JPS62157695A - 薄膜el素子の製造方法 - Google Patents
薄膜el素子の製造方法Info
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- JPS62157695A JPS62157695A JP60299303A JP29930385A JPS62157695A JP S62157695 A JPS62157695 A JP S62157695A JP 60299303 A JP60299303 A JP 60299303A JP 29930385 A JP29930385 A JP 29930385A JP S62157695 A JPS62157695 A JP S62157695A
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Landscapes
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
薄膜EL素子の製造方法の改良であり、真空蒸着法を使
用して、発光効率・輝度特性のすぐれた薄膜EL素子を
製造する方法である。
用して、発光効率・輝度特性のすぐれた薄膜EL素子を
製造する方法である。
不活性ガス中または窒素ガス中においてなす真空蒸着法
を使用してEL膜を形成することを特徴とする薄膜EL
素子の製造方法である。
を使用してEL膜を形成することを特徴とする薄膜EL
素子の製造方法である。
本発明は、薄膜EL素子の製造方法に関する。特に、真
空蒸着法を使用して、発光効率・輝度特性のすぐれた薄
11EL素子を製造する方法に関する。
空蒸着法を使用して、発光効率・輝度特性のすぐれた薄
11EL素子を製造する方法に関する。
薄膜EL素子は発光中心として機能するマンガン、また
は、希土類元素例えばテルビュウム、サマリュウム、ツ
リュウム、プラセオジュウム等とハロゲン元素例えばフ
ッ素、塩素等との化合物を含有する、硫化亜鉛、セレン
化亜鉛等のけい光体(発光母材)の結晶性薄膜に電界を
印加し、エレクトロルミネッセンス現象にもとづいて発
光させる発光素子であり、従来第3図に示すような直流
駆動型と第4図に示すような交流駆動型とが知られてい
る。
は、希土類元素例えばテルビュウム、サマリュウム、ツ
リュウム、プラセオジュウム等とハロゲン元素例えばフ
ッ素、塩素等との化合物を含有する、硫化亜鉛、セレン
化亜鉛等のけい光体(発光母材)の結晶性薄膜に電界を
印加し、エレクトロルミネッセンス現象にもとづいて発
光させる発光素子であり、従来第3図に示すような直流
駆動型と第4図に示すような交流駆動型とが知られてい
る。
第3図参照
直流駆動型の薄膜EL素子にあっては、ガラス基板等l
上に、ITO等よりなり厚さが約 1,500人の透明
電極2が形成され、その上に発光中心として機能するマ
ンガン、または、希土類元素例えばテルビュウムとハロ
ゲン元素例えばフッ素との化合物を含有する硫化亜鉛等
よりなるEL膜4が形成され、さらに、その上にアルミ
ニュウム等よりなる対向電極6が形成されている。
上に、ITO等よりなり厚さが約 1,500人の透明
電極2が形成され、その上に発光中心として機能するマ
ンガン、または、希土類元素例えばテルビュウムとハロ
ゲン元素例えばフッ素との化合物を含有する硫化亜鉛等
よりなるEL膜4が形成され、さらに、その上にアルミ
ニュウム等よりなる対向電極6が形成されている。
第4図参照
交流駆動型の薄膜EL素子にあっては、上記の第3図に
示す層構成に加えて、EL膜4を挟んで酸化イットリュ
ウム、酸窒化シリコン、酸化アルミニュウム等よりなり
厚さが約3,000人の第1の絶縁膜3と第2の絶縁膜
5とが形成されている。
示す層構成に加えて、EL膜4を挟んで酸化イットリュ
ウム、酸窒化シリコン、酸化アルミニュウム等よりなり
厚さが約3,000人の第1の絶縁膜3と第2の絶縁膜
5とが形成されている。
ところモ、発光中心として機能する材料のうち、マンガ
