JP5264194B2 - Planar light emitting device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a planar light-emitting device which has high binding efficiency rather than a conventional planar light-emitting device and can shorten a length of a hot spot. <P>SOLUTION: The planar light-emitting device comprises a light-emitting element mounted on a flexible printed board, a sheet-like light guide for guiding light emitted from the light-emitting element, a reflective sheet arranged at a back side of the light guide, a reflective film with an adhesive stuck on a connection neighboring section with the light-emitting element at the front surface of the light guide and the light-emitting element, and a shielding tape arranged on the connection neighboring section with the light-emitting element of the light guide. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、携帯電話、ＰＤＡ（携帯情報端末）、パソコン等の操作ボタン（キーボード等のキーボタン）を暗所で操作する際に、キーの位置を見やすくするための照明装置などに用いられる面状発光装置に関するものである。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is used for a lighting device for making it easy to see the key positions when operating operation buttons (key buttons such as a keyboard) of a mobile phone, PDA (personal digital assistant), personal computer, etc. in a dark place. The present invention relates to a light emitting device.

従来、携帯電話や液晶テレビ等の液晶表示装置は、表示部を明るく照明するための面状発光装置が使用されている。この面状発光装置の一形態として、側面発光方式の面状発光装置が広く用いられており、表示部である液晶パネルの背面に配置されている導光板（ライトガイド）と、このライトガイド端側面に配置されている光源とによって構成されたものがある。この光源としては、発光ダイオード（以下、ＬＥＤと記す。）や冷陰極管等が挙げられる。   Conventionally, in a liquid crystal display device such as a mobile phone or a liquid crystal television, a planar light emitting device for brightly illuminating a display unit is used. As one form of the planar light emitting device, a side light emitting type planar light emitting device is widely used, and a light guide plate (light guide) disposed on the back of a liquid crystal panel as a display unit, and the end of the light guide Some of them are constituted by light sources arranged on the side surfaces. Examples of the light source include a light emitting diode (hereinafter referred to as LED) and a cold cathode tube.

このような構成からなる面状発光装置は、ライトガイドの厚み方向に光源を配置しなくてもよいので、装置全体を薄型化することができるというメリットがある反面、光源に近い箇所が他と比べて、輝度が非常に高くなり、全体の輝度分布にばらつきがでる（輝度ムラ）というデメリットがある。特に、ＬＥＤを光源として用いた場合は、図１のようなホットスポットが現れる為、特に問題が顕著である。   Since the planar light emitting device having such a configuration does not have to arrange a light source in the thickness direction of the light guide, there is a merit that the entire device can be thinned, but a portion close to the light source is different from others. In comparison, there is a demerit that the luminance is very high and the entire luminance distribution varies (luminance unevenness). In particular, when an LED is used as a light source, a hot spot as shown in FIG.

図１にホットスポットの一例を示す。図中、符号１はＬＥＤ、２はライトガイドである。ＬＥＤ１とライトガイド２との間隔は、ほぼゼロとしている。図１において、（ａ）が模式図、（ｂ）が輝度分布の測定結果である。また、図１（ａ）中の符号Ａ〜Ｄは輝度の強弱を表し、Ａ側が高輝度、Ｄ側が低輝度である。本試験で使用したＬＥＤ１の光度は２００ｍｃｄであり、Ａ領域とＢ領域とが輝度５０ｃｄ／ｍ２以上のホットスポットである。この図から、ＬＥＤ１直前のライトガイド２表面のみ、輝度が非常に高いことが分かる。なお、本発明において「表面」および「上部」とは、ライトガイドの光を取り出す方の面とする。 FIG. 1 shows an example of a hot spot. In the figure, reference numeral 1 denotes an LED, and 2 denotes a light guide. The distance between the LED 1 and the light guide 2 is almost zero. 1A is a schematic diagram, and FIG. 1B is a measurement result of a luminance distribution. Further, reference symbols A to D in FIG. 1A indicate the intensity of luminance, where the A side has high luminance and the D side has low luminance. The luminous intensity of the LED 1 used in this test is 200 mcd, and the A region and the B region are hot spots having a luminance of 50 cd / m 2 or more. From this figure, it can be seen that only the surface of the light guide 2 immediately before the LED 1 has a very high luminance. In the present invention, “surface” and “upper part” are surfaces from which light from the light guide is extracted.

