CN101677072A - 封装电子装置的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及封装电子装置阻挡渗透物的方法,其中提供基于乙烯基芳族嵌段共聚物的压敏粘合剂组合物,以及将压敏粘合剂组合物施用在欲封装的电子装置区域之上或周围。
Description
技术领域
本发明涉及封装电子装置的方法和压敏粘合剂组合物用于封装电子装置的用途。
背景技术
(光)电子装置越来越频繁地用于商业产品中或者欲引入市场。这类装置包括无机或有机电子结构,例如,有机、有机金属或聚合物半导体或其组合。根据期望的应用,这些装置和产品表现为刚性或柔性的形式,其中对于柔性装置的需要不断增加。例如,通过印刷法(如凸版印刷、凹版印刷、丝网印刷、平版印刷)或所谓的“无压行式印刷”(如热转移印刷(thermaltransfer printing)、喷墨印刷或数字印刷)制造这些装置。然而,在许多情况下,也使用真空方法,例如化学气相沉积法(CVD)、物理气相沉积法(PVD)、等离子体增强化学或物理沉积法(PECVD)、溅射、(等离子体)刻蚀或气相沉积法,其中一般通过掩模进行图案化。
在本文中可以提到的已经是商业应用或者在其市场潜力方面受到关注的(光)电子应用的实例包括电泳或电致变色结构或显示、在指示或显示设备中的有机或聚合物发光二极管(OLEDs或PLEDs)或者作为照明装置、电致发光灯、有机太阳能电池(优选染料或聚合物太阳能电池)、无机太阳能电池(优选薄膜太阳能电池,特别是基于硅、锗、铜、铟和硒的那些)、有机场效晶体管、有机开关元件、有机光电倍增管、有机激光二极管、有机或无机感应器或者基于有机物或无机物的RFID转发器。
在无机和/或无机(光)电子学领域,特别在有机(光)电子学领域中,为实现(光)电子装置充分的寿命和功能而可看作是技术挑战的是保护包含在内的组件免于遭受渗透物损坏。渗透物可以是各种各样的低分子量有机或无机化合物,特别是水蒸汽和氧气。
在无机和/或有机(光)电子学领域中的大量(光)电子装置对水蒸汽和氧两者均敏感,特别当使用有机原料时,其中水蒸汽的渗入对于许多装置都看作相当严重的问题。因此,在电子装置的使用寿命期间需要通过封装来进行保护,否则在应用阶段将发生性能劣化。因而,例如由于组成部分的氧化,发光度(如在诸如电致发光灯(EL灯)或有机发光二极管的发光装置中),对比度(如在电泳显示(EP显示)中)或者效率(在太阳能电池中)在非常短的时间内急剧下降。
在无机和/或有机(光)电子学的情形中,特别是在有机(光)电子学的情形中,特别需要柔性粘合剂溶液,该柔性粘合剂溶液构成对诸如氧气和/或水蒸汽的渗透物的防渗屏障(permeation barrier)。此外,对于这些(光)电子装置还有许多其他要求。因此,该柔性粘合剂溶液不仅在两种基材之间获得良好的粘附性,而且还要满足诸如以下的性能要求:高剪切强度和剥离强度、耐化学性、耐老化、高度透明、加工简单,以及高挠性和柔韧性。
因此,现有技术常用的一种途径是将电子装置放置在不能透过水蒸汽和氧气的两个基材之间。然后,在边缘进行密封。对于非柔性结构,使用玻璃或金属基材,它们提供了高的防渗屏障但对机械负载非常敏感。另外,这些基材使得整个装置具有较大的厚度。此外,在金属基材的情形中,没有透明性。相反,对于柔性装置,使用平坦的基材,如透明或不透明的膜,该膜可以表现为多层形式。此时可以使用不同聚合物以及无机或有机层的组合。使用这种平坦的基材能够得到柔软的极薄的结构。在这种情况下,各种各样的基材如膜、机织织物、无纺布和纸或它们的组合对于各种应用均是可行的。
为了获得最佳密封,使用特定的防渗粘合剂组合物。用于密封(光)电子组件的良好的粘合剂组合物具有低的氧气渗透性,特别是低的水蒸汽渗透性,在装置上具有充分的粘附性且可以在装置上良好流动。在装置上具有低的粘附性降低了界面处的防渗效果(barrier effect),从而能够使氧气和水蒸汽进入,而与粘合剂组合物的性质无关。仅当组合物和基材之间的接触是连续的时,组合物的性质是粘合剂组合物的防渗效果的决定因素。
为了表征防渗效果,通常指定氧气透过率OTR和水蒸汽渗透率WVTR。此时,各透过率显示,在温度和分压的特定条件及适当其他测量条件(如相对空气湿度)下,通过膜的与面积相关和与时间相关的氧气流动和水蒸气流动。这些值越低,则用于封装的相应材料越合适。此时,渗透的技术要求(specification)不仅基于WVTR或OTR值,而且总是包括渗透的平均程长方面的技术要求(例如,材料的厚度)或特定程长的标准化。
渗透性P是气体和/或液体可如何透过物体的量度。低P值表示良好的防渗效果。对于特定的渗透程长、分压和温度,在稳态条件下指定材料和指定渗透物的渗透性P是特定的值。渗透性P是扩散项D和溶解度项S的乘积:
P=D*S
在本申请中,溶解度项S描述防渗粘合剂组合物对渗透物的亲和力。例如,在水蒸汽的情形下,疏水材料得到低的S值。扩散项D是渗透物在防渗材料中迁移性的量度且直接取决于诸如分子迁移率或自由体积等性质。在高度交联或高度结晶的材料中常常得到较低的D值。然而,高度结晶的材料通常不太透明,而且较高的交联导致挠性较低。例如,渗透性P通常随着分子迁移率增加而上升,即使升高温度或超出玻璃化转变温度也是如此。
至于对水蒸汽和氧气的渗透性的影响,增加粘合剂组合物防渗效果的方法必须特别考虑这两个参数D和S。除了这些化学性质,还必须考虑物理效应对渗透性的影响,特别是平均渗透物程长和界面性质(粘合剂组合物的流动性质,粘附性)。理想的防渗粘合剂组合物具有低的D值和S值,连同在基材上具有非常好的粘附性。
低溶解度项S通常不足以获得良好的防渗性质。特别是,一类经典的例子是硅氧烷弹性体。此材料极其疏水(小的溶解度项),但由于其自由可转动的Si-O键(大的扩散项),对水蒸汽和氧气具有相当小的防渗效果。因此,对于良好的防渗效果,溶解度项S和扩散项D之间良好的平衡是需要的。
至今为止,主要使用液体粘合剂和基于环氧化物的粘合剂用于此目的(WO98/21287A1;US 4,051,195A;US 4,552,604A)。由于高交联,这些粘合剂具有小的扩散项D。它们主要的使用区域是刚性装置的边缘粘结,但也用于中等柔性的装置。用热或通过UV辐射进行固化。由于因固化发生的收缩,实际上不可能在整个区域粘结,因为在固化时粘合剂和基材之间产生应力,应力进而可以导致分层(delamination)。
