JP2009295487A - Organic el lighting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、整流回路を備えた有機EL(エレクトロルミネッセンス)照明装置に関する。 The present invention relates to an organic EL (electroluminescence) illumination device including a rectifier circuit.
有機EL照明装置は、ダイオード特性を有する有機EL素子を備えている。有機EL素子は、順方向に電流が流れると、その電流値に比例した光を発光する。従って、有機EL照明装置を交流電源により駆動した場合、交流の周期に合わせて点滅発光が生じる。ここで、通常の50Hz〜60Hzの商用電源(100V〜220V)の周期は、約16.7msec〜約20.0msecである。この周期は、数nsec〜数10nsecである有機EL素子の応答速度に比べると非常に長い。このためインバータ等を用いても、有機EL素子の点滅を抑制できないので、人間の眼にはちらつきとなって、不快感を与えるといった問題があった。 The organic EL lighting device includes an organic EL element having diode characteristics. When a current flows in the forward direction, the organic EL element emits light proportional to the current value. Therefore, when the organic EL lighting device is driven by an AC power source, flashing light emission occurs in accordance with the AC cycle. Here, the period of a normal commercial power source (100 V to 220 V) of 50 Hz to 60 Hz is about 16.7 msec to about 20.0 msec. This period is very long compared to the response speed of the organic EL element which is several nsec to several tens of nsec. For this reason, even if an inverter or the like is used, the blinking of the organic EL element cannot be suppressed, which causes a problem of flickering to human eyes and giving unpleasant feeling.
そこで、特許文献1には、交流電源と有機EL素子との間に整流回路を接続した有機EL照明装置が開示されている。この有機EL照明装置では、整流回路を介して、有機EL素子に電流を供給することによって、有機EL素子の点滅を抑制することができた。
しかしながら、特許文献1の有機EL照明装置では、整流回路と有機EL素子が別々に設けられているため、大型化するといった課題がある。 However, the organic EL lighting device of Patent Document 1 has a problem that the rectifier circuit and the organic EL element are separately provided, and thus the size is increased.
本発明は、上述した課題を解決するために創案されたものであり、小型化が可能な有機EL照明装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide an organic EL lighting device that can be reduced in size.
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、平面状の有機EL素子と、前記有機EL素子に一体的に設置され、外部から供給される交流を全波整流して前記有機EL素子に供給する整流回路素子とを備えたことを特徴とする有機EL照明装置である。 In order to achieve the above-mentioned object, the invention described in claim 1 is characterized in that a planar organic EL element and the organic EL element are integrally installed on the organic EL element, and full-wave rectification is performed on the alternating current supplied from the outside. An organic EL lighting device comprising a rectifier circuit element to be supplied to an EL element.
また、請求項2に記載の発明は、前記有機EL素子の一方の面に設けられた平面状の熱拡散板を備え、前記整流回路素子と前記熱拡散板は、接していることを特徴とする請求項1に記載の有機EL照明装置である。
The invention according to
また、請求項3に記載の発明は、前記熱拡散板と前記整流回路素子は、面接触していることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の有機EL照明装置である。
The invention according to
また、請求項4に記載の発明は、前記整流回路素子は、放熱板を有し、前記放熱板と前記熱拡散板とは、面接触していることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の有機EL照明装置である。
The invention according to
また、請求項5に記載の発明は、前記整流回路素子は、放熱板を有し、前記放熱板が外側を向くように、前記整流回路素子が設置されていることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の有機EL照明装置である。
The invention according to claim 5 is characterized in that the rectifier circuit element has a heat radiating plate, and the rectifier circuit element is installed so that the heat radiating plate faces outward. It is an organic electroluminescent illuminating device of any one of
また、請求項6に記載の発明は、前記整流回路素子は、前記有機EL素子に対して立設されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の有機EL照明装置である。
The invention according to
また、請求項7に記載の発明は、前記有機EL素子に一体的に設置された平滑回路素子を備えたことを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の有機EL照明装置である。
The invention according to
また、請求項8に記載の発明は、前記有機EL素子は、有機発光層と、前記有機発光層の一方の面に形成された金属層からなる金属電極とを有し、前記熱拡散板は、前記有機発光層から視て、前記金属電極側に設けられていることを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の有機EL照明装置である。 The invention according to claim 8 is characterized in that the organic EL element includes an organic light emitting layer and a metal electrode formed of a metal layer formed on one surface of the organic light emitting layer. The organic EL lighting device according to claim 1, wherein the organic EL lighting device is provided on the metal electrode side as viewed from the organic light emitting layer.
