CN103824807A - 制造柔性显示装置的方法 - Google Patents

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Abstract

一种制造柔性显示装置的方法,该方法包括:通过利用卷对卷设备在柔性基板上形成薄膜晶体管(TFT)、第一电极和像素限定膜;将柔性基板与卷对卷设备分离开;将柔性基板附接到支撑基板;在第一电极上形成有机发光二极管(OLED)和封装层;以及将柔性基板与支撑基板分离开。

Description

制造柔性显示装置的方法
相关专利申请的交叉引用
本申请要求于2012年11月16日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2012-0130512的优先权和权益,通过引用将该申请的全部内容合并于此。
技术领域
本发明涉及一种制造柔性显示装置的方法。
背景技术
近来,对液晶显示(LCD)设备和有机发光显示设备(均包括薄膜晶体管(TFT))的使用已经扩展到诸如数字摄像机、视频摄像机、个人数字助理(PDA)以及移动电话之类的移动设备的显示设备市场。
移动设备的这种显示设备理想上是便携、薄(例如,应用于具有各种形状的显示设备中)、轻且柔性的。为此,已建议针对显示设备的柔性基板(例如,由薄的玻璃材料形成)执行的制作步骤应在首先将柔性基板附接至支撑基板之后再执行。
然而,在很多情况下,支撑基板和柔性基板是接合在一起的,因此在高温下难以彼此分离开。
发明内容
根据本发明的示例性实施例提供一种制造柔性显示装置的方法,其中支撑基板和柔性基板能够相对容易彼此分离开。
根据本发明的一个方面,提供一种制造柔性显示装置的方法,该方法包括:通过利用卷对卷设备在柔性基板上形成薄膜晶体管(TFT)、第一电极和像素限定膜;将所述柔性基板与所述卷对卷设备分离开;将所述柔性基板附接到支撑基板;在所述第一电极上形成有机发光二极管(OLED)和封装层;以及将所述柔性基板与所述支撑基板分离开。
所述柔性基板可以为玻璃基板。
所述玻璃基板可以具有0.05毫米(mm)至0.1mm范围内的厚度。
所述方法可以进一步包括:在形成所述TFT、所述第一电极和所述像素限定膜之后以及在将所述柔性基板与所述卷对卷设备分离开之前,清洗所述柔性基板。
形成封装层可以包括在所述OLED上形成包括有机层和无机层的多层。
可以在高于所述OLED和所述封装层形成于所述第一电极上时所处的温度的温度下形成所述TFT、所述第一电极和所述像素限定膜。
根据本发明的另一方面,提供一种制造柔性显示装置的方法,该方法包括:利用卷对卷设备在柔性基板上形成TFT、第一电极和像素限定膜;将所述柔性基板与所述卷对卷设备分离开,并将所述柔性基板附接到支撑基板;在所述第一电极上形成包括发射层的中间层与第二电极;以及将所述柔性基板与所述支撑基板分离开。
所述柔性基板可以为玻璃基板,并且具有0.05mm至0.1mm范围内的厚度。
所述支撑基板可以为玻璃基板,并且具有0.4mm至0.6mm范围内的厚度。
所述方法可以进一步包括:在形成所述像素限定膜之后以及在将所述柔性基板附接到所述支撑基板之前:清洗所述柔性基板;并且切割所述柔性基板。
所述第一电极可以为阳极,并且所述第二电极可以为阴极。
所述方法可以进一步包括在形成:所述第二电极之后以及在将所述柔性基板与所述支撑基板分离开之前:形成封装层;并且在所述封装层上形成起偏振片。
可以在高于包括所述发射层的所述中间层和所述第二电极形成于所述第一电极上时所处的温度的温度下形成所述TFT、所述第一电极和所述像素限定膜。
根据本发明的另一方面,提供一种制造柔性显示装置的方法,该方法包括:利用卷对卷设备在柔性基板上形成薄膜晶体管(TFT)、第一电极和像素限定膜;对所述柔性基板执行清洗工艺,并且将所述柔性基板附接至支撑基板,以使所述柔性基板与所述支撑基板结合;在所述柔性基板上形成有机发光二极管(OLED),并且在所述OLED上形成封装层;以及将所述柔性基板与所述支撑基板分离开。
