JP4023501B2 - プラズマディスプレイパネルの製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、大画面の放電ディスプレイ装置として知られているプラズマディスプレイパネルの製造方法に関するものである。
このプラズマディスプレイパネルでは、ガス放電により紫外線を発生させ、この紫外線で蛍光体を励起して発光させカラー表示を行っている。そして、基板上に隔壁によって区画された表示セルが設けられており、これに蛍光体層が形成されている構成を有する。
このプラズマディスプレイパネルには、大別して、駆動的にはAC型とDC型があり、放電形式では面放電型と対向放電型の2種類があるが、高精細化、大画面化および製造の簡便性から、現状では、プラズマディスプレイパネルの主流は、3電極構造の面放電型のもので、その構造は、一方の基板上に平行に隣接した表示電極対を有し、もう一方の基板上に表示電極と交差する方向に配列されたアドレス電極と、隔壁、蛍光体層を有するもので、比較的蛍光体層を厚くすることができ、蛍光体によるカラー表示に適している。
このようなプラズマディスプレイパネルを用いたプラズマディスプレイ装置は、液晶パネルに比べて高速の表示が可能であり、視野角が広いこと、大型化が容易であること、自発光型であるため表示品質が高いことなどの理由から、フラットパネルディスプレイの中で最近特に注目を集めており、多くの人が集まる場所での表示装置や家庭で大画面の映像を楽しむための表示装置として各種の用途に使用されている。
まず、プラズマディスプレイパネルの構造について図8を用いて説明する。図8に示すように、ガラス基板などの透明な前面側の基板1上には、スキャン電極とサステイン電極とで対をなすストライプ状の表示電極2が複数列形成され、そしてその電極群を覆うように誘電体層3が形成され、その誘電体層3上には保護膜4が形成されている。
また、前記前面側の基板1に対向配置される背面側の基板5上には、スキャン電極及びサステイン電極の表示電極2と交差するように、絶縁体層6で覆われた複数列のストライプ状のアドレス電極7が形成されている。このアドレス電極7間の絶縁体層6上には、アドレス電極7と平行に複数の隔壁8が配置され、この隔壁8間の側面および絶縁体層6の表面に蛍光体層9が設けられている。
これらの基板1と基板5とは、スキャン電極およびサステイン電極の表示電極2とアドレス電極7とがほぼ直交するように、微小な放電空間を挟んで対向配置されるとともに、周囲が封止され、そして前記放電空間には、例えばネオンとキセノンの混合ガスが放電ガスとして封入されている。また、放電空間は、隔壁8によって複数の区画に仕切ることにより、表示電極2とアドレス電極7との交点が位置する複数の放電セルが設けられ、その各放電セルには、赤色、緑色及び青色となるように蛍光体層9が一色ずつ順次配置されている。
図9にこのプラズマディスプレイパネルの電極配列を示しており、図9に示すようにスキャン電極およびサステイン電極とアドレス電極とは、M行×N列のマトリックス構成であり、行方向にはM行のスキャン電極SCN1〜SCNMおよびサステイン電極SUS1〜SUSMが配列され、列方向にはN列のアドレス電極D1〜DNが配列されている。
このような電極構成のプラズマディスプレイパネルにおいては、アドレス電極とスキャン電極の間に書き込みパルスを印加することにより、アドレス電極とスキャン電極の間でアドレス放電を行い、放電セルを選択した後、スキャン電極とサステイン電極との間に、交互に反転する周期的な維持パルスを印加することにより、スキャン電極とサステイン電極との間で維持放電を行い、所定の表示を行うものである。
図10に上記で説明した構造のパネルを組み込んだプラズマディスプレイ装置の全体構成の一例を示している。図において、パネル10を収容する筐体は、前面枠11と金属製のバックカバー12とから構成され、前面枠11の開口部には光学フィルターおよびパネル10の保護を兼ねたガラス等からなる前面カバー13が配置されている。また、この前面カバー13には電磁波の不要輻射を抑制するために、例えば銀蒸着が施されている。さらに、バックカバー12には、パネル10等で発生した熱を外部に放出するための複数の通気孔12aが設けられている。
