JP2013149485A - 有機電界発光装置、有機電界発光装置の製造方法および電子機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本開示の表示装置は、有機材料よりなると共に、互いに色の異なる複数の発光層と、各発光層を挟んで設けられた第1電極および第2電極と、複数の発光層のうちの1または2以上の発光層の、第1電極および第2電極の少なくとも一方の側に形成されると共に、電荷輸送性材料からなる薄膜層とを備えたものである。発光層形成工程において、複数の発光層のうちの少なくとも一の発光層を形成する際に、他の発光層の第1および第2の電極側の少なくとも一方の側に電荷輸送性材料からなる薄膜層を形成する。各発光層に、他色の発光材料が付着することが抑制される。
【選択図】図1
Description
1.第1の実施の形態(緑色発光層形成時にのみ、正孔輸送性材料を含む溶液でブランケットを膨潤させる例)
2.第2の実施の形態(更に、赤色発光層形成時には、電子輸送性材料を含む溶液でブランケットを膨潤させる例)
3.変形例1(赤色発光層形成時にのみ、電子輸送性材料を含む溶液でブランケットを膨潤させる例)
4.変形例2(赤色発光層形成後に緑色発光層を形成する場合の例)
5.変形例3(黄色発光層形成時に、正孔輸送性材料を含む溶液でブランケットを膨潤させる例)
6.適用例(電子機器の例)
[構成]
図1は本開示の第1の実施の形態に係る表示装置(表示装置1)の断面構成を表したものである。表示装置1は、例えば、有機電界発光カラーディスプレイなどとして用いられ、例えば、駆動基板10上に、赤色の光を発生する有機EL素子10R(赤画素)、緑色の光を発生する有機EL素子10G(緑画素)、および青色の光を発生する有機EL素子10B(青画素)が、規則的に複数配置されたものである。これらの有機EL素子10R,10G,10Bは、保護層18により被覆されており、接着層19を介して封止基板20により封止されている。この表示装置1は、互いに隣接する有機EL素子10R,10G,10Bの組が一つのピクセル(pixel)を構成するものであり、封止基板20の上面より3色の光LR,LG,LBを射出する上面発光型の表示装置である。以下、各部の構成について説明する。
図2は、表示装置1の駆動基板10に形成される回路構成を、上記有機EL素子10R,10G,10Bと共に表したものである。駆動基板10では、基板110上に、例えば複数の有機EL素子10R,10G,10Bがマトリクス状に配置される表示領域110Aが形成され、この表示領域110Aを囲うように、映像表示用のドライバである信号線駆動回路120および走査線駆動回路130が配設されている。信号線駆動回路120には、列方向に沿って延在する複数の信号線120Aが接続されており、走査線駆動回路130には、行方向に沿って延在する複数の走査線130Aが接続されている。各信号線120Aと各走査線130Aとの交差部が、有機EL素子10R,10G,10Bのいずれかに対応している。表示領域110Aの周辺領域には、この他にも、図示しない電源線駆動回路が設けられている。
有機EL素子10R,10G,10Bはそれぞれ、例えば上面発光型(トップエミッション型)の素子構造を有している。但し、このような構成に限定されることはなく、例えば基板110側から光を取り出す透過型、即ち下面発光型(ボトムエミッション型)であってもよい。
本実施の形態では、有機EL素子10R,10G,10Bが、微視的には、上述した各種機能層の他に、以下に説明するような薄膜層(正孔輸送性薄膜層17a1,赤色発光性薄膜層17r)を有している。
上記のような表示装置1は、例えば次のようにして製造することができる。
次に、図8に示したように、赤画素領域10R1に赤色発光層14R、緑画素領域10G1に緑色発光層14Gをそれぞれ形成する。この際、以下に説明するように、ブランケットを用いた反転印刷法により、緑色発光層14Gおよび赤色発光層14Rをこの順にそれぞれパターン形成する。概要は以下の通りである。
1.緑色発光層14Gの形成
(1)正孔輸送性材料を含む溶液を用いたブランケットの膨潤
