KR20060032246A - 디스플레이 장치용 광학필터 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
투명수지와 색보정층 및 근적외선차폐층을 하나의 층으로 구성하여 메쉬가 형성된 금속박의 상면에 코팅한 디스플레이 장치용 광학필터 및 그 제조방법이 개시된다. 상기 디스플레이 장치용 광학필터 및 그 제조방법은 메쉬가 형성된 금속박에 코팅된 투명수지, 황색광을 차폐하는 색보정층 및 근적외선을 차폐하는 적외선차폐층을 하나의 층으로 형성하므로써 제조공정이 단축되고, 재료가 절감되어 경제적이다. 또한, 광학필터의 전체 두께가 얇야지므로 가시광선의 광투과도가 향상된다.
Description
도 1은 종래의 광학필터의 구성을 보인 도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학필터가 PDP에 설치된 것을 보인 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학필터의 구성을 보인 도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학필터의 황색광 및 근적외선의 투과도를 보인 도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
200 : 광학필터 210 : 투명기재
220 : 점/접착층 230 : 금속박막
240 : 복합기능층
본 발명은 투명수지와 색보정층 및 근적외선차폐층을 하나의 층으로 구성하여 메쉬가 형성된 금속박의 상면에 코팅한 디스플레이 장치용 광학필터 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
디스플레이 장치란 문자나 도형의 형식으로 데이터를 시각적으로 표시하는 장치이다. 디스플레이 장치인 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel : 이하 "PDP"라 함)은 구동 특성상 강한 근적외선을 방출하는데, PDP에서 방출되는 근적외선은 무선전화기 및 리모콘 등과 같이 근적외선을 이용하는 가전제품을 오동작시킬 우려가 있다. 그리고, PDP의 발광체의 특성상 황색광이 방출되는데, 황색광은 PDP의 화면을 황색화시켜 화질을 저하시키는 단점이 있다. 또한, PDP는 Ne, Xe 등과 같은 불활성 가스를 고진공에서 방전시켜 플라즈마를 생성하는데, 이때 생성되는 플라스마 광에는 유해한 전자파가 포함되어 있다. 이로인해, PDP에는 근적외선과 전자파를 차폐하고 화면의 색보정을 위한 광학필터가 설치된다.
도 1은 종래의 광학필터의 구성을 보인 도로써, 이를 설명한다.
도시된 바와 같이, 광학필터(10)는 전자파차폐필터(20), 색보정필름(30) 및 근적외선차폐필름(40)을 포함한다.
전자파차폐필터(20)는 순차적으로 적층된 투명기재(21)와 금속박(23)과 투명수지(25)를 가진다. 금속박(23)은 Cu 등과 같은 도전성 금속으로 마련되어 전자파를 차폐하며 메쉬(Mesh)(23a)가 형성된다. 메쉬(23a)가 형성된 금속박(23) 상에는 금속박(23)의 메쉬(23a) 부위를 평탄하게 코팅하여 광투과도를 향상시키기 위한 투명수지(25)가 코팅된다. 그리고, 금속박(23)에는 반사를 방지하기 위한 흑화막(23b)이 형성된다.
480∼650㎚ 파장대의 불필요한 황색광을 흡수하여 색을 보정하는 색보정필름 (30)은 순차적으로 적층된 투명지지층(31)과 색보정층(33)을 가지고, 780∼1000㎚ 파장대의 근적외선을 흡수하여 차단하는 근적외선(Near Infrared Ray) 차폐필름(40)은 투명지지층(41)과 투명지지층(41)의 상면에 코팅된 근적외선차폐층(43)을 가진다. 미설명부호 51,52는 보호필름이고, 54는 접착층이며, 56,57은 점착층이고, 59는 PDP의 전면에 부착되는 점/접착층이다.