前記パネル10は、アルミニウム等からなるシャーシ部材14の前面に熱伝導シート15を介して接着することにより保持され、そしてシャーシ部材14の後面側には、パネル10を表示駆動させるための複数の回路ブロック16が取り付けられている。前記熱伝導シート15は、パネル10、および回路ブロック16に搭載された表示駆動を行うための電気回路を安定に動作させるために、パネル10で発生した熱をシャーシ部材14に効率よく伝えて放熱を行うもので、必要に応じてシャーシ部材14の回路ブロック16が配置される側に空冷のためのファンを取り付け、シャーシ部材14に伝熱された熱を外部に放出することが行われる。
また、回路ブロック16はパネル10の表示駆動とその制御を行うための電気回路を備えており、パネル10の縁部に引き出された電極引出部に、シャーシ部材14の四辺の縁部を越えて延びる複数のフレキシブル配線板(図示せず)によって電気的に接続されている。さらに、シャーシ部材14の後面には、回路ブロック16を取り付けたり、バックカバー12を固定するためのボス部14aがダイカスト等による一体成型により突設されている。なお、このシャーシ部材14は、アルミニウム平板に固定ピンを固定して構成してもよい。
また、このようなAC型のプラズマディスプレイパネルは、大きく分けて前面パネルと背面パネルの2つの部分から構成され、次のようにして製造される。
まず、前面パネルは、前面側のガラス基板上に透明導電膜による電極を形成した後、銀(Ag)などの電極材料を印刷、焼成してバス電極を形成することにより表示電極を設け、その上に誘電体ガラス材料を塗布して焼成することにより誘電体層を形成し、その後酸化マグネシウム(MgO)の保護膜蒸着により形成することにより作成される。
一方、背面パネルは、背面側のガラス基板上にAgなどの電極材料を印刷、焼成してアドレス電極を形成するとともに、ガラス材料を塗布して焼成することにより絶縁体層を形成し、さらにそのアドレス電極を仕切るような形で隔壁を形成し、さらにその隔壁間に蛍光体材料の塗布、焼成により蛍光体層を形成することにより作成される。
このようにそれぞれ所定の工程を経た後は、背面パネルの周囲に封着ガラスフリットを塗布し、前面パネルと重ね合わせた後、封着ガラスフリットを加熱溶融させる封着工程を行うことにより、前面パネルと背面パネルの外周部を封着ガラスで封着する。その後、前面パネルと背面パネルとの間にできる放電空間について、加熱しながら内部を排気する排気工程を行い、その後内部の放電空間に放電ガスを所定の圧力で導入することによりプラズマディスプレイパネルが製造される。
ところで、このようなプラズマディスプレイパネルの製造工程においては、その製造されたパネルの放電特性が時間とともに大きく変化し安定した性能を実現することができない。
そこで、一般的には、プラズマディスプレイパネルを製造した後、特許文献1、特許文献2に示すように、所定の電圧を印加して、所定の時間放電をさせるというエージング工程を行い、放電特性を安定化させることが行われる。
特開平11−213891号公報 特開2002−75207号公報
ところが、このようなプラズマディスプレイパネルの製造工程において、パネルを製造した後、特性安定化のためのエージング工程を行っている途中で、前面パネル、背面パネルを構成しているガラス基板にひびが入り、割れてしまうという問題が発生していた。
ところで、一般に、電気機器に用いられる電子部品についても、特性安定化のためにエージングという工程が行われるが、そのエージング工程は特性安定化の目的と、電子部品を製造する過程において発生している欠陥部分を破壊し、欠陥部分を持つ製品を出荷しない狙いもあることから、上記プラズマディスプレイパネルにおけるエージング工程における割れもあまり大きく問題視されなかった。
しかし、大型の表示装置として脚光を浴び、需要が拡大する中で、パネルの生産性を向上させる要求が高まってきており、各メーカにおいて各種の取り組みがなされている。
本発明はこのような現状において、エージング工程におけるパネルの割れを防止することを目的とするものである。
上記目的を達成するために本発明のプラズマディスプレイパネルの製造方法は、プラズマディスプレイパネルに所定の電圧を印加して表示駆動を行うエージング工程において用いるエージングユニットは、プラズマディスプレイパネルを置く支持基板と、プラズマディスプレイパネルの表面側または裏面側の少なくとも一方に設けられた複数の送風機とを備え、個々のプラズマディスプレイパネルを前記エージングユニットに設置し、前記送風機によりプラズマディスプレイパネルを冷却しながらエージングを行うことを特徴とする。
