CN1678639A - 可转换的压敏粘合剂胶带及其在显示屏上的用途 - Google Patents

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Abstract

一种可转换的压敏粘合剂组合物，由约15－约80wt％软化点大于60℃的聚合物；约20－约85wt％软化点小于30℃的可聚合树脂；用量足以引起在所述聚合物与所述树脂之间反应的潜引发剂；和任选地，交联剂组成。该可转换的压敏粘合剂在有机发光二极管显示器件、发光二极管显示器件、医疗诊断测试器件、挠性或硬质LCD显示器件、等离子体显示器件和电致变色器件方面具有特殊的应用。

Description

可转换的压敏粘合剂胶带及其在显示屏上的用途
发明背景
目前在市场上，需要起到多功能目的的粘接材料。要求材料不仅粘接并将衬底保持在一起，而且提供额外的优势，如高的机械剪切、拉伸强度、剥离强度、抗化学性、耐水性、抗增塑剂、清洗转变、湿气阻挡和空气阻挡等。
所定义的压敏粘合剂带柔软且有粘性。与大多数液体粘合剂相比，它具有中等的负荷承载能力，但提供使用容易和方便并结合有快速粘附的能力。本发明的目的是在压敏粘合剂内掺入根据需求可以引发的化学品，从而提高粘合剂的物理性能(高的机械性能、抗化学性、耐水性、阻挡性能等)。
附图简述
图1描述了常规的OLED器件的截面。
图2描述了本发明的OLED器件的截面。
发明详述
本发明涉及以两种状态存在的可转换的压敏粘合剂。在它的第一种状态中，它是在没有使用机械扣件的情况下形成即时粘接且具有原始强度以维持该粘接的压敏粘合剂。一旦暴露于合适的外部引发物下，它转换成第二状态，于是掺入的化学品反应，从而改变材料的化学和物理性质，以满足一种或多种以上提及的优势。
在压敏粘合剂的性能特征内引发转换的能力拓宽了应用范围和满足目前没有得到满足的需要。例如，当需要时可改变所具有的模量和强度性能。玻璃化转变温度和软化点可变化，从而改变耐温性。折射指数可变化以改变其光学性能。内聚和粘合性能之间的平衡可变化。可改变抗溶剂性和气体与蒸汽的渗透。
可结合各种用途使用本发明的粘合剂。该技术可以预见的应用包括，但不限于，医疗诊断器件的粘接，其中不仅要求部件的快速固定，而且还要求粘接体随后抗各种化学环境。此外，由于在医疗器件中粘合剂可能污染分析的化学品，因此，粘合剂化学的适当选择是重要的。该技术还适合于清洁的模头切割性，一种对于制造设备不间断运行来说高度所需的特征。
本发明粘合剂的额外应用是用于封装/包装精密电子仪器(如光学显示器件)，其目的是保护它们避免大气元素。尤其液晶显示器(LCD)、有机发光显示器(OLED)和等离子体显示屏适合使用本发明的粘合剂。可使用该粘合剂，对有源电子器件来说，形成快速但临时的封接。随后引发(转换)该封接体并转化成永久的粘接体，以保护免遭氧气、湿气和机械损坏。所得封接体在提供这些器件可接受的寿命方面起到关键的作用。另一例举的应用是封接和保护电致变色(EC)器件。重要的是，通过使用本发明的粘合剂形成挠性封接体非常适于粘接挠性的LCD、OLEDS和EC器件(其由挠性塑料衬底，而不是由硬质玻璃衬底组成)。
本发明粘合剂的另一应用是拼接织物、无纺布和塑料。通常使用缝合工艺缝合这些材料。然而，在缝合工艺过程中衬底被穿孔，在其中液体、气体和生物试剂经接缝迁移是不利的情况下，这是非所需的。
现有技术讨论了各种粘合剂，已发现所述粘合剂用于这种用途是不满意的。
美国专利No.4552604涉及使用热固性环氧/丙烯酸酯基压敏粘合剂，将选自金属、陶瓷或木材中的两个表面粘接在一起的方法。该组合物公开了宽范围的丙烯酸酯组分。硬化剂可以是多羧酸酐、双氰胺、咪唑、潜在的二氟化硼螯合剂、芳族多胺和胺与三氟化硼或三氯化硼的络合物。该粘合剂在例如170℃的温度下热固化1小时(参见实施例1)。
美国专利No.5086088公开了一种热固性环氧丙烯酸酯基压敏粘合剂，其中的丙烯酸酯组分包括30％-80wt％的可光聚合的丙烯酸酯的预聚物或者单体糊浆。用于环氧化物组分的硬化剂是胺硬化剂，和施用例如140℃的固化温度20-40分钟(参见实施例41)。提出该压敏粘合剂胶带在汽车工业中用于结构粘接金属表面或用于封接金属接缝。所披露的压敏热固性粘合剂限于使用丙烯酸酯的预聚物或单体。通过光聚合方法制造该胶带。所述的材料仅仅可以通过热和使用胺类固化剂引发，以引发转换。胺固化要求高温和长的固化时间。胺固化体系的缺点还在于有限的储存期。
