KR20060000975A - 액정표시장치의 러빙 장치 및 러빙 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 액정표시장치의 러빙 장치는, 회전축이 기판면에 평행하도록 설치되어 회전하는 러빙롤과; 상기 러빙롤의 토크치 변화에 따라 상기 러빙롤의 위치가 상, 하로 조절되도록 하는 러빙롤 지지부와; 상기 러빙롤의 외주면에 감긴 러빙포와; 진공홀에 의해 상기 기판을 평탄하게 지지하고 수평 방향으로 이동 가능하도록 설치된 테이블과; 러빙 공정 중에 변화되는 상기 러빙롤의 토크치를 체크하고, 이를 사용자에게 디스플레이하는 러빙롤 토크치 감지부가 포함되는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 러빙 공정 진행 중에 변화되는 러빙롤의 토크치를 반영하여 러빙 공정을 수행하고, 불량 발생시 토크치를 일정하게 유지하여 재 러빙을 실시함으로써, 토크치 변동에 의한 러빙 불량을 극복할 수 있다는 장점이 있다.

Description

액정표시장치의 러빙 장치 및 러빙 방법{rubbing apparatus of liquid crystal display and rubbing method thereof}

도 1은 종래 기술에 따른 러빙장치의 사시도.

도 2는 종래 기술에 따른 러빙장치의 개략적인 단면도.

도 3은 종래 기술에 따른 러빙장치 및 기판의 러빙 시 상세 단면도.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 러빙장치의 사시도.

도 5a 및 도 5b는 본 발명에 의한 러빙장치의 개략적인 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

120 : 러빙롤러 130 : 러빙포

140 : 러빙롤러 지지부 142 : 러빙롤러 이동 홀

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 러빙 공정 불량을 극복하기 위한 액정표시장치의 러빙 장치 및 러빙 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 액정표시장치는 저전압 구동, 풀 칼라(Full Color) 구현, 저소비 전력, 경박 단소 등의 특징으로 인해 시계, 계산기, PC용 모니터, 노트북 등에 서 TV, 항공기용 모니터, 휴대 전화, 개인 휴대 단말기 등으로 그 영역이 확대되고 있다.

액정표시장치는 박막트랜지스터 어레이가 형성된 하부 기판과, 칼라필터 어레이가 형성된 상부 기판과, 상기 하부 기판 및 상부 기판사이에 형성된 액정층을 구비하여 구성된다.

즉, 상기 박막트랜지스터 어레이가 형성되는 하부 기판에는 복수개의 게이트 라인(Gate Line)들이 일정한 간격을 갖고 일방향으로 배열되고, 복수개의 데이터 라인(Data Line)들이 일정한 간격을 갖고 상기 게이트 라인들과 수직한 방향으로 배열되어 매트릭스(Matrix) 형태의 화소 영역이 형성되며, 상기 각 화소 영역에는 화소전극과 상기 게이트 라인의 신호에 따라 상기 데이터 라인의 데이터 신호를 상기 각 화소전극에 인가하는 박막트랜지스터(Thin Film Transistor)가 형성된다.

또한, 상기 칼라필터 어레이가 형성되는 상부 기판에는 상기 화소 영역을 제외한 부분에서 빛을 차광하기 위한 형성되는 블랙매트릭스(Black Matrix)와, R(Red). G(Green). B(Blue) 색상을 구현하기 위한 칼라필터층(Color Filter)과, 상기 화소전극에 전기적인 위상차를 만들기 위한 공통전극이 형성된다. 그리고, 상기와 같은 상부기판과 하부 기판이 일정 공간을 갖고 합착되고 이들 사이에 액정층이 형성된다.이와 같은 액정표시장치에서 사용되는 액정은 고체와 액체의 중간상으로 질서도와 같은 고체의 성질과 유동성과 같은 액체의 성질을 함께 가지고 있는데, 상기 박막트랜지스터(Thin Flim Transistor)에 의한 제어신호의 스위칭(Switching)에 따라 상기 액정의 정렬이 바뀌는 방법을 이용하여 광의 투과도를 조절함으로써 영상으로 구현된다.

