JP4733235B2 - 有機ｅｌディスプレイおよびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、有機ＥＬディスプレイおよびその製造方法に関する。

近年、次世代のフラットディスプレイパネルとして、有機ＥＬディスプレイが期待されている。有機ＥＬディスプレイは、自発光で視野角依存性が無く、高コントラスト、薄型、軽量、低消費電力を実現できるといったメリットを有する。

有機ＥＬディスプレイを構成する有機ＥＬ素子は、基本的に、陽極および陰極と、陽極と陰極との間に配置された有機層とを有する。有機層は、蛍光体分子を含む発光層、ならびに発光層を挟む電子伝導性の薄膜およびホール伝導性の薄膜から構成される。電子伝導性の薄膜に電子を注入する陰極とホール伝導性の薄膜にホールを注入する陽極との間に電圧を印加したとき、陽極からホールが注入され、陰極から電子が注入され、発光層内で電子とホールが結合し、発光層が発光する。

有機ＥＬディスプレイの製造方法は、厚さ数１０ｎｍの有機層や薄膜電極を積層する工程を有する。これらの積層工程は、クリーンルーム内で行われているが、有機層を形成するための機材や周辺環境からのパーティクルなどの異物を完全に除去することはできない。したがって、有機ＥＬディスプレイを製造する過程で有機層に異物が混入してしまうことがある。

有機層中に異物が混入した場合、陽極と陰極との間に電圧を印加すると、異物を通して電流が電極間をリークしてしまう。電流がリークすると有機層を発光させるために、余分な電流が必要となり、有機ＥＬディスプレイの消費電力が上昇し、発光効率が低下する。

有機層に混入した異物を通した電流のリークを停止させるための方法として、レーザリペア法が知られている（例えば特許文献１〜１０参照）。レーザリペア法とは、有機層の異物が混入した部分（以下「欠陥部」とも称する）にレーザ光を照射することで、異物を通した電流のリークを防止する方法である。しかし、レーザリペア法は、高エネルギのレーザ光を欠陥部に照射するので、レーザ光を照射した領域以外に、レーザ光を照射した領域の周辺の有機層も、熱などの影響でダメージを受け、必要以上に大きな領域の有機層が破壊されることがある。さらに、レーザ光の照射によって、有機層を保護している保護層が破壊され、酸素や水分などが有機層に浸入し、発光層を劣化させ、発光層にダークスポットが発生することがあった。

これらの問題を解決するため、欠陥部のみを破壊し、欠陥部以外の有機層にダメージを与えないレーザリペア法がいくつか提案されている（例えば特許文献１１および特許文献１２参照）。

特許文献１１には、欠陥部に直接レーザ光を照射せず、欠陥部の周辺の有機層に弱いレーザ光を照射する方法が開示されている。欠陥部の周辺にレーザ光を照射すると、レーザ光のエネルギが照射領域から欠陥部まで伝播する。これにより、欠陥部に高抵抗領域を形成することができ、欠陥部を通して陽極から陰極へ電流がリークすることが防止される。

特許文献１２には、欠陥部の有機層または陽極にレーザ光を照射し、欠陥部のみに多光子吸収を生じさせる方法が開示されている。これにより欠陥部以外の領域に与えるダメージを減少させ、欠陥部を破壊し、欠陥部を通した陽極と陰極との間の電流のリークを抑えることができる。

特開２００６−２２１９８２号公報 特開２００６−２６９１０８号公報 特開２００２−２６０８５７号公報 特開２００５−２７６６００号公報 特開２００９−１６１９５号公報 米国特許出願公開第２００６／０２１４５７５号明細書 米国特許出願公開第２００６／０１７８０７２号明細書 米国特許出願公開第２００５／０２１５１６３号明細書 米国特許出願公開第２００２／０１４２６９７号明細書 米国特許出願公開第２００６／０１７８０７２号明細書 特開２００４−２２７８５２号公報 特開２００８−２３５１７８号公報

しかし、特許文献１１に開示された方法のように、欠陥部の周辺の有機層にレーザ光を照射し、欠陥部に高抵抗領域を形成する場合、欠陥部の面積よりも、高抵抗領域の面積が大きくなる。高抵抗領域の面積が大きくなると有機層における非発光領域が広くなり、欠陥部を含む副画素における輝度低下が顕著となり、色ムラが発生する。

また、レーザ光がカラーフィルタを通過することにより、レーザ光が通過した領域のカラーフィルタが除去されてしまう可能性がある。このため、特許文献１１に開示された方法では、欠陥部周辺のカラーフィルタが除去されるおそれがある。カラーフィルタは有機ＥＬディスプレイにおいて、色再現性を確保するための部材であることから、特許文献１１に開示された方法では、欠陥部の周辺において、色再現性が低下するおそれがある。

一方、特許文献１２に記載された方法では、有機層内の異物に直接レーザ光を照射するため、有機層に与えるダメージが大きく、必要以上に有機層を破壊してしまうおそれがある。また、特許文献１２に記載された方法では、パネルに対して垂直なレーザ光を照射するため、異物に照射されるレーザ光の量が多くなり、異物に与えるダメージが大きい。このため、レーザ光の照射により、異物自体が破壊されやすい。破壊された異物の破片は、透明陰極の下方に飛散し、有機ＥＬディスプレイにさらなる欠陥を招くおそれがある。さらに、パネルに対して垂直なレーザ光を照射した場合、有機層の下層の陽極およびＴＦＴもダメージを受ける。

また、特許文献１２に開示された方法では、レーザ光がカラーフィルタを通過したとき、レーザ光が通過した領域のカラーフィルタが除去されてしまう可能性がある。このため、カラーフィルタのうち、欠陥部上の領域が、レーザ光の照射によって、除去されるおそれがある。したがって、特許文献１２に開示された方法では、欠陥部において、色再現性の低下が顕著になるという問題がある。

本発明は、有機層にダメージを与えることなく有機ＥＬディスプレイの欠陥部を通した電流のリークを防止し、かつ、色再現性の高い有機ＥＬディスプレイの製造方法を提供することを目的とする。

本発明者は、レーザ光を有機ＥＬパネルの表示面の法線に対して傾けて照射することで、有機層にダメージを与えることなく、欠陥部上の透明陰極を破壊でき、かつカラーフィルタが除去される場合であっても色再現性の低下を抑制できることを見出し、さらに検討を加え発明を完成させた。