所述液体粘合剂的使用带来了一系列的缺点。这是因为低分子量组分(VOC-挥发性有机化合物)可破坏装置敏感的电子结构并妨碍制备操作。粘合剂不得不以复杂的方式施用到装置的各个单独的构件上。为了确保精确定位,需要采用昂贵的分配器和固定设备。而且,施用方式阻碍快速连续的处理,由于低粘性,随后需要的层合步骤也可能使得在窄的限度内实现规定的层厚和粘结宽度更为困难。
此外,这些高度交联的粘合剂在固化之后只有低挠性。热交联体系的使用因有效期而限于低温范围或两组分体系中,该有效期即直到发生凝胶化时的加工时间。在高温范围,且特别是在长反应时间的情况中,敏感的(光)电子结构进而又限制了该体系的可用性--此(光)电子结构中可采用的最大温度常常在约60℃,因为在此温度已经开始发生初步损坏。特别是,含有有机电子元件并用透明聚合物膜或由聚合物膜和无机层构成的复合体封装的柔性电子装置在此强加了窄的限制。这也适用于在高压下的层合步骤。为了获得提高的耐久性,在此有利的是使用热载步骤分配和在较低压力下层合。
作为热可固化的液体粘合剂的替代,目前在许多情况下(US 2004/0225025A1)也可以使用辐射固化的粘合剂。使用辐射固化的粘合剂避免电子装置冗长的热载步骤。然而,在一些位点照射引起装置的瞬间加热,因为通常与UV辐射一起也发射出很高比例的IR辐射。同样还存在液体粘合剂的上述缺点如VOC、收缩、分层和低挠性。由于来自光引发剂或感光剂的其他挥发性组分或分解产物,可能出现问题。此外,装置必须透过UV光。
由于有机电子装置的组成,特别是,所使用的许多聚合物常常对UV加载敏感,因此,在没有其他额外的保护措施(如其他覆盖膜)下,较长时间的外部使用是不可能的。在UV-固化粘合剂体系中,可以仅在UV固化之后施用该其他额外的保护措施,这额外增加了装置的制造复杂性和厚度。
US 2006/0100299A1公开了一种用于封装电子装置的可UV固化的压敏胶带。该压敏胶带包括基于以下物质的组合的粘合剂组合物:软化点大于60℃的聚合物、软化点小于30℃的可聚合环氧树脂、和光引发剂。所述聚合物可以是聚氨酯、聚异丁烯、聚丙烯腈、聚偏二氯乙烯、聚(甲基)丙烯酸酯或聚酯,但特别优选丙烯酸酯。此外还包含粘合剂树脂、增塑剂或填料。
丙烯酸组合物对UV辐射和多种化学品具有良好的耐性,但在不同基材上的结合强度十分不同。例如,虽然在极性基材如玻璃或金属上的结合强度非常高,但在非极性基材如聚乙烯或聚丙烯上的结合强度相当低。此时在界面处存在程度明显的扩散风险。另外,这些组合物是高极性的,这促进了水蒸汽的扩散,特别是,即使随后进行交联也是如此。使用可聚合的环氧树脂进一步扩大此倾向。
US 2006/0100299中提到的作为压敏粘合剂组合物的实施方式具有施用简单的优势,但也具有因包含光引发剂可能产生分解产物,结构需要具有UV透过性和在固化后挠性降低的缺点。另外,由于为保持附着力且尤其是保持内聚力需要少量环氧树脂或其他交联剂,因此可以获得的交联密度比仅通过液体粘合剂可获得的低得多。
为了在表面获得良好的润湿和粘附性,相比于液体粘合剂,压敏胶带因聚合物的分子量相对较高,通常需要一定的时间、足够的压力及粘性部分和弹性部分之间良好的平衡。粘合剂组合物随后的交联通常导致组合物收缩。这可能引起界面处的粘附性下降并进而增加渗透性。
WO 2007/087281A1公开了一种用于电子应用(特别是OLED)的基于聚异丁烯(PIB)的透明的柔性压敏胶带。在此情况中使用分子量大于500 000g/mol的聚异丁烯和氢化的环状树脂。任选可以使用可光聚合的树脂和光引发剂。
由于其低的极性,基于聚异丁烯的粘合剂组合物具有对水蒸汽良好的阻挡能力,但即使在高分子量下内聚力也相对较低,因此它们在高温下常常具有低的剪切强度。低分子量组分的含量不能任意减少,原因是否则粘附性显著降低且界面渗透性增加。当使用高含量的官能树脂时(这是因组合物的内聚力非常低而必须的),组合物的极性再次增加,由此溶解度项增大。
相反,显著交联的压敏粘合剂组合物表现出良好的内聚性,但流动性能受损。压敏粘合剂组合物可适应基材表面粗糙度的能力不足,由此界面处的渗透增加。另外,显著交联的压敏粘合剂组合物可耗散变形能(如负载下产生的变形能)的程度相对较小。这两种现象降低了结合强度。相反,稍微交联的压敏粘合剂组合物确实可以容易地在粗糙的表面上流动并耗散变形能,由此可以满足粘附性要求,但由于内聚力下降,该压敏粘合剂组合物承受负载的程度不足。
现有技术还公开了一种没有防渗性能的压敏粘合剂组合物(WO 03/065470A1),其在电子结构中充当转移粘合剂组合物。在此结构中粘合剂组合物含有与氧气或水蒸气反应的官能填料。由此可以在此结构中简单应用清除剂。为了将此结构与外界密封,使用另一低渗透性的粘合剂。
基于乙烯基芳族嵌段共聚物的粘合剂组合物是现有技术如US 4,985,499A1中已知的。所述文献描述了该粘合剂组合物的多种有利配方。
此外,嵌段共聚物的防渗效果也是现有技术(US 2002/0188053A1)中已知的。此处使用基于嵌段共聚物的聚合物用于密封电泳显示器,其中在施用之后将它们用密封层涂布并由此进行固定。
发明内容
本发明的目的是确定一种封装电子装置阻挡渗透物(特别是水蒸汽和氧气)的方法,该方法可以简单方式进行,通过该方法同时获得了良好的封装。此外,通过使用合适的(特别是柔性的)粘合剂组合物,本发明将延长(光)电子装置的寿命。
通过本发明的方法,本发明解决了上面所述的问题。本发明还涉及压敏粘合剂组合物的用途以及包含压敏粘合剂组合物的电子装置。
本发明包括:
1.封装电子装置阻挡渗透物的方法,其中提供基于乙烯基芳族嵌段共聚物的压敏粘合剂组合物,以及将所述压敏粘合剂组合物施用在电子装置欲封装的区域之上和/或周围。
2.项1的方法,其特征在于,所述压敏粘合剂组合物以胶带的形式提供。
3.项1或2的方法,其特征在于,所述压敏粘合剂组合物在施用到电子装置之后被交联。
4.前述项任一项的方法,其特征在于,进行所述压敏粘合剂组合物的施用而未随后固化。
5.压敏粘合剂组合物用于封装电子装置阻挡渗透物的用途,特别是在前述项任一项的方法中的用途,其特征在于,所述压敏粘合剂组合物基于乙烯基芳族嵌段共聚物。
6.项4或5的用途,其特征在于,所述压敏粘合剂组合物含有由乙烯基芳族化合物,特别是苯乙烯形成的聚合物嵌段,以及所述压敏粘合剂组合物含有由1,3-二烯的聚合形成的聚合物嵌段,和/或特别是或完全氢化的聚合物嵌段,所述1,3-二烯特别为丁二烯和/或异戊二烯。
