JP2015043363A - Ｌｅｄランプの製造方法及び封止樹脂に対する凹凸付与装置 - Google Patents

Abstract

【課題】封止樹脂の表面に凹凸を形成して、封止樹脂から空気中への光の取出効率を向上させる。
【解決手段】まず、硬化して封止樹脂５５となる熱硬化性の液体樹脂ＬをＬＥＤチップ５３を覆うように塗布する。次に、液体樹脂Ｌの表面の所定個所Ｌｐに熱風を吹き付けることで、前記所定個所Ｌｐに風紋を形成するとともに熱風の吹付を止めても風紋の後が残る状態にまで前記所定個所Ｌｐで熱硬化を促進させる。このとき、熱風の吹付方向の側方では、前記所定個所Ｌｐに吹き付けた熱風を吹付方向の反対方向に吸引することで、熱風の吹付方向の側方への広がりを抑える。また、このとき、液体樹脂Ｌを底面から冷却することで、液体樹脂Ｌの底面側での熱硬化の促進を抑える。次に、液体樹脂Ｌ全体を熱硬化させる。これにより、封止樹脂５５の表面に、風紋の跡からなる凹凸を残す。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＬＥＤチップを透光性を有する封止樹脂で封止してなるＬＥＤランプに関する。

この種のＬＥＤランプは、次の［１］〜［３］に示す手順で製造するのが一般的である。
［１］まず、図１１（ａ）に示すように、平板状の基板９１の上にＬＥＤチップ９２を取り付け、そのＬＥＤチップ９２に電気を供給する金属ワイヤ９３，９３を接続する。そして、そのＬＥＤチップ９２の周囲を囲むように枠９４を取り付ける。なお、基板９１に枠９４を取り付ける代わりに、凹部を有した基体を用いる場合もある。
［２］次に、図１１（ｂ）に示すように、ＬＥＤチップ９２を覆うように枠９４の内側に、紫外線硬化性又は熱硬化性を有する液体樹脂Ｌｏを塗布する。
［３］次に、図１１（ｃ）に示すように、枠９４の内側に塗布した液体樹脂Ｌｏを硬化させる。具体的には、液体樹脂Ｌｏが紫外線硬化性を有する場合には、紫外線を液体樹脂Ｌｏに照射することで液体樹脂Ｌｏを硬化させ（ＵＶ硬化）、液体樹脂Ｌｏが熱硬化性を有する場合には、温風対流や周囲からの伝熱や赤外線で液体樹脂Ｌｏを加熱することで液体樹脂Ｌｏを硬化させる（加熱硬化）。

そして、図１１（ｄ）に示すように、液体樹脂Ｌｏが完全に硬化すれば封止樹脂９５となり、それにより、ＬＥＤチップ９２を封止樹脂９５で封止してなるＬＥＤランプ９０が完成する。

特開２００９−１４７３２９号公報 特開２０１３−０１６８６８号公報

上記の方法でＬＥＤランプ９０を製造した場合、図１１（ｃ）に示すように、液体樹脂Ｌｏはその表面張力により略平坦な表面の状態で、空気界面である表面から硬化が進行するので、硬化後には、図１１（ｄ）に示すように、液体樹脂Ｌｏが硬化してなる封止樹脂９５の表面は略平坦になる。

なお、ＬＥＤチップ９２に給電する金属ワイヤ９３から液体樹脂Ｌｏの表面までの距離が短い場合などは、その影響を受け金属ワイヤ９３の形状が、封止樹脂９５の表面の起伏に影響を及ぼす場合がある。この原因は、硬化時、金属ワイヤ９３の方が伝熱がよいため、その周辺部分の液体樹脂Ｌｏが先に加熱され硬化する事や、金属ワイヤ９３がＬＥＤチップ９２上に有ることで、その部分での液体樹脂Ｌｏの底面から表面までの樹脂量が少なくなる分、硬化時における液体樹脂Ｌｏの収縮量が少なくなり、結果として他の部分より高くなる事による。しかしながら、液体樹脂Ｌｏの底面から表面までの距離が十分に長い場合には、その影響は少なく、液体樹脂Ｌｏが硬化してなる封止樹脂９５の表面は略平坦になる。

しかしながら、封止樹脂９５の平面がこのように平坦な場合、封止樹脂９５から空気中への光の取出効率（放射量）は悪くなる。その主な原因は、空気界面での封止樹脂９５側への反射であり、具体的には、封止樹脂９５と空気との屈折率差により決まる所定の臨界角度（全反射角）よりも浅い角度で空気界面に入射した光は、全反射をもってその全てが封止樹脂９５側に戻る。そして、その全反射により封止樹脂９５側に戻った光の一部については、封止樹脂９５の内部の反射形状により、封止樹脂９５の内部で何回か反射した後、再度、空気界面に今度は前記所定の臨界角度（全反射角）よりも深い角度で入射することで全反射されずに空気中に放射される。しかし、その一方で、該全反射して戻った光のそれ以外については、基板９１の表面や枠９４の内周面等に吸収されることで熱として失われてしまう。特に、封止樹脂９５の内部に、蛍光体等の波長変換物質（ＬＥＤチップ９２から放射される光の発光波長を他の波長に変換させる物質）が混合や別の形態で配合されている場合には、全反射により封止樹脂９５側に戻った光の成分が該波長変換物質に繰り返し入射されることで、空気中への光の取出効率は更に悪くなってしまう。

一方、封止樹脂の平面を平坦ではない形状にすることは、封止樹脂から空気中への光の取出効率を向上させる目的で有効であることが知られているが、簡便にこの目的を達成することはできない。その例として、封止樹脂の表面を平坦ではない形状にする方法としては、次の［ｉ］［ii］の方法が知られている（例えば、特許文献１，２）。

［ｉ］金型等の型を用いて、封止樹脂の表面形状を、凹凸形状や、三角錘形状や、溝形状や、半球形状や、台形形状等に硬化させる方法。この場合、型の表面形状と、硬化前の液体樹脂の表面張力により、硬化後の界面は決定される。

