JP2007024925A - ディスプレイパネル、ディスプレイパネルの製造方法及び製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発光領域における画素の膜厚のばらつきを抑制する。
【解決手段】正孔輸送層２０ｄ及び発光層２０ｅの原料が溶解される溶媒を貯留溜６４に注入した後、この貯留溜６４から揮発した溶媒の蒸気によって、発光領域Ｅにおける雰囲気中の溶媒分圧を均等に維持した状態にすることにより、略均一な溶媒雰囲気下において有機ＥＬ層２０ｂを形成する。
【選択図】図１１

Description

本発明は、ディスプレイパネル、ディスプレイパネルの製造方法及び製造装置に係り、特に、湿式塗布法によって成形された発光素子を具備するディスプレイパネル、ディスプレイパネルの製造方法及び製造装置に関する。

近年、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）に代替する新たな映像表示方式を利用した表示装置として、液晶パネルを利用した液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ：Electro Luminescence）現象を利用したＥＬディスプレイ、プラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰ：Plasma Display Panel）を利用したプラズマディスプレイ等が開発されている。

このうち、ＥＬディスプレイには、エレクトロルミネッセンス素子（以下、ＥＬ素子）に無機化合物を用いた無機ＥＬディスプレイと、有機化合物を用いた有機ＥＬディスプレイとに大別され、カラー化が容易であり、無機ＥＬディスプレイと比較して低電圧での動作が可能であるとの観点から、有機ＥＬディスプレイの開発が進められている。

図１４に示すように、有機ＥＬディスプレイ１０１は、例えば、ガラスからなる基板１０２の上面に、画素電極１０３と、有機ＥＬ層１０４と、対向電極１０５と、封止膜１０６とが順次積層されている。このうち、有機ＥＬ層１０４は、湿式成膜が可能な材料があり、その積層方法としては、ノズルプリンティング法、インクジェット法、活版印刷法、スクリーン印刷法、オフセット印刷法及びグラビア印刷法等の種々の印刷法を利用した方法が開発されている。

しかし、ノズルを用いた積層方法の場合、図１５に示すように、基板１０２の上面に形成された隔壁１０７に囲繞された画素Ｐに、各種膜層の原料である有機ＥＬ材料を溶媒に溶解又は分散してノズルから吐出して塗布する際に、ノズルから噴出された有機ＥＬ材料の液滴の一部が基板から跳ね返って周りに飛散していた。
そのため、跳ね返った有機ＥＬ材料が画素Ｐと隣接する画素Ｐに塗布された他の色の有機ＥＬ材料と混色されるといった問題や、噴射位置及び噴射時期の制御に関して高い精度が要求されるといった問題が生じていた。

そこで、有機ＥＬ材料の塗布制御を容易化することが可能なディスプレイパネルとして、有機ＥＬ材料を塗布すべき所定のパターン形状に応じた溝を基板上に形成しておき、この溝にノズルを沿わせるように基板とノズルとを相対的に移動させて、ノズルからの有機ＥＬ材料溶液を溝の内部に流し込んで塗布する有機ＥＬ表示装置の製造方法及びその製造装置が開発されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−７５６４０号公報

しかしながら、図１６及び図１７に示すように、特許文献１に記載のディスプレイパネルの場合、発光領域Ｅの内側に配置された画素Ｐ_１は、隣接する画素Ｐ_１又は発光領域Ｅの縁端部に配設された周辺画素Ｐ_２におけるインクから揮発した溶媒によって画素Ｐ_１の周辺が溶媒雰囲気となるのに対し、周辺画素Ｐ_２は、隣接する画素Ｐ_１又は周辺画素Ｐ_２の配置数が少なく、揮発する溶媒の量も相対的に少ない。すなわち、発光領域Ｅの縁端部における雰囲気では、溶媒の分圧が不均一な状態となる。
そのため、周辺画素Ｐ_２においては、溶媒の乾燥速度が画素Ｐ_１の乾燥速度よりも早く、これに伴い溶媒が均一に乾燥せずに乾燥ムラが生じる。このため同一周辺画素Ｐ_２では、有機ＥＬディスプレイ１０１の中央に近い方が遠い方よりも乾燥が遅れ、濃度の高い溶液が凝集しやすくなり、最終的には、周辺画素Ｐ_２又は周辺画素Ｐ_２に近い画素Ｐ_１ほど、有機ＥＬ層１０４の膜厚にばらつきが生じ、場合によっては発光特性が不均一になり易いといった問題が生じている。

本発明は前記した点に鑑みてなされたものであり、発光領域における画素の膜厚のばらつきを抑制することが可能なディスプレイパネル、ディスプレイパネルの製造方法及び製造装置を提供することを目的とする。

以上の課題を解決するために、請求項１に係るディスプレイパネルの製造方法は、
基板の一面に有機ＥＬ層の原材料が溶解又は分散された有機化合物含有溶液を塗布するディスプレイパネルの製造方法において、
前記有機化合物含有溶液の溶媒と同一又は類似の揮発特性を有する溶媒が含有された溶媒揮発部を具備する製造装置の所定の位置に配置された前記基板に、前記溶媒揮発部から前記溶媒が揮発している状態で、前記有機化合物含有溶液を塗布する塗布工程を具備することを特徴とする。

請求項２に係るディスプレイパネルの製造方法は、前記溶媒揮発部が、前記基板に沿って配置されていることを特徴とする。

請求項３に係るディスプレイパネルの製造方法は、前記塗布工程では、前記溶媒揮発部の延在方向に沿って前記基板に前記有機化合物含有溶液を塗布することを特徴とする。

請求項４に係るディスプレイパネルの製造方法は、
前記有機ＥＬ層が、互いに異なる発光色を発する複数の発光層であり、
前記塗布工程が、前記溶媒揮発部の延在方向に沿って同一の発光色を発する発光層が形成されるように前記有機化合物含有溶液を連続して塗布することを特徴とする

