成各个层，可以无需限制此厚度的下限。在此情况中，尤其可以适当地控制第三反射层(7)的反射率和透射率。
第三反射层(7)最好通过将主要含银的合金层和主要含氧化钛的层叠合来构成。在此情况中，因为可以降低第三反射层(7)的吸收率，所以尤其可以适当地控制其反射率和透射率。
第三反射层(7)中的氧化钛最好包含比例为1.8或1.8以上至2.2或2.2以下的氧/钛。在此情况中，尤其可以适当地控制第三反射层(7)的反射率和透射率。
第三反射层(7)中主要含氧化钛的层最好是非晶态或细晶组合物。在此情况中，第三反射层(7)在光学特性上是均匀的。非晶态或细晶组合物在光学特性上与非晶态组合物是相同的。
第三反射层(7)中主要含氧化钛的层的厚度最好为80纳米或80纳米以下。如上所述，只要可以均匀地形成各个层，可以无需限制此厚度的下限。在此情况中，尤其可以适当地控制第三反射层(7)的反射率和透射率。
第四反射层(9)中主要含铝的合金最好包含钛，铬，锌，锰和铜中的至少一种，组合物中铝的比例按重量为90％或90％以上。在此情况中，第四反射层(9)的反射率具有较高的值。
第四反射层(9)中主要含铝的合金层的厚度最好为20纳米或20纳米以上。在此情况中，第四反射层(9)的反射率具有较高的值。
在从第一反射层(3)反射的光量、从第二反射层(5)反射的并通过第一反射层(3)的光量、从第三反射层(7)反射的并通过第一反射层(3)和第二反射层(5)的光量、和从第四反射层(9)反射的并通过第一反射层(3)、第二反射层(5)和第三反射层(7)的光量中，最大值和最小值的比最好为2倍或2倍以下。
在此情况中，因为可以精确地读取对应于各个反射层的所记录的信息，所以可以获得具有四层信息记录平面的实用光记录媒体。当用于具有除第一至第四反射层(3，5，7，9)之外的其他反射层(即，具有五个或五个以上反射层)的光记录媒体时，从这五个反射层反射的光量的最大值和最小值之比设置在2倍或2倍以下。
本发明的光记录媒体还是一种具有如下特征的光记录媒体(100)：它包括分别设置在第一至第四信息记录平面(3a，5a，7a，9a)上的第一至第四反射层(3，5，7，9)，其中在从第一反射层(3)反射的光量、从第二反射层(5)反射的并通过第一反射层(3)的光量、从第三反射层(7)反射的并通过第一反射层(3)和第二反射层(5)的光量、和从第四反射层(9)反射的并通过第一反射层(3)、第二反射层(5)和第三反射层(7)的光量中，最大值和最小值的比最好为2倍或2倍以下。
根据本发明，因为变化被抑制、使得从各个反射层反射的光量的最大值和最小值的比可以是2倍或2倍以下，所以可以精确地读取对应于各个反射层的所记录的信息。因此，可以获得具有四层信息记录平面的实用光记录媒体。只要可以适度地控制各个反射层的反射率和透射率，则不对材料进行特别的限制。可以利用激光束从光记录媒体的一面读取第一至第四信息记录平面(3a，5a，7a，9a)上的信息。本发明还包括除第一至第四反射层(3，5，7，9)之外的其他反射层，即，本发明还可应用于具有五个或五个以上反射层的光记录媒体。在此情况中，从五个反射层反射的光量的最大值和最小值之比设置为2倍或2倍以下。本发明还可应用于只播型光记录媒体。可以以液态光固化树脂的凝固物或半固态平面光固化树脂的凝固物的形式形成第一至第四信息记录平面(3a，5a，7a，9a)。所述光记录媒体中记录的信息可以承载在第一至第四信息记录平面(3a，5a，7a，9a)的波纹、即相坑点中。
为了使本发明易于理解，附图中的标号都括上括号来表示，但是必须注意的是，本发明并不仅仅局限于图示的实施例。
附图简介
图1是说明四层盘的剖面图；
图2是说明包括主要含银的合金层和氧化钛层的叠片结构的反射率、透射率和吸收率的曲线图，其中(a)是说明将氧化钛的厚度固定在40纳米而改变主要含银的合金厚度的情况下的曲线图，(b)是说明将主要含银的合金的厚度固定在10纳米、而改变氧化钛的厚度的情况下的曲线图；