本発明者らは、パネルの生産性を向上させる要求が高まり、パネルの製造工程の見直しを行う中で、エージング工程について検討を行った結果、本発明を見出したものである。すなわち、通常エージング工程では、パネルの実使用時に印加する電圧よりも高い電圧を印加して放電をさせ、所定時間、例えば4時間程度パネルを実際に点灯させて表示駆動することを行っており、このためパネルには実際の使用時よりも高い温度の熱が生じ、その熱によって生じる応力のためにパネルが割れてしまうということを見出した。
また、パネルの割れはパネルを構成するガラス基板が持つ欠陥部にエージング時の熱によるストレスが加わることによるものと考えられるが、プラズマディスプレイパネルは大面積のガラス基板により構成されることから、エージング時にパネルの面内における場所によって温度差が生じやすく、パネルの割れが発生する場所は、その温度差が発生する場所であることを見出した。
このような本発明者らの知見に基づき、本発明は、エージング工程において用いるエージングユニットは、プラズマディスプレイパネルを置く支持基板と、プラズマディスプレイパネルの表面側または裏面側の少なくとも一方に設けられた複数の送風機とを備え、個々のプラズマディスプレイパネルを前記エージングユニットに設置し、前記プラズマディスプレイパネルの温度が約80℃以下であり、実使用時におけるプラズマディスプレイパネルの温度程度になるように、前記送風機により前記プラズマディスプレイパネルを冷却しながらエージングを行うものであり、エージング工程におけるパネルの割れを防止し、パネルの生産性を向上させることができるものである。
本発明にかかるプラズマディスプレイパネルの製造方法によれば、エージング工程中のパネル温度上昇を抑制し、エージング工程中のパネル割れを防止することができるという効果が得られる。
以下、本発明の一実施の形態によるプラズマディスプレイパネルの製造方法について、図1〜図7の図面を用いて説明する。なお、本発明において、パネルの構成および製造工程については、上述した内容と同様で、パネルを製造した後のエージング工程が異なるのみであるため、以降ではその説明を省略する。
(実施の形態1)
図1(a)、(b)に本発明の実施の形態1によるプラズマディスプレイパネルの製造方法におけるエージング工程を実施している状態を示しており、図1(a)は断面図、図1(b)は平面図である。
すなわち、本発明においては、まず、一対の基板を基板間に放電空間が形成されるように対向配置し、前記放電空間で放電が発生するように基板に電極群を配置するとともに放電により発光する蛍光体層を設けたプラズマディスプレイパネルを製造する。
その後、個々のプラズマディスプレイパネルを1枚ずつエージングユニットに設置し、プラズマディスプレイパネルに所定の電圧を印加して表示駆動を行うエージング工程を実施する。このエージング工程では、図1(a)のように、パネル21をエージングユニットの支持基板22上に置き、そしてパネル21の端子23に導線24によって一方を高周波電源25に接続するとともに、他方を接地し、パネル21の実使用時に印加する電圧よりも高いエージング電圧を印加して放電させ、所定時間パネルを実際に点灯させてエージングを行う。このとき、パネル21は、ほぼ水平となるように、エージングユニットに設置する。
前記エージングユニットは、支持基板22の裏面に、この支持基板22に密着させて放熱フィン26aを有するアルミニウムからなる放熱板26を設け、またパネル21と支持基板22の間に密着性に優れた熱伝導部材27を介在させて設けることにより、エージングユニットに冷却手段を設置した構成であり、パネル21にエージング電圧を印加してエージングを行うときに、パネル21に発生する熱は、熱伝導部材27、支持基板22を介して、放熱板26に伝熱され、そして放熱板26から空間に放出され、パネル21は冷却される。
なお、エージング工程は、プラズマディスプレイパネルとして出荷する際に特性の安定化を図るのが主目的であるが、ガラス基板が持つ欠陥部により実使用時にパネルに割れが発生しないように、実使用時に割れに至る欠陥部を持つ状態でパネルが出荷されるのを防ぐこともできることから、エージング時におけるパネルの温度が、実使用時におけるパネルの温度程度になるようにパネルを冷却すればよい