すなわち、本発明の第１は、以下に示す有機ＥＬディスプレイの製造方法に関する。
［１］基板と、前記基板上にマトリクス状に配置された有機ＥＬ素子と、を有する有機ＥＬパネルを準備する工程であって、前記有機ＥＬ素子のそれぞれは、前記基板上に配置された画素電極、前記画素電極上に配置された有機層、前記有機層上に配置された透明対向電極、前記透明対向電極上に配置された封止層、および前記封止層上に配置されたカラーフィルタを有し、前記有機ＥＬ素子内の前記有機層に存在する欠陥部を検出する工程、前記透明対向電極のうち、前記欠陥部上の領域に、前記カラーフィルタを通してレーザ光を照射して、前記欠陥部上の領域の透明対向電極を破壊する工程を有し、前記レーザ光は、前記有機ＥＬパネルの表示面の法線に対して傾けて照射される、アクティブマトリクス型有機ＥＬディスプレイの製造方法。
［２］前記レーザ光が通過した領域のカラーフィルタは、除去される、［１］に記載のアクティブマトリクス型有機ＥＬディスプレイの製造方法。
［３］前記透明対向電極のうち、前記レーザ光で照射される領域の直径をＸとし、前記封止層の厚さをＹとし、前記レーザ光の入射角度をθとしたときに、θ≧ｔａｎ^−１（ｘ／ｙ）である、［１］または［２］に記載のアクティブマトリクス型有機ＥＬディスプレイの製造方法。
［４］前記カラーフィルタの厚さをｔとしたときに、前記カラーフィルタを通過するレーザ光の直径は、０．７ｔ以下であり、かつ前記レーザ光の入射角度は、４５°以上である、［１］〜［３］のいずれか一つに記載のアクティブマトリクス型有機ＥＬディスプレイの製造方法。
［５］前記有機ＥＬ素子は、前記有機層を規定するバンクをさらに有し、前記カラーフィルタは、前記バンク上にも配置され、前記レーザ光は、前記カラーフィルタのうち、前記バンク上の領域を通過する、［１］〜［４］のいずれか一つに記載のアクティブマトリクス型有機ＥＬディスプレイの製造方法。
［６］前記有機パネルの表層上にプリズムを配置する工程をさらに有し、前記レーザ光は、前記プリズムを通過する、［１］〜［５］のいずれか一つに記載のアクティブマトリクス型有機ＥＬディスプレイの製造方法。
［７］前記プリズムは、二等辺直角プリズムである、［６］に記載のアクティブマトリクス型有機ＥＬディスプレイの製造方法。
［８］前記有機パネルの表層上に液滴を配置する工程をさらに有し、前記レーザ光は、前記液滴を通過する、［１］〜［５］のいずれか一つに記載のアクティブマトリクス型有機ＥＬディスプレイの製造方法。
［９］前記レーザ光の波長は、４００ｎｍ以下である、［１］〜［８］のいずれか一つに記載のアクティブマトリクス型有機ＥＬディスプレイの製造方法。

本発明によれば、欠陥部上における透明陰極にレーザ光を照射する際に、レーザ光を有機ＥＬパネルの表示面の法線に対して傾けるので、透明陰極の下層（有機層、陽極、ＴＦＴなど）および欠陥部（異物等）に与えるダメージが少なく、レーザ照射によって欠陥部が拡大することはない。

また、レーザ光を、有機ＥＬパネルの表示面の法線に対して傾けることで、カラーフィルタが除去される場合であっても、透明陰極破壊部上のカラーフィルタの領域と、カラーフィルタが除去された領域とは異なる（図４Ａおよび図４Ｂ参照）。このため、欠陥部における色再現性の低下を抑えることができる（実施の形態１参照）。

レーザ照射によって破壊された透明対向電極を示す図 実施の形態１の有機ＥＬディスプレイの製造過程における有機ＥＬ素子を示す図 実施の形態１の有機ＥＬディスプレイの製造方法の一部を示す図 実施の形態１の有機ＥＬディスプレイの製造方法によって製造された有機ＥＬディスプレイにおける有機ＥＬ素子を示す図 実施の形態１の有機ＥＬディスプレイの製造方法によって製造された有機ＥＬディスプレイにおける有機ＥＬ素子が発光した様子を示す図 実施の形態２の有機ＥＬディスプレイの製造過程における有機ＥＬ素子を示す図 実施の形態２の有機ＥＬディスプレイの製造方法の一部を示す図 実施の形態２の有機ＥＬディスプレイの製造方法によって製造された有機ＥＬディスプレイにおける有機ＥＬ素子が発光した様子を示す図 実施の形態３の有機ＥＬディスプレイの製造過程における有機ＥＬ素子を示す図 実施の形態３の有機ＥＬディスプレイの製造方法の一部を示す図 実施の形態３の有機ＥＬディスプレイの製造方法の一部を示す図 実施の形態３の有機ＥＬディスプレイの製造方法によって製造された有機ＥＬディスプレイにおける有機ＥＬ素子を示す図 実施の形態４の有機ＥＬディスプレイの製造過程における有機ＥＬ素子を示す図 実施の形態４の有機ＥＬディスプレイの製造方法の一部を示す図 実施の形態４の有機ＥＬディスプレイの製造方法の一部を示す図 実施の形態４の有機ＥＬディスプレイの製造方法の一部を示す図 プリズムを配置する工程を有さない有機ＥＬディスプレイの製造方法の一部を示す図

１．本発明の有機ＥＬディスプレイの製造方法
本発明は、特に大画面の有機ＥＬディスプレイを製造する場合に効果を発揮する。大画面の有機ＥＬディスプレイを製造する場合、有機層内にパーティクルなどの異物が混入するおそれが高いことから、本発明によって欠陥部を通した電流のリークを防止する必要性が高いからである。

本発明の有機ＥＬディスプレイの製造方法は、１）有機ＥＬパネルを準備する第１工程、２）有機ＥＬパネルを構成する有機ＥＬ素子内の有機層における欠陥部を検出する第２工程、３）レーザ光を照射して、欠陥部上の領域の透明対向電極を破壊する第３工程、を有する。以下それぞれの工程について詳細に説明する。