图3是说明相对于氧化钛薄膜厚度的氧化钛的反射率、透射率和吸收率的曲线图；
图4是说明直到形成第一反射层的加工工序的示意图，其中(a)显示的是玻璃基片，(b)显示的是(a)之后的工序，(c)显示的是(b)之后的工序，(d)显示的是(c)之后的工序，(e)显示的是(d)之后的工序，以及(f)显示的是(e)之后的工序；
图5是说明直到形成第三反射层的加工工序的示意图，其中(a)显示的是形成第二反射层的加工工序，(b)显示的是形成第三反射层的加工工序；
图6是说明相对于主要含银的合金的薄膜厚度、此合金的反射率、透射率和吸收率的曲线图。
最佳实施例的描述
下面参照图1-6说明本发明的光记录媒体的最优实施例。本实施例是将本发明的光记录媒体应用于只播型四层盘的实例。
图1是四层盘的剖面图。如图1所示，四层盘100包括依次从图1的底部到顶部的：第一基片1；第一记录与读出层2；第一反射层3；第二记录与读出层4；第二反射层5；第二记录与读出层6；第三反射层7；第三记录与读出层8；第四反射层9；粘合剂层10和第二基片11。
例如，所述第一基片是玻璃基片，其表面通过化学方法进行了充分的加固和抛光。例如，它是外径为120mm，内径为15mm和厚度为大约0.52mm的玻璃基片。可以采用诸如聚碳酸酯树脂，聚丙烯酸酯树脂，聚甲基丙烯酸酯树脂等材料作为基片。
第一记录与读出层2、第二记录与读出层4、第三记录与读出层6、第四记录与读出层8和粘合剂层10由光固化树脂(如聚甲基丙烯酸酯树脂)制成。在第一至第四记录与读出层2，4，6和8中，形成许多其尺寸适合于用于重现信息的激光束的波长的、用于承载信息的坑点。同普通光盘一样，坑点以螺旋形式排列，以构成纹迹，而第一反射层3、第二反射层5、第三反射层7和第四反射层9以波浪形构成、与记录与读出层2，4，6和8的形状相吻合。因此，第一反射层3以与信息记录平面3a相反的指定形状构成，第二反射层5以与信息记录平面5a相反的指定形状构成，第三反射层7以与信息记录平面7a相反的指定形状构成以及第四反射层9以与信息记录平面9a相反的指定形状构成。
第一记录与读出层2的厚度约为20im，而第二记录与读出层4、第三记录与读出层6和第四记录与读出层8的厚度约为30im。从第一基片1表面(图1中的顶层)到第三记录与读出层6的厚度方向(图1中的垂直方向)上的中间位置的距离、即从图1中第一基片1的顶面到第三记录与读出层6的图1中上下两端之间的中间位置的距离约为0.6mm。因此，第一信息记录平面3a与第四信息记录平面9a，以及第二信息记录平面5a与第三信息记录平面7a分别形成在与距第一基片1约0.6mm的平面对称的位置。
第一反射层3和第二反射层5都由氧化钛(TiOx，其中x为1.8或1.8以上至2.2或2.2以下)制成，第一反射层3的厚度为20纳米，而第二反射层5的厚度为28纳米。
第三反射层7具有叠片结构，它包括由主要含银的合金(Furuya金属：Ag98.1Pd0.9Cu1.0)制成的层和氧化钛层(TiOx，其中x为1.8或1.8以上至2.2或2.2以下)；所述主要含银的合金层的厚度为9纳米，而所述氧化钛层的厚度为40纳米。第四反射层9由主要含铝(Al99Ti1)的金属制成，第四反射层9的厚度为50纳米。此处，第四反射层可以采用铝制成，即单纯的铝层，而非合金层。
例如，第二基片11可以由与第一基片1相同的材料制成。第二基片11通过粘合剂层10与第四反射层9粘合，以便可以保护第四反射层9。
