JP6207367B2 - 有機エレクトロルミネッセンス表示装置 - Google Patents
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Description
本発明は有機エレクトロルミネッセンス表示装置に関する。
薄型で軽量な発光源として、有機エレクトロルミネッセンス発光（organic electro luminescent）素子が注目を集めており、多数の有機エレクトロルミネッセンス発光素子を備える画像表示装置が開発されている。有機エレクトロルミネッセンス発光素子は、発光層を有する有機層が、下部電極と上部電極とで挟まれた構造を有する。
このような有機エレクトロルミネッセンス発光素子としては、例えば特許文献１において、カラーフィルタと薄膜トランジスタが形成されたＴＦＴ基板上に、画素毎に形成された下部電極と、有機層と、上部電極と、を有する構成が開示されている。これら有機エレクトロルミネッセンス発光素子の下部電極は、それぞれコンタクトホールを介して薄膜トランジスタに接続されている。
図７は従来の有機エレクトロルミネッセンス表示装置１０１を示す部分平面拡大図である。図７に記載の構成においては、画素分離膜１１４の側面（傾斜面）１１５が有機層１３３の上面に対して傾斜しているため、側面１１５において、有機層が設けられた発光領域Ｅからの発光の一部が隣接する画素Ｐの方向に反射して混色を引き起こすおそれがある。
また、図７に示すように、コンタクトホール１３２ａが画素Ｐ同士の境界Ｂを挟んで互いに隣接するように配置されると、画素分離膜１１４の側面１１５同士が互いに隣接する。このため、側面１１５において光が隣接する画素Ｐ側に反射し、混色が生じやすくなる。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、有機エレクトロルミネッセンス発光素子の混色の抑制を実現することを目的とする。
本出願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下
の通りである。
の通りである。
（１）本発明の有機エレクトロルミネッセンス表示装置は、基板と、前記基板上に形成された薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタ上において、マトリクス状に配置された複数の画素毎に形成された、下部電極と発光層と上部電極とを有する発光領域と、前記画素毎に、平面視で前記発光領域の外側で、前記画素の１つの角部に形成され、前記薄膜トランジスタと前記下部電極を接続するコンタクトホールと、を備え、前記マトリクス状に配置された画素の境界の交点を共有する４つの画素のうち、対角に配置された一組の画素のみが、前記交点を有する前記角部に前記コンタクトホールを有する、ことを特徴とする。
（２）本発明の有機エレクトロルミネッセンス表示装置は、（１）において、前記４つの画素のうち、対角に配置された一組の画素のみが、前記交点の対角の角部にコンタクトホールを有していてもよい。
（３）本発明の有機エレクトロルミネッセンス表示装置は、（１）または（２）において、前記発光領域が平面視でＬ字型であってもよい。
（４）本発明の有機エレクトロルミネッセンス表示装置は、（１）または（２）において、前記発光領域が平面視で矩形であってもよい。
（５）本発明の有機エレクトロルミネッセンス表示装置は、（１）または（２）において、前記発光領域が平面視で三角形であってもよい。
本発明によれば、本構成を有さない有機エレクトロルミネッセンス表示装置と比べ、発光領域からの発光が画素分離膜に反射して隣接する画素に届くことが抑えられる。これにより、本発明の有機エレクトロルミネッセンス表示装置は、混色の抑制を実現することが可能となる。