また、請求項9に記載の発明は、前記熱拡散板は、金属を含むことを特徴とする請求項1〜請求項8のいずれか1項に記載の有機EL照明装置である。 The invention according to claim 9 is the organic EL lighting device according to any one of claims 1 to 8, wherein the thermal diffusion plate contains a metal.
本発明によれば、整流回路素子を有機EL素子に一体的に設けることによって、小型化を実現することができる。 According to the present invention, downsizing can be realized by providing the rectifier circuit element integrally with the organic EL element.
以下、図面を参照して、本発明をボトムエミッション型の有機EL照明装置に適用した第1実施形態について説明する。図1は、第1実施形態による有機EL照明装置の全体斜視図である。図2は、図1におけるII−II線に沿った断面図である。図3は、有機EL照明装置の回路図である。尚、以下の説明において、図1に示す上下を上下方向とする。 Hereinafter, a first embodiment in which the present invention is applied to a bottom emission type organic EL lighting device will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall perspective view of the organic EL lighting device according to the first embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG. FIG. 3 is a circuit diagram of the organic EL lighting device. In the following description, the vertical direction shown in FIG.
図1及び図2に示すように、第1実施形態による有機EL照明装置1は、有機EL素子2と、熱拡散板3と、整流回路素子4と、ワイヤ5とを備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the organic EL lighting device 1 according to the first embodiment includes an
有機EL素子2は、平面状に形成されている。有機EL素子2は、基板11と、素子部12と、封着材13と、封止板14とを備えている。基板11、封着材13及び封止板14によって囲まれている領域が、封止領域15である。
The
基板11は、約0.5mmの厚みを有し、光を透過可能なガラス基板からなる。基板11の上面は、素子部12が形成される成長主面11aである。また、基板11の下面は、光が取り出される光取出面11bである。
The
素子部12は、透明電極21と、有機発光層22と、陰極(請求項の金属電極に相当)23とを備えている。
The
透明電極21は、光を透過可能な約100nmの厚みを有するITO(酸化インジウムスズ)からなる。透明電極21は、基板11の成長主面11a上に形成されている。透明電極21は、陽極25と、外部端子26とを備えている。
The
陽極25は、有機発光層22に正孔を注入するためのものである。陽極25は、封止領域15内の成長主面11a上に形成されている。陽極25は、外部端子26の一部と一体的に形成されている。
The
外部端子26は、電源端子6を介して、陽極25及び陰極23と、交流の外部電源9(図3参照)とを接続するためのものである。外部端子26は、封止領域15外の成長主面11a上に形成されている。外部端子26は、パターニングされており、複数の領域に分割されている。
The
有機発光層22は、光を発光するためのものである。有機発光層22は、陽極25上に電気的に接続された状態で形成されている。有機発光層22は、封止領域15内に形成されている。有機発光層22には、正孔輸送層及び電子輸送層が陽極25側から順に積層されている。正孔輸送層は、約50nmの厚みを有するNPD(ジフェニルナフチルジアミン)膜からなる。電子輸送層には、約50nmの厚みを有し、色素を混入させたキノリノールアルミ錯体(Alq3)膜からなる。また、陽極25からの正孔注入を促進するために、銅フタロシアニン(CuPc)を陽極25と有機発光層22との間に積層してもよい。
The organic