이때, 상기 액정의 정렬은 액정물질 자체의 특성뿐만 아니라 대향하는 상기 두 기판 상의 화소 전극과 공통 전극 상에 각각 형성된 배향막의 특성에 따라 결정된다.

상기 배향막은 일반적으로 유기 고분자 물질인 폴리이미드(Polyimide) 등을 사용하여 다음과 같은 방법으로 형성된다.

먼저, 상기 배향막 형성 공정은, 박막트랜지스터 어레이가 형성되거나, 컬러필터 어레이가 형성된 기판 상부에 폴리아믹산(Polyamic Acid) 용액이나 가용성 폴리이미드 용액을 도포하고, 60℃ ~ 80℃ 에서 용제를 날린 후, 80℃ ~ 200℃에서 경화시켜 폴리이미드 막을 형성한다.

그리고, 상기 기판 상에 형성된 상기 폴리이미드 막을 헝겊과 같은 천을 이용하여 기계적으로 러빙(Rubbing)시켜 상기 폴리이미드 막에 액정 배향성을 갖게 한다.

이와 같은 방법으로 형성된 상기 배향막을 구비하고 마주 보도록 합착된 두 개의 기판 사이에 형성된 액정은 상기 배향막을 따라 정렬되는 효과를 얻을 수 있다.

여기서, 상기 러빙공정은 상기 폴리이미드 막에 액정 배향성을 갖추기 위한 것으로, 기판 상에 형성된 상기 폴리이미드 막과 상기 천의 마찰에 의해 액정 배향성이 부여된다.

이러한 러빙공정 중 외부로부터 다른 이물질이 상기 폴리이미드 막과 상기 천 사이에 투입될 경우 상기 이물질에 의한 액정 배향성의 불균일성이 발생하기 때문에 상기 액정배향에 불량이 발생한다. 따라서, 상기 러빙공정은 청결하게 이루어져야 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래기술에 따른 러빙 장치 및 그 방법에 관해 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래 기술에 따른 러빙장치의 사시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 러빙 장치는 기판(11)을 지지하고 롤러(Roller)(18)에 의해 이동되는 테이블(17)과, 상기 기판(11)면에 구동축이 평행한 원통형으로 형성되어 구동부(도시하지 않음)로부터 동력을 전달받아 고속으로 회전하는 러빙롤(Rubbing Roll)(12)과, 상기 러빙롤(12)의 외주면에 감긴 러빙포(13)를 포함하여 구성된다.

도시하지는 않았지만, 상기 러빙장치를 둘러싸고 있는 외부 보호막이 있어서 외부로부터의 이물질의 유입을 방지하여 상기 러빙 장치의 청결을 유지시킨다.

여기서, 상기 테이블(17)은 재질이 세라믹으로 되어 있고, 상기 테이블(17)의 상부에는 일정 간격 진공홀(Vacuum hall)(도시하지 않음)이 형성되어 있어서, 러빙 시 진공으로 상기 기판(11)을 고정할 수 있다.

따라서, 종래 기술의 러빙장치는 상기 기판(11)을 러빙되어야 할 방향에 따 라 다양한 각도로 상기 테이블(17) 상에 위치시킬 수도 있다.

도 2는 종래 기술에 따른 러빙장치의 개략적인 단면도로서, 종래 기술의 러빙장치는 구동부의 회전동력을 전달받아 고속으로 회전하는 상기 러빙롤(12)이 상 기 기판의 두께에 상응하는 높이에 고정되어 있고, 상기 기판(11)이 상기 테이블(17)의 이동 의해 일방향으로 전진하는 과정에서 상기 기판(11)의 상부 표면이 상기 러빙포(13)에 마찰됨으로써 러빙된다.

즉, 종래의 경우 상기 러빙롤(12)과 기판의 간격을 항상 일정하게 유지한 상태에서 상기 러빙롤의 회전수(RPM)를 소정 수치로 고정한 후 러빙을 실시하였다.

이때, 상기 러빙롤(12)에 양면 테이프(14) 등을 이용하여 러빙포(13)를 부착시킨다.

