JP2004247263A - 有機薄膜発光ディスプレイ - Google Patents
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Abstract
【課題】パッシブマトリクス有機薄膜発光素子を用いたディスプレイの短絡画素の修復および輝線の抑制を行なうこと。
【解決手段】陽極３にデータ側駆動回路６が接続され、陰極４に走査側駆動回路５が接続される。走査側駆動回路５の出力回路部分は、ソース側を定電流回路５２とし、定電流回路５２をバイパス回路５１によりバイパスすることで電源からの電源電圧（＋Ｖ）を陰極４に直接供給する。バイパス回路５１はトランジスタスイッチからなる。このスイッチのオンオフタイミングをタイミング回路７からの信号によって切換えることで、パッシバマトリクス有機薄膜発光ディスプレイ２０の短絡画素の修復動作と短絡画素による輝線の抑制動作を切換える。
【選択図】 図２
【解決手段】陽極３にデータ側駆動回路６が接続され、陰極４に走査側駆動回路５が接続される。走査側駆動回路５の出力回路部分は、ソース側を定電流回路５２とし、定電流回路５２をバイパス回路５１によりバイパスすることで電源からの電源電圧（＋Ｖ）を陰極４に直接供給する。バイパス回路５１はトランジスタスイッチからなる。このスイッチのオンオフタイミングをタイミング回路７からの信号によって切換えることで、パッシバマトリクス有機薄膜発光ディスプレイ２０の短絡画素の修復動作と短絡画素による輝線の抑制動作を切換える。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、有機発光素子を用いたディスプレイの欠陥修復に関するもので、特に詳細には、パッシブマトリクス有機薄膜発光素子を用いたディスプレイの短絡画素の修復および輝線の抑制に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
有機発光素子は、自己発光型素子であるため視認性が高く、低電圧で駆動できるという特徴を持っている。有機発光素子としては、透明基板上に陽極の透明導電性膜、有機物から成る正孔輸送層と発光層、陰極の金属膜を形成した有機層が２層の構造や、有機層が、正孔輸送層、発光層、電子輸送層の３層からなる構造が知られている。
【０００３】
有機発光素子の発光機構は次のように考えられている。陰極から注入された電子と、陽極から注入された正孔とが、発光層中の蛍光性色素分子で励起子を生成し、この励起子が輻射再結合する過程でエレクトロルミネセンスを放つ。このエレクトロルミネセンスは、陽極である透明導電性膜および透明基板を通して外部に放出される。
【０００４】
有機発光素子を用いたディスプレイの一つに、図１に示すようなパッシブマトリクス型（単純マトリクス型）ディスプレイがある。パッシブマトリクス型有機発光ディスプレイは、透明基板１に対して上部に配設された複数の陽極３からなる陽極列と、陽極列とほぼ垂直に交差する複数の陰極４からなるの陰極列と、これらに挾持された有機発光層を含む有機層から構成される。陽極列と陰極列の交差領域がマトリクス状に画素２を複数形成し、これらの画素により表示部分が形成される。
【０００５】
陽極３および陰極４を表示部より基板周囲へ延長し形成した接続部を介して、外部駆動回路と表示部を接続することによりディスプレイ装置が構成される。
【０００６】
近年では、有機発光素子の発光応答速度の速さを活かした高精細なパッシブマトリクス型カラーディスプレイの研究がなされ、フルカラー表示や動画表示といった情報機器用途での低コストでの高品位ディスプレイ実現への期待が高まってきている。
【０００７】
実際のパッシブマトリクス型有機発光ディスプレイには、画素中の両電極間に、プロセス上の構造欠陥に起因する電気的短絡が発生することがある。この場合、画素抵抗が殆ど失われ欠陥画素を経由する電気経路には駆動回路の内部インピーダンスと配線抵抗で決定される大電流（以下短絡電流と称す）が流れる。
【０００８】
短絡電流は消費電力を増やすばかりでなく、熱的に比較的弱い有機薄膜層を変質せしめ、短絡画素内で電極短絡面積の増大を引き起こす。さらには、近隣画素へ伝播して新たな電気的短絡画素を誘起することになる。
