CN110854294A - 一种oled的封装方法以及封装得到的oled - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种OLED的封装方法以及封装得到的OLED,涉及有机发光二极管领域。本发明提供的封装方法包括以下步骤:提供金属盖板和待封装OLED基板;所述金属盖板的内部空间能够完全容纳待封装OLED基板;将所述待封装OLED基板放入金属盖板内,然后用胶黏剂将金属盖板与待封装OLED基板间的空隙填充完整并将所述胶黏剂进行固化,实现OLED的封装。本发明提供的方法采用金属盖板进行封装,一方面能够阻挡光的散射,提高光的亮度和效率,另一方面能够对OLED层进行有效密封,隔绝水、氧,提高了OLED器件的使用寿命。实施例结果表明,本发明提供的封装方法能够有效提供OLED器件的光亮度、电流效率和使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及有机发光二极管领域,尤其涉及一种OLED的封装方法以及封装得到的OLED。
背景技术
OLED(有机发光二极管)的基本结构是由薄而透明且具有半导体特性的铟锡氧化物(ITO)与电源正极相连,再加上另一个金属阴极组成,其中OLED基本结构层中包括:阳极、空穴注入层(HIL)、空穴传输层(HTL)、发光层(EL)与电子传输层(ETL)、电子注入层(EIL)、阴极。当电源电压适当时,正极空穴与阴极电荷就会在发光层中结合,产生光亮,依其配方不同产生红、绿和蓝三基色,构成基本色彩。
在制备完成OLED器件后,由于OLED器件对氧气和水比较敏感,长时间暴露在空气中OLED器件会很快退化甚至无法工作,所以需要对OLED器件进行封装,使OLED器件能够隔离水氧,延长使用寿命。现有的封装方法是采用玻璃盖板进行封装,在OLED基板四周均匀涂布紫外固化胶,将与之匹配的玻璃盖板包裹住OLED并置于紫外固化灯下进行固化,实现玻璃盖板的封装。但是采用上述方法封装得到的OLED仍存在光源亮度低的问题。
发明内容
本发明提供了一种OLED的封装方法以及封装得到的OLED,本发明提供的封装方法采用金属盖板替代传统的玻璃盖板,一方面能够阻挡光的散射,提高光的亮度和效率,另一方面能够对OLED层进行有效密封,隔绝水、氧,提高了OLED器件的使用寿命。
本发明提供了一种OLED的封装方法,包括以下步骤:
(1)提供金属盖板和待封装OLED基板;所述金属盖板的内部空间能够完全容纳待封装OLED基板;
(2)将所述待封装OLED基板放入金属盖板内,然后用胶黏剂将金属盖板与待封装OLED基板间的空隙填充完整并将所述胶黏剂进行固化,实现OLED的封装。
优选的,所述金属盖板的材质包括铝、铝合金、铁或铁合金。
优选的,所述金属盖板的厚度为0.5~3μm。
优选的,所述待封装OLED基板包括上下依次排列的干燥剂层、薄膜封装层和OLED层。
优选的,所述干燥剂层包括固化后的胶黏剂和分散在胶黏剂中的干燥剂;所述干燥剂层中干燥剂的质量分数为5%~10%。
优选的,所述干燥剂包括分子筛、氯化钙、氧化钙和氧化钡中的一种或多种。
优选的,所述干燥剂层的厚度为0.5~3μm。
优选的,所述薄膜封装层包括层叠的有机物层、金属氧化物层和金属层;从化学组成上,所述有机物层包括三(8-羟基喹啉)铝、N,N'-二苯基-N,N'-二(1-萘基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺或1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯;所述金属氧化物层包括MoO2和MoO3的混合物或者WO2和WO3的混合物;所述金属层包括铝、银、锌、镍和镁中的一种或几种。
本发明还提供了上述技术方案所述封装方法制备得到的OLED,包括基板和密封连接于所述基板上的金属盖板,以及填充于基板和金属盖板空隙间的胶黏剂。
