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低介电常数可固化组合物

文献发布时间:2023-06-19 11:55:48


低介电常数可固化组合物

技术领域

本公开涉及可固化组合物,这些可固化组合物相对于典型的聚合物组合物具有低介电常数、是可打印的,并且可用于形成制品。

背景技术

光学器件逐渐变得更加复杂并且包括越来越多的功能层。当光穿过光学器件的层时,光可被层以广泛多种方式改变。例如,光可被反射、折射或吸收。在许多情况下,由于非光学原因被包括在光学器件中的层不利地影响光学特性。例如,如果不是光学清晰的支撑层被包括在内,那么由非光学清晰的支撑层造成的光吸收可不利地影响整个器件的透光率。

多层光学和电子器件利用具有不同特性的各种各样的不同材料。让用于这些器件中的层更为复杂的是通常层必须在制品内履行多于一个功能。例如,可要求单个材料层用作阻挡层,但还必须在层之间提供精确的间隔并且还是光学清晰的,以便不会不利地影响光学特性。

制备具有合适的光学特性,而又保持有机聚合物的期望特征,诸如易于加工、柔韧性等特征的有机聚合物组合物变得越来越难。

发明内容

本公开涉及聚异丁烯-聚硅氧烷二嵌段共聚物、用聚异丁烯-聚硅氧烷嵌段共聚物制备的可固化组合物、用可固化组合物制备的制品以及用于制备制品的方法。

在一些实施方案中,可固化组合物包含:第一单体,该第一单体包含具有12个或更多个碳原子的(甲基)丙烯酸烷基酯单体;交联单体;共聚物添加剂,该共聚物添加剂包含聚异丁烯-聚硅氧烷嵌段共聚物;以及至少一种引发剂。该可固化组合物不含溶剂并且是可喷墨打印的,在室温至小于60℃的温度下具有小于30厘泊的粘度。固化时,可固化组合物形成在1兆赫兹下具有小于或等于3.0的介电常数的非晶态光学清晰层。

还公开了制品,在一些实施方案中,制品包括具有第一主表面和第二主表面的基底,以及具有第一主表面和第二主表面的固化的有机层,其中固化的有机层的第一主表面与基底的第二主表面的至少一部分相邻。固化的有机层包括交联的(甲基)丙烯酸酯基层,该交联的(甲基)丙烯酸酯基层包含含有聚异丁烯-聚硅氧烷嵌段共聚物的共聚物添加剂并且具有1微米至50微米的厚度,并且固化的有机层在1兆赫兹下具有3.0或更小的介电常数,并且是非晶态的且光学清晰的。固化的有机层通常由上述可固化组合物制备。

本发明还公开了聚异丁烯-聚硅氧烷二嵌段共聚物。在一些实施方案中,聚异丁烯-聚硅氧烷二嵌段共聚物包含直链聚异丁烯嵌段和支链聚硅氧烷嵌段。在一些实施方案中,聚异丁烯-聚硅氧烷二嵌段共聚物通过烯键式不饱和直链聚异丁烯低聚物和硅烷官能化支链硅氧烷低聚物的硅氢加成反应来制备。

还公开了制备制品的方法。在一些实施方案中,制备制品的方法包括:提供具有第一主表面和第二主表面的基底;提供可固化组合物;将可固化组合物设置在基底的第二主表面的至少一部分上以形成可固化层;使可固化层固化以形成具有第一主表面和第二主表面的固化的有机层,其中固化的有机层的第一主表面与基底的第二主表面相邻。固化的有机层具有1微米至50微米的厚度。可固化组合物包含:第一单体,该第一单体包含具有12个或更多个碳原子的(甲基)丙烯酸烷基酯单体;交联单体;共聚物添加剂,该共聚物添加剂包含聚异丁烯-聚硅氧烷嵌段共聚物;以及至少一种引发剂,其中该可固化组合物不含溶剂并且是可喷墨打印的,在室温至小于60℃的温度下具有小于30厘泊的粘度,并且固化时形成在1兆赫兹下具有小于或等于3.0的介电常数的非晶态光学清晰层。

附图说明

参照以下结合附图对本公开的各种实施方案的详细说明,可更全面地理解本申请。

图1示出了本公开的制品的实施方案的剖视图。

图2示出了本公开的另一制品的实施方案的剖视图。

图3示出了比较例CE2以及实施例E2和E3的经等离子体处理的制品的轮廓测定图。

在所示实施方案的以下描述中,参考了附图并通过举例说明的方式在这些附图中示出了其中可实践本公开的各种实施方案。应当理解,在不脱离本公开的范围的情况下,可利用实施方案并且可进行结构上的改变。图未必按照比例绘制。图中使用的相似数字指代相似的部件。然而,应当理解,在给定图中使用数字指代部件不旨在限制另一个图中用相同数字标记的部件。

