KR20170103071A - 증착 장치 및 이를 이용한 발광 표시 장치의 제조 방법 - Google Patents

증착 장치 및 이를 이용한 발광 표시 장치의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

증착 장치 및 이를 이용한 발광 표시 장치가 제공된다.
일례로, 증착 장치는 제1 방향을 따라 연장되게 구성되며, 내부 공간에 증착 물질을 수용하도록 상측에 개구부를 가지는 도가니; 상기 도가니의 측부에 배치되며, 상기 도가니를 가열하는 가열 부재; 상기 도가니의 상기 개구부를 덮는 덮개; 및 상기 덮개로부터 상방으로 돌출되며, 상기 덮개 상에 상기 제1 방향을 따라 배치되는 복수의 노즐을 포함하며, 상기 복수의 노즐 각각은, 상단으로부터 측벽을 따라 일정 깊이로 형성된 한 쌍의 홈을 구비하고, 상기 한 쌍의 홈은 상호 마주보도록 위치한다.

Description

증착 장치 및 이를 이용한 발광 표시 장치의 제조 방법{DEPOSITION DEVICE AND METHOD OF FABRICATING LIGHT EMITTING DISPLAY DEVICE USING THE SAME}
본 발명은 증착 장치 및 이를 이용한 발광 표시 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
발광 표시 장치 중 유기 발광 표시 장치는 자체 발광형 표시 소자로서 시야각이 넓고 콘트라스트가 우수할 뿐만 아니라 응답 속도가 빠르다는 장점을 가지고 있어 차세대 표시 장치로서 주목을 받고 있다.
유기 발광 표시 장치는 애노드 전극과 캐소드 전극 사이에 유기 발광 물질로 이루어진 발광층을 구비하고 있다. 이들 전극들에 양극 및 음극 전압이 각각 인가됨에 따라 애노드 전극으로부터 주입된 정공(hole)이 정공 주입층 및 정공 수송층을 경유하여 발광층으로 이동되고, 전자는 캐소드 전극으로부터 전자 주입층과 전자 수송층을 경유하여 발광층으로 이동되어, 발광층에서 전자와 정공이 재결합된다. 이러한 재결합에 의해 여기자(exciton)가 생성되며, 이 여기자가 여기 상태에서 기저 상태로 변화됨에 따라 발광층으로부터 광이 방출되어 화상이 표시된다.
유기 발광 표시 장치는 화소별로 형성되는 애노드 전극을 노출하도록 개구부를 가지는 화소 정의막을 포함하며, 이 화소 정의막의 개구부를 통해 노출되는 애노드 전극 상에 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층 및 캐소드 전극이 형성된다. 이 중, 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층은 여러 방법으로 형성될 수 있으나, 그 중 한 방식이 증착 방법이다.
한편, 증착 방법을 수행하기 위한 증착 장치는 증착 물질을 저장하는 도가니, 도가니를 가열하는 가열 부재, 도가니로부터 가열된 증착 물질이 기판 방향으로 분사되는 경로를 형성하는 복수의 노즐을 포함하는 노즐부, 및 도가니와 가열 부재를 수납하는 하우징을 포함하는 증착원을 구비한다. 또한, 증착 장치는 복수의 노즐 주변에 설치되어 복수의 노즐을 통해 기판 방향으로 분사되는 증착 물질의 증착 영역을 제한하는 각도 제한판을 더 구비할 수 있다.
그런데, 각도 제한판은 증착 물질이 복수의 노즐을 통해 기판 방향으로 분사될 때 장애물로 작용하기 때문에, 복수의 노즐을 통해 기판 방향으로 분사되는 증착 물질이 기판에 증착되지 못하고 각도 제한판에 쌓일 수 있다. 이에 따라, 기판에 박막을 형성하기 위한 증착 물질의 양이 더 필요하게 되어, 증착 물질의 이용 효율이 감소할 수 있다.
이에, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 증착 공정에서 증착 물질의 이용 효율을 증가시킬 수 있는 증착 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 증착 공정에서 증착 물질의 이용 효율을 증가시킬 수 있는 증착 장치를 이용한 발광 표시 장치의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 장치는 제1 방향을 따라 연장되게 구성되며, 내부 공간에 증착 물질을 수용하도록 상측에 개구부를 가지는 도가니; 상기 도가니의 측부에 배치되며, 상기 도가니를 가열하는 가열 부재; 상기 도가니의 상기 개구부를 덮는 덮개; 및 상기 덮개로부터 상방으로 돌출되며, 상기 덮개 상에 상기 제1 방향을 따라 배치되는 복수의 노즐을 포함하며, 상기 복수의 노즐 각각은, 상단으로부터 측벽을 따라 일정 깊이로 형성된 한 쌍의 홈을 구비하고, 상기 한 쌍의 홈은 상호 마주보도록 위치한다.
상기 복수의 노즐에 구비된 모든 홈들은 상기 제1 방향을 따라 연장된 동일 연장선상에 위치할 수 있다.
상기 홈은 상기 노즐의 상단으로부터 상기 덮개로 가는 방향으로 폭이 좁아지는 형태를 가질 수 있다.
상기 홈의 단면 형상은 역사다리꼴형일 수 있다.
상기 홈은 상기 노즐의 상단으로부터 상기 덮개로 가는 방향으로 폭이 동일한 형태를 가질 수 있다.
상기 홈의 단면 형상은 사각형일 수 있다.
상기 홈은 상기 노즐의 상단으로부터 상기 덮개로 가는 방향으로 폭이 넓어지는 형태를 가질 수 있다.