상기와 같은 종래의 광학필터(10)는 전자파차폐필터(20), 색보정필름(30) 및 근적외선차폐필름(40)을 각각 별도로 제조한 후 라미네이팅하여 제조한다. 상세히 설명하면, 전자파차폐필터(20)의 상면에 부착된 보호필름(미도시), 색보정필름(30)의 상하면에 부착된 보호필름(미도시) 및 근적외선차폐필름(40)의 하면에 부착된 보호필름(미도시)을 떼내고, 점착층(56)을 매체로 전자파차폐필터(20)와 색보정필름(30)을 점착하고, 점착층(57)을 매체로 색보정필름(30)과 근적외선차폐필름(40)을 점착한 후 라미네이팅하여 제조하므로, 공정이 복잡한 단점이 있다.
또한, 전자파차폐필터(20), 색보정필름(30) 및 근적외선차폐필름(40)이 별도로 제조되므로, 금속박(23), 색보정층(33) 및 근적외선차폐층(43)을 지지하기 위한 투명기재(21), 투명지지층(31) 및 투명지지층(41)이 각각 필요하여 원가가 상승하는 단점이 있다.
또한, 투명지지층(31,41)과 점착층(56,57)으로 인하여 광학필터(10)의 전체 두께가 두꺼워지므로 가시광선 영역의 광투과도가 저하되는 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창작된 것으 로, 본 발명의 목적은 투명수지와 황색광을 차폐하는 색보정층과 근적외선을 차폐하는 적외선차폐층을 하나의 층으로 형성하여 메쉬가 형성된 금속박에 코팅하므써 제조공정을 단축할 수 있을 뿐만 아니라 재료를 절감할 수 있는 디스플레이 장치용 광학필터 및 그 제조방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 두께를 얇게하여 가시광선의 광투과도를 향상시킬 수 있는 디스플레이 장치용 광학필터 및 그 제조방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 디스플레이 장치용 광학필터는 투명기재; 상기 투명기재의 상면에 형성되며 메쉬가 형성되고 반사를 방지하는 흑화막이 형성되어 전자파를 차폐하는 도전성 금속박; 상기 금속박 상에 형성되며 상기 메쉬가 형성된 금속박의 면을 평탄화하는 투명수지제와 480∼650㎚ 파장대의 황색광을 흡수하는 색보정제와 780∼1000㎚ 파장대의 근적외선을 흡수하는 근적외선차단제가 혼합되어 일체로 형성된 투명한 복합기능층을 구비한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 디스플레이 장치용 광학필터의 제조방법은 투명기재, 상기 투명기재의 상면에 형성되며 메쉬가 형성되고 반사를 방지하는 흑화막이 형성된 도전성 금속박, 상기 금속박 상에 형성되어 상기 금속박을 평탄화하고 황색광을 흡수하며 근적외선을 흡수하는 투명한 복합기능층을 구비하는 디스플레이 장치용 광학필터의 제조방법에 있어서,
상기 복합기능층은 용매 100 중량％에 대하여 투명수지제 80∼97 중량％, 480∼650㎚ 파장대의 황색광을 흡수하는 색보정제 0.5∼5 중량％, 780∼1000㎚ 파 장대의 근적외선을 흡수하는 근적외선차단제 1∼13 중량％를 균일하게 혼합하고,
상기 용매의 농도가 35중량％ 될 때까지 폴리 메틸 메타아크릴레이트(Polymethylmethaacrylate)를 첨가한 후,
상기 용매 100 중량％에 대하여 기능성 첨가제를 0∼9중량％ 첨가하여 혼합한 다음 상기 금속박 상에 코팅하여 경화한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치용 광학필터 및 그 제조방법을 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학필터가 PDP에 설치된 것을 보인 사시도로써, 이를 설명한다.
플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel : 이하 "PDP"라 함)(100)은 상호 미세한 간격을 유지하여 방전 공간을 형성하는 전면유리기판(110)과 후면유리기판(120)을 구비한다. 전면유리기판(110)과 후면유리기판(120) 사이의 상기 방전 공간에는 방전가스가 봉입되는데, 상기 방전 공간을 플라즈마 방전시켜서 후면유리기판(120)의 격벽(121)에 도포된 형광체를 여기ㆍ발광시켜 화면을 표시한다. 후면유리기판(120)의 후면에는 구동 콘트롤러(130)가 설치되고, 전면유리기판(110)의 전면에는 광학필터(200)가 설치된다. 미설명부호 140은 프레임이다.
