JP2017227731A - 偏光板セット - Google Patents
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Abstract
【解決手段】液晶セル30の一方の面側に配置される背面側偏光板10と、他方の面側に配置される前面側偏光板20とを含む、偏光板セットであって、背面側偏光板は、反射型偏光板11と、第1粘着剤層12と、第1偏光子13と、第1保護フィルム14と、第2粘着剤層15とを有し、前面側偏光板は、第3粘着剤層21と、第2偏光子22と、第2保護フィルムとを23有し、前面側偏光板における第2偏光子の厚さdF(μm)から、背面側偏光板における第1偏光子の厚さdR(μm)を差し引いた差dF−dRをΔd(μm)とした場合、0μm<Δd<5μmであり、前面側偏光板における第2偏光子の吸収軸と、背面側偏光板における第1偏光子の吸収軸とのなす角度が90°±1°である、偏光板セット。
【選択図】図1
Description
例えば、特許文献1には、液晶セルの前面側と背面側に偏光子が配置された液晶パネルが開示されている。また、特許文献2には、液晶セルの前面側と背面側に配置する光学積層体が開示されている。
上記特許文献1に開示された液晶パネルおよび特許文献2に開示された光学積層体によると、前面側に配置された偏光膜と背面側に配置された偏光膜の厚さの関係を規定することにより、液晶パネルの反りを低減することが試みられている。
特許文献1および2に開示されている発明は、用いる保護フィルム、偏光板の構造等の条件によっては、湿熱環境下における液晶パネルの反りにより、液晶パネルがタッチパネルから剥がれたり、バックライトユニットが脱落したりするなどの問題が存在している。
[1]液晶セルの一方の面側に配置される背面側偏光板と、他方の面側に配置される前面側偏光板とを含む、偏光板セットであって、
前記背面側偏光板は、反射型偏光板と、第1粘着剤層と、第1偏光子と、第1保護フィルムと、第2粘着剤層とを有し、
前記前面側偏光板は、第3粘着剤層と、第2偏光子と、第2保護フィルムとを有し、
前記前面側偏光板における第2偏光子の厚さdF(μm)から、前記背面側偏光板における第1偏光子の厚さdR(μm)を差し引いた差dF−dRをΔd(μm)とした場合、0μm<Δd<5μmであり、
前記前面側偏光板における第2偏光子の吸収軸と、前記背面側偏光板における第1偏光子の吸収軸とのなす角度が90°±1°である、
偏光板セット。
[2]前記背面側偏光板における第1偏光子の吸収軸と前記背面側偏光板の長辺とのなす角度が0°±0.5°である、[1]に記載の偏光板セット。
[3]前記反射型偏光板は、少なくとも2層の薄膜を有し、前記少なくとも2層の薄膜は、屈折率異方性が異なる、[1]または[2]に記載の偏光板セット。
[4]液晶セルと、その両面に配置された一対の偏光板を有し、
前記一対の偏光板は、[1]から[3]のいずれか1に記載の偏光板セットであり、
第2保護フィルムと、第2偏光子と、第3粘着剤層と、液晶セルと、第2粘着剤層と、第1保護フィルムと、第1偏光子と、第1粘着剤層と、反射型偏光板がこの順で積層されている、液晶パネル。
前記背面側偏光板は、反射型偏光板と、第1粘着剤層と、第1偏光子と、第1保護フィルムと、第2粘着剤層とを有し、
前記前面側偏光板は、第3粘着剤層と、第2偏光子と、第2保護フィルムとを有し、
前記前面側偏光板における第2偏光子の厚さdF(μm)から、前記背面側偏光板における第1偏光子の厚さdR(μm)を差し引いた差dF−dRをΔd(μm)とした場合、0μm<Δd<5μmであり、
前記前面側偏光板における第2偏光子の吸収軸と、前記背面側偏光板における第1偏光子の吸収軸とのなす角度が90°±1°である、
偏光板セットである。
例えば、本発明の偏光板のセットを備えた液晶パネルによれば、液晶パネルがタッチパネルから剥がれたり、バックライトユニットが脱落したりすることを抑制でき、また表示ムラの小さな表示装置を得ることができる。