PCT申请No.WO95/13328公开了一种热固性压敏粘合剂，它包括丙烯酸酯的可聚合单体或预聚物的糊浆和一种或多种热固性树脂。据报道，该粘合剂在热固化状态下，对油状冷轧钢显示出良好的粘合性。优选通过胺类硬化剂，在例如150℃的温度下固化热固性树脂30分钟(参见试验方法D)。
PCT申请No.WO98/21287涉及通过前体和环氧树脂的混合物获得的热固性粘合剂。通过光聚合烯键式不饱和组分的单体或预聚物糊浆来制造前体。采用热致固化，来热固化粘合剂。该发明利用可在低于100℃的温度下活化的胺类硬化剂。在最小30分钟的固化时间段之处，在实施例1-4中所述的硬化温度的典型开始是70℃。
本领域的普通技术人员目前为了将衬底粘接在一起，以尝试实现以上提及的所需优势，必须使用常规的液体或热塑性热熔粘合剂。然而，这种粘合剂具有许多缺点。
液体粘合剂由于在其内存在的VOC导致可能破坏器件的敏感活性组分，粘合剂必须喷涂或辊涂在衬底上，难以维持非常清晰的粘接线与厚度，必须使用昂贵的分配设备，必须使用机械扣件固定衬底就位直到粘合剂固化，这种粘合剂通常不具有挠性，和抗挠曲性差，和要求专家处理材料的潜在危险。
热塑性热熔粘合剂要求昂贵的复杂设备来传输热熔体，要求机械扣件固定衬底就位，材料的耐热性差，存在燃烧或其它危险的可能性，所要求的高温对电子器件来说是危险的，和不能与热敏材料一起使用。
与液体和热熔粘合剂相比，本发明的可转换的粘合剂提供许多优点。有利地，最初可以以常规的压敏粘合剂形式使用粘合剂。这意味着材料具有能将衬底固定在一起，同时避免需要长时间段地使用机械扣件的快速粘合性。可以以单面、(在两个剥离衬里之间的)双面或(在单一的剥离衬里上的)转移膜的形式提供粘合剂，这可容易和安全地通过手工或机械来施加。这使得粘合剂的施加面积和程度可以预测。粘合剂是粘弹性的，它保持潜力和直到通过外部能源，如UV、热或可见光引发才反应。因此，粘合剂不是乱七八糟的且含有极低含量的VOC，如果有的话。一旦施加，粘合剂具有充足的原始强度以长时间地维持粘接。
第二，一旦暴露于外部引发物下，粘合剂转变其物理和化学本性，从而显示出达到上述所需结果所需要的机械强度、耐化学性、湿气和气体渗透性。因此，本发明的可转换粘合剂在没有液体和热熔粘合剂附带缺点和危险的情况下，提供使用者实现以上提及的优势的能力。
除了克服用液体和热熔粘合剂操作的已有困难以外，与可热固化的热固性粘合剂相比，本发明的可转换的压敏粘合剂提供有优势。可热固化的粘合剂要求高温和/或长的固化时间。热固化体系可能花费达到3小时和高至300°F的温度。因此，该热固化体系对于在高温下可能被损坏的热敏衬底如聚丙烯、HDPE、一些PET等来说是不可接受的。热也可破坏活性组分。
本发明的可转换粘合剂在环境温度或在略微升高的温度下反应非常快速。固化时间可以短至数秒和在室温下发生。
在已有的方法中，使用或者常规的压敏粘合剂或者液体粘合剂。如上所述，使用任何一种均伴随一些缺点。在粘接中已使用压敏粘合剂，这是因为它们容易使用且导致瞬间的粘接形成。它通常以明确厚度的胶带或者转移膜形式获得。然而，这些粘合剂的负荷承载和耐温能力中等。当用于封接时，它具有有限的溶剂、液体和气体抗性。当用于拼接时，它的耐热和耐剪切性中等。常规的压敏粘合剂没有提供在一些诊断器件组件应用中所要求的耐化学性程度。它还导致冲切模的胶接和降低产率。在电子器件的预期寿命过程中，它没有提供充分的封接性。此外，常规的压敏粘合剂，当暴露于升高的使用温度下，如在汽车内的那些时，可具有蠕变的倾向，进而损害了粘接体。
热熔粘合剂和一些热固性粘合剂，象可转换的压敏粘合剂一样，可制造为独立式膜。然而，热熔体典型地缺少立即浸润并粘合到衬底表面上所需的粘性。需要升高的温度来粘接衬底。此外，热熔体在加热过程中通常要求扣件以减少在热粘接步骤过程中衬底漂移的可能性。热固性粘合剂在热引发之前也可充当压敏粘合剂。然而，热固性压敏粘合剂和可转换压敏粘合剂之间的重要区别是固化方法。热固性压敏粘合剂要求热源来固化热固性压敏粘合剂，结果限制了它们在要求粘接热敏衬底的市场上的用途。可转换压敏粘合剂保持潜力和直到通过外部能源如UV或可见光源引发才反应。
此外，温敏衬底如塑料衬底的粘接要求足够低的可转换压敏粘合剂的固化温度，为的是避免在固化反应过程中衬底的损坏。在高于60℃的固化温度下，器件的温敏活性组分也对损坏敏感。现有技术中通常报道的固化温度对于本发明加以考虑的应用来说太高。另外，固化所需的最小固化时间为30分钟，且在较低温度下要求更长的固化时间。因此，需要固化反应的开始温度不大于60℃且热暴露时间小于10分钟的可转换压敏粘合剂。优选使用固化时间小于5分钟的“冷”UV固化。