광학필터(200)는 인체에 유해한 전자파를 차단하고, 480∼650㎚ 파장대의 불필요한 황색광을 흡수하여 화면의 색이 자연색에 가깝게 표시되게 하며, 780∼1000㎚ 파장대의 근적외선을 차단하여 주변 가변제품이 근적외선에 의하여 오동작되는 것을 방지하는데, 이를 도 3을 참조하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학필터의 구성을 보인 도이다.
도시된 바와 같이, 광학필터(200)는 순차적으로 적층되어 형성된 투명기재(210), 금속박(230) 및 투명한 복합기능층(240)을 가진다. 투명기재(210)와 금속박(230) 사이에는 점/접착층(220)이 마련되고, 투명기재(210)의 하면에는 광학필터(200)를 전면유리기판(110)에 부착하기 위한 점착층(250)이 마련된다. 미설명 부호 260 및 270은 점착층(250) 및 복합기능층(240)을 보호하기 위한 보호필름이다.
투명기재(210)는 두께가 얇은 금속박(230)을 지지하는 기능을 하는 것으로, 투명기재(210)의 상면에는 점/접착층(220)이 개재될 수 도 있고, 개재되지 않을 수 도 있다.
점/접착층(220)을 필요로 하는 투명기재(210)로는 폴리에스테르(Polyester), 아크릴(Acryl), 폴리카보네이트(Polycarbonate), 폴리스티렌(Polystyrene), 폴리아미드(Polyamide), 폴리비닐클로라이드(Polyvinyl Chloride), 폴리에틸렌(Polyethylene), 폴리프로필렌(Polypropylene), ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene copolymer), 트리아세틸(Tri-acetyl), 셀룰로오스(Cellulose), 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트(Cellulose Acetate Butylate) 및 셀룰로오스 프로피오네이트(Cellulose Propionate) 수지 등이 사용되고, 점/접착층(220)을 필요로 하지 않는 투명기재(210)로는 에틸렌 수지(Ethylene Resin), 에틸렌 비닐 아세테이트(Ethylene Vinyl Resin), 에틸렌 아크릴산 수지(Ethylene Acrylic Acid Resin), 에틸렌 에틸 아크릴레이트(Ethylene Ethy Acrylate) 및 아이오노머 수지(Ionomer Resin) 등이 사용된다. 일반적으로 투명기재(210)로는 PET(Polyethylene Terephthalate) 필름이 사용된다.
금속박(230)은 0.5∼1100㎛의 두께를 가지는 전기 전도성 금속으로 마련되어 전자파를 차폐하는데, Cu가 일반적으로 사용된다. 투명기재(210)와 금속박(230)은 롤(Roll) 또는 시트(Sheet) 형태로 각각 마련되어 라미네이팅된다.
금속박(230)에는 에칭에 의하여 메쉬(231)가 형성되고, 메쉬(231)가 형성된 금속박(230)에는 반사를 방지하기 위한 흑화막(233)이 형성된다. 흑화막(233)은 금속박(230)의 하면, 상면과 하면, 또는 금속박(230)의 모든면 등 다양한 형태로 형성될 수 있다.
메쉬(231)가 형성된 금속박(230) 상에는 메쉬(231)가 형성된 금속박(230)의 면을 평탄화하여 가시광선의 투과도를 향상시키고, 480∼650㎚ 파장대의 불필요한 황색광을 흡수하여 색을 보정하며, 780∼1000㎚ 파장대의 근적외선을 흡수하여 차단하는 투명한 복합기능층(240)이 형성된다.
투명한 복합기능층(240)은 80∼97 중량％의 투명수지제, 0.5∼5 중량％의 색보정제, 1∼13 중량％의 근적외선차폐제 및 0∼9 중량％의 기능성 첨가제의 혼합으로 제조된다. 상기 첨가제의 양은 투명수지제의 종류에 따라 적절하게 조절된다.
