JP2006260778A - Substrate treatment device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基板処理装置に関するものである。 The present invention relates to a substrate processing apparatus.
近年、液晶ディスプレイに替わるフラットパネルディスプレイとして有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ(以下、「有機ELディスプレイ」という)が注目されている。有機ELディスプレイは、有機エレクトロルミネッセンス素子(以下、「有機EL素子」という)を発光素子として使用した自発発光型ディスプレイであるので、液晶ディスプレイのようにバックライトを使用しないため低消費電力化が図れる等の利点が挙げられる。 In recent years, organic electroluminescence displays (hereinafter referred to as “organic EL displays”) have attracted attention as flat panel displays that replace liquid crystal displays. Since the organic EL display is a spontaneous emission type display that uses an organic electroluminescence element (hereinafter referred to as “organic EL element”) as a light emitting element, it does not use a backlight unlike a liquid crystal display, and thus can reduce power consumption. Etc. are mentioned.
この種の有機ELディスプレイにおける発光材料(以下、「有機EL材料」という)としては、一般に高分子系有機材料と低分子系有機材料とに分類されており、その中でも高分子系材料については、所定の溶媒に溶解または分散させて液滴化し、それを液滴吐出ヘッドのノズルから吐出して基板上に塗布させる液滴吐出法が提案されている。この方法では、基板上に液滴を塗布した後、真空乾燥処理を施すことで液滴中の溶媒を蒸発させて前記有機材料から成る機能層(発光層や正孔輸送層等)を成膜化する。この液滴吐出法によると、液滴の直径をμmオーダーにまでにすることができるので、機能層の高精細パターニングが可能である。 The light emitting material in this type of organic EL display (hereinafter referred to as “organic EL material”) is generally classified into a high molecular weight organic material and a low molecular weight organic material. There has been proposed a droplet discharge method in which a liquid is dissolved or dispersed in a predetermined solvent to form droplets, which are discharged from a nozzle of a droplet discharge head and applied onto a substrate. In this method, after applying droplets on a substrate, a vacuum drying process is performed to evaporate the solvent in the droplets to form a functional layer (such as a light emitting layer or a hole transport layer) made of the organic material. Turn into. According to this droplet discharge method, the diameter of the droplet can be reduced to the order of μm, so that high-definition patterning of the functional layer is possible.
しかし、前記液滴吐出法では、基板上に塗布された微小液体の蒸発は極めて速く、また、基板上の塗布領域における端(上端、下端、右端、左端)では、基板中央の領域に塗布された微小液体から蒸発した溶媒分子分圧が低いため、一般的に速く乾きはじめる。また、薄膜トランジスタ(TFT)素子によるアクティブ駆動を行う場合、TFT素子領域や、配線等の形状、配置の関係上、画素配置がX,Y方向ともに等間隔ではない場合があり、各画素上に塗布された液滴の周囲で局所的な蒸発溶媒分子分圧に差が生じる。このような画素上に塗布された有機材料液体の乾燥時間の差は、画素内、画素間での機能層の膜厚ムラを引き起こす。このような膜厚ムラは、輝度ムラ、発光色ムラ等の表示ムラの原因となってしまう。 However, in the droplet discharge method, the evaporation of the micro liquid applied on the substrate is extremely fast, and at the end (upper end, lower end, right end, left end) of the application region on the substrate, it is applied to the central region of the substrate. Generally, it begins to dry quickly because the partial pressure of the solvent molecules evaporated from the liquid is low. In addition, when active driving is performed using a thin film transistor (TFT) element, the pixel arrangement may not be equally spaced in the X and Y directions due to the shape and arrangement of the TFT element region, wiring, and the like. A difference occurs in the local vapor solvent molecular partial pressure around the formed droplet. Such a difference in the drying time of the organic material liquid applied on the pixel causes unevenness in the film thickness of the functional layer within the pixel and between the pixels. Such film thickness unevenness causes display unevenness such as luminance unevenness and emission color unevenness.
そこで、表示画素領域の周囲に表示画素と同じ形状、同ピッチのダミー画素を設けることで塗布領域を広げ、表示画素領域の周辺にも有機材料液体を塗布することで、表示画素領域内の溶媒分子分圧を均一にすることが提案されている(特許文献1)。
しかしながら、上記したような方法を採用しても、画素内、画素間での機能層の膜厚ムラを十分に抑制することができない。
そこで、本発明の目的とするところは、少なくとも1種類の溶媒と該溶媒中に分散または溶解した機能材料とを含む液状組成物を吐出して形成される機能層の膜厚ムラを無くすことのできる基板処理装置を提供することにある。
However, even if the method as described above is employed, the thickness unevenness of the functional layer in the pixel and between the pixels cannot be sufficiently suppressed.
Accordingly, an object of the present invention is to eliminate unevenness in the thickness of the functional layer formed by discharging a liquid composition containing at least one kind of solvent and a functional material dispersed or dissolved in the solvent. An object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus that can be used.
本発明の基板処理装置は、液滴吐出ヘッドを備え、機能層を形成するための少なくとも1種類の機能材料を溶媒中に分散または溶解した液状組成物を前記液滴吐出ヘッドから吐出して基板上に塗布し、前記機能層を形成する液滴吐出装置を収納した成膜室と、前記少
なくとも1種類の溶媒を気化して前記成膜室内に供給する気化手段とを備えている。
The substrate processing apparatus of the present invention includes a droplet discharge head, and discharges a liquid composition in which at least one functional material for forming a functional layer is dispersed or dissolved in a solvent from the droplet discharge head. A film forming chamber containing a droplet discharge device that is applied to form the functional layer; and a vaporizing unit that vaporizes the at least one solvent and supplies the solvent into the film forming chamber.
これによれば、基板付近の雰囲気は、液状組成物を構成する少なくとも1種類の溶媒で構成されるので、基板上に塗布した液状組成物の溶媒がすぐに蒸発することはない。そして、基板上に液状組成物を塗布した後に、例えば、乾燥室によって塗布した溶媒を乾燥・除去させることで形成される機能層の膜厚を均一にすることができる。また、液状組成物を構成する溶媒で基板付近の雰囲気を構成したので、基板上に溶媒の結露が生じる。このため、液状組成物に対する濡れ性を向上させることができる。 According to this, since the atmosphere in the vicinity of the substrate is composed of at least one solvent constituting the liquid composition, the solvent of the liquid composition applied on the substrate does not evaporate immediately. And after apply | coating a liquid composition on a board | substrate, the film thickness of the functional layer formed can be made uniform by drying and removing the solvent apply | coated by the drying chamber, for example. In addition, since the atmosphere in the vicinity of the substrate is configured with the solvent constituting the liquid composition, condensation of the solvent occurs on the substrate. For this reason, the wettability with respect to a liquid composition can be improved.