本发明提供了一种OLED的封装方法,包括以下步骤:提供金属盖板和待封装OLED基板;所述金属盖板的内部空间能够完全容纳待封装OLED基板;将所述待封装OLED基板放入金属盖板内,然后用胶黏剂将金属盖板与待封装OLED基板间的空隙填充完整并将所述胶黏剂进行固化,实现OLED的封装。本发明提供的方法采用金属盖板进行封装,一方面能够阻挡光的散射,提高光的亮度和效率,另一方面能够对OLED层进行有效密封,隔绝水、氧,提高了OLED器件的使用寿命。实施例结果表明,本发明提供的封装方法能够有效提供OLED器件的光亮度、电流效率和使用寿命。
附图说明
图1为采用玻璃盖板时的OLED器件光发射图。
图2为实施例4和对比例1的电流密度-亮度性能曲线图;
图3为实施例4和对比例1的波长-归一化光谱强度曲线图;
图4为实施例4和对比例1的电流密度-电流效率曲线图;
图5为实施例4和对比例1的时间-电压曲线图;
图6为实施例4和对比例1的时间-亮度曲线图。
具体实施方式
本发明提供了一种OLED的封装方法,包括以下步骤:
(1)提供金属盖板和待封装OLED基板;所述金属盖板的内部空间能够完全容纳待封装OLED基板;
(2)将所述待封装OLED基板放入金属盖板内,然后用胶黏剂将金属盖板与待封装OLED基板间的空隙填充完整并将所述胶黏剂进行固化,实现OLED的封装。
本发明提供金属盖板和待封装OLED基板。
在本发明中,所述金属盖板为一个具有凹槽的开口容器,所述凹槽的底部为光滑的平面结构,所述凹槽的底部用于放置OLED基板,所述凹槽的侧面能够将OLED基板的侧面包裹完全,避免封装后得到的OLED器件的光从侧面散射出去,造成光源的浪费。在本发明中,所述封装完成后OLED器件的光从金属盖板的开口处,即OLED器件的光从光取出面(正面)发出。
在本发明中,所述金属盖板的形状根据待封装OLED基板的形状进行调整,以金属盖板的内部空间能够完全容纳待封装OLED基板为准。本发明对金属盖板的材质没有特别要求,优选包括铝、铝合金、铁或铁合金;所述金属盖板的厚度优选为0.5~3μm,进一步优选为1~2.5μm,更优选为1.5~2μm;所述金属盖板的边缘高度或者深度优选为0.5~5μm,进一步优选为1~4μm,更优选为2~3μm。
在本领域中,采用玻璃盖板时的OLED器件光发射图如图1所示。从图1中可以看出,OLED器件产生的光不仅从光取出面即正面发射出去,而且也会从OLED器件的侧面散射出去,但是从OLED器件侧面散射出去的光无法被利用,造成了光源的浪费,降低了光源利用率。本发明以金属盖板替换传统方法中的玻璃盖板,有效解决了采用玻璃盖板时的散光问题。本发明采用金属盖板能够很好地阻挡OLED器件的光从侧面散射出去,使OLED器件产生的光源都从正面发射出去,起到光增强的效果,有利于提高光源利用率。另外,本发明采用金属盖板,对OLED器件的密封效果较好,有利于隔绝氧气和水分子,起到延长OLED器件寿命的作用。
在本发明中,所述待封装OLED基板优选包括依次上下排列的干燥剂层、薄膜封装层和OLED层。
在本发明中,所述干燥剂层优选包括固化后的胶黏剂和分散在胶黏剂中的干燥剂;所述干燥剂层中干燥剂的质量分数优选为5%~10%。在本发明中,所述干燥剂优选包括分子筛、氯化钙、氧化钙和氧化钡中的一种或多种。在本发明中,所述胶黏剂优选包括紫外固化胶或者AB胶,本发明优选采用紫外固化胶;所述紫外固化胶优选包括PermabondUV681或Permabond UV630。在本发明中,所述干燥剂层的制备方法优选包括:将胶黏剂和干燥剂混合后,涂覆在薄膜封装层的表面,然后在紫外光下进行固化,得到干燥剂层。本发明对涂覆和固化的具体方法没有特别要求,采用本领域技术人员所熟知的方法即可。在本发明中,所述干燥剂层的厚度优选为0.5~3μm,更优选为1~2.5μm。在本发明中,所述干燥剂层起到吸附水汽和其它气体如空气、氢气、氧气、氮气和氩气的作用,有利于使OLED层隔绝水汽,达到延长OLED器件寿命的效果。