［ii］封止樹脂の表面を平坦に硬化させた後、その平坦な表面を荒らす方法。なお、樹脂製導光板や磨りガラスの表面でも同様の加工がされる場合がある。

しかしながら、［ｉ］の方法は、型を使うので離型において難がある。なぜなら、封止樹脂は、基体との高い接着性が重視されるが、その場合、型との接着性もよくなってしまう場合が多い結果、型からの離型性能が悪くなる場合が多い。従って、離型の際には、封止樹脂を変形させるような離型力を印加することや、型に離型剤を塗布することで離型を行う。しかしながら、離型力を印加することは、封止樹脂がシリコーン樹脂である場合等、封止樹脂の硬度が低い場合は、内部の金属ワイヤを変形させるおそれがあり妥当ではない。一方、離型剤を用いることは、離型剤はＬＥＤチップが使用される機器において接触不良の原因になるおそれがあるので、洗浄を十分に行う必要が生じ手間となる。

また、［ii］の方法は、磨りガラス等においては、有効であるが、樹脂材料の場合には、あまり有効ではない。なぜなら、磨りガラスの様にガラスを削る事は、非晶質なガラス結晶集合体のガラスを割り、結晶界面を作り出すことになり、光の放射効率は良くなる。しかしながら、樹脂材料の場合、削る事は必ずしも結晶界面を作り出す事にはならない。それどころか、発熱を伴う事で樹脂が分解して黒色化する事になり、光の取出効率は逆に悪くなる場合すらある。また、封止樹脂がシリコーン樹脂である場合等、封止樹脂の硬度が低い場合には、削る際の圧力により封止樹脂の内部の金属ワイヤを変形させるおそれがある。また、仮に変形させない程度の圧力でも、変形していない事実を生産工程内で確認することは、コスト的に妥当ではない。

以上の様に、封止樹脂の表面に所望の形状を設置する事は、容易に考えられるが、上記の諸問題を解決する必要がある。そこで、上記の諸問題が発生しない上記［ｉ］［ii］以外の方法で、封止樹脂の表面に凹凸を形成して、封止樹脂から空気中への光の取出効率を向上させることをを目的とする。

（製造方法全体）
上記目的を達成するため、本発明のＬＥＤランプの製造方法は、ＬＥＤチップを透光性を有する封止樹脂で封止してなるＬＥＤランプの製造方法において、硬化して封止樹脂となる熱硬化性の液体樹脂をＬＥＤチップを覆うように塗布した（第１工程）後に、液体樹脂の表面の所定個所に熱風を吹き付けることで、前記所定個所に風紋を形成するとともに熱風の吹付を止めても風紋の跡が残る状態にまで前記所定個所で熱風による熱硬化を促進させて（第２工程）から、液体樹脂全体を熱硬化させる（第３工程）ことで、封止樹脂の表面に風紋の跡からなる凹凸を残すことを特徴とする。

（第１工程）
ＬＥＤチップは、一般的にＬＥＤと称される半導体素子、全般において適用可能である。また、ＬＥＤチップの発光波長も、全てにおいて適用可能であり、近紫外３４０ｎｍ〜赤６３０ｎｍ〜赤外１５００ｎｍ程度まで拡げることが可能である。

熱硬化性の液体樹脂は、特に限定されないが、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂等を例示する。いずれも加温する事で、液体状態から固体状態に変化することを特徴としており、一度個化（硬化）すれば、その後温度が下がっても液状に戻ることはない。この様な熱硬化性の液体樹脂は、それ単体で塗布してもよいし、これに粘度調整用の散乱剤を混合した混合剤の状態で塗布してもよいし、また更に、光学波長変換材として蛍光体を混合した状態で塗布してもよい。また、無色透明である熱硬化性の液体樹脂単体に染料や顔料を混合することで着色した状態で塗布してもよい。なお、エポキシ樹脂においては、個化（硬化）は特定の個化温度で短時間のうちに進行する性質があるので、慎重にその温度まで上昇させることが重要である。

熱硬化性の液体樹脂の硬化前の粘度（熱風の吹付を開始する前の粘度）は、特に限定されないが、ＬＥＤチップを覆うように塗布する作業がし易くなる点で、低粘度であることが好ましい。具体的には、熱硬化性の液体樹脂の硬化前の粘度は、１．０Ｐａ・Ｓ以下であることがより好ましく、０．８Ｐａ・Ｓ以下であることが更に好ましい。

（第２工程−吹付）
前記所定個所の数は、特に限定されないが、次の［ａ］［ｂ］の態様を例示する。
［ａ］前記所定個所は、一個所のみである態様。
［ｂ］前記所定個所は、離散して複数存在する態様。

前記所定個所に熱風を吹き付ける作業は、特に限定されないが、吹付口を前記所定個所に向け、吹付口から前記所定個所に熱風を吹き付ける態様を例示する。

吹付口から前記所定個所までの距離は、特に限定されないが、熱風を吹き付ける直前の風紋ができる前の状態で１．０〜１０ｍｍであることが好ましい。１．０ｍｍに満たないと、吹付口が液体樹脂に接触してしまうおそれがある一方、１０ｍｍを超えると、熱風が効率よく所定個所に当たらないおそれがあるからである。吹付口から前記所定個所までの距離は、熱風を吹き付ける直前の風紋ができる前の状態で１．０〜５．０ｍｍであることがより好ましく、１．０〜２．０ｍｍであることが更に好ましい。なお、これらの距離が好ましいのは、後述する吹付装置においても同様である。

吹付口から噴き出す熱風の風速は、特に限定されないが、０．０５〜１．０ｍ／ｓであることが好ましい。０．０５ｍ／ｓに満たないと、十分に風紋をつけられず、よって、封止樹脂の表面に残る凹凸が小さくなり過ぎるおそれがある一方、１．０ｍ／ｓを超えると、風紋が大きくなり過ぎ、よって、封止樹脂の表面に残る凹凸が大きくなり過ぎるおそれがあるからである。吹付口から噴き出す熱風の風速は、０．１〜０．５ｍ／ｓであることがより好ましく、０．１〜０．３ｍ／ｓであることが更に好ましい。なお、これらの風速が好ましいのは、後述する吹付装置においても同様である。

吹付口から噴き出す熱風の温度は、特に限定されないが、６０〜２００℃であることが好ましい。６０℃に満たないと、効率よく熱硬化を促進することができないおそれがある一方、２００℃を超えると、一気に熱硬化が進行して風紋の跡が歪になってしまうおそれがあるからである。吹付口から噴き出す熱風の温度は、７０〜１５０℃であることがより好ましく、８０〜１２０℃であることが更に好ましい。なお、これらの温度が好ましいのは、後述する吹付装置においても同様である。