또한, 상기 테이블(17)은 상기 롤러(도 1의 18)에 의해 직선 이동될 수도 있지만, 샤프트(Shaft)에 의해 직선 이동될 수도 있다.

따라서, 종래 기술의 러빙 장치는 상기 롤러(18) 또는 샤프트에 의해 직선으로 이동되는 테이블의 이동에 따라 상기 테이블(17) 상에 위치한 기판의 상부 표면을 러빙시킬 수 있다.

한편, 도 3은 종래 기술에 따른 러빙장치 및 기판의 러빙 시 상세 단면도로서, 러빙포(13)가 감긴 러빙롤(12)이 기판의 상부 표면과 오버랩되어 회전하면서, 상기 기판(11)의 상부 표면을 러빙하고 있다.

여기서, 상기 러빙롤(12)의 직경을 'Φ', 기판(11)과 러빙롤(12)의 간격을 ' Y ', 러빙 깊이를 ' d ', 러빙포(13)의 두께를 ' t ', 양면 테이프(14) 두께를 ' T ', 러빙된 마크(Mark)의 폭을 ' M '으로 한다.종래의 러빙 공정은 상기 기판(11)과 러빙롤의 간격(Y)를 항상 일정하게 하여 러빙을 실시하는 것으로, 이에 따라 상기 러빙된 마크 폭(M)도 일정하게 유지된다.

이와 같은 종래의 러빙 공정에 의하면 다음과 같은 계산식이 성립한다.

이와 같은 식에서 상기 마크폭(M)을 130mm으로 일정하게 유지하려고 하는 경우, 상기 러빙포의 두께(t)를 1.8mm, 양면테이프의 두께(T)를 0.08mm 라고 할 때 다음의 계산식을 만족한다.

이에 따라, 상기 기판(11)과 러빙롤(12) 간격 ' Y '는 1.46mm를 구할 수 있고, 실제 상기 러빙포(13)와 기판(11)의 오버랩되어 러빙된 깊이 'd'는 't + T - Y '이므로 0.34mm가 된다.

즉, 상기 식에 의하면 0.34mm의 러빙 깊이를 일정하게 형성하기 위해서는 상기 기판(11)과 러빙롤(12)의 간격을 1.46mm로 하고, 마크폭을 130mm로 유지하면 가능하게 되는 것이다.

그러나, 실제로 앞서 설명한 종래의 러빙 장치로 러빙을 실시할 때, 일정한 러빙 깊이가 형성되지 않아 러빙 불량이 초래되는 경우가 많이 발생된다.

이는 상기 러빙롤(12)의 토크(torque)치가 러빙 공정 진행 중에 유동적으로 변화된다는 점을 간과하였기에 발생되는 것이다.

상기 러빙롤(12)의 토크치는 상기 러빙롤를 구동시키는 모터의 용량수치를 의미하는 것으로, 이는 현재 러빙 모터의 용량 / 최대 모터 용량 의 값이다.

즉, 상기 러빙 장치에 의해 러빙이 이루어질 때, 러빙롤의 토크치가 일정하게 유지되는 경우라면 일정한 러빙 깊이가 형성되어 러빙 불량이 발생되지 않으나, 현실적으로 상기 러빙롤의 토크치는 러빙 공정 진행 중에 변화되므로, 종래의 경우 상기 토크치의 변화에 따른 러빙 불량은 극복하기 어려운 문제가 있다.

