KR100766282B1 - 플라즈마 디스플레이 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 플라즈마 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 어드레스 기간동안, 제 1 스캔전극과 제 2 스캔전극에 서로 다른 스캔 전압을 인가하는 구동부를 포함하여 구성되어, 플라즈마 디스플레이 패널의 온도가 올라감에 따라 스캔 전극으로 인가되는 Vy 전압을 가변하여 줌으로서 고온 오방전을 방지하여 안정적인 플라즈마 디스플레이 패널 구동이 가능한 효과가 있다.

플라즈마 디스플레이 패널, 고온 오방전, 스캔 전압

Description

플라즈마 디스플레이 장치{Plasma display panel device}

도 1은 종래 기술에 따른 플라즈마 디스플레이 패널로 인가되는 구동파형이 도시된 도,

도 2는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 장치의 구성이 도시된 블록도,

도 3은 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 장치의 스캔구동부의 구성이 도시된 블록도,

도 4는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 장치의 스캔구동부의 구성이 도시된 회로도,

도 5는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널로 인가되는 구동파형이 도시된 도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

X: 어드레스 전극 Y: 스캔 전극

100: 플라즈마 디스플레이 패널 110: 데이터 구동부

120: 스캔 구동부 121: 스캔구동제어부

130: 서스테인 구동부 140: 제어부

본 발명은 플라즈마 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 특히 온도에 따라 스캔전극에 인가되는 Vy 전압을 가변하여 고온 오방전을 방지할 수 있는 플라즈마 디스플레이 장치에 관한 것이다.

도 1은 종래 기술에 의한 플라즈마 디스플레이 패널의 구동파형이 도시된 파형도이다.

플라즈마 디스플레이 패널은 패널 내부의 가스를 방전시켜 발생하는 진공자외선(VUV)이 패널내부의 형광체와 충돌하여 빛을 발생시키는 표시장치로서, 플라즈마 디스플레이 패널의 상부기판에 구비되는 스캔전극, 서스테인 전극과 하부기판에 구비되는 어드레스 전극으로 적절하게 인가하여 방전을 발생시켜 화면을 표시한다.

즉, 상기 스캔전극 및 어드레스 전극으로 반대 극성을 가지는 전압을 인가하여 방전을 발생될 셀(cell)을 선택하고, 상기 스캔전극, 서스테인 전극 및 어드레스 전극으로 같은 크기의 전압을 교번적으로 인가하여 방전을 발생시킨다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 의한 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 파형은 리셋 기간(R), 어드레스 기간(A), 서스테인 기간(S)으로 이루어지는데, 리셋 기간동안에는 셋업 리셋 신호(R_up)과 셋다운 리셋 신호(R_dn)가 연속적 으로 공급되는데, 상기 셋업 리셋 신호가 공급되면 상기 스캔 전극(Y) 및 서스테인 전극(Z)간에 리셋 방전이 발생되면서 상기 스캔 전극 및 서스테인 전극상의 유전체층에 벽전하가 축적되고, 셋다운 리셋 신호가 공급되면 상기 방전셀 내부의 벽전하를 소거시켜 구동회로의 동작 마진을 확보한다.

리셋 기간(R)동안에는 방전셀을 초기화시키기 위하여 상기 스캔 전극(Y)으로 300V 이상의 고전압을 인가하여 방전셀에 균일한 벽전하가 형성되도록 방전셀을 초기화시킨다.

어드레스 기간(A)동안에는 영상 데이터에 따라 상기 어드레스 전극(X)으로 정(+) 극성의 데이터 펄스가 인가되고, 상기 스캔 전극(Y)으로는 상기 데이터 펄스에 대향되게 부(-) 극성의 스캔 펄스가 공급되는데, 상기 데이터 펄스가 인가되는 셀의 경우 상기 데이터 펄스와 스캔 펄스간의 전압차에 의하여 어드레스 방전이 일어나게 된다.