ンは黄橙色を、テルビュウムは緑色を、サマリュウムは
赤色を、ツリュウムは青色を、プラセオジュウムは白色
を、それぞれ発光するが、その発光効率・輝度は、いづ
れも必ずしも満足すべきものではない、最もすぐれてい
るマンガンにおいても輝度(パルス幅100マイクロ秒
の60Hzパルス型交流信号をもって駆動したとき、発
光、しきい値電圧を30V超過した電圧に対応する輝度
)は30フ一トランバート程度であり、さらに2発光効
率・輝度特性のすぐれた薄膜EL素子を製造する方法の
開発が望まれている。
ンは黄橙色を、テルビュウムは緑色を、サマリュウムは
赤色を、ツリュウムは青色を、プラセオジュウムは白色
を、それぞれ発光するが、その発光効率・輝度は、いづ
れも必ずしも満足すべきものではない、最もすぐれてい
るマンガンにおいても輝度(パルス幅100マイクロ秒
の60Hzパルス型交流信号をもって駆動したとき、発
光、しきい値電圧を30V超過した電圧に対応する輝度
)は30フ一トランバート程度であり、さらに2発光効
率・輝度特性のすぐれた薄膜EL素子を製造する方法の
開発が望まれている。
ところで、薄膜EL素子の発光効率・輝度特性がEL膜
の結晶性に依存することは知られており、結晶性のすぐ
れたEL膜を製造する技術を開発する努力がなされてい
る。
の結晶性に依存することは知られており、結晶性のすぐ
れたEL膜を製造する技術を開発する努力がなされてい
る。
結晶性のすぐれたEL膜を製造するためには、従来、(
イ)分子線エピタキシャル成長法等単結晶形成技術を使
用する方法、(ロ)例えばセレン化亜鉛等適当な下地層
の上にEL膜を形成する方法等が知られており、その効
果は認められている。
イ)分子線エピタキシャル成長法等単結晶形成技術を使
用する方法、(ロ)例えばセレン化亜鉛等適当な下地層
の上にEL膜を形成する方法等が知られており、その効
果は認められている。
ところが、(イ)分子線エピタキシャル成長法等単結晶
形成技術を使用する方法は1分子線エピタキシャル成長
装置が高価であるばかりでなく、その装置の性質上製品
の平面積を大きくすることが容易ではないため、工業的
実用性の点から許容し難い欠点を有し、また、(ロ)結
晶性向上のための下地層を利用する方法は、その下地層
材料の選択が容易でなく、さらに、薄@EL素子構成材
料の選択に制約が加えられる結果になるという欠点を有
する。
形成技術を使用する方法は1分子線エピタキシャル成長
装置が高価であるばかりでなく、その装置の性質上製品
の平面積を大きくすることが容易ではないため、工業的
実用性の点から許容し難い欠点を有し、また、(ロ)結
晶性向上のための下地層を利用する方法は、その下地層
材料の選択が容易でなく、さらに、薄@EL素子構成材
料の選択に制約が加えられる結果になるという欠点を有
する。
本発明の目的は、かような欠点をともなうことなく2発
光効率φ輝度特性のすぐれた薄1!EL素子を製造する
方法を提供することにあり、特に、経済的に有利な真空
蒸着法を使用することのできる薄膜EL素子の製造方法
を提供することにある。
光効率φ輝度特性のすぐれた薄1!EL素子を製造する
方法を提供することにあり、特に、経済的に有利な真空
蒸着法を使用することのできる薄膜EL素子の製造方法
を提供することにある。
上記の目的を達成するために本発明が採った手段は、直
流駆動型または交流駆動型の薄膜EL素子のELI15
Iを、不活性ガス中または窒素ガス中においてなす真空
蒸着法を使用して形成することとしたことにある。
流駆動型または交流駆動型の薄膜EL素子のELI15
Iを、不活性ガス中または窒素ガス中においてなす真空
蒸着法を使用して形成することとしたことにある。
特に、不活性ガスまたは窒素ガスの分圧は、LX、10
Torr以上5 X 1G−5T orr以下ノa
i囲で効果が認められる。
Torr以上5 X 1G−5T orr以下ノa
i囲で効果が認められる。
本発明の作用は必ずしも明らかでないが、大略下記のよ