以下、本実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス表示装置について、有機エレクトロルミネッセンス表示装置１を例として図面に基づいて説明する。なお、以下の説明において参照する図面は、特徴をわかりやすくするために便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などは実際と同じであるとは限らない。また、以下の説明において例示される材料等は一例であって、各構成要素はそれらと異なっていてもよく、その要旨を変更しない範囲で変更して実施することが可能である。
図１は本発明の一実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス表示装置１の概略平面図である。基板１０の上面１０ａのうち、画像が表示される領域である表示領域Ｄには対向基板５０が配置されている。また、対向基板５０が配置されていない領域１０ａ１には、フレキシブル回路基板２が接続され、さらに、ドライバＩＣ（Integrated Circuit）３が設けられている。
ドライバＩＣ３は、有機エレクトロルミネッセンス表示装置１の外部からフレキシブル回路基板２を介して画像データを供給される、基板１０上に配置されたＩＣである。ドライバＩＣ３は画像データが供給されることにより、有機エレクトロルミネッセンス発光素子３０に、図示しないデータ線を介して各画素に印加する電圧信号を供給する。
次に、有機エレクトロルミネッセンス表示装置１の表示領域Ｄの構成について、その詳細を説明する。図２は図１に示す有機エレクトロルミネッセンス表示装置１のＩＩ−ＩＩ切断線における概略断面図である。図２に示すように、表示領域Ｄの基板１０上には、薄膜トランジスタ１１及び図示しない電気配線が形成された回路層１２と、平坦化膜１３と、平坦化膜１３を介して薄膜トランジスタ１１上に形成された有機エレクトロルミネッセンス発光素子３０と、封止膜４０と、充填剤４５と、対向基板５０とが積層されている。また、基板１０上には、複数の画素Ｐがマトリクス状に配置されている。
基板１０は絶縁性の基板であって、その上面１０ａに、回路層１２及び有機エレクトロルミネッセンス発光素子３０が順に形成される部材である。
回路層１２は、薄膜トランジスタ１１、パッシベーション膜１１ｆ及び図示しない電気配線が形成された層であり、有機エレクトロルミネッセンス発光素子３０を駆動するために形成されている。薄膜トランジスタ１１は基板１０上に画素Ｐごとに設けられている。薄膜トランジスタ１１は、具体的には例えば、ポリシリコン半導体層１１ａ、ゲート絶縁層１１ｂ、ゲート電極１１ｃ、ソース・ドレイン電極１１ｄ、第１の絶縁膜１１ｅから構成されている。また、薄膜トランジスタ１１上は、薄膜トランジスタ１１を保護する絶縁膜であるパッシベーション膜１１ｆによって覆われている。
平坦化膜１３は回路層１２上を覆うように形成されている。平坦化膜１３は絶縁材料からなる層であり、基板１０と有機エレクトロルミネッセンス発光素子３０の間に形成されることにより、隣接する薄膜トランジスタ１１間や、薄膜トランジスタ１１と有機エレクトロルミネッセンス発光素子３０の間が、電気的に絶縁される。平坦化膜１３は、例えばＳｉＯ２やＳｉＮ、アクリル、ポリイミド等の絶縁性を有する材料からなる。
平坦化膜１３上の各画素Ｐに対応する領域には、反射膜３１が形成されていてもよい。反射膜は、有機エレクトロルミネッセンス発光素子３０から出射した光を対向基板５０側へ向けて反射するために設けられている。反射膜３１の材料は、光反射率が高いものであるほど好ましく、例えばアルミニウムや銀（Ａｇ）等からなる金属膜であることが好ましい。
平坦化膜１３上には、複数の有機エレクトロルミネッセンス発光素子３０が画素Ｐ毎に形成されている。有機エレクトロルミネッセンス発光素子３０は下部電極３２と、少なくとも発光層を有する有機層３３と、有機層３３上を覆うように形成された上部電極３４とを有することにより、下部電極３２と有機層３３と上部電極３４とが重なる領域が、発光領域Ｅとして機能する。
下部電極３２は、有機層３３に駆動電流を注入する電極である。下部電極３２はコンタクトホール３２ａに接続していることにより、薄膜トランジスタ１１に電気的に接続されて駆動電流を供給される。