別の態様において、前面側偏光板20は、第3粘着剤層21と、第2偏光子22と、第2保護フィルム23とがこの順で積層された偏光板である。また、前面側偏光板20は第3粘着剤層21と第2偏光子22との間に保護フィルムをさらに有していてもよい(図示せず)。すなわち前面側偏光板20は第2偏光子22の両面に保護フィルムを有していてもよい。
一方、本発明における前面側偏光板は、例えば、液晶セルの視認側の面に貼合される。
0μm<Δd<5μmの関係を有し、より好ましくは、1μm<Δd<5μmの関係を有する。
このように、本発明の偏光板セットを備える積層体は、湿熱環境および高温環境に配置した際に反り量が小さいため、耐湿熱性および耐熱性を備え、高温環境および湿熱環境下でのタッチパネルからの剥がれやバックライトユニットの脱落がなくなると考えられる。また、高温環境および湿熱環境試験後の反りに起因して発生する表示ムラの低減につながる。
また、Δd(μm)がこのような関係を有することにより、様々な大きさ、厚さを有する液晶パネルに、本発明の偏光板セットを適用できる。
なお、本明細書において、高温環境は、一例として、85℃の温度について説明される。本発明において、高温環境は、例えば、70℃〜95℃の温度、0%〜20%の湿度に、少なくとも30〜60分間、偏光板等が曝される環境を意味し得る。
また、湿熱環境は、一例として、60℃の温度、湿度90%の条件について説明される。本発明において、湿熱環境は、例えば、50℃〜80℃の温度、60%〜95%の湿度に、少なくとも30分間〜60分間、偏光板等が曝される環境を意味し得る。
背面側偏光板は、反射型偏光板を有するため、第1偏光子の厚みは薄いほど背面側偏光板の薄型化を達成できる。
本発明においては、第1偏光子の吸収軸10aと、第2偏光子の吸収軸20aとのなす角度は、上述のように、90°±1°である。この角度は、例えば、図2における角度αとして表すことができる。
0μm<Δd<5μmであることにより、例えば、前面側偏光板とガラス板と背面側偏光板を有する液晶パネルを、高温条件下、湿熱環境下に曝したとしても、これらの反りを抑制できる。
したがって、本発明における背面側偏光板と、前面側偏光板は、通常、これらの層間の少なくとも1つの層間において層間剥離は生じ得ない。
なお、背面側偏光板または前面側偏光板のいずれか一方に反りが生じ得る場合があり、背面側偏光板または前面側偏光板が共に反り得る場合がある。
例えば、湿熱条件における反り量を測定する場合、前面側偏光板の第3粘着剤と背面側偏光板の第2粘着層をガラスパネルの表裏に貼合せ、60℃、湿度90%の環境下に250時間静置した後、ガラスパネルを背面側偏光板が下になるように設置し、測定台の水平面からの浮き上がりの相対高さを測定したものである。
反射型偏光板は、輝度向上フィルムとも称され、光源(バックライト)からの出射光を透過偏光と反射偏光または散乱偏光に分離するような機能を有する偏光変換素子が用いられる。上述のように、反射型偏光板と偏光子を所定の関係で配置することにより、反射偏光または散乱偏光である再帰光を利用して、偏光子から出射される直線偏光の出射効率を向上させることができる。例えば反射型偏光板は、第1粘着剤層に接して積層される。
第1粘着剤層は、第1偏光子と反射型偏光板との間に介在する層である。第1粘着剤層は、典型的には、第1偏光子と第1粘着剤層とが接するように偏光子に直接積層される。第1粘着剤層は、アクリル系、ゴム系、ウレタン系、エステル系、シリコーン系、ポリビニルエーテル系のような樹脂を主成分とする粘着剤組成物で構成することができる。中でも、透明性、耐候性、耐熱性等に優れるアクリル系樹脂をベースポリマーとする粘着剤組成物が好適である。粘着剤組成物は、活性エネルギー線硬化型、熱硬化型であってもよい。