【０００９】
電気的短絡の存在する短絡画素は、発光に必要な電極間電位を得られないために非点灯となり、表示部に黒点として表れる表示欠陥となる。また、短絡画素を含むデータラインが明るい線状に点燈し続ける輝線が発生するなど、短絡画素は画像を表示する場合の様々な画質不良の原因となる。
【００１０】
ところで、パッシブマトリクス有機発光ディスプレイに用いられる有機層は、膜厚が数１００ｎｍ程度以下と非常に薄く、ダストの付着などの短絡欠陥を皆無とすることは工業的には困難であるため、製作後に短絡画素を修復する方法が考案されている。
【００１１】
例えば、発光電圧を超える逆電圧（以下修復電圧と称す）を短絡画素に印加して、短絡箇所を溶断することにより短絡部の修復を行う方法などがある。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、両電極間の電気的短絡による該輝線の発生に対し、電気的短絡が発生した際でも輝線の発生を最小限に抑え、表示品質を著しく低下させることがないようにすると同時に、短絡箇所の修復動作についても行える方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明では、透明基板に対して上部に並列に配設された複数の陽極と該複数の陽極に対し略直交して並列に配設された複数の陰極との交差部に挾持された有機発光層がマトリクス状に複数の画素を形成しており、前記複数の陽極に接続されたデータドライバと前記複数の陰極に接続された走査ドライバとを備えた有機薄膜発光ディスプレイにおいて、前記走査ドライバが、前記複数の陰極と電源の間に接続された定電流手段と、該定電流手段からの電流と前記電源からの電源電圧を所定のタイミングで切り替えて前記複数の陰極に供給することで、短絡された前記画素の修復および短絡された前記画素による輝線の抑制を行なう手段とを含む形態を実施した。
【００１４】
ここで、短絡された前記画素の修復および短絡された前記画素による輝線の抑制を行なう前記手段が、前記定電流手段と並列に接続されたスイッチ手段と、画像表示期間は該スイッチ手段をオフさせて前記定電流手段を動作させ、１フレーム毎に設けた画像非表示期間は該スイッチ手段をオンさせることで前記電源から前記複数の陰極に電源電圧を印加するように制御する制御手段とを備えることが好ましい。
【００１５】
ここで、前記スイッチ手段がオンのときは、前記走査ドライバの各端子の動作がすべてソース動作（電源供給動作）となり、前記データドライバの各端子の動作がすべてシンク動作（グランド電位）となることが好ましい。
【００１６】
ここで、前記スイッチ手段がオンのときは、前記電源からの電源電圧を前記画像表示期間と同一電圧、または前記画像表示期間よりも高電圧とすることが好ましい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
（一実施形態）
図２は、本発明に係るパッシバマトリクス有機薄膜発光ディスプレイの一実施形態の駆動回路の構成例を示す。
【００１８】
各陽極（データライン）３にはデータ側駆動回路６が接続され、各陰極（アドレスライン）４には走査側駆動回路５が接続される。走査側駆動回路５の出力回路部分は、ソース側を定電流回路５２とし、定電流回路５２をバイパス回路５１によりバイパスすることで電源からの電源電圧（＋Ｖ）を各陰極４に直接供給可能とする。バイパス回路５１はトランジスタスイッチで構成される。このスイッチのオンオフタイミングをタイミング回路７からの信号によって任意に切換えることで、パッシバマトリクス有機薄膜発光ディスプレイ２０に生じた短絡画素の修復動作と短絡画素による輝線の抑制動作を切換えることができる。
【００１９】
図３は本実施形態における走査側駆動回路５の動作タイミングを、図４は本実施形態におけるデータ側駆動回路６の動作タイミングをそれぞれ示すタイミングチャートである。
【００２０】
図３および図４において、ｔ１は画像非表示期間であり、ｔ２は画像表示期間である。
【００２１】
画像表示期間ｔ２は、タイミング回路７からの制御信号によって定電流回路５２が動作し、トランジスタスイッチのベースがハイレベルとされてバイパス回路５１は開いている。各陰極４は図３の（１）〜（ｎ）に示した走査信号に応じてトランジスタ５３１〜５３ｎによりスキャンされ、図４の（１）〜（ｎ）に示した画像データに従って発光する。