(2)緑色発光材料を含む溶液をブランケット上に塗布
(3)凹版を用いてブランケット上に印刷パターンを形成
(4)ブランケット上の印刷パターンを駆動基板10上へ転写
2.赤色発光層14Rの形成
(1)赤色発光材料を含む溶液をブランケットに塗布/膨潤
(2)凹版を用いてブランケット上に印刷パターンを形成
(3)ブランケット上の印刷パターンを駆動基板10上へ転写
(1)膨潤工程
まず、後工程において緑色発光層14Gを転写する際に使用するブランケット60を用意し、このブランケット60の少なくとも表面を膨潤させる。具体的には、図9(A),(B)に示したように、正孔輸送性材料を含む溶液D1aを、例えばスピンコート法により、ブランケット60上の全面にわたって形成する。これにより、図9(C)に示したように、ブランケット60の表面側の層(表層S1)に溶液D1aが浸透し、表層S1が溶液D1aに含まれる溶媒によって膨潤した状態となる。これにより、ブランケット60の表面を適度な湿度に保つことができ、後工程の転写時において良好な膜形成が可能となる。尚、ブランケット60の膨潤量としては、例えば厚みが0.05mm〜1mmのシリコンブランケットに対して、10%以上の体積膨潤率を生じさせる程度であることが望ましい。また、この後、必要に応じて、ブランケット60上の余分な溶液D1aの層(S1’)を、例えばスピンコート法等により除去する。あるいは、層S1’の乾燥が進んでいる場合には、粘着性シート等を用いて除去してもよい。
続いて、ブランケット60上の全面にわたって、緑色発光材料を含む溶液D2gを塗布形成する。具体的には、図10(A),(B)に示したように、溶液D2gを、例えばスピンコート法あるいはスリットコート法などの直接塗布法により、ブランケット60上の全面にわたって形成する。これにより、図10(C)に示したように、ブランケット60では、正孔輸送性材料を含む溶液D1aにより膨潤した表層S1上に、緑色発光材料を含む溶液D2gの層が形成される。
次いで、ブランケット60上に緑色発光層14Gの印刷パターン層(印刷パターン層14g1)を形成する。具体的には、まず、図11(A)に示したように、緑画素領域10G1に対応して凹部を有する凹版61と、ブランケット60の溶液D2gの層とを向かい合わせ、図11(B)に示したように、凹版61にブランケット60上の溶液D2gの層を押し付ける。この後、図11(C)に示したように、ブランケット60を凹版61から剥離することにより、溶液D2gの層のうちの不要部分(D2g')は、凹版61の凸部側に転写されて、ブランケット60上から除去される。これにより、ブランケット60上には、緑色画素領域に対応する緑色発光層14Gの印刷パターン14g1が形成される。尚、図中ではライン状パターンで示したが、TFT画素配列と矛盾なければパターンの形状はライン状に限定されるものでは無い。
続いて、ブランケット60上の緑色発光層14Gの印刷パターン層14g1を駆動基板10側へ転写する。具体的には、まず、図12(A)に示したように、正孔注入層13Bおよび正孔輸送層13Aを形成済みの駆動基板10(以下、便宜上、駆動基板10aとする)と、ブランケット60とを向かい合わせて配置する。ここで、詳細には、図12(B)に示したように、転写前のブランケット60の表面には、印刷パターン層14g1と共に、この印刷パターン層14g1を除く領域に、正孔輸送性材料を含む薄膜層(正孔輸送性薄膜層17a1)が形成されている。この正孔輸送性薄膜層17a1は、ブランケット60の表層S1に含まれる溶液D1aから正孔輸送性材料が析出することにより生じたものである。
(1)発光材料塗布/膨潤工程
まず、後工程において赤色発光層14Rを転写する際に使用するブランケット62を用意し、このブランケット62の少なくとも表面を膨潤させる。この際、具体的には、図13(A),(B)に示したように、赤色発光材料を含む溶液D2rをブランケット62の表面に、例えばスピンコート法等により塗布する。これにより、図13(C)に示したように、ブランケット62の表面側の層(表層S1r)に溶液D2rが浸透し、表層S1rが溶液D2rに含まれる溶媒によって膨潤した状態となる。これにより、上記緑色発光層14の形成時と同様、後工程の転写時において良好な膜形成が可能となる。この後、あるいはこの膨潤工程と同時に、赤色発光材料を含む溶液D2rの層をブランケット62上に形成する。