偏光子は、その吸収軸に平行な振動面をもつ直線偏光を吸収し、吸収軸に直交する(透過軸と平行な)振動面をもつ直線偏光を透過する性質を有する吸収型の偏光子である。本発明の偏光板セットに用いられる第1偏光子および第2偏光子は、その厚さが所定の関係を有する限り、同一の偏光子であってもよく、それぞれ異なる偏光子であってもよい。例えば、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムに二色性色素を吸着配向させた偏光フィルムを好適に用いることができる。偏光子は、例えば、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを一軸延伸する工程;ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを二色性色素で染色することにより二色性色素を吸着させる工程;二色性色素が吸着されたポリビニルアルコール系樹脂フィルムをホウ酸水溶液で処理する工程;および、ホウ酸水溶液による処理後に水洗する工程を含む方法によって製造できる。
なお、偏光子の厚さは、本発明の範囲を逸脱しない範囲となるように、適宜調整できる。
第1保護フィルムは、第1偏光子における第1粘着剤層とは反対側の面に積層されるフィルムである。第2保護フィルムは、第2偏光子における第3粘着剤層とは反対側の面に積層されるフィルムである。第1保護フィルムおよび第2保護フィルムは同一のフィルムであってもよく、異なるフィルムであってもよい。
保護フィルムは、透光性を有する(好ましくは光学的に透明な)熱可塑性樹脂、例えば、鎖状ポリオレフィン系樹脂(ポリプロピレン系樹脂等)、環状ポリオレフィン系樹脂(ノルボルネン系樹脂等)のようなポリオレフィン系樹脂;トリアセチルセルロース、ジアセチルセルロースのようなセルロース系樹脂;ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートのようなポリエステル系樹脂;ポリカーボネート系樹脂;(メタ)アクリル系樹脂のようなアクリル系樹脂;ポリスチレン系樹脂;ポリ塩化ビニル系樹脂;アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン系樹脂;アクリロニトリル・スチレン系樹脂;ポリ酢酸ビニル系樹脂;ポリ塩化ビニリデン系樹脂;ポリアミド系樹脂;ポリアセタール系樹脂;変性ポリフェニレンエーテル系樹脂;ポリスルホン系樹脂;ポリエーテルスルホン系樹脂;ポリアリレート系樹脂;ポリアミドイミド系樹脂;ポリイミド系樹脂等からなるフィルムであることができる。中でも、ポリオレフィン系樹脂またはアクリル系樹脂を用いることが好ましく、特に好ましくは環状ポリオレフィン系樹脂を用いることが好ましい。
第2粘着剤層および第3粘着剤層を形成する粘着剤としては、従来公知のものを適宜選択すればよく、偏光板がさらされる高温環境、湿熱環境または高温と低温が繰り返されるような環境下において、剥れなどが生じない程度の接着性を有するものであればよい。具体的には、アクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ゴム系粘着剤などを挙げることができ、透明性、耐候性、耐熱性、加工性の点で、アクリル系粘着剤が特に好ましい。
また、第1粘着剤層および第2粘着剤層および/または第3粘着剤層は同種の粘着剤を用いてもよく、異なる種類の粘着剤を用いてもよい。
好ましい態様において、第2粘着剤層および第3粘着剤層はアクリル系粘着剤から形成される。
本発明の背面側偏光板は、例えば、反射型偏光板における第1粘着剤層側の表面に、表面活性化処理を施す工程、および、表面活性化処理を施した上記表面上に、第1粘着剤層を積層する工程を経て作製される。
本発明の背面側偏光板の製造方法は、当該技術分野において公知の方法により作製できる。例えば、上述した背面側偏光板の製造方法と同様の工程を経て、前面側偏光板を得ることができる。
本発明に係る偏光板セットは、液晶パネルに好ましく適用できる。液晶パネルは、液晶セルと、その表面に貼合される本発明に係る偏光板とを含む。液晶セルへの背面側偏光板の貼合は、第2粘着剤層を介して行い得る。本発明に係る背面側偏光板は通常、液晶セルのバックライト側に配置される偏光板として用いられる。
一方、前面側偏光板は、第3粘着剤層を介して液晶セルへ貼合され得る。本発明に係る前面側偏光板は通常、液晶セルの視認側に配置される偏光板として用いられる。