【００２２】
短絡画素があると、画像表示期間ｔ２に走査のスキャンをしているとき、走査側駆動回路５の電源からパッシバマトリクス有機薄膜発光ディスプレイ２０の短絡画素に逆電流が流れ、そこから正常画素を順方向に流れて走査側駆動回路５のグランドへ通電されることで発光して輝線となる。
【００２３】
しかしながら、画像表示期間ｔ２に定電流回路５２が動作して一定電流を各陰極４より供給するように構成した本実施形態によれば、電気的短絡が発生した場合に短絡画素が非発光になることは変わらないが、短絡画素を経由して流れる逆電流を定電流回路５２からの一定電流により制限することができ、短絡画素があっても、短絡画素を含むデータラインが明るい線状に点燈する輝線の発光を目立たなく抑制することができる。
【００２４】
一方、１フレーム毎の画像非表示期間ｔ１は、タイミング回路７からの制御信号によって定電流回路５２の動作が停止し、トランジスタスイッチのベースがローレベルとされてバイパス回路５１は閉じている。したがって、電源（＋Ｖ）からの電源電圧を各陰極４に直接印加することができる。
【００２５】
またこのとき、走査側駆動回路５の各端子全ての動作がソース動作（電源供給動作）となり、データ側駆動回路６の各端子全ての動作がシンク動作（グランド電位）となるようにする。
【００２６】
これにより、走査側駆動回路５の電源から定電流回路５２を通さずに、パッシバマトリクス有機薄膜発光ディスプレイ２０の短絡画素を経由してデータ側駆動回路６のグランドへ通電されるため、短絡画素には走査側駆動回路５の電源とグランド間の逆電圧が印加されることになり、走査側駆動回路５の電源を短絡箇所の修復が得られる電圧値としておけば、短絡部への修復効果が得られる。
【００２７】
なお、輝線となるのは、画像表示期間ｔ２で走査のスキャンをしているとき、走査側駆動回路５の電源から短絡画素を経由して正常画素を通り走査側駆動回路５のグランドへ通電されるためであり、画像非表示期間ｔ１に輝線が発生することはない。
【００２８】
（変形例）
図５は、走査側駆動回路５の別の動作タイミングを示すタイミングチャートの例である。
この変形例は、１フレーム毎の画像非表示期間ｔ１で、通常（＝ｖ１）よりも走査側駆動回路５の電源を高電圧（＝ｖ２）とすることにより、短絡箇所の修復効果をさらに高くするようにしたものである。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、画像表示期間における陽極と陰極間の電気的短絡による輝線の発生に対し、電気的短絡が発生した際でも輝線の発生を最小限に抑え、表示品質を著しく低下させることがないようにすることが可能である。また、画像非表示期間に、輝線の発生原因である短絡箇所の修復動作を行い、輝線の根本的な対策が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用し得るパッシバマトリクス有機薄膜発光ディスプレイの電極構造を示す平面図である。
【図２】本発明に係るパッシバマトリクス有機薄膜発光ディスプレイの一実施形態の駆動回路の構成例を示すブロック図である。
【図３】図２の実施形態における走査側駆動回路の動作タイミングを示すタイミングチャートである。
【図４】図２の実施形態におけるデータ側駆動回路の動作タイミングを示すタイミングチャートである。
【図５】本発明に係るパッシバマトリクス有機薄膜発光ディスプレイの変形例における走査側駆動回路の動作タイミングを示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１ 透明基板
２ 画素
３ 陽極（データライン）
４ 陰極（アドレスライン）
５ 走査側駆動回路
６ データ側駆動回路
７ タイミング回路
２０ パッシバマトリクス有機薄膜発光ディスプレイ
５１ 定電流回路
５２ バイパス回路
５３１〜５３ｎ トランジスタ
【発明の属する技術分野】