次いで、特に図示はしないが、上記緑色発光層14Gの場合と同様にして、所定の凹版を用いて、ブランケット62上に赤色発光層14Rの印刷パターン層(印刷パターン層14r1)を形成する。
続いて、ブランケット62上の赤色発光層14rの印刷パターン層14r1を駆動基板10a側へ転写する。具体的には、まず、図14(A)に示したように、駆動基板10a(詳細には、緑色発光層14Gを形成済みの駆動基板10a)と、ブランケット62とを向かい合わせて配置する。ここで、詳細には、図14(B)に示したように、転写前のブランケット62の表面には、印刷パターン層14r1と共に、この印刷パターン層14r1を除く領域に、赤色発光材料を含む薄膜層(赤色発光性薄膜層17r)が形成されている。この赤色発光性薄膜層17rは、ブランケット62の表層S1rに含まれる溶液D2rから赤色発光性材料が析出することにより生じたものである。
本実施の形態の表示装置1では、各画素に対して走査線駆動回路130から書き込みトランジスタTr2のゲート電極を介して走査信号が供給されると共に、信号線駆動回路120から画像信号が書き込みトランジスタTr2を介して保持容量Csに保持される。これにより、有機EL素子10に駆動電流Idが注入され、正孔と電子とが再結合して発光が起こる。この光は、例えば上面発光型の場合には第2電極16および封止基板20を透過して、表示装置1の上方へ取り出される。
図19に、本実施の形態の比較例に係る表示装置の断面構成を模式的に示す。この表示装置では、本実施の形態と同様、有機EL素子100R,100G,100B毎に第1電極101が設けられ、正孔注入層102B、正孔輸送層102A、電子輸送層105A、電子注入層105Bおよび第2電極16は各画素に共通して形成されている。また、赤色発光層104R,緑色発光層104Gは、画素毎に分離形成され、青色発光層104Bは、各画素に共通の層として形成されている。赤色発光層104R,緑色発光層104Gは、ブランケットを用いた反転印刷により形成される。
図20は、本開示の第2の実施の形態に係る表示装置の有機EL素子10R,10G,10Bの積層構造を模式的に表したものである。本実施の形態の有機EL素子10R,10G,10Bも、上記第1の実施の形態と同様、駆動基板10上に形成されると共に、保護層18、接着層19および封止基板20によって封止されることにより、表示装置を構成するものである。以下では、上記第1の実施の形態と同様の構成要素については同一の符号を付し、適宜その説明を省略する。
図22は、変形例1に係る有機EL素子10R,10G,10Bの積層構造を模式的に表したものである。本変形例においても、有機EL素子10R,10Gは、例えば、第1電極11上に、正孔注入層13B、正孔輸送層13A、赤色発光層14Rまたは緑色発光層14G、青色発光層14B、電子輸送層15A、電子注入層15Bおよび第2電極16がこの順に積層されたものである。有機EL素子10Bは、例えば、第1電極11上に、正孔注入層13B、正孔輸送層13A、青色発光層14B、電子輸送層15A、電子注入層15Bおよび第2電極16がこの順に積層されたものである。また、赤色発光層14R,緑色発光層14Gについては、ブランケットを用いた反転印刷により形成され、青色発光層14Bは例えば真空蒸着法などにより形成されている。
図23〜図25は、変形例2に係る有機EL素子10R,10G,10Bの積層構造を模式的に表したものである。上記第1,第2の実施の形態および変形例1ではいずれも、緑色発光層14Gを形成した後、赤色発光層14Rを形成する場合について説明したが、ブランケットを用いて印刷形成する発光層の形成順序はこれに限定されない。本変形例のように赤色発光層14Rの形成後、緑色発光層14Gを形成してもよい。また、この場合も、上述したように、1色目および2色目の発光層のうちの一方または両方の発光層を形成する際に、正孔輸送性材料または電子輸送性材料を含む溶液によりブランケットを膨潤させればよい。