うに推考される。
うに推考される。
ガスの供給をなさず、その装置の到達真空度例えば1O
−8T orr程度の雰囲気(主として水)中でなす通
常の真空蒸着法においては、雰囲気中の気体分子の平均
自由行程が長いので、ソースから蒸発した原子は、スパ
ッタ法等と比較すれば遅いがかなりな高速をもって基板
に衝突することになり、この衝突のエネルギーによって
下地の層をなす硫化亜鉛の亜鉛と硫黄の配列、または、
硫化セレンの亜鉛とセレンの配列を乱すことになるので
はないかと考えた。そして、不活性ガスや窒素ガス等を
僅かに導入して上記のソースから蒸発した原子の衝突の
エネルギーを制御すれば硫化亜鉛または硫化セレンの結
晶形成に最適な衝突のエネルギーの値があリラるとの着
想を得て、通常の真空蒸着装置に気体供給孔を付加し、
この気体供給孔を介してアルゴン等の不活性ガスを供給
し、その分圧を種々に変化しながら硫化亜鉛層を形成し
、形成された硫化亜鉛結晶のX線回折強度を測定し、そ
の結果を膜厚をもって正規化して求めた結晶性とアルゴ
ン分圧との関係を第5図のグラフに示す。図より明らか
なように、アルゴン分圧が零の場合の結晶性を1とする
と、アルゴン分圧が約I X 1O−7T orr以上
約5 X 1O−5T art以下の範囲において、結
晶性は最大1.7程度まで向上することが確認された。
−8T orr程度の雰囲気(主として水)中でなす通
常の真空蒸着法においては、雰囲気中の気体分子の平均
自由行程が長いので、ソースから蒸発した原子は、スパ
ッタ法等と比較すれば遅いがかなりな高速をもって基板
に衝突することになり、この衝突のエネルギーによって
下地の層をなす硫化亜鉛の亜鉛と硫黄の配列、または、
硫化セレンの亜鉛とセレンの配列を乱すことになるので
はないかと考えた。そして、不活性ガスや窒素ガス等を
僅かに導入して上記のソースから蒸発した原子の衝突の
エネルギーを制御すれば硫化亜鉛または硫化セレンの結
晶形成に最適な衝突のエネルギーの値があリラるとの着
想を得て、通常の真空蒸着装置に気体供給孔を付加し、
この気体供給孔を介してアルゴン等の不活性ガスを供給
し、その分圧を種々に変化しながら硫化亜鉛層を形成し
、形成された硫化亜鉛結晶のX線回折強度を測定し、そ
の結果を膜厚をもって正規化して求めた結晶性とアルゴ
ン分圧との関係を第5図のグラフに示す。図より明らか
なように、アルゴン分圧が零の場合の結晶性を1とする
と、アルゴン分圧が約I X 1O−7T orr以上
約5 X 1O−5T art以下の範囲において、結
晶性は最大1.7程度まで向上することが確認された。
以上の実験の結果にもとすき、本発明の作用は、不活佳
ガス等が含まれる雰囲気中でなされる真空蒸着法をもっ
てEL膜が形成されるので、蒸発分子の衝突速度が最適
に制御され、下地の層をなす硫化亜鉛の亜鉛に対しては
硫黄が硫黄に対しては亜鉛が、また、セレン化1鉛の亜
鉛に対してはセレンが、また、セレンに対しては亜鉛が
、それぞれ、選択的に結合して、良好な硫化亜鉛または
セレン化亜鉛の単結晶層が形成されるものと推考する。
ガス等が含まれる雰囲気中でなされる真空蒸着法をもっ
てEL膜が形成されるので、蒸発分子の衝突速度が最適
に制御され、下地の層をなす硫化亜鉛の亜鉛に対しては
硫黄が硫黄に対しては亜鉛が、また、セレン化1鉛の亜
鉛に対してはセレンが、また、セレンに対しては亜鉛が
、それぞれ、選択的に結合して、良好な硫化亜鉛または
セレン化亜鉛の単結晶層が形成されるものと推考する。
この手法を使用して製造した薄膜EL素子は、同一の材
料・同一の幾可学的構造を有する薄膜EL素子に対し、
発光効率・輝度特性が最大75%向上することが確認さ
れている。
料・同一の幾可学的構造を有する薄膜EL素子に対し、
発光効率・輝度特性が最大75%向上することが確認さ
れている。
すなわち、従来技術にあっては、30フ一トランハート
程度である輝度特性(パルス幅 100マイクロ秒のe
OHzパルス型交流信号をもって駆動したとき、発光し