１）第１工程では、有機ＥＬパネルを準備する。第１工程で準備する有機ＥＬパネルは、トップエミッション型である。有機ＥＬパネルは、基板および基板上にマトリクス状に配置された有機ＥＬ素子を有する。有機ＥＬ素子は、基板上に配置された画素電極、画素電極上に配置された有機層、有機層上に配置された透明対向電極、透明対向電極上に配置された封止層、および封止層上に配置されたカラーフィルタを有する。有機ＥＬ素子は、さらに有機層を規定するバンクを有していてもよい。有機ＥＬ素子がバンクを有する場合、カラーフィルタは、バンク上にも配置される。本発明において有機ＥＬ素子は、有機ＥＬディスプレイにおける副画素として機能する。

また、有機パネルは、有機ＥＬ素子のカラーフィルタ上に配置された封止ガラスを有していてもよい。

有機ＥＬ素子における有機層は、蒸着法で形成されても、塗布法で形成されてもよい。有機ＥＬディスプレイの大画面化の観点からは、有機層を塗布法で形成することが好ましい。塗布法の例には、インクジェット、ディスペンサー、ノズルコート、スピンコート、凹版印刷、凸版印刷などが含まれる。

これらの塗布工程では、数１０ｎｍレベルの膜厚の管理が要求される。有機層の塗布の際には、通常、製造環境の管理や製造設備のメンテナンスが実施されているが、有機層内に異物が混入してしまうことがある（図２参照）。

一方、有機層を蒸着法で形成した場合、メタルマスクからパーティクルなどの異物が混入するおそれがある。したがって、有機層を蒸着法で形成する場合であっても、本発明によって欠陥部を通した電流のリークを防止することが有効である。

以下の第２工程および第３工程では、このような異物が混入した有機層の領域（以下「欠陥部」とも称する）を通した電流のリークを防止する方法について説明する。

２）第２工程では、有機ＥＬ素子内の有機層にパーティクルなどの異物が混入した欠陥部（図２参照）を検出する。欠陥部を検出する方法は、特に限定されないが、外観検査による異物の検出方法や、有機ＥＬパネルに逆バイアスの電圧を印加したり、有機ＥＬパネルにＥＬ発光電圧以下の順バイアスの電圧を印加したりして、リーク発光を検出する方法がある。

３）第３工程では、透明対向電極のうち、欠陥部上の領域に、レーザ光を照射して、欠陥部上の領域の透明対向電極を破壊（以下単に「透明対向電極を破壊」とも称する）する。これにより透明対向電極が破壊された領域（以下単に「対向電極破壊部」とも称する）が形成される。

レーザ光はカラーフィルタおよび封止層を通して、欠陥部上の透明対向電極に照射される。レーザ光が有機ＥＬパネルの表層に入射する位置は、特に限定されないが、有機ＥＬパネルがバンクを有する場合、レーザ光はバンク上のカラーフィルタを通過するように有機ＥＬパネルの表層に入射することが好ましい（実施の形態３参照）。

ここで、「透明対向電極にレーザを照射する」とは、透明対向電極に焦点を合わせてレーザ光を照射することを意味する。また、「透明対向電極を破壊する」とは、透明対向電極の機能を破壊すること（つまり電流が流れないようにすること）を意味する。具体的には、透明対向電極を破壊するとは、レーザ光を照射した領域の透明対向電極１０９と有機層１０５との間に空間を形成するか（図１Ａ参照）、レーザ光を照射した領域の透明対向電極１０９を変性させ、クラックを形成するか（図１Ｂ参照）、レーザ光を照射した領域の透明対向電極１０９を破砕して（図１Ｃ参照）、欠陥部を通じて、レーザ光を照射した箇所の透明対向電極に電流が流れないようにすることを意味する。

また、レーザ光の照射によって、レーザ光が通過した領域のカラーフィルタが除去されることもある。カラーフィルタが除去された領域を、以下単に「カラーフィルタ除去部」とも称する。

また、本発明では、透明対向電極上に封止層を設けている。このため、透明対向電極が破壊されても、透明対向電極の破片の飛散は封止層によって抑えられ、透明対向電極の破片が飛散することは、ほとんどない。したがって、透明対向電極の破壊によって生じた透明対向電極の破片が、有機ＥＬディスプレイのさらなる不良の原因となることはない。

透明対向電極のうち欠陥部上の領域を破壊することで、欠陥部を通した電流のリークが防止され、欠陥部が非発光領域となるが、有機ＥＬ素子としての機能は修復される。これにより欠陥部を有する画素の輝度の回復や発光効率、消費電力の改善を図ることができる。

透明対向電極上のレーザ光を照射する領域は、第２工程で検出した欠陥部よりも２０〜５０％広いことが好ましい。また、リーク発光によって欠陥部を検出した場合、レーザ光を照射する領域を、リーク発光した領域と同じ広さにしてもよい。レーザ光を照射する領域の広さは、レーザに設置されたスリットなどによって調節されることができる。スリットとは、レーザ光のスポットのサイズを縦方向、横方向自由に変えるための部材である。スリットを用いることで、欠陥部の大きさに応じて、レーザ光を照射する領域を適宜調節することができる。

照射するレーザ光を発するレーザ光源は、特に限定されないが、例えば、フラッシュランプ励起Ｎｄ:ＹＡＧレーザである。Ｎｄ:ＹＡＧレーザを用いた場合、レーザ光の波長を、基本波長である１０６４ｎｍ、第二高調波である５３２ｎｍ、第三高調波である３５５ｎｍ、第四高調波である２６６ｎｍから選択することができる。

透明対向電極に照射するレーザ光の波長は、レーザ光が入射する領域のカラーフィルタの色に対応して選択されることが好ましいが、１１００ｎｍ以下であることが好ましく、４００ｎｍ以下であることが特に好ましい。つまりＮｄ：ＹＡＧレーザであれば、第三高調波または第四高調波を用いればよい。波長が４００ｎｍ以下である場合、透明対向電極の下にある有機層に与える影響が少ないからである。

照射するレーザのエネルギ（レーザの照射エネルギ密度）は、透明対向電極を破壊できる程度のエネルギにする。透明対向電極上のレーザ光のエネルギは、透明対向電極の材料や厚さなどによって選択される。

例えば、Ｎｄ：ＹＡＧレーザを用いて、透明対向電極（透明対向電極の材料：ＩＴＯ、透明対向電極の厚さ：１００ｎｍ）を破壊する場合、レーザ光の波長を第三高調波（３５５ｎｍ）とし、レーザの照射エネルギ密度を、０．０５〜０．１５Ｊ／ｃｍ^２とすることが好ましい。

