KR101087238B1 - 액정표시패널의 리페어 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 휘점을 암점화하여 수율을 향상시킬 수 있는 액정표시패널의 리페어장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명의 액정표시패널의 리페어 장치는 제1 박막들이 형성된 제1 기판 및 제2 박막들이 형성된 제2 기판이 액정을 사이에 두고 합착된 액정표시패널과; 상기 액정표시패널의 일영역에 이물이 안착된 경우 상기 이물과 대응되는 영역에의 기판 및 다수의 박막들 중 적어도 어느 하나에 레이저를 조사하여 상기 레이저가 조사된 영역을 불투명하게 헤이징(hazing)처리하는 레이저조사장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

액정표시패널의 리페어 장치 및 방법{Appartus And Method for Repairing Liquid Crystal Display Panel}
도 1는 종래 액정표시패널을 나타내는 단면도이다.
도 2는 공정중에 삽입된 이물에 의해 발생되는 배향불량을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 이물에 의해 화상 구현시 나타나는 휘점을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 명의 실시예에 따른 액정표시패널의 제조장치를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 제조장치의 동작성을 설명하기 위한 도면이다.
도 6는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시패널의 제조방법을 설명하기 위한 순서도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
2,102 : 상부기판 4,104 : 블랙 매트릭스
18,118 : 공통전극 32,132 : 하부기판
6,106 : 컬러필터 160 : 레이저조사장치
170 : 액정표시패널 55,155 : 이물
162 : 초점조절부
본 발명은 액정표시패널에 관한 것으로, 특히 휘점을 암점화 하여 화질을 향상시킬 수 있는 액정표시패널의 리페어 장치 및 방법에 관한 것이다.
통상적으로, 액정표시장치(Liquid Crystal Display; LCD)는 비디오신호에 따라 액정셀들의 광투과율을 조절함으로써 액정셀들이 매트릭스 형태로 배열되어진 액정표시패널에 비디오신호에 해당하는 화상을 표시하게 된다. 이를 위하여, 액정표시장치는 액정셀들이 액티브 매트릭스(Active Matrix) 형태로 배열된 액정표시패널과, 액정표시패널을 구동하기 위한 구동회로들을 포함하게 된다.
이러한 액정표시장치는 액정을 구동시키는 전계방향에 따라 수직방향 전계를 용하는 TN(Twisted Nematic)모드와 IPS(In plan Switch)모드로 대별된다.
TN모드는 상부기판에 대항하게 배치된 화소전극과 공통전극간의 수직전계에 의해 액정을 구동하는 모드로 개구율이 큰 장점을 가지는 반면에 시야각이 좁은 단점을 가진다. IPS모드는 하부기판 상에 나란하게 배치된 화소전극, 공통전극 간의 수평전계에 의해 액정을 구동하는 모드로 시야각이 큰 장점이 있는 반면에 개구율이 작은 단점이 있다.
도 1은 종래의 TN모드 액정표시패널을 나타내는 단면도이다.
도 1에 도시된 액정표시패널은 상부기판(2) 상에 순차적으로 형성된 블랙 매트릭스(4), 컬러필터(6), 공통전극(18), 상부 배향막(8)으로 구성되는 상부 어레이 기판(또는 컬러필터 어레이 기판)과, 하부기판(32) 상에 형성된 TFT와, 화소전극(16) 및 하부 배향막(38)으로 구성되는 하부 어레이 기판과, 상부 어레이 기판 및 하부 어레이 기판 사이에 내부공간에 주입되는 액정(52)을 구비한다. 한편, IPS 모드 액정표시패널에서는 공통전극(18)이 하부기판(32) 상에 형성되고 상부기판(2) 상의 컬러필터(6) 상에 컬러필터(6)의 단차를 보상하기 위해 평탄화층이 형성된다.
상부 어레이 기판에 있어서, 블랙 매트릭스(4)는 하판의 TFT 영역과 도시하지 않은 게이트라인들 및 데이터라인들 영역에 대응되어 상부기판(2) 상에 형성되며, 컬러필터(6)가 형성될 셀영역을 마련한다. 블랙 매트릭스(4)는 빛샘을 방지함과 아울러 외부광을 흡수하여 콘트라스트를 높이는 역할을 한다. 컬러필터(6)는 블랙 매트릭스(4)에 의해 분리된 셀영역 및 블랙 매트릭스(4)에 걸쳐 형성된다. 이 컬러필터(6)는 R,G,B 별로 형성되어 R, G, B 색상을 구현한다. 공통전극(18)에는 액정의 움직임을 제어하기 위한 공통전압이 공급된다. 스페이서(13)는 상부 어레이 기판과 하부 어레이 기판 사이의 셀 갭을 유지하는 역할을 한다.
