JP2009004172A - プラズマディスプレイパネルの修復方法、修復装置及び製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】プラズマディスプレイパネルの内部に侵入した異物を効率よく除去すること。
【解決手段】プラズマディスプレイパネルの欠陥セルの修復方法であって、当該パネル基板の外面から欠陥セル対応部に局所的に超音波振動を印加し、当該欠陥セル対応部の基板内面に付着した異物を除去して欠陥セルを修復するプラズマディスプレイパネルの修復方法。
【選択図】図４

Description

本発明はプラズマディスプレイパネルの修復方法、修復装置及び製造方法に関する。

プラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰという）では、ＡＣ型３電極面放電構造で構成され、前面基板に形成された誘電体層を保護する保護膜を有するものが知られている。
この構造のＰＤＰにおいて、保護膜には、放電ガスのイオンの衝突による誘電体層の損傷を防ぐ耐スパッタ性の優れたものであることに加え、イオン衝突時の二次電子放出により放電開始電圧を低減する二次電子放出特性の優れた材料が用いられる。

高精細化の要求の強いＰＤＰにおいて、保護膜の二次電子放出特性は発光特性に大きく影響を与えるものであり、ＰＤＰの製造工程においては保護膜表面をクリーンな状態に保つことに大きな注意が払われる。また、パネル組み立て後には保護膜表面の活性化と特性の安定化を目的としたエージング処理が実施される。エージング処理は、製造過程において生じる保護膜表面の非活性膜、異物を放電によるスパッタ現象で清浄化することも目的としている（例えば、特許文献１参照）。
また、この種のフラットパネルディスプレイの製造工程においては、パネル内への微少な異物の混入を防ぐために超音波を印加した洗浄液を用いて使用する基板を洗浄することも知られている（例えば、特許文献２参照）。
特開平５−３４２９９１号公報 特開２００５−３３０９２号公報

このようにＰＤＰの製造工程においては、前面基板の保護膜表面の清浄化に注意が払われるが、実際に完成したパネルでは電極の断線による欠陥以外に、パネルを点灯させた際に点灯しない欠陥セル、点灯はするがその周辺のセルより発光特性の劣った欠陥セルが見つかることがある。

本発明の発明者らは、このような欠陥セルの問題について考察した結果、保護膜表面へ異物、例えば蛍光体の粉、リブの破片などが付着することが一つの原因であることを突き止めた。
このとき、従来のエージング処理にて保護膜上の異物を除去できれば欠陥セルの放電特性を改善させることが可能であるが、エージング処理のみでは除去が不可能な異物が付着することもある。

また、パネル駆動回路の組み立て装着工程後などのエージング処理以降の工程にて保護膜上に異物が付着すると、駆動回路を装着した状態ではエージング処理における放電と同等のスパッタ効果を得られるほどの放電を繰り返すことは回路の性能上現実的ではなく、異物の除去は不可能である。
このように、エージング処理での放電によるスパッタ現象のみでは除去が不可能な異物が付着する、または、エージング処理以降に保護膜表面上に異物が付着することで発光特性を損なう欠陥セルが発生してしまうと、特性を改善させることができない。そして、規定の品位を損なうＰＤＰは廃棄処分されることになる。

本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、前面基板の保護膜表面上に付着した異物を非接触的に除去することで、欠陥セルの発光特性を改善させことを可能とするＰＤＰの修復方法及びＰＤＰの製造方法を提供するものである。

この発明は、プラズマディスプレイパネルの欠陥セルの修復方法であって、当該パネル基板の外面から欠陥セル対応部に局所的に超音波振動を印加し、当該欠陥セル対応部の基板内面に付着した異物を除去して欠陥セルを修復するプラズマディスプレイパネルの修復方法を提供するものである。

この発明によれば、ＰＤＰの製造中又は、保守作業中などに保護層表面への異物付着による欠陥セルが見つかった場合、パネルの外面からの簡単な作業で修復が可能となる。

この発明のＰＤＰの修復方法は、プラズマディスプレイパネルの欠陥セルの修復方法であって、当該パネル基板の外面から欠陥セル対応部に局所的に超音波振動を印加し、当該欠陥セル対応部の基板内面に付着した異物を除去して欠陥セルを修復することを特徴とする。
前記記載のプラズマディスプレイパネルの欠陥セル修復方法に於いて、前記修復作業を製造ラインの検査工程において行ってもよい。