상기 홈의 단면 형상은 사다리꼴형일 수 있다.
상기 홈은 상기 노즐의 상단으로부터 상기 덮개로 가는 방향에서 서로 다른 도형의 조합을 가질 수 있다.
상기 홈의 단면 형상은 사각형과 반원형의 조합 또는 사각형과 칠각형의 조합을 가질 수 있다.
또한, 상기 증착 장치는 상기 덮개 상에 상기 제1 방향을 따라 연장되게 구성되며, 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향에서 상기 복수의 노즐을 사이에 두고 상호 마주보는 제1 각도 제한판과 제2 각도 제한판을 포함하는 각도 제한 부재를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 증착 장치는 상기 도가니의 내부에 설치되는 적어도 하나의 인너 플레이트를 더 포함할 수 있으며, 상기 인너 플레이트는 복수의 홀을 구비할 수 있다.
또한, 상기 증착 장치는 상기 도가니와 상기 가열 부재를 수용하는 하우징; 및 상기 복수의 노즐을 노출시키도록 상기 덮개의 상부에 배치되며, 상기 하우징과 결합하는 리플렉터를 더 포함할 수 있다.
상기 다른 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 장치를 이용한 발광 표시 장치의 제조 방법은 제1 방향을 따라 연장되게 구성되며 내부에 증착 물질을 수용하도록 개구부를 가지는 도가니와, 상기 도가니의 측부를 감싸도록 배치되며 상기 도가니를 가열하는 가열 부재와, 상기 도가니의 상기 개구부를 덮는 덮개와, 상기 덮개로부터 상방으로 돌출되며 상기 덮개 상에 상기 제1 방향을 따라 배치되는 복수의 노즐을 포함하는 증착 장치를 준비하는 단계; 상기 복수의 노즐과 대향하도록 기판을 배치하는 단계; 및 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 상기 도가니 또는 상기 기판을 이동시키면서 상기 복수의 노즐을 통해 상기 기판으로 상기 증착 물질을 분사시켜 상기 기판에 박막을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 복수의 노즐 각각은, 상단으로부터 측벽을 따라 일정 깊이로 형성된 한 쌍의 홈을 구비하고, 상기 한 쌍의 홈은 상호 마주보도록 위치한다.
상기 복수의 노즐에 구비된 모든 홈들은 상기 제1 방향을 따라 연장된 동일 연장선상에 위치할 수 있다.
상기 증착 장치를 준비하는 단계는 상기 제1 방향을 따라 연장되게 구성되며 상기 제2 방향에서 상기 복수의 노즐을 사이에 두고 상호 마주보는 제1 각도 제한판과 제2 각도 제한판을 포함하는 각도 제한 부재를 상기 덮개 상에 설치하는 것을 더 포함할 수 있다.
상기 박막은 발광 표시 장치의 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층 및 전자 주입층 중 적어도 어느 하나일 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 증착 장치에 따르면, 증착 공정에서 증착 물질의 이용 효율이 증가될 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 장치의 사시도이다.
도 2는 증착 장치의 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 I-I' 선의 단면도이다.
도 4는 도 1의 노즐의 확대 사시도이다.
도 5는 도 4의 노즐을 'A' 방향에서 본 도면이다.
도 6은 도 4의 노즐을 통해 분사되는 증착 물질의 II-II' 선 단면도이다.
도 7은 홈이 없는 기존 노즐을 도 4의 'A' 방향에서 본 도면이다.
도 8은 도 7의 기존 노즐을 통해 분사되는 증착 물질 중 도 6과 대응되는 부분의 단면도이다.
도 9 내지 도 12는 노즐의 다양한 실시예를 보여주는 도면들이다.
도 13 및 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 장치를 이용한 발광 표시 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 사시도 및 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.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층"위(on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 장치의 사시도이고, 도 2는 증착 장치의 분해 사시도이고, 도 3은 도 1의 I-I' 선의 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 장치(1)는 증착원(100), 각도 제한 부재(200), 증착 마스크(300) 및 기판 지지부(400)를 포함할 수 있다. 도시되진 않았지만, 증착 장치(1)의 구성들은 증착 공정을 수행하기 위한 공간을 제공하는 챔버의 내부에 배치될 수 있다. 상기 챔버는 진공 환경을 제공할 수 있다.
증착원(100)은 증착 물질(DM)을 가열시켜 증발시키도록 구성된다. 증발되는 증착 물질(DM)은 기판(S)에 증착되어 박막을 형성한다. 증착원(100)은 도가니(110), 가열 부재(120), 인너 플레이트(130, 140), 덮개(150), 복수의 노즐(160), 리플렉터(170) 및 하우징(180)을 포함할 수 있다. 기판(S)은 발광 표시 장치용 기판일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 증착 물질(DM)은 발광 표시 장치의 정공 주입층 물질, 정공 수송층 물질, 발광층 물질, 전자 수송층 물질 및 전자 주입층 물질 등일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도가니(110)는 내부 공간에 증착 물질(DM)을 수용하도록 상측에 개구부(110a)를 가지도록 구성되는 것으로, 예를 들어 상측이 개구된 박스 형태로 형성될 수 있다. 도가니(110)의 상측 내부에는 인너 플레이트(130, 140)가 결합되는 공간을 제공하기 위한 단차부가 구비될 수 있다. 또한, 도가니(110)의 상측 끝단에는 덮개(150)와 결합되는 공간을 제공하기 위한 날개부가 배치될 수 있다. 본 실시예에서는, 도가니(110)가 제1 방향(X)을 따라 연장된 형태를 가지는 선형 도가니로 구비되는 것을 예시한다. 도가니(110)는 열전도도가 우수한 물질, 예를 들어 흑연(graphite)으로 형성될 수 있다. 이러한 도가니(110)는 가열 부재(120)로부터 제공되는 열을 이용하여 증착 물질(DM))을 가열시키는 효율을 높일 수 있다.
