(57)【要約】【課題】温度変化が激しい環境下に置かれても撓み等の変化が生じにくい複合光学シートユニットを提供する。【解決手段】ディスプレイ用光学シート１０は、プリズムシート１７と、プリズムシート１７の裏面側に配置された第１の拡散シート１２と、プリズムシート１７の表面側に配置された第２の拡散シート１８と、を備える。第１の拡散シート１２の熱膨張の程度と第２の拡散シート１８の熱膨張の程度とは略同一である。プリズムシート１７が第１の拡散シート１２と第２の拡散シート１８との間に挟まれた状態で、第１の拡散シート１２と第２の拡散シート１８とが接着剤１３によって固定される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の光学シートと、
前記第１の光学シートの表面側に配置された第２の光学シートと、
前記第１の光学シートの裏面側に配置された第３の光学シートと、を備え、
前記第２の光学シートの熱変形の程度と前記第３の光学シートの熱変形の程度とは略同一であり、
前記第２の光学シートと前記第３の光学シートとが固定されていることを特徴とする複合光学シートユニット。
【請求項２】
前記第２の光学シートと前記第３の光学シートとは、前記第１の光学シートを包む袋状に固定されることを特徴とする請求項１に記載の複合光学シートユニット。
【請求項３】
前記第２の光学シートと第３の光学シートとは、同じ種類の光学シートであることを特徴とする請求項１または２に記載の複合光学シートユニット。
【請求項４】
前記第１の光学シートはレンズシートであり、
前記第２の光学シートおよび前記第３の光学シートは拡散シートであることを特徴とする請求項３に記載の複合光学シートユニット。
【請求項５】
第１の光学シートの表面側に第２の光学シートを配置する工程と、
前記第１の光学シートの裏面側に第３の光学シートを配置する工程と、
前記第１の光学シートを包む袋状に前記第２の光学シートと前記第３の光学シートとを固定する工程と、を備えることを特徴とする複合光学シートユニットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合光学シートユニットおよび複合光学シートユニットの製造方法に係り、例えばプリズムシートおよび光拡散シートを含む複合光学シートユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶表示素子や有機ＥＬ等の電子ディスプレイの用途に、導光板等の光源からの光を拡散させるフィルムや、正面方向に光を集光するレンズフィルム等が用いられている。
【０００３】
この場合、各種の光学フィルム（シート）を積層して使用する例が多い。たとえば、特許文献１においては、反射型偏光フィルムと位相差フィルムと半透過半反射層とが任意の順番で積層され、更に、これら３層の外側に吸収型偏光フィルムが積層されてなる半透過半反射性偏光フィルムが提供されている。そして、光源装置と液晶セルとの間に５層ものフィルムが介在しており、この構成により、画面輝度が高められ、又は消費電力が抑えられるとされている。
【０００４】
また、特許文献２〜４においては、１枚の光拡散フィルムとレンズフィルムの機能を一体化したフィルムが開示されている。
【０００５】
このように複数の光学フィルムを積層して使用する場合、積層状態の隣接する光学フィルム同士は、接着剤やテープなどの接着手段により接着されることによって、或いはレーザ等により相互に融着されることによって、一体的に形成される。
【特許文献１】特開２００４−１８４５７５号公報
【特許文献２】特開平７−２３０００１号公報
【特許文献３】特許第３１２３００６号公報
【特許文献４】特開平５−３４１１３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
積層状態の隣接する光学フィルム同士を接着剤等によって固定する場合、各フィルムは隣接するフィルムの形状変化の影響を受けることになる。例えば、相互に固定された２枚の光学フィルムであって熱膨張率がお互いに異なる光学フィルムを高温環境下に置いた場合、両者は熱膨張の程度が異なるとともに相互に固定されているので、結果としてこれらの光学フィルムは撓んでしまう。このような撓みは、光学フィルムの光学特性を変えてしまうことがあるので、一定の光学特性を示す光学フィルムを提供する観点からは、そのような撓みは低減されることが望ましい。