所述柔性基板和所述支撑基板可以为玻璃基板,并且所述柔性基板可以比所述支撑基板薄。
所述柔性基板可以具有0.05mm至0.1mm范围内的厚度,并且所述支撑基板可以具有0.4mm至0.6mm范围内的厚度。可以在高于形成所述有机发光二极管和所述封装层所处的温度的温度下形成所述TFT、所述第一电极和所述像素限定膜。
附图说明
通过参照附图详细描述本发明的示例性实施例,本发明的上述和其它特征和方面将变得更加明显,在附图中:
图1是根据本发明实施例的利用卷对卷方法制造柔性显示装置的例子的示意图;
图2是示意性图示根据本发明实施例的制造柔性显示装置的过程的流程图;以及
图3至图13是示意性图示根据本发明实施例的制造柔性显示装置的过程的截面图。
具体实施方式
在下文中,将参照其中示出本发明示例性实施例的附图更完整地描述本发明。然而,本发明可以采用多种不同的形式来具体体现,而不应被解释为限于在本文所阐述的示例性实施例,并且这些示例性实施例应覆盖落入本发明范围内的所有修改、等同以及替代实施例。在以下描述中,如果确定众所周知的功能或构造会由于不必要的细节而使本发明不清楚,则不对它们进行详细描述。
应当理解,虽然在本文中可利用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各元件、部件、区域、层和/或部分,但这些元件、部件、区域、层和/或部分不应受到这些术语限制。这些术语仅仅用于将一个元件、部件、区域、层或部分与另一元件、部件、区域、层或部分区别开。因此,在不脱离本发明的教义的情况下,下面讨论的第一元件、第一部件、第一区域、第一层或第一部分可以被称为第二元件、第二部件、第二区域、第二层或第二部分。
本文中使用的术语仅仅是为了描述具体实施例的目的,而不旨在限制本发明。如在本文中使用的,单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包含复数形式,除非上下文清楚地指出相反意思。应当进一步理解,当在本说明书中使用时,术语“包括”和“包含”指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在,但不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组合的存在或增加。
在各图中,为清楚起见,层的厚度以及区域可以被放大。相同的附图标记在所有图中表示相同的元件。应当理解,当一元件或层被提及为位于另一元件或另一层“上”时,该元件或层可直接位于另一元件或另一层上或者中间元件或中间层上。相反,当一个元件被提及为“直接”位于另一个元件或另一个层“上”时,则不存在中间元件或中间层。
如在本文中所使用的,术语“和/或”包括所列出的相关联项中的一个或多个的任意组合和所有组合,并且诸如“……中的至少一个”之类的表述当位于一列元件之后时,修饰整列元件,而并非修饰该列中的单个元件。
图1是根据本发明实施例的利用卷对卷(roll-to-roll)方法制造柔性显示装置的例子的示意图。图2是示意性图示根据本发明实施例的制造柔性显示装置的过程的流程图。
参照图1和2,柔性基板111在被缠绕在送料辊110上的状态下制备。柔性基板111可以由绝缘材料形成,并且可以包括例如薄玻璃的柔性材料。薄玻璃可以具有0.05毫米(mm)至0.1mm范围内的厚度。
柔性基板111可以具有用于形成印刷电路板(PCB)的柔性特性。收绕辊(retrieving roll)210位于与送料辊110所在的一侧相对的一侧,以卷起并收绕柔性基板111。当缠绕在送料辊110上的柔性基板111被松开时,对柔性基板111执行制造PCB的工艺,然后通过收绕辊210卷起柔性基板111。
可以相邻于送料辊110和收绕辊210分别安装张力维持组件310,以便维持施加于待传送的柔性基板111的张力。
