JP2015204132A - Organic el element, lighting device and method of manufacturing organic el element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、有機EL(Electro−Luminescence)素子、有機EL素子を備える照明装置、及び、有機EL素子の製造方法に関する。 The present invention relates to an organic EL (Electro-Luminescence) element, a lighting device including the organic EL element, and a method for manufacturing the organic EL element.
従来、有機EL素子を用いた様々なデバイス、例えば、有機EL素子を用いた照明装置及び表示装置などが開発されている。有機EL素子は、一対の電極と、一対の電極間に設けられた発光層とを備える電流駆動型の発光素子である。このため、電極間に異物などが混入した場合、一対の電極間が短絡し、短絡箇所に電流が集中し、他の部分の発光輝度が低下する。 Conventionally, various devices using organic EL elements, for example, lighting devices and display devices using organic EL elements have been developed. An organic EL element is a current-driven light-emitting element including a pair of electrodes and a light-emitting layer provided between the pair of electrodes. For this reason, when a foreign substance etc. mix between electrodes, between a pair of electrodes will short-circuit, an electric current will concentrate on a short circuit location, and the light emission luminance of another part will fall.
これに対して、例えば、特許文献1には、異物などによる欠陥箇所にレーザー照射を行うことで、欠陥箇所をリペアする方法が開示されている。これにより、ショート不良を抑制し、有機EL素子の劣化を抑制している。 On the other hand, for example, Patent Document 1 discloses a method of repairing a defective portion by performing laser irradiation on the defective portion due to a foreign matter or the like. Thereby, short circuit failure is suppressed and deterioration of the organic EL element is suppressed.
しかしながら、上記従来の有機EL素子の製造方法では、レーザー照射を行う箇所を特定する必要がある。除去箇所の特定には、高精細カメラ又は顕微鏡などの装置が必要になる。このため、製造コストが増加するという問題がある。また、除去箇所を見逃す恐れもあり、除去箇所を見逃してしまった場合には、ショート不良などを十分に抑制することができない。 However, in the conventional method for manufacturing an organic EL element, it is necessary to specify a location where laser irradiation is performed. A device such as a high-definition camera or a microscope is required to specify the removal location. For this reason, there exists a problem that manufacturing cost increases. In addition, there is a risk of missing a removed portion. If the removed portion is missed, a short circuit failure or the like cannot be sufficiently suppressed.
そこで、本発明は、簡易な方法でショート不良を抑制することができる有機EL素子、照明装置及び有機EL素子の製造方法を提供する。 Therefore, the present invention provides an organic EL element, a lighting device, and a method for manufacturing the organic EL element that can suppress short-circuit defects by a simple method.
上記課題を解決するため、本発明の一態様に係る有機EL素子は、透光性を有する基板と、前記基板に順に積層された、透光性を有する第1電極、及び、第2電極と、前記第1電極及び前記第2電極の間に設けられた、発光層を含む有機層と、前記第1電極、前記第2電極及び前記有機層を封止するための充填材とを備え、前記有機層は、前記第2電極を介して浸透した前記充填材に反応することで不活性化された不活性部を有する。 In order to solve the above problems, an organic EL element according to one embodiment of the present invention includes a light-transmitting substrate, a light-transmitting first electrode, and a second electrode, which are sequentially stacked on the substrate. An organic layer including a light emitting layer provided between the first electrode and the second electrode, and a filler for sealing the first electrode, the second electrode, and the organic layer, The organic layer has an inactive portion that is inactivated by reacting with the filler that has permeated through the second electrode.
また、本発明の一態様に係る有機EL素子の製造方法は、透光性を有する基板上に、透光性を有する第1電極と、発光層を有する有機層と、第2電極とをこの順で積層する工程と、前記有機層を封止するための充填材を前記第2電極上に塗布する工程と、前記第2電極を介して前記充填材を前記有機層に浸透させることで、前記有機層内に不活性部を形成する工程と、前記不活性部を形成した後に、前記充填材を硬化させる工程とを含む。 In addition, in a method for manufacturing an organic EL element according to one embodiment of the present invention, a first electrode having a light-transmitting property, an organic layer having a light-emitting layer, and a second electrode are formed on a light-transmitting substrate. A step of laminating in order, a step of applying a filler for sealing the organic layer on the second electrode, and impregnating the filler into the organic layer through the second electrode, Forming an inactive part in the organic layer; and curing the filler after forming the inactive part.
本発明によれば、簡易な方法でショート不良を抑制することができる。 According to the present invention, it is possible to suppress short-circuit defects by a simple method.
以下では、本発明の実施の形態に係る有機EL素子、照明装置及び有機EL素子の製造方法について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置及び接続形態などは、一例であり、本発明を限定する趣旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。 Below, the organic EL element which concerns on embodiment of this invention, an illuminating device, and the manufacturing method of an organic EL element are demonstrated in detail using drawing. Note that each of the embodiments described below shows a preferred specific example of the present invention. Therefore, the numerical values, shapes, materials, components, component arrangements, connection forms, and the like shown in the following embodiments are merely examples, and are not intended to limit the present invention. Therefore, among the constituent elements in the following embodiments, constituent elements that are not described in the independent claims showing the highest concept of the present invention are described as optional constituent elements.
また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、同じ構成部材については同じ符号を付している。 Each figure is a mimetic diagram and is not necessarily illustrated strictly. Moreover, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected about the same structural member.