図26は、変形例3に係る有機EL素子10R,10G,10Bの積層構造を模式的に表したものである。上記第1の実施の形態等では、ブランケットを用いた反転印刷によりパターン形成する発光層として、赤色発光層および緑色発光層を例に挙げたが、他色の発光層を用いてもよい。例えば、本変形例のように、有機EL素子10R,10Gの2画素にわたって、黄色発光層14Yを形成し、この黄色発光層14Yを覆って青色発光層14Bが形成された構成であってもよい。この場合、有機EL素子10R,10Gでは、黄色と青色との混色により白色光が生成されるため、封止基板20側にはカラーフィルタ層21が設けられ、このカラーフィルタ層21を用いて赤色光および緑色光をそれぞれ取り出すようになっている。カラーフィルタ層21は、有機EL素子10R,10G,10Bのそれぞれに対向して、赤色フィルタ21R,緑色フィルタ21G,青色フィルタ21Bを有している。赤色フィルタ21Rは赤色光、緑色フィルタ21Gは緑色光、青色フィルタ21Bは青色光をそれぞれ選択的に透過させる。このような構成において、本変形例では、青画素における青色発光層14Bと正孔輸送層13Aとの間に、正孔輸送性薄膜層17a1が形成されている。
上記第1,2の実施の形態および変形例1〜3において説明した有機EL素子10r,10g,10Bを含む表示装置は、例えば次に示したような、画像(あるいは映像)表示を行う、あらゆる分野の電子機器に搭載することができる。
(1)
有機材料よりなると共に、互いに色の異なる複数の発光層と、
各発光層を挟んで設けられた第1電極および第2電極と、
前記複数の発光層のうちの1または2以上の発光層の、前記第1電極および前記第2電極の少なくとも一方の側に形成されると共に、電荷輸送性材料を含む薄膜層と
を備えた有機電界発光装置。
(2)
前記複数の発光層は、画素毎に分離形成される少なくとも2つの第1および第2の発光層を含み、
前記第1および第2の発光層のうちの前記第2の発光層の前記第1電極側に、前記薄膜層としての第1の薄膜層が形成されている
上記(1)に記載の有機電界発光装置。
(3)
赤画素、緑画素および青画素を含み、
前記緑画素では、前記第1の発光層としての緑色発光層、前記赤画素では、前記第2の発光層としての赤色発光層がそれぞれ設けられている
上記(2)に記載の有機電界発光装置。
(4)
前記青画素は、前記赤色発光層上および前記緑色発光層上の領域まで延在形成された青色発光層を有し、
前記第1の薄膜層は、前記青画素における前記青色発光層の前記第1電極側にも設けられている
上記(3)に記載の有機電界発光装置。
(5)
前記緑色発光層の前記第2電極側に、前記薄膜層としての第2の薄膜層が形成され、
前記青画素では、前記青色発光層の前記第1電極側に、前記第1および第2の薄膜層が積層されている
上記(4)に記載の有機電界発光装置。
(6)
赤画素、緑画素および青画素を含み、
前記赤画素では、前記第1の発光層としての赤色発光層、前記緑画素では、前記第2の発光層としての緑色発光層がそれぞれ設けられている
上記(2)に記載の有機電界発光装置。
(7)
前記複数の発光層は、画素毎に分離形成される少なくとも2つの第1および第2の発光層を含み、
前記第1および第2の発光層のうちの前記第1の発光層の前記第2電極側に、前記薄膜層が形成されている
上記(1)に記載の有機電界発光装置。
(8)
赤画素、緑画素および青画素を含み、
前記赤画素および前記緑画素では黄色発光層が設けられ、
前記青画素では、前記青色発光層は前記黄色発光層上の領域まで延在形成された青色発光層が設けられ、
前記薄膜層は、前記青画素における前記青色発光層の前記第1電極側にも設けられている
上記(1)に記載の有機電界発光装置。
(9)
第1電極を形成する工程と、
前記第1電極上に、有機材料よりなると共に互いに色の異なる複数の発光層を形成する発光層形成工程と、
前記複数の発光層上に第2電極を形成する工程とを含み、
前記発光層形成工程では、
前記複数の発光層のうちの少なくとも一の発光層を形成する際に、他の発光層の前記第1および第2の電極側の少なくとも一方の側に電荷輸送性材料を含む薄膜層を形成する
有機電界発光装置の製造方法。