前記記載のプラズマディスプレイパネルの欠陥セル修復方法において、パネルの前面基板の外面から超音波振動と同時に熱を加えてもよい。
前記記載のプラズマディスプレイパネルの欠陥セル修復方法で用いる装置であって、前面基板に接触する先端部を備えた超音波振動子と、該超音波振動子に超音波振動を付与する振動源と、該振動源に電気信号を付与する周波数可変の発振器とを含んでもよい。
前記記載のプラズマディスプレイパネルの欠陥セル修復装置において、前面基板表面と接触する先端部を備えた超音波振動子をペンシル形状とし、前記先端部を単位セルの大きさと形状にほぼ等しい構成としてもよい。
前記記載の欠陥セル修復装置において、前記装置はさらに超音波振動子の先端部に熱を加える電熱コイルを付設してもよい。
前記記載の欠陥セル修復装置において、前記装置はさらに前記超音波振動子の位置づけられる基板面に熱を加える熱風送風機を有してもよい。
前記記載の欠陥セル修復装置において、前記装置はさらに前記超音波振動子の位置付けられる基板面に熱を加えるレーザ照射装置を有してもよい。

この発明は、別の観点から、プラズマディスプレイパネルを製造する製造工程と、製造されたプラズマディスプレイパネルを点灯検査する検査工程とを備え、検査工程は、点灯不良の欠陥セル対応部のパネル内面に付着した異物を検索する検索工程と、検索された異物を除去するためにプラズマディスプレイパネルの外面から当該欠陥セル対応部に局所的に超音波振動を印加する修復工程を備えるプラズマディスプレイパネルの製造方法を提供するものである。

図1はこの発明の実施形態に係るＰＤＰの要部分解斜視図である。
図1に示すように、ＰＤＰ100は前面パネルアセンブリィ16と背面パネルアセンブリィ26を備え、それぞれがガラス、石英、セラミック等からなる前面基板11及び背面基板21を有する。前面基板11上には、複数の表示電極10、誘電体層14、保護膜15を備え、背面基板21は、アドレス電極22、誘電体層23、隔壁24、蛍光体層25を備える。

前面基板11上には、各々が走査電極12と維持電極13とからなる複数の表示電極10が互いに平行に配置され、表示電極10は誘電体層14、さらに保護層15によって覆われている。保護膜15は主にＭｇＯからなり、放電ガスのイオンの衝突による誘電体層14の損傷を防ぐ耐スパッタ機能、また、イオン衝突時の二次電子放出により放電開始電圧を低減する機能を有する。

背面基板21上には複数の平行なアドレス電極22が表示電極10と交差する方向に配置され、アドレス電極22を誘電体層23が覆い、誘電体層23上のアドレス電極22間に隔壁24が形成されている。隔壁24と誘電体層23で形成された溝またはセルには、蛍光体層25が形成されている。

ＰＤＰ100は、前面パネルアセンブリ16と背面パネルアセンブリ26とを、表示電極10とアドレス電極22が交差するように対向配置し、周囲を封止し、隔壁24で囲まれた放電空間に放電ガスを充填することにより作製される。

次に、ＰＤＰ100の製造ラインについて図2を用いて説明する。
まず、前面基板搬入部１０１に、前面基板１１を搬入し、透明電極形成部１０２において蒸着法又はスパッタ法とエッチング法とを組み合わせて基板１１の表面にＩＴＯ膜からなる帯状の透明電極１３をパターニングする。

次に、バス電極形成部１０３において印刷法等を用いて維持電極１３の上に金属のバス電極１２を形成する。これによって表示電極１０が形成される。
次に、誘電体層形成部１０４と保護膜形成部１０５において、誘電体層１４と保護膜１５を形成し、前面基板アッセンブリ１６が完成する。

一方、背面基板搬入部１０６に背面基板２１を搬入し、アドレス電極形成部１０７において印刷法等を用いて基板２１上に金属のアドレス電極２２を形成する。次に、誘電体層形成部１０８において、アドレス電極２３の上に誘電体層２３を形成する。さらに、隔壁形成部１０９において、隔壁２４を形成し、蛍光体層形成部１１０において、蛍光体層２５を形成する。