下部電極３２は導電性を有する材料からなる。下部電極３２の材料は、具体的には例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）であることが好ましいが、ＩＺＯ（インジウム亜鉛複合酸化物）、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化アルミニウム複合酸化物等の透光性及び導電性を有する材料でもよい。なお、反射膜が銀等の金属からなり、かつ、下部電極３２に接触するものであれば、下部電極３２は透光性を有していてもよい。このような構成の場合、反射膜は下部電極３２の一部となる。
隣接する各下部電極３２同士の間には、例えば、隣接する画素Ｐ同士の境界Ｂに沿って画素分離膜１４が形成されている。画素分離膜１４は、隣接する下部電極３２同士の接触と、下部電極３２と上部電極３４の間の漏れ電流を防止する機能を有する。画素分離膜１４は絶縁材料からなり、具体的には例えば、感光性の樹脂組成物からなる。画素分離膜１４の側面（傾斜面）Ｌは、発光領域Ｅの外周Ｅ１に沿うように形成されており、発光領域Ｅの上面Ｅａに対して傾斜している。
有機層３３は少なくとも発光層を有する、有機材料により形成された層であり、複数の下部電極３２上及び画素分離膜１４上を覆うように形成されている。有機層３３は、表示領域Ｄの画素Ｐの配置されている領域全面を覆うように形成されていてもよい。有機層３３は光を発する層を有しており、その発光は、白色でも、その他の色であってもよい。
有機層３３は、例えば、下部電極３２側から順に、図示しないホール注入層、ホール輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層が積層されてなる。なお、有機層３３の積層構造はここに挙げたものに限られず、少なくとも発光層を含むものであれば、その積層構造は特定されない。
発光層は、例えば、正孔と電子とが結合することによって発光する有機エレクトロルミネッセンス物質から構成されている。このような有機エレクトロルミネッセンス物質としては例えば、一般に有機発光材料として用いられているものが用いられてもよい。
上部電極３４は、有機層３３上を覆うように形成されている。上部電極３４は、画素Ｐ毎に独立しておらず、表示領域Ｄの画素Ｐの配置されている領域全面を覆うように形成される。このような構成を有することにより、上部電極３４は複数の有機エレクトロルミネッセンス発光素子３０の有機層３３に共通に接触する。
上部電極３４は透光性及び導電性を有する材料からなる。上部電極３４の材料は、具体的には例えば、ＩＴＯであることが好ましいが、ＩＴＯやＩｎＺｎＯ等の導電性金属酸化物に銀やマグネシウム等の金属を混入したもの、あるいは銀やマグネシウム等の金属薄膜と導電性金属酸化物を積層したものであってもよい。
上部電極３４の上面は、複数の画素Ｐにわたって封止膜４０により覆われている。封止膜４０は、有機層３３をはじめとする各層への酸素や水分の侵入を防ぐために形成されている。封止膜４０の材料は、絶縁性を有する透明の材料であれば特に限定されない。
封止膜４０の上面は、例えば充填剤４５を介して対向基板５０によって覆われている。対向基板５０は平面視で基板１０よりも小さい外周を有する基板であり、基板１０に対向するように配置されている。このような対向基板５０としては具体的には例えば、有機層３３の発光層が白色光を発するものである場合には、例えばカラーフィルタ基板を用いることができる。本実施形態においては、対向基板５０がカラーフィルタ基板である例について説明する。
対向基板５０は、境界Ｂに沿って形成されたブラックマトリクスＢＭによって、各画素Ｐに対応して区分されている。対向基板５０は、例えばカラーフィルタ４８とガラス基板４９を有する。カラーフィルタ４８は各画素Ｐに対応し、ブラックマトリクスＢＭによって例えばＲ領域、Ｂ領域、Ｇ領域にそれぞれ区分されている。