請求項５に係るディスプレイパネルの製造方法は、前記溶媒揮発部が、前記塗布工程中に前記溶媒を注入する供給機構を具備することを特徴とする。

請求項６に係るディスプレイパネルの製造方法は、前記溶媒が、有機ＥＬ層の原材料が含有されていることを特徴とする。

請求項７に係るディスプレイパネルの製造方法は、
前記塗布工程が、
前記基板に塗布される第１有機ＥＬ層の原材料が溶解又は分散された有機化合物含有溶液の溶媒と同一又は類似の揮発特性を有する第１溶媒が含有された第１溶媒揮発部を具備する製造装置の所定の位置に配置された前記基板に、当該第１溶媒揮発部から前記溶媒が揮発している状態で、前記第１有機ＥＬ層の原材料が溶解又は分散された有機化合物含有溶液を塗布する第１塗布工程と、
前記基板に塗布される第２有機ＥＬ層の原材料が溶解又は分散された有機化合物含有溶液の溶媒と同一又は類似の揮発特性を有する第２溶媒が含有された第２溶媒揮発部を具備する製造装置の所定の位置に配置された前記基板に、当該第２溶媒揮発部から前記溶媒が揮発している状態で、前記第２有機ＥＬ層の原材料が溶解又は分散された有機化合物含有溶液を塗布する第２塗布工程とを有することを特徴とする。

請求項８に係るディスプレイパネルの製造方法は、
前記第２有機ＥＬ層が、前記第１有機ＥＬ層と接するように成膜され、
前記第２溶媒が、前記第１有機ＥＬ層に対して不溶性又は難溶性の溶媒であることを特徴とする。

請求項９に係るディスプレイパネルの製造装置は、請求項１から請求項８の何れか一項に記載したディスプレイパネルの製造方法における前記溶媒揮発部を有することを特徴とする。

請求項１０に係るディスプレイパネルは、請求項１から請求項８の何れか一項に記載したディスプレイパネルの製造方法を用いて製造されたことを特徴とする。

請求項１１に係るディスプレイパネルの製造方法は、
有機ＥＬ層の原材料が溶解又は分散された有機化合物含有溶液の溶媒と同一又は類似の揮発特性を有する溶媒を基板の非発光領域に塗布する第１塗布工程と、
有機ＥＬ層の原材料が溶解又は分散された有機化合物含有溶液を前記基板の発光領域に塗布する第２塗布工程とを具備することを特徴とする。

請求項１２に係るディスプレイパネルの製造方法は、前記第１塗布工程が、前記第２塗布工程より前に、または前記第２塗布工程と同期して行われることを特徴とする。

請求項１３に係るディスプレイパネルの製造装置は、請求項１１又は請求項１２に記載のディスプレイパネルの製造方法における前記第１塗布工程及び前記第２塗布工程を行う塗布装置を有することを特徴とする。

請求項１４に係るディスプレイパネルは、請求項１１又は請求項１２に記載のディスプレイパネルの製造方法を用いて製造されたことを特徴とする。

本発明によれば、基板面内における溶媒の乾燥速度を略均一とすることが可能となり、これによって、発光領域における画素の膜厚のばらつきを抑制することができる。

［第１実施形態］
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。但し、以下に述べる第１実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。

まず始めに、図１から図３を参照しながら、ディスプレイパネルの平面構成について説明する。
ここで、図１は、ディスプレイパネル１における発光領域Ｅの配置構成を示す平面図であり、図２は、ディスプレイパネル１の概略構成を示す平面図であり、図３は、ディスプレイパネル１における発光領域Ｅの他の配置構成を示す平面図である。

本実施形態におけるディスプレイパネル１は、図１に示すように、略長方形状の発光領域Ｅが設けられている。このうち、発光領域Ｅには、図２に示すように、複数の画素Ｐがマトリクス状に配置されている。各画素Ｐは、略長方形状の１ドットの赤画素Ｐと、１ドットの緑画素Ｐと、１ドットの青画素Ｐのいずれかから構成されており、各画素Ｐは、互いの長手方向（以下、垂直方向）が平行となるように、かつ、長手方向と直交する方向（以下、水平方向）に赤画素Ｐ、緑画素Ｐ、青画素Ｐの順となるように配列されている。各画素Ｐは、ディスプレイパネル１の中央側に位置する複数の中央側画素ＰＣと、ディスプレイパネル１の周縁に沿って中央側画素ＰＣを囲繞するように配置された複数の周辺画素ＰＳと、のいずれかになる。

このディスプレイパネル１においては、画素Ｐに各種の信号を出力するために、複数の走査線Ｘ、信号線Ｙ及び供給線Ｚが設けられている。走査線Ｘ及び供給線Ｚは水平方向に延在し、信号線Ｙは垂直方向に延在している。ここで、ｍドット（但し、ｍは３の倍数）の画素Ｐが水平方向に配列されて、ｍ本の信号線Ｙが互いに平行となるように設けられており、それぞれｎ本（但し、ｎは２以上の整数）の走査線Ｘ及び供給線Ｚが互いに平行となるように設けられｎドットの画素Ｐが垂直方向に配列されている。また、走査線Ｘと、供給線Ｚとは、水平方向に沿って交互に配列されている。

なお、本実施形態における周辺画素ＰＳは、構造、構成、形状及び寸法は中央側画素ＰＣと同一ある。そのため、以下においては、必要に応じて、中央側画素ＰＣ及び周辺画素ＰＳの両者をまとめて画素Ｐとして説明する。

次に、図４を参照しながら、画素Ｐの回路構成について説明する。
ここで、図４は、各画素Ｐにおける回路構成を示す等価回路図である。
本実施形態における画素Ｐは、何れの画素Ｐも同様に構成されており、１ドットの画素Ｐには、図２に示すように、トランジスタ２１と、キャパシタ２２とを有する画素回路２３と、画素回路２３に接続された有機ＥＬ素子２０と、が設けられている。各有機ＥＬ素子２０の他端には、共通基準電圧Ｖｓｓが印加されている。画素回路２３のトランジスタ２１は、複数のトランジスタでも単数のトランジスタであってもよく、複数のトランジスタの場合、単一チャネル型であってもよい。また、Ｎチャネル型トランジスタ及びＰチャネル型トランジスタの両方を備えていてもよい。さらに、アモルファスシリコンＴＦＴ（Thin Film Transistor）であってもよく、ポリシリコンＴＦＴであってもよい。