この基板処理装置において、前記成膜室を排気する排気手段と、前記成膜室に不活性ガスを供給するためのガス供給手段とを備えていてもよい。
これによれば、成膜室の大気雰囲気を排気した後に、気化手段を駆動させることで成膜室の雰囲気を大気から溶媒で構成された雰囲気に短時間で置換させることが可能となる。また、排気量や不活性ガスの供給量を制御することで、基板付近の溶媒雰囲気の分圧を制御することができる。
The substrate processing apparatus may include an exhaust unit for exhausting the film formation chamber and a gas supply unit for supplying an inert gas to the film formation chamber.
According to this, it is possible to replace the atmosphere in the film forming chamber from the air to the atmosphere composed of the solvent in a short time by driving the vaporizing means after exhausting the air atmosphere in the film forming chamber. Further, the partial pressure of the solvent atmosphere in the vicinity of the substrate can be controlled by controlling the exhaust amount and the supply amount of the inert gas.
この基板処理装置において、前記成膜室内の蒸気圧を測定する蒸気圧測定手段を備えていてもよい。
これによれば、成膜室内の蒸気圧が測定される。そして、その結果に応じて液滴吐出装置を駆動させて液状組成物の吐出を開始するタイミングを決めることで、確実に機能層の膜厚を均一し、また、液状組成物に対する濡れ性を向上させることができる。
The substrate processing apparatus may include a vapor pressure measuring unit that measures the vapor pressure in the film forming chamber.
According to this, the vapor pressure in the film forming chamber is measured. And by determining the timing to start discharging the liquid composition by driving the droplet discharge device according to the result, the film thickness of the functional layer is made uniform and the wettability to the liquid composition is improved. Can be made.
この基板処理装置において、前記成膜室は、前記液状組成物を乾燥させる乾燥室と前記基板を搬送する基板搬送手段を介して連結されていてもよい。
これによれば、成膜室にて液状組成物を吐出して基板上に塗布させ、その後、乾燥室に搬入し乾燥させるといった一連の工程を複数回繰り返して所望の膜厚の機能膜を形成することができる。この結果、液状組成物が着弾する領域が基板毎に異なったものであっても、その前記した一連の工程の繰り返し回数を基板毎に変更することで、所望の膜厚を有した機能層を形成することができる。
In this substrate processing apparatus, the film forming chamber may be connected to a drying chamber for drying the liquid composition via a substrate transfer means for transferring the substrate.
According to this, a functional film having a desired film thickness is formed by repeating a series of processes such as discharging a liquid composition in a film forming chamber and applying it onto a substrate, then carrying it into a drying chamber and drying it. can do. As a result, even if the region where the liquid composition lands differs for each substrate, the functional layer having a desired film thickness can be obtained by changing the number of repetitions of the series of steps described above for each substrate. Can be formed.
このいずれか一つに記載の基板処理装置において、前記液滴吐出装置は、防爆構造となっていてもよい。
これによれば、例えば溶媒が有機材料である場合、液滴吐出装置付近の雰囲気が有機材料で構成された雰囲気になる。そして、液滴吐出装置が有する静電気によって液滴吐出装置付近の雰囲気に火花が飛散して爆発する虞がある場合、液滴吐出装置の周囲にその爆発による影響を抑制することができる。
In the substrate processing apparatus according to any one of the above, the droplet discharge device may have an explosion-proof structure.
According to this, for example, when the solvent is an organic material, the atmosphere in the vicinity of the droplet discharge device is an atmosphere composed of the organic material. If there is a possibility that sparks may scatter and explode in the atmosphere near the droplet discharge device due to static electricity of the droplet discharge device, the influence of the explosion around the droplet discharge device can be suppressed.
この基板処理装置において、前記基板は、複数の電気光学素子をマトリクス状に形成した電気光学装置を構成する電気光学用基板であってもよい。
これによれば、液滴吐出装置を使用して形成される機能層を有した、たとえば、有機ELディスプレイ等の製造に使用することで、各画素内に輝度ムラのない表示品位の優れた画像を表示する電気光学装置を製造することができる。
In this substrate processing apparatus, the substrate may be an electro-optical substrate constituting an electro-optical device in which a plurality of electro-optical elements are formed in a matrix.
According to this, an image having an excellent display quality with no luminance unevenness in each pixel by using, for example, an organic EL display having a functional layer formed by using a droplet discharge device. Can be manufactured.
以下、本発明の一実施形態を図面に従って説明する。
図1は、本発明の基板処理装置を使用して製造された電気光学装置の一例としての有機ELディスプレイの正面図である。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a front view of an organic EL display as an example of an electro-optical device manufactured using the substrate processing apparatus of the present invention.
