KR102357508B1 - 표시장치 - Google Patents
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Abstract
표시 영역 및 패드 영역을 포함하는 표시패널; 상기 패드 영역에 연결된 연결부; 상기 연결부에 연결된 인쇄회로기판; 및 상기 표시패널의 측면 및 상기 연결부 사이에 배치된 충진재를 포함하는 표시장치를 제공한다.
Description
본 발명은 표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 연성 회로기판의 들뜸을 방지하는 표시장치에 관한 것이다.
일반적으로 액정 표시 장치나 유기 발광 표시 장치 등의 평판 표시 장치는 복수 쌍의 전기장 생성 전극과 그 사이에 들어 있는 전기광학(electro-optical) 활성층을 포함한다. 액정 표시 장치는 전기 광학 활성층으로 액정층을 포함하고, 유기 발광 표시 장치는 전기 광학 활성층으로 유기 발광층을 포함한다.
일반적으로 유기 발광 표시 장치는 애노드와 캐소드에서 주입되는 정공과 전자가 발광부에서 재결합하여 발광하는 원리로 색상을 구현할 수 있는 것으로서, 애노드인 화소전극과 캐소드인 대향전극 사이에 발광층을 삽입한 적층형 구조이다.
이러한 유기 발광 표시 장치는 구동을 위한 전자 소자들이 실장된 인쇄회로기판(Printed Circuit Board; PCB)과, 표시패널과 인쇄회로기판을 연결하는 연성 회로기판(Flexible Printed Circuit Board; FPCB)이 필요하다.
연성 회로기판은 표시패널과 인쇄회로기판을 연결하기 위해 벤딩(bending)되어 표시패널의 패드 영역에 배치된다. 최근, 유기 발광 표시 장치가 슬림화됨에 따라 연성 회로기판의 벤딩되는 부분의 지름이 더 작아지게 되고, 이에 따라 연성 회로기판의 벤딩되는 부분에서 크랙(Crack)이 발생하거나 기판과 연성 회로기판간 들뜸 불량이 발생한다. 따라서, 유기 발광 표시 장치의 두께가 얇아질수록 연성 회로기판에 의한 불량률 증가가 우려된다.
따라서 보다 신뢰성 높은 제품을 구현하기 위해서 연성 회로기판의 들뜸을 방지하는 구조가 요구되고 있다.
본 발명의 일 실시예는 연성 회로기판의 들뜸을 방지하는 충진재를 포함하는 표시장치를 제안하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는 표시 영역 및 패드 영역을 포함하는 표시패널; 상기 패드 영역에 연결된 연결부; 상기 연결부에 연결된 인쇄회로기판; 및 상기 표시패널의 측면 및 상기 연결부 사이에 배치된 충진재를 포함하는 표시장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 연결부는 상기 표시패널의 측면을 따라 구부러질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 충진재는 레진(Resin) 및 상기 레진에 분산된 방열 물질을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 방열 물질은 금, 은, 구리, 텅스텐, 탄소나노튜브(CNT), 흑연 및 이들의 혼합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 연결부는, 상기 표시패널의 상기 패드 영역과 접촉하는 중첩부; 및 상기 표시패널의 측면을 따라 구부러진 곡면부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 충진재는 상기 곡면부 및 상기 표시패널의 측면 사이에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 연결부는 연성 인쇄회로기판(flexible printed circuit board, FPCB)일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 표시패널은, 표시 영역 및 패드 영역을 포함하는 제1 기판; 및 상기 제1 기판과 대향 배치된 제2 기판;을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 연결부는 상기 제1 기판의 측면을 따라 구부러질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 연결부는, 상기 제1 기판의 상기 패드 영역과 접촉하는 중첩부; 및 상기 제1 기판의 측면을 따라 구부러진 곡면부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 충진재는 상기 곡면부 및 상기 제1 기판의 측면 사이에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2 기판 상에 배치된 터치부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 인쇄회로기판과 상기 제1 기판 사이에 배치된 완충부재를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 인쇄회로기판과 상기 완충부재 사이에 배치된 양면 테이프를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 표시장치는 연성 회로기판의 들뜸 불량을 개선할 수 있고, 구동칩에서 발생한 열을 방출함에 따라 신뢰성 높은 제품을 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3은 표시장치의 어느 한 화소를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 4는 도 3의 A-A' 선에 따른 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3은 표시장치의 어느 한 화소를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 4는 도 3의 A-A' 선에 따른 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 공정 단계들, 잘 알려진 소자 구조 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 도 1 내지 도 2를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치에 대하여 상세히 설명한다. 한편, 하기에서 설명의 편의를 위해 유기 발광 표시 장치 임을 전제로 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치를 개략적으로 도시한 평면도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(100)는 표시패널(200), 연결부(240), 인쇄회로기판(270), 구동칩(250), 윈도우(400) 및 블랙 매트릭스(410)을 포함한다.
표시패널(200)은 화상을 디스플레이하는 패널로서, 액정 패널(Liquid Crystal Display Panel), 전기영동 표시 패널(Electrophoretic Display Panel), 유기발광 패널(Organic Light Emitting Diode Panel), LED 패널, 무기 EL 패널(Electro Luminescent Display Panel), FED 패널(Field Emission Display Panel), SED 패널(Surfaceconduction Electron-emitter Display Panel), PDP(Plasma Display Panel), CRT(Cathode Ray Tube) 표시패널 중 어느 하나일 수 있다. 다만, 이는 하나의 예시일 뿐이며 이외에도 현재 개발되어 상용화되었거나 향후 기술 발전에 따라 구현 가능한 모든 종류의 표시패널이 본 발명의 표시패널(200)로서 이용될 수 있다.