至于进一步的缺点，现有技术中所述的含有丙烯酸酯的单体或预聚物糊浆的软化点低于室温，因此没有提供满足所有实际要求到充分和/或理想程度所要求的机械性能。当基于单体或预聚物糊浆的热固性胶带固化时，它收缩。收缩力高到足以引起胶带从衬底上界面脱层。脱层损坏粘接体的阻挡和耐溶剂性的完整性。单体和预聚物的含量越高，收缩将越大。相反，以软化点大于60℃的聚合物为起始，一旦固化，则导致降低的收缩率。因此，在较高的机械强度和改进的耐溶剂性和阻挡性能情况下，形成改进的界面粘接。
当粘合剂粘接体还用于气密封接以避免大气元素时，选择丙烯酸酯基单体和预聚物糊浆任意一个都不是最好的。丙烯酸酯不是因阻挡或耐溶剂性能而众所周知，因此不是用于显示屏和光致变色窗的适当保护的合适选择。
根据本发明，提供一种可转换的压敏粘合剂组合物，它由下述组成：(a)约15％-约80wt％(优选20％-50wt％)软化点大于60℃的聚合物；(b)约20％-约85wt％(优选50％-80wt％)软化点小于30℃的可聚合树脂；和(c)约0.5％-约12wt％引发反应的潜引发剂。
任选地，可以存在交联剂以增加可转换的压敏粘合膜的粘结性。典型的交联剂包括，但不限于，异氰酸酯、氮丙啶和有机金属化合物。本领域的普通技术人员可容易地选择本发明中使用的合适的交联剂。
软化温度大于60℃的聚合物可以选自宽范围的各种聚合物。合适的聚合物包括，但不限于，聚氨酯、聚(异丁烯)、聚(丙烯腈丁二烯)、聚偏氯乙烯、芳族液晶聚合物、乙烯降冰片烯的共聚物、聚(甲基)丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚酯、聚己内酯、聚砜、聚苯醚树脂、酚醛树脂和苯氧基树脂。
软化点低于30℃的本发明的可聚合树脂也可选自宽范围的各种树脂。这种树脂包括，但不限于，含有下述官能度的树脂：环氧、(甲基)丙烯酸酯、亚硫羟基(thiolene)、羟基、羧基、乙烯基、乙烯基醚等。可聚合树脂可以是单官能团、双官能团或多官能团树脂，这取决于所需的交联度和可转换粘合剂的最终物理性能。这种树脂的实例是醇和酚类的缩水甘油醚。双酚A的丙烯酸酯化缩水甘油醚也适用于本发明。
可使用各种潜引发剂，其中包括自由基和/或鎓盐阳离子光引发剂。
可用的光引发剂可进一步分类为自由基光引发剂和阳离子光引发剂。引发剂的选择将取决于粘合剂的化学，且这种选择在本领域的常规技术范围内。自由基光引发剂包括，但不限于，α断裂酮族如苯偶姻醚、苯偶酰缩酮和乙酰苯。也可使用夺氢光引发剂如二苯酮、噻吨酮和樟脑醌。阳离子光引发剂包括，但不限于，分子式Ar+MF6的鎓盐光引发剂，其中Ar是混合芳基碘鎓的混合芳基锍，和M是磷、砷或锑。例举的光引发剂包括三芳基锍络合物盐(如美国专利No.4231951中所公开的)；含卤素的络合物离子的芳基锍或碘鎓盐(如美国专利No.4256828中所公开的)；和第IVA族元素的芳族鎓盐(如美国专利No.4058401和4138255中所公开的)。典型地，以约0.25％-30wt％的用量存在光引发剂。
通过在软化温度大于60℃的聚合物内混合树脂和潜引发剂来制备本发明的组合物。可将各成分溶解在合适的溶剂内以促进混合。然后将混合物施加到膜衬底如聚酯片材或剥离衬里上。视需要，将涂覆的片材放置在烘箱内，以除去溶剂。调节高分子链聚合物与树脂之比，以便所得涂层的行为象压敏粘合剂。当暴露于合适的引发物如UV、可见光或热时，则压敏粘合剂的性能发生转换。
或者，可在不使用溶剂的情况下，在加热的高剪切混合机如捏合机或挤塑机中混合各成分。
可使用填料如氧化硅、木纤维、碳酸钙和类似物，通过提供增加的剪切和拉伸强度来机械增强粘合剂组合物。可使用镍、钢片、银涂布的玻璃球、炭黑和类似物使组合物导电。可使用氧化铝、硝酸硼和类似物使组合物导热。卤素、磷酸盐、三聚氰胺基化合物和一些含有重金属的物质，如锑酸盐可加入到粘合剂组合物中，以提供阻燃膜。纳米颗粒氧化硅和纳米颗粒蒙脱土也可用作填料用于降低湿气经粘合膜的渗透。
可根据下述考虑，使用各种用量的填料。填料的负载不可能超过下述用量，所述用量不允许材料的行为象压敏粘合剂。例如，在高负载碳酸钙或木纤维之后，压敏粘合剂可能不再具有充足的粘性。同样重要的是，填料的负载不应当超过使得材料如此不透明，以致于UV或可见光不能渗透粘合剂，结果不可能发生所需转换的用量。然而，在使用非UV或可见光引发物的情况下(如电子束或热)，可使用较大量的填料负载。