(実施の形態1)
[有機EL素子の概要]
まず、本発明の実施の形態1に係る有機EL素子の概要について、図1及び図2を用いて説明する。図1は、本実施の形態に係る有機EL素子10を示す概略断面図である。図2は、本実施の形態に係る有機EL素子10の異物周辺を示す概略断面図である。
(Embodiment 1)
[Outline of organic EL device]
First, the outline | summary of the organic EL element which concerns on Embodiment 1 of this invention is demonstrated using FIG.1 and FIG.2. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an
図1に示すように、有機EL素子10は、基板100と、対向基板110と、有機EL部120と、封止材(シール材)130と、充填材(フィル材)140とを備える。また、図2に示すように、有機EL部120は、第1電極121と、有機層122と、第2電極123とを備える。さらに、有機EL素子10は、混入した異物150を有する。
As shown in FIG. 1, the
基板100は、透光性を有する透光基板である。有機EL部120が設けられる側の主面と反対側の基板100の主面(図1における紙面下側の面)が、有機EL素子10の発光面である。
The
基板100は、例えば、ソーダガラス、無アルカリガラスなどのガラス基板、又は、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂などの透光性樹脂材料からなる樹脂基板である。例えば、基板100としては、取り扱いの利便性と機械特性とから、厚さが0.03mm〜1.2mmの板状の透明基板を用いることができる。
The
対向基板110は、基板100に対向する基板であり、基板100との間に有機EL部120が位置するように設けられる。対向基板110は、光反射性又は光透過性の板状の部材から構成される。対向基板110に光透過性材料を用いた場合には、有機EL素子10は、両面発光型の照明装置として利用することができる。
The
例えば、対向基板110は、ガラス基板又は樹脂基板から構成される。あるいは、対向基板110は、ステンレス、アルミニウムなどの金属材料から構成されてもよい。例えば、対向基板110としては、基板100と同様に、厚さが0.03mm〜1.2mmの板状の透明基板を用いることができる。なお、基板100と対向基板110とは、6μm〜100μm、一例として、20μm離れて配置される。
For example, the
有機EL部120は、電圧が印加された場合に平面状に発光する発光部である。有機EL部120では、第1電極121と、有機層122と、第2電極123とが、基板100にこの順で積層されている。
The
第1電極121は、発光面側に設けられた電極であり、例えば、基板100上に設けられる。第1電極121は、例えば、陽極であり、有機EL素子10の発光時には、第2電極123よりも高い電位になる。
The
第1電極121は、透光性を有する導電性材料から構成される。例えば、第1電極121は、可視光の少なくとも一部を透過する透明の導電性材料から構成される。第1電極121は、例えば、酸化インジウムスズ(ITO)、酸化インジウム亜鉛(IZO)、アルミニウムをドープした酸化亜鉛(AZO)などから構成される。
The
なお、第1電極121は、光を透過できる程度に薄膜の銀、アルミニウムなどの金属薄膜でもよい。あるいは、Agナノワイヤ又はAg粒子を分散させてもよい。あるいは、第1電極121としては、PEDOT、ポリアニリンなどの導電性高分子、若しくは、任意のアクセプタなどでドープした導電性高分子、又は、カーボンナノチューブなどの導電性光透過性材料を用いることもできる。
The
例えば、第1電極121は、蒸着法、塗布法又はスパッタリング法などによって透明導電膜を基板100上に成膜し、成膜した透明導電膜をパターニングすることで形成される。例えば、第1電極121の膜厚は、60nm〜200nmであり、一例として、100nmである。
For example, the
有機層122は、第1電極121及び第2電極123の間に設けられる。有機層122は、発光層を含み、第1電極121及び第2電極123の間に電圧が印加されることで、面状に発光する。
The
具体的には、有機層122は、正孔注入層、正孔輸送層、発光層(有機EL層)、電子輸送層及び電子注入層を含んでいる。発光層などの有機層122は、例えば、ジアミン、アントラセン、金属錯体などの有機材料から構成される。有機層122を構成する各層は、蒸着法、スピンコート法、キャスト法、又は、イオンビームアシスト法などにより形成される。例えば、有機層122の膜厚は、150nm〜350nmであり、一例として、210nmである。
Specifically, the
例えば、発光色が白色の場合には、有機層122は、発光層中に赤色、緑色、青色の3色のドーパント色素をドーピングしてもよく、あるいは、青色正孔輸送性発光層と緑色電子輸送性発光層と赤色電子輸送性発光層との積層構造にしてもよい。また、有機層122は、赤色、緑色、青色の発光ユニットが光透過性及び導電性を有する中間層を介して積層され、電気的に直接的に接続したマルチユニット構造にしてもよい。
For example, when the emission color is white, the
第2電極123は、発光面とは反対側に設けられた電極であり、例えば、有機層122上に設けられる。第2電極123は、例えば、陰極であり、有機EL素子10の発光時には、第1電極121よりも低い電位になる。
The
第2電極123は、光反射性を有する導電性材料から構成される。第2電極123は、有機層122から発せられた光を反射し、発光面側に出射させる。第2電極123は、例えば、アルミニウム、銀若しくはマグネシウム、又は、これらの少なくとも1種類を含む合金などから構成される。例えば、第2電極123は、蒸着法、塗布法、スパッタリング法、又は、イオンビームアシスト法などによって導電膜を有機層122上に成膜することで形成される。例えば、第2電極123の膜厚は、20nm〜200nmであり、一例として、100nmである。
The
なお、第2電極123は、透光性を有する導電性材料から構成されてもよい。例えば、第2電極123としては、第1電極121と同じ材料を利用することができる。この場合、対向基板110も光透過性材料で構成されていれば、有機EL素子10は、両面発光型の照明装置として、例えば、建物又は車両の窓などに利用することができる。
Note that the
封止材130は、基板100と対向基板110とを接続する接続部材である。具体的には、封止材130は、基板100と対向基板110とを接着する接着剤である。封止材130は、平面視において基板100及び対向基板110の周端近傍に有機EL部120を囲むように設けられる。具体的には、封止材130は、基板100及び対向基板110の外周に沿って枠状に設けられる。これにより、基板100と、対向基板110と、封止材130とに囲まれた空間を密封封止することができる。
The sealing
封止材130としては、例えば、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、又は、シリコーン樹脂などの光硬化型、熱硬化型又は二液硬化型の接着性樹脂を用いることができる。あるいは、封止材130としては、ポリエチレン、ポリプロピレンなどの酸変成物からなる熱可塑性の接着性樹脂などを用いてもよい。
As the sealing
なお、封止材130には、無機フィラーなどを混入してもよい。これにより、外部から浸入する水分の透過率をさらに下げることができる。無機フィラーは、例えば、シリカ、水酸化カルシウム、炭酸カルシウム、その他樹脂材料などである。封止材130に混入される無機フィラーなどの直径(粒径)は、例えば、6μm〜100μmである。
Note that an inorganic filler or the like may be mixed in the sealing