本発明では、第３工程において、レーザ光を、有機ＥＬパネルの表示面の法線に対して傾けて照射することを特徴とする。すなわち、本発明では、有機ＥＬパネルの表示面に対するレーザ光の入射角度は０°超であることを特徴とする。レーザ光の入射角度は、透明対向電極のうち、レーザ光で照射される領域の直径（破壊される透明対向電極の領域の直径）と、封止層の厚さとに応じて適宜選択されることが好ましい。上述ようにレーザ光で照射される領域の直径は、欠陥部の大きさによって決定されるので、レーザ光の入射角度は、欠陥部の大きさと、封止層の厚さによって適宜選択されるともいえる。

より具体的には、透明対向電極のうち、レーザ光で照射される領域の直径（以下単に「照射径」とも称する）を「Ｘ」とし、封止層の厚さを「Ｙ」としたとき、入射角度θは、以下の条件を満たすことが好ましい。
θ≧ｔａｎ^−１（ｘ／ｙ）

したがって、例えば照射径（Ｘ）が５μｍであり、封止層の厚さ（Ｙ）が１０μｍである場合、レーザ光の入射角度θは、約２７°以上に設定することが好ましい。レーザ光の入射角度を適宜設定するには、レーザ光の出射口を傾けても、有機パネルを傾けてもよい。

一方、レーザ光の入射角度θが大きくなりすぎる場合は、レーザ光照射前に有機パネルの表層（通常は封止ガラス）上にプリズムまたは液滴を配置してもよい（実施の形態４参照）。

このように本発明では、透明対向電極を照射する際に、レーザ光を有機パネルの表示面の法線に対して傾けることで、透明対向電極の下層（有機層、画素電極、ＴＦＴなど）および欠陥部（異物等）に与えるダメージを減少させることができる。このため、本発明では、レーザ照射によって欠陥部が拡大することはない。

また、レーザ光の入射角度θをｔａｎ^−１（ｘ／ｙ）以上に設定することで、仮にレーザ光の照射によりカラーフィルタが除去される場合であっても、対向電極破壊部上のカラーフィルタの領域と、カラーフィルタ除去部とが異なる（図４Ａおよび図４Ｂ参照）。これにより、欠陥部上ではカラーフィルタが残存し、欠陥部における色再現性の低下を抑制することができる。

２．本発明の有機ＥＬディスプレイ
本発明の有機ＥＬディスプレイは、上述した本発明の有機ＥＬディスプレイの製造方法によって製造された有機ＥＬディスプレイである。本発明の有機ＥＬディスプレイは、トップエミッション型であり、基板および基板上にマトリクス状に配置された有機ＥＬ素子を有する。

有機ＥＬ素子は、基板上に配置された画素電極、画素電極上に配置された有機層、有機層上に配置された透明対向電極、透明対向電極上に配置された封止層および封止層上に配置されたカラーフィルタを有する。また、有機ＥＬ素子は有機層を規定するためのバンクを有していてもよい。有機ＥＬ素子がバンクを有する場合、カラーフィルタはバンク上にも配置される。また、有機ＥＬディスプレイは、カラーフィルタ上に配置された封止ガラスによって封止されている。

基板は、絶縁性の板である。また、基板には、副画素ごとに薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が内蔵されていてもよい。基板にＴＦＴが内蔵される場合は、各ＴＦＴは絶縁され、各副画素はコンタクトホールを有している。

画素電極は、基板上に配置される導電性の部材である。画素電極は通常、陽極として機能するが陰極として機能してもよい。また、画素電極は光反射性を有することが好ましい。このような画素電極の材料の例には、ＡＰＣ合金（銀、パラジウム、銅の合金）やＡＲＡ（銀、ルビジウム、金の合金）、ＭｏＣｒ（モリブデンとクロムの合金）、ＮｉＣｒ（ニッケルとクロムの合金）などが含まれる。また画素電極は、コンタクトホールを通してＴＦＴのドレイン電極またはソース電極に接続されていてもよい。

有機層は、有機発光材料を含む有機発光層を有する。有機発光層に含まれる有機発光材料は塗布法で形成することができる高分子有機発光材料であることが好ましい。高分子有機発光材料の例には、ポリフェニレンビニレンおよびその誘導体、ポリアセチレンおよびその誘導体、ポリフェニレンおよびその誘導体、ポリパラフェニレンエチレンおよびその誘導体、ポリ３−ヘキシルチオフェンおよびその誘導体、ポリフルオレンおよびその誘導体などが含まれる。

また有機発光層は、有機ＥＬ素子の配置位置によって、赤、緑または青のいずれかの光を発する。有機層は、さらに正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層などを有していてもよい。

バンクは有機層を規定するための絶縁性の障壁である。バンクは、感光性材料であるレジスト材料を、露光、現像により、パターニングすることで形成したものであってもよい。

透明対向電極は、有機層上に配置される導電性の透明部材である。対向電極は、通常陰極として機能するが陽極として機能してもよい。このような透明対向電極の材料の例には、ＩＴＯやＩＺＯなどが含まれる。透明対向電極の厚さは約１００ｎｍである。本発明の有機ＥＬディスプレイでは、透明対向電極のうち、有機層の欠陥部上の領域が選択的に破壊されていることを特徴とする。

封止層は、有機層を水や酸素から保護するための部材である。封止層の材料の例には、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）などの無機物やＵＶ硬化樹脂などの有機物が含まれる。

カラーフィルタは、有機層から発せられる光から特定の波長の光のみを選択的に取り出すための層である。有機層から発せられた光がカラーフィルタを通ることで、高い色再現性を実現することができる。

カラーフィルタの色は、有機ＥＬ素子が発する色によって適宜選択される。具体的には、赤色の光を発する有機層を有する有機ＥＬ素子は、赤色のカラーフィルタを有し、緑色の光を発する有機層を有する有機ＥＬ素子は、緑色のカラーフィルタを有し、青色の光を発する有機層を有する有機ＥＬ素子は、青色のカラーフィルタを有する。カラーフィルタの材料は、例えば、カラーレジストである。またカラーフィルタの厚さは約１μｍである。

本発明では、カラーフィルタの一部が除去されていることを特徴とする。また、本発明では対向電極破壊部上のカラーフィルタの領域と、カラーフィルタの一部が除去された領域（カラーフィルタ除去部）とは、異なることが好ましい（実施の形態１、図４Ａ、図４Ｂ参照）。