この発明は、有機発光素子を用いたディスプレイの欠陥修復に関するもので、特に詳細には、パッシブマトリクス有機薄膜発光素子を用いたディスプレイの短絡画素の修復および輝線の抑制に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
有機発光素子は、自己発光型素子であるため視認性が高く、低電圧で駆動できるという特徴を持っている。有機発光素子としては、透明基板上に陽極の透明導電性膜、有機物から成る正孔輸送層と発光層、陰極の金属膜を形成した有機層が２層の構造や、有機層が、正孔輸送層、発光層、電子輸送層の３層からなる構造が知られている。
【０００３】
有機発光素子の発光機構は次のように考えられている。陰極から注入された電子と、陽極から注入された正孔とが、発光層中の蛍光性色素分子で励起子を生成し、この励起子が輻射再結合する過程でエレクトロルミネセンスを放つ。このエレクトロルミネセンスは、陽極である透明導電性膜および透明基板を通して外部に放出される。
【０００４】
有機発光素子を用いたディスプレイの一つに、図１に示すようなパッシブマトリクス型（単純マトリクス型）ディスプレイがある。パッシブマトリクス型有機発光ディスプレイは、透明基板１に対して上部に配設された複数の陽極３からなる陽極列と、陽極列とほぼ垂直に交差する複数の陰極４からなるの陰極列と、これらに挾持された有機発光層を含む有機層から構成される。陽極列と陰極列の交差領域がマトリクス状に画素２を複数形成し、これらの画素により表示部分が形成される。
【０００５】
陽極３および陰極４を表示部より基板周囲へ延長し形成した接続部を介して、外部駆動回路と表示部を接続することによりディスプレイ装置が構成される。
【０００６】
近年では、有機発光素子の発光応答速度の速さを活かした高精細なパッシブマトリクス型カラーディスプレイの研究がなされ、フルカラー表示や動画表示といった情報機器用途での低コストでの高品位ディスプレイ実現への期待が高まってきている。
【０００７】
実際のパッシブマトリクス型有機発光ディスプレイには、画素中の両電極間に、プロセス上の構造欠陥に起因する電気的短絡が発生することがある。この場合、画素抵抗が殆ど失われ欠陥画素を経由する電気経路には駆動回路の内部インピーダンスと配線抵抗で決定される大電流（以下短絡電流と称す）が流れる。
【０００８】
短絡電流は消費電力を増やすばかりでなく、熱的に比較的弱い有機薄膜層を変質せしめ、短絡画素内で電極短絡面積の増大を引き起こす。さらには、近隣画素へ伝播して新たな電気的短絡画素を誘起することになる。
【０００９】
電気的短絡の存在する短絡画素は、発光に必要な電極間電位を得られないために非点灯となり、表示部に黒点として表れる表示欠陥となる。また、短絡画素を含むデータラインが明るい線状に点燈し続ける輝線が発生するなど、短絡画素は画像を表示する場合の様々な画質不良の原因となる。
【００１０】
ところで、パッシブマトリクス有機発光ディスプレイに用いられる有機層は、膜厚が数１００ｎｍ程度以下と非常に薄く、ダストの付着などの短絡欠陥を皆無とすることは工業的には困難であるため、製作後に短絡画素を修復する方法が考案されている。
【００１１】
例えば、発光電圧を超える逆電圧（以下修復電圧と称す）を短絡画素に印加して、短絡箇所を溶断することにより短絡部の修復を行う方法などがある。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、両電極間の電気的短絡による該輝線の発生に対し、電気的短絡が発生した際でも輝線の発生を最小限に抑え、表示品質を著しく低下させることがないようにすると同時に、短絡箇所の修復動作についても行える方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明では、透明基板に対して上部に並列に配設された複数の陽極と該複数の陽極に対し略直交して並列に配設された複数の陰極との交差部に挾持された有機発光層がマトリクス状に複数の画素を形成しており、前記複数の陽極に接続されたデータドライバと前記複数の陰極に接続された走査ドライバとを備えた有機薄膜発光ディスプレイにおいて、前記走査ドライバが、前記複数の陰極と電源の間に接続された定電流手段と、該定電流手段からの電流と前記電源からの電源電圧を所定のタイミングで切り替えて前記複数の陰極に供給することで、短絡された前記画素の修復および短絡された前記画素による輝線の抑制を行なう手段とを含む形態を実施した。