熱風の吹付は、前記所定個所が完全に熱硬化するまで続けてもよいが、次に示す理由で、熱風の吹付は、前記所定個所が完全に熱硬化する前の、熱風の吹付を止めても風紋の跡が残る状態にまで前記所定個所で粘度が上昇した半硬化状態の時点で止めることが好ましい。

すなわち、その理由は、液体樹脂の所定個所は、熱風の吹付時には、温度上昇によりその粘度が一端低下する。しかし、硬化が開始されると粘度は上昇する。その程度は、液体樹脂の材料によって異なる。例えば、エポキシ樹脂では硬化が始まると比較的短時間で粘度が急上昇することが知られている。また、シリコーン樹脂では、比較的緩やかに粘度が上昇する。しかし、いずれの場合でも、加温により、粘度は一端最低点まで低下し、その後上昇する。その最低点を通過し粘度が上昇した時点で、熱風の吹付を止めれば、風紋の跡が薄く残るのに加え、粘度上昇による硬化収縮で、液体樹脂の表面がなだらかにうねる。その薄く残った風紋の跡となだらかなうねりとにより、液体樹脂が硬化した後の封止樹脂の表面に形状効果が与えられ、光の取り出し効率が更に向上するからである。

熱風の吹付を止める時点での前記所定個所の粘度は、特に限定されないが、熱風の吹付を開始する前の初期粘度の２〜１００倍であることが好ましい。２倍に満たないと、風紋の跡が薄くなり過ぎるおそれがある一方、１００倍を超えると、上記のうねりが十分に得られないおそれがあるからである。熱風の吹付を止める時点での前記所定個所の粘度は、初期粘度の５〜５０倍であることがより好ましく、初期粘度の１０〜２０倍であることが更に好ましい。

熱風の吹付を止める時点での前記所定個所の硬度は、特に限定されないが、最終硬化物（封止樹脂）の硬度の０．３倍以上であることが好ましい。０．３倍に満たないと、風紋の跡が薄くなり過ぎるおそれがあるからである。

（第２工程−吸引）
前記所定個所に熱風を吹き付ける作業は、それ単独で行ってもよいが、熱風が広がり難くなって風紋が整う点で、次のように行うことが好ましい。すなわち、前記所定個所に熱風を吹き付ける吹付時には、熱風の吹付方向の側方で、前記所定個所に吹き付けた熱風を吹付方向の反対方向に吸引することで、熱風の吹付方向の側方への広がりを抑えることである。

熱風を吹付方向の反対方向に吸引する作業は、特に限定されないが、熱風の吹付方向の側方で、吸引口を液体樹脂の表面に向け、吸引口から熱風を吹付方向の反対方向に吸引することで行う態様を例示する。

吸引口から液体樹脂の表面までの距離は、特に限定されないが、熱風を吹き付ける直前の風紋ができる前の状態で１．０〜２０ｍｍであることが好ましい。１．０ｍｍに満たないと、吸引口が液体樹脂に接触してしまうおそれがある一方、２０ｍｍを超えると、熱風を効率よく吸引できないおそれがあるからである。吸引口から液体樹脂の表面までの距離は、熱風を吹き付ける直前の風紋ができる前の状態で１．０〜１５ｍｍであることがより好ましく、１．０〜１０ｍｍであることが更に好ましい。なお、これらの距離が好ましいのは、後述する吸引装置においても同様である。

吸引口から吸引する風量は、特に限定されないが、吹付口から噴き出す熱風の風量の０．５〜３．０倍であることが好ましい。０．５倍に満たないと、十分に熱風の広がりを抑えられないおそれがある一方、３．０倍を超えても、無駄になるおそれがあるからである。吸引口から吸引する風量は、吹付口から噴き出す熱風の風量の０．８〜２．０倍であることがより好ましく、１．０〜１．５倍であることが更に好ましい。なお、これらの風量が好ましいのは、後述する吸引装置においても同様である。

（第２工程−冷却）
前記所定個所に熱風を吹き付ける作業は、上記の吸引と伴に行うのが好ましい以外にも、前記所定個所及びその周辺のみで硬化を促進させられる点で、次のように行うことが好ましい。すなわち、前記所定個所に熱風を吹き付ける吹付時には、液体樹脂を底面から冷却することで、液体樹脂の底面側での熱硬化の促進を抑えることである。

液体樹脂の底面は、特に限定されないが、２５〜６０℃に冷却することが好ましい。６０℃を超えると、熱硬化が促進されるおそれがある一方、２５℃未満にまで冷却しても、無駄になるおそれがあるからである。液体樹脂の底面は、２５〜５５℃に冷却することがより好ましく、４０〜５０℃に冷却することが更に好ましい。なお、これらの温度が好ましいのは、後述する冷却装置においても同様である。

（第３工程）
液体樹脂全体を硬化させる作業は、特に限定されないが、次の［ａ］［ｂ］の態様を例示する。
［ａ］対流や伝熱により液体樹脂全体を加熱することで行う態様。
［ｂ］赤外線等の電磁波を液体樹脂に照射して液体樹脂全体を加熱することで行う態様。

最終硬化物（封止樹脂）の硬度は、特に限定されないが、常温において、ゴム硬度シェアで、５０〜１００であることが好ましい。

（完成体）
封止樹脂の表面に残る凹凸の起伏は、特に限定されないが、０．４〜２０μｍであることが好ましい。０．４μｍに満たないと、平坦とあまり変らず光の取出効率が十分に向上しないおそれがある一方、２０μｍを超えても、封止樹脂の表面で光が乱反射しすぎることで、逆に光の取出効率が悪くなるおそれがあるからである。封止樹脂の表面に残る凹凸の起伏は、０．５〜１０μｍであることがより好ましく、１．０〜５．０μｍであることが更に好ましい。

［凹凸付与装置全体］
同目的を達成するため、本発明のＬＥＤランプの封止樹脂に対する凹凸付与装置は、ＬＥＤチップを透光性を有する封止樹脂で封止してなるＬＥＤランプの封止樹脂の表面に凹凸を付与するためのＬＥＤランプの封止樹脂に対する凹凸付与装置において、硬化して封止樹脂となる熱硬化性の液体樹脂をＬＥＤチップを覆うように塗布したＬＥＤランプ材料を載せる載置台と、載置台に向けて開口した吹付口を備え、吹付口からＬＥＤランプ材料の液体樹脂の表面の所定個所に熱風を吹き付けることで、前記所定個所に風紋を形成しつつ前記所定個所で熱硬化を促進させる吹付装置とを含み構成されたことを特徴とする。