充填材140は、有機EL部120を封止するための部材である。例えば、充填材140は、有機EL部120を接触して覆うように基板100と対向基板110との間に設けられる。具体的には、充填材140は、基板100と対向基板110と封止材130とに囲まれた空間に充填されて硬化した樹脂材料である。
The
充填材140としては、例えば、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、又は、シリコーン樹脂などの光硬化型、熱硬化型又は二液硬化型の接着性樹脂を用いることができる。あるいは、充填材140としては、ポリエチレン、ポリプロピレンなどの酸変成物からなる熱可塑性の接着性樹脂などを用いてもよい。
As the
なお、充填材140は、乾燥剤を含んでいてもよい。乾燥剤は、例えば、水分を吸着する微細孔を有する吸湿材料であり、具体的には、酸化カルシウム(CaO)、ゼオライトなどである。乾燥剤としては、より吸湿容量の大きな材料を用いることが好ましい。
The
また、充填材140に含まれる乾燥剤の粒径は、例えば、封止材130に混入される無機フィラーの粒径に基づいて調整される。例えば、封止材130に混入される無機フィラーの粒径よりも小さい粒径の乾燥剤が充填材140に含まれる。
Moreover, the particle size of the desiccant contained in the
封止材130及び充填材140は、大気中に含まれる水分などが基板100と対向基板110との間に浸入するのを抑制する。つまり、封止材130及び充填材140は、外部から浸入する水分が有機EL部120に到達しにくくすることで、有機EL部120の劣化を抑制することができる。これにより、有機EL素子10の寿命を延ばすことができる。
The sealing
封止材130及び充填材140は、樹脂材料を塗布し、硬化することで形成される。例えば、樹脂材料の粘度及び膜厚に応じて、ロールコート、スピンコート、スクリーン印刷、スプレーコート、スリットコート、スキージ塗布などの印刷法、又は、ディスペンサによる描画塗布などによって樹脂材料が塗布される。
The sealing
なお、封止材130としては、充填材140よりも粘度が高い材料を用いる。これにより、封止材130は、充填材140を塗布する際のダム材として機能する。つまり、封止材130を塗布した後に充填材140を塗布することで、充填材140が封止材130で囲まれた領域から外方へ漏れ出ないようにすることができる。
As the sealing
また、充填材140としては、樹脂の粘度を調整するために比較的低粘度の材料を用いることができる。具体的には、充填材140は、低分子材料を含んでいる。低分子材料は、有機層122を構成する材料の分子よりも軽い分子から構成される材料である。具体的には、低分子材料は、有機溶剤であり、例えば、粘度調整剤又は重合促進剤などである。低分子材料は、有機層122との反応を促進する材料である。
Further, as the
[異物]
続いて、本実施の形態に係る異物150による影響について説明する。
[Foreign matter]
Then, the influence by the
異物150は、有機EL素子10の製造工程で混入される。異物150の混入を抑制するためには、有機EL素子10の製造装置内の浄化、及び、基板の洗浄強化などを行えばよい。しかしながら、異物150を完全に除去することは困難である。
The
異物150は、例えば、パーティクルなどの導電性の物質である。例えば、異物150は、製造装置内の汚れに起因する微小物質であり、具体的には、蒸着材料の残留物質などである。異物150の大きさは、例えば、サブミクロンオーダーの大きさであり、具体的には、3μm以下の大きさである。なお、3μmより大きな異物は、例えば、洗浄工程などで(ほとんど)除去される。
The
有機層122の膜厚が数百nmであるので、有機層122に異物150が混入した場合、図2に示すように、異物150は、有機層122を積層方向に貫通する。具体的には、異物150は、有機層122の一部が異物150を薄く覆っているものの、有機層122の他の部分より突出している。
Since the film thickness of the
このため、例えば、異物150の上方に第2電極としての導電膜を成膜した場合、異物150に起因して孔部124が形成される。すなわち、第2電極123は、積層方向に貫通する孔部124を有する。
For this reason, for example, when a conductive film is formed as the second electrode above the
孔部124は、第2電極123の膜質が不均一な部分の一例である。このため、孔部124が形成された場所ではショート不良が発生しやすくなる。
The
第2電極123に接触するように塗布された硬化前の充填材140は、孔部124を介して有機層122に浸透する。孔部124を介して浸透した充填材140と反応することで、有機層122には、異物150の周囲に不活性部125が形成される。
The
図3は、本実施の形態に係る有機EL素子10の不活性部125を示す平面図である。孔部124は、例えば、異物150の上方に形成される。したがって、図3に示すように、孔部124と不活性部125とは、平面視において重なっている。具体的には、異物150の周囲に不活性部125が形成されている。すなわち、有機EL素子10は、不活性部125の近傍に異物150を有する。
FIG. 3 is a plan view showing the
不活性部125は、有機層122の一部であり、第2電極123を介して浸透した充填材140に反応することで不活性化されている。具体的には、不活性部125は、第2電極123に形成された孔部124を介して浸透した充填材140と、有機層122の一部とが反応することで、不活性化されている。
The
例えば、有機層122の一部は、充填材140に接触することで膨潤する。具体的には、有機層122の一部は、充填材140に接触して溶融し、あるいは、充填材140を吸収して膨張する。
For example, a part of the
膨潤により膜質が変化することにより形成された不活性部125は、電圧を印加した場合であっても発光しなくなり、ダークスポット化されている。すなわち、不活性部125は、絶縁性を有し、発光しない。不活性部125の平面視における大きさは、例えば、直径20μm以下である。
The
発光しない不活性部125が大きい場合には、非発光領域が目立つものの、不活性部125が小さい場合には、非発光領域はあまり目立たない。例えば、有機EL素子10を照明装置に利用する場合、発光面側に拡散フィルムなどが設けられる。拡散フィルムによって小さな不活性部125は、より目立たなくなるため、平面視において所定の大きさより小さな不活性部125を備える有機EL素子10は、照明装置などに利用することができる。
When the
[有機EL素子の製造方法]
続いて、本実施の形態に係る有機EL素子10の製造方法について、図4、図5A及び図5Bを用いて説明する。図4は、本実施の形態に係る有機EL素子10の製造方法を示すフローチャートである。図5A及び図5Bは、本実施の形態に係る有機EL素子10の製造工程を示す概略断面図である。
[Method of manufacturing organic EL element]
Then, the manufacturing method of the
まず、基板100を洗浄する(S100)。例えば、純水を用いて基板100の表面に付着した汚れなどの異物を洗い落とす。なお、単に純水で洗浄するだけでなく、超音波洗浄、流体洗浄、プラズマ洗浄、又は、薬品(化学)洗浄などを行ってもよい。
First, the
続いて、洗浄後の基板100上に、第1電極121、有機層122、第2電極123をこの順で積層する(S110)。この積層工程において、異物150が混入する。具体的な積層工程について、図5Aを用いて説明する。
Subsequently, the
まず、図5Aの(a)に示すように、基板100上に第1電極121を形成する。例えば、スパッタリングなどによって、100nmのITOを成膜し、必要に応じてパターニングすることで、第1電極121を形成する。