具体实施方式

光学器件的复杂性增加对它们所使用的材料的要求越来越苛刻。具体地讲,有机聚合物材料已广泛用于光学器件中,但对这些聚合物材料的要求越来越严格。

例如,薄的有机聚合物膜对于在光学器件中作为粘合剂、保护层、隔层等的宽范围的用途是期望的。由于制品变得更加复杂,对这些层的物理需求增加了。例如,由于光学器件变得更加小型化,并且同时通常包括更多层,因此对较薄层的需要日益增加。同时,由于层较薄,也需要层更精确。例如,薄隔层(厚度为1微米)需要是平坦的并且不含间隙和孔洞,以便提供适当的间隔功能。这需要以精确且一致的方式沉积有机层。

需要薄隔层在多层光学和电子器件中履行的一个功能是电绝缘,以便将一层或一系列层与其他附近的层电隔离。因此,期望具有含有低介电常数的有机聚合物材料的薄层。在此上下文中,低介电常数材料是在1兆赫兹下具有3.0或更小的介电常数的材料。由于间隙或针孔的存在可能会破坏层的绝缘能力,因此这种功能还需要精确地形成层。

对于用作封装组合物的薄有机层而言,期望的并且变得越来越重要的另一个物理特征是耐等离子处理。等离子体增强工艺诸如等离子体增强化学气相沉积通常用于制备包括薄有机层的制品,诸如本公开中所述的那些。与沉积层相邻的有机层通常易于暴露于等离子体中而降解。因此,期望薄有机层能够耐受等离子体蚀刻。可以多种方式确定耐等离子蚀刻性。一种用于表征耐等离子体蚀刻性的方法是通过蚀刻聚合物膜并将蚀刻深度除以蚀刻时间量,以得到以蚀刻膜厚度除以蚀刻时间表示的蚀刻速率。另一种方法相对于原始膜厚度量化在给定时间量内被蚀刻的膜的量,如美国专利9,837,633(Lee等人)所述。如上所述,期望具有耐等离子体工艺蚀刻的有机层。特别期望的是通过等离子体蚀刻基本上不变的有机层。

另外,不仅要求有机层履行其物理作用(保护、间隔等),而且还必须提供所需的光学特性。越来越重要的特性有光学清晰度。

例如,薄膜封装(TFE)层用于防止空气和水分进入OLED器件。TFE典型地由无机材料和有机材料的交替层构成(Chwang,《应用物理快报》83,413(2003)期(Chwang,AppliedPhysics Letters 83,413(2003)))。无机层的功能是阻挡空气和水分进入OLED器件。有机层的功能是双重的:1)使基底平坦化并且呈现用于沉积无机层的光滑界面;和2)去耦有机层的任一侧上的无机层中可能出现的任何缺陷(针孔、微裂纹)。有机层可被认为是对于无机层阻挡功能的成功至关重要的缓冲层。

已经开发用以提供有机聚合物材料的精确和一致沉积的方法有打印技术。在打印技术中,将聚合物或固化时形成聚合物的可固化组合物打印到基底表面上以形成层。在可打印聚合物的情况下,通常添加溶剂以将聚合物制备成能够被打印的溶液或分散体。在使用聚合物时,在打印之后典型地需要干燥步骤以产生期望的聚合物层。在固化时形成聚合物的可固化组合物的情况下,可固化组合物可包含或可不包含溶剂。然后典型地通过施用热或辐射(诸如UV光)使可固化组合物固化,并且如果使用溶剂,则也可使层干燥。可使用广泛多种打印技术,其中喷墨打印是特别期望的,这是由于喷墨打印具有优异精确度。

如上所述,利用薄膜层的光学器件的示例是OLED(有机发光二极管)器件。具体地讲,有机发光器件易于由于某些液体和气体(诸如水蒸气和氧气)的渗透而降解。为了降低对这些液体和气体的渗透性,将阻挡涂层施用到OLED器件。典型地,不会单独使用这些阻挡涂层,而是使用可包括多个成对层的阻挡叠层。成对层是包括阻挡层和去耦层的两层结构。去耦层提供用于沉积无机阻挡层的平坦化的和/或光滑的表面。