図1に示すように、有機ELディスプレイ1は、ディスプレイ部2と、該ディスプレイ部2の下側部(図1中Y矢印方向)に接続されたフレキシブル回路基板3とから構成され
ている。
As shown in FIG. 1, the
ディスプレイ部2は、基板Sを備えている。基板Sは、本実施形態では、光透過性を有するガラスで構成されたものである。基板Sは、図1に示すように、その中央に略四角形状の塗布領域4を備えている。この塗布領域4は、有効表示領域4Aとダミー領域4Bとから構成されており、有効表示領域4Aの周囲にダミー領域4Bが配置されている。
The
塗布領域4には、図1に示すように、m×n個の画素5がマトリクス状に形成されている。基板S上であって、塗布領域4以外の領域(以下、「非塗布領域」という)6には、一対の走査線駆動回路7及び検査回路8が形成されている。
As shown in FIG. 1, m ×
また、塗布領域4には、1行方向(X矢印方向)にm個の画素5群、1列方向(Y矢印方向)にn個の画素5群が、行方向及び列方向に等ピッチで形成されている。各画素5には、赤色用有機EL素子9R、緑色用有機EL素子9G、青色用有機EL素子9Bが、図1中X矢印方向に沿って赤色用有機EL素子9R、緑色用有機EL素子9G、青色用有機EL素子9Bの順に配置されている。即ち、各色用有機EL素子9R,9G,9Bは、図1中X矢印方向(行方向)に沿っては、赤色用有機EL素子9R、緑色用有機EL素子9G、青色用有機EL素子9B、赤色用有機EL素子9R、緑色用有機EL素子9G、…の順に繰り返して配置されている。また、図1中Y矢印方向(列方向)に沿っては、同色の有機EL素子9R,9G,9Bが配置されている。
Further, in the
そして、塗布領域4に形成されたm×n個の画素5のうち、有効表示領域4A内に形成された画素5の各色用有機EL素子9R,9G,9Bは、それぞれ、赤色の光を出射する赤色用有機EL素子、緑色の光を出射する緑色用有機EL素子、青色の光を出射する青色用有機EL素子である。一方、ダミー領域4B内に形成された画素5の各色用有機EL素子9R,9G,9Bは、いかなる色の光も出射しない、所謂、ダミーの有機EL素子である。従って、有効表示領域4A内に形成された画素5のみが表示に寄与する表示画素であり、ダミー領域4B内に形成された画素5は表示に寄与しないダミー画素である。
Of the
尚、以下では、説明の便宜上、有効表示領域4A内に形成された画素5のうち、ダミー領域4Bに隣接するようにして配置された画素5群、即ち有効表示領域4Aにおける端(上端、下端、右端、左端)に配置された画素5群を符号「5a」で示し、有効表示領域4A内の中央に配置された画素5を符号「5b」で示すこととする。また、特に、配置される位置を限定する必要のない場合では、符号「5」で示すこととする。
In the following, for convenience of explanation, among the
図2は、有機ELディスプレイ1の図1中a−a線での断面図であって、ダミー領域4Bの画素5及び有効表示領域4Aにおける上端に配置された画素5aを含んでいる。
図2に示すように、各色用有機EL素子9R,9G,9Bは、基板S上に形成された回路形成層Sa上に形成されている。この回路形成層Saは、各色用有機EL素子9R,9G,9Bに駆動電力を供給する薄膜トランジスタ(TFT)10といった各種回路素子や非塗布領域6に形成される走査線駆動回路7または検査回路8を構成する回路素子の一部または全部が形成された層である。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the
As shown in FIG. 2, each color organic EL element 9 </ b> R, 9 </ b> G, 9 </ b> B is formed on a circuit forming layer Sa formed on the substrate S. The circuit forming layer Sa is a circuit element such as a thin film transistor (TFT) 10 that supplies driving power to the
また、回路形成層Sa上の塗布領域4に対応した領域には、各有機EL素子9R,9G,9Bをマトリクス状に区画するバンク11が形成されている。
バンク11は、その表面が撥液性を有している。このバンク11は、元来撥液性を備えた材料、例えば、フッ素系樹脂で構成されたものであってもよい。また、撥液性を備えていないものであっても、通常用いられるアクリル樹脂やポリイミド樹脂等の有機樹脂をパターン形成し、CF4プラズマ処理等により表面を撥液化されたものであってもよい。ま
た、バンク11の高さは、1〜2μm程度あれば十分である。
A
The surface of the
また、前記回路形成層Sa上であって、バンク11によって区画された凹状領域の各底部には画素電極12が形成されている。各画素電極12上には、本実施形態においては、正孔輸送層14、発光層15R,15G,15Bの順に積層されてなる機能層16が形成されている。そして、有効表示領域4Aに形成された各画素電極12は、対応する薄膜トランジスタ10とコンタクトホール13を介して電気的に接続されている。一方、ダミー領域4Bに形成された各画素電極12は、対応する薄膜トランジスタが形成されてない。
Further,
また、各発光層15R,15G,15Bは、それぞれ有機発光材料で構成されている。そして、発光層15R,15G,15Bのうち、発光層15Rは、赤色の光を出射可能とする発光層であり、発光層12Gは、緑色の光を出射可能とする発光層であり、発光層12Bは、青色の光を出射可能とする発光層である。尚、説明の便宜上、基板S上に回路形成層Sa、バンク11及び画素電極12が形成されたものを素子基板SSという。
Each of the
そして、図2に示すように、各正孔輸送層14は、画素電極12上全面に密着して形成されている。これは、図示しない他の領域の画素5の各画素電極12上においても同様に密着して形成されている。また、各正孔輸送層14上に形成される発光層15R,15G,15Bも対応する正孔輸送層14上全面に密着して形成されている。これは、図示しない他の領域の画素5の各正孔輸送層14上においても同様に密着して形成されている。さらに、各正孔輸送層14及び発光層15R,15G,15Bの膜厚は、その各凹状領域内において均一である。また、これは、図示しない他の領域の画素5の各凹状領域内においても同様である。つまり、前記塗布領域4に形成された全画素5内及び画素5間での各正孔輸送層14及び発光層15R,15G,15Bの膜厚にはムラがない。
As shown in FIG. 2, each
また、機能層13上全面に渡って陰極18が形成されている。陰極18の一部は、前記非塗布領域6上を覆うように形成されている。