次に、図５を参照しながら、ディスプレイパネル１の構造について説明する。
ここで、図５は、図１に示された破断線Ｖ−Ｖに沿って絶縁基板２の厚さ方向に切断した矢視断面図である。
本実施形態におけるディスプレイパネル１には、図５に示すように、光透過性を有する可撓性を有するシート状、または剛性を有する平板状の絶縁基板２が具備されている。この絶縁基板２は、ホウケイ酸ガラス、石英ガラス、その他のガラス、ＰＭＭＡ（ポリメタクリ酸メチル）、ポリカーボネート、その他の樹脂等の透明な材料によって成形されている。

また、この絶縁基板２には各画素回路２３のトランジスタ２１が設けられている。トランジスタ２１はアモルファスシリコンＴＦＴの場合、逆スタガ構造が好ましく、ポリシリコンＴＦＴの場合、コプラナ構造が好ましい。
具体的には、絶縁基板２の上面に、各画素回路２３のトランジスタ２１のゲート２１ｇ、このゲート２１ｇに接続された複数の走査線Ｘ、並びに複数の供給線Ｚが設けられている。そして、この上からゲート絶縁膜３１がベタ一面に成膜されており、発光領域Ｅにおけるゲート絶縁膜３１の上面には、複数の信号線Ｙと、ゲート２１ｇに対向して配置した半導体膜２１ｃとが設けられている。また、トランジスタ２１は、上述したゲート２１ｇの他に、半導体膜２１ｃの中央部上に形成されたチャネル保護膜２１ｐと、半導体膜２１ｃの両端部上において互いに離間するよう形成され、チャネル保護膜２１ｐに一部重なった不純物半導体膜２１ａ，２１ｂと、不純物半導体膜２１ａの上部に形成されたドレイン２１ｄと、不純物半導体膜２１ｂの上部に形成されたソース２１ｓとを有している。

上述したトランジスタ２１のゲート２１ｇ、走査線Ｘ、並びに複数の供給線Ｚは、例えば、蒸着、スパッタリング等の気相成長法によって絶縁基板２の上面に成膜された導電性のゲートレイヤー（例えば、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｒ等の少なくとも１種を含む導電膜）を、フォトリソグラフィー法と、エッチング法とを用いてパターニングすることによって形成されたものである。

一方、上述したトランジスタ２１のドレイン２１ｄ及びソース２１ｓは、同様に気相成長法によってゲート絶縁膜３１の上面に成膜された導電性のドレインレイヤー（例えば、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｒ等の少なくとも１種を含む導電膜）を、フォトリソグラフィー法と、エッチング法とを用いてパターニングすることによって形成されたものである。また、信号線Ｙは、ドレインレイヤーのパターニングによってソース２１ｓ及びドレイン２１ｄと同時に形成されたものであって、これらソース２１ｓ及びドレイン２１ｄと共通のトランジスタ保護絶縁膜３２によって被覆されている。トランジスタ保護絶縁膜３２は、窒化シリコンや酸化シリコンが好適である。

トランジスタ保護絶縁膜３２の上面には、ポリイミド等の感光性樹脂を硬化させた平坦化膜３３が１μｍ〜８μｍの膜厚で積層され、積層された平坦化膜３３の表面が平坦となることにより、トランジスタ２１及び信号線Ｙの配設に伴う膜面における凹凸が解消されるようになっている。
また、各画素Ｐにおける平坦化膜３３及びトランジスタ保護絶縁膜３２には、コンタクトホール９１が穿設されており、このコンタクトホール９１には、導電性パッド９２が埋設されている。
ここで、本実施形態における絶縁基板２から平坦化膜３３までの積層構造を、トランジスタアレイパネル５０という。

また、上述した平坦化膜３３の上面には、有機ＥＬ素子２０のアノードである画素電極２０ａがマトリクス状に配列されている。図２において、矩形状の画素Ｐの位置は、画素電極２０ａ（図５に図示）の位置を表したものである。すなわち、隣接する信号線Ｙ同士の間には、複数の画素電極２０ａが垂直方向に一列に配列され、走査線Ｘと、その下隣りの供給線Ｚとの間には、複数の画素電極２０ａが水平方向に一列に配列されるようになっている。このような画素電極２０ａは、上述した導電性パッド９２により、トランジスタ２１のソース２１ｓと接続されている。導電性パッド９２は、トランジスタ２１に電圧を供給してコンタクトホール９１から露出したソース２１ｓを下地として電解メッキをして形成してもよく、無電解メッキを行ってもよい。

また、画素電極２０ａは、基板２側から有機ＥＬ素子２０の光を出射する、いわゆるボトムエミッションの場合、蒸着、スパッタリング等の気相成長法によって平坦化膜３３の上面に成膜された透明導電性膜（例えば、錫ドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）、亜鉛ドープ酸化インジウム、酸化インジウム（Ｉｎ_２Ｏ_３）、酸化スズ（ＳｎＯ_２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）又はカドミウム−錫酸化物（ＣＴＯ）等）をフォトリソグラフィー法及びエッチング法を用いてパターニングすることによって形成されたものであり、基板２と反対側から有機ＥＬ素子２０の光を出射する、いわゆるトップエミッションの場合、光反射性導電膜を備える。なお、有機ＥＬ層２０ｂとの密着性を向上するために、有機ＥＬ層２０ｂと接する面に上記透明導電性膜を設け、その下層に透明導電性膜に覆われるように設けられた光反射性導電膜を設けてもよい。

さらに、平坦化膜３３の上面であって、隣接する画素電極２０ａと、画素電極２０ａとの間には、平面視して、各画素電極２０ａを囲繞するようにメッシュ状の下地絶縁膜５２がパターニングされており、平面視した場合、下地絶縁膜５２によって画素電極２０ａが囲繞されている。下地絶縁膜５２は後述する隔壁Ｗの密着性を向上するものである。

上述した絶縁膜５２の上面には、０．１μｍ〜５μｍの膜厚の隔壁Ｗが形成されている。この隔壁Ｗは、図２に示すように、垂直方向の画素電極２０ａの列と、この列に隣接する画素電極２０ａの列との間において垂直方向に延在しており、平面視して、信号線Ｙと重畳するようになっている。