次いで、コンタクトホール３２ａと発光領域Ｅの位置関係についてその詳細を説明する。図３は図１に示す有機エレクトロルミネッセンス表示装置１のＩＩＩ領域の部分拡大図である。なお、図３においては、説明の便宜上、画素分離膜１４とコンタクトホール３２ａと発光領域Ｅのみを示す。
本実施形態における画素Ｐの平面視形状は略矩形であり、それぞれ４つの角部Ｃを有している。発光領域Ｅとコンタクトホール３２ａは画素Ｐ毎に形成されており、コンタクトホール３２ａは平面視で発光領域Ｅと重ならないように配置されている。具体的には、コンタクトホール３２ａは、平面視で画素Ｐ内において発光領域Ｅの外側に位置している。
また、コンタクトホール３２ａは各画素Ｐの４つの角部Ｃのうち、１つの角部Ｃに形成されている。なお、本実施形態における「角部Ｃ」とは、画素Ｐの中心Ｍを通り、４つの略矩形を形成するように画素Ｐを分割した際の、４つの略矩形それぞれの領域を示す。例えば、画素Ｐの外周の４つの角を角Ａとすると、中心Ｍと角Ａは、４つの略矩形それぞれの対角となる。
以下、各画素Ｐ同士の境界を境界Ｂとし、Ｘ方向に延在する境界Ｂ１とＹ方向に延在する境界Ｂ２の交点を交点Ｎとする。また、説明の便宜上、交点Ｎを共有する４つの画素Ｐを画素ユニットＵとする。
図３に示す画素ユニットＵは例えば、第１の画素Ｐ１と、第１の画素Ｐ１と境界Ｂ１を共有する第２の画素Ｐ２と、画素ユニットＵ内において第１の画素Ｐ１の対角に配置された第３の画素Ｐ３と、画素ユニットＵ内において第２の画素Ｐ２の対角に配置された第４の画素Ｐ４と、から構成される。
画素ユニットＵ内においては、対角に配置された一組の画素Ｐのみが、交点Ｎを共有する角部Ｃにコンタクトホール３２ａを有する。具体的には例えば、画素ユニットＵにおいては、４つの画素Ｐのうち第２の画素Ｐ２と第４の画素Ｐ４のみが、交点Ｎを共有する角部Ｃ（図３に示す角部Ｃ２と角部Ｃ４）にコンタクトホール３２ａを有している。
このため、第２の画素Ｐ２における角部Ｃ２は、隣接する画素Ｐ同士の境界Ｂを挟んで第１の画素Ｐ１の発光領域Ｅ及び第３の画素Ｐ３の発光領域Ｅと隣接し、第４の画素Ｐ４における角部Ｃ４も、隣接する画素Ｐ同士の境界Ｂを挟んで第１の画素Ｐ１の発光領域Ｅ及び第３の画素Ｐ３の発光領域Ｅと隣接する。
また、発光領域Ｅの外周Ｅ１の各辺のうち長辺をＬ１、短辺をＬ２とすると、第１の画素Ｐ１における発光領域Ｅの長辺Ｌ１と、第２の画素Ｐ２の発光領域Ｅの短辺Ｌ２は、境界Ｂを介して隣接するとともに平行に並ぶ。なお、本実施形態における「平行」とは、完全に平行である構成のみならず、製造の工程により平行から誤差の範囲でずれたものも含む。
このような構成を有することにより、長辺Ｌ１の長さを長さｄ１とし、短辺Ｌ２の長さを長さｄ２とし、境界Ｂを挟んで隣接する発光領域Ｅの外周Ｅ１同士が境界Ｂを介して隣接する（平行に並ぶ）部分の長さを長さｄ３とすると、長さｄ１と長さｄ２と長さｄ３の大きさの関係はｄ１＞ｄ２≧ｄ３となる。
本実施形態における有機エレクトロルミネッセンス表示装置１は、本構成を有することにより、本構成を有さない有機エレクトロルミネッセンス表示装置（画素ユニットＵの４つの画素Ｐ全てが、交点Ｎを有する角部Ｃにコンタクトホール３２ａを有する構成）の側面Ｌ同士の隣接する長さｄ１と比べ、境界Ｂを挟んで隣接する発光領域Ｅの外周Ｅ１同士（長辺Ｌ１と短辺Ｌ２）が境界Ｂを介して隣接する部分の長さｄ３が短くなる。
画素分離膜１４の側面Ｌは発光領域Ｅの外周Ｅ１に沿って形成されているため、本実施形態における有機エレクトロルミネッセンス表示装置１は、発光領域Ｅからの発光が画素分離膜１４の側面Ｌに反射して隣接する画素Ｐに届くことを抑えることができる。これにより、有機エレクトロルミネッセンス表示装置１の混色の抑制を実現することができる。
また、画素ユニットＵの４つの画素Ｐのうち対角に配置された２つの画素Ｐ（第２の画素Ｐ２及び第４の画素Ｐ４）が交点Ｎを有する角部Ｃにコンタクトホール３２ａを有するため、隣接する画素同士においてコンタクトホールが隣接しない有機エレクトロルミネッセンス表示装置と比べて、保持容量の低下を抑えることができる。