きい値電圧を30V超過した電圧に対応する輝度)が、
他は同一条件とした本発明にあっては、最大約53フー
トランバートとなることが確認されている。
程度である輝度特性(パルス幅 100マイクロ秒のe
OHzパルス型交流信号をもって駆動したとき、発光し
きい値電圧を30V超過した電圧に対応する輝度)が、
他は同一条件とした本発明にあっては、最大約53フー
トランバートとなることが確認されている。
以下、図面を参照しつ一1本発明の二つの実施例に係る
薄膜EL素子の製造方法についてさらに説明する。
薄膜EL素子の製造方法についてさらに説明する。
1工」
0.411t%のマンガンを含む硫化亜鉛をソースとす
る電子ビ・−ム蒸発源を使用してなす真空蒸着法を使用
して、 0.51t%のマンガンを発光中心とし硫化
亜鉛を発光母材とするELl15jを有する交流駆動型
薄膜EL素子を製造する実施例について述べる。
る電子ビ・−ム蒸発源を使用してなす真空蒸着法を使用
して、 0.51t%のマンガンを発光中心とし硫化
亜鉛を発光母材とするELl15jを有する交流駆動型
薄膜EL素子を製造する実施例について述べる。
第6図参照
図は1本実施例に使用する真空蒸着装置である0図にお
いて、7は到達真空度がlN7Torrである真空容器
であり、給気孔71から約IQ−5T artの圧力を
もって不活性ガスまたは窒素ガスが供給される。72は
基板ホルダであり、基板73を支持する。74は電子ビ
ーム蒸発源であり、本例においては、上記せるとおり、
、o、4wt%のマンガンを含む硫化亜鉛ソースが
使用される。
いて、7は到達真空度がlN7Torrである真空容器
であり、給気孔71から約IQ−5T artの圧力を
もって不活性ガスまたは窒素ガスが供給される。72は
基板ホルダであり、基板73を支持する。74は電子ビ
ーム蒸発源であり、本例においては、上記せるとおり、
、o、4wt%のマンガンを含む硫化亜鉛ソースが
使用される。
第1図参照
インジュウムスズをソースとし、酸素中でなす反応性ス
パッタ法を使用して、ガラス基板1上に厚さ約2,00
0人のITO膜よりなる透光性電極2を形成する。
パッタ法を使用して、ガラス基板1上に厚さ約2,00
0人のITO膜よりなる透光性電極2を形成する。
つぐいて、真空蒸着法を使用して、酸化イットリュウム
よりなり厚さ約3.000人の第1の絶縁膜3とを形成
する。
よりなり厚さ約3.000人の第1の絶縁膜3とを形成
する。
ざらにつCいて1本発明の要旨に係るアルゴン等の不活
性ガスまたは窒素ガス中においてなす真空蒸着法を使用
して、 0.5wt%のマンガンを含み厚さが約5,0
OOAの硫化亜鉛層を形成した後、約450℃において
約1時間熱処理をなしEL@4を形成する。
性ガスまたは窒素ガス中においてなす真空蒸着法を使用
して、 0.5wt%のマンガンを含み厚さが約5,0
OOAの硫化亜鉛層を形成した後、約450℃において
約1時間熱処理をなしEL@4を形成する。
再び、真空蒸着法を使用して、−酸化イットリュウムよ
りなり厚さが約3.00”0人の第2の絶縁膜5を形成
し、さらに、真空蒸着法を使用して、アルミニュウムよ
りなる対向電極6を形成する。
りなり厚さが約3.00”0人の第2の絶縁膜5を形成
し、さらに、真空蒸着法を使用して、アルミニュウムよ
りなる対向電極6を形成する。
以上の工程をもって製造した交流駆動型薄膜EL素子の
EL膜4は、〔作用〕の項に述べたように、その結晶性
が、不活性ガス等の分圧を零としてなす真空蒸着法を使
用して形成したEL膜より最大的 1.7倍に向上して
おり、製造されるQ膜EL素子の発光効率・輝度特性が
従来技術と比して最大75%向上している。
EL膜4は、〔作用〕の項に述べたように、その結晶性
が、不活性ガス等の分圧を零としてなす真空蒸着法を使
用して形成したEL膜より最大的 1.7倍に向上して
おり、製造されるQ膜EL素子の発光効率・輝度特性が
従来技術と比して最大75%向上している。
1又j