표시패널(200)은 제1 기판(111), 제1 기판(111)과 대향 배치된 제2 기판(201), 표시부(150), 실링 부재(300), 터치부(210), 및 편광판(220)를 포함한다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 제1기판(111)이 제2 기판(201)이 아닌 봉지 필름 등에 의해 봉지되는 것도 가능함은 물론이다.
제1 기판(111)은, 발광에 의해 표시가 이루어지는 표시 영역(DA)과, 이 표시 영역(DA)의 외곽에 위치한 비표시 영역(NDA)을 포함한다. 제1기판(111)의 표시 영역(DA)에 다수의 화소들이 형성되어 화상을 표시한다. 표시 영역(DA)에 표시부(150)가 배치된다.
비표시 영역(NDA)은, 유기 발광 소자를 발광시키는 외부 신호를 제공 받아 이를 유기 발광 소자에 전달하는 복수의 패드 전극(미도시) 등이 형성된 패드 영역(PA)을 포함한다. 패드 영역(PA)에 하나 이상의 구동칩(250)이 형성된다.
제1 기판(111)은 산화규소(SiO2)를 주성분으로 하는 투명한 유리 재질로 이루어질 수 있다. 제1 기판(111)은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 투명한 플라스틱 재질로 형성될 수 있다.
구동칩(250)은 화소들을 구동시키기 위한 스캔 드라이버(미도시)와 데이터 드라이버(미도시)를 포함한다. 또한, 제1기판(111)은 패드 영역(PA)에 배치된 패드 전극들(미도시)을 더 포함한다. 구동칩(250)는 패드 전극(미도시)과 전기적으로 연결되도록 제1기판(111)의 패드 영역(PA)에 칩 온 글라스(chip on glass; COG) 방식으로 실장될 수 있다. 구동칩(250)은 인쇄회로기판(270)을 경유하여 전달되는 구동 전원 및 신호들에 대응하여 주사 신호와 데이터 신호를 생성한다. 주사신호와 데이터 신호는 패드 전극들을 통해 표시 영역(DA)의 게이트 라인과 데이터 라인에 공급된다.
한편, 구동칩(250)는 반드시 비표시 영역(NDA)에 형성되어야 하는 것은 아니며 생략될 수도 있다. 또한, 구동칩(250)은 칩 온 필름(chip on film) 방식으로 연성 회로기판에 실장될 수 있다. 즉, 구동칩(250)이 필름 위에 칩 형태로 실장된 테이프 캐리어 패키지(tape carrier package, TCP)가 유기발광 표시장치(100)에 적용될 수 있다.
구동칩(250)를 외부 충격으로부터 보호하는 패드(미도시)가 패드 영역(PA)에 더 배치될 수 있다. 구동칩(250)는 구동 IC 등의 집적 회로 칩일 수 있다.
표시부(150)는 제1기판(111) 상에 형성되며, 구동칩(250)과 접속된다. 표시부(150)는 유기 발광 소자 및 이를 구동하기 위한 박막 트랜지스터 및 배선 등을 포함한다. 표시부(150)는 도 3 및 도 4를 참조하여 후술한다. 유기 발광 소자 이외에도 표시장치로 구성될 수 있는 소자이면 표시부(150)를 구성할 수 있다.
제2 기판(201)은 제1 기판(111)과 대향 배치되며, 실링재(300)를 매개로 하여 제1 기판(111)과 합지된다. 제2 기판(201)은 표시부(150)를 덮으며 보호한다. 제2 기판(201)은 글라스재 기판뿐만 아니라 아크릴과 같은 투명한 합성수지 필름을 사용할 수도 있으며, 더 나아가 금속판을 사용할 수도 있다. 예를 들어, 제2 기판(201)은 폴리에틸렌(PET) 필름, 폴리프로필렌(PP) 필름, 폴리아미드(PA) 필름, 폴리아세탈(POM) 필름, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 필름, 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT) 필름, 폴리카보네이트(PC) 필름, 셀룰로오스 필름, 및 방습 셀로판 중 어느 하나로 형성될 수 있다.
제2기판(201)은 제1 기판(111)의 면적보다 작을 수 있다. 따라서, 제1 기판(111)의 패드 영역(NA)은 제2 기판(201)에 의해 노출될 수 있다.
실링재(300)는 실링 글래스 프릿(sealing glass frit) 등과 같이 통상적으로 사용되는 것을 사용할 수 있다.
터치부(210)는 제2 기판(201) 상에 제1 기판(111)의 표시 영역(DA)에 대응하여 배치된다. 터치부(210)는 서로 교차되는 제 1, 제 2 전극(미도시)을 포함한다. 제1, 2전극은 각각 복수열로 매트릭스 형태로 제2 기판(201) 상에 직접 패터닝되어 온-셀(On-cell) 타입으로 형성될 수 있다. 제1, 2전극은 터치 센서 패턴에 해당한다. 또한, 터치부(210)는 별도로 제작된 터치 패널로 제2 기판(201) 상에 배치될 수 있다.
터치부(210)는 펜 또는 사용자의 손가락 등의 터치 수단에 의한 터치를 인식하여 터치가 수행된 위치에 대응하는 신호를 터치 구동부(미도시)로 전달한다. 터치부(210)는 유기 발광 표시 장치(100)에 대한 입력 수단으로서 이용되며, 감압식 또는 정전 용량식으로 구성될 수 있다.