7.项5或6的用途,其特征在于,所述嵌段共聚物的聚乙烯基芳族化合物的含量为10wt%至35wt%。
8.项5~7任一项的用途,其特征在于,所述压敏粘合剂组合物的乙烯基芳族嵌段共聚物含量为至少20wt%,优选至少30wt%,更优选至少35wt%,和/或所述压敏粘合剂组合物的乙烯基芳族嵌段共聚物含量为至多80wt%,优选至多65wt%,更优选至多60wt%。
9.项5~8任一项的用途,其特征在于,所述压敏粘合剂组合物含有树脂或树脂混合物,优选氢化树脂,所述氢化树脂的氢化度为至少90%,更优选至少95%。
10.项5~9任一项的用途,其特征在于,所述压敏粘合剂组合物含有至少一种树脂,该树脂的DACP值大于30℃和MMAP值大于50℃,优选DACP值大于37℃和MMAP值大于60℃,和/或所述压敏粘合剂组合物含有至少一种树脂,该树脂的软化点大于95℃,特别是大于100℃。
11.项5~10任一项的用途,其特征在于,所述压敏粘合剂组合物含有一种或多种添加剂,所述添加剂优选选自:增塑剂、主抗氧化剂、辅助抗氧化剂、加工稳定剂、光稳定剂、加工助剂、末端嵌段增强树脂、聚合物,尤其是具有弹性的聚合物。
12.项5~11任一项的用途,其特征在于,所述压敏粘合剂组合物含有一种或多种填料,优选纳米填料、透明填料和/或吸气剂填料和/或清除剂填料。
13.项12的用途,其特征在于,所述填料在至少一个尺寸上表现为纳米尺寸形式。
14.项12或13的用途,其特征在于,所述压敏粘合剂组合物的填料含量为至少5wt%,优选至少10wt%,更优选至少15wt%,和/或所述压敏粘合剂组合物的填料含量为至多95wt%,优选至多70wt%,更优选至多50wt%。
15.项5~14任一项的用途,其特征在于,所述压敏粘合剂组合物表现为透明形式,优选所述压敏粘合剂组合物在400nm~800nm波长范围的平均透过率为至少75%,更优选至少90%。
16.项5~15任一项的用途,其特征在于,所述压敏粘合剂组合物在320nm~400nm的波长范围,优选280nm~400nm的波长范围,更优选190nm~400nm的波长范围,表现为UV-阻挡形式,其中平均透过率为至多20%,优选至多10%,更优选至多1%,称为UV-阻挡。
17.项5~16任一项的用途,其特征在于,所述压敏粘合剂组合物的断裂伸长率为至少20%,尤其在交联之后,所述压敏粘合剂组合物的断裂伸长率为至少20%。
18.项5~17任一项的用途,其特征在于,所述压敏粘合剂组合物的WVTR为小于100g/m2·d,优选小于40g/m2·d,和/或所述压敏粘合剂组合物的OTR为小于10000g/m2·d·bar,优选小于5000g/m2·d·bar。
19.项5~18任一项的用途,其特征在于,所述压敏粘合剂组合物表现为胶带的形式,特别是无载体胶带的形式。
20.项5~19任一项的用途,其特征在于,在所述胶带中的压敏粘合剂组合物的层厚为至少1μm,优选至少5μm,更优选至少12μm,和/或在所述胶带中的压敏粘合剂组合物的层厚为至多150μm,优选至多75μm,更优选至多50μm。
21.电子装置,包括电子结构特别是有机电子结构和压敏粘合剂组合物,其中所述电子结构至少被所述压敏粘合剂组合物部分封装,其特征在于,所述压敏粘合剂组合物表现为项5~20任一项的形式。
附图说明
下面根据优选的示例性实施方式更全面地说明本发明的其他细节、目的、特征和优势。在附图中:
图1显示第一(光)电子装置的示意图。
图2显示第二(光)电子装置的示意图。
图3显示第三(光)电子装置的示意图。
具体实施方式
首先,本发明基于以下认识:虽然存在上述缺点,但仍可以使用压敏粘合剂组合物来封装电子装置,此时上述与压敏粘合剂组合物有关的缺点不会发生或者仅仅低程度发生。这是因为发现基于乙烯基芳族嵌段共聚物的压敏粘合剂组合物特别适合用于封装电子装置。根据本发明,相应地提供基于乙烯基芳族嵌段共聚物的压敏粘合剂组合物并施用到电子装置欲封装的区域。由于所述粘合剂组合物是压敏粘合剂组合物,因此,施用特别简单,因为不需要进行预先固定等。根据压敏粘合剂组合物的构成,也不再需要后面的处理。
在粘合剂领域,压敏粘合剂组合物的显著特征尤其在于其持久的粘性和挠性。具有持久粘着性的材料必须在所有时候均具有适配的粘附性和内聚力的组合。此特征使压敏粘合剂组合物与其它反应性粘合剂相区别,例如,其它反应性粘合剂在未反应状态几乎不提供任何内聚力。为了获得良好的粘附性质,需要调节压敏粘合剂组合物,使得在粘附性和内聚性之间存在最佳平衡。
在本发明中,封装不仅指用所述压敏粘合剂组合物完全包围密封物,而且甚至指在(光)电子装置欲封装的区域上局部施用的所述压敏粘合剂组合物,例如,在电子结构的一侧或框架上的覆盖物。
通过选择压敏粘合剂组合物的组成和由乙烯基芳族嵌段共聚物的非极性嵌段所产生的低极性和低扩散系数的溶解度项(S),可以获得诸如水蒸汽和氧气(特别是水蒸汽)的渗透物的低渗透能力。由于在嵌段共聚物内形成至少两个域(domain),除了非常好的内聚力之外,同时还获得改进的防渗性质。取决于(光)电子装置的要求,通过下面描述的其它部分,例如通过交联反应可以使得这些性质有利地适应这些要求。
因此,相比于其它压敏粘合剂组合物,本发明的优势是如下性质的结合:非常好的对于氧气且主要对于水蒸汽的防渗性质与在不同基材上良好的界面粘附性,良好的内聚力,相比于液体粘合剂具有非常高的挠性,以及在封装之时/之中简单应用于(光)电子装置中。根据所述压敏粘合剂组合物的实施方式,基于乙烯基芳族嵌段共聚物的粘合剂组合物提供了良好的对化学品和环境影响的耐受性。此外,具体的实施方式还包括透明的粘合剂组合物,由于入射光或发射光(emerging light)的减少保持非常少,该粘合剂组合物特别适合用于(光)电子装置。
因此,所述基于乙烯基芳族嵌段共聚物的压敏粘合剂组合物的显著特征在于,不仅具有良好的可加工性和可涂布性,而且具有有关粘附性和内聚力的良好的产品性质,以及对氧气良好的防渗效果和对水蒸汽非常好的防渗效果,尤其相比于基于丙烯酸酯、有机硅或乙酸乙烯酯的压敏粘合剂组合物。该压敏粘合剂组合物可以简单方式集成到电子装置中,特别是还可以集成到要求高挠性的装置中。该压敏粘合剂组合物的其它特别有利的性质是在不同基材上具有类似良好的粘附性、高剪切强度和高挠性。另外,由于和基材具有良好的粘附性,还获得低的界面渗透性。通过使用本文所述的配制物用于封装(光)电子结构,获得了结合有上述优点并由此加速和简化封装工艺的有利的装置。