在本发明中,所述薄膜封装层优选包括层叠的有机物层、金属氧化物层和金属层;从化学组成上,所述有机物层包括三(8-羟基喹啉)铝、N,N'-二苯基-N,N'-二(1-萘基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺或1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯;所述金属氧化物层包括MoO2和MoO3的混合物或者WO2和WO3的混合物;所述金属层包括铝、银、锌、镍和镁中的一种或几种。
在本发明中,所述有机物层优选包括三(8-羟基喹啉)铝(Alq3)、N,N'-二苯基-N,N'-二(1-萘基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺(NPB)或1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯(TPBi)。在本发明中,所述有机物层的厚度优选为50~100nm,更优选为50~70nm。本发明对所述有机物层的来源没有特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。在本发明中,所述有机物层能够起到有机缓冲层的作用。
在本发明中,所述金属氧化物层优选包括MoO2和MoO3的混合物或者WO2和WO3的混合物。在本发明中,所述金属氧化物层的厚度优选为50~100nm,更优选为50~70nm。
在本发明中,所述金属氧化物优选既包括二价的金属氧化物也包括三价的金属氧化物,所述金属氧化物的来源优选在SIGMA购买,其中钼氧化物的型号优选为MOLYBDENUM(VI)OXIDE。在本发明中,所述金属氧化物为低温易沉类金属化合物,是二价和三价金属氧化物的混合体,其中二价金属氧化物能够吸收氧气反应形成三价金属氧化物,达到吸收渗入到器件中的氧气的作用;三价金属氧化物遇到水会缓慢的反应生成相应的金属酸,达到吸收渗入到器件中的水分的作用,从而吸收渗入到OLED器件中的水氧,达到防护作用,大幅度延长OLED器件的使用寿命。
在本发明中,所述金属层优选包括铝、银、锌、镍和镁中的一种或几种;所述铝的形式优选为铝单质或铝合金,所述银的形式优选为银单质或银合金,所述锌的形式优选为锌单质或锌合金,所述镍的形式优选为镍单质或镍合金,所述镁的形式优选为镁单质或镁合金。本发明对所述银合金、锌合金、镍合金和镁合金的具体组成没有特殊要求,采用本领域技术人员所熟知的相应金属合金即可。在本发明中,所述金属层的厚度优选为50~100nm,更优选为70~100nm。本发明对所述金属层的来源没有特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的市售产品或通过常规技术手段制备得到即可。在本发明中,所述金属层能够与生成的金属酸反应生成稳定的金属酸盐,从而促进体系的稳定性,延长OLED器件的使用寿命。
在本发明中,所述薄膜封装层中有机物层、金属氧化物层和金属层优选呈周期性排列,所述周期性排列的周期数优选为1~8,更优选为2~3。具体的如周期性为2时,排列的具体形式为有机物层-金属氧化物层-金属层-有机物层-金属氧化物层-金属层,当周期性为其它时,依此类推。在本发明中,所述有机物层、金属氧化物层和金属层呈周期性叠加,随着周期性的增加,更有利于吸收外界的水氧,从而提高封装效果,延长OLED器件的使用寿命。
在本发明中,所述有机物层与金属氧化物层之间优选还包括钙层,所述钙层的厚度优选为50~200nm。在本发明中,所述钙层优选包括单质钙。本发明对所述钙层的来源没有特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的常用产品即可。在本发明中,所述钙层能够吸收渗入到OLED器件中的水氧,从而延长OLED器件的使用寿命。在本发明中,当所述有机物层与金属氧化物层之间包括钙层时,所述薄膜封装层中有机物层、钙层、金属氧化物层和金属层优选呈周期性排列,所述周期性排列的周期数优选为1~8,更优选为2~3。具体的如周期性为2时,排列的具体形式为有机物层-钙层-金属氧化物层-金属层-有机物层-钙层-金属氧化物层-金属层,当周期性为其它时,依此类推。