윈도우(400)는 글라스(glass) 또는 수지(resin) 등의 투명한 재질로 이루어지며, 표시패널(200)이 외부 충격에 의해 깨지지 않도록 표시패널(200)을 보호하는 역할을 한다. 예를 들면, 윈도우(400)는 터치부(210) 위에 배치되며, 표시 영역(DA) 및 패드 영역(PA)을 커버한다. 윈도우(400)는 접착층(230)을 이용하여 제2기판(201)에 접착된다. 윈도우(400)는 표시패널(200)보다 크게 형성되어 있으나, 이에 한정되지 않고 윈도우(400)는 표시패널(200)과 실질적으로 동일한 크기로 형성될 수 있다.
블랙 매트릭스(410)는 패드 영역(PA)에 대응하는 윈도우(400) 영역에 배치된다. 블랙 매트릭스(410)는 윈도우(400) 하부에 배치된 패턴의 시인을 차단하는 인쇄물질을 포함한다. 인쇄물질은 블랙 인쇄물질로 이루어지나, 구현하고자 하는 장치의 디자인상 이러한 인쇄물질의 색상은 변경될 수 있다. 한편, 블랙 매트릭스(410)는 크롬(Cr) 등의 광흡수성 재질을 포함한다.
편광판(220)은 윈도우(400)와 터치부(210) 사이에 배치된다. 편광판(220)은 외광의 반사를 방지한다.
접착층(230)은 윈도우(400)와 터치부(210) 사이에 배치되며, 유기 발광 표시장치(100)의 휘도, 투과율, 반사율, 시인성을 향상시키는 역할을 한다. 접착층(230)은 윈도우(400)와 제2기판(200) 사이에 에어 갭(air gap)이 형성되는 것을 방지하고, 먼지 등의 이물질의 침투를 방지한다. 접착층(230)은 레진일 수 있다. 상기 레진은 광 경화형 수지이다.
인쇄회로기판(270)은 표시패널(200)에 구동 신호를 공급하는 회로 기판이다. 인쇄회로기판(270)에 표시패널(200)을 구동시키는 제어 신호를 생성하는 타이밍 컨트롤러(미도시), 전원 전압을 생성하는 전원 전압 생성부(미도시) 등이 포함될 수 있다.
인쇄회로기판(270)은 표시패널(200)의 일면에 배치될 수 있다. 보다 구체적으로 인쇄회로기판(270)은 표시패널(200)의 배면 측에 배치될 수 있다. 일반적으로 표시패널(200)은 표시패널(200)의 상면 측에 화상을 디스플레이 하므로, 표시패널(200)의 배면 측은 사용자가 볼 수 없는 영역이 된다. 따라서, 공간 효율성을 극대화하고, 사용자의 시인 필요성이 없는 구성을 숨기기 위해 인쇄회로기판(270)은 표시패널(200)의 배면 측에 배치될 수 있다. 다만 이는 하나의 예시일 뿐이며, 필요에 따라 인쇄회로기판(270)을 표시패널(200)의 측면에 배치하는 것도 가능하고, 인쇄회로기판과 연성 회로기판을 일체화하여 형성할 수도 있다.
인쇄회로기판(270)은 표시패널(200)에 구동 신호를 공급하는 회로 기판이므로, 표시패널(200)과 전기적으로 접속되어야 한다. 따라서, 표시 패널(200)과 인쇄회로기판(270)을 전기적으로 접속시키는 구성요소가 요구되며, 이러한 구성요소로서 연결부(240)가 이용될 수 있다.
연결부(240)는 표시패널(200)의 패드 영역(PA)에 연결된다. 연결부(240)는 표시패널(200) 및 인쇄회로기판(270)과 전기적으로 연결됨으로써, 표시패널(200)과 인쇄회로기판(270) 사이의 전기적 연결 관계를 제공할 수 있다. 연결부(240)는 연성 인쇄회로기판(flexible printed circuit board, FPCB)일 수 있다. 이외에도, 연결부(240)는 집적회로 칩을 구비한 칩 온 필름(chip on film) 또는 테이프 캐리어 패키지(tape carrier package) 등으로 구성될 수 있다.
연결부(240)는 표시패널(200)의 패드 영역(PA)과 접촉하는 중첩부(241), 및 표시패널(200)의 측면을 따라 구부러진 곡면부(242)를 포함한다. 예를 들면, 연결부(240)는, 도 2 에 도시된 바와 같이, 제1 기판(111)의 패드 영역(PA)과 접촉하는 중첩부(241), 및 제1 기판(111)의 측면을 따라 구부러진 곡면부(242)를 포함한다.
연결부(240)의 일측 단부는 표시 패널(200)과 전기적으로 연결되고, 연결부(240)의 타측 단부는 인쇄회로기판(270)과 전기적으로 연결됨으로써, 연결부(240) 내부를 통해 표시패널(200)과 인쇄회로기판(270)은 전기적으로 연결될 수 있다.
도면에는 미도시 하였으나, 연결부(240)은 단면 구조 상으로 베이스 필름, 베이스 필름 상에 배치되는 배선 패턴을 포함할 수 있으며, 배선 패턴 상에 배치되는 커버 필름을 더 포함할 수 있다.
베이스 필름과 커버필름은 유연성, 절연성 및 내열 특성이 우수한 재질을 갖는 필름으로 형성될 수 있으며, 예를 들어, 폴리이미드(polyimide)로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
베이스 필름과 커버 필름 사이에는 배선 패턴이 배치될 수 있다. 배선 패턴은 소정의 전기적 신호를 전달하기 위한 것으로서, 구리(Cu) 등과 같은 금속 재료로 형성되며, 주석, 은, 니켈 등이 구리의 표면에 도금될 수도 있다. 배선 패턴을 형성하는 방법은 캐스팅(casting), 라미네이팅(laminating), 전기 도금(electroplating) 등이 있으며, 이외에도 다양한 방식을 통해 배선 패턴을 형성할 수 있다.