陰極23は、有機発光層22に電子を注入するためのものである。陰極23は、有機発光層22上に電気的に接続された状態で形成されている。陰極23は、約100nmの厚みを有するAl膜からなる。陰極23は、絶縁膜(図示略)によって陽極25と絶縁されている。陰極23の一端部は、外部端子26と接続されている。
The
封着材13は、基板11と封止板14とを封着するためのものである。封着材13は、絶縁性のUV硬化樹脂からなる。封着材13は、有機発光層22の外側を囲むように形成されている。
The sealing
封止板14は、約0.5mmの厚みを有するガラス基板からなる。封止板14は、基板11よりも小さい長方形状に形成されている。
The sealing
熱拡散板3は、有機EL素子2及び整流回路素子4により発熱された熱を拡散して、局所的に高熱になることを抑制するためのものである。熱拡散板3は、約1mmの厚みを有する平面状のAl板からなる。尚、熱拡散板3をCu層やアルマイト処理した金属層によって構成してもよい。熱拡散板3は、熱伝導シート(図示略)を介して、有機EL素子2の一方の面である封止板14の上面全体に接着されている。即ち、熱拡散板3は、有機発光層22から視て、陰極23側に設けられている。
The
整流回路素子4は、外部電源9から供給された交流を全波整流して有機EL素子2に供給するためのものである。図3に示すように、整流回路素子4は、4個のダイオードを有する単相ブリッジ整流型である。整流回路素子4は、外部端子26側の熱拡散板3の一辺の近傍に接着されている。整流回路素子4は、本体部31と、放熱板32と、4本の端子33とを備えている。本体部31には、上述した4個のダイオード等が含まれる。放熱板32は、本体部31の下面に設置されている。整流回路素子4は、放熱板32が熱拡散板3と面接触するように設置されている。各端子33は、熱拡散板3の一辺から外部端子26の上方へと突出している。各端子33は、ワイヤ5によって外部端子26と接続されている。
The
次に、上述した第1実施形態による有機EL照明装置1の動作を、図面を参照して説明する。図4は、外部電源から供給される交流の電圧−時間の関係を示すグラフである。図5は、整流回路素子によって整流された脈流の電圧−時間の関係を示すグラフである。 Next, the operation of the organic EL lighting device 1 according to the first embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 4 is a graph showing the relationship between AC voltage and time supplied from an external power source. FIG. 5 is a graph showing the voltage-time relationship of the pulsating current rectified by the rectifying circuit element.
まず、有機EL照明装置1では、交流の外部電源9から図4に示す交流が供給される。この交流は、整流回路素子4によって、図5に示すように全波整流される。この後、全波整流された電流によって、正孔が陽極25を介して有機発光層22に注入される。また、全波整流された電流によって、電子が陰極23を介して有機発光層22に注入される。注入された正孔と電子が、有機発光層22内で再結合して発光する。光は、陽極25及び基板11を透過して、外部に照射される。
First, in the organic EL lighting device 1, the alternating current shown in FIG. This alternating current is full-wave rectified by the
ここで、有機EL照明装置1では、整流回路素子4によって、図4に示す交流が、図5に示すように全波整流される。このため、有機EL照明装置1の点滅の周期が、供給される交流の周期の1/2になる。この結果、有機EL照明装置1のちらつきが低減する。
Here, in the organic EL lighting device 1, the alternating current shown in FIG. 4 is full-wave rectified by the
次に、第1実施形態による有機EL照明装置1の製造工程について説明する。図6〜図12は、各製造工程における有機EL照明装置の断面図である。 Next, the manufacturing process of the organic EL lighting device 1 according to the first embodiment will be described. 6-12 is sectional drawing of the organic electroluminescent illuminating device in each manufacturing process.