在本发明中,所述薄膜封装层的制备方法优选包括以下步骤:在OLED层上依次蒸镀有机物层、金属氧化物层和金属层,得到所述薄膜封装层。
在本发明中,当蒸镀有机物层时,所述蒸镀的电流根据有机物的不同选择不同的蒸镀电流,具体的如Alq3层的蒸镀电流为40A,所述蒸镀的蒸发速率优选为当蒸镀金属氧化物层时,所述蒸镀的电流优选为80~100A,所述蒸镀的蒸发速率优选为当蒸镀金属层时,所述蒸镀的电流根据金属的不同选择不同的蒸镀电流,具体的如铝的蒸镀电流为30A,银的蒸镀电流为110~120A,锌的蒸镀电流为70~90A,所述蒸镀的蒸发蒸发速率优选为
当含有钙层时,所述钙层优选蒸镀在有机物层与金属氧化物层之间。
当所述有机物层、金属氧化物层和金属层或者有机物层、钙层、金属氧化物层和金属层呈周期性排列时,按照前述技术方案对应不同物质层的蒸镀条件,依次循环蒸镀即可。
在本发明中,所述薄膜封装层有助于使OLED层隔绝水汽和氧气,进而提高OLED器件的寿命。
在本发明中,所述OLED层优选包括阳极玻璃基板、空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层和阴极。本发明对所述OLED层的来源没有特殊要求;采用本领域技术人员所熟知的OLED层或自行制备得到均可。当自行制备时,所述OLED层的制备过程,优选包括以下步骤:
通过磁控溅射,在玻璃基板上镀ITO薄膜,然后经过刻蚀,得到ITO薄膜玻璃基板;
清洗所述ITO薄膜玻璃基板,然后经过干燥和紫外照射,得到洁净的ITO薄膜玻璃基板;
将所需蒸镀的材料放入蒸镀舱的各个舟源或坩埚源上,将洁净的ITO基板放入蒸镀舱中进行蒸镀,得到所述OLED层。
本发明通过磁控溅射,在玻璃基板上镀ITO薄膜,然后经过刻蚀,得到ITO薄膜玻璃基板。
在本发明中,所述磁控溅射的压力优选低于2.0×10-5mbar,所述ITO薄膜的厚度优选为150nm。
在本发明中,所述刻蚀优选采用光刻机。本发明优选将刻蚀后的玻璃基板放到显影液中涮洗2~3次,然后在王水中浸泡5~10分钟,再放到丙酮溶液中清洗。
本发明对所述刻蚀后的玻璃基板的结构没有特殊的要求,按预先设计好的结构进行刻蚀即可。
得到ITO薄膜玻璃基板后,本发明清洗所述ITO薄膜玻璃基板,然后经过干燥和紫外照射,得到洁净的ITO薄膜玻璃基板。
在本发明中,所述清洗的清洗剂优选采用洗涤剂和/或去污粉。本发明对所述清洗剂的来源没有特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的产品即可。本发明对所述清洗剂的用量比例也没有特殊的限定,能够将所述ITO薄膜玻璃基板清洗干净即可。
在本发明中,所述清洗优选在超声条件下进行,每次超声均采用新的清洁剂;所述超声的功率优选为800~1000W,所述超声的时间优选为60~120min,所述超声的次数优选为3~4次。
本发明对所述干燥的温度和时间没有特殊的限定,采用本领域常规的技术手段能将ITO薄膜玻璃基板烘干即可。
在本发明中,所述紫外照射的波长优选为185~254nm,所述紫外照射的时间优选为15~20min。
得到洁净的ITO薄膜玻璃基板后,本发明将所需蒸镀的材料放入蒸镀舱的各个舟源或坩埚源上,将洁净的ITO基板放入蒸镀舱中进行蒸镀,得到所述OLED层。
本发明优选在蒸镀前对所述舟源或坩埚源进行预热。在本发明中,所述预热的温度优选为100℃,所述预热的时间优选为1~3min。
在本发明中,所述蒸镀的压力优选低于10-5mbar。