利用卷对卷设备(roll-roll device)1沿柔性基板111移动的方向执行各工艺,以在柔性基板111的前表面上形成薄膜晶体管(TFT)120、第一电极131和像素限定膜116(操作A1),来制造设备。
然后,对柔性基板111执行清洗工艺(操作A2)。在随后工艺期间,将根据该清洗工艺清洗的柔性基板111的后表面放置在支撑基板141上。
可以利用干洗或湿洗执行清洗工艺。当利用干洗执行清洗工艺时,可以使用CO2、超声波或激光脉冲,但本发明不限于此。
尽管清洗工艺在上面被描述为利用卷对卷设备1来执行,但本发明不限于此,而且可以在将柔性基板111与卷对卷设备1分离开之后,再清洗柔性基板111。
然后,将柔性基板111切割为一定大小(例如,预定大小或期望大小)(操作A3)。经切割之后的柔性基板111的大小可以根据随后工艺中的工艺设备和条件来改变。
然后,将切割的柔性基板111附接至支撑基板141(例如,安装、设置、布置于支撑基板141上或联接至支撑基板141),以与支撑基板141结合(操作A4)。
支撑基板141可以是玻璃基板,并且其可以具有0.4mm至0.6mm的厚度。然而,本发明不限于此,而且支撑基板141可以由能够支撑柔性基板111并耐工艺压力的其它各种材料中的任意一种材料(例如透明塑料或金属)形成。
然后,在柔性基板111上形成有机发光二极管(OLED)和封装薄膜(操作A5)。
然后,将结合的支撑基板141和柔性基板111彼此分离开(操作A6)。
利用卷对卷设备1形成TFT120、第一电极131、像素限定膜116(操作A1)可以在200℃或更高的高温下执行。当在柔性基板111和支撑基板141结合的状态下执行这种高温工艺时,柔性基板111和支撑基板141可以接合在一起,而彼此不分离开。
根据本发明实施例,在利用卷对卷设备1对柔性基板111执行高温工艺之后,柔性基板111和支撑基板141彼此结合,并且在相对较低的温度下形成OLED和封装薄膜。因此,结合的柔性基板111和支撑基板141彼此可以相对较容易地分离开。此外,在柔性基板111和支撑基板141的分离过程中,还可以防止或降低对柔性基板111的损坏,从而降低制造成本,并提高工艺可靠性。
图3至图13是示意性图示根据本发明实施例的制造柔性显示装置的过程的截面图。
参照图3,从图1的送料辊110制备柔性基板111。
柔性基板111具有用于形成PCB的柔性特性,由绝缘材料形成,并且可以包括诸如薄玻璃的柔性材料。薄玻璃可以具有0.05mm至0.1mm的厚度,但本发明不限于此。柔性基板111具有耐高热性和持久性,并且可以由具有耐高热性和持久性的塑料材料形成,例如由聚乙烯乙醚苯二甲酸、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚芳酯、聚醚酰亚胺、聚醚砜或聚酰亚胺形成。
接下来,参照图4,可以在柔性基板111上形成缓冲层112。缓冲层112可以包括无机膜或有机膜中的至少一种。缓冲层112可以防止或减少水分或杂质渗入柔性基板111内,或者可以在结晶工艺中控制向柔性基板111传递热量的速率,从而有助于半导体的结晶。
接下来,参照图5,在缓冲层112上形成TFT120。图5图示了形成顶栅TFT作为TFT120的示例的例子。然而,本发明不限于此,而且可以形成具有不同结构的TFT,例如底栅TFT。为便于说明,下面描述形成图5所示的TFT120的例子。
当TFT120为顶栅型时,在缓冲层112上依次形成半导体层121、栅极绝缘膜113、栅电极122、层间绝缘膜114、接触孔124以及源电极和漏电极123。
半导体层121可以由多晶硅形成,使得半导体层121的区域掺杂有杂质。或者,半导体层121可以由非晶硅或其它各种有机半导体材料中的任意一种(例如并五苯)形成。
为了利用多晶硅形成半导体层121,可以利用非晶硅形成层,然后使该层结晶为多晶硅。在这种情况下,可以使用诸如快速热退火(RTA)、固相结晶化(SPC)、准分子激光退火(ELA)、金属诱导结晶化(MIC)、金属诱导横向结晶化(MILC)以及连续横向固化(SLS)之类的各种结晶化方法之一。
