CN205752262U - Oled器件 - Google Patents

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Abstract

描述了一种OLED器件。将封装结构沉积在OLED结构上方,所述封装结构具有夹在阻挡层之间的有机缓冲层和设置于所述有机缓冲层上的界面层。在一个实例中,所述OLED器件包括:第一阻挡层,所述第一阻挡层设置在基板的一区域上,所述区域上设置有OLED结构;氟化缓冲层,所述氟化缓冲层包含含氟聚合物材料,所述氟化缓冲层设置在所述第一阻挡层上;界面层,所述界面层包含所述聚合物材料,所述界面层在所述氟化缓冲层上;以及第二阻挡层,所述第二阻挡层设置在所述界面层上。

Description

OLED器件
技术领域
本公开案的实施方式一般涉及一种用于封装有机发光二极管(OLED)的装置。
背景技术
OLED用于制造电视机屏、计算机监控器、移动手机、用于显示信息的其他手持设备等。如与液晶显示器(LCD)相比,OLED显示器响应时间更快、视角更大、对比度更高、重量更轻、功率较低且具有对柔性基板的顺应性,因此近来在显示器应用中已深受关注。
OLED结构可具有的寿命有限,这表征为电致发光效率降低和驱动电压增加。OLED结构的劣化的主要原因在于因湿气或氧气入侵而形成了不发光的暗点。出于这个原因,OLED结构通常是由夹在阻挡层之间的缓冲层进行封装。缓冲层被用来填充第一阻挡层中的任何空隙或缺损,使得第二阻挡层具有实质上均匀的表面以用于沉积。然而,用于形成缓冲层的一些材料在所述阻挡层与第二阻挡层接触的界面处非期望地产生气泡。界面处形成的气泡可不利地损害膜堆叠粘附力,由此最终导致器件性能差和器件故障。
因此,需要一种用于封装OLED结构的改进的装置。
实用新型内容
提供了用于OLED结构的封装结构,所述封装结构包括形成于夹在阻挡层之间的缓冲层上的界面层。所述缓冲层是用含氟等离子体形成的,其中所述界面层设置在所述缓冲层上以消除在形成所述阻挡层和所述界面层时的气泡形成。随后,在界面层上方沉积第二阻挡层。另外,为了确保良好粘附,可任选地在所述缓冲层与所述第一阻挡层之间形成缓冲粘附层。
在一实施方式中,一种OLED器件包括:第一阻挡层,所述第一阻挡层 设置在基板的一区域上,所述区域上设置有OLED结构;氟化缓冲层,所述氟化缓冲层包含含氟聚合物材料,所述氟化缓冲层设置在所述第一阻挡层上;界面层,所述界面层包含所述聚合物材料,所述界面层在所述氟化缓冲层上;以及第二阻挡层,所述第二阻挡层设置在所述界面层上。
在另一实施方式中,一种OLED器件包括:第一阻挡层,所述第一阻挡层设置在基板的一区域上,所述区域上设置有OLED结构;氟化等离子体聚合的六甲基二硅氧烷pp-HMDSO:F材料,所述氟化等离子体聚合的六甲基二硅氧烷pp-HMDSO:F材料形成在所述阻挡层上;以及等离子体聚合的六甲基二硅氧烷pp-HMDSO材料,所述等离子体聚合的六甲基二硅氧烷pp-HMDSO材料形成在所述氟化等离子体聚合的六甲基二硅氧烷pp-HMDSO:F材料上。
附图说明
因此,为了详细理解本公开案的上述特征结构的方式,上文简要概述的本公开案的更具体的描述可以参照实施方式进行,一些实施方式图示在附图中。然而,应当注意,附图仅图示本公开案的典型实施方式,且因此不应被视为本公开案的范围的限制,因为本公开案可允许其他等效的实施方式。
图1是可用来执行本文中描述的方法的PECVD装置腔室的示意横截面图。
图2是根据本公开案的一个实施方式的用于形成OLED器件的方法的流程图。
图3A至图3E示出OLED器件在图2的方法的不同阶段期间的示意横截面图。
为了促进理解,已尽可能使用相同元件符号指定各图所共有的相同元件。应预见到,一个实施方式的要素和特征可有利地并入其他实施方式,而无需进一步叙述。
具体实施方式