なお、上述した隔壁Ｗは、感光性樹脂硬化物等の絶縁膜であってもよいし、配線抵抗を低減するために、走査線Ｘ、供給線Ｚ及び共通基準電圧Ｖｓｓを供給する配線のうち、少なくとも１つと接続されている補助配線となる導電膜であってもよい（図５において、隔壁Ｗは、共通基準電圧Ｖｓｓを供給する対向電極２０ｃと接続されている。したがって、この場合には、画素電極２０ａ及び有機ＥＬ層２０ｂと直接接しないことが好ましい。）。例えば、ある隔壁Ｗを供給線Ｚと接続し、他の隔壁Ｗを対向電極２０ｃと接続するようにしてもよい。

上述したような補助配線として適用する場合、金、銀、銅等の酸化され難い金属を主成分とした低抵抗の粒径が１ｎｍ〜１０００ｎｍサイズの金属微粒子を含有した金属ナノインク又は金属ナノペーストを硬化させたものであり、トランジスタ２１の各電極、走査線Ｘ、信号線Ｙ及び供給線Ｚよりも厚さ寸法を大きくすることが可能である。
また、隔壁Ｗは、画素Ｐが配列されている領域の外側において、互いに接続されていてもよい。

上述した画素電極２０ａの上面には、二層以上の有機化合物含有層からなる有機ＥＬ層２０ｂが積層されている。ここで、有機ＥＬ層２０ｂは、画素電極２０ａから正孔輸送層（図示せず）と、発光層（図示せず）とが順次積層された二層構造を有し、正孔輸送層は、導電性高分子であるＰＥＤＯＴ（Poly (3,4-Ethylene Dioxy Thiophene) ）及びドーパントであるＰＳＳ（Poly Styrene Sulfonate）の混合物が好ましく、発光層は、ポリフェニレンビニレン系発光材料やポリフルオレン系発光材料が好ましい。この有機ＥＬ層２０ｂは、画素Ｐが赤の場合には、特に、有機ＥＬ層２０ｂにおける発光層が赤色に発光し、画素Ｐが緑の場合には、有機ＥＬ層２０ｂが緑色に発光し、画素Ｐが青の場合には、有機ＥＬ層２０ｂが青色に発光するようになっている。

なお、本実施形態における有機ＥＬ層２０ｂは、正孔輸送層、発光層の順に積層された二層構造であるが、特に限定されるものではなく、画素電極２０ａから順に正孔輸送層、発光層、電子輸送層の順に積層された三層構造であってもよく、画素電極２０ａから順に発光層、電子輸送層の順に積層された二層構造であってもよく、また三層以上であっても単層構造であってもよい。

上述した有機ＥＬ層２０ｂは、ノズルプリンティング法によって成膜されている。この場合、ＰＥＤＯＴ及びＰＳＳを有機溶媒（例えば、テトラリン、テトラメチルベンゼン、メシチレン）に溶解させた有機化合物含有液を、画素電極２０ａに塗布させることで正孔輸送層を成膜させた後、この正孔輸送層の上面に、ポリフルオレン系発光材料を上述した有機溶媒に溶解させた有機化合物含有液を塗布することによって発光層が成膜されるようになっているが、厚膜の隔壁Ｗよって隣接する画素電極２０ａに塗布された有機化合物含有液が隔壁Ｗを越えて混入することを防止することが可能なようになっている。

また、有機ＥＬ層２０ｂ及び隔壁Ｗの上面には、有機ＥＬ素子２０のカソードである対向電極２０ｃが成膜されている。対向電極２０ｃは、全ての画素Ｐに共通して形成された共通電極であって、ベタ一面に成膜されており、例えば、インジウム、マグネシウム、カルシウム、リチウム、バリウム、希土類金属のうち、少なくとも一種を含む単体又は合金等で且つ画素電極２０ａよりも仕事関数の低い材料で形成されている。

なお、対向電極２０ｃは、上記各種材料の層が積層された積層構造となっていてもよいし、以上の各種材料の層に加えて金属層が堆積した積層構造となっていてもよい。具体的には、ボトムエミッション構造の場合、有機ＥＬ層２０ｂの上面側に設けられた低仕事関数の高純度の電子注入層と、全体のシート抵抗を低くするために、電子注入層を被覆するように設けられたアルミニウム等の金属層を有する積層構造であってもよく、トップエミッション構造の場合、有機ＥＬ層２０ｂの上面側に設けられ且つ有機ＥＬ層２０ｂの光に対し高い透過率となるように１ｎｍ〜２０ｎｍと極薄い上述の低仕事関数材料からなる電子注入層と、全体のシート抵抗を低くするために、電子注入層を被覆するように設けられた透明導電性膜（例えば、錫ドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）、亜鉛ドープ酸化インジウム、酸化インジウム（Ｉｎ_２Ｏ_３）、酸化スズ（ＳｎＯ_２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）又はカドミウム−錫酸化物（ＣＴＯ）等）を有する積層構造であってもよい。
ここで、本実施形態においては、画素電極２０ａ、有機ＥＬ層２０ｂ、対向電極２０ｃの順に積層されたものを有機ＥＬ素子２０とする。

上述した対向電極２０ｃの上面には、封止保護絶縁膜５６が成膜されている。この封止保護絶縁膜５６によって、対向電極２０ｃの上面全体が被覆されることで、対向電極２０ｃの劣化が防止されるようになっている。

なお、本実施形態におけるディスプレイパネル１をトップエミッション型として用いる場合には、対向電極２０ｃ及び封止保護絶縁膜５６を光が透過できる程度に薄膜に形成することより、または対向電極２０ｃ及び封止保護絶縁膜５６に透明な材料を用いることにより、対向電極２０ｃ及び封止保護絶縁膜５６における可視光の透過性の向上が図られていてもよい。

次に、図６から図９を参照しながら、本実施形態におけるディスプレイパネル製造装置について説明する。
ここで、図６は、ノズルプリンティング装置６１の内部構造の概略を示す平面図であり、図７は、絶縁基板２が配置されたノズルプリンティング装置６１を図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿って厚さ方向に切断した断面図であり、図８は、絶縁基板２が配置されたノズルプリンティング装置６１の他の内部構造を示す断面図であり、図９は、絶縁基板２が配置されたノズルプリンティング装置６１の他の内部構造を示す断面図である。

本実施形態におけるディスプレイパネル製造装置は、図６に示すように、ノズルプリンティング装置６１であり、平板状の基板ステージ６２が具備されている。この基板ステージ６２の上面には、載置された絶縁基板２を吸着保持する略正方形状の基板吸着部６３が設けられている。基板吸着部６３の近傍には、断面形状凹状の２つの貯留溜６４が形成されており、互いの長手側が対向するように基板ステージ６２の両縁端部に配置されている。