在所述压敏粘合剂组合物的具体实施方式中,由于不再需要热处理步骤或照射,因此不发生因交联反应引起的收缩,并且所述压敏粘合剂组合物以网型(web-type)材料或为适合该电子装置的相应形式存在,这正是组合物可以集成到在低压下简单快速封装(光)电子结构的工艺中的情形。由此可以使得要避免的通常与加工步骤如热和机械负载有关的缺点最小化。在简单的一个接一个的(role-to-role)工艺中,通过至少部分(光)电子结构和平面防渗材料(例如,玻璃,特别是薄的玻璃,金属氧化物涂覆的膜、金属膜、多层基材材料)层合得到的封装可以具有非常好的防渗效果。除了压敏粘合剂组合物的挠性之外,整个结构的挠性还取决于其它因素,例如(光)电子结构或平面防渗材料的几何形状和厚度。然而,压敏粘合剂组合物的高挠性使得可以获得非常薄的、易弯曲的(pliable)和柔软的(光)电子结构。使用的术语“易弯曲的”应理解为,是指具有毫无破坏地贴附特定半径(特别是具有1mm半径)的弯曲物体(如鼓)的弯曲部分的性质。
在封装电子装置阻挡渗透物的方法的优选方案中,所述压敏粘合剂组合物可以胶带的形式提供。这类表现形式允许特别简单和均匀地施用压敏粘合剂组合物。
在这种情况下,在一种实施方式中,通用表述“胶带”包括在一面或两个面配置有压敏粘合剂组合物的载体材料。该载体材料包括所有的平面结构,例如,二维延伸的膜或膜部分,具有延长长度和有限宽度的带,带部分,冲切片,多层装置等。在这种情况下,对于不同的应用可以将各种各样的载体如膜、机织织物、无纺布和纸与粘合剂组合物结合起来。此外,表述“胶带”还包括所谓的“转移胶带”,也就是说没有载体的胶带。在转移胶带的情况中,不同的是,在应用前将粘合剂组合物施用到配置有防粘层和/或具有防粘性质的柔性衬里之间。施用通常包括:首先除去一个衬里,施用粘合剂组合物,然后除去第二个衬里。由此,压敏粘合剂组合物可以直接用于连接(光)电子装置的两个表面。
在本发明中,优选使用聚合物膜、复合膜或配置了有机层和/或无机层的膜或复合膜作为胶带的载体材料。该膜/复合膜可以包括用于膜制备的所有常规塑料,下面将举例但非限制性地提到:
聚乙烯、聚丙烯-特别是由单轴或双轴拉伸制得的取向聚丙烯(OPP)、环烯烃共聚物(COC)、聚氯乙烯(PVC)、聚酯-特别是聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、乙烯-乙烯基醇共聚物(EVOH)、聚偏二氯乙烯(PVDC)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚丙烯腈(PAN)、聚碳酸酯(PC)、聚酰胺(PA)、聚醚砜(PES)或聚酰亚胺(PI)。
载体还可以结合有有机或无机涂层或层。这可以通过常规方法如上漆、印刷、气相沉积、溅射、共挤出或层压进行。本文以举例而非限制性地提到,例如硅和铝的氧化物或氮化物、氧化铟锡(ITO)或溶胶-凝胶涂层。
特别地,优选所述膜(尤其是聚合物膜)是透明的和/或配置有对氧气和水蒸汽的防渗屏障,其中该防渗屏障超过对包装部分的要求(WVTR<10-1g/(m2d);OTR<10-1cm3/(m2d bar))。氧的渗透性(OTR)和水蒸汽的渗透性(WVTR)分别根据DIN 53380的部分3和ASTM F-1249确定。在23℃和相对湿度50%下测量氧的渗透性。在37.5℃和相对湿度90%下测量水蒸汽的渗透性。结果标准化到50μm的膜厚。
根据(光)电子装置的要求,在压敏粘合剂组合物的一种具体实施方式中,可以通过(随后的)交联反应改变弹性和粘性性质以及防渗效果。这可以通过热和电磁辐射(优选UV辐射)两者以适合(光)电子装置的方式进行。然而,在这种情况下保留了压敏粘合剂组合物的高挠性。在需要时,更优选在将压敏粘合剂组合物施用到电子装置上之前进行交联。这样,交联可能需要的能量供给(例如为热的形式或通过UV辐射等)不会损坏电子结构。
更优选地,在具体实施方式中,使用在可见光光谱(约400nm~800nm的波长范围)中透明的压敏粘合剂组合物。特别是通过使用无色增粘树脂可以获得期望的透明性。由此,该压敏粘合剂组合物也适合用于(光)电子结构整个区域的应用。在近似于在中央布置电子结构时,整个区域粘结提供的优于边缘密封的优势在于,渗透物在到达该结构前将不得不扩散通过整个区域。因此,渗透距离显著增加。例如,与借助液体粘合剂的边缘密封相比,本实施方式延长的渗透距离对总体防渗效果具有积极作用,因为渗透距离与渗透性成反比。
本发明中,“透明性”是指粘合剂组合物在可见光范围的平均透过率为至少75%,优选高于90%。在压敏胶带具有载体的实施方式中,整个结构的最大透过率还取决于结构类型和所使用的载体类型。
(光)电子装置的电子结构常常对UV照射敏感。因此,发现当压敏粘合剂组合物还表现为UV-阻挡形式时特别有利。在本发明中,术语“UV-阻挡”指在相应波长范围,平均透过率为至多20%,优选至多10%,更优选至多1%。在优选的构造中,压敏粘合剂组合物在320nm~400nm的波长范围(UVA辐射),优选在280nm~400nm的波长范围(UVA和UVB辐射),更优选在190nm~400nm的波长范围(UVA,UVB和UVC辐射)表现为UV-阻挡形式。
压敏粘合剂组合物的UV-阻挡效果可特别通过将UV阻断剂或合适的填料添加至压敏粘合剂组合物而获得。合适的UV阻断剂的实例包括HALS(Hindert Armine Light Stabilizer(受阻胺光稳定剂))如苯并咪唑衍生物或得自Ciba的Tinuvin。具体地,二氧化钛,尤其是纳米级二氧化钛适合作为填料,因为由此在可见光区可以保持透明度。
在其它有利的实施方式中,所述压敏粘合剂组合物显示出对气候影响和UV光非常好的耐性。该耐性特别可以通过使用氢化弹性体和氢化树脂而获得。
所用的粘合剂组合物优选基于如下嵌段共聚物的那些,所述嵌段共聚物含有主要由乙烯基芳族化合物优选苯乙烯形成的聚合物嵌段(A嵌段),和主要通过1,3-二烯(优选丁二烯、异戊二烯或两种单体的混合物)聚合而形成的那些嵌段(B嵌段)。所述B嵌段通常具有低极性。均聚物和共聚物嵌段两者均可以优选用作B嵌段。
由A和B嵌段产生的嵌段共聚物可含有相同或相异的B嵌段,该B嵌段可以是部分、选择性或完全氢化的。嵌段共聚物可以具有线形A-B-A结构。同样可以使用星形结构的嵌段共聚物、还有星形和线形多嵌段共聚物。A-B二嵌段共聚物可以其它组分的形式存在。所有前述聚合物可以独自使用或以彼此间的混合物形式使用。