在半导体层121和栅电极122之间形成栅极绝缘膜113,以使半导体层121和栅电极122彼此绝缘。栅极绝缘膜113可以由例如二氧化硅或氮化硅的绝缘材料形成。或者,栅极绝缘膜113可以由有机绝缘材料形成。
栅电极122可以由例如Mg、Al、Ni、Cr、Mo、W、MoW和Au的各种导电材料之一形成。在这种情况下,可以以单层形式或多层形式形成栅电极122。
层间绝缘膜114可以由例如二氧化硅或氮化硅的绝缘材料形成。或者,层间绝缘膜114可以由有机绝缘材料形成。可以选择性地除去层间绝缘膜114和栅极绝缘膜113,以形成接触孔124,源极区和漏极区通过接触孔124被暴露。然后,在层间绝缘膜114上通过利用栅电极122的材料以单层形式或多层形式各形成源电极和漏电极123,使得接触孔124分别填满源电极和漏电极123。
参照图6,在源电极和漏电极123上形成平坦化膜(例如,保护膜和/或钝化层)115,以保护且平坦化位于平坦化膜115下的TFT120。
平坦化膜115可以具有各种形状中的任意形状,并且可以由诸如苯并环丁烯(BCB)或丙烯的有机材料或诸如氮化硅(SiNx)的无机材料形成。此外,平坦化膜115可以具有单层形式或双层或多层形式。
然后,在平坦化膜115上形成第一电极131,以在TFT120上形成OLED。第一电极131通过接触孔130电联接至源电极和漏电极123之一。第一电极131可以充当阳极或阴极,并且可以由各种导电材料中的任意一种形成。
根据发射类型,第一电极131可以形成为透明电极或反射电极。当第一电极131为透明电极时,第一电极131可以由ITO、IZO、ZnO或In2O3形成。当第一电极131为反射电极时,可以在反射层上沉积反射膜,该反射膜由选自包括Ag、Mg、Al、Pt、Pd、Au、Ni、Nd、Ir和Cr以及ITO、IZO、ZnO或In2O3的组中的至少一种材料形成。
然后,参照图7,在第一电极131上形成由绝缘材料形成的像素限定膜116,并且图案化像素限定膜116,使得第一电极131的至少一部分暴露。
像素限定膜116可以是由无机材料形成的无机膜,该无机材料选自包括二氧化硅(SiO2)、SiNx或具有类似特性的其它适合的无机材料的组。
然后,参照图8,利用清洗设备200执行清洗工艺。可以在利用图1的卷对卷设备1的同时执行该清洗工艺,但本发明不限于此。在另一实施例中,在将柔性基板111和卷对卷设备1分离开之后执行清洗工艺。
然后,将与卷对卷设备1分离开的柔性基板111切割为一定大小(例如,预定大小或期望大小)。经切割之后的柔性基板111的大小可以根据随后工艺中使用的工艺设备和条件来改变。
然后,参照图9,将切割后的柔性基板111附接在图1的支撑基板141之上,以与支撑基板141结合。上面参照图3至图7描述的某些工艺在200℃或更高的高温下执行,但随后的工艺在相对较低的温度下执行。因此,尽管随后的工艺是在支撑基板141和柔性基板111彼此结合的状态下执行的,但在较低温度下执行随后工艺步骤的支撑基板141和柔性基板111可以提高支撑基板141和柔性基板111可以分离开的容易程度。
支撑基板141可以是玻璃基板。例如,玻璃基板可以具有0.4mm至0.6mm的厚度,但本发明不限于此。可替代地,支撑基板141可以由能够支撑柔性基板111且耐工艺压力的其它各种材料(例如透明塑料或金属)中的任意一种形成。
尽管在图9中未示出,但在支撑基板141和柔性基板111之间可以另外形成分离层。分离层可以由各种材料中的任意一种形成,并且可以由适于将支撑基板141和柔性基板111分离开的材料形成。
然后,参照图10,在第一电极131的暴露部分上形成包括发射层(EML)的中间层132,在中间层132上形成第二电极133,以正对第一电极131,同时中间层132位于第一电极131和第二电极133之间,从而制造OLED。中间层132至少包括发射层(EML),并且可以进一步包括空穴注入层(HIL)、空穴传输层(HTL)、电子传输层(ETL)或电子注入层(EIL)中的至少一种。