투명한 복합기능층(240)의 투명수지제의 재료로는 에폭시(Epoxy)계, 멜라민(Melamine)계, 페놀(Phenol)계, 아크릴(Acrylic)계, 우레탄(Urethane)계 및 폴리에스테르(Polyester)계 중에서 선택된 1종 이상을 혼합한 혼합물 또는 1종 이상을 변성한 화합물을 사용한다.
투명한 복합기능층(240)의 색보정제의 재료로는 스쿠아릴륨(Squarylium)계, 아조메틴(Azo-Methinie)계, 시아닌(Cyanine)계, 옥소(Oxo)계, 아조(Azo)계, 벤질리덴(Benzylidene)계 중에서 선택된 1종 이상을 혼합한 혼합물을 사용한다.
투명한 복합기능층(240)의 근적외선차폐제의 재료로는 티탄산 칼륨(Potassium Titanate), 프탈로시아닌(Phthalocyanine)계, 시아닌(Cyanine)계, 나프탈로시아닌(Naphthalocyanine)계, 퀴논(Quinone)계, 상기 티탄산 칼륨(Potassium Titanate)과 상기 프탈로시아닌(Phthalocyanine)계와 상기 시아닌(Cyanine)계와 상기 나프탈로시아닌(Naphthalocyanine)계 및 상기 퀴논(Quinone)계의 금속배위결합화합물, 니켈 디티올계(Nickel Dithiol) 및 암모늄염(Ammonium Salt) 중에서 선택된 1종 이상을 혼합한 혼합물을 사용한다.
투명한 복합기능층(240)의 투명수지제가 광경화 특성을 가지도록 할 경우에는 에폭시(Epoxy)계, 멜라민(Melamine)계, 페놀(Phenol)계, 아크릴(Acrylic)계, 우레탄(Urethane)계 및 폴리에스테르(Polyester)계 중에서 선택된 1종 이상을 혼합한 혼합물이 첨가제로 필수적으로 혼합된다. 또는, 에폭시(Epoxy)계, 멜라민(Melamine)계, 페놀(Phenol)계, 아크릴(Acrylic)계, 우레탄(Urethane)계 및 폴리에스테르(Polyester)계 중에서 선택된 1종 이상을 변성한 화합물인 모노머(Monomer), 또는 올리고머(Oligomer)를 광개시제 형태로 혼합한 것이 첨가제로 필수적으로 혼합된다.
상기 기능성첨가제로는 접착부여제, 용매, 분산제 및 광안정제 등이 있다.
투명한 복합기능층(240)은 Roll 코팅, blade코팅, knife 코팅, 스크린 코팅, 커튼 코팅, 디핑 코팅, 스프레이 코팅, Rod 코팅, 콤마 코팅, 롤 코팅, 아니록스 인쇄, 립 코팅 등의 방법으로 형성된다. 그리고, 투명한 복합기능층(240)은 열경화, UV경화, 전자빔 경화, 단순 고착화 등의 방법으로 경화된다.
상기와 같은 투명수지제의 재료, 색보정제의 재료 및 근적외선차폐제의 재료를 사용하여 투명한 복합기능층(240)을 제조하면, 480∼650㎚ 파장대의 불필요한 황색광의 투과도는 45% 이하이고, 780㎚∼1000㎚ 파장대의 근적외선의 투과도는 20% 이하이며, 전자파는 30∼300㎒에서 35dB㎶/m이상, 300∼700㎒에서 4dB㎶/m이상 차폐되고, 380㎚∼800㎚ 파장대의 가시광선에 대한 시감평균광투과율이 40％ 이상 된다.
다음에는 본 실시예에 따른 광학필터(200)의 투명한 복합기능층(240)을 제조하는 방법을 설명한다.
가. 투명수지제의 제조방법
증류수 1ℓ에 비스페놀(Bisphenol) A 200g과 수산화나트륨 65∼70g을 녹인 수용액을 30분 동안 교반한 후, 100℃의 물로 상기 수용액을 여러번 세척한 다음 수분을 제거하면 에폭시계의 투명수지가 제조된다.