このような問題を改善する方法として、特許文献１に示すように、光源側のライトガイド端の上部に吸収層を配置したり、または特許文献２に示すように、光源側のライトガイド端とその上の反射板との間に両面粘着性の遮光部材を配置したりして、光源の直前部のみが他の個所よりも強く光らないようにする提案がなされている。
特開２００４−７１１６７号公報 特開２００１−１１７０９７号公報 As a method for improving such a problem, as shown in Patent Document 1, an absorption layer is arranged on the upper part of the light guide end on the light source side, or as shown in Patent Document 2, Proposals have been made to arrange a light-blocking member having a double-sided adhesive between the reflecting plate and the light reflector so that only the front part of the light source does not shine more strongly than other parts.
JP 2004-71167 A Japanese Patent Laid-Open No. 2001-117097

前記特許文献１によると、光源側ライトガイド表面の端縁の全部又は一部に遮光性テープを貼ることで、光源ユニットとライトガイドの間からの光漏れによる輝度ムラ等を抑制することができるとあるが、実際にはかなりの光量が遮光性テープに吸収され、光源と反対側のライトガイド端部に届く光量が減ってしまう。本発明者らが行ったの簡単な実験では、遮光性テープが有る時と無い時とで、光源と反対側のライトガイド端部に届く光量は５０％程度の差があった。そのため、遮光性テープを貼った場合は、光源に供給する電力を上げるなどの対策が必要となる。   According to Patent Document 1, by applying a light-shielding tape to all or part of the edge of the light source side light guide surface, uneven brightness due to light leakage from between the light source unit and the light guide can be suppressed. However, in practice, a considerable amount of light is absorbed by the light-shielding tape, and the amount of light reaching the light guide end opposite to the light source is reduced. In a simple experiment conducted by the present inventors, there was a difference of about 50% in the amount of light reaching the light guide end opposite to the light source when the light-shielding tape was present and when it was absent. For this reason, when a light-shielding tape is applied, it is necessary to take measures such as increasing the power supplied to the light source.

また、前記特許文献２によると、ライトガイド表面の端縁と反射板の端縁との間に、両面粘着性の遮光部材を配置し、ライトガイドと反射板を固定するとともに、ライトガイドのエッジを通過する光を遮断し、輝度ムラ等を抑制するとあるが、この場合もかなりの光量が遮光部材によって吸収され、光源と反対側のライトガイド端部に届く光量が減ってしまう問題もある。   According to Patent Document 2, a double-sided adhesive light-shielding member is disposed between the edge of the light guide surface and the edge of the reflector, and the light guide and reflector are fixed, and the edge of the light guide In this case, too much light is absorbed by the light shielding member, and there is a problem that the amount of light reaching the light guide end opposite to the light source is reduced.

本発明は、前記事情に鑑みてなされ、従来品よりも結合効率が高く、ホットスポット長を短縮できる面状発光装置の提供を目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a planar light emitting device that has higher coupling efficiency than conventional products and can shorten the hot spot length.