상술한 바와 같이 연결부(240)의 일측 단부는 표시패널(200)의 일면과 전기적으로 연결되고, 연결부(240)의 타측 단부는 인쇄회로기판(270)과 전기적으로 연결될 수 있다. 연결부(240)의 일측 단부와 타측 단부는 중첩부(241)에 해당한다. 그리고 연결부(240)의 일측 단부와 타측 단부 사이에 표시패널(200)의 측면을 따라 곡면부(242)가 형성된다. 곡면부(242)는 표시패널(200)의 측면을 감싸는 형상으로 굽어져 있다.
이와 같이 연결부(240)가 곡면부(242)를 포함하고, 유기 발광 표시장치(100)가 슬림화 됨에 따라, 곡면부(242)의 곡률 반경은 작아지고, 응력이 증가되고, 연결부(240)의 중첩부(241)가 표시패널(200)에서 들뜨는 현상이 발생한다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시장치(100)는 표시패널(200)의 측면 및 연결부(240) 사이에 배치된 충진재(260)를 포함한다.
구체적으로, 충진재(260)는 연결부(240)의 곡면부(242)와 표시패널(200)의 측면 사이에 배치된다. 충진재(260)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 기판(111)의 측면과 곡면부(242) 사이에 배치된다.
충진재(260)는 레진(resin, 261) 및 레진(261)에 분산된 방열 물질(262)을 포함한다. 레진(261)은 점착 성질을 가지고, 자외선(UV)에 의하여 경화가 빠르게 이루어지는 물질이다. 레진(261)이 연결부(240)의 곡면부(242) 상에 형성됨에 따라 표시패널(200)과 연결부(240)의 접착력이 향상된다. 또한, 레진(261)이 연결부(240)의 곡면부(242) 상에 배치됨에 따라 기존에 표시패널(200)과 연결부(240) 사이에 존재하던 에어 갭(air gap)이 제거된다. 따라서, 충진재(260)의 레진(261)에 의하여 연결부(240)의 들뜸 현상이 개선되고, 유기 발광 표시장치(100)의 기구 강도가 개선된다.
방열물질(262)은 구동칩(250) 및 연결부(240)에서 발생하는 열을 방출한다. 방열물질(262)은 금, 은, 구리, 텅스텐, 탄소나노튜브(CNT), 흑연 및 이들의 혼합물 중 적어도 하나를 포함한다. 방열물질(262)은 구리, 흑연 등의 물질로 이루어진 작은 입자일 수 있다. 이외에도, 방열물질(262)은 열전도율이 우수한 금속물질로 이루어질 수 있다. 레진(261)에 방열물질(262)을 분산시킴에 따라 구동칩(250)의 방열 기능이 개선되고, 유기 발광 표시장치(100)의 신뢰성이 향상된다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기발광 표시장치(100)는 완충부재(280)를 더 포함한다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 5를 참조하면, 완충부재(280)는 제1 기판(111)과 인쇄회로기판(270) 사이에 배치된다. 완충부재(280)는 탄성을 가진 재질로 이루어지며, 예를 들어 고무(rubber) 또는 실리콘 재질 등을 포함할 수 있다. 완충부재(280)는 유기발광 표시장치(100)의 외부에서 전달된 충격을 흡수한다.
한편, 완충부재(280)와 인쇄회로기판(270) 사이에 양면 테이프(290)가 배치될 수 있다. 양면 테이프(290)는 인쇄회로기판(270)을 완충부재(280)에 안정적으로 접착시킨다.
이하에서, 도 3 및 도 4를 참조하여, 표시부(150)의 어느 한 화소에 대해 설명한다.
도 3은 표시장치의 어느 한 화소를 개략적으로 나타낸 평면도이다. 도 4는 도 3의 A-A' 선에 따른 단면도이다.
도 3 및 도4를 참조하여, 본 실시예의 표시 영역(DA)을 설명하면 다음과 같다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 표시 영역(도 1의 참조부호 DA, 이하 동일)의 각 화소에 두 개의 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)(10, 20)와 하나의 축전 소자(capacitor)(80)를 구비하는 2Tr-1Cap 구조의 능동 구동(active matrix, AM)형 유기 발광 표시 장치를 도시하고 있으나, 본 발명 및 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다.
따라서 유기 발광 표시 장치(100)는 하나의 화소에 셋 이상의 트랜지스터와 둘 이상의 축전 소자(80)를 구비할 수 있으며, 별도의 배선이 더 형성되어 다양한 구조를 가질 수 있다. 여기서, 화소는 화상을 표시하는 최소 단위를 말하며, 표시 영역은 복수의 화소들을 통해 화상을 표시한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(100)는, 제1 기판(111), 제1 기판(111)에 정의된 복수의 화소 각각에 형성된, 스위칭 박막 트랜지스터(10), 구동 박막 트랜지스터(20), 축전소자(80), 그리고 유기 발광 소자(organic light emitting diode, OLED)(70)를 포함한다. 그리고, 제1 기판(111)은, 일 방향을 따라 배치되는 게이트 라인(151)과, 이 게이트 라인(151)과 절연 교차되는 데이터 라인(171) 및 공통 전원 라인(172)을 더 포함한다.