上述した基板ステージ６２の上方には、有機ＥＬ層２０ｂとなる材料が溶解又は分散された有機化合物含有溶液を吐出するノズル６６が配置されている。このノズル６６は、基板ステージ６２上の任意に配置するように、ノズル６６及び基板ステージ６２の少なくとも一方が互いに直交するＸ方向及びＹ方向に移動できるように設定され、例えば、ノズル６６がＸ方向に移動し、基板ステージ６２がＹ方向に移動することによって有機ＥＬ層２０ｂを被膜することが可能となる。

また、貯留溜６４には、図７に示すように、上述した有機ＥＬ層２０ｂとなる材料液に含有される溶媒と同一の溶媒が貯留されており、この溶媒から揮発した蒸気により、貯留溜６４の近傍に位置されたディスプレイパネル１における複数の周辺画素ＰＳに貯留された溶媒の揮発速度を、中央側画素ＰＣの溶媒の揮発速度と略同一にする。
このため、貯留溜６４に貯留された溶媒は、有機化合物含有液の塗布作業中に乾燥しないだけの液量が貯留されている。このように、ディスプレイパネル１の外側に貯留溜６４を設けることにより、ディスプレイパネル１の内側に貯留溜６４を設けた場合に比べて少なくとも貯留溜６４の幅寸法の分だけ狭額縁にすることができる。
ここで、本実施形態における溶媒には、有機ＥＬ層２０ｂとなる材料液に含有される溶媒と同一の溶媒が用いられるが、有機ＥＬ層２０ｂとなる材料の溶解性に応じて親油性溶媒であるか親水性溶媒であるかが選択される。

なお、本実施形態における貯留溜６４には、有機ＥＬ層２０ｂとなる材料液に含有される溶媒と同一の溶媒が貯留されているが、塗布作業中における有機化合物含有液中における溶媒の揮発速度のばらつきを防止することができれば、特に限定されるものではなく、例えば、上述した有機化合物含有液そのものであってもよいし、蒸気自体が乾燥を抑制する効果を有していれば、他の揮発性溶媒であってもよい。

また、有機ＥＬ層２０ｂが複数の層で構成された場合には、例えば、第１電荷輸送層を溶解又は分散する第１溶媒を用いて第１電荷輸送層を成膜する際に、第１溶媒と同一の溶媒を貯留溜６４に貯留した第１ノズルプリンティング装置６１を利用し、次いで、第２電荷輸送層を溶解又は分散する第２溶媒を用いて第２電荷輸送層を第１電荷輸送層に接するように成膜する際に、第２溶媒と同一の溶媒を貯留溜６４に貯留した第２ノズルプリンティング装置６１を利用するようになっていてもよい。
ここで、第２溶媒は、第１電荷輸送層に対して不溶性又は難溶性の溶媒であることが好ましい。

さらに、本実施形態における貯留溜６４は、基板ステージ６２の上面における両縁端部に配設されているが、塗布作業中における有機化合物含有液の乾燥を防止することが可能であれば、特に限定されるものではなく、例えば、図８に示すように、発光領域Ｅを囲繞する絶縁基板２の縁端部に形成されていてもよいし、基板ステージ６２の他の場所に配置されていてもよい。

さらに、本実施形態における貯留溜６４は、平面視して略長方形状であり、断面形状が凹状に形成されているが、塗布作業中における有機化合物含有液の乾燥を防止することができれば、特に限定されるものではなく、例えば、平面視して所定の形状が一定の間隔離間するように配置されていてもよいし、断面形状が略半円状であってもよい。

さらに、本実施形態における貯留溜６４は、所定量の溶媒が予め貯留されているが、塗布作業中における有機化合物含有液の乾燥を防止することができれば、特に限定されるものではなく、例えば、貯留溜６４に貯留された溶媒の残量の低減に伴って、貯留溜６４に適量の溶媒を供給することが可能な供給機構（図示せず）を設けてもよい。
ここで、供給機構は、貯留溜６４における溶媒の残量が一定となるように溶媒を供給することが好ましい。

さらに、本実施形態における溶媒は、基板ステージ６２に形成された貯留溜６４に貯留されているが、絶縁基板２の近傍に溶媒が存在していれば、特に限定されるものではなく、例えば、貯留溜６４を形成せずに、図９に示すように、基板ステージ６２に載置された貯留容器６５に貯留されていてもよいし、スポンジ状の媒体に吸着保持されていてもよい。

次に、図１０から図１２を参照しながら、本実施形態におけるディスプレイパネル１の製造方法について説明する。
ここで、図１０は、有機化合物含有液の塗布工程の態様を示す平面図であり、図１１は、有機ＥＬ層２０ｂの乾燥後におけるディスプレイパネルを破断線ＸＩ−ＸＩに沿って絶縁基板２の厚さ方向に切断した矢視断面図である。

まず、気相成長法、フォトリソグラフィー法及びエッチング法を適宜何回か行うことにより、トランジスタアレイパネル５０を成形させる。このトランジスタアレイパネル５０の発光領域Ｅにおける各中央側画素ＰＣ及び各周辺画素ＰＳには、トランジスタ保護絶縁膜３２及び平坦化膜３３にコンタクトホール９１が形成された後、形成されたコンタクトホール９１に導電性パッド９２が埋設され、導電性パッド９２と接するように平坦化膜３３上に画素電極２０ａが形成される。そして、気相成長法、フォトリソグラフィー法、エッチング法を順次行うことにより、画素電極２０ａを囲繞する下地層として機能する絶縁膜５２が形成される。さらに、形成された絶縁膜５２の上面に隔壁Ｗが形成される。