First, as shown in (a) of FIG. 5A, the
ここで、図5Aの(b)に示すように、第1電極121を形成した後、有機層122を形成する前に異物150が混入する。
Here, as shown in FIG. 5A (b), after the
次に、図5Aの(c)に示すように、異物150が混入された状態で、第1電極121上に有機層122及び第2電極123を順に積層する。例えば、有機層122は、ディスペンサなどを用いて有機材料を塗布することにより形成される。第2電極123は、例えば、100nmの金属薄膜を成膜し、必要に応じてパターニングすることで形成される。第2電極123は、異物150の上方に形成される。
Next, as illustrated in (c) of FIG. 5A, the
異物150が混入したために、異物150の直上領域及びその近傍では、第2電極123は、平坦に形成されない。つまり、第2電極123には、膜質が不均一な部分が形成される。具体的には、第2電極123には、孔部124が形成される。
Since the
なお、異物150が混入するタイミングは、図5Aに示す例に限らない。例えば、異物150は、基板100の洗浄後、第1電極121を形成する前に混入される場合もある。あるいは、異物150は、有機層122を形成した後、第2電極123を形成する前に混入される場合もある。あるいは、異物150は、第1電極121、有機層122及び第2電極123のいずれかの成膜中に混入される場合もある。いずれのタイミングで混入した異物150であっても、異物150の上方に形成される第2電極123は、異物150の直上領域及びその近傍で平坦には形成されずに、孔部124が形成されうる。
Note that the timing at which the
続いて、封止材130及び充填材140を塗布する(S120)。具体的には、まず、基板100上に、有機EL部120(第1電極121、有機層122及び第2電極123)を囲むように封止材130を、ディスペンサなどを用いて塗布する。その後、封止材130で囲まれた領域に充填材140を、ディスペンサなどを用いて塗布する。具体的には、図5Bの(a)に示すように、第2電極123上に充填材140を塗布する。例えば、充填材140は、点状に塗布(滴下)される。あるいは、充填材140は、パターン状又は面状に塗布(描画)されてもよい。
Subsequently, the sealing
次に、所定期間待機する(S130)。所定期間中に、第2電極123を介して充填材140を有機層122に浸透させることで、有機層122内に不活性部125を形成する。また、この所定期間中に、基板100と対向基板110とを貼り合わせる(S130)。
Next, it waits for a predetermined period (S130). The
具体的には、第2電極123上に充填材140が塗布された状態で、所定期間放置する。簡単に言い換えると、充填材140を硬化させることなく、そのままの状態で所定期間放置する。
Specifically, it is left for a predetermined period with the
これにより、硬化前の充填材140が第2電極123の孔部124を介して有機層122に浸透する。そして、浸透した充填材140の低分子材料が有機層122と反応することで、図5Bの(b)に示すように、有機層122には、不活性部125が形成される。
As a result, the
所定期間(以下、待機期間と記載する)が長い程、硬化前の充填材140の浸透量が多くなり、大きな不活性部125が形成される。このため、待機期間を適切に制御することで、図5Bの(c)に示すように、異物150の周囲のみに不活性部125を形成することができる。
The longer the predetermined period (hereinafter referred to as the standby period), the greater the penetration amount of the
なお、待機期間中に、例えば、基板全体に40度〜60度の熱を加えてもよい。基板を加熱することにより、充填材140に含まれる低分子材料の浸透を促進し、よって、膨潤反応が促進される。これにより、不活性部125の形成に要する期間を短くすることができる。
During the standby period, for example, heat of 40 degrees to 60 degrees may be applied to the entire substrate. By heating the substrate, the penetration of the low-molecular material contained in the
待機期間は、例えば、形成すべき不活性部125の大きさに基づいて決定される。具体的には、待機期間は、充填材140に含まれる低分子材料、有機層122を構成する材料、及び、有機層122の膜厚の少なくとも1つに基づいて決定される。あるいは、待機期間は、予め定められた一定の期間でもよい。例えば、待機期間は、およそ30秒〜600秒である。
The standby period is determined based on the size of the
なお、待機期間は、充填材140を塗布してから充填材140を硬化するまでの期間である。したがって、待機期間は、基板100と対向基板110との貼り合わせに要する期間以上の長さになる。このため、例えば、基板の貼り合わせに長い期間を要する場合は、不活性部125が大きくなり過ぎないように、充填材140に含まれる低分子材料を適宜変更すればよい。
Note that the standby period is a period from when the
基板100と対向基板110との貼り合わせは、例えば、大気圧より低い減圧下で行う。例えば、真空貼り合わせ装置の真空槽内を真空状態にした後で、基板100と対向基板110とを貼り合わせる。真空状態とは、十分な減圧状態であり、例えば、真空度が0.1Paの状態である。真空状態で貼り合わせた基板100と対向基板110とを大気圧下に曝すことで、大気圧によって基板100と対向基板110との密着性を高めることができる。
The bonding of the
なお、真空槽は、真空度を調整できることが好ましい。例えば、貼り合わせの完了後に、真空状態から大気圧下まで段階的に真空度を調整することで、気圧の急激な変化により有機EL素子10が変形又は破壊するのを抑制することができる。
In addition, it is preferable that the vacuum chamber can adjust a vacuum degree. For example, by adjusting the degree of vacuum stepwise from the vacuum state to the atmospheric pressure after the bonding is completed, the
また、基板100と対向基板110とを大気圧下で貼りあわせてもよい。例えば、基板100及び対向基板110を治具などに固定し、対向基板110の上面の一方の端部から他方の端部まで、ローラー状の押圧部を押し当てることで、基板100と対向基板110とを貼り合わせてもよい。
Further, the
そして、不活性部125が形成された後、封止材130及び充填材140を硬化させる(S140)。硬化させる方法は、封止材130及び充填材140として用いた材料に依存する。例えば、封止材130及び充填材140に熱硬化性樹脂を用いた場合は、加熱を行い、光硬化性樹脂を用いた場合は、紫外線などの硬化させるための光を照射する。
And after the
充填材140が硬化した後は、膨潤反応は抑制される。このため、不活性部125は、充填材140が硬化された時点での大きさよりも大きくなることはほとんどない。
After the
[まとめ]