본 발명은 러빙 공정 진행 중에 변화되는 러빙롤의 토크치를 반영하여 러빙 공정을 수행하고, 불량 발생시 토크치를 일정하게 유지하여 재 러빙을 실시함으로써, 토크치 변동에 의한 러빙 불량을 극복할 수 있는 액정표시장치의 러빙 장치 및 러빙 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 액정표시장치의 러빙 장치는, 회전축이 기판면에 평행하도록 설치되어 회전하는 러빙롤과; 상기 러빙롤의 토크치 변화에 따라 상기 러빙롤의 위치가 상, 하로 조절되도록 하는 러빙롤 지지부와; 상기 러빙롤의 외주면에 감긴 러빙포와; 진공홀에 의해 상기 기판을 평탄하게 지지하고 수평 방향으로 이동 가능하도록 설치된 테이블과; 러빙 공정 중에 변화되는 상기 러빙롤의 토크치를 체크하고, 이를 사용자에게 디스플레이하는 러빙롤 토크치 감지부가 포함되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 러빙롤 토크치 감지부에 의해 토크치가 기본적인 러빙롤의 토크치보다 높게 감지된 경우 상기 러빙롤의 위치가 상측으로 이동되어 러빙롤과 기판간의 간격이 커지며, 상기 러빙롤 토크치 감지부에 의해 토크치가 기본적인 러빙롤의 토크치보다 낮게 감지된 경우 상기 러빙롤의 위치가 상측으로 이동되어 러빙롤과 기판간의 간격이 작아짐을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 액정표시장치의 러빙 방법은, 일 방향으로 이동되는 기판의 상부 표면에 러빙포가 마찰되어 러빙이 수행되는 단계와; 상기 러빙이 수행됨에 있어서 상기 러빙포가 외주면에 감겨 있어 이를 회전시키는 러빙롤러의 토크치가 기준치보다 상승 또는 하강하는 단계와; 상기 토크치가 기준치보다 상승 또는 하강함에 따라 상기 러빙롤의 위치가 상측 또는 하측으로 이동되어 상기 러빙롤러의 토크치를 기준치에 맞게 조정된 후 러빙이 수행되는 단계가 포함되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 러빙롤의 위치가 상측 또는 하측으로 이동되는 것이 상기 기판의 러빙 공정 중에 실시간으로 수행될 수 있다.

또는 상기 러빙롤의 토크치를 기준치에 맞게 조정된 후 러빙이 수행되는 것은, 상기 기판의 러빙 공정에 완료 된 후 재 러빙 공정에서 이루어 질 수 있으며, 상기 재 러빙 공정은 상기 러빙롤의 토크치가 기준 토크치의 10%를 초과하는 변동이 발생된 경우에 수행됨을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세히 설명하도록 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 러빙장치의 사시도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 러빙 장치는 기판(110)을 지지하고 롤러(Roller)(180)에 의해 이동되는 테이블(170)과, 상기 기판(110)면에 구동축이 평행한 원통형으로 형성되어 구동부(도시하지 않음)로부터 동력을 전달받아 고속으로 회전하는 러빙롤(Rubbing Roll)(120)과, 상기 러빙롤(120)의 외주면에 감긴 러빙포(130)를 포함하며, 상기 러빙롤(120)의 토크(torque)치 변화에 따라 러빙롤(120)과 기판(110) 간의 간격을 변화시키도록 상기 러빙롤(120)의 상,하 위치를 이동시키는 즉, 사기 러빙롤(120)이 상하로 이동되는 러빙롤러 홀(142)이 구비된 러빙롤 지지부(140)가 더 구비됨을 특징으로 한다.

또한, 도시되지 않았지만 상기 러빙장치에는 러빙 공정 중에 변화되는 상기 러빙롤의 토크치를 체크하고, 이를 사용자에게 디스플레이하는 러빙롤 토크치 감지부가 더 구비된다.

즉, 본 발명에 의한 러빙장치는 종래의 러빙장치와는 달리 러빙 공정 진행 중에 러빙롤의 토크치를 고려하여, 상기 토크치에 변동이 발생되는 경우 이를 러빙 공정에 반영하는 것을 특징으로 한다.

일 례로 러빙 공정에 있어서의 기본적인 러빙롤의 토크치보다 높은 토크치가 감지되는 경우, 상기 러빙롤(120)의 위치를 상측으로 이동하여 러빙롤(120)과 기판(110)간의 간격을 크게 하고, 반대로 러빙 공정에 있어서의 기본적인 러빙롤의 토크치보다 낮은 토크치가 감지되는 경우, 상기 러빙롤(120)의 위치를 하측으로 이동하여 러빙롤(120)과 기판(110)간의 간격을 작게 하는 것이다.