除了优选的聚苯乙烯嵌段,所用的乙烯基芳族化合物也可以是基于玻璃化转变温度大于75℃的含芳族化合物(优选C8~C12芳族化合物)的其它均聚物和共聚物的聚合物嵌段,例如,含有α-甲基苯乙烯的芳族嵌段。此外,也可以包括相同或不同的A嵌段。
除了上述嵌段A和B之外,也可以使用含有至少一个其它嵌段的嵌段共聚物,例如A-B-C嵌段共聚物。
也可以想到使用上述B嵌段和具有不同化学特性的A嵌段,但不是本发明主题的一部分,所述A嵌段表现出高于室温的玻璃化转变温度,例如为聚甲基丙烯酸甲酯。
商业上已知的乙烯基芳族嵌段共聚物例如为商品名Kraton,得自Kraton公司(Kraton D 1101和1102,苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物;KratonD 1107或1163,苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物;或Kraton G 1652,氢化的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物),商品名Europrene,得自PolimeriEuropa公司(苯乙烯与异戊二烯、丁二烯或其氢化产物的嵌段共聚物),或商品名Septon,得自Kuraray公司(氢化苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物)。A-B-C乙烯基芳族嵌段共聚物可以得自Arkema公司,商品名为SBM。
在一种有利实施方式中,嵌段共聚物的聚乙烯基芳族化合物含量为10wt%至35wt%。
在另一优选方案中,乙烯基芳族嵌段共聚物的含量相比于全部压敏粘合剂组合物为总计至少20wt%,优选至少30wt%,更优选至少35wt%。乙烯基芳族嵌段共聚物含量太少的后果是压敏粘合剂组合物的内聚力较低。乙烯基芳族嵌段共聚物的最大含量相比于全部压敏粘合剂组合物为总计至多80wt%,优选至多65wt%,特别优选至多60wt%。反之,乙烯基芳族嵌段共聚物含量太大的后果是压敏粘合剂组合物几乎没有任何压敏粘附性。
在进一步优选的方案中,除了至少一种乙烯基芳族嵌段共聚物,压敏粘合剂组合物具有至少一种增粘树脂,从而以期望的方式增加粘附性。该增粘树脂应该与嵌段共聚物的弹性体嵌段相容。
在压敏粘合剂组合物中可以使用的增粘剂实例包括基于松香或松香衍生物的未氢化、部分氢化或全部氢化的树脂,二环戊二烯的氢化聚合物,基于C5、C5-C9或C9单体流的未氢化、部分氢化、选择性或全部氢化的烃树脂,基于α-萜烯和/或β-萜烯和/或δ-柠檬烯的聚萜烯树脂,优选纯C8和C9芳族化合物的氢化聚合物。可以单独使用或以混合物的形式使用前述增粘剂树脂。在本申请中,可以使用在室温为液体的树脂,也可以使用在室温为固体的树脂。为了确保高的老化稳定性和UV稳定性,优选氢化树脂的氢化度为至少90%,优选至少95%。
此外,优选DACP值(双丙酮醇浊点)高于30℃和MMAP值(混合甲基环己烷苯胺点)大于50℃的非极性树脂,特别优选DACP值大于37℃和MMAP值大于60℃的树脂。DACP值和MMAP值分别说明在特定溶剂中的溶解性。通过这些范围的选择获得特别高的防渗性,尤其是对水蒸汽的高防渗性。
还优选软化点(环/球法)大于95℃(尤其是大于100℃)的树脂。通过该选择获得特别高的防渗性,尤其是对氧气的防渗性。
通常可以使用的其它添加剂包括:
·增塑剂,例如,增塑剂油或低分子量液体聚合物,如低分子量聚丁烯
·主抗氧化剂,例如位阻酚
·辅助抗氧化剂,例如亚磷酸酯或硫醚
·加工稳定剂,例如,C-自由基清除剂
·光稳定剂,例如UV吸收剂或位阻胺
·加工助剂
·末端嵌段增强树脂(end block reinforcer resin),(其是用于提供共聚物末端嵌段的软化温度的树脂)和
·在适合时,其它聚合物,优选本身具有弹性的聚合物;其中,可相应使用的弹性体包括:基于纯烃的那些,例如不饱和聚二烯,如天然或合成制备的聚异戊二烯或聚丁二烯,化学上基本上饱和的弹性体(如饱和的乙烯-丙烯共聚物、α-烯烃共聚物、聚异丁烯、丁基橡胶、乙丙橡胶),和化学官能化的烃,例如含卤素的、含丙烯酸酯的、含烯丙基的或含乙烯基醚的聚烯烃。
在其它实施方式中,本发明使用的压敏粘合剂组合物在表面流动之前,或者合适的话在表面流动之后被交联,此交联程度是不断能够获得材料的高挠性和良好的粘附性所追求的。在交联之后,压敏粘合剂组合物的断裂伸长率优选为至少20%。对于尽可能柔软的压敏粘合剂组合物的方案而言,此断裂伸长率是特别优选的。断裂伸长率是在300mm/min拉仲速度和23℃温度的条件下测定的。
在一种优选的方案中,使用UV辐射或电子束来交联压敏粘合剂组合物。关于交联的现有技术的详细描述和最重要的方法参数是本领域技术人员已知的,例如得知于″Chemistry and Technology of UV and EB formulationfor Coatings,Inks and Paints″(Vol.1,1991,SITA,London)。此外,还可以使用能够高能照射的其它方法。
为了降低所需要的辐射量,可以混合粘弹性材料交联剂和/或交联促进剂,特别是可以用UV、电子束和/或热激发的交联剂和/或促进剂。用于辐射交联的合适的交联剂是包含如下官能团的单体或聚合物,例如:丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯,环氧基、羟基、羧基、乙烯基、乙烯基醚、氧杂环丁烷、硫羟(thiole)、乙酰乙酸、异氰酸酯、烯丙基或通常不饱和的化合物。根据要求的交联程度,所使用的单体或聚合物可以是双官能或多官能的。
在另一优选方案中,使用热活化交联剂来交联压敏粘合剂组合物。为此,优选混合过氧化物、酸或酸酐、金属螯合物、双官能或多官能环氧化物、双官能或多官能氢氧化物及双官能或多官能异氰酸酯,例如,EP 1311559B1中描述了酸酐的情形。