次に、シールフリット形成部１１１において、背面基板２１の表面の周縁部にシールフリット材を印刷法で塗布する。それによって基板２１の周縁部には封止用のシールフリットが形成され、背面基板アッセンブリ２６が完成する。

次に、パネル組み立て部１１２において、前面基板アッセンブリ１６と背面基板アッセンブリ２６とを、図１に示すように組み合わせる。次に、封止・排気部１１３において、アッセンブリ２６のシールフリットを加熱すると共に内部の排気を行う。それによって両基板アッセンブリの貼り合わせ（封止）が行われ、かつ、貼り合わされた基板アッセンブリ間の空間内の排気が行われる。
次に、ガス封入部１１４において、前記空間（セル間）に放電ガスを封入し、ＰＤＰ１００が完成する。

次に、エージング処理部１１５においてエージング処理を施した後、点灯検査部１１６において、検査装置によりＰＤＰ１００の点灯検査を行う。検査に合格したＰＤＰ１００に、回路組込み部１１７において、駆動回路を実装してＰＤＰモジュールとして完成させる。

図３は図１に示すＰＤＰ100を隔壁24と交差する方向に切断した状態を示す部分断面図である。
ＰＤＰ100の駆動は、図３に示すように、まず走査電極を兼ねる表示電極10とアドレス電極22との間で発光セル選択用の放電31を発生させる。この時生じた放電31で空間電荷を発生させ、表示電極10上の誘電体層14を保護する保護膜15上にその電荷を蓄積させる。次に、発光セル選択用の放電31で発生した電荷を利用し一対の隣接する表示電極10間で維持放電（面放電）32を繰り返し発生させる。この維持放電32を繰り返す際に発生する紫外線により蛍光体層25が励起し発光することで画面表示が行われる。

この駆動方法において、ＰＤＰ100の放電開始電圧は保護層15からの二次電子放出量により大きな影響を受ける。これは表示を行なう維持放電32が、放電により発生したイオンが保護膜15に衝突する際に発生する二次電子により促進されるためである。

そのため、保護膜15上に局所的に不活性膜が形成されたり、異物1（図3）が付着したりなどすると、保護膜15の二次放電特性が部分的に損なわれ、その近くのセルの放電開始電圧が上昇してしまう。また、走査（表示）電極10とアドレス電極22との間での発光セル選択用の放電31を行う際の放電開始電圧も上昇してしまい、発光セル選択用の放電31を弱体化させてしまう。このために、発光特性を損なった欠陥セルが発生してしまう。

この状態を改善するため、つまり、保護膜15の二次電子放電特性を安定させるため、また、発光セル選択用の放電31を正常に行うために、ＰＤＰ100の製造ラインにおいてエージング処理部115が設けられている。つまり、図2に示すようにパネル組立部112で前面基板アセンブリ16と背面基板アセンブリ26を封着した後に、パネルアセンブリの状態で、エージング処理部115において、エージング処理工程を行う。エージング処理工程では、製造過程において生じる保護膜15表面の不活性膜、異物1を放電によるスパッタ現象で清浄化して全体の特性を均一化・安定化する。

しかし、エージング工程における放電によるスパッタ現象のみでは除去が不可能な異物1が図3に示すように付着している場合は、欠陥セルの放電特性を改善させることは不可能である。また、エージング処理工程以降の工程にて保護膜15上に異物1が付着すると、駆動回路を装着した状態ではエージング処理工程と同等のスパッタ効果を得られるほどの強い放電を繰り返すことは回路の性能上現実的ではなく、異物1の除去は不可能である。

従って、本発明では、前述のように通常のエージング処理工程を通しても除去が不可能であった保護膜15表面上の異物1に対して、外部から局所的に超音波振動を与える、または、超音波振動と熱を同時に加えることで異物1を除去し、発光特性を損なったセルの放電特性を改善させることを可能とする。

以下、実施例１〜４に基づいて、この実施形態をさらに詳述する。
［実施例１］
図４は実施例１による欠陥セルの修復方法を説明する説明図である。作業者はペンシル形状の修復ヘッド20aを手に持ち、異物１の付着が原因の欠陥セル位置に対応した前面基板１１上に修復ヘッド20aの先端部６を接触させる。それによって、保護膜15表面と異物1の接着点に振動変位が与えられ、大きなパワー密度の振動が印加される。そして、保護膜15の表面と異物1との間に大きな振動加速度差が生じるので異物1が除去される。