まず、図6に示すように、基板11の成長主面11aの全体にITO膜からなる透明電極21を形成する。
First, as shown in FIG. 6, a
次に、図7に示すように、フォトリソグラフィー技術を用いて、所定の領域にレジスト膜41を形成する。この後、レジスト膜41から露出している領域の透明電極21をエッチングする。これにより、陽極25及び外部端子26を含む透明電極21が、パターニングされる。
Next, as shown in FIG. 7, a resist
次に、図8に示すように、開口部42aが形成されたシャドウマスク42を用いて、有機発光層22の正孔輸送層及び電子輸送層を陽極25上の所望の領域に順に蒸着する。
Next, as shown in FIG. 8, the hole transport layer and the electron transport layer of the organic
次に、図9に示すように、開口部43aが形成されたシャドウマスク43を用いて、Al膜からなる陰極23を、有機発光層22上及び透明電極21上の所望の領域に蒸着する。
Next, as shown in FIG. 9, the
次に、図10に示すように、UV硬化樹脂からなる封着材13を有機発光層22の外周を囲むように塗布する。その後、封着材13上に封止板14を載置する。この状態で、UV(紫外線)を照射して、封着材13を硬化させる。
Next, as shown in FIG. 10, a sealing
次に、図11に示すように、封止板14の上面と一致するように、熱伝導シートを介して、熱拡散板3を貼り付ける。
Next, as shown in FIG. 11, the
次に、図12に示すように、整流回路素子4を熱拡散板3の所定の領域に接着する。その後、整流回路素子4の端子33をワイヤ5によって外部端子26と接続する。
Next, as shown in FIG. 12, the
これにより、図1及び図2に示す有機EL照明装置1が完成する。 Thereby, the organic EL lighting device 1 shown in FIGS. 1 and 2 is completed.
上述したように、第1実施形態による有機EL照明装置1では、整流回路素子4を有機EL素子2に一体的に設けている。これにより、有機EL照明装置1の小型化を実現することができる。
As described above, in the organic EL lighting device 1 according to the first embodiment, the
また、有機EL照明装置1では、熱伝導性及び放熱性の高いAl板からなる熱拡散板3上に整流回路素子4を接着している。これにより、発光時に、整流回路素子4が発熱しても、面内において、熱拡散板3により熱を伝導させて拡散することができる。このため、局所的に高熱になることを抑制できるので、面内における有機発光層22の電流値が偏ることを抑制できる。この結果、面内における輝度の偏りを抑制することができる。
In the organic EL lighting device 1, the
また、有機EL照明装置1では、熱拡散板3と整流回路素子4の放熱板32とを面接触するように接着している。これにより、整流回路素子4の放熱性をより向上させることができる。
In the organic EL lighting device 1, the
また、有機EL照明装置1では、有機発光層22から視て、熱拡散板3をAl膜からなる陰極23側に設けている。このように、熱伝導の高い陰極23側に熱拡散板3を設けることによって、放熱性をより向上させることができる。
Further, in the organic EL lighting device 1, the
(第2実施形態)
次に、上述した第1実施形態を部分的に変更した第2実施形態による有機EL照明装置について説明する。図13は、第2実施形態による有機EL照明装置の全体斜視図である。図14は、有機EL照明装置の回路図である。尚、第1実施形態の構成と同じ構成には、同じ符号を付けて説明を省略する。
(Second Embodiment)
Next, an organic EL lighting device according to a second embodiment in which the first embodiment described above is partially modified will be described. FIG. 13 is an overall perspective view of the organic EL lighting device according to the second embodiment. FIG. 14 is a circuit diagram of the organic EL lighting device. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the structure same as the structure of 1st Embodiment, and description is abbreviate | omitted.
図13及び図14に示すように、第2実施形態による有機EL照明装置1Aは、平滑回路素子7を備えている。
As shown in FIGS. 13 and 14, the organic EL lighting device 1 </ b> A according to the second embodiment includes a smoothing
平滑回路素子7は、整流回路素子4によって整流された脈流を平滑化するためのものである。平滑回路素子7は、基板11上に一体的に設置されている。図14に示すように、平滑回路素子7は、電界コンデンサとチョークコイルとを有する。
The smoothing
第2実施形態による有機EL照明装置1Aは、平滑回路素子7を備えているので、整流回路素子4によって整流された脈流を、平滑化することができる。これにより、有機EL素子2に供給される電流が、略閾値以上の直流となる。このため、有機EL素子2が消灯している時間が短くなるので、より点滅によるちらつきを抑制できる。
Since the organic EL lighting device 1 </ b> A according to the second embodiment includes the smoothing
また、有機EL照明装置1Aでは、有機EL素子2の基板11に平滑回路素子7を一体的に設けているので、有機EL照明装置1Aの大型化を抑制しつつ、上述の効果を奏することができる。
Moreover, in the organic
(第3実施形態)
次に、上述した実施形態を部分的に変更した第3実施形態による有機EL照明装置について説明する。図15は、第3実施形態による有機EL照明装置の全体斜視図である。尚、上述した実施形態の構成と同じ構成には、同じ符号を付けて説明を省略する。
(Third embodiment)
Next, an organic EL lighting device according to a third embodiment in which the above-described embodiment is partially changed will be described. FIG. 15 is an overall perspective view of the organic EL lighting device according to the third embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the structure same as the structure of embodiment mentioned above, and description is abbreviate | omitted.