前記目的を達成するため、本発明は、フレキシブルプリント基板上に実装された発光素子と、前記発光素子の側方に配置され、前記発光素子から発した光を導光するシート状のライトガイドと、前記ライトガイドの表面の、前記発光素子側の端部に貼られた粘着剤と、前記ライトガイドの裏面の、前記発光素子側の端部に配置された遮光性テープと、前記遮光性テープと前記ライトガイドの裏面を覆う様に設けられた反射シートと、前記発光素子の上方および前記ライトガイドの表面の前記端部を覆う様に設けられた反射フィルムと、を備え、前記反射フィルムが、前記粘着剤を介して前記ライトガイドの表面の前記端部だけに貼られ、前記反射シートの裏面が前記フレキシブルプリント基板に固定され、前記反射シートの表面に前記遮光性テープが貼られたことを特徴とする面状発光装置を提供する。 To achieve the above object, the present invention provides a light emitting device mounted on a flexible printed circuit board, a sheet-shaped light guide that is disposed on the side of the light emitting device and guides light emitted from the light emitting device, and A pressure-sensitive adhesive attached to an end of the light guide on the light emitting element side, a light shielding tape disposed on an end of the light guide on the light emitting element side, and the light shielding tape And a reflective sheet provided so as to cover the back surface of the light guide, and a reflective film provided so as to cover the light emitting element and the end portion of the surface of the light guide, the reflective film comprising: via said adhesive is affixed only to said end of said light guide surface, the rear surface of the reflective sheet is fixed to the flexible printed circuit board, the light-shielding property to the surface of the reflective sheet Providing planar light emitting device characterized by over-flop is adhered.

本発明の面状発光装置において、前記遮光性テープが黒色の両面テープであることが好ましい。 In the planar light emitting device of the present invention, it is preferable that the light-shielding tape is a double-sided tape black.

本発明の面状発光装置において、前記反射フィルムが銀蒸着された樹脂フィルムであることが好ましい。 In the planar light emitting device of the present invention, it is preferable that the reflective film is a resin film that is deposited silver.

本発明の面状発光装置において、前記発光素子はＬＥＤであり、前記ライトガイドはポリウレタン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂からなる群から選択される１種であることが好ましい。

In the planar light emitting device of the present invention, the light emitting element is LED, and the light guide are selected polyurethane resin, polycarbonate resin, silicone resin, polystyrene resin, acrylic resin, from the group consisting of polyimide resin It is preferable that it is 1 type.

本発明の面状発光装置は、ライトガイドと遮光性テープの間に貼ることで、遮光性テープをライトガイド表面に貼った場合に比べ、結合効率が良くなり、さらにホットスポット長も短くなる。
また、反射フィルムをＬＥＤとライトガイドの両方に貼ることで、反射フィルムが動かなくなり、常に安定した特性が得られる。 The planar light emitting device of the present invention is bonded between the light guide and the light shielding tape, so that the coupling efficiency is improved and the hot spot length is shortened as compared with the case where the light shielding tape is adhered to the light guide surface.
Moreover, by sticking the reflective film to both the LED and the light guide, the reflective film becomes stationary, and stable characteristics can always be obtained.

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図２は、本発明の面状発光装置の一実施形態を示す断面図である。図中、符号１０は面状発光装置、１１はＬＥＤ、１２はライトガイド、１３は反射シート、１４は遮光性テープ、１５は反射フィルム、１６は透明両面粘着剤、１７はフレキシブルプリント基板である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an embodiment of the planar light emitting device of the present invention. In the figure, 10 is a planar light emitting device, 11 is an LED, 12 is a light guide, 13 is a reflective sheet, 14 is a light-shielding tape, 15 is a reflective film, 16 is a transparent double-sided adhesive, and 17 is a flexible printed circuit board. .

本実施形態の面状発光装置１０は、フレキシブルプリント基板１７上に実装されたＬＥＤ１１（発光素子）と、該ＬＥＤ１１から発した光を導光するシート状のライトガイド１２と、該ライトガイド１２の裏面側に設けられた反射シート１３と、ライトガイド１２の表面側の、ＬＥＤ１１との接続近傍部とＬＥＤ１１とに貼着された透明両面粘着剤１６付きの反射フィルム１５と、ライトガイド１２のＬＥＤ１１との接続近傍部に設けられた遮光性テープ１４とを有する構成になっている。   The planar light emitting device 10 of this embodiment includes an LED 11 (light emitting element) mounted on a flexible printed circuit board 17, a sheet-like light guide 12 that guides light emitted from the LED 11, and the light guide 12. The reflective sheet 13 provided on the back surface, the reflective film 15 with the transparent double-sided adhesive 16 attached to the LED 11 in the vicinity of the connection with the LED 11 on the surface side of the light guide 12, and the LED 11 of the light guide 12. It has the structure which has the light-shielding tape 14 provided in the connection vicinity part.