여기서, 각 화소는 게이트 라인(151), 데이터 라인(171) 및 공통 전원 라인(172)을 경계로 정의될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
유기 발광 소자(70)는, 제1 전극(710)과, 이 제1 전극(710) 상에 형성된 유기 발광층(720)과, 이 유기 발광층(720) 상에 형성된 제2 전극(730)을 포함한다. 여기서, 제1 전극(710)은 각 화소마다 하나 이상씩 형성되므로 제1 기판(111)은 서로 이격된 복수의 제1 전극들(710)을 가진다.
여기서 제1 전극(710)이 정공 주입 전극인 양극(애노드)이며, 제2 전극(730)이 전자 주입 전극인 음극(캐소드)이 된다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 유기 발광 표시 장치의 구동 방법에 따라 제1 전극(710)이 음극이 되고, 제2 전극(730)이 양극이 될 수도 있다. 또한, 제1 전극(710)은 화소 전극이고, 제2 전극(730)은 공통 전극이다.
유기 발광층(720)에 주입된 정공과 전자가 결합하여 생성된 엑시톤(exciton)이 여기 상태로부터 기저 상태로 떨어질 때 발광이 이루어진다.
축전 소자(80)는 절연층(160)을 사이에 두고 배치된 한 쌍의 유지전극(158, 178)을 포함한다. 여기서, 절연층(160)은 유전체가 된다. 축전 소자(80)에 축적된 전하와 한 쌍의 유지전극(158, 178) 사이의 전압에 의해 축전 용량이 결정된다.
스위칭 박막 트랜지스터(10)는, 스위칭 반도체층(131), 스위칭 게이트 전극(152), 스위칭 소스 전극(173), 및 스위칭 드레인 전극(174)을 포함한다. 구동 박막 트랜지스터(20)는 구동 반도체층(132), 구동 게이트 전극(155), 구동 소스 전극(176), 및 구동 드레인 전극(177)을 포함한다.
스위칭 박막 트랜지스터(10)는 발광시키고자 하는 화소를 선택하는 스위칭 소자로 사용된다. 스위칭 게이트 전극(152)은 게이트 라인(151)에 연결되고, 스위칭 소스 전극(173)은 데이터 라인(171)에 연결된다. 스위칭 드레인 전극(174)는 스위칭 소스 전극(173)으로부터 이격 배치되며 제1유지전극(158)과 연결된다.
구동 박막 트랜지스터(20)는 선택된 화소 내의 유기 발광 소자(70)의 유기 발광층(720)을 발광시키기 위한 구동 전원을 제1 전극(710)에 인가한다. 구동 게이트 전극(155)은 스위칭 드레인 전극(174)과 연결된 제1유지전극(158)에 연결된다. 구동 소스 전극(176) 및 제2유지전극(178)은 각각 공통 전원 라인(172)에 연결된다.
구동 드레인 전극(177)이 드레인 접촉구멍(contact hole)(181)을 통해 유기 발광 소자(70)의 제1 전극(710)에 연결된다.
이와 같은 구조에 의하여, 스위칭 박막 트랜지스터(10)는 게이트 라인(151)에 인가되는 게이트 전압에 의해 작동하여 데이터 라인(171)에 인가되는 데이터 전압을 구동 박막 트랜지스터(20)로 전달하는 역할을 한다.
공통 전원 라인(172)으로부터 구동 박막 트랜지스터(20)에 인가되는 공통 전압과 스윙칭 박막 트랜지스터(10)로부터 전달된 데이터 전압의 차에 해당하는 전압이 축전 소자(80)에 저장되고, 축전 소자(80)에 저장된 전압에 대응하는 전류가 구동 박막 트랜지스터(20)를 통해 유기 발광 소자(70)로 흘러 유기 발광 소자(70)가 발광한다.
도 2와 함께 도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시장치(100)의 구조를 더욱 설명한다.
도 3에 유기 발광 소자(70), 구동 박막 트랜지스터(20), 축전 소자(80), 데이터 라인(171) 및 공통 전원 라인(172)이 도시되어 있으므로, 이를 중심으로 설명한다. 스위칭 박막 트랜지스터(10)의 스위칭 반도체층(131), 스위칭 게이트 전극(152), 스위칭 소스 및 드레인 전극(173, 174)은 각기 구동 박막 트랜지스터(20)의 구동 반도체층(132), 구동 게이트 전극(155), 구동 소스 및 드레인 전극(176, 177)과 동일한 적층 구조를 가지므로 이에 대한 설명은 생략한다.
본 실시예에서 제1 기판(111)은 유리, 석영, 세라믹, 플라스틱 등으로 이루어진 절연성 기판으로 이루어질 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니므로, 제1 기판(111)이 스테인리스 강 등으로 이루어진 금속성 기판으로 형성될 수도 있다.
제1 기판(111) 위에 버퍼층(120)이 형성된다. 버퍼층(120)은 불순 원소의 침투를 방지하며 표면을 평탄화하는 역할을 하는 것으로, 이 역할을 수행할 수 있는 다양한 물질로 이루어질 수 있다. 일례로, 버퍼층(120)은 실리콘 나이트라이드(SiNx), 실리콘옥사이드(SiO2), 실리콘옥시나이트라이드(SiOxNy)으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 적어도 하나로 이루어질 수 있다. 그러나 이러한 버퍼층(120)이 반드시 필요한 것은 아니며, 제1 기판(111)의 종류 및 공정 조건 등을 고려하여 형성하지 않을 수도 있다.