描述了用于形成OLED器件的方法。封装结构沉积在OLED结构上方,所述封装结构具有夹在阻挡层之间的缓冲层和设置在所述缓冲层上的界面层。 缓冲层是用含氟等离子体形成的,而形成在所述缓冲层上的界面层避免了可能在从含氟等离子体沉积缓冲层期间产生的气泡形成。随后,在界面层上方沉积第二阻挡层。在一个实例中,可以在与形成缓冲层相同的腔室中形成界面层。可将界面层配置为具有渐稀(例如,降低)的减小氟浓度的氟浓度梯度聚合物层或在界面层中未形成氟浓度的无氟聚合物层。
图1是可用来执行本文中描述的操作的等离子体增强化学气相沉积(PECVD)装置的示意横截面图。所述装置包括处理腔室100,在处理腔室100中可将一或多个膜沉积到基板120上。处理腔室100一般包括壁102、底部104和喷淋头106,以用这些结构限定工艺容积。基板支撑件118设置在所述工艺容积内。工艺容积通过狭缝阀开口108接取,使得可将基板120移送进出处理腔室100。基板支撑件118耦接至致动器116以升高和降低基板支撑件118。升降杆122可移动地穿过基板支撑件118设置,以向和从基板接收表面移动基板120。基板支撑件118还包括用于将基板支撑件118维持在期望温度的加热和/或冷却元件124。基板支撑件118还包括RF回程带126,以在基板支撑件118的周缘处提供RF回程路径。
喷淋头106通过紧固机构150耦接至背板112。喷淋头106通过一或多个紧固机构150耦接至背板112,以帮助防止喷淋头106下垂和/或控制喷淋头106的直度/曲度。
气源132耦接至背板112,以便通过喷淋头106中的气体通路来向位于喷淋头106与基板120之间的处理区域提供气体。蒸汽输送系统(VDS)151可用来在通向或不通向远程等离子体功率源130的情况下来向处理腔室100供应气体。由于常规使用的液体输送系统有时会向处理腔室100供应未经充分蒸发的液体前驱物,因此液体前驱物的这种不完全的蒸发可导致当在基板120上形成膜层时产生不期望的气泡。因此,在向处理腔室100供应基于聚合物/液体的前驱物时,通过利用蒸汽输送系统151,可在进入处理腔室100之前更彻底地蒸发基于聚合物/液体的前驱物,由此更大地降低在沉积工艺期间气泡形成的可能性。
真空泵110耦接至处理腔室100以将工艺容积维持在期望压力下。RF源128通过匹配网络190耦接至背板112和/或喷淋头106,以向喷淋头106提供 RF电流。RF电流在喷淋头106与基板支撑件118之间形成电场,使得可从位于喷淋头106与基板支撑件118之间的气体产生等离子体。
远程等离子体源130(如电感耦合远程等离子体源130)耦接在气源132(穿过蒸汽输送系统151)与背板112之间。在基板处理步骤之间,可向远程等离子体源130提供清洁气体,使得产生远程等离子体。来自远程等离子体的基团可提供至处理腔室100,以便清洁腔室部件。清洁气体可进一步通过提供至喷淋头106的RF源128激发。
喷淋头106另外通过喷淋头悬挂件134耦接至背板112。在一个实施方式中,喷淋头悬挂件134是柔性金属裙部。喷淋头悬挂件134可具有唇缘136,喷淋头106可置于唇缘136上。背板112可置于与腔室壁102耦接的突出部分114的上表面上以密封处理腔室100。
图2是根据本公开案的各种实施方式用于在OLED器件上方形成封装结构的方法200的流程图。图3A至图3E示出OLED器件在图2的方法200的不同阶段期间的示意横截面图。方法200在工艺202处通过将基板300引入处理腔室(如处理腔室100)中开始,所述基板上设置有预成型OLED结构304。基板300可具有接触层302设置在基板上,并且OLED结构304设置在接触层302上,如图3A所示。
在工艺204处,将掩模309在基板300上方对准,使得OLED结构304通过未受掩模309保护的开口307而暴露,如图3A所示。掩模309安置成使接触层302与OLED结构304相邻的部分305被掩模309覆盖,使得任何后续沉积的材料都不沉积在部分305上。接触层302的部分305是用于OLED器件的电触点,因此不可在所述部分305上沉积材料。掩模309可由金属材料如 制成。