서스테인 기간(S)동안에는 상기 스캔 전극(Y)과 서스테인 전극(Z)에 교번적으로 서스테인 펄스가 공급되는데, 상기 어드레스 방전이 발생된 셀로 서스테인 펄스가 공급되면 서스테인 방전이 발생되어 화면이 표시된다.

상기 어드레스 기간(A)동안 상기 어드레스 전극(X) 및 스캔 전극(Y)간 어드레스 방전이 발생되면, 상기 스캔 전극(Y)에는 정(+)극성의 벽전하가 형성되고, 상기 서스테인 전극(Z)에는 부(-)극성의 벽전하가 형성된다.

서스테인 기간(S)이 시작되면, 정(+)극성의 서스테인 펄스가 상기 스캔 전극(Y)으로 처음 인가되는데, 이때 상기 스캔 전극(Y) 및 서스테인 전극(Z)에 형성된 벽전하의 양이 클수록 상기 스캔 전극 및 서스테인 전극간 벽전압 차이가 커서 서스테인 방전이 효율적으로 발생할 수 있다.

이때, 플라즈마 디스플레이 패널 하단부에 위치하는 스캔 전극(Y)의 경우에는 어드레스 기간(A) 후반부에 스캔 펄스가 인가되고, 상기 스캔 펄스가 인가될 때 데이터 펄스가 인가되면 어드레스 방전을 일으키게 된다.

상기 스캔 전극(Y)과 어드레스 전극(X)은 서로 직교하여 위치하므로, 플라즈마 디스플레이 패널 상단부에 위치한 스캔 전극(Y)과 대향방전을 하기 위해 인가되는 데이터 펄스는 상단부에 위치한 스캔 전극(Y) 뿐만 아니라 하단부에 위치한 스캔 전극(Y)에도 영향을 끼치게 된다.

즉, 상기 플라즈마 디스플레이 하단부에 위치한 스캔 전극(Y)의 경우에는 어드레스 방전이 일어날 때까지 스캔 전극(Y)으로는 부(-)극성의 Vy 전압이 인가되지만, 직교하여 형성되는 어드레스 전극(X)으로 데이터 펄스가 인가되므로 상기 스캔 전극에 형성된 벽전하에 영향이 발생된다.

상기 스캔 전극(Y)으로 스캔 펄스가 인가되지 않는 경우에도 상기 어드레스 전극(X)으로 정(+)극성의 데이터 펄스가 인가되면 상기 스캔 전극(Y) 및 스캔 전극(Y)간 전압차에 변화가 발생하게 된다.

따라서 상기 스캔 전극(Y)에 형성된 부(-)극성의 벽전하가 소멸하여, 상기 스캔 전극으로 스캔 펄스가 인가되어도 어드레스 방전이 발생하지 않을 수 있다.

뿐만 아니라, 상기 스캔 전극(Y)에 형성된 벽전하가 흐트러지면 스캔 펄스가 인가되지 않는 경우에도 상기 스캔 전극(Y)과 교차하여 형성되는 어드레스 전극(X) 으로 데이터 펄스가 인가되어도 약한 방전이 발생하게 된다.

이러한 경우, 상기 스캔 전극(Y)으로 스캔 펄스가 인가되어도 어드레스 방전이 발생되지 않는다. 어드레스 방전이 발생되지 않으면 서스테인 기간(S)동안 서스테인 펄스가 인가되어도 서스테인 방전이 발생되지 않는 오방전이 발생된다. 즉, 켜져야 할 온 셀(on cell)이 오프 셀(off-cell)이 되는 것이다.