【０００７】
高温環境下における撓みを防ぐ方法として、相互に固定する部材の熱膨張の程度を略同一にする方法が考えられる。熱膨張の程度を略同一にするためには、同じ材質で同様の形状を持つ部材同士を相互に固定することが好ましい。しかしながら、光学フィルムに用いられる材質や形状は要求される光学特性に応じて決定されるので、異なる光学特性を示す部材を隣接させて固定する場合に両者の材質や形状を揃えることは難しい。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、温度変化が激しい環境下に置かれても撓み等の変化が生じにくい複合光学シートユニットおよびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の複合光学シートユニットは、第１の光学シートと、第１の光学シートの表面側に配置された第２の光学シートと、第１の光学シートの裏面側に配置された第３の光学シートと、を備える。第２の光学シートの熱変形の程度と第３の光学シートの熱変形の程度とは略同一であり、第２の光学シートと第３の光学シートとが固定されている。
【００１０】
この態様によれば、熱膨張などの熱変形の程度が略同一の第２の光学シートおよび第３光学シートが固定される。したがって、この複合光学シートユニットが高温環境下に置かれた場合であっても、第２の光学シートおよび第３光学シートは同程度の熱変形を示し、複合光学シートユニットは撓みにくい。
【００１１】
ここでいう「光学シート」とは、光学的な機能を有する各種シートの総称であり、拡散シート、偏光板（拡散シート）、レンズシート（例えば、レンチキュラーレンズ、フライアイレンズ（蠅の目レンズ）、プリズムシート、等）が代表的である。
【００１２】
「熱変形の程度が略同一の第２の光学シートおよび第３光学シート」は、例えば、熱膨張率が同じ材質によって第２の光学シートおよび第３光学シートを形成したり、同一種類の光学特性を持つ同一の材質によってほぼ同じ構造を持つ第２の光学シートおよび第３光学シートを形成したりすることによって実現される。
【００１３】
なお、第２の光学シートは、第１の光学シートの表面側に配置されていればよく、必ずしも第１の光学シートの直近に配置されている必要はない。同様に、第３の光学シートは、第１の光学シートの裏面側に配置されていればよく、必ずしも第１の光学シートの直近に配置されている必要はない。したがって、第２の光学シートと第３の光学シートとの間に第１の光学シート以外のシート等が配置されていてもよい。
【００１４】
第２の光学シートと第３の光学シートとは、第１の光学シートを包む袋状に固定されてもよい。この場合、第１の光学シートは、袋状に固定された第２の光学シートおよび第３の光学シートにより包まれて保持される。
【００１５】
なお、ここでいう「袋状」とは、第１の光学シートが第２の光学シートおよび第３光学シートによって包み込まれている状態全般を含み、第１の光学シートに対する「第２の光学シートと第３の光学シートとの固定箇所」を限定するものではない。
【００１６】
第２の光学シートと第３の光学シートとは、同じ種類の光学シートであってもよい。この場合、第２の光学シートおよび第３の光学シートの熱変形の程度を略同一にしやすい。
【００１７】
第１の光学シートはレンズシートであり、第２の光学シートおよび第３の光学シートは拡散シートであってもよい。このようなレンズシートおよび拡散シートを含む複合光学シートユニットの場合に、本発明は特に有効である。
【００１８】
本発明の別の態様は、複合光学シートユニットの製造方法である。この方法は、第１の光学シートの表面側に第２の光学シートを配置する工程と、第１の光学シートの裏面側に第３の光学シートを配置する工程と、第１の光学シートを包む袋状に第２の光学シートと第３の光学シートとを固定する工程と、を備える。
【００１９】
この態様によれば、高温環境下に置かれた場合であっても撓みにくい複合光学シートユニットが得られる。
【００２０】