さらに有機ＥＬ素子がバンクを有する場合、カラーフィルタ除去部は、バンク上に配置されることがより好ましい（実施の形態３、図１２Ａ、図１２Ｂ参照）。

以下、本発明の有機ＥＬディスプレイの製造方法の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。また、以下の実施の形態では、上述した有機ＥＬ素子内の有機層における欠陥部を検出する第２工程後の、第３工程（透明対向電極を破壊する工程）について説明する。

［実施の形態１］
図２Ａは、第２工程（有機ＥＬ素子内の有機層における欠陥部を検出する工程）によって検出された、欠陥部を有する有機ＥＬ素子１００の平面図である。図２Ｂは図２Ａに示した有機ＥＬ素子１００の一点鎖線ＡＡによる断面図である。

図２Ｂに示されるように、有機ＥＬ素子１００は、基板１０１、画素電極１０３、有機層１０５、透明対向電極１０９、封止層１１１、カラーフィルタ１１３および封止ガラス１１５を有する。有機層１０５は異物１２０を有し、異物１２０が混入した有機層１０５の領域は欠陥部１３０を構成する。

図３Ａは、実施の形態１における第３工程（透明対向電極を破壊する工程）を示した図である。図３Ａに示されるように、本実施の形態の第３工程では、透明対向電極１０９上に焦点を合わせて、透明対向電極１０９のうち欠陥部１３０上の領域に、レーザ光１４０を照射する。図３Ａに示されるようにレーザ光１４０は、パネルの表示面の法線Ｚに対して傾いている。レーザ光１４０は、カラーフィルタ１１３および封止層１１１を通して、透明対向電極１０９に照射される。

透明対向電極１０９に照射するレーザ光１４０の波長は、レーザ光１４０が入射する領域のカラーフィルタの色に応じて選択されることが好ましい。カラーフィルタ１１３が赤の場合、波長６００ｎｍ以上の光の透過率が高い。また、カラーフィルタ１１３が緑の場合、波長４８０〜５８０ｎｍおよび７９０ｎｍ以上の光の透過率が高い。カラーフィルタ１１３が青の場合、波長４３０〜５５０ｎｍおよび８００ｎｍ以上の光の透過率が高い。したがって、レーザ光１４０の波長を、カラーフィルタ１１３を透過しやすい波長とすることで、レーザ光１４０が通過した領域のカラーフィルタ１１３を除去せずに、欠陥部上の透明対向電極を破壊できるので、より好ましい。

図３Ｂは、レーザ光１４０の入射角度を示す図である。図３Ｂに示されるように、レーザ光１４０の入射角度をθとし、照射径をＸとし、封止層１１１の厚さをＹとしたときに以下の式が成立することが好ましい。
θ≧ｔａｎ^−１（ｘ／ｙ）

したがって、例えば照射径（Ｘ）が５μｍであり、封止層の厚さ（Ｙ）が１０μｍである場合、レーザ光の入射角度θは、約２７°以上に設定することが好ましい。レーザ光の入射角度を適宜設定するには、レーザ光の出射口を傾けても、有機パネルを傾けてもよい。

レーザ光１４０を照射することで欠陥部１３０上の透明対向電極１０９が破壊され、対向電極破壊部１５０が形成される。またレーザ光１４０を照射することで、カラーフィルタ除去部１６０が形成されることがある。

しかし、レーザ光１４０の入射角度θをｔａｎ^−１（ｘ／ｙ）以上にすることで、仮に、レーザ光１４０の照射によりカラーフィルタ１１３が除去される場合であっても、対向電極破壊部１５０上のカラーフィルタの領域１１３’と、カラーフィルタ除去部１６０とがずれる（図４Ａおよび図４Ｂ参照）。

このように、本実施の形態によれば、レーザ光を透明対向電極に照射する際に、レーザ光を有機パネルの表示面の法線に対して傾けることで、レーザ光が異物に与えるダメージを低減することができる。これにより、異物が破壊されにくく、欠陥部が拡大することを抑制することができる。

図４Ａは、第３工程によって修復された、有機ＥＬ素子１００の平面図である。図４Ｂは、図４Ａに示された有機ＥＬ素子１００の一点鎖線ＡＡによる断面図である。図４Ａおよび図４Ｂに示されるように、有機ＥＬ素子１００は、対向電極破壊部１５０およびカラーフィルタ除去部１６０を有するが、対向電極破壊部１５０上のカラーフィルタの領域１１３’とカラーフィルタ除去部１６０とは異なり、両者の間にはギャップ５１が存在する。

このように、本実施の形態によれば、対向電極破壊部上のカラーフィルタの領域１１３’とカラーフィルタ除去部１６０とが異なることにより、欠陥部１３０における色再現性の低下を抑制することができる。以下、カラーフィルタの領域１１３’とカラーフィルタ除去部１６０とが異なることと、欠陥部１３０における色再現性の低下が抑制されることとの関係を図面を用いて説明する。

図５Ａは、図４Ｂに示した四角Ｂの拡大図である。また図５Ａは、有機ＥＬ素子１００が発光した様子を示す図である。図５Ａ中の矢印５０は、有機層１０５から発せられた光を示す。

上述のように欠陥部１３０上の透明対向電極１０９は破壊されているので、欠陥部１３０は非発光領域である。したがって、欠陥部１３０自体は、光を発しない。しかし、欠陥部１３０の周囲の有機層１０５から発せられた光が、欠陥部１３０上の領域にも拡散する。このため、非発光領域である欠陥部１３０からも光を取り出すことができる。さらに本発明では、欠陥部１３０上のカラーフィルタ１１３が残存していることから、欠陥部１３０上の領域に拡散した光は、カラーフィルタ１１３を通過することができる。このため、欠陥部１３０上から取り出された光の色再現性を確保をすることができ、欠陥部１３０の周囲から取り出された光との間のコントラストが抑制され、色ムラが低減される。

一方、従来のレーザリペア法のようにレーザ光を垂直に照射した場合、図５Ｂに示されるように、カラーフィルタ除去部１６０が欠陥部１３０上に位置する。したがって、欠陥部１３０上のカラーフィルタ１１３は除去されている。このため、欠陥部１３０上の領域に拡散した光は、カラーフィルタ１１３を通過しない。これにより、欠陥部１３０上から取り出された光と、欠陥部１３０の周囲から取り出された光との間のコントラストが大きくなり、色ムラが顕著になる。