そして、前記した画素電極12、正孔輸送層14、赤用発光層15R及び陰極18が積層されて図1に示した赤色用有機EL素子9Rが構成される。また、画素電極12、正孔輸送層14、緑用発光層15G及び陰極18が積層されて緑色用有機EL素子9Gが構成される。同様に、画素電極12、正孔輸送層14、青用発光層15B及び陰極18が積層されて青色用有機EL素子9Bが構成される。
A
The
また、回路形成層Saの外周縁部には陰極18全面を覆うように封止部材19が形成されている。
また、図1に示すように、非塗布領域6には、前記塗布領域4を挟むようにして一対の走査線駆動回路7が配置されている。各走査線駆動回路7は、前記したn行の画素5群のうちの所望の1行の画素5群を選択する走査信号を出力する。さらに、図1に示すように、前記塗布領域4より反Y矢印方向側の非塗布領域6には、検査回路8が形成されている。検査回路8は、有機ELディスプレイ1を出荷される前に駆動され、各色用有機EL素子9R,9G,9Bが正常に駆動するか否かを検査するための回路である。
A sealing
Further, as shown in FIG. 1, a pair of scanning
一方、フレキシブル回路基板3上にはデータ線駆動回路20と制御回路21とが形成されている。データ線駆動回路20は、前記走査線駆動回路7が出力した走査信号によって選択された行の画素5群に対して、その各色用有機EL素子9R,9G,9Bのデータ信号を出力する。データ信号は、図示しない配線を介して薄膜トランジスタ10(図2参照)に供給され、前記画素電極12から正孔輸送層14を介して各色用発光層15R,15G,15Bに注入されるキャリア密度を決定する信号である。このデータ信号によって、各色用有機EL素子9R,9G,9Bの発光輝度が決定される。
On the other hand, a data
制御回路21は、各走査線駆動回路7及びデータ線駆動回路20の駆動を制御するため
の各種制御信号を生成し、その生成した制御信号を各駆動回路7,20にそれぞれ出力する。
The
そして、このように構成された有機ELディスプレイ1は、制御回路21から出力される各種制御信号によって走査線駆動回路7及びデータ線駆動回路20が駆動制御され、各画素5の有機EL素子9R,9G,9Bの発光輝度が制御される。その結果、表示領域4A上に所望の画像が表示されるようになっている。
In the
次に、前記のような構成を有した有機ELディスプレイ1の製造方法の一例について図3〜図10に従って説明する。
図3は、有機ELディスプレイ1の製造に使用する成膜装置の概略図である。図3に示すように、基板処理装置としての成膜装置30は、成膜室としてのチャンバー31を備えている。チャンバー31は、その側壁31Aに第1の配管32及び第2の配管33を備えている。第1及び第2の配管32,33は、気化手段としての気化装置35に連結されている。
Next, an example of a method for manufacturing the
FIG. 3 is a schematic view of a film forming apparatus used for manufacturing the
気化装置35は、有機溶媒Lを充填する容器36を備えている。この有機溶媒Lは、前記した機能層16を構成する機能材料を分散または溶解する溶媒である。具体的には、正孔輸送層14を構成する公知の正孔輸送層材料または各発光層15R,15G,15Bを構成する公知の各発光材料を分散または溶解する有機溶媒であって、本実施形態においては、前記各種機能材料に共通して使用される液体状の有機溶媒である。
The
また、気化装置35は、コンプレッサー37を備えている。このコンプレッサー37は、第1の配管32に連結され、チャンバー31内の雰囲気(ガス)を吸気するとともに、該ガスを容器36に送り込み、該容器36に充填された有機溶媒Lをバブリングする。この結果、有機溶媒Lは気化され、第2の配管33を介してチャンバー31に供給される。
In addition, the
また、気化装置35の側壁31Aには、第3の配管38及び第4の配管39を備えている。第3の配管38は、排気手段としての排気ファンFに連結され、チャンバー31内の雰囲気(ガス)を排気させるための配管である。排気ファンFとチャンバー31との間には、第3の配管38を介して排気されるチャンバー31内の雰囲気(ガス)の排気量を制御するための制御バルブBを備えている。第4の配管39は、不活性ガスとしての窒素ガスを供給するガス供給手段としてのガス供給部40に連結されている。ガス供給部40は、窒素ガスを充填するガスボンベや窒素ガスの流量を制御するレギュレータ等を備えている。そして、第4の配管39は、ガス供給部40からの窒素ガスをチャンバー31内に供給する。
Further, the
さらに、気化装置35の側壁31Bには、チャンバー31内の有機溶媒Lの蒸気圧を測定する公知の蒸気圧測定手段41を備えている。この蒸気圧測定手段41は、図示しない制御回路を備え、チャンバー31内の有機溶媒Lの蒸気圧が予め設定された値以下になると、気化装置35を駆動させチャンバー31に有機溶媒Lの蒸気を供給させるようになっている。尚、本実施形態においては、チャンバー31内の有機溶媒Lの蒸気圧が80パーセント以下になると、ガス供給部40を駆動させチャンバー31に有機溶媒Lの蒸気を供給するように設定されている。さらにまた、気化装置35の側壁31Cには、チャンバー31を開口する大型の開口部42を備えている。開口部42には扉43が設けられている。
Furthermore, a known vapor pressure measuring means 41 for measuring the vapor pressure of the organic solvent L in the
このような構成をしたチャンバー31内には、液滴吐出装置45が収納されている。液滴吐出装置45は、基台D上に設けられた載置台46、図示しない複数のノズルを備えた複数の液滴吐出ヘッド47、各種機能材料を有機溶媒L中に分散または溶解して形成され
た液状組成物を収容し液滴吐出ヘッド47に供給する液状組成物収容部48等を備えている。
A droplet discharge device 45 is accommodated in the
載置台46は、図3中バンク11が形成された面が液滴吐出ヘッド47と対向するように、素子基板SSを固定する。さらに、載置台46は、基台Dに対してY矢印方向、つまり、紙面に対して垂直方向に沿って移動可能である。つまり、載置台46は、素子基板SSと液滴吐出ヘッド47のノズルとのY矢印方向(紙面に対して垂直方向)(図1参照)に対する相対位置を制御することができる。
The mounting table 46 fixes the element substrate SS so that the surface on which the
各液滴吐出ヘッド47は、図3中X矢印方向に沿って架設されたレールLo上を移動可能に連結されている。レールLoは、基台Dに固定されている。そのため、液滴吐出ヘッド47は、図3中X矢印方向に沿って素子基板SS上を走査する。