なお、上述の第１の光学シートの熱膨張係数、第２の光学シートの熱膨張係数、および第３の光学シートの熱膨張係数は、ほぼ一致することが好ましい。このような構成であれば、フィルム間の熱膨張・熱収縮による問題を更に低減させることができる。具体的には、各光学シート間の熱膨張係数の差△αは、２％以下が好ましく、１％以下がより好ましく０．０５％以下が最も好ましい。
【発明の効果】
【００２１】
以上説明したように本発明によれば、第２の光学シートおよび第３の光学シートによって第１の光学シートが挟まれた状態で、熱変形の程度が略同一の第２の光学シートおよび第３光学シートが固定される。したがって、温度変化が激しい環境下に置かれた場合であっても、本発明に係る複合光学シートユニットは撓みにくい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。先ず、本実施形態に係るディスプレイ用光学シート（複合光学シートユニット）の構成例について説明し、次いで、そのディスプレイ用光学シートの製造方法について説明する。
【００２３】
図１は、第１の例に係るディスプレイ用光学シート１０の断面構成を示す図である。
【００２４】
ディスプレイ用光学シート１０は、下から順に、第１の拡散シート１２、プリズムシート１７、及び第２の拡散シート１８が積層されてなる光学シートのモジュールである。このような構成では、プリズムシート１７が本発明の第１の光学シートに対応し、プリズムシート１７の表面側に配置された第２の拡散シート１８が本発明の第２の光学シートに対応し、プリズムシート１７の裏面側に配置された第１の拡散シート１２が本発明の第３の光学シートに対応する。
【００２５】
第１の拡散シート１２及び第２の拡散シート１８は、光拡散機能を有する同じ種類の光学シートであり、同じ材質で同様の形状を有する。すなわち、第１の拡散シート１２及び第２の拡散シート１８は、透明なフィルム（支持体）の表面（片面）にビーズをバインダーで固定したシートであり、所定の光拡散性能を有するものである。なお、第１の拡散シート１２のビーズの径（平均粒径）と第２の拡散シート１８のビーズの径（平均粒径）とは異なっていてもよく、その場合には第１の拡散シート１２および第２の拡散シート１８の光拡散性能が異なるものとなる。
【００２６】
第１の拡散シート１２及び第２の拡散シート１８に使用される透明なフィルム（支持体）には、樹脂フィルムを使用できる。樹脂フィルムの材質としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ酢酸ビニル、ポリエステル、ポリオレフィン、アクリル、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリアミド、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、二軸延伸を行ったポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリアミドイミド、ポリイミド、芳香族ポリアミド、セルロースアシレート、セルローストリアセテート、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースダイアセテート等の公知のものが使用できる。これらのうち、特に、ポリエステル、セルロースアシレート、アクリル、ポリカーボネート、ポリオレフィンが好ましく使用できる。
【００２７】
第１の拡散シート１２及び第２の拡散シート１８のビーズの径は、１００μｍ以下であることが必要であり、２５μｍ以下であることが好ましい。例えば、７〜３８μｍの範囲にビーズの径を分布させて、ビーズの平均粒径を１７μｍとできる。
【００２８】
プリズムシート１７は、１軸方向に形成された凸状レンズが隣接して略全面に配列されたレンズシートであり、たとえば、ピッチを５０μｍと、凹凸高さを２５μｍと、凸部の頂角を９０度（直角）とできる。
【００２９】
プリズムシート１７の材質及び製法は、公知の各種態様が採り得る。たとえば、ダイより押し出したシート状の樹脂材料を、この樹脂材料の押し出し速度と略同速度で回転する転写ローラ（プリズムシートの反転型が表面に形成されている）と、この転写ローラに対向配置され同速度で回転するニップローラ板とで挟圧し、転写ローラ表面の凹凸形状を樹脂材料に転写する樹脂シートの製造方法が採用できる。