図15に示すように、第3実施形態による有機EL照明装置1Bでは、整流回路素子4が有機EL素子2に対して立設されている。ここで、整流回路素子4の放熱板32は、熱拡散板3の側面と接するように設置されている。尚、整流回路素子4の端子33と外部端子26とを接続するワイヤは、省略している。
As shown in FIG. 15, in the organic EL lighting device 1 </ b> B according to the third embodiment, the
このように整流回路素子4を立設させることによって、整流回路素子4の熱が有機EL素子2に伝達されることを抑制できる。また、有機EL素子2に伝達された僅かな熱も熱拡散板3により拡散されるので、輝度の偏りを抑制できる。
By erecting the
(第4実施形態)
次に、上述した実施形態を部分的に変更した第4実施形態による有機EL照明装置について説明する。図16は、第4実施形態による有機EL照明装置の全体斜視図である。尚、上述した実施形態の構成と同じ構成には、同じ符号を付けて説明を省略する。
(Fourth embodiment)
Next, an organic EL lighting device according to a fourth embodiment in which the above-described embodiment is partially changed will be described. FIG. 16 is an overall perspective view of the organic EL lighting device according to the fourth embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the structure same as the structure of embodiment mentioned above, and description is abbreviate | omitted.
図16に示すように、第4実施形態による有機EL照明装置1Cでは、整流回路素子4の本体部31が、熱拡散板3と接着されている。即ち、整流回路素子4の放熱板32が、外側を向くように設置されている。これにより、整流回路素子4の放熱性をより向上させることができる。尚、整流回路素子4の端子33と外部端子26とを接続するワイヤは、省略している。
As shown in FIG. 16, in the organic EL lighting device 1 </ b> C according to the fourth embodiment, the
(第5実施形態)
次に、上述した実施形態を部分的に変更した第5実施形態による有機EL照明装置について説明する。図17は、第5実施形態による有機EL照明装置の全体斜視図である。尚、上述した実施形態の構成と同じ構成には、同じ符号を付けて説明を省略する。
(Fifth embodiment)
Next, an organic EL lighting device according to a fifth embodiment in which the above-described embodiment is partially changed will be described. FIG. 17 is an overall perspective view of the organic EL lighting device according to the fifth embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the structure same as the structure of embodiment mentioned above, and description is abbreviate | omitted.
図17に示すように、第5実施形態による有機EL照明装置1Dでは、基板11の下面に熱拡散板3が設けられている。また、整流回路素子4が、基板11の下面に設けられた熱拡散板3に接着されている。第5実施形態の構成は、封止板14側から光を取り出すトップエミッション型の有機EL照明装置に有効である。尚、整流回路素子4の端子33と外部端子26とを接続するワイヤは、省略している。
As shown in FIG. 17, in the organic EL lighting device 1 </ b> D according to the fifth embodiment, the
(第6実施形態)
次に、上述した実施形態を部分的に変更した第6実施形態による有機EL照明装置について説明する。図18は、第6実施形態による有機EL照明装置の全体斜視図である。尚、上述した実施形態の構成と同じ構成には、同じ符号を付けて説明を省略する。
(Sixth embodiment)
Next, an organic EL lighting device according to a sixth embodiment in which the above-described embodiment is partially changed will be described. FIG. 18 is an overall perspective view of the organic EL lighting device according to the sixth embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the structure same as the structure of embodiment mentioned above, and description is abbreviate | omitted.