可通过用UV和可见光辐射引发本发明的压敏粘合剂的转换。或者，可通过热引发转换。包括氧化烯的质子清除剂如聚乙二醇和聚丙二醇可加入到粘合剂组合物中，以延迟在阳离子固化的UV粘合剂内的固化。这对于暴露于UV之后的粘接来说提供了提高的表干粘性时间。对于粘接衬底来说，延迟固化体系是吸引人的，于是阻止反应物到达粘合剂。氧化烯的负载量取决于在粘合剂的转换被引发之后所需的表干粘性时间量。然而，氧化烯的负载量越高，在转换之后粘合剂的挠性越大且越不那么坚固。典型地，以总固体重量的1-10％的用量添加氧化烯。
光敏剂如蒽和苝可掺入到配方内，以允许UV粘合剂在可见光下固化，或者扩大固化所要求的波长范围。
粘合剂组合物也可含有各种增粘树脂、增塑剂、粘合促进剂和其它增强聚合物，为的是调节组合物的流变学曲线，以促进粘合。
粘合促进剂，例如钛酸盐、锆酸盐和硅烷偶联剂可掺入到粘合剂配方内，以改进对玻璃和金属衬底的粘合。基于总固体，通常以0.25-3wt％的用量添加这种材料。使用一些单、二和三官能团丙烯酸酯和环氧化物，如获自Sartomer的SR203可掺入到组合物内，以溶胀一些塑料衬底和改进总的粘合。以比钛酸盐、锆酸盐和硅氧烷偶联剂高的用量添加单、二和三官能团丙烯酸酯和环氧化物。通过对压敏粘合剂性能的影响，限制了各粘合促进剂的负载。例如，Sartomer 203是塑化粘合剂的一种低粘度材料。在高的负载下，该材料可塑化粘合剂到使得它不再充当压敏粘合剂的程度。基于总的固体，这种材料的典型负载范围为5-50wt％。
结合下述实施例进一步描述本发明。
实施例1
UV引发的压敏粘合剂胶带
通过在有机溶剂(乙酸乙酯)内混合软化温度大于60℃的聚合物、功能化树脂和潜引发剂来制备样品1和2的配方。调节在配方内的乙酸乙酯含量使各组分溶解，以便获得可涂布的粘度。在Ross混合机内，在约2300rpm下，混合样品，一直到获得均匀的混合物。允许样品在轧制机上辊压过夜，使空气泡沉降出溶液。使用由两个不锈钢涂布棒和控制涂层厚度的辊隙组成的台式涂布机，在50微米的聚酯膜上涂布该配方。将样品放置在干燥烘箱内，从样品中除去残留的溶剂。在干燥之后，用50微米的硅剥离衬里保护所有样品并储存在铝箔袋中直到测试。下表1列出了样品1和2的各种组成。
表1
样品1和2的组成
粘合剂组分        样品1                样品2
Gelva 788         49.63                0
AS 140            0                    19.79
Epon 58005        0                    29.69
Ebecryl 3605      49.63                49.79
Irgacure 184      0.25             0.25
UVI 6976          0.49             0.78
蒽                0                0.02
备注：Gelva 788＝具有环氧和羟基官能度的丙烯酸PSA
AS140＝具有低环氧当量的高Tg丙烯酸聚合物
Epon 58005＝橡胶改性的双酚A环氧低聚物
Ebecryl 3605＝环氧化的双酚A二丙烯酸酯
Irgacure 184＝光引发剂
UVI 6976＝三芳基锍六氟锑酸盐阳离子引发剂
蒽＝光引发剂
在下表所示的衬底上，使用样品1和2的粘合剂制造搭接剪切连接点。通过UV辐射固化粘合剂。对各配方测量搭接连接点的强度，以证明在各类衬底上可转换压敏粘合剂的强度。下表2和3概述了搭接剪切强度结果，其中表2包括用于比较的各种现有技术的粘合剂：
表2
搭接剪切强度结果(与现有技术的比较)
衬底                粘合剂               搭接剪切强度
SS/SS               3M VHB转移膜         100psi
SS/SS               丙烯酸PSA            140psi
SS/SS               Loctite热熔粘合剂    270psi
SS/SS               3M热活化的PSA        1150psi
PET/PET             3M热活化的PSA        500psi**