下面参照图2和图3，解释从第一至第四反射层3，5，7和9反射的光量。一般，在多层盘中，从各个反射层反射并到达光学传感器的光量需要保持在一个恒定值附近，因此要求进行组合，以便(1)由第一反射层3反射的光量，(2)两次通过第一反射层3后返回的由第二反射层5反射的光量，(3)各两次通过第一反射层3和第二反射层5后返回的由第三反射层7反射的光量，以及(4)各两次通过第一反射层3、第二反射层5和第三反射层7后返回的由第四反射层9反射的光量应该尽可能地彼此相等。为了正确地读取坑点，反射光量(1)至(4)的最大值与最小值之比必须抑制在2倍或2倍以下。
下面解释使反射光量(1)至(4)相等的特定条件。
在四层盘100中，因为第四反射层9是由主要含铝的合金制成的，所以反射率约为82％。按照所要求的第三反射层7的特性，当第三反射层7的反射率的值与将第四反射层9的反射率(82％)乘以第三反射层7的透射率的平方所得到的值彼此相等时，从第四反射层9反射的光量与从第三反射层7反射的光量彼此相等。
图2(a)和图2(b)说明一种叠片结构(波长为405纳米)中的反射率、透射率和吸收率，其中所述叠片结构包括一个主要含银(Furuya金属：Ag98.1Pd0.9Cu1.0)的合金层和氧化钛层(TiOx，其中x为1.8或1.8以上至2.2或2.2以下)。在图2(a)中，氧化钛的厚度固定为40纳米，而改变主要含银的合金的厚度，在图2(b)中，主要含银的合金的厚度固定为10纳米，而改变氧化钛的厚度。
根据图2(b)，通过将氧化钛的薄膜厚度设定为40纳米，可以将吸收率抑制在约4％。如图2(a)所示，当银合金的薄膜厚度约为10纳米时，得到使二值相等的反射率和透射率组合，且所述反射率约为32％和所述透射率约为56％。图2(a)中所示的反射率包括构成所述叠片结构的丙烯酸基片表面的反射率，且图2(a)中所示的包括丙烯酸基片表面的反射的所述反射率约为40％。
按照所要求的第二反射层5的特性，当第二反射层5的反射率的值等于将第三反射层7的反射率(32％)乘以第二反射层5的透射率的平方所得到的值时，得到所要求的特性。
图3说明相对于氧化钛的薄膜厚度，第二反射层5中所用的氧化钛(TiOx，其中x为1.8或1.8以上至2.2或2.2以下)的反射率、透射率和吸收率(波长为405纳米)。如图3所示，当氧化钛的薄膜厚度约为28纳米时，得到使二值相等的反射率与透射率的组合，且所述反射率为大约18％和所述透射率为大约75％。图3中所示的反射率包括构成氧化钛薄膜的丙烯酸基片表面的反射率，且图3中所示的包括丙烯酸基片表面的反射的反射率约为25％。
按照所要求的第一反射层3的特性，当第一反射层3的反射率的值等于第二反射层5的反射率(18％)乘以第一反射层3的透射率的平方所得到的值时，得到所要求的特性。
如图3所示，当氧化钛的薄膜厚度为大约20纳米时，得到使二值相等的反射率与透射率组合，且所述反射率为大约12％和所述透射率为大约80％。但是，图3所示的包括丙烯酸基片表面的反射的所述反射率为大约20％。
如图2(a)，图2(b)和图3所示，可获得满足上述关系的反射率和透射率的各层的薄膜厚度值有多个。这是因为反射率和透射率的值随着薄膜厚度的变化，因光的干涉效应，按照由光的波长和薄膜的折射率决定的一定的周期反复变化。在光记录媒体(如光盘)中，反射层越薄，从制造成本的角度来看就越有利，还因为选择较厚的薄膜会导致因干扰使重现信息损失增加，因此，最好选择最小的薄膜厚度，以获得相等的反射率和透射率。一般，最佳的薄膜厚度设定在最小薄膜厚度一侧的所形成的重复性周期的一个周期内。
构成反射层的材料的光学常数可能会随形成所述反射层的条件的不同、或制造设备的差异或变动而不同。在此情况中，构成各反射层的材料的薄膜厚度与反射率、透射率和吸收率之间的相关性或多或少发生变化，因此需要选择符合所述反射薄膜的形成条件的最优薄膜厚度。
四层盘100上记录的信息是由第一至第四信息记录平面(3a，5a，7a，9a)的波纹或相坑点承载的。如图1所示，通过从视图中的下侧射入激光束，接收到从各个反射层反射来的激光束反射光，从而读取所述四层盘上记录的信息。即，可以借助激光束从所述四层盘的一例读取所述四层盘100的四个信息记录平面上记录的信息。