O,4wt%のマンガンを含む硫化亜鉛をソースとする
電子ビーム蒸発源を使用してなす真空蒸着法を使用して
、o、5wt%のマンガンを発光中心とし硫化亜鉛を発
光母材とするEL膜を有する直流駆動型薄膜EL素子を
製造する実施例について述べる。
電子ビーム蒸発源を使用してなす真空蒸着法を使用して
、o、5wt%のマンガンを発光中心とし硫化亜鉛を発
光母材とするEL膜を有する直流駆動型薄膜EL素子を
製造する実施例について述べる。
第2図参照
インジュウムスズをソースとし、酸素中でなす反応性ス
パッタ法を使用して、ガ・ラス基板1上に厚さ約2,0
00人のITO膜よりなる透光性電極2を形成する。
パッタ法を使用して、ガ・ラス基板1上に厚さ約2,0
00人のITO膜よりなる透光性電極2を形成する。
つぐいて、第6図を参照して説明した電子ビーム蒸発源
を有する真空蒸着装置を使用し1本発明の要旨に係るア
ルゴン等の不活性ガスまたは窒素ガス中においてなす真
空蒸着法を使用して。
を有する真空蒸着装置を使用し1本発明の要旨に係るア
ルゴン等の不活性ガスまたは窒素ガス中においてなす真
空蒸着法を使用して。
5wt%のマンガンを含み厚さが約5,000への硫化
亜鉛層を形成した後、約450℃において約1時間熱処
理をなしEL膜4を形成する。
亜鉛層を形成した後、約450℃において約1時間熱処
理をなしEL膜4を形成する。
その後、真空蒸着法を使用して、アルミニュウムよりな
る対向電極6を形成する。
る対向電極6を形成する。
以上の工程をもって製造した直流駆動型薄膜EL素子の
EL膜4は、〔作用〕の項に述べたように、その結晶性
が、不活性ガス等の分圧を零としてなす真空蒸着法を使
用して形成したEL膜より最大的 1.7倍に向上して
おり、製造される薄膜EL素子の発光効率・輝度特性が
従来技術と比して最大75%向上している。
EL膜4は、〔作用〕の項に述べたように、その結晶性
が、不活性ガス等の分圧を零としてなす真空蒸着法を使
用して形成したEL膜より最大的 1.7倍に向上して
おり、製造される薄膜EL素子の発光効率・輝度特性が
従来技術と比して最大75%向上している。
以上説明せるとおり、本発明に係る薄膜EL素子の製造
方法においては、そのEL膜を不活性ガスまたは窒素ガ
ス中においてなす真空蒸着法を使用して形成することと
されているので、生産的・経済的に極めて有利な真空蒸
着法を使用しているにもか−わらず、形成されるEL膜
の結晶性が極めて良好であり、製造される薄1IIEL
素子の発光効率会輝度特性が従来技術と比して最大75
%向上している。
方法においては、そのEL膜を不活性ガスまたは窒素ガ
ス中においてなす真空蒸着法を使用して形成することと
されているので、生産的・経済的に極めて有利な真空蒸
着法を使用しているにもか−わらず、形成されるEL膜
の結晶性が極めて良好であり、製造される薄1IIEL
素子の発光効率会輝度特性が従来技術と比して最大75
%向上している。
第1図は1本発明の実施例に係る薄l1iEL素子の製
造方法を実施して製造した交流駆動型薄膜EL素子の構
造図である。 第2図は、本発明の実施例に係る薄膜EL素子の製造方
法を実施して製造した直流駆動型薄膜EL素子の構造図
である。 第3図は、従来技術に係る直流駆動型薄膜EL素子の構
造図である。 第4図は、従来技術に係る交流駆動型薄膜EL素子の構
造図である。 第5図は、本発明に係る薄膜EL素子の製造方法の効果
を表わすグラフ(結晶性と水素分圧の関係を示すグラフ
)である。 第6図は、本発明に係る薄膜EL素子の製造方法に使用
される、不活性ガスの供給手段と電子ビーム蒸発源を有
する真空蒸着装置の構成図である。 1・・−透光性基板(ガラス基板)、 29嗜・透光
性電極(ITO電極)、 311・・第1の絶縁膜(
酸化イットリュウム、酸化窒化シリコン、酸化アルミニ
ュウム)、 4・・・ELll!J(硫化亜鉛とマンガ
ンまたは希土類元素とハロゲン元素との組成物)、
5・・・第2の絶縁膜(酸化イットリュウム、酸化窒化