SS/SS               Loctite 2份环氧      1625psi
玻璃/SS             样品1                ＞1000psi
玻璃/SS             样品2                ＞1000psi
玻璃/PET            样品3                 800psi*
备注：SS＝不锈钢
PET＝聚对苯二甲酸乙二酯(聚酯)
*＝玻璃衬底破碎
**＝PET故障
表3
搭接剪切强度结果(本发明)
衬底             样品1              样品2
玻璃/玻璃        848psi             ＞1000psi
玻璃/铝          810psi             1000psi*
玻璃/钢          896psi             ＞1000psi
玻璃/丙烯酸      400psi             800psi*
玻璃/聚碳酸酯    360psi             没有测试
玻璃/ABS         360psi             没有测试
玻璃/聚酯        没有测试           800psi*
备注：*衬底使用铬酸溶液酸蚀刻，以改进对铝、丙烯酸和聚酯的粘合。
搭接剪切样品为在玻璃和第二衬底之间的0.5″×0.5″的重叠粘接体。首先施涂粘合剂到玻璃侧上，然后贴着第二表面。在80℃下加热样品30秒并UV固化。
表2描述了相对于数个代表性的现有技术的粘合剂，本发明的样品1和2的搭接剪切强度。正如所预期的，就搭接剪切强度而言，本发明的可转换压敏粘合剂优于许多典型的粘合剂。尽管还表明环氧和热活化的粘合剂显示出高的搭接剪切强度，但这种粘合剂或者是液体(环氧)粘合剂或者要求高温固化。本发明的可转换粘合剂避免了与环氧和或热活化的粘合剂相关的缺点，因此，这些缺点可通过使用本发明的可转换粘合剂来避免。
表3示出了本发明的可转换粘合剂，显示出对各种衬底，如玻璃/玻璃、玻璃/塑料和玻璃/金属优良的粘合性。
实施例2
UV引发的压敏粘合剂胶带
将环氧化聚(丙烯腈丁二烯)聚合物以40％的固体溶解在乙酸乙酯中。将官能化树脂和潜引发剂加入到配方中。在Ross混合机内，在约2300rpm下，混合样品，一直到获得均匀的混合物。允许样品在轧制机上辊压过夜，使空气泡沉降出溶液。使用由两个不锈钢涂布棒和控制涂层厚度的辊隙组成的台式涂布机，在50微米的聚酯膜上涂布该配方。将样品放置在干燥烘箱内除去溶剂。在干燥之后，用50微米的硅剥离衬里保护所有样品并储存在铝箔袋中直到测试。下表4列出了样品3和4所使用的具体配方。
表4
样品3和4的组成
粘合剂组分              样品3            样品4
环氧化聚(丙烯腈丁二烯)  19.76            18.94
Epon 834                39.52            37.88
Epon 828                9.88             9.47
UVI 6976                1.20             5.30
乙酸乙酯                29.64            28.41
备注：环氧化聚(丙烯腈丁二烯)＝环氧改性的聚合物
Epon 834＝双酚A环氧低聚物
Epon 828＝双酚A环氧低聚物
Irgacure 184＝光引发剂
UVI 6976＝三芳基锍六氟锑酸盐阳离子引发剂
采用样品3和4制造粘接体，和通过暴露于UV辐射下固化粘合剂。下表5概述了关于强度和耐溶剂性的试验数据。
表5
性能结果
T形剥离          样品3               样品4
Melinex 453
/Melinex 453
5mil的膜         粘合剂故障          膜故障
聚丙烯/聚丙烯    没有测试            膜故障
2mil的电晕处理膜
MDPE/MDPE
2mil的电晕处理膜   没有测试            膜故障
MEK擦拭试验        44次测试            400+擦拭(没有故障)
搭接剪切试验
玻璃/玻璃          696psi              317.6psi