在工艺206中,在基板300上沉积第一阻挡层308,如图3A所示。第一阻挡层308具有第一部分308a和第二部分308b并具有在约5000埃与约10000埃之间的厚度。将第一阻挡层308的第一部分308a通过开口307沉积到基板300被掩模309暴露的区域上,所述区域包括OLED结构304、以及接触层302的一部分。将第一阻挡层308的第二部分308b沉积到覆盖基板300的第二区域的掩模309上,所述第二区域包括接触层302的部分305。第一阻挡层308 是电介质层,如氮化硅(SiN)、氮氧化硅(SiON)、二氧化硅(SiO2)、氧化铝(Al2O3)、氮化铝(AlN)或其他合适电介质层。在一个实施方式中,第一阻挡层308包含氮化硅。第一阻挡层308可通过合适的沉积技术沉积,如化学气相沉积(CVD)、PECVD、物理气相沉积(PVD)、旋涂或其他合适的技术。第一阻挡层308可通过将含硅前驱物(如硅烷)与一或多种含氮前驱物(如N2和NH3)以及氢气一起引入进行沉积。
在工艺208处,在基板300上形成第一阻挡层308之后,随后在基板300上的第一阻挡层308上形成可任选的缓冲粘附层312,如图3B所示,以促进第一阻挡层308与设置在第一阻挡层上的后续层(例如,缓冲层314,所述层将稍后参照图3C进行论述)的粘附。缓冲粘附层312的第一部分312a在基板300被掩模309暴露的区域上通过掩模309的开口307沉积在基板300上,从而覆盖第一阻挡层308的第一部分308a。缓冲粘附层312的第二部分312b沉积在第一阻挡层308的第二部分308b上,该第二部分308b设置在覆盖接触层302的部分305的掩模309上。缓冲粘附层312在与形成第一阻挡层308相同的腔室内沉积在第一阻挡层308上。缓冲粘附层312包含电介质材料,如氮氧化硅或氮化硅。
在工艺210处,在沉积缓冲粘附层312后,将缓冲层314沉积在缓冲粘附层312上,如图3C所示。缓冲层314可以是在PECVD腔室(如图1中描绘的处理腔室100)中沉积的氟化等离子体聚合的六甲基二硅氧烷(pp-HMDSO:F)。也就是说,缓冲层314由聚合材料形成,所述聚合材料包含等离子体聚合的六甲基二硅氧烷(pp-HMDSO)且所述等离子体聚合的六甲基二硅氧烷(pp-HMDSO)被氟化成为氟化等离子体聚合的六甲基二硅氧烷(pp-HMDSO:F)。缓冲层314具有在约0.5μm至约5μm之间的厚度。pp-HMDSO:F层的沉积是通过使得一或多种含氟气体和聚合物气体(如HMDSO气体)与O2或N2O气体一起在第一沉积气体混合物中流动实现的。含氟气体可为三氟化氮(NF3)、四氟化硅(SiF4)、氟气(F2)、四氟化碳(CF4)或它们的任何组合。氟掺杂等离子体聚合的HMDSO层具有卓越颗粒覆盖性能和表面平面化效果。缓冲层314具有的氟含量小于10的原子百分率。
在pp-HMDSO:F层的缓冲层314的沉积期间,在第一沉积气体混合物中 供应的含氟气体与HMDSO气体的流率比率可在约0.25和约1.5之间。如果存在过多的氟,那么HMDSO中的碳可被去除。在一个实施方式中,pp-HMDSO:F的PECVD在以下条件下执行。SiF4具有125标准立方厘米/分钟(sccm)的流率,并且HMDSO具有300sccm的流率。换句话说,SiF4与HMDSO的比率在约0.40至约0.45之间。RF源等离子体在约0.25瓦特/cm2和约0.5瓦特/cm2(如约700瓦特)下产生,并且腔室压力大约在约1000毫托与约2000毫托之间,如1800毫托。PECVD在约80摄氏度下进行沉积,并且基板300与喷淋头106之间的距离为约650密耳。