가열 부재(120)는 도가니(110)의 측부에 배치될 수 있으며, 제1 방향(X)을 따라 연장되는 복수의 히팅 플레이트로 구성될 수 있다. 가열 부재(120)는 도가니(110)를 가열시키는 열, 예를 들어 복사열을 제공하여, 도가니(110)를 가열시킨다. 이러한 가열 부재(120)는 도가니(110)에 수용된 증착 물질(DM)을 증발시켜 박막을 형성하고자 하는 기판(S)에 증착시킨다.
도 2에서는, 가열 부재(120)가 히팅 플레이트로 구성된 것을 예시하였으나, 이러한 구성으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 가열 부재(120)가 발열 코일과 같은 것일 수 있다. 또한, 도 2에서는, 가열 부재(120)가 도가니(110)의 측부 일부에 배치된 것으로 도시되었으나, 도가니(110)의 측부 전체에 배치될 수도 있다. 즉, 가열 부재(120)가 제1 방향(X)뿐 아니라, 제1 방향(X)과 직교하는 제2 방향(Y)으로 연장되게 배치될 수 있다. 또한, 도 2에서는, 가열 부재(120)가 제1 방향(X)과 수직인 제3 방향(Z)을 따라 분할된 형태를 가지나, 일체된 형태를 가질 수도 있다.
인너 플레이트(130, 140)는 도가니(110)의 상측 내부에 설치된다. 인너 플레이트(130, 140)는 제1 인너 플레이트(130)와 제2 인너 플레이트(140)로 구분될 수 있다.
제1 인너 플레이트(130)는 도가니(110)의 내부에서 증착 물질(DM)의 상부에 배치되며, 복수의 관통홀을 포함할 수 있다. 제1 인너 플레이트(130)는 도가니(110)의 내압을 증가시켜 도가니(110)에서 가열되어 증발하는 증착 물질(DM)이 기판(도 1의 S)에 증착되는 증착 효율을 향상시킬 수 있으며, 덩어리 단위의 증착 물질(DM)이 도가니(110)의 상부 방향으로 튀는 것을 방지할 수 있다.
제2 인너 플레이트(140)는 도가니(110)의 내부에서 제1 인너 플레이트(130)의 상부에 배치되며, 복수의 관통홀을 포함할 수 있다. 제2 인너 플레이트(140)는 도가니(110)에서 가열되어 증발하는 증착 물질(DM)이 방출되는 이동 경로를 복잡하게 하여, 덮개(150)에 흡착되거나 덩어리 단위의 증착 물질(DM)이 방출되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 여기서, 제2 인너 플레이트(140)의 관통홀의 크기가 제1 인너 플레이트(130)의 관통홀의 크기보다 작을 수 있다. 이는 도가니(110)에서 가열되어 증발하는 증착 물질(DM)이 1차적으로 제1 인너 플레이트(130)의 관통홀을 통해 많은 양으로 분사되게 하기 위함이다.
덮개(150)는 도가니(110)의 개구부(110a)를 덮도록 도가니(110)의 개구된 상측에 결합된다. 덮개(150)는 도가니(110)의 연장 방향, 즉 제1 방향(X)과 동일하게 연장되며, 플레이트 형태를 가질 수 있다. 덮개(150)는 도가니(110)와 동일한 재질로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 한편, 도 2에서는, 덮개(150)가 단차진 플레이트로 구성된 것으로 도시되었으나, 이러한 구성으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 덮개(150)가 하나의 평평한 플레이트로 구성될 수도 있다. 또한, 덮개(150)는 도가니(110)와 분리된 형태로 도시되었으나, 일체로 형성될 수도 있다.
복수의 노즐(160)은 덮개(150)의 상방으로 돌출되며, 덮개(150) 상에 제1 방향(X)을 따라 배치된다. 복수의 노즐(160)은 도가니(110)에서 증발되는 증착 물질(DM)을 방출시키도록 개구를 포함하는 관 형태를 가질 수 있다. 도 2에서는, 복수의 노즐(60)의 일부가 동일한 이격 간격을 가지며 다른 일부가 상이한 이격 간격을 가지도록 배치된 것을 도시하였으나, 전체가 동일한 이격 간격을 가지거나 상이한 이격 간격을 가지도록 배치될 수도 있다. 또한, 도 2에서는 복수의 노즐(60) 중 제1 방향(X)에서 가장자리에 위치하는 일부 노즐들은 제1 방향(X)을 따라 연결된 측벽을 통해 연결된 형태를 가지는 것으로 도시되었으나, 서로 분리된 형태를 가질 수도 있다.
한편, 복수의 노즐(160) 각각은 상단으로부터 측벽을 따라 일정 깊이로 형성된 한쌍의 홈(161, 162)을 구비하며, 한쌍의 홈(161, 162)은 상호 마주보도록 위치한다. 또한, 복수의 노즐(160)에 구비된 모든 홈들(161, 162)은 제1 방향(X)을 따라 연장된 동일 연장선 상에 위치한다.
이 경우, 복수의 노즐(160)을 통해 분사되는 증착 물질(DM)이 복수의 노즐(160)을 중심으로 제2 방향(Y)에 배치된 각도 제한 부재(200)로 진행하는 것이 줄어들 수 있고, 기판(S) 중 제1 방향(X)을 따라 형성되는 증착 영역으로 진행되는 것이 증가될 수 있다.