また、本実施形態においては、４つの画素Ｐのうち、対角に配置された一組の画素Ｐのみが、交点Ｎの対角に位置する角部Ｃにコンタクトホール３２ａを有することが好ましい。具体的には例えば、本実施形態における画素ユニットＵにおいては、４つの画素Ｐのうち第１の画素Ｐ１と第３の画素Ｐ３のみが、交点Ｎの対角に位置する角部Ｃ（図３に示す角部Ｃ１と角部Ｃ３）にコンタクトホール３２ａを有している。
本実施形態における有機エレクトロルミネッセンス表示装置１は、本構成を有することにより、交点Ｎの対角に位置する角部Ｃにおいて、コンタクトホール３２ａと、このコンタクトホール３２ａに隣接する画素Ｐの発光領域Ｅが、境界Ｂを挟んで隣接する。具体的には、第１の画素Ｐ１の発光領域Ｅの外周Ｅ１の短辺Ｌ２が、隣接する画素Ｐ（図３における画素Ｐ５、Ｐ６）の発光領域Ｅの外周Ｅ１の長辺Ｌ１と境界Ｂを挟んで隣接するとともに平行に並ぶ。
このため、本実施形態における有機エレクトロルミネッセンス表示装置１は、本構成を有さない有機エレクトロルミネッセンス表示装置と比べ、境界Ｂを挟んで隣接する発光領域Ｅの外周Ｅ１同士（長辺Ｌ１と短辺Ｌ２）が境界Ｂを介して隣接する部分の長さが短くなる。このため、発光領域Ｅからの発光が、外周Ｅ１に沿って形成された側面Ｌに反射して隣接する画素Ｐに届くことが抑えられる。これにより、有機エレクトロルミネッセンス表示装置１の混色の抑制を実現することができる。
また、本実施形態における有機エレクトロルミネッセンス表示装置１は、図３に示すように、その発光領域Ｅの外周Ｅ１が長辺Ｌ１と短辺Ｌ２とを有し、その平面視形状はＬ字型であることが好ましい。
本実施形態における有機エレクトロルミネッセンス表示装置１は、本構成を有することにより、本構成を有さない有機エレクトロルミネッセンス表示装置と比べ、画素Ｐ内における発光領域Ｅの面積の割合を大きくすることができる。また、境界Ｂを挟んで隣接する発光領域Ｅの外周Ｅ１同士（長辺Ｌ１と短辺Ｌ２）が境界Ｂを介して隣接する部分の長さｄ３を短くすることができるため、発光効率を低下させることなく、本発明の効果を得ることができる。
図４は本実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス表示装置１の変形例を図１と同様の視野において示す部分拡大図である。発光領域Ｅの平面視形状がＬ字型である場合、画素Ｐ内における発光領域Ｅの面積の割合を所定の値以上とすることができるのであれば、境界Ｂから短辺Ｌ２までの距離ｄ４は大きいほど好ましい。
本構成を有する有機エレクトロルミネッセンス表示装置１は、本構成を有さない有機エレクトロルミネッセンス表示装置と比べ、境界Ｂから短辺Ｌ２までの距離ｄ４が大きくなるため、発光領域Ｅからの発光が画素分離膜１４の側面Ｌに反射して隣接する画素Ｐに届くことが抑えられる。このため、有機エレクトロルミネッセンス表示装置１の混色の抑制を実現することができる。
なお、発光領域Ｅの平面視形状は図３に示すようなＬ字型に限られず、その他の形状であってもよい。図５は本実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス表示装置の変形例を図１と同様の視野において示す部分拡大図である。
発光領域Ｅの平面視形状は図５に示すように矩形であってもよい。発光領域Ｅの外周Ｅ１の一つの辺Ｌ３の長さを長さｄ５とし、境界Ｂを挟んで隣接する画素Ｐの画素分離膜１４の側面Ｌ（辺Ｌ３）同士の隣接する距離を距離ｄ６とすると、ｄ５＞ｄ６となる。
本実施形態における有機エレクトロルミネッセンス表示装置１は、本構成を有することにより、本構成を有さない有機エレクトロルミネッセンス表示装置と比べ、境界Ｂを挟んで隣接する発光領域Ｅの外周Ｅ１同士（辺Ｌ３同士）が境界Ｂを介して隣接する部分の長さｄ６が短くなる。
また、本実施形態における有機エレクトロルミネッセンス表示装置１は、平面視形状がＬ字型の発光領域Ｅを有する有機エレクトロルミネッセンス表示装置と比べ、境界Ｂから辺Ｌ３までの距離ｄ７が大きくなる。このため、光が画素分離膜１４の側面Ｌに反射して隣接する画素Ｐに届くことが抑えられ、有機エレクトロルミネッセンス表示装置１の混色の抑制を実現することができる。