図５は、図４に示す修復ヘッド20aを備えた修復装置200aの構成説明図である。
修復装置200aは、高周波電圧によって超音波振動を励起する超音波振動子4と、超音波伝達部材2と、それらを収容するハウジング9aと、超音波振動子4にケーブル30aを介して高周波電圧を印加するための高周波発振器3aとを備える。高周波発振器3aは発振周波数と電圧（振幅）を変えることができる。

超音波振動子4としては、電圧を印加すると歪みを生じる圧電効果をもった圧電素子に、高周波電圧を加えて超音波振動を励起させるものを用いることができる。
そして、印加する高周波電圧の周波数を変化させることで、超音波振動の周波数を変化させることが可能であり、数十ｋＨｚから数ＭＨｚのオーダーの周波数を利用する。

また、印加する高周波電圧の振幅を変化させることで超音波振動の出力を変化させることができる。ここでは、異物1の付着状況によって振動の周波数や出力を変化させて効率よく除去を行う。
また、超音波振動子4は、歪み方の異なる圧電素子の組合せで様々な方向軸をもった超音波振動を励起することが可能であるが、本発明で利用する超音波振動は縦方向の振動でも、横方向の振動でも良く、任意の振動方向とする。

また、ＰＤＰ前面基板11表面に直接接触させる超音波伝達部材２の形状は、欠陥セル位置に対応した部分に接触させる際の操作性、対象セルに正確に接触させる操作精度を考慮し、ペンシル形状にすることが望ましい。
また、超音波伝達部材２の材質、形状、及び、大きさは任意とするが、例えば、熱伝導性、強度、加工性に優れたステンレス鋼が好適である。先端部６はＰＤＰ100の表面を傷つけないように丸味のある円形にし、ＰＤＰの発光特性を損なった1セルに対してのみ大きなパワー密度で効率よく振動を加えるために１セル分程度の大きさ、例えば直径0.5mmにすることが適当である。

次に、修復装置200aを使って保護膜15表面上の異物1を除去する手順についてさらに詳しく説明する。
点灯検査部116（図２）においてＰＤＰ100を点灯させた際に、発光特性を損なった欠陥セルを特定する。なお、点灯できない場合には外観検査などで異物1の付着部を特定してもよい。点灯不良の欠陥セルと特定した箇所に修復ヘッド20aの先端部6を図4に示すように前面基板11表面に接触させ、局所的に超音波振動を加える。こうして、異物1の付着部に適当な周波数、出力の超音波振動を加えることで、保護膜15表面と異物1間に大きな振動加速度差を生じさせる。その結果、保護膜15と異物1の接着力を超えた振動加速度が異物1に加わることで保護膜15上から異物1が除去される。

ここでは、異物1の接着状態により、加える超音波振動の周波数、超音波振動の出力を適当に調整する。例えば、このとき加える超音波の振動周波数、出力はエージング処理工程を通してもなお除去が不可能であった異物が付着していることを考慮に入れると、エージング処理工程にて保護膜表面に印加されているもの以上であることが望ましい。しかし、過度な振動周波数、出力を加えると異物1付着部以外の他の構造に悪影響を与える恐れがあるため、異物1の付着状況を確認しながら、徐々に上げていくのが適当である。

また、異物1は除去したが付着部の保護膜上に不活性膜が残されている状態では、発光を損なったままであるので、エージング処理工程のような放電によるスパッタ現象を利用することでセルの放電特性を改善させる処理が必要な場合もある。
以上のように、実施例１に示す修復方法および修復装置によれば、保護膜15表面上に異物1が付着していることにより発生している発光特性を損なう欠陥セルの発光特性を効率よく修復することが可能となる。

［実施例２］
図６は実施例２の修復装置200bを示す図5対応図である。この実施例においては、実施例1の修復装置200aの超音波伝達部材2の先端近傍に抵抗発熱部材としての出力100〜200Wの電熱コイル5が巻回され、電熱コイル5はケーブル30bを介して加熱用電源3bに接続されている。電熱コイル5には、シーズヒータが好適に用いられる。その他の構成は実施例1の修復装置200aと同等である。