次に、ノズルプリンティング装置６１の第１基板ステージ６２における基板吸着部６３にトランジスタアレイパネル５０を配置する。この際、ノズル６６には、有機ＥＬ層２０ｂの一部を構成する正孔輸送層となるＰＥＤＯＴ及びＰＳＳを親水性溶媒に溶解又は分散した有機化合物含有溶液が貯留される。また、ノズルプリンティング装置６１における第１基板ステージ６２の貯留溜６４には、ノズル６６から出される有機化合物含有溶液の親水性溶媒と同一又は類似の揮発特性を有する溶媒が注入される。
そして、図１０中の有機ＥＬ層２０ｂの位置に沿って、ノズル６６を第１基板ステージ６２に対して相対的に移動又は適宜停止しながら、ノズル６６が、ＰＥＤＯＴ及びＰＳＳを親水性溶媒に溶解させた有機化合物含有溶液を、隔壁Ｗによって囲繞された各中央側画素ＰＣ及び各周辺画素ＰＳの画素電極２０ａの上面に塗布し、正孔輸送層２０ｄを形成させる。
このとき、各周辺画素ＰＳの近傍では、貯留溜６４における有機化合物含有溶液の親水性溶媒と同一又は類似の揮発特性を有する溶媒が揮発しているので、中央側画素ＰＣにおける近傍の雰囲気と同程度になることで、周辺画素ＰＳの膜厚を中央側画素ＰＣと同様に均等に形成することができる。

なお、本実施形態におけるノズル６６は、各中央側画素ＰＣ及び各周辺画素ＰＳに対して有機化合物含有溶液の吐出量を均一にするために、トランジスタアレイパネル５０に吐出する前にトランジスタアレイパネル５０の周囲の第１基板ステージ６２上から吐出を開始することが好ましい。

また、本実施形態における有機化合物含有液の塗布方法は、吐出安定性及び製造コストの観点から、ノズルプリンティング法が採用されているが、一般的な湿式塗布方法であれば、特に限定されるものではなく、例えば、インクジェット法等の他の塗布方法であってもよい。

正孔輸送層２０ｄが被膜された後、ホットプレートを用いてトランジスタアレイパネル５０に熱処理が施され、熱処理後のトランジスタアレイパネル５０を第２基板ステージ６２上に配置する。この際、ノズル６６は、有機ＥＬ層２０ｂの一部を構成する赤、緑、青のポリフェニレン系又はポリフルオレン系発光材料を親油性の有機溶媒にそれぞれ溶解又は分散した第２有機化合物含有溶液が貯留される。また、ノズルプリンティング装置６１における第２基板ステージ６２の第２貯留溜６４には、ノズル６６から出される有機化合物含有溶液の親油性溶媒と同一又は類似の揮発特性を有する溶媒が注入される。

その後、図１０中の有機ＥＬ層２０ｂの配置位置に沿って、ノズル６６を第２基板ステージ６２に対して相対的に移動させるとともに適宜停止させることにより、ノズル６６が、隔壁Ｗによって囲繞された、赤の中央側画素ＰＣ及び赤の周辺画素ＰＳの正孔輸送層２０ｄ上に赤の有機化合物含有液を塗布し、緑の中央側画素ＰＣ及び緑の周辺画素ＰＳの正孔輸送層２０ｄ上に緑の有機化合物含有液を塗布し、青の中央側画素ＰＣ及び青の周辺画素ＰＳの正孔輸送層２０ｄ上に青の有機化合物含有液を塗布して、各色における正孔輸送層２０ｄの上面に発光層２０ｅを成膜する。
このとき、各周辺画素ＰＳ近傍では、第２貯留溜６４での有機化合物含有溶液の親油性溶媒と同一又は類似の揮発特性を有する溶媒が揮発しているので、中央側画素ＰＣにおける近傍の雰囲気と同程度になり、周辺画素ＰＳの膜厚は中央側画素ＰＣと同様に均等に形成される。

なお、本実施形態におけるノズル６６は、同色の各中央側画素ＰＣ及び各周辺画素ＰＳに対して第２有機化合物含有溶液の吐出量を均一にするために、トランジスタアレイパネル５０に対して吐出する前に、トランジスタアレイパネル５０の周囲の第２基板ステージ６２上から吐出を開始することが好ましい。

その後、不活性ガスの雰囲気下において、ホットプレートを用いてトランジスタアレイパネル５０を乾燥させることにより、残留した有機溶媒を除去させた後、気相成長法により、発光層２０ｅの上面に対向電極２０ｃをベタ一面に成膜させる。具体的には、真空蒸着法により、Ｃａ、Ｂａ等の低仕事関数の薄膜をベタ一面に成膜させ、薄膜の上にＡｌのような光反射性導電膜又はＩＴＯ等の光透過性導電膜をベタ一面に成膜させ、ディスプレイパネル１が完成する。

このように、基板ステージ６２の貯留溜６４に注入された有機溶媒から揮発した蒸気により、発光領域Ｅにおける雰囲気中の溶媒分圧を均等に維持した状態で有機ＥＬ層２０ｂを形成するので、発光領域Ｅを略均一な溶媒雰囲気とすることで、中央側画素ＰＣ及び周辺画素ＰＳを略均一の速度で乾燥させることが可能となる。

以上より、本実施形態におけるディスプレイパネル１、ディスプレイパネル１の製造方法及び製造装置によれば、貯留溜６４から揮発した有機溶媒の蒸気によって発光領域Ｅにおける雰囲気中の溶媒分圧を均等に維持した状態で有機ＥＬ層２０ｂを形成する形成工程を具備するので、発光領域Ｅを略均一な溶媒雰囲気とすることにより、画素Ｐを略均一の速度で乾燥させることが可能となる。
そのため、発光領域Ｅにおける乾燥ムラの発生を防止して、各画素Ｐの有機ＥＬ素子２０の膜厚を均一にすることができる。

なお、本実施形態における貯留溜６４は、同一色の有機ＥＬ層２０ｂの延在方向に沿った両縁端部に設けられているが、特に限定されるものではなく、例えば、図１２に示すように、全ての周辺画素ＰＳを覆うようにディスプレイパネル１の周辺全域に貯留溜６４が設けられていてもよい。
このようなノズルプリンティング装置６１を適用することで、ディスプレイパネル１に貯留溜６４や貯留容器６５を設ける必要がなくなるため、ディスプレイパネル１の狭額縁化が可能となり、ディスプレイパネル１における発光領域Ｅの比率を高くすることができる。

また、本実施形態における貯留溜６４又は貯留容器６５には、有機ＥＬ層２０ｂとなる材料が溶解又は分散された有機化合物含有溶液の溶媒と同一又は類似の揮発特性を有する溶媒が貯留されているが、特に限定されるものではなく、有機ＥＬ層２０ｂとなる材料であってもよいし、溶媒にその他の添加剤が含有されていてもよい。