在一个具体实例中,用于形成缓冲层314的沉积工艺通过以下方式执行:使得包含硅-碳前驱物、聚合物气体(如HMDSO气体)的第一沉积气体混合物以在约0.001375sccm/mm2与约0.0016sccm/mm2之间的每基板表面积流率流动,使得惰性气体以在约0.00095sccm/mm2和约0.0011sccm/mm2之间的每基板表面积流率流动,并且使得氟前驱物以在约0.0007sccm/mm2与约0.000825sccm/mm2之间的每基板表面积流率流动。每基板表面积的含氧前驱物流率可控制为处于在0.001125sccm/mm2与约0.001275sccm/mm2之间的流率。
在工艺212处,在形成缓冲层314后,随后在缓冲层314上沉积界面层316,如图3D所示。类似地,界面层316具有形成在基板300的第一区域上的第一部分316a和形成在基板302的第二区域上的第二部分316b。
据信,当在工艺210处沉积缓冲层314时,HMDSO初始为液体前驱物,它一般在进入处理腔室100之前汽化。然而,在一些实例中,液体前驱物的不充分蒸发可导致在所得缓冲层314表面上形成气泡,从而产生界面缺陷。已经发现,这些气泡是可由HMDSO的不充分蒸发导致的未氟化HSDSO液滴或不期望的成核HMDSO蒸汽液滴。这些气泡可导致缓冲层314表面上的分层,并且最终导致器件故障。为了防止形成不期望的气泡,可在缓冲层314上形成界面层316以消除在缓冲层314表面上形成气泡的可能性。
在一个实例中,可以在与其中形成缓冲层314相同的腔室中形成界面层316,但在第一沉积气体混合物中并未供应含氟气体。据信,基本消氟或无氟的界面层316可有助于提供在缓冲层314上的界面处更反应良好的pp-HMDSO膜粘结结构,以便避免形成过早成核HMDSO蒸汽液滴,使得可以消除在缓冲 层314表面上形成气泡的可能性。
当形成界面层316的消氟或无氟的HMDSO层时,可消除第一沉积气体混合物中供应的含氟气体,而替代地供应基本上无含氟气体的第二气体混合物。用于形成缓冲层314和界面层316的工艺210和工艺212可以在相同腔室中连续形成,而不破坏真空。在处理腔室100中供应第一气体混合物以形成缓冲层314之后,随后在相同处理腔室100中连续供应第二气体混合物以形成界面层316。换句话说,包括形成缓冲层314和界面层316的工艺可为两步骤式沉积工艺,其中第一步骤是供应具有含氟气体的第一气体混合物,并且第二步骤是供应不含含氟气体的第二气体混合物。在一些实例中,当从第一气体混合物过渡至第二气体混合物时,可共同或单独地减少或增加HMDSO气体、含氧气体或惰性气体的流率。例如,从第一气体混合物至第二气体混合物,HMDOS气体的流率可降低约30%至60%。含氧气体和惰性气体在过渡期间可根据需要以基本相同或变化的任何比率供应。
其他工艺参数如RF功率、气体工艺、间距可根据需要来保持为相同或不同。在一个实例中,用于形成界面层316的沉积工艺可执行约30秒与约60秒之间,如执行约40秒以实现在约200nm与约500nm之间的厚度,使得基本消氟或无氟的界面层316具有的厚度为,例如,氟化等离子体聚合的六甲基二硅氧烷(pp-HMDSO:F)缓冲层314的厚度的约10%。
在另一实例中,可通过在从第一气体混合物过渡至第二气体混合物时逐渐停止/断开含氟气体来将界面层316形成为梯度膜。逐渐停止而非突然断开含氟气体可形成梯度层作为具有对下方缓冲层314的良好的膜桥接能力的界面层316。
当开始供应第二气体混合物以形成界面层316时,随后在pp-HMDSO:F膜层的缓冲层314已经达到预定厚度后逐渐停止/断开含氟气体。例如,形成缓冲层314的工艺参数可保持稳定,直至缓冲层314的厚度已经达到它的目标厚度。随后,可逐渐地断开第一气体混合物中供应的含氟气体,开始供应第二气体混合物,以用于形成在所得pp-HMDSO膜中具有逐渐减少的氟浓度的界面层316。因此,界面层316形成为具有在界面层沉积工艺完成前或直至完成为止氟元素浓度渐稀的梯度膜。