이와 같이 종래의 러빙 장치에서 고려치 못하던 러빙롤의 토크치를 러빙 공정 중에 반영함으로써, 토크치 변동에 의해 발생되는 러빙 불량을 극복할 수 있는 것이다.

또한, 도시하지는 않았지만, 상기 러빙장치를 둘러싸고 있는 외부 보호막이 있어서 외부로부터의 이물질의 유입을 방지하여 상기 러빙 장치의 청결을 유지시킨 다.

여기서, 상기 테이블(170)은 재질이 세라믹으로 되어 있고, 상기 테이블(170)의 상부에는 일정 간격 진공홀(Vacuum hall)(도시하지 않음)이 형성되어 있어서, 러빙 시 진공으로 상기 기판(110)을 고정할 수 있다. 따라서, 상기 본 발명에 의한 러빙장치도 상기 기판(110)을 러빙되어야 할 방향에 따 라 다양한 각도로 상기 테이블(170) 상에 위치시킬 수도 있다.

도 5a 및 도 5b는 본 발명에 의한 러빙장치의 개략적인 단면도로서, 러빙롤의 토크치에 따른 기판 및 러빙롤 간의 간격 변화를 설명하고 있다.

본 발명에 의한 러빙장치는 구동부의 회전동력을 전달받아 고속으로 회전하는 상기 러빙롤(120)이 상기 기판의 두께에 상응하는 높이에 고정되지 않고, 상기 러빙롤의 토크치 변화에 대응되어 변동되도록 러빙롤 지지부에 구비되어 있으며, 상기 기판(110)이 상기 테이블(170)의 이동 의해 일방향으로 전진하는 과정에서 상기 기판(110)의 상부 표면이 상기 러빙포(130)에 마찰됨으로써 러빙된다.

즉, 본 발명의 경우 상기 러빙롤(120)과 기판(110)의 간격을 항상 일정하게 유지되는 것이 아니라, 러빙롤의 토크치를 일정하게 유지하는 방향으로 러빙을 실시하는 것을 그 특징으로 한다.

러빙장치에 구비된 토크치 감지부에 의해 진행 중인 러빙 공정에 있어서의 토크치가 기본적인 러빙롤의 토크치보다 높게 감지된 경우, 도 5a에 도시된 바와 같이 상기 러빙롤(120)의 위치가 상측으로 이동되어 러빙롤(120)과 기판(110)간의 간격을 크게 하고, 반대로 러빙장치에 구비된 토크치 감지부에 의해 진행 중인 러 빙 공정에 있어서의 토크치가 기본적인 러빙롤의 토크치보다 낮게 감지된 경우, 도 5a에 도시된 바와 같이 상기 러빙롤(120)의 위치가 하측으로 이동되어 러빙롤(120)과 기판(110)간의 간격을 작게 하는 것이다.

이에 따라 상기 러빙롤(120)의 위치가 상측으로 이동하게 되면, 상기 기판(110)에 맞닿은 러빙포(130)의 면적이 적게 되어 러빙롤(120)이 받는 힘이 줄어들므로 토크치가 줄어들게 되고, 상기 러빙롤(120)의 위치가 하측으로 이동하게 되면, 상기 기판(110)에 맞닿은 러빙포(130)의 면적이 많게 되어 러빙롤(120)이 받는 힘이 늘어나므로 토크치가 증가하게 된다.

미설명된 도면부호 140은 상기 러빙포(130)을 상기 러빙롤(120)의 외주면에 접착하기 위한 양면테이프이다.

결과적으로 상기 러빙롤(120)의 위치를 상,하로 조절함으로써 러빙 공정 중의 토크치를 일정하게 유지할 수 있게 되는 것이다.

즉, 앞서 설명한 본 발명에 따른 러빙 장치를 이용한 러빙 방법은, 러빙 공정 진행 중에 감지되는 토크치의 변화를 실시간으로 반영하여 상기 러빙롤의 위치를 상, 하로 이동시킴으로써 토크치 변화에 따른 러빙 불량을 극복하는 것을 그 특징으로 한다.