(10)
前記発光層形成工程では、
第1および第2の発光層を、この順に、ブランケットを用いた印刷により形成し、
前記第1の発光層を形成する際、
前記ブランケットを、前記電荷輸送性材料を含む溶液を用いて膨潤させた後、当該ブランケットを用いて前記第1の発光層の印刷を行うことにより、前記第1の発光層形成領域を除く領域に、前記薄膜層としての第1の薄膜層を形成する
上記(9)に記載の有機電界発光装置の製造方法。
(11)
緑画素領域に前記第1の発光層としての緑色発光層、赤画素領域に前記第2の発光層としての赤色発光層をそれぞれ形成する
上記(10)に記載の有機電界発光装置の製造方法。
(12)
前記緑色発光層および前記赤色発光層を形成した後、
前記赤色発光層上および前記緑色発光層上の領域から青画素領域にまでわたって青色発光層を形成する
上記(11)に記載の有機電界発光装置の製造方法。
(13)
前記第2の発光層を形成する際、
他のブランケットを、前記電荷輸送性材料を含む溶液を用いて膨潤させた後、当該ブランケットを用いて前記第2の発光層の印刷を行うことにより、前記第2の発光層形成領域を除く領域に、前記薄膜層としての第2の薄膜層を形成する
上記(12)に記載の有機電界発光装置の製造方法。
(14)
赤画素領域に前記第1の発光層としての赤色発光層、緑画素領域に前記第2の発光層としての緑色発光層をそれぞれ形成する
上記(10)に記載の有機電界発光装置の製造方法。
(15)
前記発光層形成工程では、
第1および第2の発光層を、この順に、ブランケットを用いた印刷により画素毎に分離形成し、
前記第2の発光層を形成する際、
前記ブランケットを、前記電荷輸送性材料を含む溶液を用いて膨潤させた後、当該ブランケットを用いて前記第2の発光層の印刷を行うことにより、前記第2の発光層形成領域を除く領域に、前記薄膜層を形成する
上記(9)に記載の有機電界発光装置の製造方法。
(16)
前記発光層形成工程では、
赤画素領域および緑画素領域にわたって黄色発光層を、ブランケットを用いた印刷により形成し、
前記黄色発光層上の領域から青画素領域にまでわたって青色発光層を形成し、かつ
前記黄色発光層を形成する際、
前記ブランケットを、前記電荷輸送性材料を含む溶液を用いて膨潤させた後、当該ブランケットを用いて前記黄色発光層の印刷を行うことにより、前記黄色発光層形成領域を除く領域に、前記薄膜層を形成する
上記(9)に記載の有機電界発光装置の製造方法。
(17)
有機材料よりなると共に、互いに色の異なる複数の発光層と、
各発光層を挟んで設けられた第1電極および第2電極と、
前記複数の発光層のうちの1または2以上の発光層の、前記第1電極および前記第2電極の少なくとも一方の側に形成されると共に、電荷輸送性材料を含む薄膜層と
を備えた有機電界発光装置を有する電子機器。
Claims (17)
- 有機材料よりなると共に、互いに色の異なる複数の発光層と、
各発光層を挟んで設けられた第1電極および第2電極と、
前記複数の発光層のうちの1または2以上の発光層の、前記第1電極および前記第2電極の少なくとも一方の側に形成されると共に、電荷輸送性材料を含む薄膜層と
を備えた有機電界発光装置。 - 前記複数の発光層は、画素毎に分離形成される少なくとも2つの第1および第2の発光層を含み、
前記第1および第2の発光層のうちの前記第2の発光層の前記第1電極側に、前記薄膜層としての第1の薄膜層が形成されている
請求項1に記載の有機電界発光装置。 - 赤画素、緑画素および青画素を含み、
前記緑画素では、前記第1の発光層としての緑色発光層、前記赤画素では、前記第2の発光層としての赤色発光層がそれぞれ設けられている
請求項2に記載の有機電界発光装置。 - 前記青画素は、前記赤色発光層上および前記緑色発光層上の領域まで延在形成された青色発光層を有し、
前記第1の薄膜層は、前記青画素における前記青色発光層の前記第1電極側にも設けられている
請求項3に記載の有機電界発光装置。 - 前記緑色発光層の前記第2電極側に、前記薄膜層としての第2の薄膜層が形成され、
前記青画素では、前記青色発光層の前記第1電極側に、前記第1および第2の薄膜層が積層されている