前記一対の偏光板は、上記偏光板セットであり、
第2保護フィルムと、第2偏光子と、第3粘着剤層と、液晶セルと、第2粘着剤層と、第1保護フィルムと、第1偏光子と、第1粘着剤層と、反射型偏光板がこの順で積層されている液晶パネルが提供される。
株式会社ニコン製のデジタルマイクロメーター「MH−15M」を用いて測定した。
(製造例P1)
厚さ60μmのポリビニルアルコールフィルム(平均重合度約2400、ケン化度99.9モル%以上)を乾式延伸により約5倍に縦一軸延伸し、さらに緊張状態を保ったまま、60℃の純水に1分間浸漬した後、ヨウ素/ヨウ化カリウム/水の重量比が0.05/5/100である28℃の水溶液に60秒間浸漬した。その後、ヨウ化カリウム/ホウ酸/水の重量比が8.5/8.5/100である72℃の水溶液に300秒間浸漬した。引き続き26℃の純水で20秒間洗浄した後、65℃で乾燥処理を行って、ポリビニルアルコールフィルムにヨウ素が吸着配向している、厚さ23μmの偏光子を得た。以下において、この偏光子を偏光子(23μm)と記載する場合がある。
厚さ30μmのポリビニルアルコールフィルム(平均重合度約2400、ケン化度99.9モル%以上)を乾式延伸により約5倍に縦一軸延伸し、さらに緊張状態を保ったまま、60℃の純水に1分間浸漬した後、ヨウ素/ヨウ化カリウム/水の重量比が0.05/5/100である28℃の水溶液に60秒間浸漬した。その後、ヨウ化カリウム/ホウ酸/水の重量比が8.5/8.5/100である72℃の水溶液に300秒間浸漬した。引き続き26℃の純水で20秒間洗浄した後、65℃で乾燥処理を行って、ポリビニルアルコールフィルムにヨウ素が吸着配向している、厚さ12μmの偏光子を得た。以下において、この偏光子を偏光子(12μm)と記載する場合がある。
製造例P2の延伸倍率を調整した以外は、同様の方法で作製し、ポリビニルアルコールフィルムにヨウ素が吸着配向している厚さ11μmの偏光子を得た。以下において、この偏光子を偏光子(11μm)と記載する場合がある。
厚さ20μmのポリビニルアルコールフィルム(平均重合度約2,400、ケン化度99.9モル%以上)を、乾式延伸により約5倍に一軸延伸し、さらに緊張状態を保ったまま、60℃の純水に1分間浸漬した後、ヨウ素/ヨウ化カリウム/水の重量比が0.05/5/100の水溶液に28℃で60秒間浸漬した。その後、ヨウ化カリウム/ホウ酸/水の重量比が8.5/8.5/100の水溶液に72℃で300秒間浸漬した。引き続き26℃の純水で20秒間洗浄した後、65℃で乾燥し、ポリビニルアルコールフィルムにヨウ素が吸着配向している、厚さ7μmの偏光子を得た。以下において、この偏光子を偏光子(7μm)と記載する場合がある。
製造例P4の延伸倍率を調整した以外は、同様の方法で作製し、ポリビニルアルコールフィルムにヨウ素が吸着配向している厚さ8μmの偏光子を得た。以下において、この偏光子を偏光子(8μm)と記載する場合がある。
アクリル酸ブチルとアクリル酸との共重合体にウレタンアクリレートオリゴマー及びイソシアネート系架橋剤を添加した有機溶剤溶液を、離型処理が施された厚さ38μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(剥離フィルム)の離型処理面に、ダイコーターにより乾燥後の厚みが5μmとなるように塗工し、乾燥させて得た粘着剤シートを得た。
離型処理が施された厚みが38μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(剥離フィルム)の離型処理面に厚さ20μmのアクリル系粘着剤層が設けられている市販の粘着剤シート。ウレタンアクリレートオリゴマーは配合されていない。
反射型偏光板−1として、3M社製の「Advanced Polarizer Film,Version 3」(厚さ26μm)を使用した。
以下の保護フィルムを使用した。
HC−TAC:厚さ32μmであり、表面がハードコート処理されたトリアセチルセルロースフィルム(株式会社トッパンTOMOEGAWAオプティカルフィルム製、25KCHC−TC)、