버퍼층(120) 위에 구동 반도체층(132)이 형성된다. 구동 반도체층(132)은 다결정 실리콘, 비정질 실리콘 및 산화물 반도체로 이루어진 그룹 중에서 선택된 적어도 하나인 반도체 물질로 이루어질 수 있다. 또한, 구동 반도체층(132)은 불순물이 도핑되지 않은 채널 영역(135)과, 채널 영역(135)의 양 옆으로 p+ 도핑되어 형성된 소스 영역(136) 및 드레인 영역(137)을 포함한다. 이 때, 도핑되는 이온 물질은 붕소(B)와 같은 P형 불순물이며, 주로 B2H6이 사용된다. 여기서, 이러한 불순물은 박막 트랜지스터의 종류에 따라 달라진다.
구동 반도체층(132) 위에 실리콘나이트라이드 또는 실리콘옥사이드 등으로 이루어진 게이트 절연막(140)이 형성된다. 게이트 절연막(140)은 테트라에톡시실란(tetra ethyl ortho silicate, TEOS), 질화 규소(SiNx), 및 산화 규소(SiO2)로 이루어진 그룹 중에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함하여 형성된다. 일례로, 게이트 절연막(140)은 40nm의 두께를 갖는 질화 규소막과 80nm의 두께를 갖는 테트라에톡시실란막이 차례로 적층된 이중막으로 형성될 수 있다. 하지만, 본 발명의 실시예1에서, 게이트 절연막(140)이 전술한 구성에 한정되는 것은 아니다.
게이트 절연막(140) 위에 구동 게이트 전극(155), 게이트 라인(도 1의 참조부호 151), 제1 유지전극(158)이 형성된다. 이때, 구동 게이트 전극(155)은 구동 반도체층(132)의 적어도 일부, 구체적으로 채널 영역(135)과 중첩 형성된다. 구동 게이트 전극(155)은 구동 반도체층(132)을 형성하는 과정에서 구동 반도체층(132)의 소스 영역(136)과 드레인 영역(137)에 불순물을 도핑할 때 채널 영역(135)에 불순물이 도핑되는 것을 차단하는 역할을 한다.
게이트 전극(155)과 제1유지 전극(158)은 서로 동일한 층에 위치하며, 실질적으로 동일한 금속 물질로 형성된다. 이때, 금속 물질은 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 및 텅스텐(W)로 이루어진 그룹 중에서 선택된 적어도 하나를 포함한다. 일례로, 게이트 전극(155) 및 제1유지전극(158)은 몰리브덴(Mo) 또는 몰리브덴(Mo)을 포함하는 합금으로 형성될 수 있다.
게이트 절연막(140) 상에 구동 게이트 전극(155)을 덮는 절연층(160)이 형성된다. 상기 절연층(160)은 층간 절연층일 수 있다. 절연층(160)은 게이트 절연막(140)과 마찬가지로 실리콘나이트라이드 또는 실리콘옥사이드 등으로 형성될 수 있다. 게이트 절연막(140)과 절연층(160)은 구동 반도체층(132)의 소스 및 드레인 영역(136, 137)을 드러내는 접촉 구멍을 구비한다.
표시 영역(DA)에 절연층(160) 위에 구동 소스 전극(176) 및 구동 드레인 전극(177), 데이터 라인(171), 공통 전원 라인(172), 제2 유지전극(178)이 형성된다. 구동 소스 전극(176) 및 구동 드레인 전극(177)은 접촉구멍을 통해 구동 반도체층(132)의 소스 영역(136) 및 드레인 영역(137)과 각각 연결된다.
구체적으로, 구동 소스 전극(176), 구동 드레인 전극(177) 및 데이터 라인(171), 공통 전원 라인(172)과 제2 유지전극(178)은 몰리브덴, 크롬, 탄탈륨 및 티타늄으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 적어도 하나로 이루어진 내화성 금속(refractory metal) 또는 이들의 합금에 의하여 형성될 수 있으며, 상기 내화성 금속막과 저저항 도전막을 포함하는 다중막 구조를 가질 수도 있다. 상기 다중막 구조의 예로, 크롬 또는 몰리브덴(합금) 하부막과 알루미늄(합금) 상부막으로 된 이중막, 몰리브덴(합금) 하부막과 알루미늄(합금) 중간막과 몰리브덴(합금) 상부막으로 된 삼중막을 들 수 있다.
구동 소스 전극(176), 구동 드레인 전극(177) 및 데이터 라인(171), 공통 전원 라인(172), 제2 유지전극(178)은 상기 설명한 재료 이외에도 여러 가지 다양한 도전재료에 의하여 형성될 수 있다.
이에 의해, 구동 반도체층(132), 구동 게이트 전극(155), 구동 소스 전극(176) 및 구동 드레인 전극(177)을 포함한 구동 박막 트랜지스터(20)가 형성된다. 그러나 구동 박막 트랜지스터(20)의 구성은 전술한 예에 한정되지 않으며, 다양한 구조로 변형 가능하다.
절연층(160) 상에 구동 소스 전극(176), 구동 드레인 전극(177) 등을 덮는 보호막(180)이 형성된다. 보호막(180)은 폴리아크릴계, 폴리이미드계 등과 같은 유기물로 이루어질 수 있다. 보호막(180)은 평탄화막일 수 있다.
보호막(180)은 아크릴계 수지(polyacrylates resin), 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolicresin), 폴리아미드계 수지(polyamides resin), 폴리이미드계 수지(polyimides rein), 불포화 폴리에스테르계수지(unsaturated polyesters resin), 폴리페닐렌계 수지(poly(phenylenethers) resin), 폴리페닐렌설파이드계 수지(poly(phenylenesulfides) resin), 및 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene, BCB) 으로 이루어진 그룹 중 선택된 적어도 하나로 만들어질 수 있다.