Each
そして、載置台46及び液滴吐出ヘッド47が協働して駆動されることで、素子基板SSと液滴吐出ヘッド47との相対的位置をX矢印方向及びY矢印方向に2次元的に制御する。これにより、素子基板SS上の各画素電極12と対向する位置に液滴吐出ヘッド47のノズルを移動させることができる。
The mounting table 46 and the
また、各液滴吐出ヘッド47は、機能層16を構成する正孔輸送層14を形成するための液状組成物を吐出するヘッド、赤用発光層15Rを形成するための液状組成物を吐出するヘッド、緑用発光層15Gを形成するための液状組成物を吐出するヘッド、青用発光層15Bを形成するための液状組成物を吐出するヘッド毎に用意されている(図2参照)。
Each
また、成膜装置30は、乾燥室としての乾燥炉50を備えている。乾燥炉50は、搬送管Tを介してチャンバー31に連結されている。そして、チャンバー31と乾燥炉50との間には、搬送管T内を渡って搬送手段としての搬送用マニュピュレータ51が設けられている。この搬送用マニュピュレータ51は、たとえば、真空吸着によって、載置台46上の素子基板SSを載置台46から取り外し同素子基板SSを把持し、搬送管Tを通って乾燥炉50内に搬入したり、乾燥炉50内の素子基板SSを搬送管Tを通ってチャンバー31内に搬入して載置台46上に固定するものである。
The
乾燥炉50は、ポンプPを備えている。扉43が閉じた状態でポンプPを駆動させることで、乾燥炉50内を減圧し、乾燥炉50内に配置された素子基板SSを真空乾燥させる。
The drying
次に、図4〜図10に従って有機ELディスプレイ1の製造方法を説明する。有機ELディスプレイ1は、機能層16が本発明の成膜装置30によって形成されるものであり、同機能層16以外の各層の形成方法は、公知の方法によって形成されるものである。従って、機能層16以外の各種層の形成方法は、その説明を簡単にする。
Next, a method for manufacturing the
まず、図4に示すように、基板Sを洗浄した後、基板S上の所定の位置に薄膜トランジスタ(TFT)10や各種配線を形成する。このとき、薄膜トランジスタ(TFT)10は、たとえば、公知の低温多結晶シリコンプロセスを用いて形成する。その後、酸化珪素等といった層間絶縁層を形成し、その形成した層間絶縁層に薄膜トランジスタ(TFT)10と接続するためのコンタクトホール13を形成し、さらに、その後、各薄膜トランジスタ(TFT)10に対応した位置に画素電極12を形成する。画素電極12の形成には、スパッタ法等の公知の成膜方法を使用し、フォトリソグラフィ工程を用いてパターン形成を行う。さらに画素電極12及び回路形成層Sa上に感光性ポリイミド樹脂等を塗布し、フォトリソグラフィ工程により画素電極12を囲むようしてバンク11を形成する。このようにして、塗布領域4中に画素電極12を区画するようにしてバンク11が形成され
る。その後、各画素電極12に酸素プラズマ処理等の親水化処理を行う。これにより、画素電極12の親水性を向上させるとともに、表面改質を行うことができる。さらに、バンク11を、フッ素系ガスによるプラズマ処理により撥液化して、図4に示すような断面構造を有する素子基板SSを形成する。
First, as shown in FIG. 4, after cleaning the substrate S, a thin film transistor (TFT) 10 and various wirings are formed at predetermined positions on the substrate S. At this time, the thin film transistor (TFT) 10 is formed using, for example, a known low-temperature polycrystalline silicon process. Thereafter, an interlayer insulating layer such as silicon oxide is formed, a
次に、素子基板SSを液滴吐出装置45の載置台46に固定する(図3参照)。そして、扉43を閉じ蒸気圧測定手段41を駆動させる。また、排気ファンFを駆動させるとともに制御バルブBを操作してチャンバー31内の雰囲気(ガス)の排気する。この時点では、チャンバー31内の有機溶媒Lの蒸気圧が80パーセント以下の場合は、蒸気圧測定手段41からの制御信号に基づいてコンプレッサー37が駆動されてチャンバー31に有機溶媒Lの蒸気が供給される。
Next, the element substrate SS is fixed to the mounting table 46 of the droplet discharge device 45 (see FIG. 3). Then, the
さらに、ガス供給部40を駆動して、窒素ガスを第4の配管39を介してチャンバー31に供給する。この第4の配管39は、図3に示すように、液滴吐出装置45近傍に至るまで延設されている。このため、窒素ガスの流量を制御することで、液滴吐出装置45近傍の有機溶媒Lの蒸気圧の分圧を所望の値に制御することができる。
Further, the
その後、暫くすると、チャンバー31内の有機溶媒Lの蒸気圧が80パーセント以上となる。その状態で、液滴吐出装置45を駆動させる。そして、先ず、正孔輸送層14を形成するための液状組成物Lpを吐出する液滴吐出ヘッド47を選択する。そして、載置台46及び液滴吐出ヘッド47の位置を制御して、該ヘッド47のノズルを初期位置にある画素電極12(例えば1行目、1列目の画素電極12)に対向する位置に合わせる。この状態で、図5に示すように、前記液滴吐出ヘッド47のノズルから液滴状の液状組成物Lpを吐出して画素電極12上に液状組成物Lpを塗布する。
After a while, the vapor pressure of the organic solvent L in the
続いて、液滴吐出ヘッド47を図5中X矢印方向に沿って各所定のピッチずつ走査しながら該ヘッド47のノズルから液滴状の液状組成物Lpを吐出して、1行分のm個の画素電極12上に液状組成物Lpを塗布する。
Subsequently, the liquid
その後、前記液滴吐出ヘッド47を前記初期位置に至るまで戻す。そして、載置台46を駆動させて同載置台46の位置を1行分ずらす。そして、前記と同様にして、各画素電極12上に前記液状組成物Lpを順次吐出し、画素電極12上に液状組成物Lpを塗布する。以降、前記と同様なことを繰り返し行うことで素子基板SS上にある全ての画素電極12上に液状組成物Lpが塗布される。
Thereafter, the
このとき、チャンバー31内の有機溶媒Lの蒸気圧は、80パーセントであるので、画素電極12上に塗布された液状組成物L11はすぐに蒸発せず、液状の状態を保持する。また、素子基板SS付近の雰囲気は、有機溶媒Lの分圧が十分に高くなるように制御されている。従って、液状組成物Lpの塗布時の画素電極12上には有機溶媒Lの結露が生じる。このため、画素電極12上の液状組成物L11に対する濡れ性が向上し、塗布された液状組成物Lpが画素電極12上全面に濡れ広がる。