［実施の形態２］
実施の形態１によれば、対向電極破壊部における色再現性の低下を抑制することができるが、カラーフィルタ除去部における色再現性の低下を抑制することはできない。実施の形態２では、対向電極破壊部における色再現性の低下を抑制し、かつカラーフィルタ除去部における色再現性の低下を抑制するための形態について説明する。

図６Ａは、本発明の製造方法における第２工程（有機ＥＬ素子内の有機層における欠陥部を検出する工程）によって検出された、欠陥部を有する有機ＥＬ素子１００の平面図である。図６Ｂは図６Ａに示した有機ＥＬ素子の一点鎖線ＡＡによる断面図である。実施の形態１と同一の構成要素については、説明を省略する。

図６Ａおよび図６Ｂに示されるように、有機ＥＬ素子１００の有機層１０５は、異物１２０を有し、異物１２０が混入した有機層１０５の領域は欠陥部１３０を構成する。本実施の形態では、カラーフィルタの厚さは１μｍと仮定する。また、透明対向電極１０９のうち、欠陥部１３０上の領域の直径Ｘは、１μｍ以下と仮定する。

図７Ａは、実施の形態２における第３工程を示した図である。図７Ｂは、カラーフィルタを通過するレーザ光の拡大図である。図７Ａに示されるように、本実施の形態の第３工程では、透明対向電極１０９上に焦点を合わせて、透明対向電極１０９のうち欠陥部１３０上の領域に、レーザ光１４０を照射する。

本実施の形態では、カラーフィルタ除去部における色再現性の低下を抑制するために、レーザ光１４０の入射角度θを４５°以上とする。また、図７Ｂに示されるように本実施の形態では、カラーフィルタ１１３を通過するレーザ光１４０の直径Ｌは、カラーフィルタ１１３の厚さ（ｔ）の０．７倍以下とする。すなわち、カラーフィルタ１１３を通過するレーザ光１４０の直径Ｌは、０．７μｍ以下である。本レーザ照射条件は、特に、欠陥部の大きさがカラーフィルタの厚さ以下である場合に好ましい。

このように、レーザ光１４０の入射角度θを４５°以上とし、カラーフィルタ１１３を通過するレーザ光１４０の直径Ｌをカラーフィルタ１１３の厚さ（ｔ）の０．７倍以下とすることで、後述するカラーフィルタ除去部１６０の上面側の開口部と底面側の開口部とが重ならない（図８Ａ参照）。

ここで、「カラーフィルタの上面」とは、カラーフィルタの２つの面のうち、レーザ光源側の面を意味し、「カラーフィルタの底面」とは、カラーフィルタの２つの面のうち、レーザ光源とは反対側の面を意味する。

レーザ光１４０は、カラーフィルタ１１３および封止層１１１を通して、透明対向電極１０９に照射される。レーザ光１４０を照射することで欠陥部上の透明対向電極１０９を破壊し、対向電極破壊部１５０が形成される。またレーザ光１４０を照射することで、カラーフィルタ除去部１６０が形成される。

図８Ａはカラーフィルタ除去部１６０の拡大図である。本実施の形態では、レーザ光１４０の入射角度θを４５°以上とし、カラーフィルタ１１３を通過するレーザ光１４０の直径Ｌをカラーフィルタ１１３の厚さ（ｔ）の０．７倍以下としたことによって、図８Ａに示されるようにカラーフィルタ除去部１６０の上面側の開口部１６０Ａと、底面側の開口部１６０Ｂとが重ならない。このため有機層１０５から発せられた光５０の全てはカラーフィルタ１１３の少なくとも一部を通過することができる。

このように、本実施の形態によれば、対向電極破壊部だけでなくカラーフィルタ除去部でも色再現性の高い有機ＥＬディスプレイを提供することができる。

一方、第３工程におけるレーザ光の入射角度が４５°未満であったり、カラーフィルタを通過するレーザ光の直径がカラーフィルタの厚さ（ｔ）の０．７倍超であった場合、カラーフィルタ除去部１６０は、図８Ｂに示されるように、上面側の開口部１６０Ａと、底面側の開口部１６０Ｂとが重なる領域６０を有する。このため有機層１０５から発せられた光５０の一部はカラーフィルタ１１３を通過せず、一部において色再現性が低くなる。

［実施の形態３］
実施の形態１および２では、カラーフィルタ除去部が発光領域内に配置される有機ＥＬディスプレイの製造方法について説明した。実施の形態３では、カラーフィルタ除去部がバンク上（非発光領域）に配置される有機ＥＬディスプレイの製造方法について説明する。

図９Ａは、第２工程（有機ＥＬ素子内の有機層における欠陥部を検出する工程）によって検出された、欠陥部を有する有機ＥＬ素子１００の平面図である。図９Ｂは図９Ａに示した有機ＥＬ素子１００の一点鎖線ＡＡによる断面の部分拡大図である。実施の形態１と同一の構成要素については、説明を省略する。

図９Ｂに示されるように、有機ＥＬ素子１００は、基板１０１、画素電極１０３、有機層１０５、バンク１０７、透明対向電極１０９、封止層１１１、およびカラーフィルタ１１３を有する。有機層１０５は異物１２０を有し、異物１２０が混入した有機層１０５の領域は欠陥部１３０を構成する。

上述のように本実施の形態では、カラーフィルタ除去部がバンク上（非発光領域内）に配置される。このため、本実施の形態は、第３工程において、レーザ光を、カラーフィルタのうち、バンク上の領域（以下単に「バンク上のカラーフィルタ」と称する）を通過させることを特徴とする。

レーザ光を、バンク上のカラーフィルタを通過させるために、本実施の形態の有機ＥＬディスプレイパネルの製造方法は、第２工程（欠陥部の検出）後、第３工程（レーザ光の照射）を開始する前に、レーザ光の入射位置およびレーザ光の入射角度を決定する工程（以下単に「レーザ光調整工程」とも称する）を有する。

図１０Ａおよび図１０Ｂは、レーザ光調整工程で決定されたレーザ光の有機ＥＬ素子への入射位置（以下単に「素子入射位置」とも称する）および有機ＥＬ素子への入射角度（以下単に「素子入射角度」とも称する）を示す。図１０Ａは、有機ＥＬ素子１００の平面図であり、図１０Ｂは、図１０Ａに示した有機ＥＬ素子１００の一点鎖線ＡＡによる断面の部分拡大図である。