TAC:厚さ25μmのトリアセチルセルロースフィルム(TAC)〔コニカミノルタ株式会社製の商品名「KC2UA」〕
COP−1:延伸されていない厚さ23μmのノルボルネン系樹脂フィルム〔日本ゼオン株式会社製の商品名「ZEONOR」〕
COP−2:延伸されていない厚さ13μmのノルボルネン系樹脂フィルム〔日本ゼオン株式会社製の商品名「ZEONOR」〕
水100重量部に対し、カルボキシル基変性ポリビニルアルコール〔株式会社クラレ製の「KL−318」〕を3重量部溶解して、ポリビニルアルコール水溶液を調製した。得られた水溶液に水溶性ポリアミドエポキシ樹脂〔田岡化学工業株式会社製の「スミレーズレジン650(30)」、固形分濃度30重量%〕を、水100重量部に対し、1.5重量部の割合で混合して、水系接着剤を得た。
(前面側偏光板Aの作製例)
偏光子(12μm)の片側に、水系接着剤を塗布し、第2保護フィルムとしてHC−TACを貼り合せ、その反対側には前記の接着剤を用いて、COP−1を積層させ、80℃で5分間乾燥することにより、保護フィルムと偏光子とを貼合した。貼合後、40℃で168時間養生した。さらに、COP−1における偏光子とは反対側の表面に、第3粘着剤層を貼合した。この積層体を前面側偏光板Aとした。なお、積層体は長辺の長さが155.25mm、短辺の長さが95.90mmの矩形形状である。
前面側偏光板Aの偏光子を偏光子(11μm)に変更した以外は、前面側偏光板Aと同様に作製した。この積層体を前面側偏光板Bとした。
前面側偏光板Aの偏光子を偏光子(23μm)に変更した以外は、前面側偏光板Aと同様に作製した。この積層体を前面側偏光板Cとした。
(背面側偏光板Aの作製例)
偏光子(11μm)の片側に、水系接着剤を塗布し、保護フィルムとしてTACを貼り合せ、その反対側には前記の接着剤を用いて、第1保護フィルムとしてCOP−2を積層させ、80℃で5分間乾燥することにより、保護フィルムと偏光子とを貼合した。貼合後、40℃で168時間養生した。さらに、COP−2における偏光子とは反対側の表面に、第2粘着剤層を貼合した。さらに、TACにおける偏光子とは反対側の表面に第1粘着剤を介して、反射型偏光板を貼り合せた。この積層体を背面側偏光板Aとした。なお、積層体は長辺の長さが155.25mm、短辺の長さが95.90mmの矩形形状である。
偏光子(8μm)の片側に、水系接着剤を塗布し、第1保護フィルムとしてCOP−2を積層させ、80℃で5分間乾燥することにより、保護フィルムと偏光子とを貼合した。さらに、COP−2における偏光子とは反対側の表面に、第2粘着剤層を貼合した。さらに、偏光子における第1保護フィルムとは反対側の表面に第1粘着剤を介して、反射型偏光板を貼り合せた。この積層体を背面側偏光板Bとした。なお、積層体は長辺の長さが155.25mm、短辺の長さが95.90mmの矩形形状である。
背面側偏光板Bの偏光子を偏光子(7μm)に変更した以外は、背面側偏光板Bと同様に作製した。この積層体を前面側偏光板Cとした。
背面側偏光板Aの偏光子を偏光子(12μm)に変更した以外は、背面側偏光板Aと同様に作製した。この積層体を前面側偏光板Dとした。
(積層体の作製)
上記で作製した偏光板について、反り量を次の方法で測定した。まず、作製した背面側偏光板において、第2粘着剤層における第1保護フィルムとは反対側の面を、厚み0.4mmのガラス(コーニング社製、品番:EAGLE XG(登録商標))に貼合せた。
次いで、前面側偏光板の第3粘着剤層における第2偏光子とは反対側の面を、上記ガラスにおける第2粘着剤層側とは反対側の面に貼合せた。
前面側偏光板における第2偏光子の吸収軸と、前記背面側偏光板における第1偏光子の吸収軸とのなす角度が90°となるように貼合せ、かつ、背面側偏光板における第1偏光子の吸収軸と背面側偏光板の長辺とのなす角度が0°となるように、積層体を作製した。