［吹付装置］
前記所定個所及び吹付口の数は、特に限定されないが、次の（ａ）（ｂ）の態様を例示する。
（ａ）前記所定個所及び吹付口は、一つのみである態様。
（ｂ）前記所定個所及び吹付口は、離散して複数存在する態様。

吹付装置の態様は、特に限定されないが、熱風を一定量、安定して送風できる点で、次の態様が好ましい。すなわち、吹付装置は、一端が前記吹付口である吹付管と、吹付管の他端が接続された加圧タンクと、加圧タンク内を加圧する加圧装置と、加圧タンク内を加熱する加熱装置とを含み構成された態様である。

また更に、吹付装置は、上記の構成要素以外にも、熱風の風量や温度を自動調節できる点で、次の（ａ）又は（ｂ）の装置を含むことが好ましい。

（ａ）加圧タンク内の圧力を検知する圧力センサーと、所望の圧力を入力するための加圧コントローラと、圧力センサーで検知する圧力が所望の圧力になるように加圧装置の出力を制御する加圧制御装置とを含み構成された風量自動調節装置。

（ｂ）加圧タンク内の空気の温度を検知する温度センサーと、所望の温度を入力するための加熱コントローラと、温度センサーで検知する温度が所望の温度になるように加熱装置の出力を制御する加熱制御装置とを含み構成された温度自動調節装置。

加圧タンク内を加圧する加圧装置の態様は、特に限定されないが、次の態様を例示する。すなわち、加圧装置は、一端が加圧タンクに接続され、他端が加圧タンクの外部に開口した加圧送風路と、加圧送風路内の空気を他端側から一端側に送る加圧ファンと、加圧送風路の途中部に設けられた加圧風量調節ダンパとを含み構成された態様である。

加圧ファンは、加圧タンクに送る風量を調節できるように、出力調節手段を備えていることが好ましい。その出力調節手段としては、電圧調節器や、周波数変化調節器や、滑り量変化調節器を用いた加圧ファンの回転数調節手段等、電気的な出力調節器を例示する。そして、加圧制御装置は、その出力調節手段を備えた加圧ファンと、加圧風量調節ダンパとの両方を制御することで、加圧装置の出力を制御することが好ましい。

加圧タンク内を加熱する加熱装置の態様は、特に限定されないが、次の態様を例示する、すなわち、加熱装置は、加圧送風路の途中部に設けられたヒータである態様である。

また、その他、吹付装置は、吹付管毎に風量を調節できる点で、次の構成要素を含むことが好ましい。すなわち、吹付装置は、吹付管の途中部に設けられた、該途中部の開量を調節する風量調節部を含むことである。その風量調節部は、特に限定されないが、風量調節用のニードルを例示する。

［吸引装置］
本発明の凹凸付与装置は、上記の構成要素以外にも、熱風が広がり難くなって風紋が整う点で、次の構成要素を含むことが好ましい。すなわち、本発明の凹凸付与装置は、吹付口の側方で載置台に向けて開口した吸引口を備え、前記所定個所に吹き付けた熱風を吸引口から吸引することで、熱風の吹付方向の側方への広がりを抑える吸引装置を含むことである。

吸引口を設ける位置は、特に限定されず、例えば、一の吹付口の周囲に複数の吸引口が配されていてもよいが、吸引口の数が少なくなり吸引装置の構造が簡単になるのに加え、熱風を効率よく吸引することができる点で、吸引口は次のように構成されてことが好ましい。すなわち、一の吸引口の内側に、一又は複数の吹付口が配されていることである。

吸引装置の態様は、特に限定されないが、熱風を安定して吸引できる点で、次の態様が好ましい。すなわち、吸引装置は、一端が前記吸引口である吸引管と、吸引管の他端が接続された減圧タンクと、減圧タンク内を減圧する減圧装置とを含み構成された態様である。

また更に、吸引装置は、上記の構成要素以外にも、吸引する風量を自動調節できる点で、次の装置を含むことが好ましい。すなわち、吸引装置は、減圧タンク内の圧力を検知する圧力センサーと、所望の圧力を入力するための減圧コントローラと、圧力センサーで検知する圧力が所望の圧力になるように減圧装置の出力を制御する減圧制御装置とを含み構成された吸引量自動調節装置を含むことである。

減圧タンク内を減圧する減圧装置の態様は、特に限定されないが、次の態様を例示する。すなわち、減圧装置は、一端が減圧タンクに接続され、他端が減圧タンクの外部に開口した減圧送風路と、減圧送付路内の空気を一端側から他端側に送る減圧ファンと、減圧送風路内に設けられた減圧風量調節ダンパとを含み構成された態様である。

その減圧ファンも、加圧ファンと同様、出力調整手段を備えていることが好ましい。そして、減圧制御装置は、その出力調節手段を備えた減圧ファンと、減圧風量調節ダンパとの両方を制御することで、減圧装置の出力を制御することが好ましい。

［冷却装置］
本発明の凹凸付与装置は、上記の構成要素以外にも、前記所定個所及びその周辺のみで硬化を促進させられる点で、次の装置を含むことが好ましい。すなわち、本発明の凹凸付与装置は、吹付口から前記所定個所に熱風を吹き付ける吹付時に液体樹脂を底面から冷却することで、液体樹脂の底面側での熱硬化の促進を抑える冷却装置を含むことである。

本発明によれば、封止樹脂の表面に風紋の跡からなる凹凸が残るため、該凹凸により封止樹脂の表面で全反射が生じ難くなる。そのため、封止樹脂から空気中への光の取出効率が向上する。

実施例１のＬＥＤランプの製造方法の手順を（ａ）〜（ｄ）に示す正面断面図である。 実施例１の凹凸付与装置を示す側面断面図である。 （ａ）は、実施例１の凹凸付与装置を示す底面断面図、（ｂ）は、平面断面図である。 実施例２の凹凸付与装置を示す側面断面図である。 実施例３のＬＥＤランプの製造方法の手順を（ａ）〜（ｄ）に示す正面断面図である。 実施例３の凹凸付与装置を示す側面断面図である。 （ａ）は、実施例３の凹凸付与装置を示す底面断面図、（ｂ）は、平面断面図である。 （ａ）は、実施例３の変更例１の凹凸付与装置を示す底面断面図、（ｂ）は、平面断面図である。 （ａ）は、実施例３の変更例２の凹凸付与装置を示す底面断面図、（ｂ）は、平面断面図である。 実施例４の凹凸付与装置を示す側面断面図である。 従来例のＬＥＤランプの製造方法の手順を（ａ）〜（ｄ）に示す正面断面図である。