本発明者らの実験によれば、パネル21に割れが起こり得る温度は80℃〜100℃であり、プラズマディスプレイパネルが設置される個々のエージングユニットに冷却手段を設ける構成とすることによりパネル21の温度を約70℃以下とすることができる。また、パネル21全面の熱を放熱板26に伝熱して放熱することにより、パネル21を冷却する構成であるため、パネル21の面内における温度差も少なくすることができ、パネル21に実使用時以上の熱による大きなストレスが加わることがないため、エージング時にパネル21が割れるということを防ぐことができる。
なお、本実施の形態では熱を放出する目的で放熱板26を用いたが、放熱板26の代わりに、単に厚みの厚い金属板、例えば厚みの厚いアルミニウム板を用いるだけでも冷却効果を発揮することができ、パネル21の割れ防止について同様な効果が得られた。
(実施の形態2)
図2(a)、(b)に本発明の実施の形態2によるプラズマディスプレイパネルの製造方法におけるエージング工程を実施している状態を示しており、図2(a)は断面図、図2(b)は平面図である。
すなわち、本実施の形態2においては、上記実施の形態1と同様に、プラズマディスプレイパネルを1枚ずつエージングユニットに設置し、プラズマディスプレイパネルに所定の電圧を印加して表示駆動を行うエージングを実施する。そして、エージング工程においては、図2(a)のようにパネル21をエージングユニットの支持基板22上にほぼ水平となるように置き、そしてパネル21の端子23に導線24によって一方を高周波電源25に接続するとともに、他方を接地し、パネル21の実使用時に印加する電圧よりも高いエージング電圧を印加して放電させ、所定時間パネルを実際に点灯させてエージングを行う。
前記エージングユニットは、冷却手段として送風装置を備えており、その送風装置を用いてパネル21を空冷しながらエージングを行う。この送風装置としては、例えば10cm程度の適当な間隔をあけて複数個の送風機28をパネル21の上方に設ける。送風機28の数は任意でよいが、図2(b)のようにパネル21に対して隈なく送風できるように小型のものを多く設ける方が好ましい。送風機28は、それを支持するために設けた送風機フレーム29に取り付けられ、送風機フレーム29は支持基板22を囲むように設けた支持フレーム30に配置されている。すなわち、図2(a)、(b)に示す構成において、送風機28がパネル21方向への送風を行うことにより、上記実施の形態1と同様にパネル21が冷却されるので、エージング時のパネル21の割れを防止することができる。
なお、本実施の形態2では送風機28をパネル21の表面側に設けたが、図3(a)、(b)に示すように、パネル21の表面側および裏面側の両面、あるいは裏面側のみに設けても同様な効果が得られることは言うまでもない。また、パネル21方向に送風したが、逆方向に送風してもよい。さらに、図4に示すように、エージングユニットに放熱板26と熱伝導部材27による冷却手段を設ける実施の形態1と併用すれば、冷却をより効果的に行うことができる。
(実施の形態3)
図5(a)、(b)に本発明の実施の形態3によるプラズマディスプレイパネルの製造方法におけるエージング工程を実施している状態を示しており、図5(a)は断面図、図5(b)は平面図である。
すなわち、本実施の形態3においても、上記実施の形態1と同様に、プラズマディスプレイパネルを1枚ずつエージングユニットに設置し、プラズマディスプレイパネルに所定の電圧を印加して表示駆動を行うエージングを実施する。このエージング工程においては、図5(a)のようにパネル21をエージングユニットの支持基板22上に設けた熱交換器31の上にほぼ水平となるように置き、そしてパネル21の端子23に導線24によって一方を高周波電源25に接続するとともに、他方を接地し、パネル21の実使用時に印加する電圧よりも高いエージング電圧を印加して放電させ、所定時間パネルを実際に点灯させてエージングを行う。
エージングユニットの熱交換器31は、パイプ32によって冷却装置33と接続されており、パイプ32には、例えば純水のような液体の溶媒が循環している。また、パネル21に熱交換器31を接触させるようにしておけばよいが、図5に示すようにパネル21と熱交換器31の間に熱伝導部材34を設けることで、冷却の効率を上げることができる。また、熱交換器31の内部は、パイプが蛇行した構造をもっており熱を効果的に奪えるように構成されている。
このように図5に示す構成により、エージング時に熱交換器31による冷却手段によってパネル21を冷却することができ、上記実施の形態と同様に、パネル21の割れを防止することができる。