【００３０】
また、ホットプレスにより、プリズムシートの反転型が表面に形成されている転写型板（スタンパー）と樹脂板とを積層し、熱転写によりプレス成形する樹脂シートの製造方法が採用できる。
【００３１】
このような製造方法に使用される樹脂材料としては、熱可塑性樹脂を用いることができ、たとえば、ポリメチルメタクリレート樹脂（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、ＭＳ樹脂、ＡＳ樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）、熱可塑性エラストマー、又はこれらの共重合体、シクロオレフィンポリマー等が挙げられる。
【００３２】
また、他の製造方法として、第１の拡散シート１２及び第２の拡散シート１８に使用されるのと同様の透明なフィルム（ポリエステル、セルロースアシレート、アクリル、ポリカーボネート、ポリオレフィン等）の表面に、凹凸ローラ（プリズムシートの反転型が表面に形成されている）表面の凹凸を転写形成する樹脂シートの製造方法が採用できる。
【００３３】
より具体的には、表面に接着剤と樹脂とが順次塗布されることにより接着剤層と樹脂層（たとえばＵＶ硬化性樹脂）とが２層以上に形成されている透明なフィルムを連続走行させ、この透明なフィルムを回転する凹凸ローラに巻き掛け、樹脂層に凹凸ローラ表面の凹凸を転写し、透明なフィルムが凹凸ローラに巻き掛けられている状態で樹脂層を硬化させる（たとえばＵＶ照射する）凹凸状シートの製造方法が採用できる。なお、接着剤はなくてもよい。
【００３４】
なお、プリズムシート１７の製法は、上記の例に限定される訳ではなく、表面に所望の凹凸形状が形成できる方法であれば、他の製法も採用できる。
【００３５】
第１の拡散シート１２および第２の拡散シート１８は、接着剤１３によって接着され、プリズムシート１７を包む袋状に固定されている。
【００３６】
図２は、ディスプレイ用光学シート１０の外観構成を示す斜視図である。なお、図２では、光学シートの輪郭のうち、上方に配置された光学シートによって隠れてしまう光学シートの輪郭は、点線で表されている。また、図２では、各光学シートの配置と接着部１５との関係を示すために、各光学シートが実際よりもづらされた状態で描かれている。実際には、各光学シートの中心位置が同軸上に配置されるように、各光学シートは配置される。
【００３７】
図２に示すように本実施形態では、接着剤１３による接着部１５が第１の拡散シート１２と第２の拡散シート１８とに設けられ、その位置は、第１の拡散シート１２および第２の拡散シート１８の側辺とプリズムシート１７の側辺との間に位置する。この接着部１５は、各光学シートの側辺方向に沿って連続的に延設されており、このような接着部１５によって第１の拡散シート１２と第２の拡散シート１８との間に配置されるプリズムシート１７の全部が密封される。
【００３８】
第１の拡散シート１２と第２の拡散シート１８とを接着する接着剤１３は、熱又は触媒の助けにより接着される接着剤であることが好ましい。具体的には、シリコン系接着剤、ポリウレタン系接着剤、ポリエステル系接着剤、エポキシ系接着剤、シアノアクリレート系接着剤、アクリル系接着剤など一般的な接着剤を用いることができる。
【００３９】
ディスプレイ用光学シート１０は、高温で使用される可能性があるため、常温〜１２０°Ｃでも安定している接着剤１３が好ましい。これらの中で、エポキシ系接着剤は強度、耐熱性に優れているため、好適に利用できる。シアノアクリレート系接着剤は、即効性と強度に優れているため、効率的なディスプレイ用光学シートの作製に利用できる。ポリエステル系接着剤は、強度、加工性に優れているため、特に好適である。
【００４０】
接着剤１３は、接着方法によって熱硬化型、ホットメルト型、２液混合型に大別されるが、好ましくは連続生産が可能な熱硬化型又はホットメルト型が使用される。
【００４１】
このような構成のディスプレイ用光学シート１０は、たとえば光源装置と液晶セルとの間に配され、全体で液晶表示素子を形成するように使用される。
【００４２】