备注：通过在两块膜之间对UV压敏粘合剂取样来制备T形剥离样品。然后UV固化样品。允许样品后固化5分钟。在5分钟之后，在样品上以12in/min进行T形剥离。通过将UV压敏粘合剂放置在5mil的Melinex膜上和UV固化该材料，从而制备MEK擦拭样品。允许样品后固化5分钟。在5分钟之后，在所有样品上进行MEK擦拭试验。搭接剪切样品是在玻璃与玻璃之间的0.5″×0.5″的重叠粘接体。首先施涂粘合剂到玻璃侧上，然后贴着玻璃表面。在80℃下加热样品30秒并UV固化。
设计样品3和4的可转换压敏粘合剂粘接挠性衬底。对这种粘合剂的要求是充足的粘合性、内聚强度以及对化学、湿气和气体的抗性。可在两块膜之间固化可转换压敏粘合剂的情况下，通过进行T形剥离试验，测定对挠性衬底的粘合程度。该数值证明，剥离强度超过衬底的强度，这通过膜的故障来证明。MBK擦拭是涂层耐溶剂性的试验。可看出，样品4甚至在400次擦拭之后还完整。在玻璃/玻璃粘接体中获得317psi的搭接剪切，相对于常规的压敏粘合剂来说，这是显著的改进。总之，证明存在良好的性能平衡。
本发明的可转换的压敏粘合剂在形成光学显示器件，如有机发光二极管(OLED)器件中具有特殊的实用性。OLED器件是当电压施加到器件上时发光的整块薄膜半导体器件。简单地说，OLBD器件由夹在两个薄膜半导体之间的多块有机薄膜组成。可在硬质衬底如玻璃或硅或挠性衬底如塑料上制造这种器件。尽管已发现最近这些器件在工业上的接受度，但器件的寿命值得关注。暴露于湿气、氧气和其它污染物急剧降低器件的寿命。
在尝试最小化这种污染物的影响中，典型地在所需的衬底上制造器件，然后将该器件密闭或封装在玻璃、塑料或金属覆盖层内。将覆盖层的周边封接到器件上，和在器件上方的密闭的空间内维持惰性氛围(如氮气)。典型地在密闭空间内放置干燥剂(或“吸气剂”)作为对从常规的封装粘合剂中脱出的化学品和进入器件上方的密闭空间内的任何湿气和氧气的额外保护。也已发现可有用地在器件顶部放置整块涂层，进一步提供保护避免可能驻留在密封空间内的任何污染物。
典型地藉助合适的粘合剂如环氧树脂，将覆盖层的周边封接到器件上。重要的是，封接粘合剂应当是低脱气的，以使在密封空间内的有机污染物的存在最小。同样重要的是，应当以避免对器件损坏的方式固化粘合剂。关于这一点，当然应当避免使用对粘合剂来说高的固化温度。
从可能的污染和器件降低的有效寿命的角度考虑，使用塑料衬底导致进一步复杂化。塑料衬底特别可用于其中希望挠性衬底的那些实施方案，因为硬质玻璃衬底将不适合于这一目的。然而，塑料衬底的渗透性高于玻璃衬底(因此对湿气和污染气体起到差的阻挡作用)，和因此更易于污染密闭空间。与使用塑料衬底相关的可能发生的额外问题是，边缘封接材料粘接到塑料上不如粘接到玻璃上好。一旦挠曲或弯曲器件，这种边缘阻挡材料也不可能维持其封接边缘的粘接。
图1描述了典型的现有技术的OLED器件的截面。在图1中，衬底1由合适的材料，如玻璃、硅或塑料制造。在衬底顶部形成底部导电电极3、有机叠层5和顶部导电电极7。然后在电极3、7和有机叠层5上放置覆盖层9。尽管在图中以单一层的形式示出，但该有机叠层实际上包括多层。例如，该有机叠层典型地包括(从顶部到底部)电子迁移层、发光或光发射层和空穴迁移层。这些层是本领域常规的，因此在图1和2中没有具体示出。各层也可堆叠在器件(图中未示出)内，以便能同时发射各种颜色。
覆盖层也可由任何合适的材料如玻璃或塑料制造。将覆盖层藉助周边封接件11粘接到衬底1上，所述周边封接件11由合适的密封材料如环氧粘合剂制造。“吸气剂”材料13可放置在封接的空间内以除去可能进入封接空间内的任何污染物。“吸气剂”材料例如可以放置在角落里或者沿着覆盖层底部的一部分放置。
在操作中，负电载流子(电子)和正电载流子(称为“空穴”，是指不存在电子)分别从阴极和阳极注入。在电场的影响下，载流子迁移到发光层上，在此负电和正电载流子彼此结合形成“激子”。“激子”非常快速衰变，以提供产生颜色的特定能量的光。取决于在发光层内存在的有机分子，可产生并发射红色、绿色或蓝色光。至少一个阴极或阳极必须透明，对光来说是可见的。
然而，如上所述，现有技术已经历与周边封接件11相关的问题，它没有提供对封接空间满意的阻挡，也不充分的“清洁”，从而从材料本身上的脱出的气体变为污染物。使用塑料衬底进一步复杂化这一问题，原因是塑料衬底在起到阻挡层作用方面不如玻璃衬底有效。
然而，已发现，通过用下述材料填充在衬底与覆盖层之间的密闭空间，所述材料起到对污染物永久的阻挡作用，没有脱出污染物气体的缺点，并显示出充足的挠性以在挠性OLED器件内发挥作用，从而可成功地解决所有上述问题。已发现，本发明的新型可转换的压敏粘合剂在这种环境内满意地发挥作用，从而成功地克服了现有技术以前没有克服的问题。