【００１４】
ここで、短絡された前記画素の修復および短絡された前記画素による輝線の抑制を行なう前記手段が、前記定電流手段と並列に接続されたスイッチ手段と、画像表示期間は該スイッチ手段をオフさせて前記定電流手段を動作させ、１フレーム毎に設けた画像非表示期間は該スイッチ手段をオンさせることで前記電源から前記複数の陰極に電源電圧を印加するように制御する制御手段とを備えることが好ましい。
【００１５】
ここで、前記スイッチ手段がオンのときは、前記走査ドライバの各端子の動作がすべてソース動作（電源供給動作）となり、前記データドライバの各端子の動作がすべてシンク動作（グランド電位）となることが好ましい。
【００１６】
ここで、前記スイッチ手段がオンのときは、前記電源からの電源電圧を前記画像表示期間と同一電圧、または前記画像表示期間よりも高電圧とすることが好ましい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
（一実施形態）
図２は、本発明に係るパッシバマトリクス有機薄膜発光ディスプレイの一実施形態の駆動回路の構成例を示す。
【００１８】
各陽極（データライン）３にはデータ側駆動回路６が接続され、各陰極（アドレスライン）４には走査側駆動回路５が接続される。走査側駆動回路５の出力回路部分は、ソース側を定電流回路５２とし、定電流回路５２をバイパス回路５１によりバイパスすることで電源からの電源電圧（＋Ｖ）を各陰極４に直接供給可能とする。バイパス回路５１はトランジスタスイッチで構成される。このスイッチのオンオフタイミングをタイミング回路７からの信号によって任意に切換えることで、パッシバマトリクス有機薄膜発光ディスプレイ２０に生じた短絡画素の修復動作と短絡画素による輝線の抑制動作を切換えることができる。
【００１９】
図３は本実施形態における走査側駆動回路５の動作タイミングを、図４は本実施形態におけるデータ側駆動回路６の動作タイミングをそれぞれ示すタイミングチャートである。
【００２０】
図３および図４において、ｔ１は画像非表示期間であり、ｔ２は画像表示期間である。
【００２１】
画像表示期間ｔ２は、タイミング回路７からの制御信号によって定電流回路５２が動作し、トランジスタスイッチのベースがハイレベルとされてバイパス回路５１は開いている。各陰極４は図３の（１）〜（ｎ）に示した走査信号に応じてトランジスタ５３１〜５３ｎによりスキャンされ、図４の（１）〜（ｎ）に示した画像データに従って発光する。
【００２２】
短絡画素があると、画像表示期間ｔ２に走査のスキャンをしているとき、走査側駆動回路５の電源からパッシバマトリクス有機薄膜発光ディスプレイ２０の短絡画素に逆電流が流れ、そこから正常画素を順方向に流れて走査側駆動回路５のグランドへ通電されることで発光して輝線となる。
【００２３】
しかしながら、画像表示期間ｔ２に定電流回路５２が動作して一定電流を各陰極４より供給するように構成した本実施形態によれば、電気的短絡が発生した場合に短絡画素が非発光になることは変わらないが、短絡画素を経由して流れる逆電流を定電流回路５２からの一定電流により制限することができ、短絡画素があっても、短絡画素を含むデータラインが明るい線状に点燈する輝線の発光を目立たなく抑制することができる。
【００２４】
一方、１フレーム毎の画像非表示期間ｔ１は、タイミング回路７からの制御信号によって定電流回路５２の動作が停止し、トランジスタスイッチのベースがローレベルとされてバイパス回路５１は閉じている。したがって、電源（＋Ｖ）からの電源電圧を各陰極４に直接印加することができる。
【００２５】
またこのとき、走査側駆動回路５の各端子全ての動作がソース動作（電源供給動作）となり、データ側駆動回路６の各端子全ての動作がシンク動作（グランド電位）となるようにする。
【００２６】
これにより、走査側駆動回路５の電源から定電流回路５２を通さずに、パッシバマトリクス有機薄膜発光ディスプレイ２０の短絡画素を経由してデータ側駆動回路６のグランドへ通電されるため、短絡画素には走査側駆動回路５の電源とグランド間の逆電圧が印加されることになり、走査側駆動回路５の電源を短絡箇所の修復が得られる電圧値としておけば、短絡部への修復効果が得られる。