이에 따라, 각도 제한 부재(200)에 쌓이는 증착 물질(DM)의 양이 줄어들고, 증착 물질(DM)이 기판(S) 상에서 제1 방향(X)을 따라 형성시키고자 하는 증착 영역에 집속될 수 있으므로, 기판(S) 상에 증착 물질(DM)을 증착시켜 박막을 형성시 증착 물질(DM)의 이용 효율이 향상될 수 있다.
아울러, 위와 같은 복수의 노즐(160)을 통해 증착 물질(DM)이 제2 방향(Y)으로 진행하는 것이 줄어들어, 제2 방향(Y)으로의 증착 영역을 제한하기 위해 복수의 노즐(160)을 사이에 두고 제2 방향(Y)에 배치된 각도 제한 부재(200)의 생략이 가능할 수 있다.
위와 같은 복수의 노즐(160)에 대한 구성 및 효과에 대한 상세한 설명은 후술한다.
리플렉터(170)는 복수의 노즐(160)을 노출시키도록 덮개(150)의 상부에 배치되며, 하우징(180)과 결합한다. 리플렉터(170)는 도가니(110)의 연장 방향, 즉 제1 방향(X)을 따라 연장되며, 복수의 노즐(160)이 관통하는 플레이트로 구성될 수 있다. 리플렉터(170)는 단열 재질로 형성될 수 있다. 이러한 리플렉터(170)는 가열 부재(120)의 열 또는 도가니(110)의 상측의 열이 외부로 방출되는 것을 방지할 수 있다.
하우징(180)은 도가니(110)와 가열 부재(120)를 수용할 수 있도록 구성된다. 예를 들어, 하우징(180)은 상측이 개구된 박스 형태로 형성될 수 있으며, 리플렉터(170)와 결합한다. 이러한 하우징(180)은 내부에 수용된 구성을 외부로부터 보호하는 역할을 한다. 한편, 하우징(170)은 단열 재료로 형성될 수 있으며, 내부의 열이 외부로 유출되는 것을 방지하도록 구성된다. 예를 들어, 하우징(180)의 내부에 냉각수가 흐를 수 있는 경로를 제공하는 냉각 파이프가 내장될 수 있다.
각도 제한 부재(200)는 덮개(150) 상에 제2 방향(Y)에서 복수의 노즐(160)을 사이에 두고 상호 마주보며, 제1 방향(X)을 따라 연장되게 구성되는 제1 각도 제한판(210)과 제2 각도 제한판(220)을 포함한다. 이러한 각도 제한 부재(200)는 복수의 노즐(160)을 통해 기판(S) 방향으로 분사되는 증착 물질(DM)의 증착 영역을 제한한다. 구체적으로, 각도 제한 부재(200)는 기판(S)에 증착 물질(DM)을 증착시키는 공정에서 도가니(110) 또는 기판(S)을 제2 방향(Y)을 따라 이동시키는 경우 제2 방향(Y)에 대해서 증착 물질(DM)의 증착 영역을 제한할 수 있다. 한편, 도 2에서 각도 제한 부재(200)가 제1 각도 제한판(210)과 제2 각도 제한판(220)을 포함하는 것으로 도시되었으나, 제1 방향(X)에서 복수의 노즐(160)을 사이에 두고 상호 마주보는 각도 제한판들을 더 포함할 수도 있다.
증착 마스크(300)는 증착원(100)과 기판(S) 사이에 배치될 수 있으며, 기판(S)과 밀착될 수 있다. 증착 마스크(300)는 증착원(100)에서 증발되는 증착 물질(DM)을 기판(S)에 증착시켜 형성되는 박막의 패턴과 대응되는 증착 개구를 가질 수 있다. 이러한 증착 마스크(300)는 증착원(100)에서 증발되는 증착 물질(DM)을 기판(S)의 원하는 위치에 증착시키도록 함으로써, 기판(S)에 원하는 패턴의 박막을 형성하게 할 수 있다. 도시하진 않았지만, 증착 마스크(300)에는 증착 마스크(300)를 지지하는 마스크 프레임이 결합될 수 있다.
기판 지지부(400)는 증착원(100)에 의해 증발되는 증착 물질(DM)이 기판(S)에 증착시, 기판(S)을 증착원(100)의 상부에 배치시키는 역할을 한다. 기판 지지부(400)는 정전척일 수 있으며, 이동 가능할 수 있다.
이하에서는, 복수의 노즐(160)에 대한 구성 및 효과에 대해 상세 설명한다.
도 4는 도 1의 노즐의 확대 사시도이고, 도 5는 도 4의 노즐을 'A' 방향에서 본 도면이고, 도 6은 도 4의 노즐을 통해 분사되는 증착 물질의 II-II' 선 단면도이고, 도 7은 홈이 없는 기존 노즐을 도 4의 'A' 방향에서 본 도면이고, 도 8은 도 7의 기존 노즐을 통해 분사되는 증착 물질 중 도 6과 대응되는 부분의 단면도이다. 이하에서는, 복수의 노즐(160) 중 하나의 노즐을 예로 들어 설명하기로 한다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 노즐(160)에 구비되는 한쌍의 홈(161, 162)은 노즐(160)의 상단으로부터 덮개(150)로 가는 방향으로 폭이 좁아지는 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 노즐(160)에 구비되는 한쌍의 홈(161, 162)의 단면 형상은 역사다리꼴형일 수 있다. 이 경우, 도가니(110)에서 가열되어 증발하는 증착 물질(DM)이 노즐(160)을 통해 상부 방향으로 원활하게 분사될 수 있으며, 노즐(160)의 제조가 용이할 수 있다. 또한, 도가니(110)에서 가열되어 증발하는 증착 물질(DM)이 한쌍의 홈(161, 162)의 상부에 쌓여 증착 물질(DM)이 분사되는 통로를 막는 것이 줄어들 수 있다.