하부 어레이 기판에 있어서, TFT는 게이트라인과 함께 하부기판(32) 위에 형성되는 게이트전극(9)과, 이 게이트전극(9)과 게이트 절연막(44)을 사이에 두고 중첩되는 반도체층(14,47)과, 반도체층(14,47)을 사이에 두고 데이터라인(도시하지 않음)과 함께 형성되는 소스/드레인전극(40,42)을 구비한다. 이러한 TFT는 게이트 라인으로 부터의 스캔신호에 응답하여 데이터라인으로부터 화소신호를 화소전극(16)에 공급한다. 화소전극(16)은 광투과율이 높은 투명전도성 물질로 보호막(50)을 사이에 두고 TFT의 드레인 전극(42)과 접촉된다. 액정배향을 위한 상/하부 배향막(8,38)은 폴리이미드 등과 같은 배향물질을 도포한 후 러빙공정을 수행함으로써 형성된다.
이러한 종래의 액정표시패널의 상부 어레이 기판 및 하부 어레이 기판의 각 박막에 불량이 발생하면 리워크(rework) 또는 레이저 등을 이용하여 리페어(repair) 하게 된다. 그러나, 박막과 박막 사이에 이물이 안착하는 경우에는 리워크 및 레이저 등에 의한 리페어가 불가능하다.
이를 도 2 및 도 3을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
일반적으로 소정의 박막을 형성하는 챔버내에서 또는 다른 박막을 형성하기 위해 별도의 챔버 또는 제3의 장소로 이동하는 경우 박막과 박막 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이 공통전극(18)과 상부 배향막(108) 사이에 이물(55) 등이 안착되는 일이 빈번히 일어나게 된다. 이러한 이물(55)과 대응되게 위치하는 배향막은 러빙공정시 균일하게 러빙되지 않게 됨으로써 불균일 배향영역(A)이 발생된다. 이러한 불균일 배향영역(A)에 의해 빛샘이 발생되어 도 3에 도시된 바와 같이 화상을 구현하는 경우 휘점 또는 약휘점이 나타나게 된다. 또한, 불균일배향 뿐만아니라 각 박막에 쇼트(short)가 발생된 경우, 러빙공정시 러빙장치에 의한 배향막의 손상 등 여러가지 공정 상의 여건상 휘점이 발생할 수 있게 된다.
일반적으로 높은 그레이를 구현하는 경우 빛샘에 의해 일영역이 어둡게 보이 는 것을 암점이라 하고, 낮은 그레이를 구현하는 경우 빛샘에 의해 일영이 밝게 보이는 휘점이라고 한다. 여기서, 사람의 눈은 암점보다는 휘점에 상대적으로 민감하게 됨으로써 패널의 양불판정시 암점 보다는 휘점 불량에 더 엄격한 기준을 부여하게 된다. 이에 따라, 휘점 또는 약휘점 발생에 의한 패널의 불량율을 최소화하기 위한 방안이 요구되고 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 휘점을 암점화하여 수율을 향상시킬 수 있는 액정표시패널의 리페어 장치 및 방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시패널의 리페어 장치는 제1 박막들이 형성된 제1 기판 및 제2 박막들이 형성된 제2 기판이 액정을 사이에 두고 합착된 액정표시패널과; 상기 액정표시패널의 일영역에 이물이 안착된 경우 상기 이물과 대응되는 영역에의 기판 및 다수의 박막들 중 적어도 어느 하나에 레이저를 조사하여 상기 레이저가 조사된 영역을 불투명하게 헤이징(hazing)처리하는 레이저조사장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 액정표시패널과 상기 레이저조사장치 사이에 위치하여 상기 레이저의 조사영역 및 초점거리를 조절하는 초점조절부를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 초점조절부는 렌즈 및 거울 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징 으로 한다.
상기 레이저는 네오늄 YAG, 다이오드 및 CO2 중 적어도 어느 하나를 이용하여 생성되는 것을 특징으로 한다.
상기 레이저는 100~600㎚정도의 파장을 가지는 것을 특징으로 한다.