나. 색보정제와 전자파차폐제의 제조방법
색보정 색소로 아조메틴계 또는 아조계 중 1종 이상을 혼합한다.
근적외선차폐 색소로 시아닌계 또는 나프탈로시아닌계 중 1종 이상을 혼합한다.
그리고, 색보정 색소의 혼합물과 근적외선차폐 색소의 혼합물을 1∼30 중량％ : 1∼30 중량％의 비율로 섞는다.
그후, 아크릴계 수지인 스타이렌-아크릴로니트릴(Styrene Acrylonitrile) 수지와 폴리 메틸 메타아크릴레이트(Polymethylmethaacrylate) 수지를 섞고 공용매인 메틸에틸케톤(MEK)에 녹여 균질한 수지혼합물을 만든다. 그리고, 균질한 수지혼합물에 색보정 및 근적외선차폐 색소 혼합물을 섞어 교반하여 균질한 혼합물을 만든 후 건조시켜 미세하게 분쇄한다.
다. 투명한 복합기능층의 제조방법
용매인 테트라 하이드로푸란, 메틸에틸케톤(MEK) 및 아이소프로필알코올의 혼합액과 용매인 시클로헥사논에 상기 투명수지제 80∼97 중량％, 상기 색보정제 0.5∼5 중량％, 상기 근적외선차폐제 1∼13 중량％를 혼합하여 균일하게 한다. 그리고, 전체 용매 1000mL에 혼합된 수지의 농도가 35중량 %가 될 때까지 폴리 메틸 메타아크릴레이트(Polymethylmethaacrylate)를 첨가하여 교반한다.
그후, 기능성 첨가제를 0∼9중량％ 적절히 혼합하고, 상기 수지를 금속박(230)의 메쉬(Mesh)(231) 위에 코팅한 후, 경화하고 잔류 용매를 제거하면 된다.
상기와 같은 방법으로 제조된 투명한 복합기능층(240)은 가시광선 투과도가 40% 이상, 480∼650㎚의 황색광의 흡광도가 60% 이상, 800~1000nm의 근적외선 흡광도가 80% 이상이다. 이는 도 4에 도시된 바와 같다.(전체의 빛의 양=흡광도+투과도)
이상에서 설명하듯이, 본 발명에 따른 디스플레이 장치용 광학필터 및 그 제조방법은 메쉬가 형성된 금속박에 코팅된 투명수지, 황색광을 차폐하는 색보정층 및 근적외선을 차폐하는 적외선차폐층을 하나의 층으로 형성하므로써 제조공정이 단축되고, 재료가 절감되어 경제적이다.
또한, 광학필터의 전체 두께가 얇야지므로 가시광선의 광투과도가 향상된다.
이상에서는, 본 발명의 일 실시예에 따라 본 발명을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 변경 및 변형한 것도 본 발명에 속함은 당연하다.
Claims (5)
- 투명기재;상기 투명기재의 상면에 형성되며 메쉬가 형성되고 반사를 방지하는 흑화막이 형성되어 전자파를 차폐하는 도전성 금속박;상기 금속박 상에 형성되며 상기 메쉬가 형성된 금속박의 면을 평탄화하는 투명수지제와 480∼650㎚ 파장대의 황색광을 흡수하는 색보정제와 780∼1000㎚ 파장대의 근적외선을 흡수하는 근적외선차단제가 혼합되어 일체로 형성된 투명한 복합기능층을 구비하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치용 광학필터.
- 제 1 항에 있어서,상기 복합기능층에는 기능성 첨가제가 더 포함되고,상기 복합기능층의 투명수지제 : 색보정제 : 근적외선차폐제 : 첨가제 = 80∼97 중량％ : 0.5∼5 중량％ : 1∼13 중량％ : 0∼9 중량％인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치용 광학필터.