なお、本実施の形態3では熱交換器31を用いる例のみを示したが、実施の形態1ならびに実施の形態2の少なくとも一方と併用してもよいことは言うまでもない。
(実施の形態4)
図6(a)、(b)に本発明の実施の形態4によるプラズマディスプレイパネルの製造方法におけるエージング工程を実施している状態を示しており、図6(a)は断面図、図6(b)は平面図である。
すなわち、本実施の形態4においても、上記実施の形態1と同様に、プラズマディスプレイパネルを1枚ずつエージングユニットに設置し、プラズマディスプレイパネルに所定の電圧を印加して表示駆動を行うエージングを実施する。このエージング工程においては、図6(a)のようにパネル21をエージングユニットの支持基板22上にほぼ水平となるように置き、そしてパネル21の端子23に導線24によって一方を高周波電源25に接続するとともに、他方を接地し、パネル21の実使用時に印加する電圧よりも高いエージング電圧を印加して放電させ、所定時間パネルを実際に点灯させてエージングを行う。
エージングユニットは、図6(a)のように、パネル21を載置した支持基板22を囲むように容器35を設け、その容器35内部には絶縁性液体36を入れ、支持基板22の一部または全部を浸す構造とすることにより冷却手段を備えた構成である。また、容器35には、絶縁性液体36を循環させるためのパイプ37を設け、そのパイプ37を介して冷却装置38に接続した構成とする。なお、絶縁性液体36としては、エチレングリコール、純水を用いることができる。純水を用いる場合は、パイプ37にイオン交換樹脂39を挿入し、抵抗値を監視維持することにより実現することができる。
このように図6に示す構成により、上記実施の形態と同様に、エージング時に絶縁性液体36によってパネル21を冷却することにより、パネル21の割れを防止することができる。なお、本実施の形態4では、熱伝導部材を用いない場合を示したが、パネル21と支持基板22の間に熱伝導部材を介在させることにより、冷却をより効果的に行うことができる。
以上の実施の形態により説明したように本発明によれば、エージング時に、個々のプラズマディスプレイパネルを冷却手段を備えたエージングユニットに設置し、パネル21に割れが起こり得る温度である80℃〜100℃の温度以下、すなわち約80℃以下に冷却することにより、パネル21の面内における温度差も少なくすることができ、パネル21に実使用時以上の熱による大きなストレスが加わることがないため、エージング時に良品となるべきパネル21が割れるということを防ぐことができる。また、本発明において、エージング工程では、パネルの実使用時に印加する電圧よりも高い電圧を印加して放電をさせるが、その時間として、特性の安定化の目的では0.5時間以上あればよいが、確実なエージングのためには、エージング時間として0.5時間以上2.0時間以下が望ましい。
なお、上記実施の形態による説明では、1枚のパネルを冷却する場合の例のみを示したが、実際のエージング工程においては、複数枚のパネルを一度にエージングすることが行われる。この場合は、上記実施の形態で説明した構成を多段に積み重ねた状態で行えばよく、また、この多段に積み重ねた構成を横に複数個並べた状態で行ってもよい。図7は、実施の形態2に示す送風機を用いたエージングユニットを、複数段(図7のものは4段)積み重ねた場合の例を示しており、図7に示すような状態で複数枚のパネルのエージングを行う。図7に示すように、適当な間隔をあけて配置した複数個の送風機28が取り付けられた送風機フレーム29は、多段に積み重ねて設けられた複数の支持フレーム30にそれぞれ配置されており、各段のエージングユニットの送風機28の下方に、支持基板22上にほぼ水平に保持されたパネル21を載置し、送風機28を用いてパネル21を冷却しながらエージングを行う。すなわち、パネル21を冷却するための冷却手段である送風機28は、複数のパネル21のそれぞれに対応して個別に設けられており、各段の送風機28に対応してそれぞれ1枚のパネル21をセットした状態でエージングを行う。これにより、複数のパネル21のそれぞれを、各パネル21に対応して設けられた送風機28によって確実に冷却することができるので、複数のパネル21のそれぞれについてパネル割れを防止できるとともに、効率よくパネル21のエージングを行うことができる。なお、パネル21を保持する支持基板22は、横方向にスライド可能な構造とし、パネル21の出し入れを容易にする構造としてもよい。