［第２実施形態］
次に、図１３を参照しながら、第２実施形態におけるディスプレイパネル、ディスプレイパネルの製造方法及び製造装置について説明する。ただし、本実施形態は、上述した第１実施形態と比較すると、ノズル６６と、ノズルプリンティング装置７１における基板ステージ７２の構成とが異なっており、その他の構成については、第１実施形態と同様である。そこで、本実施形態では、第１実施形態と同様の構成には、同一の符号を付してその詳細な説明を省略し、有機化合物含有溶液の塗布方法を中心とした説明を行う。
ここで、図１３は、有機溶媒及び有機化合物含有液の塗布工程の態様を示す平面図である。

図１３に示すように、本実施形態におけるノズルプリンティング装置７１は、平板状の基板ステージ７２が具備されており、上述した第１実施形態とは異なり、溝状の貯留溜は形成されていない。
また、ノズル６６と同様に、有機ＥＬ層２０ｂの材料を含有する有機化合物含有液を吐出する第１ノズル７６が設けられるとともに、この有機化合物含有液の溶媒と同一又は類似の揮発特性の溶媒７８を吐出する第２ノズル７７が設けられている。

このようなノズルプリンティング装置７２には、上述した第１実施形態と同様に、絶縁膜５２の上面に隔壁Ｗが形成された絶縁基板２が、基板ステージ７３の所定の位置に配置される。また、トランジスタアレイパネル５０は、画素Ｐの画素電極２０ａが設けられている発光領域Ｅと、発光領域Ｅの周囲に位置する非発光領域Ｎとから構成されている。

次に、本実施形態におけるディスプレイパネル１の製造方法について説明する。
まず、第２ノズル７７は、トランジスタアレイパネル５０において垂直方向に沿って設けられた非発光領域Ｎに対して有機ＥＬ層２０ｂとなる材料が溶解又は分散された有機化合物含有溶液の溶媒と同一又は類似の揮発特性の溶媒７８を塗布する。
この際、第２ノズル７７は、溶媒７８の吐出量を均一にするために、トランジスタアレイパネル５０に吐出する前に、トランジスタアレイパネル５０の周囲の基板ステージ７２上から吐出を開始することが好ましい。

次いで、第１ノズル７６が、適宜有機化合物含有液を発光領域Ｅにおける画素電極２０ａの上面に塗布し、正孔輸送層２０ｄ及び発光層２０ｅを有する有機ＥＬ層２０ｂを成膜する。すなわち、第２ノズル７７が、正孔輸送層２０ｄとなる材料が溶解又は分散された有機化合物含有溶液の溶媒と同一又は類似の揮発特性を有する溶媒７８を塗布した後に、第１ノズル７６が、正孔輸送層２０ｄとなる材料が溶解又は分散された有機化合物含有溶液を塗布する。さらに、乾燥処理を施すことによって正孔輸送層２０ｄが形成された後、第２ノズル７７が、発光層２０ｅとなる材料が溶解又は分散された有機化合物含有溶液の溶媒と同一又は類似の揮発特性を有する溶媒７８を塗布し、第２ノズル７７が、発光層２０ｅとなる材料が溶解又は分散された有機化合物含有溶液を塗布する。
その後、第１実施形態と同様に一連の工程を経て、ディスプレイパネル７１が完成する。

なお、本実施形態における第１ノズル７６及び第２ノズル７７は、発光領域Ｅにおける同色の各中央側画素ＰＣ及び各周辺画素ＰＳに対して有機化合物含有溶液の吐出量を均一にするために、トランジスタアレイパネル５０に吐出する前にトランジスタアレイパネル５０の周囲の基板ステージ７２上から吐出を開始することが好ましい。

このとき、トランジスタアレイパネル５０の非発光領域Ｎから揮発した溶媒７８の蒸気によって発光領域Ｅにおける各中央側画素ＰＣ及び各周辺画素ＰＳの雰囲気中の溶媒分圧を同程度に維持した状態で有機ＥＬ層２０ｂを形成するので、第１実施形態と同様に、発光領域Ｅの各中央側画素ＰＣ及び各周辺画素ＰＳを略均一な溶媒雰囲気とすることで、画素Ｐを略均一の速度で乾燥でき、有機ＥＬ層２０ｂを均一な膜厚にすることができる。

なお、本実施形態における第２ノズル７７は、溶媒７８を非発光領域Ｎの同一箇所に繰り返し塗布してもよい。
上記実施形態では、第１ノズル７６が各周辺画素ＰＳに有機ＥＬ層２０ｂとなる有機化合物含有溶液を塗布するのに同期して、第２ノズル７７が、非発光領域Ｎに対して有機ＥＬ層２０ｂとなる材料が溶解又は分散された有機化合物含有溶液の溶媒と同一又は類似の揮発特性の溶媒７８を塗布してもよい。

また、本実施形態においては、第１ノズル７６が各周辺画素ＰＳに有機ＥＬ層２０ｂとなる有機化合物含有溶液を塗布した後、第２ノズル７７が非発光領域Ｎに対して有機ＥＬ層２０ｂとなる材料が溶解又は分散された有機化合物含有溶液の溶媒と同一又は類似の揮発特性の溶媒７８を塗布してもよい。

さらに、上述した第１実施形態及び第２実施形態では、画素電極２０ａ等の表面を平坦化するため、平坦化膜３３が設けられているが、特に限定されるものではなく、発光特性に大きな影響がなければ必ずしも設けなくてもよい。

最後に、本実施例におけるディスプレイパネル１について説明する。
まず、純粋超音波による洗浄処理済の絶縁基板２に、減圧酸素プラズマ法による親水化処理を施す。この際、親水化処理は、圧力５０〜１００Ｐａ、陰極電力２５０Ｗ、処理時間１０ｍｉｎ以下の条件に設定して行った。
次に、対角６インチの発光領域Ｅと、この発光領域Ｅを囲繞する非発光領域Ｎとが配設された絶縁基板２の上面に、ノズルプリンティング法を用いた積層方法により、画素電極２０ａと、正孔輸送層２０ｄと、発光層２０ｅと、対向電極２０ｃとを順次積層させて、有機ＥＬ素子２０を形成させる。
さらに、適宜乾燥処理を施すことにより、残留した溶媒を除去させ、ディスプレイパネル１を成形した。