以上説明したように本例のディスプレイ用光学シート１０では、同一の材料から形成される第１の拡散シート１２および第２の拡散シート１８が接着剤１３によって接着されており、プリズムシート１７は第１の拡散シート１２および第２の拡散シート１８により挟まれて保持されている。このような構成の第１の拡散シート１２および第２の拡散シート１８は、熱膨張の程度がほぼ同じであり、またプリズムシート１７は、第１の拡散シート１２あるいは第２の拡散シート１８に固定されていない。したがって、本例のディスプレイ用光学シート１０が高温環境下に置かれたとしても、第１の拡散シート１２および第２の拡散シート１８が同程度熱変形する。また、プリズムシート１７は、第１の拡散シート１２と第２の拡散シート１８との間で比較的自由に熱変形する。このように、本例のディスプレイ用光学シート１０を構成する各光学シートは無理なく熱変化し、高温環境下におけるディスプレイ用光学シート１０の撓みを効果的に防ぐことができる。
【００４３】
次に、第２の例に係るディスプレイ用光学シート１０について説明する。図３は、第２の例に係るディスプレイ用光学シート１０の断面構成を示す図である。なお、第１の例（図１および図２参照）と同一、類似の部材については、同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００４４】
本例のディスプレイ用光学シート１０は、図３に示すように、下から順に、第１の拡散シート１２、第１のプリズムシート１４、第２のプリズムシート１６、及び第２の拡散シート１８が積層されてなる光学シートのモジュールである。なお、第１のプリズムシート１４および第２のプリズムシート１６のプリズムを形成する凸部の配置関係は特に限定されず、要求される光学特性に応じた配置に調整可能である。
【００４５】
第１のプリズムシート１４と第２のプリズムシート１６とは、凸状レンズ（プリズム）の軸が略直交する向きに配されている。すなわち、図３において、第１のプリズムシート１４の凸状レンズの軸は紙面に垂直方向に配されており、第２のプリズムシート１６の凸状レンズの軸は紙面に平行方向に配されている。なお、図３では、第２のプリズムシート１６の断面が凸状のレンズである旨が理解できるように、実際とは異なった向きに示されている。
【００４６】
このディスプレイ用光学シート１０においても、熱膨張の程度が略同一である第１の拡散シート１２と第２の拡散シート１８とが接着剤１３により接着部１５において接着される。また、第１のプリズムシート１４および第２のプリズムシート１６は、第１の拡散シート１２および第２の拡散シート１８には固定されず、第１の拡散シート１２、第２の拡散シート１８、および接着部１５によって仕切られる袋状の空間に配置される。したがって、本例のディスプレイ用光学シート１０おいても、図１および図２に示す第１の例と同様に、高温環境下における撓み等が効果的に防がれる。
【００４７】
次に、ディスプレイ用光学シート１０の製造方法について説明する。上述の第１の例および第２の例に係るディスプレイ用光学シート１０の製造方法は、公知の任意の手法を利用することが可能である。以下、図４を参照して、その一例について説明する。
【００４８】
図４は、３層構造の第１の例に係るディスプレイ用光学シート１０を製造する方法の一例を示すフローチャートである。図４に示す例では、まず、所定のサイズに裁断された第１の拡散シート１２、プリズムシート１７、および第２の拡散シート１８が準備される（図４のＳ１１）。この時、プリズムシート１７は、第１の拡散シート１２および第２の拡散シート１８によって包まれるように、第１の拡散シート１２および第２の拡散シート１８よりも僅かに小さなサイズに裁断されることが好ましい。そして、第１の拡散シート１２および第２の拡散シート１８のうち少なくともどちらか一方に対し、ディスペンサ等の装置によって接着剤１３が塗られて接着部１５が形成される（Ｓ１２）。
【００４９】