그러나, 상기 어드레스 전극(X)으로 인가되는 데이터 펄스에 의하여 상기 스캔 전극(Y)에 형성된 벽전하가 영향을 받는 것은, 플라즈마 디스플레이 패널의 온도가 올라갈수록 심해지고, 상기 플라즈마 디스플레이 패널 하단부에 위치하는 스캔 전극에 오방전 현상이 발생하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 온도에 따라 스캔 전극으로 인가되는 Vy 전압을 가변하여 플라즈마 디스플레이 패널의 온도가 올라감에 따라 형성된 벽전하가 상쇄되는 것을 방지하여 줌으로서 고온 오방전을 없앨 수 있는 플라즈마 디스플레이 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 장치는 다수의 스캔전극과 서스테인전극을 포함하여 형성된 상부기판과, 상기 상부기판과 대향하여 형성되는 하부기판을 포함하여 형성된 플라즈마 디스플레이 패널 장치에 있어서, 상기 패널의 스캔전극과 연결되어 구동신호를 출력하는 연산증폭기를 포함하는 스캔구동부와, 상기 패널이 고온이면 스캔전극에 상온전압대비 낮은 Vy 전압을 인가하는 스캔구동 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 연산증폭기는 (+)입력단에 기준전압이 인가되고, (-)입력단에 온도의 변화에 감응하여 변화된 소정의 전압값이 인가되는 것을 특징으로 한다.

상기 스캔구동제어부는 상기 연산증폭기의 (-)입력단과 상기 스캔구동부에 입력되는 스캔전압원 사이에 병렬로 연결되며, 제 1내지 제 3저항과 스위치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 스위치는 상기 제 2저항과 제 3저항사이에 병렬로 연결되고, 상기 제 1 내지 제 3저항은 병렬로 연결되는 것을 특징으로 한다.

상기 스위치는 상기 패널이 상온에서는 오프로 동작되고, 고온에서는 온으로 동작되는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 장치의 구성이 도시된 블록도이고, 도 3은 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 장치의 스캔구동부의 구성이 도시된 블록도이며, 도 4는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 장치의 스캔구동부의 구성이 도시된 회로도, 도 5는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널로 인가되는 구동파형이 도시된 도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 장치는 패널(100)과 상기 패널(100)을 구동하기 위해 어드레스 전극(X1 내지 Xm)으로 데이터를 인가하는 데이터 구동부(110)와, 스캔 전극(Y1 내지 Yn)을 구동하기 위한 스캔 구동부(120)와, 서스테인 전극(Z)을 구동하기 위한 서스테인 구동부(120)와, 상기 구동부(110 내지 130)을 제어하는 제어부(140)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 패널(100)은 열 방향으로 배열되어 있는 복수의 어드레스 전극(X), 행 방향으로 배열되어 있는 복수의 스캔 전극(Y) 및 서스테인 전극(Z)을 포함하여 구성된다.

상기 스캔 전극은 각 서스테인 전극에 대응해서 형성되며, 상기 서스테인 전극은 그 일단이 서로 연결되어 같은 전압이 인가된다.

또한, 상기 패널(100)은 상기 스캔 전극(Y) 및 서스테인 전극(Z)이 교대로 수평하게 형성된 전면패널과 상기 어드레스 전극(X)이 형성된 배면패널이 접합되어 이루어지는데, 스캔전극 및 서스테인 전극과 상기 어드레스 전극은 수직으로 교차하도록 방전공간을 사이에 두고 대향하여 배치되며, 상기 스캔전극 및 서스테인 전극과 상기 어드레스 전극의 교차부에 있는 방전공간이 기본적인 하나의 방전셀을 형성한다.

그리고, 상기 데이터 구동부(110)는 상기 제어부(140)로부터 타이밍 제어신호에 응답하여 데이터를 샘플링하고 래치한 후, 상기 데이터를 어드레스 전극(X1 내지 Xm, 이하 X)으로 공급한다.

상기 스캔 구동부(120)는 상기 제어부(140)의 제어하에, 스캔 펄스, 서스테 인 펄스를 상기 스캔 전극(Y1 내지 Yn, 이하 Y)으로 공급하고, 상기 서스테인 구동부(130)는 상기 제어부(140)의 제어하에 상기 스캔 구동부(120)와 교번적으로 동작하여 서스테인 펄스를 상기 서스테인 전극(Z)으로 공급한다.