以下、本発明のＬＥＤランプの製造方法、及びＬＥＤランプの封止樹脂に対する凹凸付与装置を図面を参照に説明する。

（製造方法全体）
図１〜図３に示す実施例１では、ＬＥＤチップ５２を透光性を有する封止樹脂５５で封止してなるＬＥＤランプ５０を、次の手順で製造する。

まず、図１（ａ）に示すように、平板状の基板５１の上にＬＥＤチップ５２を取り付け、そのＬＥＤチップ５２に電気を供給する金属ワイヤ５３，５３を接続する。そして、そのＬＥＤチップ５２の周囲に枠５４を、ＬＥＤチップ５２を囲むように取り付ける。

次に、図１（ｂ）に示すように、枠５４の内側に、硬化して封止樹脂５５となる熱硬化性の液体樹脂Ｌを、ＬＥＤチップ５２を覆うように塗布する（第１工程）。次に、図１（ｃ）に示すように、液体樹脂Ｌの表面の所定個所Ｌｐに熱風を吹き付けることで、前記所定個所Ｌｐに風紋を形成するとともに熱風の吹付を止めても風紋の跡が残る状態にまで前記所定個所Ｌｐで熱硬化を促進させる（第２工程）。次に、図１（ｄ）に示すように、液体樹脂Ｌ全体を熱硬化させる（第３工程）。以上により、封止樹脂５５の表面に、風紋の跡からなる凹凸を残す。

（第１工程）
本実施例１で使用するＬＥＤチップ５２の大きさは、一辺の長さが０．３〜０．７ｍｍ程度で厚さが０．１〜０．２ｍｍ程度の小型のＬＥＤチップである。また、本実施例１で使用する熱硬化性の液体樹脂Ｌは、シリコーン樹脂である。

（第２工程）
前記所定個所Ｌｐは、本実施例１では一個所のみである。熱風を吹き付ける作業は、後述する凹凸付与装置１の吹付口１１ａを前記所定個所Ｌｐに向け、吹付口１１ａから前記所定個所Ｌｐに熱風を吹き付けることで行う。

その吹付口１１ａから前記所定個所Ｌｐまでの距離は、熱風を吹き付ける直前の風紋ができる前の状態で１．５ｍｍ程度である。また、吹付口１１ａから噴き出す熱風の風速は、０．２ｍ／ｓ程度である。また、吹付口１１ａから噴き出す熱風の温度は、１００℃程度である。この条件で、熱風の吹付を継続する（最大６０分程度）。そして、熱風の吹付は、前記所定個所Ｌｐが完全に熱硬化する前の、熱風の吹付を止めても風紋の跡が残る状態にまで前記所定個所Ｌｐで粘度が上昇した半硬化状態の時点で止める。そのときの前記所定個所Ｌｐの粘度は、熱風の吹付を開始する前の初期粘度の１５倍程度である。

また、前記所定個所Ｌｐに熱風を吹き付ける吹付時には、熱風の吹付方向の側方で、前記所定個所Ｌｐに吹き付けた熱風を吹付方向の反対方向に吸引することで、熱風の吹付方向の側方への広がりを抑える。その吸引作業は、熱風の吹付方向の側方で、後述する凹凸付与装置１の吸引口２１ａを液体樹脂Ｌの表面に向け、吸引口２１ａから熱風を吹付方向の反対方向に吸引することで行う。

その吸引口２１ａから液体樹脂Ｌの表面までの距離は、熱風を吹き付ける直前の風紋ができる前の状態で１．５ｍｍ程度である。また、吸引口２１ａから吸引する風量は、吹付口１１ａから噴き出す熱風の風量の１．２倍程度である。

また、前記所定個所Ｌｐに熱風を吹き付ける吹付時には、液体樹脂Ｌを底面から冷却することで、液体樹脂Ｌの底面側での熱硬化の促進を抑える。このとき、液体樹脂Ｌの底面は、５０℃程度に冷却する。

（第３工程）
液体樹脂Ｌ全体を硬化させる作業は、対流や電熱により液体樹脂Ｌ全体を加熱することで行う。具体的には、液体樹脂Ｌを塗布したＬＥＤランプ材料Ｍ全体を、金属製の容器に入れ蓋をして、その金属製の容器を熱風恒温槽の中に入れる。そして、これを熱風で液体樹脂Ｌの硬化温度まで加温し、これを継続する。このときの熱風温度は６０〜１５０℃程度で、加熱時間は６０〜３００分程度であるが、使用する液体樹脂Ｌの種類によっては、この限りではない。その後、常温まで冷却するとＬＥＤランプ５０が完成する。

（完成体）
封止樹脂５５の表面に残る凹凸の起伏は、３．０μｍ程度である。

［凹凸付与装置１全体］
次に、本実施例１の第２工程で使用する凹凸付与装置１（図２）について説明する。その凹凸付与装置１は、ＬＥＤランプ５０の封止樹脂５５の表面に凹凸を付与するための装置である。

この凹凸付与装置１は、ＬＥＤランプ材料Ｍを載せる載置台９と、載置台９に向けて開口した吹付口１１ａを備え、吹付口１１ａからＬＥＤランプ材料Ｍの液体樹脂Ｌの表面の所定個所Ｌｐに熱風を吹き付けることで、前記所定個所Ｌｐに風紋を形成しつつ前記所定個所Ｌｐで熱硬化を促進させる吹付装置１０とを含み構成されている。

［吹付装置１０］
吹付装置１０の吹付口１１ａは、本実施例１では、一つのみである。具体的には、吹付装置１０は、一端が前記吹付口１１ａである吹付管１１と、吹付管１１の他端が接続された加圧タンク１２と、加圧タンク１２内を加圧する加圧装置１３と、加圧タンク１２内を加熱する加熱装置１４とを含み構成されている。吹付管１１は、外径が０．５〜３．０ｍｍ程度で、内径が０．３〜２．５ｍｍ程度である。