そして、プリズムシート１７の裏面側に第１の拡散シート１２を配置し、プリズムシート１７の表面側に第２の拡散シート１８を配置し、各シートの配置位置を合わせながら、第１の拡散シート１２、プリズムシート１７、および第２の拡散シート１８を重ね合わせる（Ｓ１３）。この時、接着部１５の内側にプリズムシート１７が配置されるように配置位置を調整し、接着部１５の接着剤１３によって第１の拡散シート１２と第２の拡散シート１８とが接着されるようにする（Ｓ１４）。これにより、第１の拡散シート１２、第２の拡散シート１８、および接着部１５によってプリズムシート１７が包み込まれるようにして、図１および図２に示されている第１の例に係るディスプレイ用光学シート１０が製造される。
【００５０】
なお、図３に示されている４層構造の第２の例に係るディスプレイ用光学シート１０も、図４に示されている第１の例に係るディスプレイ用光学シート１０の製造方法と同様の手法により製造可能である。
【００５１】
以上説明したように本実施形態によれば、プリズムシート１４、１６、１７が第１の拡散シート１２および第２の拡散シート１８によって挟まれた状態で、熱膨張の程度が略同一の第１の拡散シート１２および第２の拡散シート１８が接着される。したがって、ディスプレイ用光学シート１０を構成する各光学シートは、温度変化に基づく形状変化に関して比較的高い自由度を有する。そのため、本実施形態に係るディスプレイ用光学シート１０は、高温環境などの温度変化が激しい環境下に置かれたとしても、撓み等の変形が生じにくく、耐久性に優れている。
【００５２】
本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形が加えられることも可能であり、そのような変形が加えられた実施形態も本発明の範囲に含まれうる。
【００５３】
例えば、第１の拡散シート１２および第２の拡散シート１８に対する接着剤１３の塗布態様（接着部１５の態様）は、接着部１５を連続的に形成する態様（図２参照）に限定されるものではなく、必要に応じて適宜変更可能である。例えば、図５に示すように、間欠的に接着部１５を形成し、点線状に接着剤１３を塗布することも可能である。また、図６に示すように、第１の拡散シート１２および第２の拡散シート１８の数カ所のみ（図６では八カ所）に接着部１５を形成し、その数カ所のみに対して接着剤１３を塗布することも可能である。
【００５４】
また、第１の拡散シート１２および第２の拡散シート１８の接合態様は、接着剤によるものには限定されず、他の公知の接合手法を利用することができる。例えば、両面テープなどのテープ類による接着、レーザや超音波ホーンなどを利用した融着、等によって第１の拡散シート１２および第２の拡散シート１８を接合することができる。なお、両面テープを使用する場合には、両面テープの粘着剤として、高粘着性アクリル共重合樹脂、シリコン系、天然ゴム系、合成ゴム系、等の粘着剤を使用することができる。耐熱性、耐クリープ性等の物理強度、価格等を総合的に考慮すれば、アクリル系粘着剤が両面テープの粘着剤として好ましい。
【００５５】
また、上述の実施形態では、光拡散シートを用いた例について説明したが、光拡散シートの代わりに、反射型偏光シートを用いることも可能である。例えば、プリズムシート１４の表面側に反射型偏光シート１３を配置するとともに、プリズムシート１４の裏面側に拡散シート１２を配置する場合にも、本発明を好適に応用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】第１の例に係るディスプレイ用光学シートの断面構成を示す図である。
【図２】ディスプレイ用光学シートの外観構成を示す斜視図である。
【図３】第２の例に係るディスプレイ用光学シートの断面構成を示す図である。
【図４】第１の例に係るディスプレイ用光学シートを製造する方法の一例を示すフローチャートである。
【図５】第１の拡散シートおよび第２の拡散シートにおける接着剤の塗布態様の一変形例を示す図である。
【図６】第１の拡散シートおよび第２の拡散シートにおける接着剤の塗布態様の他の変形例を示す図である。
【符号の説明】
【００５７】
１０…ディスプレイ用光学シート、１２…第１の拡散シート、１３…接着剤、１４…第１のプリズムシート、１５…接着部、１６…第２のプリズムシート、１７…プリズムシート、１８…第２の拡散シート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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