现在参照图4和图5，解释四层盘100的制造方法。图4说明直到形成第一反射层3的加工工序，图5说明直到形成第三反射层7的加工工序。
在图4(a)中玻璃基片1上，如图4(b)所示涂敷一层液态光固化树脂2a(例如，Mitsubishi Rayon的紫外线固化树脂MP-121)，如图4(c)所示压上其形状对应于构成信息记录平面的坑点的镍(Ni)压模30。然后，如图4(d)所示，通过高压水银灯31的光的照射使光固化树脂2a固化，再卸下压模30，从而如图4(e)所示形成第一记录与读出层2。然后，如图4(f)所示，利用溅射法在第一记录与读出层2的表面上以所需要的薄膜厚度形成第一反射层3。此处，一般可以采用众所周知的2P传递法。
然后，如图5所示，以图4(a)至图4(f)中所示的相同的加工工序形成第二记录与读出层4、第二反射层5、第三记录与读出层6以及第三反射层7。即，如图如图5(a)所示，通过在第一反射层3的表面上涂敷光固化树脂4a、压上压模30A、然后进行固化来形成第二记录与读出层4。在第二记录与读出层4的表面上，通过溅射形成第二反射层5。如图5(b)所示，通过在第二反射层5的表面上涂敷光固化树脂6a、压上压模30B、然后进行固化来形成第三记录与读出层6。在第三记录与读出层6的表面上，通过溅射形成第三反射层7。
第四记录与读出层8和第四反射层9的形成同其他记录与读出层和反射层。然后，在第四反射层9的表面上，涂敷一层光固化树脂作为粘合剂层10，然后叠加与第一基片1相同材料的第二基片11，使所述光固化树脂固化，以便与所述第二基片11粘着，这样就制成四层盘100。
下面说明对最佳实施例中形成的四层盘100的评估结果。
采用波长为401纳米的蓝紫色半导体激光器、数值口径为NA0.6的物镜、利用独创的(originally developed)液晶球面像差校正装置、以及独创的(originally developed)信号处理装置来重现四层盘100。结果，在第一信息记录平面3a上，重现的信号的抖动率为8.5％和I14H的反射率为16.1％。同样的，在第二信息记录平面5a上，重现的信号的抖动率为8.6％和I14H的反射率为17.6％；在第三信息记录平面7a上，重现的信号的抖动率为8.1％和I14H的反射率为19.3％；以及在第四信息记录平面8a上，重现的信号的抖动率为9.5％和I14H的反射率为14.4％。因此，根据本实施例的光记录媒体，可以将对应于反射薄膜的信息记录平面上的重现信号的波动抑制到很小。
在本实施例中，以包括主要含银(Ag98.1Pd0.9Cu10)的合金层和氧化钛层(TiOx，其中x为1.8或1.8以上至2.2或2.2以下)的叠片结构的形式形成第三反射层7，但是所述第三反射层也可以只由主要含银的合金层构成。
图6说明相对于主要含银(Ag98.1Pd0.9Cu1.0)的合金的薄膜厚度，所述合金的反射率、透射率和吸收率(波长为405纳米)。通过与图2(a)的比较可看出，较之于叠片结构，仅由主要含银的合金构成的层在很薄的薄膜厚度区间具有较高的吸收率。因此，当把第三反射层与叠片结构比较时，在单层银合金的情况下，所述第三反射层的薄膜厚度的允许范围比较窄，这有可能造成制造上缺陷。因此，对于第三反射层，最好采用叠片结构。
在本实施例中，各个记录与读出层都采用液态光固化树脂构成，但是，还可以采用半固态光固化树脂来替代液态光固化树脂。一般，采用热固性树脂片来替代涂敷液态光固化树脂，使记录与读出层厚度的不均匀度更小，抑制了因记录与读出层的不均匀的厚度所导致的像差的发生，甚至在重现以更高密度记录的坑点时，也可以制造出重现信号损耗少且品质优秀的多层盘。