- 제 2 항에 있어서,상기 복합기능층의 투명수지제는 에폭시(Epoxy)계, 멜라민(Melamine)계, 페놀(Phenol)계, 아크릴(Acrylic)계, 우레탄(Urethane)계 및 폴리에스테르(Polyester)계 중에서 선택된 1종 이상을 혼합한 혼합물 또는 1종 이상을 변성한 화합물이고,상기 복합기능층의 색보정제는 스쿠아릴륨(Squarylium)계, 아조메틴(Azo-Methinie)계, 시아닌(Cyanine)계, 옥소(Oxo)계, 아조(Azo)계, 벤질리덴(Benzylidene)계 중에서 선택된 1종 이상을 혼합한 혼합물이며,상기 복합기능층의 근적외선차폐제는 티탄산 칼륨(Potassium Titanate), 프탈로시아닌(Phthalocyanine)계, 시아닌(Cyanine)계, 나프탈로시아닌(Naphthalocyanine)계, 퀴논(Quinone)계, 상기 티탄산 칼륨(Potassium Titanate)과 상기 프탈로시아닌(Phthalocyanine)계와 상기 시아닌(Cyanine)계와 상기 나프탈로시아닌(Naphthalocyanine)계 및 상기 퀴논(Quinone)계의 금속배위결합화합물, 니켈 디티올계(Nickel Dithiol) 및 암모늄염(Ammonium Salt) 중에서 선택된 1종 이상을 혼합한 혼합물인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치용 광학필터.
- 투명기재, 상기 투명기재의 상면에 형성되며 메쉬가 형성되고 반사를 방지하는 흑화막이 형성된 도전성 금속박, 상기 금속박 상에 형성되어 상기 금속박을 평탄화하고 황색광을 흡수하며 근적외선을 흡수하는 투명한 복합기능층을 구비하는 디스플레이 장치용 광학필터의 제조방법에 있어서,상기 복합기능층은,용매 100 중량％에 대하여 투명수지제 80∼97 중량％, 480∼650㎚ 파장대의 황색광을 흡수하는 색보정제 0.5∼5 중량％, 780∼1000㎚ 파장대의 근적외선을 흡수하는 근적외선차단제 1∼13 중량％를 균일하게 혼합하고,상기 용매의 농도가 35중량％ 될 때까지 폴리 메틸 메타아크릴레이트(Polymethylmethaacrylate)를 첨가한 후,상기 용매 100 중량％에 대하여 기능성 첨가제를 0∼9중량％ 첨가하여 혼합한 다음 상기 금속박 상에 코팅하여 경화하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치용 광학필터의 제조방법.
- 제 4 항에 있어서,상기 복합기능층의 투명수지제는 에폭시(Epoxy)계, 멜라민(Melamine)계, 페놀(Phenol)계, 아크릴(Acrylic)계, 우레탄(Urethane)계 및 폴리에스테르(Polyester)계 중에서 선택된 1종 이상을 혼합한 혼합물 또는 1종 이상을 변성한 화합물이고,상기 복합기능층의 색보정제는 스쿠아릴륨(Squarylium)계, 아조메틴(Azo-Methinie)계, 시아닌(Cyanine)계, 옥소(Oxo)계, 아조(Azo)계, 벤질리덴(Benzylidene)계 중에서 선택된 1종 이상을 혼합한 혼합물이며,상기 복합기능층의 근적외선차폐제는 티탄산 칼륨(Potassium Titanate), 프탈로시아닌(Phthalocyanine)계, 시아닌(Cyanine)계, 나프탈로시아닌(Naphthalocyanine)계, 퀴논(Quinone)계, 상기 티탄산 칼륨(Potassium Titanate)과 상기 프탈로시아닌(Phthalocyanine)계와 상기 시아닌(Cyanine)계와 상기 나프탈로시아닌(Naphthalocyanine)계 및 상기 퀴논(Quinone)계의 금속배위결합화합물, 니켈 디티올계(Nickel Dithiol) 및 암모늄염(Ammonium Salt) 중에서 선택된 1종 이상을 혼합한 혼합물인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치용 광학필터의 제조방법.
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