【００２７】
なお、輝線となるのは、画像表示期間ｔ２で走査のスキャンをしているとき、走査側駆動回路５の電源から短絡画素を経由して正常画素を通り走査側駆動回路５のグランドへ通電されるためであり、画像非表示期間ｔ１に輝線が発生することはない。
【００２８】
（変形例）
図５は、走査側駆動回路５の別の動作タイミングを示すタイミングチャートの例である。
この変形例は、１フレーム毎の画像非表示期間ｔ１で、通常（＝ｖ１）よりも走査側駆動回路５の電源を高電圧（＝ｖ２）とすることにより、短絡箇所の修復効果をさらに高くするようにしたものである。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、画像表示期間における陽極と陰極間の電気的短絡による輝線の発生に対し、電気的短絡が発生した際でも輝線の発生を最小限に抑え、表示品質を著しく低下させることがないようにすることが可能である。また、画像非表示期間に、輝線の発生原因である短絡箇所の修復動作を行い、輝線の根本的な対策が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用し得るパッシバマトリクス有機薄膜発光ディスプレイの電極構造を示す平面図である。
【図２】本発明に係るパッシバマトリクス有機薄膜発光ディスプレイの一実施形態の駆動回路の構成例を示すブロック図である。
【図３】図２の実施形態における走査側駆動回路の動作タイミングを示すタイミングチャートである。
【図４】図２の実施形態におけるデータ側駆動回路の動作タイミングを示すタイミングチャートである。
【図５】本発明に係るパッシバマトリクス有機薄膜発光ディスプレイの変形例における走査側駆動回路の動作タイミングを示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１ 透明基板
２ 画素
３ 陽極（データライン）
４ 陰極（アドレスライン）
５ 走査側駆動回路
６ データ側駆動回路
７ タイミング回路
２０ パッシバマトリクス有機薄膜発光ディスプレイ
５１ 定電流回路
５２ バイパス回路
５３１〜５３ｎ トランジスタ
Claims (4)
- 透明基板に対して上部に並列に配設された複数の陽極と該複数の陽極に対し略直交して並列に配設された複数の陰極との交差部に挾持された有機発光層がマトリクス状に複数の画素を形成しており、前記複数の陽極に接続されたデータドライバと前記複数の陰極に接続された走査ドライバとを備えた有機薄膜発光ディスプレイにおいて、
前記走査ドライバは、前記複数の陰極と電源の間に接続された定電流手段と、該定電流手段からの電流と前記電源からの電源電圧を所定のタイミングで切り替えて前記複数の陰極に供給することで、短絡された前記画素の修復および短絡された前記画素による輝線の抑制を行なう手段とを含むことを特徴とする有機薄膜発光ディスプレイ。 - 請求項１に記載の有機薄膜発光ディスプレイにおいて、
短絡された前記画素の修復および短絡された前記画素による輝線の抑制を行なう前記手段は、
前記定電流手段と並列に接続されたスイッチ手段と、
画像表示期間は該スイッチ手段をオフさせて前記定電流手段を動作させ、１フレーム毎に設けた画像非表示期間は該スイッチ手段をオンさせることで前記電源から前記複数の陰極に電源電圧を印加するように制御する制御手段とを備えることを特徴とする有機薄膜発光ディスプレイ。 - 請求項２に記載の有機薄膜発光ディスプレイにおいて、
前記スイッチ手段がオンのときは、前記走査ドライバの各端子の動作がすべてソース動作（電源供給動作）となり、前記データドライバの各端子の動作がすべてシンク動作（グランド電位）となることを特徴とする有機薄膜発光ディスプレイ。 - 請求項２または３に記載の有機薄膜発光ディスプレイにおいて、
前記スイッチ手段がオンのときは、前記電源からの電源電圧を前記画像表示期間と同一電圧、または前記画像表示期間よりも高電圧とすることを特徴とする有機薄膜発光ディスプレイ。
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