상기 제어부(140)는 수직/수평 동기신호 및 클럭 신호를 입력받아 상기 각 구동부(110 내지 130)에 필요한 타이밍 제어신호(CTRX, CTRY, CTRZ)를 발생하고, 상기 타이밍 제어신호를 해당하는 구동부(110 내지 130)으로 공급하여 상기 구동부를 제어한다.

상기 플라즈마 디스플레이 패널(100)은 계조(Gray Scale)를 표현하기 위하여 하나의 프레임을 방전 횟수가 다른 하나 이상의 서브필드로 나누어 구동하는데, 상기 서브필드는 크게 리셋 기간(R), 어드레스 기간(A), 서스테인 기간(S)으로 이루어진다.

상기 리셋 기간(R)에는 이전 서브필드에서 방전셀의 On/Off 여부와 관계없이 모든 방전셀에 동일하게 고전압을 인가한다.

모든 방전셀을 같은 상태로 만들어 주기 위해 상기 스캔 구동부(120)는 상기 스캔 전극(Y)으로 250V 이상의 높은 전압을 인가하여 방전셀을 초기화시키고, 콘트라스트(Contrast)를 향상시키기 위하여 주로 램프 파형을 사용한다.

이때, 상기 서스테인 전극(Z)과 어드레스 전극(X)으로는 통상적으로 그라운드(GND) 레벨의 전압이 인가되나, 리셋 구간(R)동안 발생되는 방전을 강화시키기 위하여 상기 서스테인 전극(Z)으로 바이어스 전압을 인가하기도 한다.

상기 어드레스 기간(A)에는 각 방전 셀로 영상 기입이 이루어지는데, 상기 어드레스 전극(X)으로 영상 데이터에 따라 정(+) 극성의 데이터 펄스가 인가되고 상기 스캔 전극(Y)으로는 상기 어드레스 전극으로 인가되는 전압과 반대 극성을 가지는 스캔 펄스가 인가되는데, 상기 어드레스 전극과 스캔 전극에 인가되는 전압의 전압차와 상기 리셋 기간(R)동안 형성된 벽전하의 전압이 더해지면서 어드레스 방전이 발생된다.

상기 서스테인 기간(S)에는 상기 스캔 전극(Y) 및 서스테인 전극(Z)으로 반대 극성을 가지는 펄스(Vs) 신호를 교번적으로 인가하여 서스테인 방전을 일으켜 화면을 디스플레이 하기 위하여 인가된다.

256 레벨의 계조를 표현하기 위해서 플라즈마 디스플레이 패널(100)은 하나의 프레임(16.7㎳)은 다수개의 서브필드로 나누고, 상기 각 서브필드의 리셋 구간(R) 및 어드레스 구간(A)은 동일하나, 상기 서스테인 구간(S)은 상기 각 서브필드마다 다른 서스테인 펄스의 개수를 가져 서브필드에서 발생되는 서스테인 방전 횟수가 달라진다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 장치의 스캔구동부(120)는 상기 스캔구동부(120)에서 출력된 신호를 공급받는 스캔전극(Y)의 온도변화에 따라 상기 출력전압을 가변시키는 스캔구동제어부(121)가 연결되어 구성된다.

또한 본 발명의 스캔 구동부(120)는 플라즈마 디스플레이 패널(100)의 온도를 감지하는 온도 감지부(미도시)를 구비한다.

상기 어드레스 오방전은 상기 패널(100)의 온도가 증가할수록 심해지므로, 상기 스캔 구동부(120)는 온도 감지부를 포함하여 구성되어, 상기 패널(100)의 온도에 따라 인가되는 Vy 전압을 가변한다.