その結果、図５に示すように、発光領域Ｅにおいては、各周辺画素ＰＳにおける乾燥ムラが解消されており、周辺画素ＰＳの有機ＥＬ層２０ａの膜厚は均一であることが確認された。

ディスプレイパネルの平面構成を示す平面図である。 ディスプレイパネルの概略構造を示す平面図である。 ディスプレイパネルの他の平面構成を示す平面図である。 画素における等価回路図である。 図１における面Ｖ−Ｖを示す矢視断面図である。 ノズルプリンティング装置の概略構造を示す平面図である。 図６における面ＶＩＩ−ＶＩＩを示す矢視断面図である 絶縁基板が配置されたノズルプリンティング装置の他の内部構造を示す断面図である。 絶縁基板が配置されたノズルプリンティング装置の他の内部構造を示す断面図である。 第１実施形態における有機化合物含有液の塗布工程の態様を示す平面図である。 図１０における面ＸＩ−ＸＩを示す矢視断面図である。 ノズルプリンティング装置の概略構造を示す平面図である。 第２実施形態における有機溶媒及び有機化合物含有液の塗布工程の態様を示す平面図である。 従来技術におけるディスプレイパネルの層構造を示す斜視図である。 従来技術におけるディスプレイパネルの概略構造を示す平面図である。 従来技術におけるディスプレイパネルの発光領域のインク態様を示す平面図である。 図１６における面ＸＶＩＩ−ＸＶＩＩを示す矢視断面図である。

符号の説明

１ ディスレイパネル
２ 絶縁基板
２０ 有機ＥＬ素子
２０ａ 画素電極
２０ｂ 有機ＥＬ層
２０ｃ 対向電極
２０ｄ 正孔輸送層
２０ｅ 発光層
２１ トランジスタ
６１，７１ ノズルプリンティング装置
６２，７２ 基板ステージ
６４ 貯留溜
Ｅ 発光領域
Ｐ 画素
Ｗ 隔壁

Claims (14)

1. 基板の一面に有機ＥＬ層の原材料が溶解又は分散された有機化合物含有溶液を塗布するディスプレイパネルの製造方法において、
   前記有機化合物含有溶液の溶媒と同一又は類似の揮発特性を有する溶媒が含有された溶媒揮発部を具備する製造装置の所定の位置に配置された前記基板に、前記溶媒揮発部から前記溶媒が揮発している状態で、前記有機化合物含有溶液を塗布する塗布工程を具備することを特徴とするディスプレイパネルの製造方法。
2. 前記溶媒揮発部は、前記基板に沿って配置されていることを特徴とする請求項１に記載のディスプレイパネルの製造方法。
3. 前記塗布工程では、前記溶媒揮発部の延在方向に沿って前記基板に前記有機化合物含有溶液を塗布することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のディスプレイパネルの製造方法。
4. 前記有機ＥＬ層は、互いに異なる発光色を発する複数の発光層であり、
   前記塗布工程は、前記溶媒揮発部の延在方向に沿って同一の発光色を発する発光層が形成されるように前記有機化合物含有溶液を連続して塗布することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のディスプレイパネルの製造方法。
5. 前記溶媒揮発部は、前記塗布工程中に前記溶媒を注入する供給機構を具備することを特徴とする請求項１から請求項４の何れか一項に記載のディスプレイパネルの製造方法。
6. 前記溶媒は、有機ＥＬ層の原材料が含有されていることを特徴とする請求項１から請求項５の何れか一項に記載のディスプレイパネルの製造方法。
7. 前記塗布工程は、
   前記基板に塗布される第１有機ＥＬ層の原材料が溶解又は分散された有機化合物含有溶液の溶媒と同一又は類似の揮発特性を有する第１溶媒が含有された第１溶媒揮発部を具備する製造装置の所定の位置に配置された前記基板に、当該第１溶媒揮発部から前記溶媒が揮発している状態で、前記第１有機ＥＬ層の原材料が溶解又は分散された有機化合物含有溶液を塗布する第１塗布工程と、
   前記基板に塗布される第２有機ＥＬ層の原材料が溶解又は分散された有機化合物含有溶液の溶媒と同一又は類似の揮発特性を有する第２溶媒が含有された第２溶媒揮発部を具備する製造装置の所定の位置に配置された前記基板に、当該第２溶媒揮発部から前記溶媒が揮発している状態で、前記第２有機ＥＬ層の原材料が溶解又は分散された有機化合物含有溶液を塗布する第２塗布工程とを有することを特徴とする請求項１から請求項６の何れか一項に記載のディスプレイパネルの製造方法。
8. 前記第２有機ＥＬ層は、前記第１有機ＥＬ層と接するように成膜され、
   前記第２溶媒は、前記第１有機ＥＬ層に対して不溶性又は難溶性の溶媒であることを特徴とする請求項７に記載のディスプレイパネルの製造方法。
9. 請求項１から請求項８の何れか一項に記載したディスプレイパネルの製造方法における前記溶媒揮発部を有することを特徴とするディスプレイパネルの製造装置。
10. 請求項１から請求項８の何れか一項に記載したディスプレイパネルの製造方法を用いて製造されたことを特徴とするディスプレイパネル。
11. 有機ＥＬ層の原材料が溶解又は分散された有機化合物含有溶液の溶媒と同一又は類似の揮発特性を有する溶媒を基板の非発光領域に塗布する第１塗布工程と、
    有機ＥＬ層の原材料が溶解又は分散された有機化合物含有溶液を前記基板の発光領域に塗布する第２塗布工程とを具備することを特徴とするディスプレイパネルの製造方法。
12. 前記第１塗布工程は、前記第２塗布工程より前に、または前記第２塗布工程と同期して行われることを特徴とする請求項１１に記載のディスプレイパネルの製造方法。
13. 請求項１１又は請求項１２に記載のディスプレイパネルの製造方法における前記第１塗布工程及び前記第２塗布工程を行う塗布装置を有することを特徴とするディスプレイパネルの製造装置。
14. 請求項１１又は請求項１２に記載のディスプレイパネルの製造方法を用いて製造されたことを特徴とするディスプレイパネル。

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