また更に、吹付装置１０は、次の風量自動調節装置１７を含んでいる。その風量自動調節装置１７は、加圧タンク１２内の圧力を検知する圧力センサー１７ａと、所望の圧力を入力するための加圧コントローラ（図示略）と、圧力センサー１７ａで検知する圧力が所望の圧力になるように加圧装置１３の出力を制御する加圧制御装置（図示略）とを含み構成されている。

また更に、吹付装置１０は、次の温度自動調節装置１８を含んでいる。その温度自動調節装置１８は、加圧タンク１２内の空気の温度を検知する温度センサー１８ａと、所望の温度を入力するための加熱コントローラ（図示略）と、温度センサー１８ａで検知する温度が所望の温度になるように加熱装置１４の出力を制御する加熱制御装置（図示略）とを含み構成されている。

加圧タンク１２内を加圧する加圧装置１３は、一端が加圧タンク１２に接続され、他端が加圧タンク１２の外部に開口した加圧送風路１３ａと、加圧送風路１３ａ内の空気を他端側から一端側に送る加圧ファン１３ｂと、加圧送風路１３ａの途中部に設けられた加圧風量調節ダンパ１３ｃ，１３ｄとを含み構成されている。加圧ファン１３ｂは、加圧タンク１２に送り込む風量を調節できるように、出力調節手段（図示略）を備えている。そして、加圧制御装置（図示略）は、その出力調節手段を備えた加圧ファン１３ｂと、加圧風量調節ダンパ１３ｃ，１３ｄとの両方を制御することで、加圧装置１３の出力を制御する。

加圧タンク１２内を加熱する加熱装置１４は、加圧送風路１３ａの途中部に設けられたヒータである。そして、加圧装置１３の加圧風量調節ダンパ１３ｃ，１３ｄは、加圧送風路１３ａ内の加熱装置１４の両側に１つずつ設けられている。

［吸引装置２０］
上記構成要素以外にも、本実施例１の凹凸付与装置１は、次の吸引装置２０を含んでいる。その吸引装置２０は、吹付口１１ａの側方で載置台９に向けて開口した吸引口２１ａを備え、前記所定個所Ｌｐに吹き付けた熱風を吸引口２１ａから吸引することで、熱風の吹付方向の側方への広がりを抑える。その吸引口２１ａは、本実施例１では一つであり、その一の吸引口２１ａの内側に、一の吹付口１１ａが配されている。

具体的には、吸引装置２０は、一端が前記吸引口２１ａである吸引管２１と、吸引管２１の他端が接続された減圧タンク２２と、減圧タンク２２内を減圧する減圧装置２３とを含み構成されている。

また更に、吸引装置２０は、次の吸引量自動調節装置２７を含んでいる。その吸引量自動調節装置２７は、減圧タンク２２内の圧力を検知する圧力センサー２７ａと、所望の圧力を入力するための減圧コントローラ（図示略）と、圧力センサー２７ａで検知する圧力が所望の圧力になるように減圧装置２３の出力を制御する減圧制御装置とを含み構成されている。

減圧タンク２２内を減圧する減圧装置２３は、一端が減圧タンク２２に接続され、他端が減圧タンク２２の外部に開口した減圧送風路２３ａと、減圧送付路２３ａ内の空気を一端側から他端側に送る減圧ファン２３ｂと、減圧送風路２３ａ内に設けられた減圧風量調節ダンパ２３ｃとを含み構成されている。その減圧ファン２３ｂも、加圧ファン１３ｂと同様、出力調整手段が設けられている。そして、減圧制御装置（図示略）は、その出力調節手段を備えた減圧ファン２３ｂと、減圧風量調節ダンパ２３ｃとの両方を制御することで、減圧装置２３の出力を制御する。

［冷却装置３０］
上記構成要素以外にも、本実施例１の凹凸付与装置１は、次の冷却装置３０を含んでいる。その冷却装置３０は、吹付口１１ａから前記所定個所Ｌｐに熱風を吹き付ける吹付時に液体樹脂Ｌを底面から冷却することで、液体樹脂Ｌの底面側での熱硬化の促進を抑える。

本発明によれば、次の［Ａ］〜［Ｄ］の効果を得ることができる。

［Ａ］本実施例１によれば、封止樹脂５５（図１）の表面に風紋の跡からなる凹凸が残るため、該凹凸により封止樹脂５５の表面で全反射が生じ難くなる。そのため、封止樹脂５５から空気中への光の取出効率が向上する。

すなわち、本実施例１では、封止樹脂５５の表面形状に、熱風による気体界面を利用することで、液体樹脂Ｌの界面張力によるなめらかな境界面を封止樹脂５５の表面に得る事ができる。その滑らかな境界面（封止樹脂５５の表面）により、境界面での不要な拡散反射を低減できる。また、その滑らかな境界面が凹面になる事により、ＬＥＤチップ５２からの発光成分が、拡散され、広い配光角度が得られる。なお、型を用いた凹凸付与方法では、境界面（封止樹脂の表面）の粗度が型の転写面により決まるため、境界面の粗度が型の研磨度により左右され、良好な境界面が有られない。

［Ｂ］熱風の吹付は、半硬化状態の時点で止めるので、前述のとおり、液体樹脂Ｌの表面がなだらかにうねり、これにより、封止樹脂５５からの光の取り出し効率が更に向上する。

［Ｃ］所定個所Ｌｐに吹き付けた熱風を吸引装置２０で吸引することで、熱風の吹付方向の側方への広がりを抑えるので、風紋が綺麗に整い易い。

［Ｄ］冷却装置３０で液体樹脂Ｌを底面から冷却することで、液体樹脂Ｌの底面側での熱硬化の促進を抑えるので、前記所定個所Ｌｐ及びその周辺のみで熱硬化を促進させることができる。そのため、部分硬化の効果を上げることができる。

図４に示す本実施例２のＬＥＤランプ５０の製造方法及び凹凸付与装置２は、実施例１と比較して、次の（ａ）の点で相違し、その他の点で同様である。
（ａ）凹凸付与装置２は吸引装置２０を備えず、よって、第２工程では、熱風を吸引しない点。
本実施例２によれば、実施例１に記載の［Ａ］［Ｂ］［Ｄ］の効果を得ることができる。