한편, 도 6을 참조하면, 한 쌍의 홈(161, 162)을 구비하는 노즐(160)은 노즐(160)을 통해 분사되는 증착 물질(DM)의 밀도를 제2 방향(Y)에서 가장 자리 영역(E)보다 중앙 영역(C)에서 높게 하고, 노즐(160)을 통해 분사되는 증착 물질(DM)의 단면이 제2 방향(Y)에서 폭이 제1 방향(X)에서 폭보다 작게 되도록 한다. 이로부터, 한 쌍의 홈(161, 162)을 구비하는 노즐(160)을 통해 기판(S) 상에 증착 물질(DM)을 증착시켜 박막을 형성시, 증착 물질(DM)이 제2 방향(Y)에 배치된 각도 제한 부재(도 2의 200)로 진행하여 각도 제한 부재(200)에 쌓이는 것이 줄어들고, 기판(S) 상에서 제1 방향(X)을 따라 형성시키고자 하는 증착 영역에 집속됨을 알 수 있다. 이에 따라, 한 쌍의 홈(161, 162)을 구비하는 노즐(160)이 적용된 경우, 증착 물질(DM)의 이용 효율이 향상됨을 알 수 있다.
반면, 도 7 및 도 8을 참조하면, 기존의 노즐(16)은 홈을 가지지 않으며, 노즐(16)을 통해 분사되는 증착 물질(DM)의 밀도를 제2 방향(Y)에서 가장 자리 영역(E1)보다 중앙 영역(C1)에서 높게 하게 하고, 노즐(16)을 통해 분사되는 증착 물질(DM)의 단면이 제2 방향(Y)에서 폭이 제1 방향(X)에서 폭과 유사하게 되도록 한다. 이로부터, 홈을 가지지 않는 노즐(16)을 통해 기판(S) 상에 증착 물질(DM)을 증착시켜 박막을 형성시 증착 물질(DM)이 제2 방향(Y)에 배치된 각도 제한 부재(도 2의 200)로 진행하여 각도 제한 부재(200)에 많은 양으로 쌓일 수 있음을 알 수 있다. 이에 따라, 홈을 가지지 않는 기존의 노즐(16)이 적용되는 경우, 증착 물질(DM)의 이용 효율이 저하됨을 알 수 있다.
상기와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 장치(1)는 상단으로부터 측벽을 따라 일정 깊이로 형성되며, 상호 마주보는 한쌍의 홈(161, 162)을 구비하는 복수의 노즐(160)을 포함함으로써, 복수의 노즐(160)을 중심으로 제2 방향(Y)에 배치된 각도 제한 부재(200)로 진행하는 것을 줄이고, 기판(S) 중 제1 방향(X)을 따라 형성되는 증착 영역으로 진행되는 것을 증가시킬 수 있다.
따라서, 각도 제한 부재(200)에 쌓이는 증착 물질(DM)의 양이 줄어들고, 증착 물질(DM)이 기판(S) 상에서 제1 방향(X)을 따라 형성시키고자 하는 증착 영역에 집속될 수 있으므로, 기판(S) 상에 증착 물질(DM)을 증착시켜 박막을 형성시 증착 물질(DM)의 이용 효율이 향상될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 장치(1)는 한쌍의 홈(161, 162)을 구비하는 복수의 노즐(160)을 통해 증착 물질(DM)이 제2 방향(Y)으로 진행하는 것을 줄이게 함으로써, 제2 방향(Y)으로의 증착 영역을 제한하기 위해 복수의 노즐(160)을 사이에 두고 제2 방향(Y)에 배치된 각도 제한 부재(200)의 생략을 가능하게 할 수 있다.
따라서, 각도 제한 부재(200)에 대한 제조 비용이 생략되어, 증착 장치(1)의 제조 비용이 줄어들 수 있다.
도 9 내지 도 12는 노즐의 다양한 실시예를 보여주는 도면들이다.
도 9는 노즐(160a)의 홈(162a)이 노즐(160a)의 상단으로부터 덮개(150)로 가는 방향으로 폭이 동일한 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 노즐(160a)의 홈(162a)의 단면 형상은 사각형일 수 있다. 이러한 노즐(160a)은 도 4의 노즐(160)이 제공하는 효과와 동일한 효과를 제공할 수 있다.
도 10은 노즐(160b)의 홈(162b)이 노즐(160b)의 상단으로부터 덮개(150)로 가는 방향으로 폭이 넓어지는 폭을 가지는 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 노즐(160b)의 홈(162b)의 단면 형상은 사다리꼴형일 수 있다. 이러한 노즐(160b)은 도가니(도 3의 110)에서 가열되어 증발하는 증착 물질(도 3의 DM) 홈(162b)의 상부에 쌓일 가능성이 있으므로, 증착 물질(도 3의 DM)의 분사량이 적은 소형 기판에 박막을 형성하는데 적용 가능하다.
도 11 및 도 12는 노즐(160c, 160d)의 홈(162c, 162d)이 노즐(160c, 160d)의 상단으로부터 덮개(150)로 가는 방향에서 서로 다른 도형의 조합을 가지는 것을 예시한다.