在本发明的上下文中，如此形成图2所示的改进的OLED器件。图2描述了本发明的新型OLED器件的截面。在该图中，衬底1如前所述可由合适的衬底如玻璃、硅或塑料制造。在衬底顶部形成底部电极3、阳极叠层5和顶部电极7。然后以保卫电极和有机层的关系放置可转换的压敏粘合剂材料15。实际上，在覆盖层放置在器件上并通过粘合剂层固定就位之前，OLED器件的全部内部被封装在可热成型的压敏粘合剂材料内。由于器件的全部内部空间被粘合剂层占据，因此不再需要使用周边封接件。尽管不再要求存在“吸气剂”材料，但仍可能在器件内掺入“吸气剂”材料13并如图2所示封装在粘合剂内作为额外的保护。
或者，吸气剂(或干燥剂)材料可掺入到粘合剂本身内，以进一步改进OLED封接件的性能。例举的吸气剂或干燥剂材料(消耗存在于体系内的游离水或者湿气的材料)包括，但不限于，常见的干燥剂材料，如氧化硅、硅胶、氧化铝、分子筛材料、硫酸钠和沸石，它们依赖于湿气的物理吸收以消除湿气的累积。另一类干燥剂依赖于与水的化学反应以消除湿气。这些干燥剂也可掺入到粘合剂内，和包括，但不限于，烷氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、噁唑烷、异氰酸酯、对甲苯磺酰基异氰酸酯、氧化钡、五氧化磷、氧化钙、金属钙、金属氢化物、氢化钙、碱金属和碱土金属及其氧化物。可以根据本领域已知的技术，以与填料相同的方式将这些材料掺入到粘合剂内。
一旦在器件顶部放置覆盖层并引起粘合到粘合层上，则可通过施加合适的引发物如UV、热或可见光，使粘合剂“转换”。内部粘合剂层然后从压敏粘合剂层“转换”为结构粘合剂，所述结构粘合剂封装OELD器件的功能层并封接该层避免有害污染物的污染。有利地，可通过施加无害的UV或可见光辐射，同时避免施加热到敏感的OLED器件上，从而使粘合剂转换。
也可有利地在其它类型的器件，如LCD、LED、等离子体显示器件、电致变色器件和医疗诊断测试器件内使用本发明的粘合剂。
例如，LCD和LED典型地利用环氧基粘合剂，围绕显示器件形成周边封接件。然而，使用这种粘合剂不是没有缺点。例如，在这种环境内的液体粘合剂也具有以上所述的缺点。环氧基粘合剂对于与挠性显示器一起使用来说太脆。因此本发明的粘合剂可替代常规地用作这种器件内的周边封接件的液体粘合剂。至于OLED显示器，可将本发明的可转换粘合剂沿器件的周边放置，和随后通过施加UV或可见光转换，沿着器件周边形成阻挡封接。
本发明的粘合剂在医疗诊断器件，如由塑料外壳和在该外壳内的诊断测试带组成的那些中也具有实用性。在这些器件内使用这种粘合剂将提供加强的阻挡性能以及减少在器件的制造过程中通常可能发生的任何问题，这些问题可能来自于存在常规的压敏粘合剂(由于在转换之后粘合剂降低的粘性所致)。

Claims (28)

1.一种可转换的压敏粘合剂组合物，它由下述组成：
(a)约15-约80wt％软化点大于60℃的聚合物；
(b)约20-约85wt％软化点小于30℃的可聚合树脂；
(c)用量足以引起在所述聚合物与所述树脂之间反应的潜引发剂；和
(d)任选地，交联剂。
2.权利要求1的组合物，其中所述聚合物选自聚氨酯、聚(异丁烯)、聚(丙烯腈丁二烯)、聚偏氯乙烯、芳族液晶聚合物、乙烯降冰片烯的共聚物、聚(甲基)丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚酯、聚己内酯、聚砜、聚苯醚树脂、酚醛树脂和苯氧基树脂。
3.权利要求1的组合物，其中所述树脂是环氧树脂。
4.权利要求3的组合物，其中所述环氧树脂是醇和酚类的缩水甘油醚。
5.权利要求1的组合物，其中潜引发剂是自由基和/或鎓盐阳离子光引发剂。
6.权利要求1的组合物，进一步包括用量为1-20wt％的纳米粘土。
7.权利要求1的组合物，进一步包括干燥剂材料。
8.权利要求1的组合物，进一步包括至少一种选自增粘树脂、增塑剂、填料或增强聚合物中的材料。
9.权利要求1的组合物，进一步包括交联剂。
10.权利要求9的组合物，其中所述交联剂选自异氰酸酯、氮丙啶和有机金属化合物。
11.权利要求1的组合物，其中所述聚合物是丙烯酸酯。