なお、本実施例２のように第２工程で熱風を吸引しない場合、図４に示すように、熱風が広がることで、所定個所Ｌｐで熱硬化が促進されると同時に、その周囲でも広く熱硬化が促進される。しかし、本実施例２のように、所定個所Ｌｐ及び吹付口１１ａが１つのみの場合は、影響が少ないので、第２工程で熱風を吸引しないで実施することができる。

但し、次に示す実施例３，４のように、所定個所Ｌｐ，Ｌｐ・・及び吹付口１１ａ，１１ａ・・が複数になれば、複数の吹付口１１ａ，１１ａ・・によって囲まれた内側部分の所定個所Ｌｐ，Ｌｐ・・で温度が特に上昇し、硬化が特に進行する。それにより、熱硬化の進行が不均一になる。そのため、次に示す実施例３，４では、この様な症状を低減するため、必ず吸引口２１ａから熱風を吸引して加温状態を均一にしている。

図５〜図７に示す本実施例３のＬＥＤランプ５０の製造方法及び凹凸付与装置３は、実施例１と比較して、次の（ａ）〜（ｆ）の点で相違し、その他の点で同様である。

（ａ）ＬＥＤチップ５２は、一辺の長さが０．５〜１．０ｍｍ程度で、厚みが０．１〜０．２ｍｍ程度の中型のＬＥＤチップ、又は一辺の長さが０．８〜２．０ｍｍ程度で、厚み０．１〜０．２ｍｍ程度の大型のＬＥＤチップである点。
（ｂ）ＬＥＤチップ５２が、中型又は大型であることに伴い、基板５１，枠５４，封止樹脂５５等も実施例１のものよりも大型である点。
（ｃ）所定個所Ｌｐ，Ｌｐ・・が離散して複数存在し、よって、吹付口１１ａ，１１ａ・・も、それに対応して離散して複数存在する点。その複数の所定個所Ｌｐ，Ｌｐ・・及び吹付口１１ａ，１１ａ・・は、図７に示すように、格子状に配されている。但し、図８に示す変更例１の凹凸付与装置３ａの場合のように、千鳥状に配されていてもよいし、図９に示す変更例２の凹凸付与装置３ｂの場合のように、同心円状に配されていてもよい。
（ｄ）一の吸引口２１ａの内側に、複数の吹付口１１ａ，１１ａ・・が配されている点。
（ｅ）吹付口１１ａと前記所定個所Ｌｐとの距離が、熱風を吹き付ける直前の風紋ができる前の状態で２．０ｍｍ程度である点。
（ｆ）吸引口２１ａと液体樹脂Ｌの表面との距離は、熱風を吹き付ける直前の風紋ができる前の状態で３．０ｍｍ程度である点。

本実施例３によれば、中型又は大型のＬＥＤチップ５２を備えた中型又は大型のＬＥＤランプ５０の製造についても実施可能であり、その場合にも実施例１に記載の［Ａ］〜［Ｄ］の効果を得ることができる。

図１０に示す本実施例４のＬＥＤランプ５０の製造方法及び凹凸付与装置４は、実施例３と比較して、次の（ａ）（ｂ）の点で相違し、その他の点で同様である。

（ａ）各吹付管１１が２つに分割されるとともに、分割された各２つの吹付管１１，１１が可撓性のある又は曲げ加工された連結管１１ｂで連結されることで、吹付管１１が曲がって延びている点。その連結管１１ｂは、例えば、フッ素樹脂に代表されるような耐熱性の樹脂チューブや、可撓性を有すコルゲート金属管や、曲げ加工された金属管である。

（ｂ）吹付装置１０は、吹付管１１，１１・・の途中部に設けられた、該途中部の開口量を調節する風量調節部１５，１５・・を含んでいる点。その風量調節部１５，１５・・は、例えば、風量調節用のニードルである。

本実施例４によれば、実施例３に記載の効果に加えて、次の効果を得ることができる。

すなわち、各吹付管１１が２つに分割するとともに、分割された各２つの吹付管１１，１１を連結管１１ｂで連結することで、吹付管１１を自由に曲げることができる。

また、各吹付管１１，１１・・に風量調節部１５，１５・・があるので、吹き付ける熱風の風量のバランスを吹付管１１，１１・・毎に調節することができる。

なお、本発明は前記実施例１〜４に限定されるものではなく、発明の趣旨から逸脱しない範囲で適宜変更して具体化することもできる。

１ 凹凸付与装置（実施例１）
２ 凹凸付与装置（実施例２）
３ 凹凸付与装置（実施例３）
４ 凹凸付与装置（実施例４）
９ 載置台
１０ 吹付装置
１１ 吹付管
１１ａ 吹付口
１２ 加圧タンク
１３ 加圧装置
１３ａ 加圧送風路
１３ｂ 加圧ファン
１３ｃ 加圧風量調節ダンパ
１３ｄ 加圧風量調節ダンパ
１４ 加熱装置
１５ 風量調節部
１７ 風量自動調節装置
１７ａ 圧力センサー
１８ 温度自動調節装置
１８ａ 温度センサー
２０ 吸引装置
２１ 吸引管
２１ａ 吸引口
２２ 減圧タンク
２３ 減圧装置
２３ａ 減圧送風路
２３ｂ 減圧ファン
２３ｃ 減圧風量調節ダンパ
２７ 吸引量自動調整装置
２７ａ 圧力センサー
３０ 冷却装置
５０ ＬＥＤランプ
５２ ＬＥＤチップ
５５ 封止樹脂
Ｍ ＬＥＤランプ材料
Ｌ 液体樹脂
Ｌｐ 所定個所

Claims (17)