レーザ光の素子入射位置Ｓは、欠陥部１３０を有する有機ＥＬ素子１００のバンク１０７上のカラーフィルタ１１３上に設定することが好ましく；図１０Ａに示されるように欠陥部１３０を有する有機ＥＬ素子１００のバンク１０７上のカラーフィルタ１１３上のうち、欠陥部１３０に最も近い箇所に設定することがさらに好ましい。

レーザ光の素子入射位置Ｓを決定することで、レーザ光の素子角度θが決まる。具体的には、図１０Ｂに示されるように、欠陥部１３０とレーザ光の入射位置Ｓとの水平距離をｄとし、封止層１１１およびカラーフィルタ１１３の厚さの和をｈとしたときに、レーザ光の入射角度θは、以下の式で表される。
θ＝ｔａｎ^−１（ｄ／ｈ）

したがって、例えば、欠陥部１３０とレーザ光の入射位置Ｓとの水平距離（ｄ）が１０μｍ、封止層１１１の厚さが１０μｍ、カラーフィルタ１１３の厚さが１μｍである場合、レーザ光の入射角度θは、約４２°となる。

レーザ光の素子入射位置Ｓおよび素子入射角度θは、レーザ光の有機ＥＬパネルの表層（通常は封止ガラス１１５）への入射位置と入射角度とで制御することができる。レーザ光の封止ガラス１１５への入射位置および入射角度を適宜設定するには、レーザ光の出射口または有機ＥＬパネルを移動したり傾けたりすればよい。

図１１は、実施の形態３における第３工程（透明対向電極を破壊する工程）を示す。図１１に示されるように、本実施の形態の第３工程では、透明対向電極１０９のうち欠陥部１３０上の領域に焦点を合わせて、レーザ光１４０を照射する。レーザ光１４０は、レーザ光調整工程で決定された入射位置Ｓに、レーザ光調整工程で決定された入射角度θで、照射される。

図１１に示されるようにレーザ光１４０は、バンク１０７上のカラーフィルタ１１３を通して、透明対向電極１０９に照射される。レーザ光１４０は、封止ガラス１１５から入射し、カラーフィルタ１１３および封止層１１１を通して、透明対向電極１０９に照射される。

欠陥部１３０上の透明対向電極１０９にレーザ光１４０を照射することで、欠陥部１３０上の透明対向電極１０９を破壊し、対向電極破壊部１５０が形成される。またレーザ光１４０を照射することで、カラーフィルタ除去部１６０が形成される。

このように、本実施の形態では、レーザ光は、発光領域内のカラーフィルタを通過しない。このため、発光領域内のカラーフィルタは除去されず、レーザリペア法による色再現性の低下を防止することができる。

図１２Ａは、第４工程によって修復された、有機ＥＬ素子１００の平面図である。図１２Ｂは、図１２Ａに示された有機ＥＬ素子１００の一点鎖線ＡＡによる断面の部分拡大図である。図１２Ａおよび図１２Ｂに示されるように、有機ＥＬ素子１００は、欠陥部上に対向電極破壊部１５０を有し、バンク１０７上にカラーフィルタ除去部１６０を有する。このように、カラーフィルタ除去部１６０は、非発光領域であるバンク１０７上の領域に存在し、発光領域１７０内には存在しない。

このため本実施の形態によって製造された有機ＥＬディスプレイは、発光時に色再現性が低下しない。このため、本実施の形態によれば、さらに色再現性の高い有機ＥＬディスプレイを提供することができる。

［実施の形態４］
実施の形態１〜３では、レーザ光の入射角度を調整することで、色再現性の低下を抑制する形態について説明した。

しかし、実施の形態１〜３のようにレーザ光の入射角度を調整すると、レーザ光の有機ＥＬパネルの表層（通常は封止ガラス）への入射角度が大きくなることがある。レーザ光の有機ＥＬパネルの表層への入射角度が大きすぎる場合、レーザ光を照射したとき、有機ＥＬパネルの表層での反射率が高くなり、有機ＥＬパネルの表層において反射されるレーザ光の割合が大きくなる。有機ＥＬパネルの表層によって反射されるレーザ光の割合が大きくなると、透明陰極を破壊できない場合がある。

実施の形態４では、レーザ光の入射角度が大きくなる場合であっても、反射によるレーザ光のロスを低減することができる形態について説明する。

図１３Ａは、第２工程（有機ＥＬ素子内の有機層における欠陥部を検出する工程）によって検出された、欠陥部を有する有機ＥＬ素子１００の平面図である。図１３Ｂは図１３Ａに示した有機ＥＬ素子１００の一点鎖線ＡＡによる断面の部分拡大図である。本実施の形態における有機ＥＬ素子１００は、欠陥部１３０とバンク１０７の端部との距離が長い以外は、実施の形態３の有機ＥＬ素子１００と同じである。

図１３Ｂに示されるように、有機ＥＬ素子１００の、有機層１０５は異物１２０を有し、異物１２０が混入した有機層１０５の領域は欠陥部１３０を構成する。また、欠陥部１３０とバンク１０７の端部との距離は、実施の形態３における欠陥部１３０とバンク１０７の端部との距離ｄ（１０μｍ）よりも長い（例えば、３０μｍ）。

次に、第３工程について説明する。本実施の形態は、実施の形態３と同様にレーザ光を、バンク上のカラーフィルタを通過させるために、第２工程（欠陥部の検出）後、第３工程（レーザ光の照射）を開始する前に、レーザ光調整工程を有する。

図１４Ａおよび図１４Ｂは、レーザ光調整工程で特定したレーザ光の素子入射位置Ｓおよび素子入射角度θを示す。図１４Ａは、有機ＥＬ素子１００の平面図であり、図１４Ｂは、図１４Ａに示した有機ＥＬ素子１００の一点鎖線ＡＡによる断面の部分拡大図である。図１４Ａに示されるように、素子入射位置Ｓは、バンク上のカラーフィルタ１１３のうち、欠陥部１３０に最も近い。

また、図１４Ｂに示されるように、素子入射位置Ｓと欠陥部１３０との水平距離をｄとし、封止層１１１およびカラーフィルタの厚さの総和をｈとしたとき、素子入射角度θは、およそｔａｎ^−１（ｄ／ｈ）である。