상기 스캔구동제어부(121)는 저항소자에 스위치를 병렬로 연결하여 줌으로서 상기 패널이 고온일 경우, 상기 스위치를 온 시켜주어 상기 스캔전극으로 인가되는 상기 스캔구동부(120)의 출력전압 즉 Vy 전압을 높여 주게 되는 것으로, 이하 회로도를 통하여 자세히 설명하기로 한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 장치의 스캔구동부의 회로는 플라즈마 디스플레이 패널의 스캔전극(Y)과, 상기 스캔전극(Y)과 연결되어 상기 패널(100)의 구동신호 즉, 상기 스캔전극(Y)에 Vy 전압을 인가하여 주는 연산증폭기(A)를 포함한 스캔구동부(120)와, 상기 연산증폭기(A)의 (-)입력단과 연결되고 다수의 저항(R1, R2, R3)과 스위치(SW)를 이용하여 상기 패널(100)의 온도변화에 따라 상기 Vy 전압을 가변시켜주는 스캔구동제어부(121)로 구성된다.

상기 스캔구동부(120)는 상기 기본전압(Vy)과 연결되는 제 5저항 내지 제 7저항 (R5, R6, R7)및 연산증폭기(A)로 구성된다.

여기서, 상기 제 6저항(R6)과 제 7저항(R7)은 상기 연산증폭기(A)의 (+)입력단에 기준전압을 인가하여 주고, 상기 제 5저항(R5)은 상기 연산증폭기(A)의 출력단과 연결되어 상기 연산증폭기(A)의 피드백현상을 방지하여 주게 된다.

또한, 상기 스캔구동제어부(121)는 상기 연산증폭기(A)의 (-)단에 입력되고 상기 스캔전극(Y)의 서스다운 전압이 제 1저항(R1)과 제 3저항(R3)에 의해 분압형성된 전압과, 상기 연산증폭기(A)의 (+)입력단에 입력되는 상기 기준전압을 비교하는 비교기 역할을 하게 된다.

여기서, 상기 연산증폭기(A)의 (+)입력단의 기준전압이 상기 (-)입력단의 전압보다 크게 될 경우 상기 스캔구동부(120)는 상기 스캔전극(Y)에 구동출력전압을 인가하여 주게 되고, 상기 (+)입력단의 상기 기준전압이 상기 (-)입력단의 전압보다 작게 될 경우 정지출력전압을 인가하여 주게 된다.

한편, 상기 스캔구동제어부(121)의 제 1저항(R1)과 제 2저항(R2)사이에 형성된 스위치는 상기 제어부(121)가 상온일 경우와 고온일 경우에 각각 오프/온 동작을 하게 되는 바, 이는 고온일 경우에 상기 스위치(SW)가 온되어 상기 서스다운 전압(Ysus_dn)을 더 크게 하여 줌으로서 상기 스캔전극(Y)에 상온보다 더 큰 전압을 인가하여 상기 서스업전압과 상기 서스다운전압(Ysus_dn)의 갭을 줄여주게 되는 것이다.

즉, 실시 예로서, 상기 기본전압(Vy)을 15V, 상기 제 6저항(R6)을 15㏀, 상기 제 7저항(R7)을 5.6㏀으로 인가하여 줄 경우, 상기 연산증폭기(A)에 입력되는 기준전압(Vref)은 아래 식에 의하여 4V가 되게 된다.

Vref = (5.6㏀ / 20.6㏀) x 15V = 4V

그리고, 제 5저항(R5)을 5.6㏀, 상기 제 1저항(R1)을 47㏀, 상기 제 2저항(R2)을 10㏀, 상기 제 3저항(R3)을 224㏀로 형성될 경우, 상온일 때와 고온일 때의 서스다운전압(Ysus_dn)을 전압은 아래 식과 같다.