以上のように、本実施の形態に係る有機EL素子10の製造方法は、透光性を有する基板100上に、透光性を有する第1電極121と、発光層を有する有機層122と、第2電極123とをこの順で積層する工程と、有機層122を封止するための充填材140を第2電極123上に塗布する工程と、第2電極123を介して充填材140を有機層122に浸透させることで、有機層122内に不活性部125を形成する工程と、不活性部125を形成した後に、充填材140を硬化させる工程とを含む。
[Summary]
As described above, the method for manufacturing the
これにより、レーザーなどでの縁切りを行わなくても、充填材140と有機層122とを反応させて不活性部125を形成するという簡易な方法で、異物150を起因とするショート不良の発生を抑制することができる。つまり、不良箇所を特定する工程を実施しなくてもよく、製造工程数を削減し、生産性を高めることができる。
Thereby, even if it does not perform edge cutting with a laser etc., the occurrence of a short circuit failure caused by the
例えば、レーザーなどで縁切りを行う場合には、レーザーを照射する箇所を特定しなければならない。これに対して、本実施の形態に係る有機EL素子10の製造方法では、第2電極123に接触するように充填材140を塗布するだけで、第2電極123の膜質が不均一な部分を介して充填材140が浸透して不活性部125が形成される。したがって、不良箇所を特定しなくても自動的に不良箇所に不活性部125を形成することができる。
For example, when performing edge cutting with a laser or the like, it is necessary to specify the portion to be irradiated with the laser. On the other hand, in the method for manufacturing the
また、例えば、積層する工程では、有機層122内に位置する異物150の上方に第2電極123を形成する。
In addition, for example, in the stacking process, the
これにより、ショート不良の原因となる異物150の上方に第2電極123を形成することで、異物150の直上領域及びその近傍では第2電極123の膜質が不均一になる。このため、異物150の直上領域に孔部124が形成されやすくなる。したがって、孔部124を介して異物150の周囲に充填材140が浸透しやすくなり、異物150の周囲に不活性部125を容易に形成することができる。
Thus, by forming the
また、上述したように、本実施の形態に係る有機EL素子10は、透光性を有する基板100と、基板100に順に積層された、透光性を有する第1電極121、及び、第2電極123と、第1電極121及び第2電極123の間に設けられた、発光層を含む有機層122と、第1電極121、第2電極123及び有機層122を封止するための充填材140とを備え、有機層122は、第2電極123を介して浸透した充填材140に反応することで不活性化された不活性部125を有する。
In addition, as described above, the
具体的には、本実施の形態に係る有機EL素子10は、密封封止構造を有する。密封封止構造は、図1に示すように、基板100と対向基板110との間を樹脂材料(充填材140)で充填することで、有機EL部120を封止する構造である。
Specifically, the
なお、大気中の水分から有機EL部120を保護するために封止する別の構造として、中空封止構造がある。中空封止構造は、例えば、掘り込みガラスを基板100又は対向基板110として利用し、掘り込み部分に有機EL部120を配置する。しかしながら、中空封止構造では、ガラスの加工などの複雑な作業が必要な工程数が増加するために、コストを削減することが困難である。また、基板間の接着強度が弱いという問題もある。
In addition, there exists a hollow sealing structure as another structure sealed in order to protect the
そこで、本実施の形態に係る有機EL素子10では、密封封止構造を利用することで、コストの削減を実現することができる。また、基板間を強固に接着することができるので、本実施の形態に係る有機EL素子10は、丈夫な照明装置として利用することができる。
Therefore, in the
また、本実施の形態に係る有機EL素子10のように密封封止構造を有する有機EL素子では、ショート不良が発生した場合、ショート部分の近傍で有機層ごと剥離する素子破壊が発生する恐れがある。
In addition, in the organic EL element having a hermetically sealed structure like the
これに対して、本実施の形態に係る有機EL素子10では、充填材140と有機層122とを反応させて形成された不活性部125を有するので、ショート不良の発生を抑制することができる。
On the other hand, since the
また、例えば、第2電極123は、積層方向に貫通する孔部124を有し、不活性部125は、孔部124を介して浸透した充填材140と有機層122の一部とが反応することで不活性化されている。
Further, for example, the
これにより、孔部124を介して充填材140が有機層122に浸透するので、不活性部125を短期間で形成することができる。このため、不活性部125が形成されるのが好ましくない領域にまで不活性部125が形成されるのを抑制することができる。例えば、図3に示すように、発光領域と非発光領域との境界部分に不活性部125が形成されて非発光領域の面積が増加するのを抑制することができる。
Thereby, since the
また、例えば、孔部124と、不活性部125とは、平面視において重なっている。
Further, for example, the
孔部124は、第2電極123の膜質が不均一な場所、つまり、ショート不良が発生しやすい場所に形成される。このため、平面視において孔部124に重なるように不活性部125が設けられることで、ショート不良の発生を抑制することができる。
The
また、例えば、有機EL素子10は、さらに、不活性部125近傍に異物150を有する。
Further, for example, the
これにより、ショート不良の起因となる異物150の近傍に不活性部125が設けられるので、ショート不良の発生を抑制することができる。
Thereby, since the
また、例えば、異物150は、有機層122を積層方向に貫通する。
For example, the
これにより、異物150が有機層122を貫通してショート不良がより発生しやすくなっている領域に、不活性部125が設けられるので、ショート不良の発生を適切に抑制することができる。
Thereby, since the
また、例えば、充填材140は、有機層122との反応を促進する低分子材料を含む。
Further, for example, the
これにより、有機層122との反応を促進する低分子材料を含むので、不活性部125を短期間で形成することができる。
Thereby, since the low molecular material which accelerates | stimulates reaction with the
(実施の形態2)
以下では、本発明の実施の形態2に係る有機EL素子及びその製造方法について説明する。
(Embodiment 2)
Hereinafter, an organic EL element and a manufacturing method thereof according to Embodiment 2 of the present invention will be described.