예를 들어, 도 11에 도시된 바와 같이 노즐(160c)의 홈(162c)의 단면 형상은 노즐(160c)의 상단으로부터 덮개(150)로 가는 방향에서 사각형과 반원형의 조합을 가질 수 있다. 이러한 노즐(160c)은 도 4의 노즐(160)이 제공하는 효과와 동일한 효과를 제공할 수 있다.
또한, 도 12에 도시된 바와 같이 노즐(160d)의 홈(162d)의 단면 형상은 노즐(160d)의 상단으로부터 덮개(150)로 가는 방향에서 사각형과 칠각형의 조합을 가질 수 있다. 이러한 노즐(160d)은 도 10의 노즐(160b)이 제공하는 효과와 동일한 효과를 제공할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 장치를 이용한 발광 표시 장치의 제조 방법에 대해 설명한다.
도 13 및 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 장치를 이용한 발광 표시 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 사시도 및 단면도이다.
먼저, 도 13을 참조하면, 제1 방향(X)을 따라 연장되게 구성되며 내부에 증착 물질(도 3의 DM)을 수용하도록 개구부(도 2의 110a)를 가지는 도가니(도 2의 110)와, 도가니(도 2의 110)의 측부에 배치되며 도가니(도 2의 110)를 가열하는 가열 부재(도 2의 120)와, 도가니(도 2의 110)의 개구부(도 2의 110a)를 덮는 덮개(도 2의 150)와, 덮개(도 2의 150)로부터 상방으로 돌출되며 덮개(도 2의 150) 상에 제1 방향(X)을 따라 배치되는 복수의 노즐(160)을 포함하는 증착 장치(1)를 준비한다.
여기서, 복수의 노즐(160) 각각은 상단으로부터 측벽을 따라 일정 깊이로 형성된 한 쌍의 홈(161, 162)을 구비하고, 한 쌍의 홈(161, 162)은 상호 마주보도록 위치한다. 또한, 복수의 노즐(160)에 구비된 모든 홈들(161, 162)은 제1 방향(X)을 따라 연장된 동일 연장선상에 위치한다.
증착 장치(1)의 구성들에 대해서는 앞에서 상세히 설명하였으므로, 중복된 설명은 생략한다.
한편, 증착 장치(1)를 준비하는 단계는 제1 방향(X)을 따라 연장되게 구성되며 제2 방향(Y)에서 복수의 노즐(160)을 사이에 두고 상호 마주보는 각도 제한 부재(200)를 덮개(150) 상에 설치하는 것을 더 포함할 수 있다. 각도 제한 부재(200)에 대해서는 앞에서 상세히 설명하였으므로, 중복된 설명은 생략한다.
이어서, 복수의 노즐(160)과 대향하도록 기판(S)을 배치한다. 이 때, 기판(S)은 기판 지지부(400)에 의해 지지될 수 있다. 또한, 복수의 노즐(160)과 기판(S) 사이에 기판(S)과 밀착될 수 있는 증착 마스크(300)가 배치될 수 있다. 기판 지지부(400) 및 증착 마스크(300)에 대해서는 앞에서 상세히 설명하였으므로, 중복된 설명은 생략한다.
이어서, 제2 방향(Y)으로 도가니(110) 또는 기판(S)을 이동시키면서 복수의 노즐(160)을 통해 기판(S)으로 증착 물질(도 3의 DM)을 분사시켜 기판(S)에 박막을 형성한다.
상기 박막은, 도 14를 참조하면, 발광 표시 장치에서 기판(S) 상에 배치된 화소 정의막(20)의 화소 개구부(21)를 통해 노출된 제1 전극(10)과, 제1 전극(10)의 상부에 배치된 제2 전극(80) 사이에 배치된 정공 주입층(30), 정공 수송층(40), 발광층(50), 전자 수송층(60) 및 전자 주입층(70) 중 적어도 어느 하나일 수 있다.
기판(S)은 투명한 절연성 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 기판(S)은 유리, 석영, 세라믹, 플라스틱 등으로 형성될 수 있다. 기판(S)은 평탄한 판상일 수 있다. 몇몇 실시예에 의하면 기판(S)은 외력에 의하여 용이하게 구부러질 수 있는 재질로 형성될 수도 있다. 기판(S)은 기판(S) 상에 배치된 타 구성들을 지지할 수 있다. 도시되진 않았지만, 기판(S)은 복수의 박막 트랜지스터를 포함할 수 있다. 복수의 박막 트랜지스터 중 적어도 일부의 드레인 전극은 제1 전극(10)과 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 전극(10)은 기판(S) 상에 각 화소 별로 배치될 수 있다. 제1 전극(10)은 박막 트랜지스터의 드레인 전극에 인가된 신호를 받아 발광층(50)으로 정공을 제공하는 애노드 전극 또는 전자를 제공하는 캐소드 전극일 수 있다.
제1 전극(10)은 투명 전극, 반사 전극 또는 반투과 전극으로 사용될 수 있다. 제1 전극(10)이 투명 전극으로 사용될 때는 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ZnO(Zinc Oxide) 또는 In2O3로 형성될 수 있다. 제1 전극(10)이 반사 전극으로 사용될 때는 Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr 및 이들의 화합물 등으로 반사막을 형성한 후, 그 위에 ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3 를 형성하여 구성될 수 있다. 제1 전극(10)이 반투과 전극으로 사용될 때는 Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr 및 이들의 화합물 등으로 반사막을 얇은 두께로 형성한 후, 그 위에 ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3 를 형성하여 구성될 수 있다. 제1 전극(10)은 도 18의 증착 장치를 이용하여 증착 방법으로 형성될 수 있으며, 이에 한정되지는 않는다.