シリコン、酸化アルミニュウム)、 6・・・対向電
極、 7・・・真空容器、 71・・・給気孔、72
・―・基板ホルダ、 73・Φ・基板、 74・・・電
子ビーム蒸発源。 第3図 第41!1 本発明 第1囚 本発明 第2図 ア?し丁〉介/i−(Torr) 第5図 第6図
造方法を実施して製造した交流駆動型薄膜EL素子の構
造図である。 第2図は、本発明の実施例に係る薄膜EL素子の製造方
法を実施して製造した直流駆動型薄膜EL素子の構造図
である。 第3図は、従来技術に係る直流駆動型薄膜EL素子の構
造図である。 第4図は、従来技術に係る交流駆動型薄膜EL素子の構
造図である。 第5図は、本発明に係る薄膜EL素子の製造方法の効果
を表わすグラフ(結晶性と水素分圧の関係を示すグラフ
)である。 第6図は、本発明に係る薄膜EL素子の製造方法に使用
される、不活性ガスの供給手段と電子ビーム蒸発源を有
する真空蒸着装置の構成図である。 1・・−透光性基板(ガラス基板)、 29嗜・透光
性電極(ITO電極)、 311・・第1の絶縁膜(
酸化イットリュウム、酸化窒化シリコン、酸化アルミニ
ュウム)、 4・・・ELll!J(硫化亜鉛とマンガ
ンまたは希土類元素とハロゲン元素との組成物)、
5・・・第2の絶縁膜(酸化イットリュウム、酸化窒化
シリコン、酸化アルミニュウム)、 6・・・対向電
極、 7・・・真空容器、 71・・・給気孔、72
・―・基板ホルダ、 73・Φ・基板、 74・・・電
子ビーム蒸発源。 第3図 第41!1 本発明 第1囚 本発明 第2図 ア?し丁〉介/i−(Torr) 第5図 第6図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 [1]透光性基板(1)上に透光性電極(2)を形成し
、 該透光性電極(2)上に、EL膜(4)を形成し、 該EL膜(4)上に対向電極(6)を形成する薄膜EL
素子の製造方法において、 前記EL膜(4)は、不活性ガス中または窒素ガス中に
おいてなす真空蒸着法を使用して形成することを特徴と
する薄膜EL素子の製造方法。 [2]前記EL膜(4)を挟んで第1の絶縁膜(3)と
第2の絶縁膜(5)とを形成する工程を有する特許請求
の範囲第1項記載の薄膜EL素子の製造方法。 [3]前記不活性ガスまたは窒素ガスの分圧は、1×1
0^−^7Torr以上5×10^−^5Torr以下
であることを特徴とする特許請求の範囲第1項または第
2項記載の薄膜EL素子の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60299303A JPS62157695A (ja) | 1985-12-27 | 1985-12-27 | 薄膜el素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60299303A JPS62157695A (ja) | 1985-12-27 | 1985-12-27 | 薄膜el素子の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62157695A true JPS62157695A (ja) | 1987-07-13 |
Family
ID=17870786
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60299303A Pending JPS62157695A (ja) | 1985-12-27 | 1985-12-27 | 薄膜el素子の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62157695A (ja) |
-
1985
- 1985-12-27 JP JP60299303A patent/JPS62157695A/ja active Pending
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