ＬＥＤ１１は、半田によりフレキシブルプリント基板１７に固定されている。ＬＥＤ１１は、冷陰極管に比べ、かなり薄いものが手に入るので、総厚を薄くできるメリットがある。また、フレキシブルプリント基板１７を用いている点も、面状発光装置１０を薄くする上で重要である。   The LED 11 is fixed to the flexible printed circuit board 17 with solder. The LED 11 has a merit that the total thickness can be reduced because a relatively thin LED 11 can be obtained. In addition, the use of the flexible printed circuit board 17 is also important for making the planar light emitting device 10 thinner.

透明両面粘着剤１６付きの反射フィルム１５としては、黒のポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴと記す）基材の両面に粘着剤のついたものや、白のＰＥＴ基材に黒の粘着剤を付けたものなどを用いることができる。   As the reflective film 15 with the transparent double-sided pressure-sensitive adhesive 16, a black polyethylene terephthalate (hereinafter referred to as PET) base material having a pressure-sensitive adhesive on both sides or a white PET base material with a black pressure-sensitive adhesive. Things can be used.

フレキシブルプリント基板１７と反射シート１３とは、粘着剤により固定されている。このようにライトガイド１２の裏面（下面）に反射シート１３を貼り付けることで、ライトガイド１２の表面（上面）から光を取り出しやすくなっている。   The flexible printed circuit board 17 and the reflection sheet 13 are fixed with an adhesive. Thus, by sticking the reflection sheet 13 to the back surface (lower surface) of the light guide 12, light can be easily extracted from the surface (upper surface) of the light guide 12.

ライトガイド１２の材料としては、ポリウレタン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂からなる群から選択される１種であることが好ましい。ポリウレタン系樹脂は安価に提供でき、ポリカーボネート系樹脂やアクリル系樹脂は成型性に勝れており、且つシリコーン系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリスチレン系樹脂は長期信頼性に勝れている。   The material of the light guide 12 is preferably one selected from the group consisting of polyurethane resins, polycarbonate resins, silicone resins, polystyrene resins, acrylic resins, and polyimide resins. Polyurethane resins can be provided at low cost, polycarbonate resins and acrylic resins have excellent moldability, and silicone resins, polyimide resins, and polystyrene resins have excellent long-term reliability.

本実施形態の面状発光装置１０は、ライトガイド１２と反射シート１３の間に遮光性テープ１４を貼ることで、遮光性テープ１４をライトガイド表面に貼った場合に比べ、結合効率が良くなり、さらにホットスポット長も短くなる。
また、反射フィルム１５をＬＥＤ１１とライトガイド１２の両方に貼ることで、反射フィルム１５が動かなくなり、常に安定した特性が得られる。
以下、実施例により本発明の効果を実証する。 In the planar light emitting device 10 according to the present embodiment, the light shielding tape 14 is attached between the light guide 12 and the reflection sheet 13, so that the coupling efficiency is improved as compared with the case where the light shielding tape 14 is attached to the light guide surface. Furthermore, the hot spot length is also shortened.
Moreover, by sticking the reflective film 15 to both the LED 11 and the light guide 12, the reflective film 15 stops moving, and a stable characteristic is always obtained.
Hereinafter, the effects of the present invention will be demonstrated by examples.

［実施例１］
図２に示した構造の面状発光装置１０を作製した。 [Example 1]
A planar light emitting device 10 having the structure shown in FIG. 2 was produced.

［比較例］
実施例１の面状発光装置１０と同じ各部材料を用い、図３に示す面状発光装置を作製した。比較例の面状発光装置の構造は、遮光性テープ１４をライトガイド１２の表面側（上側）の反射フィルム１５下面に貼り付けている。 [Comparative example]
A planar light emitting device shown in FIG. 3 was produced using the same materials as those of the planar light emitting device 10 of Example 1. In the structure of the surface light emitting device of the comparative example, the light shielding tape 14 is attached to the lower surface of the reflective film 15 on the front surface side (upper side) of the light guide 12.