在本发明中,所述蒸镀的材料依次优选包括对应阳极玻璃基板、空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层和阴极组分的材料,其中空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层为有机物,阴极为金属层。
得到待封装OLED基板和金属盖板后,本发明将所述待封装OLED基板放入金属盖板内,然后用胶黏剂将金属盖板与待封装OLED基板间的空隙填充完整并将所述胶黏剂进行固化,实现OLED的封装。
在本发明中,所述胶黏剂优选包括紫外固化胶或者AB胶;所述紫外固化胶优选包括PermabondUV681或PermabondUV630。本发明在金属盖板与待封装OLED基板的空隙处填充胶黏剂,有利于起到隔绝水、氧的效果,有利于延长OLED的使用寿命。本发明对固化的具体实施方式没有特别要求,采用本领域技术人员熟知的固化方式即可。
本发明还提供了上述技术方案所述封装方法制备得到的OLED,包括基板和密封连接于所述基板上的金属盖板,以及填充于基板和金属盖板空隙间的胶黏剂。
下面将结合本发明中的实施例,对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例1
(1)OLED层的制备
通过磁控溅射得到ITO薄膜玻璃基板,然后将需要蒸镀的材料放入蒸镀舱的各个舟源或坩埚源上,将洁净的ITO基板放入蒸镀舱中进行蒸镀,得到所述OLED层;
(2)薄膜封装层的制备
蒸镀完OLED层后,在电流为40A的条件下,在OLED层的阴极表面蒸镀Alq3层(50nm),电流为70A的条件下,蒸镀Ca层(50nm)、电流为90A的条件下,蒸镀MoO2和MoO3的混合物层(50nm),使蒸镀的蒸发速率为电流为30A的条件下,蒸镀Al层(50nm),得到Alq3/Ca/MoOx/Al封装薄膜,其中MoOx代表MoO2和MoO3的混合物层。
(3)干燥剂层的制备
将分子筛和Permabond UV630混合均匀,然后涂覆在薄膜封装层的金属Al层表面,通过紫外光对Permabond UV630进行固化,得到包含干燥剂层-薄膜封装层和OLED层的待封装OLED基板;其中干燥剂层中分子筛的质量分数为5%,干燥剂层的厚度为1.5μm。
(4)金属板的制备
按照OLED层的形状制备金属板,金属板为铝盖板,金属板的厚度为1μm,金属盖板的边缘高度为2μm。
(5)封装
将待封装OLED基板放入金属板内,用Permabond UV681紫外固化胶将金属板与待封装OLED基板间的空隙填充完整,然后进行紫外固化,达到隔绝水氧的效果,实现OLED的封装。
实施例2
OLED器件的制备方法与实施例1相同,蒸镀的OLED薄膜封装层材料不同。本实施例依次蒸镀Alq3、MoOx和Al,得到Alq3/MoOx/Al封装薄膜,其中MoOx代表MoO2和MoO3的混合物层。
实施例3
OLED器件的制备方法与实施例1相同,蒸镀的OLED薄膜封装层材料不同。本实施例依次循环蒸镀Alq3、MoOx和铝,连续蒸镀3个周期,得到Alq3/MoOx/Al周期性封装薄膜,其中MoOx代表MoO2和MoO3的混合物层。
实施例4
OLED器件的制备方法与实施例1相同,蒸镀的OLED薄膜封装层材料不同。本实施例依次蒸镀Alq3、WOx和Al,Alq3层的厚度为50nm,WOx层的厚度为50nm,Al层的厚度为50nm,得到Alq3/WOx/Al封装薄膜,其中WOx代表WO2和WO3的混合物层。
经过亮度和电压的检测,在0~300h实施例制得的OLED亮度从2201cd/m2变为1806cd/m2,电压从5.74V变为8.65V。
对比例1
按照实施例1步骤(1)、(2)、(3)的方法进行试验,得到待封装OLED基板;
然后采用传统的玻璃盖板对OLED基板进行封装,具体方法为:在玻璃盖板内贴上干燥片,在玻璃盖板四周涂上紫外固化胶,把这个玻璃盖板放到OLED基板上,并进行紫外固化。