At this time, since the vapor pressure of the organic solvent L in the
その後、搬送用マニュピュレータ51を操作して、載置台46上の素子基板SSを載置台46から取り外す。続いて、扉43を開いて素子基板SSを搬送管Tを通して乾燥炉50内に搬入する。その後、扉43を閉じてチャンバー31と乾燥炉50とを独立させる。そして、第2のポンプP2を駆動させて同乾燥炉50内を減圧する。すると、素子基板SSの各画素電極12上全面に塗布された液状組成物Lp中の有機溶媒Lが一斉に蒸発して正孔輸送層14が形成される(図6参照)。
Thereafter, the
次に、ポンプP2を停止させて図示しない大気開放バルブを開いて炉50内を大気雰囲
気にする。そして、大気搬送用マニュピュレータ51を操作して乾燥炉50内に配置された正孔輸送層14を備えた素子基板SSを取り外す。続いて、扉43を開いてその素子基板SSを搬送管Tを通して再びチャンバー31内の液滴吐出装置45の載置台46上に載置する。その後、扉43を閉じてチャンバー31と乾燥炉50とを独立させる。
Next, the pump P2 is stopped, and an air release valve (not shown) is opened to bring the
そして、チャンバー31内の有機溶媒Lの蒸気圧が80パーセントとなるまで、その状態を保持する。次に、液滴吐出装置45を駆動させる。このとき、赤用発光層15Rを形成するための液状組成物LRを吐出する液滴吐出ヘッド47を選択するとともに、載置台46及び液滴吐出ヘッド47の位置を制御して、該ヘッド47のノズルを初期位置にある画素電極12(例えば1行目、1列目の画素電極12)上に形成された正孔輸送層14に対向する位置に合わせる。そして、図7に示すように、前記液滴吐出ヘッド47のノズルから液滴状の液状組成物LRを吐出して、正孔輸送層14上に液状組成物LRを塗布する。続いて、液滴吐出ヘッド47が図7中X矢印方向に沿って各所定のピッチずつ走査するとともに該ヘッド47のノズルから液滴状の液状組成物LRを吐出して、1行分の3個の正孔輸送層14上毎に液状組成物LRを塗布する。
The state is maintained until the vapor pressure of the organic solvent L in the
その後、前記液滴吐出ヘッド47を前記初期位置に至るまで戻す。そして、載置台46の位置を1行分ずれるように制御する。そして、前記と同様にして、3個の正孔輸送層14上毎に前記液状組成物LRを順次吐出する。以降、前記と同様なことを繰り返し行うことで素子基板SS上にある3個の正孔輸送層14上毎に液状組成物LRを塗布する。
Thereafter, the
このとき、チャンバー31内の有機溶媒Lの蒸気圧は、80パーセントであるので、前記と同様に、同チャンバー31内の雰囲気は、有機溶媒Lのミストで十分に満たされている。このため塗布された液状組成物LRはすぐに蒸発せず、液状である。また、素子基板SS付近の雰囲気は有機溶媒Lで構成されているので、液状組成物LRの塗布時に正孔輸送層14上に有機溶媒Lの結露が生じる。このため、正孔輸送層14上の液状組成物LRに対する濡れ性を向上され、塗布された液状組成物LRは正孔輸送層14上全面に濡れ広がる。
At this time, since the vapor pressure of the organic solvent L in the
その後、搬送用マニュピュレータ51を操作して、載置台46上の素子基板SSを載置台46から取り外す。続いて、扉43を開いて素子基板SSを搬送管Tを通して乾燥炉50内に搬入する。その後、扉43を閉じてチャンバー31と乾燥炉50とを独立させる。そして、ポンプP2を駆動させて同乾燥炉50内を減圧する。すると、素子基板SSの正孔輸送層12上全面に塗布された液状組成物LR中の有機溶媒Lが一斉に蒸発して赤用発光層12Rが形成される。
Thereafter, the
次に、ポンプP2を停止させて大気開放バルブを開いて炉50内を大気開放する。そして、乾燥炉50を大気搬送用マニュピュレータ51を操作して、乾燥炉50内に配置された正孔輸送層14及び赤色用発光層15Rを備えた素子基板SSを取り外す。続いて、扉43を開いてその素子基板SSを搬送管Tを通して再びチャンバー31内の液滴吐出装置45の載置台46上に載置する。その後、扉43を閉じてチャンバー31と乾燥炉50とを独立させる。
Next, the pump P2 is stopped, the atmosphere release valve is opened, and the inside of the
そして、チャンバー31内の有機溶媒Lの蒸気圧が80パーセントとなるまで、その状態を保持する。次に、液滴吐出装置45を駆動させる。このとき、緑用発光層15Gを形成するための液状組成物LGを吐出する液滴吐出ヘッド47を選択する。そして、載置台46及び液滴吐出ヘッド47の位置を制御して、該ヘッド47のノズルが初期位置にある画素電極12(例えば1行目、1列目の画素電極12)の行方向に隣接した正孔輸送層14(例えば1行目、2列目の正孔輸送層14)に対向する位置に合わせる。そして、図8に示すように、前記液滴吐出ヘッド47のノズルから液滴状の液状組成物LGが吐出され
、正孔輸送層14上に液状組成物LGが塗布される。続いて、液滴吐出ヘッド47が図8中X矢印方向に沿って各所定のピッチずつ走査されるとともに該ヘッド47のノズルから液滴状の液状組成物LGが吐出され、1行分の3個の正孔輸送層14上毎に液状組成物LGが塗布される。
The state is maintained until the vapor pressure of the organic solvent L in the
その後、前記と同様に行うことで、素子基板SS上にある3個の正孔輸送層14上毎に液状組成物LGが塗布される。
このとき、チャンバー31内の有機溶媒Lの蒸気圧は、80パーセントであるので、前記と同様に、塗布された液状組成物LGはすぐに蒸発せず、液状である。また、素子基板SS付近の雰囲気は有機溶媒Lで構成されているので、液状組成物LGの塗布時に正孔輸送層14上に有機溶媒Lの結露が生じる。このため、正孔輸送層14上の液状組成物LGに対する濡れ性を向上され、塗布された液状組成物LGは正孔輸送層14上全面に濡れ広がる。
Thereafter, the liquid composition LG is applied on each of the three hole transport layers 14 on the element substrate SS by performing the same as described above.