[有機EL素子の構成]
図6は、本実施の形態に係る有機EL素子20の異物周辺を示す概略断面図である。なお、有機EL素子20の概略構成は、図1と同様である。以下では、実施の形態1と異なる点を中心に説明する。
[Configuration of organic EL element]
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing the periphery of a foreign substance of the
図6に示す有機EL素子20は、図1に示す有機EL素子10と比較して、充填材140の代わりに充填材240を備える点が異なっている。
The
充填材240は、複数の層を有する。具体的には、図6に示すように、充填材240は、第1層241と、第2層242とを有する。第1層241と、第2層242とは、順に第2電極123に積層されている。
The
第1層241は、第2電極123に接触するように設けられた層である。具体的には、第1層241は、第2電極123上に形成されている。第1層241の膜厚は、例えば、100nm〜3μmである。
The
第2層242は、第1層241の第2電極123と反対側に設けられた層である。具体的には、第2層242は、第1層241上に形成されている。第2層242は、基板100と対向基板110と封止材130とに囲まれた空間を充填するように設けられる。
The
第1層241及び第2層242としては、例えば、実施の形態1の充填材140と同じ材料を利用することができる。ただし、このとき、第1層241に含まれる低分子材料の濃度は、第2層242に含まれる低分子材料の濃度より大きい。言い換えると、第1層241の粘度は、第2層242の粘度より小さい。例えば、第1層241の粘度は、0.005Pa・s〜1.0Pa・s(5cP〜1000cP)であり、第2層242の粘度は、0.2Pa・s〜5.0Pa・s(200cP〜5000cP)である。なお、含有する低分子成分は、第1層241では、0.5〜15質量%、第2層242では、0.1〜5質量%程度である。
For the
低分子材料は、実施の形態1と同様に、有機層122との反応を促進する物質であり、例えば、粘度調整剤などである。第2電極123に接触する第1層241の低分子材料の濃度が大きいので、不活性部125を短期間で形成することができる。なお、第1層241に含まれる低分子材料は、第2層242に含まれる低分子材料と同じでもよく、異なっていてもよい。例えば、第1層241は、第2層242に含まれる低分子材料よりも低分子の材料(分子量が小さい材料)を含んでもよい。
The low molecular weight material is a substance that promotes the reaction with the
[有機EL素子の製造方法]
続いて、本実施の形態に係る有機EL素子20の製造方法について、図7を用いて説明する。図7は、本実施の形態に係る有機EL素子20の製造工程を示す概略断面図である。なお、本実施の形態において、第2電極123を形成し、封止材130を塗布するまでの工程は、実施の形態1と同様であるので、以下では説明を省略する。
[Method of manufacturing organic EL element]
Then, the manufacturing method of the
封止材130を塗布した後、図7の(a)に示すように、第2電極123上に第1層241を形成する。具体的には、第2電極123上に、低分子材料を含む第1材料を塗布する。例えば、第1材料は、点状に塗布(滴下)される。あるいは、第1材料は、パターン状又は面状に塗布(描画)されてもよい。なお、第1材料は、硬化前の第1層241である。
After the sealing
次に、図7の(b)に示すように、硬化前の第1層241(第1材料)上に、硬化前の第2層242(第2材料)を形成する。具体的には、塗布した第1材料上に、第1材料よりも低分子材料の濃度が小さい第2材料を塗布する。例えば、第2材料は、点状に塗布(滴下)される。あるいは、第2材料は、パターン状又は面状に塗布(描画)されてもよい。なお、第2材料は、硬化前の第2層242である。
Next, as shown in FIG. 7B, a second layer 242 (second material) before curing is formed on the first layer 241 (first material) before curing. Specifically, a second material having a lower concentration of low molecular weight material than the first material is applied onto the applied first material. For example, the second material is applied (dropped) in a dot shape. Alternatively, the second material may be applied (drawn) in a pattern or a plane. Note that the second material is the
なお、第1材料の滴下後から、不活性部125の形成が開始される。すなわち、第1材料は、孔部124を介して有機層122に浸透し、有機層122と反応する。
The
基板100と対向基板110とを貼り合わせた後に、図7の(c)に示すように、有機層122内に不活性部125が形成される。実施の形態1と同様に、第1材料及び第2材料を硬化することで、低分子材料による膨潤反応を停止し、不活性部125が大きく広がるのを抑制する。
After the
以上のように、本実施の形態に係る有機EL素子20では、充填材240は、第2電極123に接触する第1層241と、第1層241の第2電極123と反対側に設けられた第2層242とを有し、第1層241の低分子材料の濃度は、第2層242の低分子材料の濃度より大きい。
As described above, in the
また、本実施の形態に係る有機EL素子20の製造方法では、塗布する工程では、有機層122との反応を促進する低分子材料を含む第1材料を第2電極123上に塗布する工程と、第1材料上に、第1材料よりも低分子材料の濃度が小さい第2材料を塗布する工程とを含む。
Moreover, in the manufacturing method of the
これにより、充填材240の材料の選択の幅を広げることができ、例えば、有機EL部120の保護能力を高めることができる。例えば、不活性化を促進するための層を第1層241として設けることで、第2層242の材料を不活性化の能力に寄与しない材料などを自由に選択することができる。例えば、第2層242の材料として、吸湿効果の高い材料などを利用することができる。これにより、有機EL部120へ水分が到達するのを遅くすることができ、有機EL素子20の寿命を延ばすことができる。
Thereby, the selection range of the material of the
(実施の形態3)
続いて、実施の形態3に係る照明装置について、図8を用いて説明する。
(Embodiment 3)
Then, the illuminating device which concerns on Embodiment 3 is demonstrated using FIG.