우선, 상온일 경우

Vref = 4V = 57㏀ / (224㏀ + 57㏀ )x Ysus_dn

Ysus_dn= 4V x (224㏀ + 57㏀) / 57㏀ = 20V

반면에 고온일 경우,

Vref = 4V = 47㏀ / (224㏀ + 47㏀) x Ysus_dn

Ysus_dn= 4V x (224㏀ + 47㏀) / 47㏀ = 24V

가 된다.

상기 식과 같이, 상온일 경우보다 고온일 경우 상기 서스다운전압(Ysus_dn)을 크게 하여줌으로서 상기 플라즈마 디스플레이 패널(100)의 스캔전극(Y)으로 인가되는 Vy 전압을 상승시켜 상기 패널의 오방전을 방지할 수 있게 해준다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 스캔구동부의 구동파형은 상기 패널의 스캔 전극(Y1~Yn)으로 인가되는 Vy 전압이 증가하면 상기 스캔 전극으로 스캔 펄스가 인가되어 어드레스 방전이 발생되기까지의 시간이 길어져 방전셀 내부에 형성된 벽전하가 소거된다 하더라도 상기 Vy 전압의 크기가 증가하므로 벽전하 감쇄로 인한 벽전압 감소를 보상할 수 있다.

상기 패널에 위치한 스캔 전극(Y1~Yn)의 경우 상온일 경우에 비해 고온일 경우 더 높은 Vy 전압이 인가되므로 방전셀 내부에 형성된 벽전하 감쇄를 막아 어드레스 오방전에 의해(address mis-writing) 서스테인 방전이 발생되지 않아 오방전이 발생되는 것을 방지할 수 있다.

따라서, 상기와 같이 구성된 플라즈마 디스플레이 장치는 상기 패널의 온도를 감지하는 온도 감지부(미도시)를 구비하여 상기 패널의 온도에 따라 인가되는 스캔 전압(Vsc)을 가변한다.

즉, 플라즈마 디스플레이 패널의 온도가 증가할수록 인가되는 Vy 전압의 크기가 증가하도록 스캔 전압을 가변하는데, 상기 Vy 전압은 온도가 높아질수록 증가하나 상기 스캔 전압이 너무 높아져 스캔 IC가 손상되는 것을 방지하기 위하여 대략 150V 이하가 되도록 한다.

상기 패널의 온도가 증가할수록 어드레스 기간동안 스캔 펄스가 인가되기 전까지 방전셀 내부에서 감쇄되는 벽전하의 양이 증가하므로, 인가되는 Vy 전압의 크기를 증가시켜 감쇄되는 벽전하의 양을 줄일 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 의한 플라즈마 디스플레이 장치를 예시된 도면을 참조로 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명은 한정되지 않고, 기술사상이 보호되는 범위 이내에서 응용될 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 장치는 플라즈마 디스플레이 패널의 온도에 따라서 인가되는 Vy 전압의 크기를 가변하여 고온 오방전을 방지하여 안정적인 플라즈마 디스플레이 패널 구동이 가능한 효과가 있다.

Claims (7)

1. 다수의 스캔전극과 서스테인전극을 포함하여 형성된 상부기판과,

   상기 상부기판과 대향하여 형성되는 하부기판을 포함하여 형성된 플라즈마 디스플레이 패널 장치에 있어서,

   상기 패널의 스캔전극과 연결되어 구동신호를 출력하는 연산증폭기를 포함하는 스캔구동부와,

   상기 패널이 고온이면 스캔전극에 상온전압대비 낮은 스캔전압을 인가하는 스캔구동 제어부를 포함하고,

   상기 연산증폭기는 (+)입력단에 기준전압이 인가되고, (-)입력단에 온도의 변화에 감응하여 변화된 소정의 전압값이 인가되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 스캔구동제어부는 제 1내지 제 3저항과 스위치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
5. 청구항 4에 있어서,

   상기 스위치는 상기 제 2저항과 병렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
6. 삭제
7. 청구항 5에 있어서,

   스위치는 상기 패널이 상온에서는 오프로 동작되고, 고온에서는 온으로 동작되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.

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