除了具有所述官能团的单体交联剂之外,优选使用用这些交联基团官能化的乙烯基芳族嵌段共聚物。有利地使用官能化乙烯基芳族嵌段共聚物,如Kraton FG系列(例如,Kraton FG 1901或Kraton FG 1924),Asahi Tuftec M1913或Tuftec M 1943或Septon HG252(SEEPS-OH)。进一步优选的嵌段共聚物可获自Daicel公司,商品名为Epofriend A 1005,A 1010或A 1020。通过添加合适的交联剂(例如多官能异氰酸酯、胺、环氧化物、醇、硫羟、酚、胍、硫醇、羧酸或酸酐),可以用热或通过辐射交联这些嵌段共聚物。也可以方便地使用酸改性的或酸酐改性的乙烯基芳族嵌段共聚物(例如KratonFG系列)和环氧化乙烯基芳族嵌段共聚物(例如Daicel Epofriend系列)的组合。由此在没有单体交联剂下可以实现交联,结果,即使在不完全交联的情况下,也不会留下单体成分。同样可以使用官能化单体或聚合物的混合物。
在本发明的一种实施方式中,压敏粘合剂组合物也包含填料,举例但非限制性地提到铝、硅、锆、钛、锡、锌、铁或碱金属或碱土金属的氧化物、氢氧化物、碳酸盐、氮化物、卤化物、碳化物或混合的氧化物/氢氧化物/卤化物。在此主要包括铝氧化物,例如,氧化铝、勃姆石、三羟铝石、水铝矿、硬水铝石等。特别合适的有页硅酸盐,例如,膨润土、蒙脱石、水滑石、水辉石、高岭石、勃姆石、云母、蛭石或它们的混合物。然而,也可以使用炭黑或其它碳的改性体,例如碳纳米管。
优选使用纳米级的和/或透明的填料作为压敏粘合剂组合物的填料。在本申请中,如果填料在至少一个尺寸上的最大尺寸约为100nm,优选约10nm,则称该填料为纳米级的。特别优选使用的填料在组合物中是透明的,具有板状微晶结构和高纵横比及均匀的分布。具有板状微晶结构和纵横比远大于100的填料通常仅有几个nm的厚度;然而,微晶的长度或宽度可以达到几个μm。该填料同样称为纳米颗粒。然而,对于压敏粘合剂组合物的透明设计而言,具有小尺寸的粒状填料结构特别有利。
通过借助于上述填料在粘合剂基质中建造曲折结构,例如增加氧和水蒸汽的扩散距离,如此使得氧和水蒸气通过粘合剂层的渗透降低。为了更好地在粘合剂基质中分散这些填料,可以用有机化合物表面改性这些填料。这些填料本身的使用是已知的,例如从US 2007/0135552A1和WO 02/026908A1中得知。
在本发明的其它有利实施方式中,也使用能够与氧气和/或水蒸汽以特定方式相互作用的填料。然后,透过(光)电子装置的氧气或水蒸汽与所述填料化学或物理结合。所述填料也称为“吸气剂(getter)”、“清除剂”、“干燥剂”或“吸收剂”。该填料例如但非限制性地包括:可氧化的金属,金属和过渡金属的卤化物、盐、硅酸盐、氧化物、氢氧化物、硫酸盐、亚硫酸盐、碳酸盐,高氯酸盐和活性碳,包括其改性物。实例有氯化钴、氯化钙、溴化钙、氯化锂、氯化锌、溴化锌、二氧化硅(硅胶)、氧化铝(活性铝)、磷酸钙、硫酸铜、连二亚硫酸钠、碳酸钠、碳酸镁、二氧化钛、膨润土、蒙脱石、硅藻土、沸石及碱金属或碱土金属的氧化物(如,氧化钡、氧化钙、氧化铁和氧化镁)或者碳纳米管。另外,还可以使用有机吸收剂,例如聚烯烃共聚物、聚酰胺共聚物、PET共聚酯或其它基于杂化聚合物的吸收剂,它们通常与催化剂如钴结合使用。其它有机吸收剂例如为弱交联的聚丙烯酸、抗坏血酸盐、葡萄糖、五倍子酸或不饱和脂肪和油。
为了获得填料在防渗效果方面最大可能的功效,它们的含量不应该太低。所述含量优选至少5wt%,更优选至少10wt%,且特别优选至少15wt%。在压敏粘合剂组合物的结合强度没有下降过分大的程度下,或者在其它性质没有在加工中受到损害下,通常使用最大可能含量的填料。因此,在一种方案中,该含量至多95wt%,优选至多70wt%,更优选至多50wt%。
此外,填料具有最细可能的分布和最高可能的表面积是有利的。这能够获得较高的效率和较高的承载容量,以及具体通过纳米级填料获得。
压敏粘合剂组合物可以由溶液、分散体或由熔体制备和加工。优选由溶液或由熔体进行制备和加工。由溶液制备粘合剂组合物是特别优选的。此时,将压敏粘合剂组合物的组分溶于合适的溶剂(例如,甲苯或石油溶剂油和丙酮的混合物)中,并通过一般已知的方法施涂到载体上。在由熔体加工的情况中,这些施涂方法可以通过喷嘴或压延机进行。在溶液方法中,已知通过刮刀、刀子、辊或喷嘴涂布的方法,仅列出几种。
压敏粘合剂组合物可以用于(光)电子装置整个区域的粘结,或者在相应转化之后可以由压敏粘合剂组合物或压敏胶带制备冲切片、辊或其它形状的物体。然后,优选将压敏粘合剂组合物/压敏胶带相应的冲切片和成形物体粘结到要粘结的基材上,例如作为(光)电子装置的边界或划定范围(delimitation)。冲切片和成形物体的形状选择没有限制并根据(光)电子装置的类型进行选择。相比于液体粘合剂,由于渗透程长因渗透物的横向渗透(lateral penetration)而增加,对于组合物的防渗性质而言,平面层合结构可能是有利的,因为渗透程长以反比方式影响渗透性。
如果提供具有载体的平面结构形式的压敏粘合剂组合物,则优选载体的厚度优选在约1μm至约350μm的范围内,更优选在约4μm至约250μm的范围内,特别优选在约12μm至约150μm的范围内。最佳厚度取决于(光)电子装置、最终应用、压敏粘合剂组合物的实施方式类型。
图1显示(光)电子装置1的第一构造。此装置1具有基底2,在该基底上布置电子结构3。基底2本身表现为渗透物的屏障形式并由此形成电子结构3的封装的一部分。表现为屏障形式的其它覆盖物4布置在电子结构3的上面,在本例中,其间还存在空间距离。
另外,为了从侧面将电子结构3封装(亦即,将该电子结构3用覆盖物4覆盖并被覆盖物和压敏粘合剂组合物完全包埋)并且同时使覆盖物4与电子装置1连接,在基底2上沿电子结构3的周边提供压敏粘合剂组合物5。压敏粘合剂组合物5将覆盖物4和基底2连接。通过适当厚度的构造,压敏粘合剂组合物5还能够使覆盖物4与电子结构3分隔开。
压敏粘合剂组合物5是例如上面一般性描述的基于乙烯基芳族嵌段共聚物的压敏粘合剂组合物,在下面的示例性实施方式中更详细地陈述。在本例中,压敏粘合剂组合物5不仅发挥连接基底2和覆盖物4的作用,而且还额外形成渗透物的屏障层,由此封装电子结构2,防止渗透物如外面的水蒸汽和氧气。
在本例中,压敏粘合剂组合物5还以双面胶带的冲切片的形式提供。该冲切片能够特别简单地施用。
图2显示(光)电子装置1的可替代构造。再次显示电子结构3布置在基底2上面并通过基底2从下面封装。压敏粘合剂组合物5现布置在电子结构3上面和侧面的整个区域上。由此电子结构3在这些位置被压敏粘合剂组合物5封装。然后将覆盖物4施加至压敏粘合剂组合物5。与前面的构造相反,所述覆盖物4并不需要满足苛刻的防渗要求,因为,压敏粘合剂组合物已经提供了屏障。例如,覆盖物4仅仅发挥机械保护作用,然而,它也可额外提供防渗屏障。