在本公开中,描述了可被打印的可固化组合物,其可被认为是“油墨”,这些可固化组合物具有使得它们适于形成多层光学器件内的层的多个特点。在非限制性意义上,术语“油墨”和“可固化组合物”在本文中可互换使用,因为如下所讨论的,可固化组合物能够被打印,它们可被描述为油墨,然而,可固化组合物也可通过不涉及打印的其它技术来涂覆。可固化组合物所需的这些特点中的许多相互矛盾,因此出乎意料的是,油墨组合物可具有这些相互矛盾的特点。例如,制剂当被固化时在1兆赫兹下具有3.0或更小的介电常数。为了实现这种低介电常数,使用作为具有相对长链的支链烃(通常为高度支化的烃)的单体,并且这些支链长链单体具有相对高的粘度。然而,为了变得可打印,尤其是可喷墨打印,粘度不能过高。通常,可通过使用溶剂稀释单体混合物并因此降低它们的粘度来克服这一粘度问题。溶剂的使用不适于本公开的油墨,因为不期望必须使所制备的涂层干燥,并且已知干燥会通过减小厚度来影响涂层并且干燥还可能会不利地影响表面光滑度并且还可能在涂层中形成缺陷。在光学器件的许多应用中,期望涂层是精确的,也就是说它们干燥时不损失厚度或光滑度。因此,本公开的油墨是“100%固体”,意指它们不含有挥发性溶剂并且沉积在表面上的所有物质保留在该表面上,没有挥发性物质从涂层中损失。可用于减小油墨的粘度的另一种技术是升高油墨的温度。然而,这也不适于本公开的油墨,因为油墨通常被施用到热敏的或保持在环境温度下的基底,并且因此将热油墨涂覆到室温基底上可能会导致涂层中的缺陷。这些缺陷可能起因于基底表面上缺乏适当润湿或起因于形成非均匀涂层的其他不一致性。

因此,本公开的可固化组合物可用作油墨,意味着它们能够在不使用溶剂的情况下在室温至约60℃、或甚至室温至35℃的温度下通过例如喷墨打印技术被打印。典型地,可打印的可固化组合物在这些温度下具有30厘泊或更小的粘度。在一些实施方案中,粘度在室温下为1厘泊至20厘泊。

可固化油墨组合物在被涂覆并固化以形成固化的有机层时,产生在1兆赫兹下具有3.0或更小的介电常数并且是光学清晰的固化的有机层。在一些实施方案中,固化的有机层在1兆赫兹下具有2.8或更小的介电常数,或者在1兆赫兹下具有2.7或更小的介电常数,在1兆赫兹下具有2.6或更小的介电常数,在1兆赫兹下具有2.5或更小的介电常数,或者甚至在1兆赫兹下具有2.3或更小的介电常数。

还期望并且在一些情况下有必要在与最终用途应用相关的频率范围下提供可预测的介电响应。在一些实施方案中,期望固化的有机层具有100kHz下的介电常数和1MHz下的介电常数之间的较小差值。这种差值被称为“Dk-Delta值”。本公开的添加剂的一个特别期望的特征是它们具有0至0.01的非常低的Dk-Delta值。因此,向有机层中添加这些添加剂给出了固化的有机层具有低测量的Dk-Delta值的所需特征。在一些实施方案中,固化的有机层具有0.05或更小、小于0.04或甚至低于0.03的Dk-Delta值。

固化的有机层典型地具有1微米至50微米、在一些实施方案中2微米至10微米的厚度,以及小于10纳米、在一些实施方案中小于5纳米的表面粗糙度。在上下文中表面粗糙度是指由以下等式定义的算术平均偏差R

其中粗糙度轨迹包括沿着轨迹的n个有序等距数据点,而y

可固化油墨组合物是包含以下的反应性混合物:至少一种第一单体,该至少一种第一单体包含具有12个或更多个碳原子的(甲基)丙烯酸烷基酯单体;交联单体;共聚物添加剂,该共聚物添加剂包含聚异丁烯-聚硅氧烷嵌段共聚物;以及至少一种引发剂。可固化油墨组合物不含溶剂并且是可喷墨打印的,在室温至小于60℃的温度下具有小于30厘泊的粘度,并且固化时形成在1兆赫兹下具有3.0或更小的介电常数的非晶态光学清晰层。出于多种原因,结晶度在本公开的可固化组合物中是不期望的。在可固化状态下,结晶度是不期望的,当可固化组合物有待被喷墨打印时尤其如此,因为结晶组合物可能会堵塞喷墨喷嘴。在固化状态下,结晶度可能会不利地影响固化组合物的光学特性,如本领域所熟知。