請求項4に記載の有機電界発光装置。 - 赤画素、緑画素および青画素を含み、
前記赤画素では、前記第1の発光層としての赤色発光層、前記緑画素では、前記第2の発光層としての緑色発光層がそれぞれ設けられている
請求項2に記載の有機電界発光装置。 - 前記複数の発光層は、画素毎に分離形成される少なくとも2つの第1および第2の発光層を含み、
前記第1および第2の発光層のうちの前記第1の発光層の前記第2電極側に、前記薄膜層が形成されている
請求項1に記載の有機電界発光装置。 - 赤画素、緑画素および青画素を含み、
前記赤画素および前記緑画素では黄色発光層が設けられ、
前記青画素では、前記青色発光層は前記黄色発光層上の領域まで延在形成された青色発光層が設けられ、
前記薄膜層は、前記青画素における前記青色発光層の前記第1電極側にも設けられている
請求項1に記載の有機電界発光装置。 - 第1電極を形成する工程と、
前記第1電極上に、有機材料よりなると共に互いに色の異なる複数の発光層を形成する発光層形成工程と、
前記複数の発光層上に第2電極を形成する工程とを含み、
前記発光層形成工程では、
前記複数の発光層のうちの少なくとも一の発光層を形成する際に、他の発光層の前記第1および第2の電極側の少なくとも一方の側に電荷輸送性材料を含む薄膜層を形成する
有機電界発光装置の製造方法。 - 前記発光層形成工程では、
第1および第2の発光層を、この順に、ブランケットを用いた印刷により形成し、
前記第1の発光層を形成する際、
前記ブランケットを、前記電荷輸送性材料を含む溶液を用いて膨潤させた後、当該ブランケットを用いて前記第1の発光層の印刷を行うことにより、前記第1の発光層形成領域を除く領域に、前記薄膜層としての第1の薄膜層を形成する
請求項9に記載の有機電界発光装置の製造方法。 - 緑画素領域に前記第1の発光層としての緑色発光層、赤画素領域に前記第2の発光層としての赤色発光層をそれぞれ形成する
請求項10に記載の有機電界発光装置の製造方法。 - 前記緑色発光層および前記赤色発光層を形成した後、
前記赤色発光層上および前記緑色発光層上の領域から青画素領域にまでわたって青色発光層を形成する
請求項11に記載の有機電界発光装置の製造方法。 - 前記第2の発光層を形成する際、
他のブランケットを、前記電荷輸送性材料を含む溶液を用いて膨潤させた後、当該ブランケットを用いて前記第2の発光層の印刷を行うことにより、前記第2の発光層形成領域を除く領域に、前記薄膜層としての第2の薄膜層を形成する
請求項12に記載の有機電界発光装置の製造方法。 - 赤画素領域に前記第1の発光層としての赤色発光層、緑画素領域に前記第2の発光層としての緑色発光層をそれぞれ形成する
請求項10に記載の有機電界発光装置の製造方法。 - 前記発光層形成工程では、
第1および第2の発光層を、この順に、ブランケットを用いた印刷により画素毎に分離形成し、
前記第2の発光層を形成する際、
前記ブランケットを、前記電荷輸送性材料を含む溶液を用いて膨潤させた後、当該ブランケットを用いて前記第2の発光層の印刷を行うことにより、前記第2の発光層形成領域を除く領域に、前記薄膜層を形成する
請求項9に記載の有機電界発光装置の製造方法。 - 前記発光層形成工程では、
赤画素領域および緑画素領域にわたって黄色発光層を、ブランケットを用いた印刷により形成し、
前記黄色発光層上の領域から青画素領域にまでわたって青色発光層を形成し、かつ
前記黄色発光層を形成する際、
前記ブランケットを、前記電荷輸送性材料を含む溶液を用いて膨潤させた後、当該ブランケットを用いて前記黄色発光層の印刷を行うことにより、前記黄色発光層形成領域を除く領域に、前記薄膜層を形成する
請求項9に記載の有機電界発光装置の製造方法。 - 有機材料よりなると共に、互いに色の異なる複数の発光層と、
各発光層を挟んで設けられた第1電極および第2電極と、
前記複数の発光層のうちの1または2以上の発光層の、前記第1電極および前記第2電極の少なくとも一方の側に形成されると共に、電荷輸送性材料を含む薄膜層と
を備えた有機電界発光装置を有する電子機器。
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