화소 정의막(20)은 제1 전극(10)을 노출하는 개구부(21)를 가지도록 기판(S) 상에 배치되며, 기판(S) 상에 각 화소를 구획한다. 화소 정의막(20)은 절연 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 화소 정의막(20)은 벤조사이클로부텐(Benzocyclobutene;BCB), 폴리이미드(polyimide;PI), 폴리아미드(polyamide;PA), 아크릴 수지 및 페놀수지 등으로부터 선택된 적어도 하나의 유기 물질을 포함하여 이루어질 수 있다. 또 다른 예로, 화소 정의막(20)은 실리콘 질화물 등과 같은 무기 물질을 포함하여 이루어질 수도 있다. 화소 정의막(20)은 포토리소그래피 공정을 통해 형성될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
정공 주입층(30)은 화소 정의막(20)의 개구부(21)를 통해 노출되는 제1 전극(10) 상에 형성되되, 화소 정의막(20)을 모두 덮도록 형성될 수도 있다. 정공 주입층(30)은 제1 전극(10)과 정공 수송층(40) 사이의 에너지 장벽을 낮추는 완충층으로써 제1 전극(10)으로부터 제공되는 정공이 정공 수송층(40)으로 용이하게 주입되게 하는 역할을 한다. 정공 주입층(30)은 유기 화합물, 예를 들어 MTDATA(4,4',4"-tris(3-methylphenylphenylamino)triphenylamine), CuPc(copper phthalocyanine) 또는 PEDOT/PSS(poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/polystyrene sulfonate) 등으로 이루어질 수 있으며, 이에 한정되지는 않는다.
정공 수송층(40)은 정공 주입층(30) 상에 형성된다. 정공 수송층(40)은 정공 주입층(30)을 통해 제공받는 정공을 발광층(50)으로 전달하는 역할을 한다. 이러한 정공 수송층(40)은 유기 화합물, 예를 들어 TPD(N,N'-diphenyl-N,N'-bis(3-methylphenyl)-1,1'-bi-phenyl-4,4'-diamine) 또는 NPB(N,N'-di(naphthalene-1-yl)-N,N'-diphenyl-benzidine)등으로 이루어질 수 있으며, 이에 한정되지는 않는다.
발광층(50)은 정공 수송층(40) 상에 형성된다. 발광층(50)은 제1 전극(10)에서 제공되는 정공과 제2 전극(80)에서 제공되는 전자를 재결합시켜 광을 방출한다. 보다 상세히 설명하면, 발광층(50)에 정공 및 전자가 제공되면 정공 및 전자가 결합하여 엑시톤을 형성하고, 이러한 엑시톤이 여기 상태로부터 기저 상태로 변화면서 광을 방출시킨다. 이러한 발광층(50)은 적색을 방출하는 적색 발광층, 녹색을 방출하는 녹색 발광층, 및 청색을 방출하는 청색 발광층을 포함할 수 있다.
상기 적색 발광층은 하나의 적색 발광 물질을 포함하거나, 호스트와 적색 도펀트를 포함하여 형성될 수 있다. 상기 적색 발광층의 호스트의 예로는 Alq3(tris(8-hydroxyquinolinato)aluminium), CBP(4,4'-N,N'-dicarbazol-biphenyl), PVK(ploy(n-vinylcarbazole)), ADN(9,10-Di(naphthyl-2-yl)anthracene), TPBI(1,3,5-tris(N-phenylbenzimidazole-2-yl)benzene), TBADN(3-tert-butyl-9,10-di(naphth-2-yl) anthracene), DSA(distyrylarylene) 등을 사용할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 그리고, 상기 적색 도펀트로서, PtOEP, Ir(piq)3, Btp2Ir(acac)등을 이용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 녹색 발광층은 하나의 녹색 발광 물질을 포함하거나, 호스트와 녹색 도펀트를 포함하여 형성될 수 있다. 상기 녹색 발광층의 호스트로는 상기 적색 발광층의 호스트가 사용될 수 있다. 그리고, 상기 녹색 도펀트로서, Ir(ppy)3, Ir(ppy)2(acac), Ir(mpyp)3 등을 이용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 청색 발광층은 하나의 청색 발광 물질을 포함하거나, 호스트와 청색 도펀트를 포함하여 형성될 수 있다. 상기 청색 발광층의 호스트로는 상기 적색 발광층의 호스트가 사용될 수 있다. 그리고, 상기 청색 도펀트로서, F2Irpic, (F2ppy)2Ir(tmd), Ir(dfppz)3, ter-fluorene, DPAVBi(4,4'-bis(4-di-p- tolylaminostyryl) biphenyl), TBPe(2,5,8,11-tetra-tert-butyl perylene) 등을 이용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
전자 수송층(60)은 발광층(50) 상에 형성되며, 제2 전극(80)에서 제공받은 전자를 발광층(50)으로 전달하는 역할을 한다. 이러한 전자 수송층(60)은 유기 화합물, 예를 들어 Bphen(4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline)), BAlq(aluminum(III)bis(2-methyl-8-hydroxyquinolinato)4-phenylphenolate), Alq3(tris(8-quinolinolato)aluminum), Bebq2(berylliumbis(benzoquinolin-10-olate), TPBI(1,3,5-tris(N-phenylbenzimidazole-2-yl)benzene) 등의 재료를 사용할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
전자 주입층(70)은 전자 수송층(60) 상에 형성되며, 전자 수송층(60)과 제2 전극(80) 사이의 에너지 장벽을 낮추는 완충층으로써 제2 전극(80)로부터 제공되는 전자가 전자 수송층(60)으로 용이하게 주입되게 하는 역할을 한다. 이러한 전자 주입층(70)은 예를 들어, LiF 또는 CsF 등으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