したがって、欠陥部１３０とレーザ光の入射位置との水平距離（ｄ）が３０μｍであり、封止層１１１の厚さが１０μｍ、カラーフィルタ１１３の厚さが１μｍである場合、レーザ光の入射角度θは、約７０°となる。

このように、本実施の形態では、実施の形態３と比較して欠陥部とバンクの端部との距離が長いことから、ｄが大きい。このため、素子入射角度θも、実施の形態３よりも大きい。このため、有機パネルの表層（封止ガラス１１５）表面での反射率が高くなる。

図１５は、有機パネルの表層（封止ガラス１１５）上に、プリズムを配置する工程を示す。図１５に示されるように、封止ガラス１１５上には、複数のプリズム２０１が形成された透明なフィルム２０３が配置される。プリズム２０１は二等辺直角プリズムである。また、本工程では、フィルム２０３の代わりに、封止ガラス１１５上に液滴を配置してもよい。

図１６は、実施の形態４における第４工程を示した図である。図１６に示されるように、本実施の形態の第３工程では、透明対向電極１０９にレーザ光を照射する際に、レーザ光をプリズム２０１を通過させることを特徴とする。図１６における破線Ｘは、プリズム２０１の傾斜面の法線を示す。レーザ光１４０をプリズム２０１を通して入射させることで、レーザ光１４０の有機ＥＬパネルへの入射角度αを有機ＥＬ素子１００への入射角度θよりも小さくすることができる。このため、レーザ光の入射角度の増加に伴う、反射によるレーザ光のロスを減少させることができる。フィルム２０３は本工程後、剥がされる。

一方、図１７に示されるように封止ガラス上にプリズムを配置しなかった場合、レーザ光１４０の封止ガラス１１５への入射角度αが大きくなり、封止ガラス１１５によって反射されるレーザ光１４１の割合が増加する。このため、レーザ光の反射によるロスが大きくなり、透明対向電極１０９を破壊するために必要なレーザ光のエネルギが増加したり、透明対向電極１０９を破壊できないおそれがある。

このように、本実施の形態によれば、大きな入射角度が必要な場合であっても、所定のエネルギのレーザ光で透明対向電極を破壊することができる。

本出願は、２００９年４月２４日出願の特願２００９−１０６８１１および特願２００９−１０６８１２に基づく優先権を主張する。当該出願明細書に記載された内容は、すべて本願明細書に援用される。

本発明は、有機ＥＬディスプレイの不良低減や品質向上を図ることが出来る。また、本発明は、有機層にダメージを与えることなく、欠陥部を通した電流のリークを防止できる。また、本発明は、色再現性の高い有機ＥＬディスプレイの製造に有効である。

また、有機ＥＬディスプレイ以外のカラーフィルタを利用した発光デバイスの製造にも適用することができる。

１００、２００ 有機ＥＬ素子
１０１ 基板
１０３ 画素電極
１０５ 有機層
１０７ バンク
１０９ 透明対向電極
１１１ 封止層
１１３ カラーフィルタ
１１５ 封止ガラス
１２０ 異物
１３０ 欠陥部
１４０ レーザ光
１５０ 対向電極破壊部
１６０ カラーフィルタ除去部
１７０ 発光領域
２０１ プリズム
２０３ フィルム
５０ 有機層から発せられた光
５１ 対向電極破壊部とカラーフィルタ除去部とのギャップ
６０ カラーフィルタ除去部の上面側の開口部と、底面側の開口部とが重なる領域

Claims (9)

1. 基板と、前記基板上にマトリクス状に配置された有機ＥＬ素子と、を有する有機ＥＬパネルを準備する工程であって、前記有機ＥＬ素子のそれぞれは、前記基板上に配置された画素電極、前記画素電極上に配置された有機層、前記有機層上に配置された透明対向電極、前記透明対向電極上に配置された封止層、および前記封止層上に配置されたカラーフィルタを有し、
   前記有機ＥＬ素子内の前記有機層に存在する欠陥部を検出する工程、
   前記透明対向電極のうち、前記欠陥部上の領域に、前記カラーフィルタを通してレーザ光を照射して、前記欠陥部上の領域の透明対向電極を破壊する工程を有し、
   前記レーザ光は、前記有機ＥＬパネルの表示面の法線に対して傾けて照射される、アクティブマトリクス型有機ＥＬディスプレイの製造方法。
2. 前記レーザ光が通過した領域のカラーフィルタは、除去される、請求項１に記載のアクティブマトリクス型有機ＥＬディスプレイの製造方法。
3. 前記透明対向電極のうち、前記レーザ光で照射される領域の直径をＸとし、
   前記封止層の厚さをＹとし、
   前記レーザ光の入射角度をθとしたときに、
   θ≧ｔａｎ^−１（ｘ／ｙ）である、請求項１に記載のアクティブマトリクス型有機ＥＬディスプレイの製造方法。
4. 前記カラーフィルタの厚さをｔとしたときに、
   前記カラーフィルタを通過するレーザ光の直径は、０．７ｔ以下であり、かつ
   前記レーザ光の入射角度は、４５°以上である、請求項１に記載のアクティブマトリクス型有機ＥＬディスプレイの製造方法。
5. 前記有機ＥＬ素子は、前記有機層を規定するバンクをさらに有し、
   前記カラーフィルタは、前記バンク上にも配置され、
   前記レーザ光は、前記カラーフィルタのうち、前記バンク上の領域を通過する、請求項１に記載のアクティブマトリクス型有機ＥＬディスプレイの製造方法。
6. 前記有機パネルの表層上にプリズムを配置する工程をさらに有し、
   前記レーザ光は、前記プリズムを通過する、請求項１に記載のアクティブマトリクス型有機ＥＬディスプレイの製造方法。
7. 前記プリズムは、二等辺直角プリズムである、請求項６に記載のアクティブマトリクス型有機ＥＬディスプレイの製造方法。
8. 前記有機パネルの表層上に液滴を配置する工程をさらに有し、
   前記レーザ光は、前記液滴を通過する、請求項１に記載のアクティブマトリクス型有機ＥＬディスプレイの製造方法。
9. 前記レーザ光の波長は、４００ｎｍ以下である、請求項１に記載のアクティブマトリクス型有機ＥＬディスプレイの製造方法。

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