在先前的实施例中，说明了采用2P法的制造方法，但是制造方法并不仅仅局限于此方法，还可以包括例如注入成型及其他方法。例如，可以作为一个整体部件通过注入成型方法来制造与图1中第一基片1和第一记录与读出层2对应的基片，或者可以作为一个整体部件通过注入成型来制造与图1中第二基片和粘合剂层10对应的基片。当采用这些基片制造光记录媒体时，可以减少采用光固化树脂构成的记录与读出层的数量，从而可以提高所述光记录媒体的生产率。

Claims (14)

1.一种光记录媒体，它包括至少四个信息记录平面(3a，5a，7a，9a)和分别形成在各个信息记录平面(3a，5a，7a，9a)上的反射层(3，5，7，9)，其中所述第一反射层(3)具有主要含氧化钛的层，所述第二反射层(5)具有主要含氧化钛的层，所述第三反射层(7)具有由主要含银的合金制成的层，以及所述第四反射层(9)具有由主要含铝的合金制成的层。
2.根据权利要求1的光记录媒体，其特征在于：所述第一和第二反射层(3，5)中的所述氧化钛按1.8或1.8以上至2.2或2.2以下的比例包含氧/钛。
3.根据权利要求1或2的光记录媒体，其特征在于：所述第一和第二反射层(3，5)中主要含氧化钛的所述层是非晶态或细晶组合物。
4.根据权利要求1至3中任何一个的光记录媒体，其特征在于：所述第一和第二反射层(3，5)的厚度为80纳米或80纳米以下。
5.根据权利要求1至4中任何一个的光记录媒体，其特征在于：所述第三反射层(7)中主要含银的合金包括钯或钌，以及铜或钛，所述组合物中银的比例为94％或94％以上。
6.根据权利要求1至5中任何一个的光记录媒体，其特征在于：所述第三反射层(7)的厚度为20纳米或20纳米以下。
7.根据权利要求1至6中任何一个的光记录媒体，其特征在于：所述第三反射层(7)是通过把主要含银的所述合金层和主要含氧化钛的层叠合来形成的。
8.根据权利要求7的光记录媒体，其特征在于：所述第三反射层(7)中的所述氧化钛按1.8或1.8以上至2.2或2.2以下的比例包含氧/钛。
9.根据权利要求7或8的光记录媒体，其特征在于：所述第三反射层(7)中主要含氧化钛的所述层是非晶态或细晶组合物。
10.根据权利要求7至9中任何一个的光记录媒体，其特征在于：所述第三反射层(7)中主要含氧化钛的所述层的厚度为80纳米或80纳米以下。
11.根据权利要求1至10中任何一个的光记录媒体，其特征在于：所述第四反射层(9)中主要含铝的所述合金包含钛、铬、锌、锰以及铜中的至少一种，且所述组合物中铝的比例为90％或90以上。
12.根据权利要求1至11中任何一个的光记录媒体，其特征在于：所述第四反射层(9)中主要含铝的所述合金层的厚度为20纳米或20纳米以上。
13.根据权利要求1至12中任何一个的光记录媒体，其特征在于：在从所述第一反射层(3)反射的所述反射光量、从所述第二反射层(5)反射的并通过所述第一反射层(3)的所述反射光量、从所述第三反射层(7)反射的并通过所述第一反射层(3)和所述第二反射层(5)的所述反射光量，以及从所述第四反射层(9)反射的并通过所述第一反射层(3)、所述第二反射层(5)和所述第三反射层(7)的所述反射光量中，最大值和最小值的比例为2倍或2倍以下。
14.一种光记录媒体，它包括至少四个信息记录平面(3a，5a，7a，9a)和分别形成在各个信息记录平面(3a，5a，7a，9a)上的反射层(3，5，7，9)，其中在从所述第一反射层(3)反射的所述反射光量、从所述第二反射层(5)反射的并通过所述第一反射层(3)的所述反射光量、从所述第三反射层(7)反射的并通过所述第一反射层(3)和所述第二反射层(5)的所述反射光量、从所述第四反射层(9)反射的并通过所述第一反射层(3)、所述第二反射层(5)和所述第三反射层(7)的所述反射光量中，最大值和最小值的比例为2倍或2倍以下。
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