제2 전극(80)은 전자 주입층(70)의 상부에 배치될 수 있다. 제2 전극(80)은 제1 전극(10)과 동일한 재질로 형성될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 몇몇 실시예에 의하면, 제2 전극(80)은 발광 표시 장치에 포함된 복수의 화소들에 배치되는 공통 전극일 수 있다. 몇몇 실시예에 의하면, 제2 전극(80)은 전자 주입층(70)의 상부 및 화소 정의막(20)의 상부 전면에 배치될 수도 있다. 제1 전극(10)과 제2 전극(80) 사이에 흐르는 전류에 따라 발광층(50)의 발광이 제어될 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
1: 증착 장치 100: 증착원
110: 도가니 120: 가열 부재
130, 140: 인너 플레이트 150: 덮개
160, 160a, 160b, 160c, 160d: 복수의 노즐
170: 리플렉터 180: 하우징
200: 각도 제한 부재 300: 증착 마스크
400: 기판 지지부

Claims (17)

  1. 제1 방향을 따라 연장되게 구성되며, 내부 공간에 증착 물질을 수용하도록 상측에 개구부를 가지는 도가니;
    상기 도가니의 측부에 배치되며, 상기 도가니를 가열하는 가열 부재;
    상기 도가니의 상기 개구부를 덮는 덮개; 및
    상기 덮개로부터 상방으로 돌출되며, 상기 덮개 상에 상기 제1 방향을 따라 배치되는 복수의 노즐을 포함하며,
    상기 복수의 노즐 각각은, 상단으로부터 측벽을 따라 일정 깊이로 형성된 한 쌍의 홈을 구비하고,
    상기 한 쌍의 홈은 상호 마주보도록 위치하는 증착 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 노즐에 구비된 모든 홈들은 상기 제1 방향을 따라 연장된 동일 연장선상에 위치하는 증착 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 홈은 상기 노즐의 상단으로부터 상기 덮개로 가는 방향으로 폭이 좁아지는 형태를 가지는 증착 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 홈의 단면 형상은 역사다리꼴형인 증착 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 홈은 상기 노즐의 상단으로부터 상기 덮개로 가는 방향으로 폭이 동일한 형태를 가지는 증착 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 홈의 단면 형상은 사각형인 증착 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 홈은 상기 노즐의 상단으로부터 상기 덮개로 가는 방향으로 폭이 넓어지는 형태를 가지는 증착 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 홈의 단면 형상은 사다리꼴형인 증착 장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 홈은 상기 노즐의 상단으로부터 상기 덮개로 가는 방향에서 서로 다른 도형의 조합을 가지는 증착 장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 홈의 단면 형상은 사각형과 반원형의 조합 또는 사각형과 칠각형의 조합을 가지는 증착 장치.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 덮개 상에 상기 제1 방향을 따라 연장되게 구성되며, 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향에서 상기 복수의 노즐을 사이에 두고 상호 마주보는 제1 각도 제한 부재와 제2 각도 제한 부재를 포함하는 각도 제한 부재를 더 포함하는 증착 장치.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 도가니의 내부에 설치되는 적어도 하나의 인너 플레이트를 더 포함하며,
    상기 인너 플레이트는 복수의 홀을 구비하는 증착 장치.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 도가니와 상기 가열 부재를 수용하는 하우징; 및
    상기 복수의 노즐을 노출시키도록 상기 덮개의 상부에 배치되며, 상기 하우징과 결합하는 리플렉터를 더 포함하는 증착 장치.
  14. 제1 방향을 따라 연장되게 구성되며 내부에 증착 물질을 수용하도록 개구부를 가지는 도가니와, 상기 도가니의 측부를 감싸도록 배치되며 상기 도가니를 가열하는 가열 부재와, 상기 도가니의 상기 개구부를 덮는 덮개와, 상기 덮개로부터 상방으로 돌출되며 상기 덮개 상에 상기 제1 방향을 따라 배치되는 복수의 노즐을 포함하는 증착 장치를 준비하는 단계;
    상기 복수의 노즐과 대향하도록 기판을 배치하는 단계; 및
    상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 상기 도가니 또는 상기 기판을 이동시키면서 상기 복수의 노즐을 통해 상기 기판으로 상기 증착 물질을 분사시켜 상기 기판에 박막을 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 복수의 노즐 각각은, 상단으로부터 측벽을 따라 일정 깊이로 형성된 한 쌍의 홈을 구비하고, 상기 한 쌍의 홈은 상호 마주보도록 위치하는 발광 표시 장치의 제조 방법.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 복수의 노즐에 구비된 모든 홈들은 상기 제1 방향을 따라 연장된 동일 연장선상에 위치하는 발광 표시 장치의 제조 방법.
  16. 제14 항에 있어서,
    상기 증착 장치를 준비하는 단계는
    상기 제1 방향을 따라 연장되게 구성되며 상기 제2 방향에서 상기 복수의 노즐을 사이에 두고 상호 마주보는 제1 각도 제한 부재와 제2 각도 제한 부재를 포함하는 각도 제한 부재를 상기 덮개 상에 설치하는 것을 더 포함하는 발광 표시 장치의 제조 방법.
  17. 제14 항에 있어서,
    상기 박막은 발광 표시 장치의 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층 및 전자 주입층 중 적어도 어느 하나인 발광 표시 장치의 제조 방법.
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