对实施例4和对比例1的电流密度-亮度性能进行测试,测试仪器为PR650光谱仪。测试结果如图2所示,由图2可知,在相同电流密度下,本发明通过金属盖板封装的OLED比用玻璃盖板封装的OLED的光亮度更高。
对实施例4和对比例1的波长-归一化光谱强度进行测试。测试结果如图3所示,由图3可知,本发明采用金属盖板封装,不会影响到器件的发光颜色。
对实施例4和对比例1的电流密度-电流效率进行测试。测试结果如图4所示,由图4可知,在相同电流密度下,本发明通过金属盖板封装的OLED比用玻璃盖板封装的OLED的电流效率更高。
对实施例4和对比例1的电压随时间变化曲线进行测试,结果如图5所示,由图5可知,本发明采用金属盖板封装的OLED器件随着使用时间延长,电压增长较为缓慢,而对比例1采用玻璃盖板封装的OLED器件随着使用时间延长,电压增长迅速。由于OLED器件使用过程中电压升高意味着OLED器件性能下降,不利于实际应用。因此,本发明采用金属盖板封装的OLED器件使用寿命更长。
对实施例4和对比例1的器件亮度随时间变化曲线进行测试,结果如图6所示,由图6可知,本发明采用金属盖板封装的OLED器件随着使用时间延长,亮度降低较为缓慢,而对比例1采用玻璃盖板封装的OLED器件随着使用时间延长,亮度降低迅速。由于OLED器件使用过程中亮度降低意味着OLED器件性能下降,不利于实际应用。因此,本发明采用金属盖板封装的OLED器件使用寿命更长。
本发明采用金属盖板封装OLED,一方面能够阻挡光的散射,提高光的亮度和效率,另一方面能够对OLED层进行有效密封,隔绝水、氧,提高了OLED器件的使用寿命。由上述实验结果可知,本发明提供的封装方法封装得到的OLED光亮度和光效率更高,且OLED的寿命更长。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种OLED的封装方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)提供金属盖板和待封装OLED基板;所述金属盖板的内部空间能够完全容纳待封装OLED基板;
(2)将所述待封装OLED基板放入金属盖板内,然后用胶黏剂将金属盖板与待封装OLED基板间的空隙填充完整并将所述胶黏剂进行固化,实现OLED的封装。
2.根据权利要求1所述的封装方法,其特征在于,所述金属盖板的材质包括铝、铝合金、铁或铁合金。
3.根据权利要求1或2所述的封装方法,其特征在于,所述金属盖板的厚度为0.5~3μm。
4.根据权利要求1所述的封装方法,其特征在于,所述待封装OLED基板包括上下依次排列的干燥剂层、薄膜封装层和OLED层。
5.根据权利要求4所述的封装方法,其特征在于,所述干燥剂层包括固化后的胶黏剂和分散在胶黏剂中的干燥剂;所述干燥剂层中干燥剂的质量分数为5%~10%。
6.根据权利要求5所述的封装方法,其特征在于,所述干燥剂包括分子筛、氯化钙、氧化钙和氧化钡中的一种或多种。
7.根据权利要求4~6任一项所述的封装方法,其特征在于,所述干燥剂层的厚度为0.5~3μm。
8.根据权利要求4所述的封装方法,其特征在于,所述薄膜封装层包括层叠的有机物层、金属氧化物层和金属层;从化学组成上,所述有机物层包括三(8-羟基喹啉)铝、N,N'-二苯基-N,N'-二(1-萘基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺或1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯;所述金属氧化物层包括MoO2和MoO3的混合物或者WO2和WO3的混合物;所述金属层包括铝、银、锌、镍和镁中的一种或几种。
9.权利要求1~8任一项所述封装方法得到的OLED,包括基板和密封连接于所述基板上的金属盖板,以及填充于基板和金属盖板空隙间的胶黏剂。
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