据信,通过形成界面层316的梯度膜,所获得的基本消氟或无氟的界面层316可有助于提供在界面处更反应良好的pp-HMDSO膜粘结结构,以便避免形成成核HMDSO蒸汽液滴,使得可以消除在缓冲层314的表面上形成气泡的可能性。
在一个实例中,在第二沉积气体混合物中每基板表面积的含氟前驱物流率在沉积界面层316的整个过程中变化,其方式为从约0.0025sccm/mm2每隔2至4秒以0.0005sccm/mm2增量逐渐地减少至0。在另一实例中,含氟前驱物的流率可在预定时间段内逐渐地减少,并且在完成界面层316沉积前的至少5秒完全停止。如此,界面层310的顶部部分仅仅包含不含氟元素的HMDSO材料。
此外,除了形成界面层316以消除气泡之外,还可利用图1中描绘的蒸汽输送系统(VDS)151来有效地降低在缓冲层314上形成气泡的可能性。如上论述,蒸汽输送系统(VDS)151可有助于在液体前驱物进入处理腔室100之前使得液体前驱物汽化成汽相,以便消除形成气泡的可能性。
在工艺214处,在形成界面层316后,随后可在无氟的含等离子体聚合的六甲基二硅氧烷(pp-HMDSO)的界面层316上形成第二阻挡层318,如图3E所示。在一些实例中,可任选的应力减少层317可以在形成第二阻挡层318之前形成在界面316上。据信,形成在膜堆叠中的可任选的应力减少层317可提高透光性和膜堆叠透明性。在一些情况下,在不利用可任选的应力减少层317的情况下,可发现透光性较差。据信,第二阻挡层318具有压缩应力的膜本质特性可影响从中穿过的光的透射性。为了促进良好光学透射(即,大于百分之90的透射率),可根据需要使可任选的应力减少层317先于第二阻挡层318设置在界面层316上。应力减少层316可包含电介质材料(如氮氧化硅),并可通过引入含硅前驱物、含氮前驱物以及含氧前驱物和氢气来形成。应力减少层317将具有轻微拉伸应力以抵抗第二阻挡层318的压缩应力。应力减少层317包括沉积在缓冲层314的第一部分314a上方的第一部分317a和沉积在缓冲层314的第二部分314b上方的第二部分317b。
在一个实例中,第二阻挡层318形成在基板300上方,从而覆盖应力减少层317,如图3E所示。第二阻挡层318包括沉积在应力减少层317的第一部 分317a上方的第一部分318a和沉积在应力减少层317的第二部分317b上方的第二部分318b。第二阻挡层318可以具有在约5000埃与约10000埃之间的厚度。
第二阻挡层318可以是类似于第一阻挡层308的电介质层。第二阻挡层318为电介质层,如SiN、SiON、SiO2或其他合适的电介质层。在一个实施方式中,第二阻挡层318包含氮化硅。第二阻挡层318可通过合适的沉积技术沉积,如CVD、PVD、旋涂或其他合适的技术。
如本文所描述的第一阻挡层、缓冲粘附层、缓冲层、界面层、应力减少层和第二阻挡层的沉积可在单一沉积腔室(如PECVD处理腔室100)中沉积。可在循环之间执行对工艺腔室的净化,以最小化污染风险。单腔室式工艺可有利于减少循环时间以及减少使用多腔室式工艺的腔室数目(和设备成本)。应当注意,第一阻挡层、缓冲粘附层、缓冲层、界面层、应力减少层和第二阻挡层可以根据需要在不同腔室中、或以任何配置或任何组合来整体或部分地形成。
总而言之,一种OLED器件形成有夹在两个阻挡层之间的缓冲层和界面层。缓冲层是用含氟等离子体形成在第一阻挡层上方的含氟HMDSO层(例如,HMDSO:F),而形成在缓冲层上的界面层可为无氟HMDSO层或具有变化的或逐渐减小的氟浓度的梯度HMDSO层。随后,将第二阻挡层形成在界面层上方。尽管在此所描绘的一个实例包括夹在两个阻挡层之间的缓冲层和界面层,但应注意,也可在阻挡层之间形成单个或多个缓冲层和单个或多个界面层。例如,可利用以下项形成具有期望封装的OLED器件:交替重复的成对缓冲层和界面层;包括缓冲层、梯度缓冲层和界面层的复合膜堆叠;或者包括多于一个缓冲层和/或多于一个界面层的复合膜堆叠;或者具有包括适合于插入两个阻挡层之间的另外层的任何组合的膜堆叠。