图3显示(光)电子装置1的另一可替代构造。与前面的构造相反,现配置了两种压敏粘合剂组合物5a,5b,在本例中它们表现以相同的形式。第一压敏粘合剂组合物5a布置在基底2的整个区域。然后将电子结构3提供到压敏粘合剂组合物5a上,所述电子结构通过压敏粘合剂组合物5a固定。然后包括压敏粘合剂组合物5a和电子结构3的复合体在整个区域上被另一压敏粘合剂组合物5b所覆盖,结果电子结构3在所有面被压敏粘合剂组合物5a,5b封装起来。然后,再次将覆盖物4提供到压敏粘合剂组合物5b之上。
因此,在这一构造中,基底2和覆盖物4均不需要具有防渗性质。然而,为了进一步限制渗透物对电子结构3的渗透,仍可以配置它们具有防渗性质。
对于图2、3,特别指出在本申请中这些图是示意图。在每种情况中从图中不能明显看出压敏粘合剂组合物5是以均匀层厚施涂的。因此,在电子结构过渡处,没有形成如图中看起来存在的尖锐边缘,相反该过渡是流畅的并且可以是保留的小的未填充的或气体填充的区域。然而,如果合适的话,也可以对基底进行改造,特别是在真空下进行施涂时。另外,压敏粘合剂组合物被局部压缩到不同的范围,结果对在边缘结构处因流动过程产生的高度差异进行一些补偿。此外,所示尺寸不是按比例绘制的,而仅仅为了更好地说明。特别是,电子结构本身通常表现为相对平坦的方式(厚度常常小于1μm)。
在所有示出的示例性实施方式中,以压敏胶带的形式施用压敏粘合剂组合物5。原则上,它可以为具有载体的双面压敏胶带、或者转移胶带。在本申请中选择转移胶带的方案。
以转移胶带的形式者或以涂布在平面结构上的方式存在的压敏粘合剂组合物的厚度优选为大约1μm至大约150μm,更优选大约5μm至大约75μm,且特别优选大约12μm至大约50μm。在优选的厚度范围,在小的组合物厚度和产生的小的渗透截面之间存在良好的折衷,这降低了渗透,并获得要产生足够的粘接所需要的足够厚度的组合物膜。最佳厚度取决于(光)电子结构、最终应用、压敏粘合剂组合物实施方式的类型,以及平坦基底(如果合适的话)。
实施例
除非另有指出,在以下实施例中所有的数量指示均是相对于全部配制物的重量百分比或者重量份。
测试方法
结合强度
如下进行结合强度的测量:使用钢平面、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)板和聚乙烯(PE)板作为规定的基底。将考察的可结合的平面元件切成20mm宽和大约25cm长,所述元件配置有夹持部分,之后立即通过4kg钢辊以10m/min的速度压到分别选择的基底上5次。随后马上将前面结合的平面元件借助拉伸测试仪(Zwick)在室温以180°的角度和300mm/min的速度从基底剥离,并测量完成它必需的力。测量值(以N/cm计)的结果为三次单独测量的平均值。
剪切粘合失效温度(SAFT)
如下进行SAFT的测量:使用抛光的钢面作为规定的基底。将考察的可结合的平面元件切成10mm宽和大约5cm长,之后立即通过2kg钢辊以10m/min的速度压到分别选择的具有10×13mm面积的基底上3次。随后马上将前面结合的平面元件在180°的角度上负载0.5N并进行9℃/min的升温。在这种情况下测量覆盖样品的滑动距离(slip distance)为1mm时的温度。测量值(以℃计)的结果为二次单独测量的平均值。
透过率
测量粘合剂组合物在VIS光谱上的透过率。在Kontron的UVIKON 923上进行VIS光谱的记录。测量光谱的波长范围包括介于800nm和400nm之间的所有频率,分辨率为1nm。为此,将粘合剂组合物施加到PET载体上并在整个波长范围通过载体的空信道测量(idle channel measurement)作为参照进行上述测量。通过对规定范围内的透过率测量值求平均来确定结果。
渗透性
根据DIN 53380部分3和ASTM F-1249分别测量氧气的渗透性(OTR)和水蒸汽的渗透性(WVTR)。为此,将压敏粘合剂组合物以50μm层厚施加到可渗透膜。对于氧气的渗透性,在23℃和相对湿度50%下进行测量。水蒸汽的渗透性在37.5℃和相对湿度90%下测量。
弯曲试验
为了测量挠性,将粘合剂组合物以50μm的层厚涂布在两个23μm的PET载体之间并在弯曲180°时测量至弯曲半径为1mm。如果该层不断裂或者不分开,则此测试合格。
寿命试验
采用钙试验(calcium test)作为(光)电子结构寿命的量度。为此,在氮气气氛下将尺寸为20x20mm2的薄钙层沉积在玻璃板上。钙层的厚度大约为100nm。使用具有作为载体材料的PET防渗膜的胶带(根据ASTM F-1249和DIN 53380部分3提到的及上面提到的条件,WVTR=8x10-2g/m2*d和OTR=6x10-2cm3/m2*d*bar)封装钙层。在直接附着在玻璃板的钙层上方在5mm边缘全方位(all-round)施加胶带。
该试验基于钙与水蒸汽和氧气的反应,例如以下文献中描述的:A.G.Erlat等人在“47th Annual Technical Conference Proceedings-Society ofVacuum Coaters”,2004,654-659页中,和M.E.Gross等人在“46th AnnualTechnical Conference Proceedings-Society of Vacuum Coaters”,2003,89-92页中描述的。此时,监测钙层的透光率,该透光率因转化为氢氧化钙和氧化钙而增加。将达到该结构在无钙层时的透过率的90%指定为寿命终点。选择23℃和50%相对空气湿度作为测量条件。将样品粘结在整个区域上且没有任何气泡,压敏粘合剂组合物的层厚为25μm。
样品的制备
由溶液制备实施例1~4的压敏粘合剂组合物。这通过将单个组分溶解在甲苯中(固体含量为40%)并将溶液涂布到未处理的PET膜上进行,其中在120℃干燥15分钟,如此得到每单位面积重量为50g/m2的粘合剂组合物层。对于渗透试验,以相同方式制备样品,但溶液不是涂布到PET膜上,而是涂布到以1.5g/m2硅化的防粘纸上,因此在转移至可渗透膜之后,可以在纯的压敏粘合剂组合物上进行测量。
实施例1
100份 Vector 4113 SIS,具有15%嵌段聚苯乙烯含量,得自Dexco.