为便于说明,图6示出了一个子像素,并且根据另一实施例,中间层132还可以与相邻子像素的中间层132整体形成。可以以各种形式修改中间层132。例如,中间层132可以包括多个层,其中的一个层可以形成为对应于每个子像素,而其余层可以与相邻子像素的中间层132整体形成。
如果OLED为全色OLED,则发射层(EML)可以根据红色、绿色和蓝色子像素而被图案化为包括红色发射层、绿色发射层以及蓝色发射层。为发出白色光,反射层(EML)可以具有其中红色发射层、绿色发射层和蓝色发射层堆叠的多层结构,或者可以具有包括红色发光材料、绿色发光材料和蓝色发光材料的单层结构。
第二电极133根据第一电极131的功能可以充当阴极或阳极。与第一电极131相似,第二电极133可以形成为透明电极或反射电极。当第二电极133是透明电极时,第二电极133可以包括由选自包括Li、Ca、LiF/Ca、LiF/Al、Al和Mg的组的至少一种材料形成的层,和位于该层上且由用于形成透明电极的材料(例如ITO、IZO、ZnO或In2O3)形成的辅助总线或总线电极线。当第二电极133是反射电极时,通过沉积选自Li、Ca、LiF/Ca、LiF/Al、Al和Mg的至少一种材料来形成第二电极133。
参照图11,在第二电极133上形成封装层300,以封装OLED。封装层300可以是由无机材料、有机材料或其组合形成的阻挡层。
如果封装层300是通过依次沉积无机材料和有机材料而获得的具有多层薄膜结构的封装薄膜,则无机材料可以保护OLED不受水分、外部物质或污染物干扰,并且有机材料可以有助于执行平坦化和缺陷填充。
有机材料可以是包括传统聚合物(PMMA,PS)、苯酚基的聚合衍生物、丙烯基聚合物、亚胺基聚合物、芳醚基聚合物、酰胺基聚合物、氟基聚合物、对二甲苯基聚合物、乙烯醇基聚合物或它们的组合的有机绝缘膜。
无机材料可以是包括SiO2、SiNx、SiON、Al2O3、TiO2、Ta2O5、HfO2、ZrO2、BST或PZT的无机绝缘膜。无机材料和有机材料沉积的顺序是可变的。可替代地,封装层300可以具有包括至少一个无机层和至少一个有机层的多层结构。
然后,参照图12,执行层间分层工艺,来将柔性基板111和支撑基板141彼此分离开。可以利用物理机制或用户的手执行该工艺。
然后,以面板单位执行切割工艺。
然后,参照图13,将起偏振片519附接到封装层300。起偏振片519可以是线性起偏振片或线性起偏振膜,并且可以具有单层形式或多层形式。可替代地,在将柔性基板111与支撑基板141分离开之前,在封装层300上形成起偏振片。
设计了根据本发明实施例的制造柔性显示装置的方法,来解决当在柔性基板和支撑基板彼此结合的状态下执行高温工艺且结合的柔性基板和支撑基板难以彼此容易分离开时发生的问题。
为了防止或减少这种问题的出现,在上面参照图3至图12描述的制造柔性显示装置的方法中,根据卷对卷方法在柔性基板111上形成第一电极131和像素限定膜116,并且在柔性基板111和支撑基板141彼此结合之后执行随后的工艺。然而,本发明不限于此,而且当工艺温度与上面参照图3至图12描述的温度不同时,可以在不同的时间执行柔性基板111和支撑基板141的结合。
例如,在形成像素限定膜116之后,修改工艺条件,使得在230℃至250℃下执行的熟化工艺在较低温度下执行,与卷对卷设备1分离开的柔性基板111可以与支撑基板141结合,并且可以执行用于形成像素限定膜161的随后工艺。
当在200℃或更高的高温下在第一电极131上形成OLED时,可以通过利用卷对卷设备1在柔性基板111上形成OLED,可以将柔性基板111与卷对卷设备1分离开,然后将柔性基板111与支撑基板141结合,然后可以执行随后的工艺。