図18に示すように、第6実施形態による有機EL照明装置1Eでは、有機EL素子2の基板11の上面のうち、外部に露出している領域に整流回路素子4が設置されている。このように、整流回路素子4を有機EL素子2に一体的に設置することによって、有機EL照明装置1Eの小型化を実現できる。尚、整流回路素子4の端子33と外部端子26とを接続するワイヤは、省略している。
As shown in FIG. 18, in the organic
以上、実施形態を用いて本発明を詳細に説明したが、本発明は本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載及び特許請求の範囲の記載と均等の範囲により決定されるものである。以下、上記実施形態を一部変更した変更形態について説明する。 As mentioned above, although this invention was demonstrated in detail using embodiment, this invention is not limited to embodiment described in this specification. The scope of the present invention is determined by the description of the claims and the scope equivalent to the description of the claims. Hereinafter, modified embodiments in which the above-described embodiment is partially modified will be described.
上述した実施形態における各構成の形状、数値、材料は適宜変更可能である。 The shape, numerical value, and material of each component in the above-described embodiment can be changed as appropriate.
例えば、整流回路素子の回路構成は、適宜変更可能であるが、1チップ化された素子構造のものが好ましい。これにより、有機EL照明装置の小型、軽量及び薄型化を実現できるからである。 For example, the circuit configuration of the rectifier circuit element can be changed as appropriate, but an element structure with one chip is preferable. This is because the organic EL lighting device can be reduced in size, weight, and thickness.
また、全ての実施形態において、平滑回路素子は、追加してもよく、また、省略してもよい。更に、平滑回路素子のコイルは、省略してもよい。 In all the embodiments, the smoothing circuit element may be added or omitted. Further, the coil of the smoothing circuit element may be omitted.
1、1A、1B、1C、1D、1E 有機EL照明装置
2 有機EL素子
3 熱拡散板
4 整流回路素子
5 ワイヤ
6 電源端子
7 平滑回路素子
9 外部電源
11 基板
11a 成長主面
11b 光取出面
12 素子部
13 封着材
14 封止板
15 封止領域
21 透明電極
22 有機発光層
23 陰極
25 陽極
26 外部端子
31 本体部
32 放熱板
33 端子
1, 1A, 1B, 1C, 1D, 1E Organic
Claims (9)
前記有機EL素子に一体的に設置され、外部から供給される交流を全波整流して前記有機EL素子に供給する整流回路素子とを備えたことを特徴とする有機EL照明装置。 A planar organic EL element;
An organic EL lighting device comprising: a rectifier circuit element that is integrally installed in the organic EL element and that rectifies a full-wave AC supplied from the outside and supplies the rectified circuit element to the organic EL element.
前記整流回路素子と前記熱拡散板は、接していることを特徴とする請求項1に記載の有機EL照明装置。 A planar heat diffusion plate provided on one surface of the organic EL element;
The organic EL lighting device according to claim 1, wherein the rectifier circuit element and the thermal diffusion plate are in contact with each other.
前記放熱板と前記熱拡散板とは、面接触していることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の有機EL照明装置。 The rectifier circuit element has a heat sink,
The organic EL lighting device according to claim 1, wherein the heat radiating plate and the heat diffusing plate are in surface contact.
前記放熱板が外側を向くように、前記整流回路素子が設置されていることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の有機EL照明装置。 The rectifier circuit element has a heat sink,
The organic EL lighting device according to any one of claims 1 to 3, wherein the rectifier circuit element is installed such that the heat radiating plate faces outward.
前記熱拡散板は、前記有機発光層から視て、前記金属電極側に設けられていることを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の有機EL照明装置。 The organic EL element has an organic light emitting layer and a metal electrode made of a metal layer formed on one surface of the organic light emitting layer,
The organic EL lighting device according to claim 1, wherein the heat diffusion plate is provided on the metal electrode side as viewed from the organic light emitting layer.
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