At this time, since the vapor pressure of the organic solvent L in the
その後、搬送用マニュピュレータ51を操作して、載置台46上の素子基板SSを載置台46から取り外す。続いて、扉43を開いて素子基板SSを搬送管Tを通して乾燥炉50内に搬入する。その後、扉43を閉じてチャンバー31と乾燥炉50とを独立させる。そして、ポンプP2を駆動させて同乾燥炉50内を減圧する。すると、素子基板SSの正孔輸送層14上全面に塗布された液状組成物LG中の有機溶媒Lが一斉に蒸発して緑色用発光層15Gが形成される。
Thereafter, the
次に、ポンプPを停止させて所定のバルブを開いて炉50内を大気開放する。そして、乾燥炉50を大気搬送用マニュピュレータ51を操作して、乾燥炉50内に配置された正孔輸送層14、赤及び緑色用発光層12R,12Gを備えた素子基板SSを取り外す。続いて、扉43を開いてその素子基板SSを搬送管Tを通して再びチャンバー31内の液滴吐出装置45の載置台46上に載置する。その後、扉43を閉じてチャンバー31と乾燥炉50とを独立させる。
Next, the pump P is stopped, a predetermined valve is opened, and the
そして、チャンバー31内の有機溶媒Lの蒸気圧が80パーセントとなるまで、その状態を保持する。次に、液滴吐出装置45を駆動させる。このとき、青用発光層15Bを形成するための液状組成物LBを吐出する液滴吐出ヘッド47を選択する。そして、載置台46及び液滴吐出ヘッド47の位置が制御されて、該ヘッド47のノズルが初期位置にある画素電極12(例えば1行目、1列目の画素電極12)の行方向に隣接した正孔輸送層14(例えば1行目、3列目の正孔輸送層14)に対向する位置に配置される。そして、図9に示すように、前記液滴吐出ヘッド47のノズルから液滴状の液状組成物LBが吐出され、正孔輸送層14上に液状組成物LBが塗布される。続いて、液滴吐出ヘッド47を各所定のピッチずつ走査されるとともに該ヘッド47のノズルから液滴状の液状組成物LBが吐出され、1行分の3個の正孔輸送層14上毎に液状組成物LBが塗布される。
The state is maintained until the vapor pressure of the organic solvent L in the
その後、前記と同様に行うことで、素子基板SS上にある3個の正孔輸送層14上毎に液状組成物LBが塗布される。
このとき、チャンバー31内の有機溶媒Lの蒸気圧は、80パーセントであるので、塗布された液状組成物LBはすぐに蒸発せず、液状である。また、素子基板SS付近の雰囲気は有機溶媒Lで構成されているので、液状組成物LBの塗布時に正孔輸送層14上に有機溶媒Lの結露が生じる。このため、正孔輸送層14上の液状組成物LBに対する濡れ性を向上され、塗布された液状組成物LBは正孔輸送層14上全面に濡れ広がる。
Thereafter, the liquid composition LB is applied on each of the three hole transport layers 14 on the element substrate SS by performing the same as described above.
At this time, since the vapor pressure of the organic solvent L in the
その後、搬送用マニュピュレータ51を操作して、載置台46上の素子基板SSを載置台46から取り外す。続いて、扉43を開いて素子基板SSを搬送管Tを通して乾燥炉50内に搬入する。その後、扉43を閉じてチャンバー31と乾燥炉50とを独立させる。
そして、ポンプP2を駆動させて同乾燥炉50内を減圧する。すると、素子基板SSの正孔輸送層14上全面に塗布された液状組成物LB中の有機溶媒Lが一斉に蒸発して青色用発光層12Bが形成される。
Thereafter, the
And the pump P2 is driven and the inside of the drying
このようにすることで、図10に示すように、各画素電極12上に正孔輸送層14及び各赤、緑または青用発光層15R,15G,15Bから構成される機能層16が形成される。
Thus, as shown in FIG. 10, the
続いて、バンク11と各発光層15R,15G,15Bとの上に、LiF層、Ca層、Al層等を蒸着方法等により積層し、陰極18を形成する。その後、封止部材19によりディスプレイ部2を封止する。さらに、ディスプレイ部2と、別途製造されたフレキシブル回路基板3とを接続する。
Subsequently, a LiF layer, a Ca layer, an Al layer, and the like are stacked on the
上記したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
(1)本実施形態によれば、チャンバー31内に素子基板SS上に機能層16を構成する正孔輸送層14、及び、赤、緑及び青用発光層15R,15G,15Bを形成するための各液状組成物Lp,LR,LG,LBを吐出する液滴吐出装置45を収納した。そして、チャンバー31内を、各液状組成物Lp,LR,LG,LBを構成する有機溶媒Lを気化して、同有機溶媒Lの雰囲気にする気化装置35を備えた。また、チャンバー31を搬送管Tを介して乾燥炉50に連結した。
As described above, the present embodiment has the following effects.
(1) According to the present embodiment, the
そして、気化装置35を駆動させてチャンバー31内の雰囲気を有機溶媒Lの蒸気圧が80パーセント以上である雰囲気にした状態にした後、液滴吐出装置45を駆動させて各液状組成物Lp,LR,LG,LBを塗布するようにした。従って、塗布された液状組成物Lp,LR,LG,LBが塗布した後にすぐに蒸発することを防ぐことができる。その後、素子基板SSを乾燥炉50に搬入して塗布した液状組成物Lp,LR,LG,LB中の有機溶媒Lを除去してそれぞれ各正孔輸送層14、及び、赤、緑及び青用発光層15R,15G,15Bを形成するようにした。
Then, the
従って、各液状組成物Lp,LR,LG,LBは塗布された位置や順序に左右されず一斉に除去されるので、各正孔輸送層14、及び、赤、緑及び青用発光層15R,15G,15Bの膜厚は、全画素5内及び画素5間でムラがない均一なものとなる。
Therefore, each liquid composition Lp, LR, LG, LB is removed all at once regardless of the position and order of application, so that each
また、塗布時には、塗布される位置にある画素電極12等には有機溶媒Lの結露が生じる。このため、塗布した液状組成物Lp,LR,LG,LBの濡れ性が向上するので、形成する正孔輸送層14は画素電極12上全面に、また、赤、緑及び青用発光層15R,15G,15Bは、対応する正孔輸送層14上全面にそれぞれ密着して形成することができる。
(2)本実施形態によれば、チャンバー31に、同チャンバー31内の雰囲気(ガス)を排気する排気手段と、チャンバー31内に不活性ガスである窒素ガスを供給するガス供給部40とを備えた。そして、排気手段によってチャンバー31内の大気雰囲気を排気した後に、気化装置35を駆動させることでチャンバー31の雰囲気を大気から有機溶媒Lで構成された雰囲気に短時間で置換させることができる。また、排気量や窒素ガスの供給量を制御することで、素子基板SS付近の有機溶媒Lの雰囲気の分圧を制御することができる。
(3)本実施形態によれば、気化装置35の側壁31Bにチャンバー31内の有機溶媒Lの蒸気圧を測定する蒸気圧測定手段41を備えた。そして、チャンバー31内の有機溶媒Lの蒸気圧が80パーセント以下になると、気化装置35を駆動させチャンバー31に窒素ガスを供給させるようにした。従って、塗布された液状組成物L11,LR,LG,LBが塗布した後にすぐに蒸発することを確実に防ぐことができる。
(4)本実施形態によれば、側壁31Cに形成された開口部42に搬送管Tを介してチャンバー31と乾燥炉50とを連結した。そして、チャンバー31内で所望の液状組成物Lp,LR,LG,LBを素子基板SS上に塗布した後に搬送管Tを介して同素子基板SSを乾燥炉50に搬入して乾燥させ、正孔輸送層14、または、赤、緑及び青用発光層15R,15G,15Bを形成するようにした。そして、乾燥後、再度、チャンバー31に搬入して素子基板SS上に所望の液状組成物Lp,LR,LG,LBを塗布するようにした。従って、素子基板SSを外部に取り出すことなく各種層14,15R,15G,15Bを形成することができる。