상기 레이저는 0.5~3J/㎠ 정도의 에너지를 가지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 액정표시패널의 리페어 방법은 제1 박막들이 형성된 제1 기판 및 제2 박막들이 형성된 제2 기판이 액정을 사이에 두고 합착된 액정표시패널을 마련하는 단계와; 상기 액정표시패널의 일영역에 이물이 안착된 경우 상기 이물과 대응되는 영역에의 기판 및 다수의 박막들 중 적어도 어느 하나에 레이저를 조사하여 상기 레이저가 조사된 영역이 불투명하게 헤이징처리되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 액정표시패널과 상기 레이저조사장치 사이에 위치하는 초점조절부를 이용하여 상기 레이저의 조사영역 및 초점거리를 조절하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 도 4 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시패널의 리페어 장치를 나타내는 도 면이다.
본 발명의 액정표시패널의 제조장치는 액정표시패널(170)의 일영역에 이물(155)이 안착된 경우 상기 이물(155)과 대응되는 영역에의 기판(102) 및 다수의 박막들 중 적어도 어느 하나에 레이저를 조사하여 상기 레이저가 조사된 영역을 불투명하게 헤이징(hazing)처리하는 레이저조사장치(160)를 포함한다.
액정표시패널(170)은 상부기판(102) 상에 순차적으로 형성된 블랙 매트릭스(104), 컬러필터(106), 공통전극(118), 상부 배향막(108)으로 구성되는 상부 어레이 기판(또는 컬러필터 어레이 기판)과, 하부기판(132) 상에 형성된 TFT와, 화소전극(116) 및 하부 배향막(138)으로 구성되는 하부 어레이 기판과, 상부 어레이 기판 및 하부 어레이 기판 사이에 내부공간에 주입되는 액정(152)을 구비한다.
상부 어레이 기판에 있어서, 블랙 매트릭스(104)는 하판의 TFT 영역과 도시하지 않은 게이트라인들 및 데이터라인들 영역에 대응되어 상부기판(102) 상에 형성되며, 컬러필터(106)가 형성될 셀영역을 마련한다. 블랙 매트릭스(104)는 빛샘을 방지함과 아울러 외부광을 흡수하여 콘트라스트를 높이는 역할을 한다. 컬러필터(106)는 블랙 매트릭스(4)에 의해 분리된 셀영역 및 블랙 매트릭스(4)에 걸쳐 형성된다. 이 컬러필터(106)는 R,G,B 별로 형성되어 R, G, B 색상을 구현한다. 공통전극(118)에는 액정의 움직임을 제어하기 위한 공통전압이 공급된다. 스페이서(113)는 상부 어레이 기판과 하부 어레이 기판 사이의 셀 갭을 유지하는 역할을 한다.
하부 어레이 기판에 있어서, TFT는 게이트라인과 함께 하부기판(102) 위에 형성되는 게이트전극(109)과, 이 게이트전극(109)과 게이트 절연막(144)을 사이에 두고 중첩되는 반도체층(114,147)과, 반도체층(114,147)을 사이에 두고 데이터라인(도시하지 않음)과 함께 형성되는 소스/드레인전극(140,142)을 구비한다. 이러한 TFT는 게이트라인으로 부터의 스캔신호에 응답하여 데이터라인으로부터 화소신호를 화소전극(116)에 공급한다.
화소전극(116)은 광투과율이 높은 투명전도성 물질로 보호막(150)을 사이에 두고 TFT의 드레인 전극(142)과 접촉된다. 액정배향을 위한 상/하부 배향막(108,138)은 폴리이미드 등과 같은 배향물질을 도포한 후 러빙공정을 수행함으로써 형성된다. 한편, IPS 모드 액정표시패널에서는 공통전극(118)이 하부기판(132) 상에 형성되고 상부기판(102) 상의 컬러필터(106) 상에 컬러필터(106)의 단차를 보상하기 위해 평탄화층이 형성된다.
레이저조사장치(160)는 네오늄 YAG, 다이오드 및 CO2 중 적어도 어느 하나를 이용하여 생성되고 레이저조사장치(160)와 액정표시패널(170) 사이에 위치하는 초점조절부(162)에 의해 조사영역이 조절되는 레이저를 이물(155) 등과 대응되는 영역에의 기판(102) 및 다수의 박막들 중 적어도 어느 하나에 조사한다. 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이 초점조절부(162)로부터 조사영역이 조절된 레이저는 상부기판(102) 내부에 조사된다. 이 레이저는 상부기판(102) 내부의 소정영역을 불투명하게 헤이징(hazing)처리하게 된다. 즉, 레이저에 의해 조사된 상부기판(102) 내부는 조사되지 않은 영역과 다른 개질을 가지게 된다. 이에 따라, 백라이트에서 출사된 광이 불투명하게 헤이징처리된 영역(B)을 통과하지 못하게 됨으로써 헤이징처리 된 영역(B)은 영구적으로 암점화된다. 이와 같은 방식에 의해 휘점을 암점화함으로써 패널의 불량율이 최소화되어 수율이 항상된다.