背面側偏光板/ガラス/前面側偏光板の構成を有する積層体を、60℃、湿度90%の環境下に、250時間静置した。試験槽から積層体を取り出し、前面側偏光板が上側となるよう、二次元測定器(株式会社ニコン製、NEXIV(登録商標) MR−12072)の測定台上に置いた。
次いで、測定台の表面に焦点を合わせ、そこを基準とし、ガラスサンプル面上の25点にそれぞれ焦点を合わせ、基準とした焦点からの高さを測定した。25点の測定点における高さの最大値と最小値との差を反り量とした。具体的には、図3に示す点40を測定点とした。図3で示される25個の点は、偏光板の端部から7mm内側の領域における点であり、短辺方向は約20mm間隔で、長辺方向は約35mm間隔で設けられた。また、図3において、符号50は偏光板を示し、60はガラス板を示す。
判定は以下のようにした。結果を表1に示す。
なお、実施例においては、いずれのサンプルにおいても積層体全体の浮き、剥がれ、各層間の浮き、剥がれは認められなかった。
<判定>
湿熱環境下に静置したガラスサンプルの反り量が0.6mm未満の場合を「○」とした。
湿熱環境下に静置したガラスサンプルの反り量が0.6mm以上の場合を「×」とした。
背面側偏光板/ガラス/前面側偏光板の構成を有する積層体において、前面側偏光板が上側となるよう、上記積層体を、85℃、湿度5%の環境下に、250時間静置した。試験槽から積層体を取り出し、前面側偏光板が上側となるよう、反りが生じた積層体を、二次元測定器(株式会社ニコン製、NEXIV(登録商標) MR−12072)の測定台上に置いた。上述した方法と同様にして、反り量を測定した。
<判定>
高温環境下に静置したガラスサンプルの反り量が0.6mm以下の場合を「○」とした。
高温環境下に静置したガラスサンプルの反り量が0.6mm超の場合を「×」とした。
このように、本発明の偏光板セットは、湿熱環境および高温環境に配置した際に反り量が小さいため、タッチパネルからの剥がれやバックライトユニットの脱落を低減または回避できる。また、高温環境および湿熱環境に曝されることで生じ得る反りに起因して発生する表示ムラの低減につながる。
11 反射型偏光板
12 第1粘着剤層
13 第1偏光子
14 第1保護フィルム
15 第2粘着剤層
20 前面側偏光板
21 第3粘着剤層
22 第2偏光子
23 第2保護フィルム
30 液晶セル
40 測定点
50 偏光板
60 ガラス板
Claims (4)
- 液晶セルの一方の面側に配置される背面側偏光板と、他方の面側に配置される前面側偏光板とを含む、偏光板セットであって、
前記背面側偏光板は、反射型偏光板と、第1粘着剤層と、第1偏光子と、第1保護フィルムと、第2粘着剤層とを有し、
前記前面側偏光板は、第3粘着剤層と、第2偏光子と、第2保護フィルムとを有し、
前記前面側偏光板における第2偏光子の厚さdF(μm)から、前記背面側偏光板における第1偏光子の厚さdR(μm)を差し引いた差dF−dRをΔd(μm)とした場合、0μm<Δd<5μmであり、
前記前面側偏光板における第2偏光子の吸収軸と、前記背面側偏光板における第1偏光子の吸収軸とのなす角度が90°±1°である、
偏光板セット。 - 前記背面側偏光板における第1偏光子の吸収軸と前記背面側偏光板の長辺とのなす角度が0°±0.5°である、請求項1に記載の偏光板セット。
- 前記反射型偏光板は、少なくとも2層の薄膜を有し、前記少なくとも2層の薄膜は、屈折率異方性が異なる、請求項1または2に記載の偏光板セット。
- 液晶セルと、その両面に配置された一対の偏光板を有し、
前記一対の偏光板は、請求項1から3のいずれか1項に記載の偏光板セットであり、
前記第2保護フィルムと、第2偏光子と、第3粘着剤層と、液晶セルと、第2粘着剤層と、第1保護フィルムと、第1偏光子と、第1粘着剤層と、反射型偏光板がこの順で積層されている、液晶パネル。
Priority Applications (5)
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---|---|---|---|
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