1. ＬＥＤチップ（５２）を透光性を有する封止樹脂（５５）で封止してなるＬＥＤランプの製造方法において、
   硬化して封止樹脂（５５）となる熱硬化性の液体樹脂（Ｌ）をＬＥＤチップ（５２）を覆うように塗布した後に、液体樹脂（Ｌ）の表面の所定個所（Ｌｐ）に熱風を吹き付けることで、前記所定個所（Ｌｐ）に風紋を形成するとともに熱風の吹付を止めても風紋の跡が残る状態にまで前記所定個所（Ｌｐ）で熱風による熱硬化を促進させてから、液体樹脂（Ｌ）全体を熱硬化させることで、封止樹脂（５５）の表面に風紋の跡からなる凹凸を残すことを特徴とするＬＥＤランプの製造方法。
2. 前記所定個所（Ｌｐ）に熱風を吹き付ける吹付時には、熱風の吹付方向の側方で、前記所定個所（Ｌｐ）に吹き付けた熱風を吹付方向の反対方向に吸引することで、熱風の吹付方向の側方への広がりを抑える請求項１記載のＬＥＤランプの製造方法。
3. 前記所定個所（Ｌｐ）に熱風を吹き付ける吹付時には、液体樹脂（Ｌ）を底面から冷却することで、液体樹脂（Ｌ）の底面側での熱硬化の促進を抑える請求項１又は２記載のＬＥＤランプの製造方法。
4. 熱風の吹付は、前記所定個所（Ｌｐ）が完全に熱硬化する前の、熱風の吹付を止めても風紋の跡が残る状態にまで前記所定個所（Ｌｐ）で粘度が上昇した半硬化状態の時点で止める請求項１〜３のいずれか一項に記載のＬＥＤランプの製造方法。
5. ＬＥＤチップ（５２）を透光性を有する封止樹脂（５５）で封止してなるＬＥＤランプの封止樹脂（５５）の表面に凹凸を付与するためのＬＥＤランプの封止樹脂に対する凹凸付与装置において、
   硬化して封止樹脂（５５）となる熱硬化性の液体樹脂（Ｌ）をＬＥＤチップ（５２）を覆うように塗布したＬＥＤランプ材料（Ｍ）を載せる載置台（９）と、
   載置台（９）に向けて開口した吹付口（１１ａ）を備え、吹付口（１１ａ）からＬＥＤランプ材料（Ｍ）の液体樹脂（Ｌ）の表面の所定個所（Ｌｐ）に熱風を吹き付けることで、前記所定個所（Ｌｐ）に風紋を形成しつつ前記所定個所（Ｌｐ）で熱硬化を促進させる吹付装置（１０）とを含み構成されたことを特徴とするＬＥＤランプの封止樹脂に対する凹凸付与装置。
6. 吹付装置（１０）は、一端が前記吹付口（１１ａ）である吹付管（１１）と、吹付管（１１）の他端が接続された加圧タンク（１２）と、加圧タンク（１２）内を加圧する加圧装置（１３）と、加圧タンク（１２）内を加熱する加熱装置（１４）とを含み構成された請求項５記載のＬＥＤランプの封止樹脂に対する凹凸付与装置。
7. 吹付装置（１０）は、加圧タンク（１２）内の圧力を検知する圧力センサー（１７ａ）と、所望の圧力を入力するための加圧コントローラと、圧力センサー（１７ａ）で検知する圧力が所望の圧力になるように加圧装置（１３）の出力を制御する加圧制御装置とを含み構成された風量自動調節装置（１７）を含む請求項６記載のＬＥＤランプの封止樹脂に対する凹凸付与装置。
8. 吹付装置（１０）は、加圧タンク（１２）内の空気の温度を検知する温度センサー（１８ａ）と、所望の温度を入力するための加熱コントローラと、温度センサー（１８ａ）で検知する温度が所望の温度になるように加熱装置（１４）の出力を制御する加熱制御装置とを含み構成された温度自動調節装置（１８）を含む請求項６又は７記載のＬＥＤランプの封止樹脂に対する凹凸付与装置。
9. 加圧装置（１３）は、一端が加圧タンク（１２）に接続され、他端が加圧タンク（１２）の外部に開口した加圧送風路（１３ａ）と、加圧送風路（１３ａ）内の空気を他端側から一端側に送る加圧ファン（１３ｂ）と、加圧送風路（１３ａ）の途中部に設けられた加圧風量調節ダンパ（１３ｃ，１３ｄ）とを含み構成された請求項６〜８のいずれか一項に記載のＬＥＤランプの封止樹脂に対する凹凸付与装置。
10. 加熱装置（１４）は、加圧送風路（１３ａ）の途中部に設けられたヒータである請求項９記載のＬＥＤランプの封止樹脂に対する凹凸付与装置。
11. 吹付装置（１０）は、吹付管（１１）の途中部に設けられた、該途中部の開量を調節する風量調節部（１５）を含む請求項６〜１０のいずれか一項に記載のＬＥＤランプの封止樹脂に対する凹凸付与装置。
12. 吹付口（１１ａ）の側方で載置台（９）に向けて開口した吸引口（２１ａ）を備え、前記所定個所（Ｌｐ）に吹き付けた熱風を吸引口（２１ａ）から吸引することで、熱風の吹付方向の側方への広がりを抑える吸引装置（２０）を含む請求項５〜１１のいずれか一項に記載のＬＥＤランプの封止樹脂に対する凹凸付与装置。
13. 一の吸引口（２１ａ）の内側に、一又は複数の吹付口（１１ａ）が配された請求項１２記載のＬＥＤランプの封止樹脂に対する凹凸付与装置。
14. 吸引装置（２０）は、一端が前記吸引口（２１ａ）である吸引管（２１）と、吸引管（２１）の他端が接続された減圧タンク（２２）と、減圧タンク（２２）内を減圧する減圧装置（２３）とを含み構成された請求項１２又は１３記載のＬＥＤランプの封止樹脂に対する凹凸付与装置。
15. 吸引装置（２０）は、減圧タンク（２２）内の圧力を検知する圧力センサー（２７ａ）と、所望の圧力を入力するための減圧コントローラと、圧力センサー（２７ａ）で検知する圧力が所望の圧力になるように減圧装置（２３）の出力を制御する減圧制御装置とを含み構成された吸引量自動調節装置（２７）を含む請求項１４記載のＬＥＤランプの封止樹脂に対する凹凸付与装置。
16. 減圧装置（２３）は、一端が減圧タンク（２２）に接続され、他端が減圧タンク（２２）の外部に開口した減圧送風路（２３ａ）と、減圧送付路（２３ａ）内の空気を一端側から他端側に送る減圧ファン（２３ｂ）と、減圧送風路（２３ａ）内に設けられた減圧風量調節ダンパ（２３ｃ）とを含み構成された請求項１４又は１５記載のＬＥＤランプの封止樹脂に対する凹凸付与装置。
17. 吹付口（１１ａ）から前記所定個所（Ｌｐ）に熱風を吹き付ける吹付時に液体樹脂（Ｌ）を底面から冷却することで、液体樹脂（Ｌ）の底面側での熱硬化の促進を抑える冷却装置（３０）を含む請求項５〜１６のいずれか一項に記載のＬＥＤランプの封止樹脂に対する凹凸付与装置。

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