前記実施例１と比較例との各面状発光装置について、結合効率とホットスポット長を測定した結果を表１に示す。なお、ここでいう結合効率とは、ＬＥＤ１１単体の全光束値に対して（単位；ルーメン：１ｍ）ライトガイド１２を抜けてきた全光束値の比であり、表１では比較例の結合効率の値を１００％とした。またホットスポット長（ホットスポット：輝度が５０ｃｄ／ｍ２以上の領域）は、ＬＥＤ１１側のライトガイド１２端からの距離である。
実際の測定では、ＬＥＤ１１とライトガイド１２の距離を、実装誤差を考慮して３００ミクロンとした。さらに、反射フィルム１５とライトガイド１２のオーバーラップ長は１ｍｍとした。 Table 1 shows the results of measuring the coupling efficiency and the hot spot length for each of the planar light emitting devices of Example 1 and Comparative Example. The coupling efficiency here is the ratio of the total luminous flux value that has passed through the light guide 12 (unit: lumen: 1 m) to the total luminous flux value of the LED 11 alone, and Table 1 shows the coupling efficiency of the comparative example. The value was 100%. Further, the hot spot length (hot spot: an area having a luminance of 50 cd / m 2 or more) is a distance from the end of the light guide 12 on the LED 11 side.
In actual measurement, the distance between the LED 11 and the light guide 12 was set to 300 microns in consideration of mounting errors. Furthermore, the overlap length of the reflective film 15 and the light guide 12 was 1 mm.

Figure 0005264194
Figure 0005264194

表１から分かるように、遮光性テープ１４をライトガイド１２の表面に貼った比較例よりも、遮光性テープ１４をライトガイド１２と反射シート１３の間に貼った実施例１の方が、光源と反射側のライトガイド端まで光が透過していることが分かる。
上記の結果は、ライトガイド１２表面に拡散シートをおいたり、拡散印刷を施したりすれば、実施例１の構造の方が比較例の構造よりも明るい光を取り出すことができることを示している。
また合わせて、実施例１のホットスポット長は２．５ｍｍと、比較例の３．０ｍｍよりも短いため、本発明によれば従来品よりも輝度ムラが少ないことを示している。
また実施例１では、反射フィルム１５全体に透明両面粘着剤１６が付着しているので、ＬＥＤ１１上に固定することが出来、比較例にくらべ、安定性に勝れ、装置の信頼性を高めることができる。 As can be seen from Table 1, the light source of Example 1 in which the light shielding tape 14 was applied between the light guide 12 and the reflective sheet 13 was more light source than the comparative example in which the light shielding tape 14 was applied to the surface of the light guide 12. It can be seen that light is transmitted to the light guide end on the reflection side.
The above results show that the structure of Example 1 can extract light brighter than the structure of the comparative example by placing a diffusion sheet on the surface of the light guide 12 or performing diffusion printing.
In addition, since the hot spot length of Example 1 is 2.5 mm, which is shorter than 3.0 mm of the comparative example, the present invention shows that there is less luminance unevenness than the conventional product.
Moreover, in Example 1, since the transparent double-sided adhesive 16 has adhered to the whole reflective film 15, it can fix on LED11, can be excellent in stability, and can improve the reliability of an apparatus compared with a comparative example. Can do.

［実施例２］
図４に示した構造の面状発光装置２０を作製した。
この実施例２の面状発光装置２０は、透明両面粘着剤１６をライトガイド１２上のみに貼り付け、ＬＥＤ１１上には設けないこと以外は、図２に示す実施例１と同じとしている。表２に、各構造での結合効率とホットスポット長を示す。結合効率については、比較例の値を１００％としている。 [Example 2]
A planar light emitting device 20 having the structure shown in FIG. 4 was produced.
The planar light emitting device 20 of Example 2 is the same as Example 1 shown in FIG. 2 except that the transparent double-sided adhesive 16 is attached only on the light guide 12 and is not provided on the LED 11. Table 2 shows the coupling efficiency and hot spot length in each structure. For the coupling efficiency, the value of the comparative example is 100%.