図8は、本実施の形態に係る照明装置30を示す概観斜視図である。
FIG. 8 is a schematic perspective view showing the
図8に示す照明装置30は、上述した有機EL素子10又は20を備える。例えば、照明装置30は、複数の有機EL素子10からなる発光部31と、発光部31を天井に設置するための吊具32と、発光部31と吊具32とを繋ぐ電源コード33とを備える。
The illuminating
発光部31は、例えば、複数の有機EL素子10が互いに隣接するように複数並べて構成される。また、発光部31は、その端部が灯具ケース34で覆われて保護される。吊具32は、その表面にリモコン(図示せず)から送信されたリモコン信号を受信するためのリモコン受光部35を有する。
For example, the
以上のように、本実施の形態に係る照明装置30は、例えば、実施の形態1又は2に係る有機EL素子10又は20を備える。このため、本実施の形態に係る照明装置30は、実施の形態1又は2と同様の効果を奏する。すなわち、簡易な方法でショート不良を抑制することができる。
As described above, the
なお、照明装置30は、天井に吊り下げられる構成に限らず、壁に設置される構成であっても同等の効果を得ることができる。
Note that the
(変形例)
以下では、実施の形態1に係る有機EL素子10の変形例について図9A〜図9Cを用いて説明する。図9A〜図9Cは、本変形例に係る有機EL素子の異物周辺を示す概略断面図である。
(Modification)
Below, the modification of the
例えば、図9Aに示す有機EL素子10aのように、第2電極123は、孔部124の代わりに薄膜部124aを有してもよい。例えば、有機層122内に混入した異物の大きさによっては、第2電極123には孔部124が形成されない場合もある。有機層122内に混入した異物150aが有機層122を貫通しない場合、異物150aの上方に孔部124が形成されずに、薄膜部124aが形成される。
For example, like the
薄膜部124aは、第2電極123の一部であり、他より膜厚が薄い部分である。図9Aのように、薄膜部124aは、異物150aに起因して形成されてもよく、あるいは、成膜時の不具合などに起因して形成されてもよい。
The
この場合、硬化前の充填材140は、薄膜部124aを介して有機層122に浸透する。これにより、有機層122内に不活性部125aが形成される。薄膜部124aは、第2電極123の他の部分よりも膜厚が薄いので、他の部分より充填材140が浸透しやすい。したがって、薄膜部124aの下方の異物150の周囲に不活性部125aが形成される。
In this case, the
また、第1電極121の形成前に異物150bが混入した場合は、図9Bに示す有機EL素子10bのように、異物150bは、有機層122だけでなく、第1電極121も貫通する。また、異物150bは、例えば、実施の形態1に係る異物150aより大きく、第2電極123も貫通する。すなわち、異物150bが、第2電極123に孔部124bを形成している。
Further, when the
この場合、実施の形態1と同様に、硬化前の充填材140は、孔部124bを介して有機層122に浸透するので、有機層122内に不活性部125bが形成される。異物150bの周囲に不活性部125bが形成されるので、ショート不良を抑制することができる。
In this case, as in the first embodiment, the
また、図9Cに示す有機EL素子10cのように、異物が混入していない部分にも孔部124cが形成される場合が考えられる。例えば、上述したように、充填材140は、無機フィラーを含んでいてもよい。この場合、基板100と対向基板110とを貼り合わせる際に、無機フィラーによって物理的に第2電極123が押下されて破損し、孔部124cが形成される場合がある。
Moreover, the case where the
この場合も、孔部124cを介して不活性部125cが形成されるので、ショート不良を抑制することができる。
Also in this case, since the
(その他)
以上、本発明に係る有機EL素子、照明装置及び有機EL素子の製造方法について、上記実施の形態及びその変形例に基づいて説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。
(Other)
As mentioned above, although the organic EL element which concerns on this invention, the illuminating device, and the manufacturing method of the organic EL element were demonstrated based on the said embodiment and its modification, this invention is limited to said embodiment. is not.
例えば、上記の実施の形態では、充填材140を第2電極123に接触するように塗布したが、これに限らない。例えば、第2電極123上に窒化膜などの防湿膜を形成した後、当該防湿膜上に充填材140を塗布してもよい。これにより、封止の信頼性を高め、有機EL素子の寿命をより長くすることができる。
For example, in the above embodiment, the
また、例えば、上記の実施の形態では、図1に示すように、充填材140は、基板100と、対向基板110と、封止材130とによって囲まれた空間内を充填するように設けられている。すなわち、有機EL部120の端面は、充填材140によって覆われているため、図3に示すように、有機EL部120の端部にも不活性部125が形成される。
Further, for example, in the above embodiment, as shown in FIG. 1, the
これに対して、例えば、有機EL部120の端部を第2電極123、又は、他の無機膜で被覆してもよい。これにより、有機EL部120の端部で充填材140と有機層122とが反応するのを抑制し、不活性部125が形成されるのを抑制することができる。したがって、発光領域が減少するのを抑制することができる。
On the other hand, for example, the end of the
なお、有機EL部120の端部を第2電極123で被覆する場合は、例えば、第2電極123のパターニングの形状を変更すればよい。したがって、プロセス工程数の増加を抑制し、簡易な工程で有機EL素子10を製造することができる。
In addition, what is necessary is just to change the patterning shape of the
また、例えば、上記の実施の形態では、基板100に封止材130及び充填材140を塗布する例について説明したが、これに限らない。例えば、対向基板110に封止材130及び充填材140を塗布してもよい。つまり、充填材140を第2電極123上に塗布する工程では、直接的に第2電極123上に塗布するのではなく、充填材140を間接的に第2電極123上に塗布してもよい。
For example, in the above-described embodiment, the example in which the sealing
具体的には、まず、対向基板110の外周に沿って封止材130を塗布した後、封止材130に囲まれた領域内に充填材140を塗布する。その後、有機EL部120が設けられた基板100を、対向基板110の充填材140に浸けるようにして基板100と対向基板110とを貼り合わせてもよい。
Specifically, first, the sealing
この場合、充填材140の有機層122への浸透は、貼り合わせたタイミングから開始する。したがって、不活性部125の形成のための待機期間に、貼り合わせに要する期間を考慮に入れる必要がなくなるため、待機期間の制御(すなわち、充填材140の硬化のタイミング)を容易に制御することができる。
In this case, the penetration of the
また、例えば、上記の実施の形態及び変形例では、異物150によって孔部124又は薄膜部124aが形成される例について示したが、これに限らない。例えば、積極的に孔部124又は薄膜部124aを形成してもよい。
Further, for example, in the above-described embodiment and modification, the example in which the
例えば、異物150の上方に第2電極123を積層する工程(S110)では、第2電極123の膜厚、又は、蒸着方向などを調整することにより、より膨潤反応を促進するようにしてもよい。例えば、第2電極123を薄く形成してもよい。
For example, in the step of stacking the
また、異物150の場所が特定されている場合は、第2電極123を形成した後、孔部124を形成してもよい。例えば、イオンビームスパッタなどにより異物150の上方の第2電極123の一部を除去する。具体的には、単原子イオンビームを0.5keV以上で加速し、異物150の上方の第2電極123の部分に照射する。このとき、イオンビームのガスは、アルゴンガス(Ar)又はキセノンガス(Xe)などの不活性ガスを用いることができる。なお、よりスパッタ能力の高いGCIB(Gas Cluster Ion Beam)を用いてもよい。
Further, when the location of the
また、例えば、上記の実施の形態では、第1電極121が陽極で、第2電極123が陰極である例について示したが、逆でもよい。すなわち、第1電極121が陰極で、第2電極123が陽極でもよい。
Further, for example, in the above embodiment, an example in which the
なお、上記の各実施の形態及び変形例に係る有機EL素子の平面視形状は、例えば、矩形である。具体的には、基板100及び対向基板110の平面視形状が矩形である。あるいは、有機EL素子の平面視形状は、多角形、円形又は楕円形などの、直線若しくは曲線で描かれた閉じた形状でもよい。