여기서, 레이저는 Nd YAG(yttrium aluminium garnet)laser(네오늄 고체를 이용하여 발진된 laser로써 증폭 매질로 YAG 결정을 이용하는 레이저를 말한다.), 다이오드레이저(N형반도체와 P형반도체 접합부의 carrier 이동이나 에너지준위이동시 발생하는 빛을 이용하여 발진하는 레이저를 말한다.) 및 CO2 를 이용하여 생성되는 레이저 중 적어도 어느 하나를 이용하고, 이때 레이저는 0.5~3J/㎠ 정도의 에너지를 가진다. 또한, 레이저의 파장은 100~600㎚ 정도이고, 바람직하게는 Nd YAG 및 다이오드레이저 중 적어도 어느 하나의 파장은 355~532㎚ 정도이며, CO2 를 이용한 파장은 100~120㎚ 정도이다.
한편, 도 5에서는 상부기판(102) 내의 일영역을 불투명하게 헤이징처리하는 과정을 도시하였지만, 컬러필터(106), 공통전극(118), IPS모드의 액정표시패널에서는 평탄화층, 배향막(108) 등 이물(155) 위에 적층되는 어떠한 박막에도 불투명하게 헤이징처리할 수 있다. 여기서, 초점조절부(162)를 이용하여 레이저의 조사영역이 조절가능하다. 초점조절부(162)는 렌즈 및 거울 중 적어도 어느 하나를 포함한다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시패널의 리페어 장치는 액정표시패널(170)의 일영역에 이물(155)이 안착된 경우 상기 이물(155)과 대응되는 영역에의 기판 및 다수의 박막들 중 적어도 어느 하나에 레이저를 조사하는 레이저조사 장치(170)를 포함한다. 이 레이저조사장치(170)를 이용하여 소정영역을 불투명하게 헤이징(hazing)처리함으로써 백라이트에서 출사된 광이 헤이징처리된 영역(B)을 통과하지 못하게 된다. 이에 따라, 헤이징처리된 영역(B)은 암점화됨으로써 패널의 불량율이 최소화되는 등 수율이 항상된다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시패널의 리페어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
본 발명의 실시예에 따른 액정표시패널의 리페어 방법은 제1 박막들이 형성된 제1 기판 및 제2 박막들이 형성된 제2 기판이 액정을 사이에 두고 합착된 액정표시패널을 마련하는 단계와; 상기 액정표시패널의 일영역에 이물이 안착된 경우 상기 이물과 대응되는 영역에의 기판 및 다수의 박막들 중 적어도 어느 하나에 레이저를 조사하여 상기 레이저가 조사된 영역이 불투명하게 헤이징처리되는 단계를 포함한다.
이하, 도 6를 참조하여 좀더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
상부기판(102) 상에 순차적으로 블랙 매트릭스(104), 컬러필터(106), 공통전극(118), 스페이서(113), 상부 배향막(108)이 형성된 상부 어레이 기판(또는 컬러필터 어레이 기판)이 형성된다.(S2)
또한, 별도의 공정에 의해 하부기판(132) 상에 게이트 라인 및 데이터 라인(40), 게이트 라인 및 데이터 라인의 교차영역에 형성되는 박막 트랜지스터, 박막 트랜지스터와 접속된 화소전극(116), 하부 배향막(138)이 형성된 하부 어레이 기판(박막 트랜지스터 어레이 기판)이 형성된다.(S4) 한편, IPS모드의 액정표시패널의 경우에는 공통전극(118)이 하부기판(132) 상에 형성되고 상부기판(102)의 컬러필터(106) 상에 평탄화층이 형성된다.
이후, 액정을 사이에 두고 상부기판과 하부기판이 합착됨으로서 액정표시패널의 형성된다.(S6)
이후, 상부기판(102)의 박막과 박막 사이 예를 들어, 공통전극(118)과 상부 배향막(108) 상에 이물(155) 등이 삽입되는 경우에는 도 4에 도시된 레이저조사장치(160)를 이용하여 이물(155)과 대응되는 영역에의 기판, 다수의 박막 예를 들어, 상부기판(102) 내에 레이저를 조사한다. 여기서, 초점조절부(162)를 이용하여 레이저의 조사의 조사영역 및 초점거리를 조절할 수 있다.