また、発光領域Ｅの平面視形状は三角形状であってもよく、画素Ｐの平面視形状に合わせて直角三角形であることが特に好ましい。図６は本実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス表示装置１の変形例を図１と同様の視野において示す部分拡大図である。以下、平面視形状が直角二等辺三角形の発光領域Ｅを有する有機エレクトロルミネッセンス表示装置１を例として説明する。
図６に示す発光領域Ｅの外周Ｅ１のうち、最も長い辺を斜辺Ｌ４とし、その他の２辺を辺Ｌ５とすると、隣接する発光領域Ｅ同士の辺Ｌ５は境界Ｂを挟んで隣接する（平行に並ぶ）ことがない。このため、発光領域からの発光が、斜辺Ｌ４及び辺Ｌ５に沿って形成された画素分離膜１４の側面Ｌに反射しても、隣接する画素Ｐに届くことが抑えられる。これにより、有機エレクトロルミネッセンス表示装置１の混色の抑制を実現することができる。
以上、本発明の実施形態を説明してきたが、本発明は、上述した実施形態には限られない。例えば、上述した実施形態で説明した構成は、実質的に同一の構成、同一の作用効果を奏する構成、又は同一の目的を達成することができる構成により置き換えてもよい。
１ 有機エレクトロルミネッセンス表示装置、２ フレキシブル回路基板、３ ドライバＩＣ、１０ 基板、１０ａ 上面、１１ 薄膜トランジスタ、１２ 回路層、１３ 平坦化膜、１４ 画素分離膜、３０ 有機エレクトロルミネッセンス発光素子、３２ 下部電極、３２ａ コンタクトホール、３３ 有機層、３４ 上部電極、５０ 対向基板、Ｂ,Ｂ１,Ｂ２ 境界、ＢＭ ブラックマトリクス、Ｃ 角部、Ｅ 発光領域、Ｅａ 上面、Ｅ１ 外周、Ｌ 側面、Ｌ１ 長辺、Ｌ２ 短辺、Ｌ３ 辺、Ｌ４ 斜辺、Ｌ５ 辺、Ｎ 交点、Ｐ 画素、Ｐ１ 第１の画素、Ｐ２ 第２の画素、Ｐ３ 第３の画素、Ｐ４ 第４の画素、Ｕ 画素ユニット。
Claims (4)
- 基板と、
前記基板上に形成された薄膜トランジスタと、
前記薄膜トランジスタ上において、マトリクス状に配置された複数の画素毎に形成された、下部電極と発光層と上部電極とを有する発光領域と、
前記画素毎に、平面視で前記発光領域の外側で、前記画素の１つの角部に形成され、前記薄膜トランジスタと前記下部電極を接続するコンタクトホールと、を備え、
前記マトリクス状に配置された画素の境界の交点を共有する４つの画素のうち、対角に配置された第１の一組の画素のみが、前記交点を有する前記角部に前記コンタクトホールを有し、
前記４つの画素のうち、対角に配置された第２の一組の画素のみが、前記交点の対角に位置する前記角部に前記コンタクトホールを有する、
ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス表示装置。 - 請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス表示装置であって、
前記発光領域が平面視でＬ字型である、
ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス表示装置。 - 請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス表示装置であって、
前記発光領域が平面視で矩形である、
ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス表示装置。 - 請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス表示装置であって、
前記発光領域が平面視で三角形である、
ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス表示装置。
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