보호막(180)은 구동 드레인 전극(177)을 드러내는 드레인 접촉구멍(181)을 구비한다.
보호막(180) 위에 제1 전극(710)이 형성되고, 이 제1 전극(710)은 보호막(180)의 드레인 접촉구멍(181)을 통해 구동 드레인 전극(177)에 연결된다.
보호막(180)에 제1 전극(710)을 덮는 화소 정의막(190)이 형성된다. 이 화소 정의막(190)은 제1 전극(710)을 드러내는 개구부(199)를 구비한다.
즉, 제1 전극(710)은 화소 정의막(190)의 개구부(199)에 대응하도록 배치된다. 화소 정의막(190)은 폴리아크릴계(polyacrylates resin) 및 폴리이미드계(polyimides) 등의 수지로 만들어질 수 있다.
또한, 화소정의막(190)은 감광성 유기재료 또는 감광성 고분자 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 화소정의막(190)은 폴리아크릴레이트(Polyacrylate), 폴리이미드(Polyimide), PSPI(Photo sensitive polymide), PA(Photo sensitive acryl), 감광 노볼락 레진(Photo sensitive Novolak resin) 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
화소 정의막(190)의 개구부(199) 내에서 제1 전극(710) 위에 유기 발광층(720)이 형성되고, 화소 정의막(190) 및 유기 발광층(720) 상에 제2 전극(730)이 형성된다.
이와 같이, 제1 전극(710), 유기 발광층(720), 및 제2 전극(730)을 포함하는 유기 발광 소자(70)가 형성된다.
제1 전극(710)과 제2 전극(730) 중 어느 하나는 투명한 도전성 물질로 형성되고 다른 하나는 반투과형 또는 반사형 도전성 물질로 형성될 수 있다. 제1 전극(710) 및 제2 전극(730)을 형성하는 물질의 종류에 따라, 유기 발광 표시 장치(900)는 전면 발광형, 배면 발광형 또는 양면 발광형이 될 수 있다.
예를 들면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(100)가 전면 발광형인 경우, 제1 전극(710)은 반투과형 또는 반사형 도전성 물질로 형성되고, 제2 전극(730)은 투명한 도전성 물질로 형성된다.
투명한 도전성 물질로 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ZnO(산화 아연) 또는 In2O3(Indium Oxide)으로 이루어진 그룹 중에서 선택한 적어도 하나의 물질이 사용될 수 있다. 반사형 물질로 리튬(Li), 칼슘(Ca), 플루오르화리튬/칼슘(LiF/Ca), 플루오르화리튬/알루미늄(LiF/Al), 알루미뮴(Al), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 또는 금(Au)으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 적어도 하나의 물질이 사용될 수 있다.
유기 발광층(720)은 저분자 유기물 또는 고분자 유기물로 이루어질 수 있다. 이러한 유기 발광층(720)은 발광층과, 정공 주입층(hole injection layeer, HIL), 정공 수송층(hole transpoting layer, HTL), 전자 수송층(electron transporting layer, ETL) 및 전자 주입층(electron injection layer, EIL) 중 적어도 하나를 포함하는 다중막으로 형성될 수 있다. 일례로 정공 주입층이 양극인 제1 전극(710) 상에 배치되고, 그 위로 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층이 차례로 적층된다.
본 실시예에서 유기 발광층(720)이 화소 정의막(190)의 개구부(199) 내에만 형성되었으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 유기 발광층(720)중 적어도 하나 이상의 막이, 화소 정의막(190)의 개구부(199) 내에서 제1 전극(710) 위 뿐만 아니라 화소 정의막(190)과 제2 전극(730) 사이에도 배치될 수 있다. 좀더 구체적으로, 유기 발광층(720)의 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 수송층, 전자 주입층 등이 오픈 마스크(open)에 의해 개구부(199) 이외의 부분에도 형성되고, 유기 발광층(720)의 발광층이 미세 금속 마스크(fine metal mask, FMM)를 통해 각각의 개구부(199)마다 형성될 수 있다.
한편, 본 발명이 액정표시장치인 경우, 제1 전극(710)은 드레인 접촉구멍(181)을 통하여 구동 드레인 전극(177)과 물리적, 전기적으로 연결되어 있으며, 구동 드레인 전극(177)으로부터 데이터 전압을 인가 받는다. 데이터 전압이 인가된 제1 전극(710)은 공통 전압(common voltage)을 인가 받는 제2 전극(common electrode)(도시하지 않음)과 함께 전기장을 생성함으로써 두 전극 사이의 액정층(도시하지 않음)의 액정 분자의 방향을 결정한다. 제1 전극(710)과 제2 전극은 축전기[이하 “액정 축전기(liquid crystal capacitor)”라 함]를 이루어 박막 트랜지스터가 턴 오프(turn-off)된 후에도 인가된 전압을 유지한다.
제2 기판(201)은 유기발광소자(70)를 사이에 두고 제1 기판(111)와 합착 밀봉된다. 제2 기판(201)는 제1 기판(111) 상에 형성된 박막 트랜지스터(10, 20) 및 유기발광소자(70) 등을 외부로부터 밀봉되도록 커버하여 보호한다. 제2 기판(201)은 일반적으로 유리 또는 플라스틱 등을 소재로 만들어진 절연 기판이 사용될 수 있다. 화상이 제2 기판(201) 방향으로 구현되는 전면 발광인 경우에 제2 기판(201)은 광투과성 재료로 형성된다.