Further, at the time of application, condensation of the organic solvent L occurs on the
(2) According to the present embodiment, the
(3) According to this embodiment, the vapor pressure measuring means 41 for measuring the vapor pressure of the organic solvent L in the
(4) According to the present embodiment, the
また、各種層14,15R,15G,15Bを一回の塗布→乾燥といった一連の工程で形成するのではなく、複数回に分けて行うこともできる。この結果、素子基板SSの形状が異なった場合であっても、複数回に分けて塗布→乾燥の工程を行うようにすることで、所望の膜厚を備えた各種層14,15R,15G,15Bを形成することができる。
(5)本実施形態によれば、有機ELディスプレイ1を構成する基板S上に形成される各機能層16を画素5内、または画素5間で均一にすることができる。この結果、各画素5毎に輝度ムラのない表示品位の優れた画像を表示する有機ELディスプレイを製造することができる。
Further, the
(5) According to the present embodiment, each
尚、発明の実施形態は、上記実施形態に限定されるものではなく、以下のように実施してもよい。
○上記実施形態では、液滴吐出装置45をチャンバー31内に収容する方式としたが、これを、液滴吐出ヘッド47、素子基板SS及び載置台46の周囲のみを密閉してその中のみを有機溶媒Lの蒸気の雰囲気とすることの可能な防爆構造となっていてもよい。このような防爆構造を備えた液滴吐出装置45を使用することで、駆動機構、回路、配線等が溶媒雰囲気に直接触れないようにできるので、溶媒雰囲気への引火を防止することができる。また、そのような装置全体を窒素雰囲気の容器で覆う形式としても良い。このようにすることで、溶媒雰囲気中への大気中の酸素の侵入を防止し、溶媒雰囲気への引火を防止することができる。
In addition, embodiment of invention is not limited to the said embodiment, You may implement as follows.
In the above embodiment, the droplet discharge device 45 is accommodated in the
○上記実施形態では、電気光学装置として、フラットパネルディスプレイである有機ELディスプレイ1に適応したが、これ限定されるものではなく、他の電気光学装置を構成する導電性部材の形成に使用してもよい。
In the above embodiment, the electro-optical device is adapted to the
L…溶媒としての有機溶媒、LP,LR,LG,LB…液状組成物、P1…排気手段としての第1のポンプ、S…電気光学用基板としての基板、1…電気光学装置としての有機ELディスプレイ、9R,9G,9B…電気光学素子としての赤色用有機EL素子、緑色用有機EL素子及び青色用有機EL素子9B、16…機能層、30…基板処理装置として
の成膜装置、31…成膜室としてのチャンバー、35…気化手段としての気化装置、40…ガス供給手段としてのガス供給部、41…蒸気圧測定手段、45…液滴吐出装置、47…液滴吐出ヘッド、50…乾燥室としての乾燥炉、51…基板搬送手段としてのマニュピュレータ。
L: organic solvent as solvent, LP, LR, LG, LB ... liquid composition, P1: first pump as exhaust means, S: substrate as electro-optical substrate, 1 ... organic EL as electro-optical device Display, 9R, 9G, 9B ... red organic EL element as electro-optical element, green organic EL element and blue
Claims (6)
前記少なくとも1種類の溶媒を気化して前記成膜室内に供給する気化手段と
を備えていることを特徴とする基板処理装置。 A liquid composition comprising a droplet discharge head, wherein a liquid composition in which at least one functional material for forming a functional layer is dispersed or dissolved in a solvent is discharged from the droplet discharge head and applied onto a substrate, and the functional layer A film forming chamber containing a droplet discharge device for forming
Vaporization means for vaporizing the at least one solvent and supplying it to the film formation chamber.
前記成膜室を排気する排気手段と、
前記成膜室に不活性ガスを供給するためのガス供給手段と
を備えていることを特徴とする基板処理装置。 The substrate processing apparatus according to claim 1,
An exhaust means for exhausting the film formation chamber;
A substrate processing apparatus comprising gas supply means for supplying an inert gas to the film formation chamber.
前記成膜室内の蒸気圧を測定する蒸気圧測定手段を備えていることを特徴する基板処理装置。 The substrate processing apparatus according to claim 1 or 2,
A substrate processing apparatus comprising vapor pressure measuring means for measuring the vapor pressure in the film forming chamber.
前記成膜室は、前記液状組成物を乾燥させる乾燥室と前記基板を搬送する基板搬送手段を介して連結されていることを特徴する基板処理装置。 The substrate processing apparatus according to claim 1 or 2,
The substrate processing apparatus, wherein the film forming chamber is connected to a drying chamber for drying the liquid composition via a substrate transfer means for transferring the substrate.
前記液滴吐出装置は、防爆構造となっていることを特徴とする基板処理装置。 In the substrate processing apparatus according to any one of claims 1 to 4,
The substrate processing apparatus, wherein the droplet discharge device has an explosion-proof structure.
前記基板は、複数の電気光学素子をマトリクス状に形成した電気光学装置を構成する電気光学用基板であることを特徴とする基板処理装置。 The substrate processing apparatus according to any one of claims 1 to 5,
The substrate processing apparatus, wherein the substrate is an electro-optical substrate constituting an electro-optical device in which a plurality of electro-optical elements are formed in a matrix.
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