実施例2では、電熱コイル5を超音波伝達部材2の先端近傍に設けたことにより、先端部6を加熱し、図4のように先端部6を前面基板11の表面に接触させた際に異物1の付着部に熱を加える。その熱によって保護膜15の表面と異物1との接着力を軽減させると同時に、適当な周波数と適当な出力の超音波振動により、保護膜15の表面と異物1との間に振動加速度着を生じさせる。その結果、異物1が効率よく除去される。なお、電熱コイル5に印加する電力を調整することで、先端部6の温度を制御することができる。

また、先端部6から前面基板11に加える熱は、保護膜15の温度が保護膜形成時の雰囲気温度以下になるように抑制されなければならない。これは、保護膜形成時の雰囲気温度より高くなると、保護膜15が変質したり、異物1と化学反応を起こす危険性があるからである。

［実施例３］
図7は実施例3による欠陥セルの修復方法を示す説明図である。作業者はピストル形状の修復ヘッド20cを手に持ち、異物の付着が原因の欠陥セル位置に対応した前面基板11上に修復ヘッド20cの先端部6を接触させると共に、修復ヘッド20cから熱風7cを出射させる。それによって、保護膜表面と異物の接着点に振動変位を与え、大きなパワー密度の振動が印加される。そして、保護膜表面と異物との間に大きな振動加速度差が生じ、異物が除去される。また、同時に熱風7cによる熱を加えることで保護膜表面と異物間の接着力を軽減させ、超音波振動による異物除去効果をさらに向上させる。

図8は図7に示す修復ヘッド20cを備えた修復装置200cの構成説明図である。修復装置200cは超音波振動子4と、超音波伝達部材2と、ヒータ7aと、ファン7bと、それらを収容するピストル形のハウジング9bと、ケーブル30aを介して超音波振動子4に高周波電圧を印加するための高周波発振器3aと、ヒータ7aおよびファン7bにケーブル30cを介して駆動電力を供給する熱風送風器用電源3cを備える。ヒータ7aとファン7bが熱風送風機を構成し、ファン7bからヒータ7aに供給される送風は、ヒータ7aにより熱せられ熱風7c（図7）となって放出される。

このように、実施例３は、実施例２に記載の超音波振動と熱を加える修復装置200bにおいて、熱を加える手段として熱風を送風する機構を利用するものである。超音波伝達部材2の先端部6が、比較的広い面積で前面基板11に超音波振動を加える場合には、実施例3のように熱風により熱を加える機構が有効である。この熱風を送風する機構により、広い面積に効率よく熱を加えることで保護膜表面と異物の接着力を軽減させ、超音波振動による異物の除去効果がさらに向上する。なお、異物を除去するメカニズム、除去の方法については実施例１および２と同様である。

［実施例４］
図9は実施例4の図8対応図である。
実施例4は、実施例3の修復装置200cにおいて、ヒータ7a、ファン7b、熱風送風器用電源3cおよびケーブル30cを、集光レンズ8b、レーザ光源3dおよび光ファイバー8aで置換したものであり、その他の構成は実施例3と同等である。レーザ光源3cは、レーザ光を出射するレーザダイオード、レーザダイオードを冷却する水冷冷却装置、レーザ光を光ファイバー8aの基端に入射させる集光レンズなどから構成される。レーザ光源3dから出射したレーザ光は光ファイバー8aを介してレンズ8bに入射し前面基板11上に集光される。高い熱エネルギーをもったレーザ光を欠陥セルの対応領域に照射することで熱を加え、保護膜表面と異物の接着力を軽減させ、超音波振動による異物の除去効果を高める。その他、異物を除去するメカニズム、除去の方法については実施例１および２と同様である。

以上の実施例1〜4のように、欠陥セルの修復ヘッドは、手動工具として構成されても良いが、点灯検査部116（図2）の検査装置に組み込まれるのが好ましい。修復ヘッドを検査装置に設けた異常点認識カメラの位置情報に連動する移動機構に付設しておけば、点灯状態が異常なセルが見つかった場合、パネル面上の異常点に修復ヘッドを位置付けることにより、欠陥セルを自動的に修復することができる。