尽管上述内容是针对本公开案的实施方式,但也可在不脱离本公开案的基本范围的情况下设计本公开案的其他和进一步实施方式,并且本公开案的范围由以上权利要求书来确定。

Claims (19)

1.一种OLED器件,其特征在于,所述OLED器件包括:
第一阻挡层,所述第一阻挡层设置在基板的一区域上,所述区域上设置有OLED结构;
氟化缓冲层,所述氟化缓冲层包含含氟聚合物材料,所述氟化缓冲层设置在所述第一阻挡层上;
界面层,所述界面层包含所述聚合物材料,所述界面层在所述氟化缓冲层上;以及
第二阻挡层,所述第二阻挡层设置在所述界面层上。
2.根据权利要求1所述的器件,其特征在于,所述氟化缓冲层包含氟化等离子体聚合的六甲基二硅氧烷pp-HMDSO:F。
3.根据权利要求1所述的器件,其特征在于,所述界面层是无氟六甲基二硅氧烷pp-HMDSO层,或具有变化的氟浓度的梯度六甲基二硅氧烷pp-HMDSO层。
4.根据权利要求1所述的器件,其特征在于,所述第一阻挡层是电介质层,所述电介质层由氮化硅、氮氧化硅、二氧化硅、氧化铝、或氮化铝制成。
5.根据权利要求1所述的器件,其特征在于,所述第二阻挡层是电介质层,所述电介质层由氮化硅、氮氧化硅、或二氧化硅制成。
6.根据权利要求1所述的器件,其特征在于,所述氟化缓冲层具有的氟浓度小于10%的原子百分率。
7.根据权利要求1所述的器件,其特征在于,所述器件进一步包括:
缓冲粘附层,所述缓冲粘附层形成在所述第一阻挡层与所述氟化缓冲层之间。
8.根据权利要求7所述的器件,其特征在于,所述缓冲粘附层是氮氧化硅层或氮化硅层。
9.根据权利要求1所述的器件,其特征在于,所述器件进一步包括:
应力减少层,所述应力减少层形成在所述界面层与所述第二阻挡层之间。
10.根据权利要求9所述的器件,其特征在于,所述应力减少层是氮氧 化硅层。
11.根据权利要求1所述的器件,其特征在于,所述界面层具有的厚度为所述氟化缓冲层的厚度的约10%。
12.根据权利要求1所述的器件,其特征在于,所述界面层具有渐稀的氟浓度。
13.根据权利要求1所述的器件,其特征在于,所述聚合物材料包括等离子体聚合的六甲基二硅氧烷pp-HMDSO。
14.一种OLED器件,其特征在于,所述OLED器件包括:
第一阻挡层,所述第一阻挡层设置在基板的一区域上,所述区域上设置有OLED结构;
氟化等离子体聚合的六甲基二硅氧烷pp-HMDSO:F材料,所述氟化等离子体聚合的六甲基二硅氧烷pp-HMDSO:F材料形成在所述阻挡层上;以及
等离子体聚合的六甲基二硅氧烷pp-HMDSO材料,所述等离子体聚合的六甲基二硅氧烷pp-HMDSO材料形成在所述氟化等离子体聚合的六甲基二硅氧烷pp-HMDSO:F材料上。
15.根据权利要求14所述的器件,其特征在于,所述器件进一步包括:
第二阻挡层,所述第二阻挡层形成在所述等离子体聚合的六甲基二硅氧烷pp-HMDSO材料上。
16.根据权利要求14所述的器件,其特征在于,所述等离子体聚合的六甲基二硅氧烷pp-HMDSO材料是无氟材料。
17.根据权利要求14所述的器件,其特征在于,所述等离子体聚合的六甲基二硅氧烷pp-HMDSO材料具有渐稀的氟浓度。
18.根据权利要求14所述的器件,其特征在于,所述氟化等离子体聚合的六甲基二硅氧烷pp-HMDSO:F材料具有的氟浓度小于10%的原子百分率。
19.根据权利要求14所述的器件,其特征在于,所述等离子体聚合的六甲基二硅氧烷pp-HMDSO材料具有的厚度为所述氟化等离子体聚合的六甲基二硅氧烷pp-HMDSO:F材料的厚度的约10%。
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