Figure 0005264194
Figure 0005264194

表２から分かるように、透明両面粘着剤１６をライトガイド１１端だけに貼れば、ＬＥＤ上まで貼った場合よりも１０％程度結合効率が良くなり、ホットスポット長は２．５ｍｍのままである。   As can be seen from Table 2, if the transparent double-sided adhesive 16 is applied only to the end of the light guide 11, the coupling efficiency is improved by about 10% compared to the case where the adhesive is applied to the LED, and the hot spot length remains 2.5 mm. .

従来の面状発光装置におけるホットスポットの出現を実証した試験結果を示し、（ａ）は輝度分布の模式図、（ｂ）は輝度分布測定結果である。The test result which demonstrated appearance of the hot spot in the conventional planar light-emitting device is shown, (a) is a schematic diagram of luminance distribution, (b) is a luminance distribution measurement result. 本発明の面状発光装置の一実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one Embodiment of the planar light-emitting device of this invention. 比較例で作製した面状発光装置の断面図である。It is sectional drawing of the planar light-emitting device produced in the comparative example. 実施例２で作製した面状発光装置の断面図である。6 is a cross-sectional view of a planar light emitting device manufactured in Example 2. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１０，２０…面状発光装置、１１…ＬＥＤ、１２…ライトガイド、１３…反射シート、１４…遮光性テープ、１５…反射フィルム、１６…透明両面粘着剤、１７…フレキシブルプリント基板。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10,20 ... Planar light-emitting device, 11 ... LED, 12 ... Light guide, 13 ... Reflective sheet, 14 ... Light-shielding tape, 15 ... Reflective film, 16 ... Transparent double-sided adhesive, 17 ... Flexible printed circuit board.

Claims (4)

フレキシブルプリント基板上に実装された発光素子と、
前記発光素子の側方に配置され、前記発光素子から発した光を導光するシート状のライトガイドと、
前記ライトガイドの表面の、前記発光素子側の端部に貼られた粘着剤と、
前記ライトガイドの裏面の、前記発光素子側の端部に配置された遮光性テープと、
前記遮光性テープと前記ライトガイドの裏面を覆う様に設けられた反射シートと、
前記発光素子の上方および前記ライトガイドの表面の前記端部を覆う様に設けられた反射フィルムと、
を備え、
前記反射フィルムが、前記粘着剤を介して前記ライトガイドの表面の前記端部だけに貼られ、
前記反射シートの裏面が前記フレキシブルプリント基板に固定され、
前記反射シートの表面に前記遮光性テープが貼られたことを特徴とする面状発光装置。 A light emitting device mounted on a flexible printed circuit board;
A sheet-shaped light guide that is disposed on a side of the light emitting element and guides light emitted from the light emitting element;
An adhesive attached to an end of the light guide on the light emitting element side; and
A light-shielding tape disposed at an end of the light guide on the light emitting element side, and
A reflective sheet provided so as to cover the back surface of the light-shielding tape and the light guide;
A reflective film provided to cover the light emitting element and the end of the surface of the light guide;
With
The reflective film is attached only to the end of the surface of the light guide via the adhesive,
The back surface of the reflective sheet is fixed to the flexible printed circuit board,
A planar light-emitting device, wherein the light-shielding tape is attached to a surface of the reflective sheet. 前記遮光性テープが黒色の両面テープであることを特徴とする請求項１に記載の面状発光装置。 The planar light-emitting device according to claim 1 , wherein the light-shielding tape is a black double-sided tape. 前記反射フィルムが銀蒸着された樹脂フィルムであることを特徴とする請求項１又は２に記載の面状発光装置。 The planar light emitting device according to claim 1, wherein the reflective film is a resin film on which silver is deposited. 前記発光素子は発光ダイオードであり、前記ライトガイドはポリウレタン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂からなる群から選択される１種であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の面状発光装置。 The light emitting element is a light emitting diode, and the light guide is one selected from the group consisting of polyurethane resin, polycarbonate resin, silicone resin, polystyrene resin, acrylic resin, and polyimide resin. planar light emitting device according to any one of claims 1 to 3,.
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