In addition, the planar view shape of the organic EL element which concerns on each said embodiment and modification is a rectangle, for example. Specifically, the planar view shapes of the
また、例えば、上記の実施の形態では、有機EL素子10は、対向基板110及び封止材130を備えなくてもよい。
Further, for example, in the above embodiment, the
その他、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。 In addition, the embodiment can be realized by arbitrarily combining the components and functions in each embodiment without departing from the scope of the present invention, or a form obtained by subjecting each embodiment to various modifications conceived by those skilled in the art. Forms are also included in the present invention.
10、10a、10b、10c、20 有機EL素子
30 照明装置
100 基板
121 第1電極
122 有機層
123 第2電極
124、124b、124c 孔部
125、125a、125b、125c 不活性部
140、240 充填材
150、150a、150b 異物
241 第1層
242 第2層
10, 10a, 10b, 10c, 20
Claims (12)
前記基板に順に積層された、透光性を有する第1電極、及び、第2電極と、
前記第1電極及び前記第2電極の間に設けられた、発光層を含む有機層と、
前記第1電極、前記第2電極及び前記有機層を封止するための充填材とを備え、
前記有機層は、
前記第2電極を介して浸透した前記充填材に反応することで不活性化された不活性部を有する
有機EL素子。 A substrate having translucency;
A first electrode having translucency and a second electrode, which are sequentially stacked on the substrate;
An organic layer including a light emitting layer provided between the first electrode and the second electrode;
A filler for sealing the first electrode, the second electrode, and the organic layer;
The organic layer is
An organic EL element having an inactive portion that is inactivated by reacting with the filler that has permeated through the second electrode.
前記不活性部は、前記孔部を介して浸透した前記充填材と前記有機層の一部とが反応することで不活性化されている
請求項1に記載の有機EL素子。 The second electrode has a hole penetrating in the stacking direction,
The organic EL element according to claim 1, wherein the inactive part is inactivated by a reaction between the filler that has permeated through the hole and a part of the organic layer.
請求項2に記載の有機EL素子。 The organic EL element according to claim 2, wherein the hole portion and the inactive portion overlap in a plan view.
請求項1〜3のいずれか1項に記載の有機EL素子。 The organic EL element according to claim 1, wherein the organic EL element further has a foreign substance in the vicinity of the inactive portion.
請求項4に記載の有機EL素子。 The organic EL element according to claim 4, wherein the foreign matter penetrates the organic layer in a stacking direction.
請求項1〜5のいずれか1項に記載の有機EL素子。 The organic EL device according to claim 1, wherein the filler includes a low molecular material that promotes a reaction with the organic layer.
前記第2電極に接触する第1層と、
前記第1層の前記第2電極と反対側に設けられた第2層とを有し、
前記第1層の前記低分子材料の濃度は、前記第2層の前記低分子材料の濃度より大きい
請求項6に記載の有機EL素子。 The filler is
A first layer in contact with the second electrode;
A second layer provided on the opposite side of the first layer from the second electrode,
The organic EL element according to claim 6, wherein the concentration of the low molecular material in the first layer is higher than the concentration of the low molecular material in the second layer.
前記有機層を封止するための充填材を前記第2電極上に塗布する工程と、
前記第2電極を介して前記充填材を前記有機層に浸透させることで、前記有機層内に不活性部を形成する工程と、
前記不活性部を形成した後に、前記充填材を硬化させる工程とを含む
有機EL素子の製造方法。 A step of laminating a first electrode having a light transmitting property, an organic layer having a light emitting layer, and a second electrode in this order on a substrate having a light transmitting property;
Applying a filler for sealing the organic layer on the second electrode;
Forming an inactive part in the organic layer by allowing the filler to penetrate the organic layer through the second electrode;
And a step of curing the filler after forming the inactive portion.
前記有機層との反応を促進する低分子材料を含む第1材料を前記第2電極上に塗布する工程と、
前記第1材料上に、前記第1材料よりも前記低分子材料の濃度が小さい第2材料を塗布する工程とを含む
請求項9に記載の有機EL素子の製造方法。 In the applying step,
Applying a first material including a low molecular weight material that promotes reaction with the organic layer on the second electrode;
The manufacturing method of the organic EL element of Claim 9. The process of apply | coating the 2nd material with the density | concentration of the said low molecular material smaller than the said 1st material on the said 1st material.
請求項9又は10に記載の有機EL素子の製造方法。 The method for manufacturing an organic EL element according to claim 9 or 10, wherein, in the step of stacking, the second electrode is formed above a foreign substance located in the organic layer.
請求項11に記載の有機EL素子の製造方法。 The method of manufacturing an organic EL element according to claim 11, wherein the foreign matter penetrates the organic layer in a stacking direction.
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