また、本発明においては、パネルをほぼ水平に保持した状態でエージングを行うため、次のような効果を得ることができる。すなわち、パネルをほぼ垂直に保持した状態でエージングを行った場合、パネルの温度上昇に伴って発生する空気の対流によって、パネルが割れるほどではないが、パネル面内の場所によって温度差が生じやすくなり、このような状態でエージングを行うと、放電開始電圧は温度特性を持っているため、パネル面内の放電セルの電気特性が不均一になる。例えば、パネルをほぼ垂直に保持した状態で、実施の形態1で説明したような放熱板26を用いてパネルを冷却しながらエージングを行うと、パネル21の上方部分が下方部分に比べて温度が高くなりやすい。これに対し、パネル21をほぼ水平に保持した状態でエージングを行うと、空気対流の影響を受けずにエージングを行うことが可能となるので、パネルをほぼ垂直に保持した状態でエージングする場合に比べて、パネルの面内の温度差が小さくなり、エージングの均一性が向上し、パネル面内の放電セルの電気特性をより均一にすることができる。
以上の説明から明らかなように本発明にかかるプラズマディスプレイパネルの製造方法によれば、エージング工程中のパネル温度上昇を抑制し、エージング工程中のパネル割れを防止することができる。
(a)、(b)は本発明の一実施の形態によるプラズマディスプレイパネルの製造方法におけるエージング工程時の状態を示す概略断面図および平面図 (a)、(b)は本発明の他の実施の形態によるプラズマディスプレイパネルの製造方法におけるエージング工程時の状態を示す概略断面図および平面図 (a)、(b)は本発明の他の実施の形態によるプラズマディスプレイパネルの製造方法におけるエージング工程時の状態を示す概略断面図 本発明の他の実施の形態によるプラズマディスプレイパネルの製造方法におけるエージング工程時の状態を示す概略断面図 (a)、(b)は本発明の他の実施の形態によるプラズマディスプレイパネルの製造方法におけるエージング工程時の状態を示す概略断面図および平面図 (a)、(b)は本発明の他の実施の形態によるプラズマディスプレイパネルの製造方法におけるエージング工程時の状態を示す概略断面図および平面図 プラズマディスプレイパネルを多段に積み重ねた状態でエージングを行うときの状態を示す概略断面図 プラズマディスプレイパネルの構成を示す斜視図 プラズマディスプレイパネルの電極配列を示す配線図 プラズマディスプレイパネルを用いたプラズマディスプレイ装置の構成を示す分解斜視図
符号の説明
21 パネル
22 支持基板
25 高周波電源
26 放熱板
28 送風機
31 熱交換器
36 絶縁性液体

Claims (4)

  1. プラズマディスプレイパネルに所定の電圧を印加して表示駆動を行うエージング工程において用いるエージングユニットは、プラズマディスプレイパネルを置く支持基板と、プラズマディスプレイパネルの表面側または裏面側の少なくとも一方に設けられた複数の送風機とを備え、個々のプラズマディスプレイパネルを前記エージングユニットに設置し、前記プラズマディスプレイパネルの温度が約80℃以下であり、実使用時におけるプラズマディスプレイパネルの温度程度になるように、前記送風機により前記プラズマディスプレイパネルを冷却しながらエージングを行うことを特徴とするプラズマディスプレイパネルの製造方法。
  2. エージングユニットはプラズマディスプレイパネルの表面側に複数の送風機を備え、その送風機は送風機フレームに取り付けられ、その送風機フレームは支持基板を囲むように設けた支持フレームに配置されたことを特徴とする請求項1に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
  3. エージングユニットはプラズマディスプレイパネルの表面側に複数の送風機を備え、その送風機は、プラズマディスプレイパネルに対して隈なく送風できるように配置されたことを特徴とする請求項1に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
  4. エージングユニットは、プラズマディスプレイパネルの表面側および裏面側に複数の送風機を備えたことを特徴とする請求項1に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
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