한편, 제1 기판(111)과 제2 기판(201) 사이에 완충 물질(600)이 배치된다. 완충 물질(600)은 유기 발광 표시 장치(100)의 외부로부터 가해질 수 있는 충격에 대하여 유기 발광 소자(70) 등의 내부 소자를 보호한다. 완충 물질(600)은 유기 발광 표시 장치(100)의 기구적인 신뢰성을 향상시킨다. 완충 물질 (600)은 유기 실런트인 우레탄계 수지, 에폭시계 수지, 아크릴계 수지, 또는 무기 실런트인 실리콘 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 우레탄계 수지는, 예를 들어, 우레탄 아크릴레이트 등이 사용될 수 있다. 아크릴계 수지는, 예를 들어, 부틸아크릴레이트, 에틸헥실아크레이트 등이 사용될 수 있다.
이상에서 설명된 표시장치의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명의 보호범위는 본 발명 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등예를 포함할 수 있다.
100: 유기 발광 표시 장치
10 : 스위칭 박막 트랜지스터
20:구동 박막 트랜지스터
70: 유기발광소자 80:축전소자
111:제1 기판 120:버퍼층
131:스위칭 반도체층 132:구동반도체층
135:채널영역 136:소스영역
137:드레인영역 140:게이트절연막
150:표시부 151:게이트 라인
152: 스위칭 게이트전극 155:구동 게이트전극
158:제1유지전극 160:절연층
171:데이터 라인 172:공통 전원 라인
173:스위칭 소스전극 174:스위칭 드레인전극
176:구동 소스전극 177:구동 드레인전극
178:제2유지전극 180:보호막
181:드레인 접촉구멍 190:화소정의막
199:개구부 200:표시패널
201: 제2 기판 210:터치부
220:편광판 230:접착층
240:연결부 241:중첩부
242:곡면부 250:구동칩
260:충진재 261:레진
262:방열물질 270:인쇄회로기판
280:완충부재 290:양면 테이프
300:실링재 400:윈도우
410:블랙 매트릭스 600:완충 물질
710:제1 전극 720:유기발광층
730:제2 전극
10 : 스위칭 박막 트랜지스터
20:구동 박막 트랜지스터
70: 유기발광소자 80:축전소자
111:제1 기판 120:버퍼층
131:스위칭 반도체층 132:구동반도체층
135:채널영역 136:소스영역
137:드레인영역 140:게이트절연막
150:표시부 151:게이트 라인
152: 스위칭 게이트전극 155:구동 게이트전극
158:제1유지전극 160:절연층
171:데이터 라인 172:공통 전원 라인
173:스위칭 소스전극 174:스위칭 드레인전극
176:구동 소스전극 177:구동 드레인전극
178:제2유지전극 180:보호막
181:드레인 접촉구멍 190:화소정의막
199:개구부 200:표시패널
201: 제2 기판 210:터치부
220:편광판 230:접착층
240:연결부 241:중첩부
242:곡면부 250:구동칩
260:충진재 261:레진
262:방열물질 270:인쇄회로기판
280:완충부재 290:양면 테이프
300:실링재 400:윈도우
410:블랙 매트릭스 600:완충 물질
710:제1 전극 720:유기발광층
730:제2 전극
Claims (16)
- 표시 영역 및 패드 영역을 포함하는 표시패널;
상기 패드 영역에 연결된 연결부;
상기 연결부에 연결된 인쇄회로기판; 및
상기 표시패널의 측면 및 상기 연결부 사이에 배치된 충진재를 포함하고,
상기 충진재는 레진(Resin) 및 상기 레진에 분산된 방열 물질을 포함하고,
상기 방열 물질은 금, 은, 구리, 텅스텐, 탄소나노튜브(CNT), 흑연 및 이들의 혼합물 중 적어도 하나를 포함하는 표시장치. - 제1 항에 있어서,
상기 연결부는 상기 표시패널의 측면을 따라 구부러진 표시장치. - 삭제
- 삭제
- 제2 항에 있어서,
상기 연결부는,
상기 표시패널의 상기 패드 영역과 접촉하는 중첩부; 및
상기 표시패널의 측면을 따라 구부러진 곡면부를 포함하는 표시장치. - 제5 항에 있어서,
상기 충진재는 상기 곡면부 및 상기 표시패널의 측면 사이에 배치된 표시장치. - 제1 항에 있어서,
상기 연결부는 연성 인쇄회로기판(flexible printed circuit board, FPCB)인 표시장치. - 제1 항에 있어서,
상기 표시패널은,
표시 영역 및 패드 영역을 포함하는 제1 기판; 및
상기 제1 기판과 대향 배치된 제2 기판;을 포함하는 표시장치. - 제8 항에 있어서,
상기 연결부는 상기 제1 기판의 측면을 따라 구부러진 표시장치. - 제8 항에 있어서,
상기 연결부는,
상기 제1 기판의 상기 패드 영역과 접촉하는 중첩부; 및
상기 제1 기판의 측면을 따라 구부러진 곡면부를 포함하는 표시장치. - 제10 항에 있어서,
상기 충진재는 상기 곡면부 및 상기 제1 기판의 측면 사이에 배치된 표시장치. - 제8 항에 있어서,
상기 제2 기판 상에 배치된 터치부를 더 포함하는 표시장치. - 제8 항에 있어서,
상기 인쇄회로기판과 상기 제1 기판 사이에 배치된 완충부재를 더 포함하는 표시장치. - 제13 항에 있어서,
상기 인쇄회로기판과 상기 완충부재 사이에 배치된 양면 테이프를 더 포함하는 표시장치. - 제1 항에 있어서, 상기 레진은 광경화형 레진인 표시장치.
- 삭제
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