此SIS包含约20%二嵌段含量。
100份 Escorez 5600 氢化HC树脂(烃树脂),软化点为100℃,得自
Exxon
25份 Ondina G 17 白色油,包含66%链烷烃部分和34%环烷烃部
分,得自Shell
实施例2
100份 Kraton G 1657 SEBS,具有13%嵌段聚苯乙烯含量,得自
Kraton。该SEBS包含约36%二嵌段含量。
100份 Escorez 5600 氢化HC树脂,软化点为100℃,得自Exxon。
25份 Ondina G 17 白色油,包含链烷烃和环烷烃部分,得自Shell
实施例3
100份 Tuftec P 1500 SEBS,具有30%嵌段聚苯乙烯含量,得自Asahi。
该SEBS包含约68%二嵌段含量。
100份 Escorez 5600 氢化HC树脂,软化点为100℃,得自Exxon。
25份 Ondina G 17 白色油,包含链烷烃和环烷烃部分,得自Shell。
实施例4
70份 Tuftec P 1500 SBBS,具有30%嵌段聚苯乙烯含量,得自Asahi。
该SBBS包含约68%二嵌段含量。
30份 Kraton G 1657 SEBS,具有13%嵌段聚苯乙烯含量,得自
Kraton。
该SEBS包含约36%二嵌段含量。
100份 Escorez 5600 氢化HC树脂,软化点为100℃,得自Exxon。
25份 Ondina G 17 白色油,包含链烷烃和环烷烃部分,得自Shell。
对比例C1
将具有78%EHA、19%丙烯酸十八烷醇酯和3%丙烯酸的配方的丙烯酸酯在丙酮和石油溶剂油中聚合并由溶液涂布到未处理的PET载体上(或者以1.5g/m2硅化的防粘纸上,用于渗透测量),在120℃干燥15分钟并用相对于丙烯酸酯含量为0.2%的螯合铝交联。粘合剂层厚度为50μm。
对比例C2
将60%levamelt 456(乙烯-乙酸乙烯酯共聚物)和40%foral 85的混合物溶解在丙酮中并由溶液涂布到未处理的PET载体上(或者以1.5g/m2硅化的防粘纸上,用于渗透测量),在120℃干燥15分钟。粘合剂层厚度为50μm。
对比例C3
将商购的得自GE Bayer Silikons的有机硅压敏粘合剂组合物SilgripPSA 529与过氧化苯甲酰混合并由溶液涂布到未处理的PET载体上(或者以1.5g/m2硅化的防粘纸上,用于渗透测量),在120℃干燥15分钟并交联。粘合剂层厚度为50μm。
对比例C4
将商购的得自Epo-Tek OG142的UV-固化过氧化物以50μm的厚度铺在PET膜上并通过中压汞蒸汽灯以10m/min的穿行速度(path speed)在160W/cm下固化。为了测定渗透率,将样品涂布到硅化的防粘纸上并分开。
结果:
对于上面提到的实施例的结合-工艺评估,首先进行结合强度测试、SAFT试验、粘着性及挠性的试验。
表1
正如可看到的那样,在实施例1~4中,在所有基板上可以获得类似的高结合强度和在高温下良好的耐性,它们与基于不同化学结构的压敏粘合剂组合物(C1~C3)相比至少相当或者更好。与C4的比较显示,本发明的压敏粘合剂组合物相比于高度交联的环氧化物具有高的挠性。
渗透性和透过率测量的结果可以见于表2。
表2
正如可看到的那样,实施例1~4的压敏粘合剂组合物的渗透性比C1~C3低得多,而在可见光区的透过率相似。交联的环氧化物与嵌段共聚物的水蒸汽渗透性相似,但嵌段共聚物的氧气渗透性较高。所有实施例的透过率均位于相似范围。
寿命试验的结果:
表3
寿命试验清楚地显示,与其它压敏粘合剂组合物相比,本发明的测量结构具有好得多的防渗效果,获得寿命的延长。
Claims (21)
1.封装电子装置阻挡渗透物的方法,其中提供基于乙烯基芳族嵌段共聚物的压敏粘合剂组合物,以及将所述压敏粘合剂组合物施用在电子装置欲封装的区域之上和/或周围。
2.权利要求1的方法,其特征在于,所述压敏粘合剂组合物以胶带的形式提供。
3.权利要求1或2的方法,其特征在于,所述压敏粘合剂组合物在施用到电子装置之后被交联。
4.前述权利要求任一项的方法,其特征在于,进行所述压敏粘合剂组合物的施用而未随后固化。
5.压敏粘合剂组合物用于封装电子装置阻挡渗透物的用途,特别是在前述权利要求任一项的方法中的用途,其特征在于,所述压敏粘合剂组合物基于乙烯基芳族嵌段共聚物。
6.权利要求4或5的用途,其特征在于,所述压敏粘合剂组合物含有由乙烯基芳族化合物,特别是苯乙烯形成的聚合物嵌段,以及所述压敏粘合剂组合物含有由1,3-二烯的聚合形成的聚合物嵌段,和/或特别是或完全氢化的聚合物嵌段,所述1,3-二烯特别为丁二烯和/或异戊二烯。
7.权利要求5或6的用途,其特征在于,所述嵌段共聚物的聚乙烯基芳族化合物的含量为10wt%至35wt%。
8.权利要求5~7任一项的用途,其特征在于,所述压敏粘合剂组合物的乙烯基芳族嵌段共聚物含量为至少20wt%,优选至少30wt%,更优选至少35wt%,和/或所述压敏粘合剂组合物的乙烯基芳族嵌段共聚物含量为至多80wt%,优选至多65wt%,更优选至多60wt%。
9.权利要求5~8任一项的用途,其特征在于,所述压敏粘合剂组合物含有树脂或树脂混合物,优选氢化树脂,所述氢化树脂的氢化度为至少90%,更优选至少95%。
10.权利要求5~9任一项的用途,其特征在于,所述压敏粘合剂组合物含有至少一种树脂,该树脂的DACP值大于30℃和MMAP值大于50℃,优选DACP值大于37℃和MMAP值大于60℃,和/或所述压敏粘合剂组合物含有至少一种树脂,该树脂的软化点大于95℃,特别是大于100℃。
11.权利要求5~10任一项的用途,其特征在于,所述压敏粘合剂组合物含有一种或多种添加剂,所述添加剂优选选自:增塑剂、主抗氧化剂、辅助抗氧化剂、加工稳定剂、光稳定剂、加工助剂、末端嵌段增强树脂、聚合物,尤其是具有弹性的聚合物。
12.权利要求5~11任一项的用途,其特征在于,所述压敏粘合剂组合物含有一种或多种填料,优选纳米填料、透明填料和/或吸气剂填料和/或清除剂填料。
13.权利要求12的用途,其特征在于,所述填料在至少一个尺寸上表现为纳米尺寸形式。
14.权利要求12或13的用途,其特征在于,所述压敏粘合剂组合物的填料含量为至少5wt%,优选至少10wt%,更优选至少15wt%,和/或所述压敏粘合剂组合物的填料含量为至多95wt%,优选至多70wt%,更优选至多50wt%。
15.权利要求5~14任一项的用途,其特征在于,所述压敏粘合剂组合物表现为透明形式,优选所述压敏粘合剂组合物在400nm~800nm波长范围的平均透过率为至少75%,更优选至少90%。
16.权利要求5~15任一项的用途,其特征在于,所述压敏粘合剂组合物在320nm~400nm的波长范围,优选280nm~400nm的波长范围,更优选190nm~400nm的波长范围,表现为UV-阻挡形式,其中平均透过率为至多20%,优选至多10%,更优选至多1%,称为UV-阻挡。
17.权利要求5~16任一项的用途,其特征在于,所述压敏粘合剂组合物的断裂伸长率为至少20%,尤其在交联之后,所述压敏粘合剂组合物的断裂伸长率为至少20%。
18.权利要求5~17任一项的用途,其特征在于,所述压敏粘合剂组合物的WVTR为小于100g/m2·d,优选小于40g/m2·d,和/或所述压敏粘合剂组合物的OTR为小于10000g/m2·d·bar,优选小于5000g/m2·d·bar。
19.权利要求5~18任一项的用途,其特征在于,所述压敏粘合剂组合物表现为胶带的形式,特别是无载体胶带的形式。
20.权利要求5~19任一项的用途,其特征在于,在所述胶带中的压敏粘合剂组合物的层厚为至少1μm,优选至少5μm,更优选至少12μm,和/或在所述胶带中的压敏粘合剂组合物的层厚为至多150μm,优选至多75μm,更优选至多50μm。
21.电子装置,包括电子结构特别是有机电子结构和压敏粘合剂组合物,其中所述电子结构至少被所述压敏粘合剂组合物部分封装,其特征在于,所述压敏粘合剂组合物表现为权利要求5~20任一项的形式。
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