如上所描述的,在根据上面实施例的制造柔性显示装置的方法中,通过利用卷对卷设备对柔性基板执行高温过程,并且在柔性基板与支撑基板结合的状态下执行随后的无需在高温下执行的工艺。因此,由于不在高温下对结合的柔性基板和支撑基板执行随后的工艺,因此,柔性基板和支撑基板可相对容易彼此分离开,从而防止或基本防止柔性基板受到损坏,并且提高工艺可靠性。
尽管参照本发明的示例性实施例具体示出并描述了本发明,但是本领域普通技应当理解,可以在不超出所附权利要求和其等同物所限定的本发明的精神和范围的情况下,对其进行形式上和细节上的各种改变。

Claims (17)

1.一种制造柔性显示装置的方法,该方法包括:
通过利用卷对卷设备在柔性基板上形成薄膜晶体管、第一电极和像素限定膜;
将所述柔性基板与所述卷对卷设备分离开;
将所述柔性基板附接到支撑基板;
在所述第一电极上形成有机发光二极管和封装层;以及
将所述柔性基板与所述支撑基板分离开。
2.根据权利要求1所述的制造柔性显示装置的方法,其中所述柔性基板为玻璃基板。
3.根据权利要求2所述的制造柔性显示装置的方法,其中所述玻璃基板具有0.05mm至0.1mm范围内的厚度。
4.根据权利要求1所述的制造柔性显示装置的方法,进一步包括:在形成所述薄膜晶体管、所述第一电极和所述像素限定膜之后以及在将所述柔性基板与所述卷对卷设备分离开之前,清洗所述柔性基板。
5.根据权利要求1所述的制造柔性显示装置的方法,其中形成封装层包括在所述有机发光二极管上形成包括有机层和无机层的多层。
6.根据权利要求1所述的制造柔性显示装置的方法,其中在高于所述有机发光二极管和所述封装层形成于所述第一电极上时所处的温度的温度下形成所述薄膜晶体管、所述第一电极和所述像素限定膜。
7.一种制造柔性显示装置的方法,该方法包括:
利用卷对卷设备在柔性基板上形成薄膜晶体管、第一电极和像素限定膜;
将所述柔性基板与所述卷对卷设备分离开,并将所述柔性基板附接到支撑基板;
在所述第一电极上形成包括发射层的中间层与第二电极;以及
将所述柔性基板与所述支撑基板分离开。
8.根据权利要求7所述的制造柔性显示装置的方法,其中所述柔性基板为玻璃基板,并且具有0.05mm至0.1mm范围内的厚度。
9.根据权利要求7所述的制造柔性显示装置的方法,其中所述支撑基板为玻璃基板,并且具有0.4mm至0.6mm范围内的厚度。
10.根据权利要求7所述的制造柔性显示装置的方法,进一步包括:在形成所述像素限定膜之后以及在将所述柔性基板附接到所述支撑基板之前:
清洗所述柔性基板;并且
切割所述柔性基板。
11.根据权利要求7所述的制造柔性显示装置的方法,其中所述第一电极为阳极,并且所述第二电极为阴极。
12.根据权利要求7所述的制造柔性显示装置的方法,进一步包括:在形成所述第二电极之后以及在将所述柔性基板与所述支撑基板分离开之前:
形成封装层;并且
在所述封装层上形成起偏振片。
13.根据权利要求7所述的制造柔性显示装置的方法,其中在高于包括所述发射层的所述中间层和所述第二电极形成于所述第一电极上时所处的温度的温度下形成所述薄膜晶体管、所述第一电极和所述像素限定膜。
14.一种制造柔性显示装置的方法,该方法包括:
利用卷对卷设备在柔性基板上形成薄膜晶体管、第一电极和像素限定膜;
对所述柔性基板执行清洗工艺,并且将所述柔性基板附接至支撑基板;
在所述柔性基板上形成有机发光二极管,并且在所述有机发光二极管上形成封装层;以及
将所述柔性基板与所述支撑基板分离开。
15.根据权利要求14所述的制造柔性显示装置的方法,其中所述柔性基板和所述支撑基板为玻璃基板,并且
所述柔性基板比所述支撑基板薄。
16.根据权利要求14所述的制造柔性显示装置的方法,其中所述柔性基板具有0.05mm至0.1mm范围内的厚度,并且
所述支撑基板具有0.4mm至0.6mm范围内的厚度。
17.根据权利要求14所述的制造柔性显示装置的方法,其中在高于形成所述有机发光二极管和所述封装层所处的温度的温度下形成所述薄膜晶体管、所述第一电极和所述像素限定膜。
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