단, 상기 본 발명에 의한 러빙 장치를 이용한 러빙 방법은 앞서 설명한 바에 한정되는 것은 아니며, 러빙 공정 진행 중에 변화되는 러빙롤의 토크치를 반영하여 러빙 공정을 수행하는 방법은 다양하게 이루어질 수 있다.

일 례로, 러빙 공정에 따른 기본적인 토크치를 설정하고, 한 기판의 러빙 공 정이 완료된 후 상기 완료된 러빙 공정 진행 중에 상기 기본적인 토크치 이상 또는 이하의 토크치가 감지된 경우 그에 대한 러빙 불량을 극복하기 위해 러빙롤의 위치를 변동하여 재 러빙을 실시하는 방법도 가능한 것이다.

이 때, 상기 기본적인 토크치는 기준 토크치의 10% 이내의 변동을 포함하도록 설정할 수 있다.

즉, 상기 러빙롤의 토크치 변화를 반영함에 있어서는, 이를 러빙 공정 중에 실시간으로 반영하거나, 또는 러빙 공정 완료 후에 재 러빙 처리를 통해서도 이루어 질 수 있는 것이다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 러빙 공정 진행 중에 변화되는 러빙롤의 토크치를 반영하여 러빙 공정을 수행하고, 불량 발생시 토크치를 일정하게 유지하여 재 러빙을 실시함으로써, 토크치 변동에 의한 러빙 불량을 극복할 수 있다는 장점이 있다.

Claims (6)

1. 회전축이 기판면에 평행하도록 설치되어 회전하는 러빙롤과;

   상기 러빙롤의 토크치 변화에 따라 상기 러빙롤의 위치가 상, 하로 조절되도록 하는 러빙롤 지지부와;

   상기 러빙롤의 외주면에 감긴 러빙포와;

   진공홀에 의해 상기 기판을 평탄하게 지지하고 수평 방향으로 이동 가능하도록 설치된 테이블과;

   러빙 공정 중에 변화되는 상기 러빙롤의 토크치를 체크하고, 이를 사용자에게 디스플레이하는 러빙롤 토크치 감지부가 포함되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 러빙 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 러빙롤 토크치 감지부에 의해 토크치가 기본적인 러빙롤의 토크치보다 높게 감지된 경우 상기 러빙롤의 위치가 상측으로 이동되어 러빙롤과 기판간의 간격이 커지며,

   상기 러빙롤 토크치 감지부에 의해 토크치가 기본적인 러빙롤의 토크치보다 낮게 감지된 경우 상기 러빙롤의 위치가 상측으로 이동되어 러빙롤과 기판간의 간격이 작아짐을 특징으로 하는 액정표시장치의 러빙 장치.
3. 일 방향으로 이동되는 기판의 상부 표면에 러빙포가 마찰되어 러빙이 수행되는 단계와;

   상기 러빙이 수행됨에 있어서 상기 러빙포가 외주면에 감겨 있어 이를 회전시키는 러빙롤러의 토크치가 기준치보다 상승 또는 하강하는 단계와;

   상기 토크치가 기준치보다 상승 또는 하강함에 따라 상기 러빙롤의 위치가 상측 또는 하측으로 이동되어 상기 러빙롤러의 토크치를 기준치에 맞게 조정된 후 러빙이 수행되는 단계가 포함되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 러빙 방법.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 러빙롤의 위치가 상측 또는 하측으로 이동되는 것이 상기 기판의 러빙 공정 중에 실시간으로 수행됨을 특징으로 하는 액정표시장치의 러빙 방법.
5. 제 3항에 있어서,

   상기 러빙롤의 토크치를 기준치에 맞게 조정된 후 러빙이 수행되는 것은, 상기 기판의 러빙 공정에 완료 된 후 재 러빙 공정에서 이루어 짐을 특징으로 하는 액정표시장치의 러빙 방법.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 재 러빙 공정은 상기 러빙롤의 토크치가 기준 토크치의 10%를 초과하는 변동이 발생된 경우에 수행됨을 특징으로 하는 액정표시장치의 러빙 방법.

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