이에 따라, 레이저가 조사된 상부기판(102) 내부가 불투명하게 헤이징처리된다.(S8) 이 불투명하게 헤이징(hazing)처리된 영역으로는 백라이트에서 출사된 광이 통과하지 못하게 된다. 이에 따라, 헤이징처리된 영역은 암점화됨으로써 패널의 불량율이 최소화되어 수율이 항상된다. 여기서, 레이저는 Nd YAG(yttrium aluminium garnet)laser(네오늄 고체를 이용하여 발진된 laser로써 증폭 매질로 YAG 결정을 이용하는 레이저를 말한다.), 다이오드레이저(N형반도체와 P형반도체 접합부의 carrier 이동이나 에너지준위이동시 발생하는 빛을 이용하여 발진하는 레이저를 말한다.) 및 CO2 를 이용하여 생성되는 레이저 중 적어도 어느 하나를 이용하고, 이때 레이저는 0.5~3J/㎠ 정도의 에너지를 가진다. 또한, 레이저의 파장은 100~600㎚ 정도이고, 바람직하게는 Nd YAG 및 다이오드레이저 중 적어도 어느 하나 의 파장은 355~532㎚ 정도이며, CO2 를 이용한 파장은 100~120㎚ 정도이다.
이와 같이, 레이저를 소정영역에 조사하여 불투명하게 헤이징처리함으로써 휘점을 암점화하는 방식은 IPS 모드의 액정표시패널 및 TN 모드의 액정표시패널 뿐만아니라, ECB(Electrical Controlled Birefringence), 나아가 VA(Vertical Alignment) 모드의 액정표시패널에도 용이하게 적용될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시패널의 리페어 장치 및 방법은 액정표시패널의 제조공정 중 박막과 박막 사이에 삽입되는 이물 등에 의해 휘점이 발생되는 경우 이물과 대응되는 영역에의 기판, 다수의 박막 중 어느 하나에 레이저를 조사하여 레이저가 조사된 영역을 불투명하게 헤이징처리 한다. 이에 따라, 헤이징처리된 영역은 암점화됨으로써 패널의 불량율이 최소화되어 수율이 항상된다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

Claims (12)

  1. 제1 박막들이 형성된 제1 기판 및 제2 박막들이 형성된 제2 기판이 액정을 사이에 두고 합착된 액정표시패널과;
    상기 액정표시패널의 일영역에 이물이 안착된 경우 상기 이물과 대응되는 영역에의 기판 및 다수의 박막들 중 적어도 어느 하나에 레이저를 조사하여 상기 레이저가 조사된 영역을 불투명하게 헤이징(hazing)처리하는 레이저조사장치를 포함하고,
    상기 레이저는 0.5~3(J/㎠)의 에너지를 가지는 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 리페어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 액정표시패널과 상기 레이저조사장치 사이에 위치하여 상기 레이저의 조사영역 및 초점거리를 조절하는 초점조절부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 리페어 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 초점조절부는 렌즈 및 거울 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 리페어 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 레이저는 네오늄 YAG, 다이오드 및 CO2 중 적어도 어느 하나를 이용하여 생성된 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 리페어 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 레이저는 100~600㎚ 정도의 파장을 가지는 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 리페어 장치.
  6. 삭제
  7. 제1 박막들이 형성된 제1 기판 및 제2 박막들이 형성된 제2 기판이 액정을 사이에 두고 합착된 액정표시패널을 마련하는 단계와;
    상기 액정표시패널의 일영역에 이물이 안착된 경우 상기 이물과 대응되는 영역에의 기판 및 다수의 박막들 중 적어도 어느 하나에 레이저를 조사하여 상기 레이저가 조사된 영역이 불투명하게 헤이징처리되는 단계를 포함하고,
    상기 레이저는 0.5~3(J/㎠)의 에너지를 가지는 것을 특징으로 액정표시패널의 리페어 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 액정표시패널과 상기 액정표시패널 위에 배치된 레이저조사장치 사이에 위치하는 초점조절부를 이용하여 상기 레이저의 조사영역 및 초점거리를 조절하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 리페어 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 초점조절부는 렌즈 및 거울 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 리페어 방법.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 레이저는 네오늄 YAG, 다이오드 및 CO2 중 적어도 어느 하나를 이용하여 생성되는 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 리페어 방법.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 레이저는 100~600㎚ 중 적어도 어느 하나의 파장을 가지는 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 리페어 방법.
  12. 삭제
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