この発明に係るＰＤＰの要部分解斜視図である。 この発明に係るＰＤＰの製造ラインを示す説明図である。 この発明に係るＰＤＰの要部断面図である。 この発明の実施例１の修復方法を示す説明図である。 この発明の実施例１の修復装置の構成説明図である。 この発明の実施例２の図５対応図である。 この発明の実施例３の図４対応図である。 この発明の実施例３の修復装置の構成説明図である。 この発明の実施例４の図８対応図である。

符号の説明

１ 異物
２ 超音波伝達部材
３ａ 高周波発振器
３ｂ 加熱用電源
３ｃ 熱風送風器用電源
３ｄ レーザ光源
４ 超音波振動子
５ 電熱コイル
６ 先端部
７ａ ヒータ
７ｂ ファン
７ｃ 熱風
８ａ 光ファイバー
８ｂ 集光レンズ
９ａ ハウジング
９ｂ ハウジング
１０ 表示電極
１１ 前面基板
１２ 透明電極
１３ バス電極
１４ 誘電体層
１５ 保護膜
１６ 前面パネルアセンブリ
２０ａ 修復ヘッド
２０ｂ 修復ヘッド
２０ｃ 修復ヘッド
２０ｄ 修復ヘッド
２１ 背面基板
２２ アドレス電極
２３ 誘電体層
２４ 隔壁
２５ 蛍光体層
２６ 背面パネルアセンブリ
３０ａ ケーブル
３０ｂ ケーブル
３０ｃ ケーブル
３１ 放電
３２ 維持放電
１００ ＰＤＰ
２００ａ 修復装置
２００ｂ 修復装置
２００ｃ 修復装置
２００ｄ 修復装置

Claims (9)

1. プラズマディスプレイパネルの欠陥セルの修復方法であって、当該パネル基板の外面から欠陥セル対応部に局所的に超音波振動を印加し、当該欠陥セル対応部の基板内面に付着した異物を除去して欠陥セルを修復するプラズマディスプレイパネルの修復方法。
2. 請求項１に記載のプラズマディスプレイパネルの欠陥セル修復方法において、前記修復作業を製造ラインの検査工程において行うことを特徴とするプラズマディスプレイパネルの欠陥セルの修復方法。
3. 請求項１及び請求項２に記載のプラズマディスプレイパネルの欠陥セル修復方法において、パネルの前面基板の外面から超音波振動と同時に熱を加えることを特徴とするプラズマディスプレイパネルの欠陥セル修復方法。
4. 請求項１から請求項３に記載のプラズマディスプレイパネルの欠陥セル修復方法で用いる装置であって、前面基板に接触する先端部を備えた超音波振動子と、該超音波振動子に超音波振動を付与する振動源と、該振動源に電気信号を付与する周波数可変の発振器とを含んでなることを特徴とするプラズマディスプレイパネルの欠陥セル修復装置。
5. 請求項４に記載のプラズマディスプレイパネルの欠陥セル修復装置において、前面基板表面と接触する先端部を備えた超音波振動子をペンシル形状とし、前記先端部を単位セルの大きさと形状にほぼ等しい構成としたことを特徴とするプラズマディスプレイパネルの欠陥セル修復装置。
6. 請求項４に記載の欠陥セル修復装置において、前記装置はさらに超音波振動子の先端部に熱を加える電熱コイルを付設してなることを特徴とするプラズマディスプレイパネルの製造装置。
7. 請求項４に記載の欠陥セル修復装置において、前記装置はさらに前記超音波振動子の位置づけられる基板面に熱を加える熱風送風機を有してなることを特徴とするプラズマディスプレイパネルの欠陥セル修復装置。
8. 請求項４に記載の欠陥セル修復装置において、前記装置はさらに前記超音波振動子の位置付けられる基板面に熱を加えるレーザ照射装置を有してなることを特徴とするプラズマディスプレイパネルの欠陥セル修復装置。
9. プラズマディスプレイパネルを製造する製造工程と、製造されたプラズマディスプレイパネルを点灯検査する検査工程とを備え、検査工程は、点灯不良の欠陥セル対応部のパネル内面に付着した異物を検索する検索工程と、検索された異物を除去するためにプラズマディスプレイパネルの外面から当該欠陥セル対応部に局所的に超音波振動を印加する修復工程を備えるプラズマディスプレイパネルの製造方法。

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