12.在由衬底、两个电极、在所述电极之间的有机叠层和所述器件用覆盖层组成的有机发光二极管显示器件中，其改进在于其中所述电极和有机叠层封装在转换的压敏粘合剂内，所述压敏粘合剂起湿气和其它污染物的阻挡层的作用，所述转换的压敏粘合剂以由下述组成的压敏粘合剂形式施加：(a)约15-约80wt％软化点大于60℃的聚合物；(b)约20-约85wt％软化点小于30℃的可聚合树脂；(c)用量足以引起在所述聚合物与所述树脂之间反应的潜引发剂；和(d)任选地，交联剂，其中随后一旦施加合适的引发物以通过所述潜引发剂的活化转换所述粘合剂，则所述粘合剂被转换。
13.在发光二极管显示器件中，其改进在于其中所述器件的周边封接件由转换的压敏粘合剂组成，所述压敏粘合剂起湿气和其它污染物的阻挡层的作用，所述转换的压敏粘合剂以由下述组成的压敏粘合剂形式施加：(a)约15-约80wt％软化点大于60℃的聚合物；(b)约20-约85wt％软化点小于30℃的可聚合树脂；(c)用量足以引起在所述聚合物与所述树脂之间反应的潜引发剂；和(d)任选地，交联剂，其中随后一旦施加合适的引发物以通过所述潜引发剂的活化转换所述粘合剂，则使所述粘合剂被转换。
14.在由塑料外壳和在该外壳内的诊断测试带组成的医疗诊断测试器件中，其改进在于所述器件包括转换的压敏粘合剂，所述转换的压敏粘合剂以由下述组成的压敏粘合剂形式施加：(a)约15-约80wt％软化点大于60℃的聚合物；(b)约20-约85wt％软化点小于30℃的可聚合树脂；(c)用量足以引起在所述聚合物与所述树脂之间反应的潜引发剂；和(d)任选地，交联剂，其中随后一旦施加合适的引发物以通过所述潜引发剂的活化转换所述粘合剂，则所述粘合剂被转换。
15.在粘性或硬质LCD显示器件中，其改进在于其中所述器件的周边封接件包括转换的压敏粘合剂，所述转换的压敏粘合剂以由下述组成的压敏粘合剂形式施加：(a)约15-约80wt％软化点大于60℃的聚合物；(b)约20-约85wt％软化点小于30℃的可聚合树脂；(c)用量足以引起在所述聚合物与所述树脂之间反应的潜引发剂；和(d)任选地，交联剂，其中随后一旦施加合适的引发物以通过所述潜引发剂的活化转换所述粘合剂，则所述粘合剂被转换。
16.在等离子体显示器件中，其改进在于其中所述器件的周边封接件包括转换的压敏粘合剂，所述转换的压敏粘合剂以由下述组成的压敏粘合剂形式施加：(a)约15-约80wt％软化点大于60℃的聚合物；(b)约20-约85wt％软化点小于30℃的可聚合树脂；(c)用量足以引起在所述聚合物与所述树脂之间反应的潜引发剂；和(d)任选地，交联剂，其中随后一旦施加合适的引发物以通过所述潜引发剂的活化转换所述粘合剂，则所述粘合剂被转换。
17.在电致变色器件中，其改进在于其中所述器件的周边封接件包括转换的压敏粘合剂，所述转换的压敏粘合剂以由下述组成的压敏粘合剂形式施加：(a)约15-约80wt％软化点大于60℃的聚合物；(b)约20-约85wt％软化点小于30℃的可聚合树脂；(c)用量足以引起在所述聚合物与所述树脂之间反应的潜引发剂；和(d)任选地，交联剂，其中随后一旦施加合适的引发物以通过所述潜引发剂的活化转换所述粘合剂，则所述粘合剂被转换。
18.权利要求12-17任何一项的器件，其中通过施加合适的反应物活化所述潜引发剂，所述粘合剂已被转换。
19.权利要求12-17任何一项的器件，其中所述粘合剂包括干燥剂材料。
20.权利要求12-17任何一项的器件，进一步包括交联剂。
21.权利要求20的器件，其中所述交联剂选自异氰酸酯、氮丙啶和有机金属化合物。
22.权利要求12-17任何一项的器件，其中所述聚合物是丙烯酸酯。
23.权利要求12-17任何一项的器件，其中所述聚合物选自聚氨酯、聚(异丁烯)、聚(丙烯腈丁二烯)、聚偏氯乙烯、芳族液晶聚合物、乙烯降冰片烯的共聚物、聚(甲基)丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚酯、聚己内酯、聚砜、聚苯醚树脂、酚醛树脂和苯氧基树脂。
24.权利要求12-17任何一项的器件，其中所述可聚合的树脂是环氧树脂。
25.权利要求24的器件，其中所述环氧树脂是醇和酚类的缩水甘油醚。
26.权利要求12-17任何一项的器件，其中潜引发剂是自由基和/或鎓盐阳离子光引发剂。
27.权利要求12-17任何一项的器件，进一步包括用量为1-20wt％的纳米粘土。
28.权利要求12-17任何一项的器件，进一步包括至少一种选自增粘树脂、增塑剂、填料或增强聚合物中的材料。
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