本文还公开了制品,尤其是包括多个膜层、基底和涂层的光学制品。本公开的制品有包括基底、与基底相邻的固化的有机层、以及设置在固化的有机层上的无机阻挡层的制品。固化的有机层包括具有1微米至50微米厚度的交联的(甲基)丙烯酸酯基层,并且在1兆赫兹下具有小于或等于3的介电常数,并且是光学清晰的。

除非另外指明,否则说明书和权利要求书中所使用的表达结构尺寸、量和物理特性的所有数字在所有情况下均应理解成由术语“约”修饰。因此,除非有相反的说明,否则在上述说明书和所附权利要求书中列出的数值参数均为近似值,这些近似值可根据本领域的技术人员利用本文所公开的教导内容来寻求获得的期望特性而变化。用端值来表述的数值范围包括该范围内所包含的所有数字(如1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4和5)及该范围内的任何范围。

除非内容另外明确指明,否则如本说明书和所附权利要求书中所使用的,单数形式“一个”、“一种”和“所述”涵盖了具有多个指代物的实施方案。例如,对“一层”的引用涵盖了具有一个层、两个层或更多个层的实施方案。除非内容另外明确指明,否则如本说明书和所附权利要求书中所使用的,术语“或”一般以包括“和/或”的意义使用。

如本文所用,术语“相邻”是指邻近另一个层的两个层。相邻的层可彼此直接接触,或可存在居间层。在相邻的层之间不存在空白空间。

可固化油墨组合物是“基本上不含溶剂的”或“不含溶剂的”。如本文所用,“基本上不含溶剂”是指可固化油墨组合物具有小于5重量%、4重量%、3重量%、2重量%、1重量%和0.5重量%的非可聚合的(例如有机)溶剂。溶剂浓度可通过已知方法测定,例如气相色谱法(如ASTM D5403中所述)。术语“不含溶剂”顾名思义,表示组合物中不存在溶剂。应当指出的是,无论可固化油墨组合物是基本上不含溶剂还是不含溶剂,都不有意添加溶剂。

典型地,可固化油墨组合物被描述为“100%固体”。如本文所用,“100%固体”是指不包含挥发性溶剂并且沉积在表面上的所有物质均保留在该表面上,没有挥发性物质从涂层中损失的可固化油墨组合物。

术语“Tg”和“玻璃化转变温度”可互换使用。如果测量,除非另有说明,否则Tg值通过差示扫描量热法(DSC)以10℃/分钟的扫描速率测定。通常,不测量(甲基)丙烯酸酯共聚物的Tg值,而是使用熟知的Fox公式,使用由单体供应商提供的单体Tg值来计算该值,如本领域技术人员所理解的。在本发明的共聚物中,因为Tg值通常是测量的,因为它们不仅仅包含可商购获得的单体。

术语“室温”和“环境温度”可互换使用并且具有它们的常规含意,是指20-25℃的温度。

如本文用来指固化层的术语“有机”意指该层由有机材料制备并且不含除聚异丁烯-聚硅氧烷嵌段共聚物的聚硅氧烷链段以外的无机材料。有机层不含经常被添加以改变有机层的特性的无机添加剂,诸如无机颗粒。

术语“(甲基)丙烯酸酯”是指醇的单体丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯单体或低聚物在本文中通称为“(甲基)丙烯酸酯”。如本文所用,术语“(甲基)丙烯酸酯基”是指包含至少一个(甲基)丙烯酸酯单体并且可包含附加的(甲基)丙烯酸酯或非(甲基)丙烯酸酯可共聚的烯键式不饱和单体的聚合物组合物。为(甲基)丙烯酸酯基的聚合物包含大多数(也就是说,按重量计大于50%)的(甲基)丙烯酸酯单体。

术语“自由基聚合性的”和“烯键式不饱和的”可互换使用,并且是指包含能够经由自由基聚合机制聚合的碳-碳双键的反应性基团。

如本文所用,术语“聚合物”和“低聚物”与它们在化学中的常见用法一致。在化学中,与其中单体重复单元的数目理论上不受限制的聚合物相比,低聚物是由少许单体单元组成的分子复合物。二聚体、三聚体和四聚体分别为例如由两个、三个和四个单体重复单元构成的低聚物。另一方面,聚合物为由许多单体重复单元构成的大分子。

如上所述,术语“硅氧烷”和“有机硅”可互换使用,并且是指包含二烷基或二芳基硅氧烷(-SiR

如本文所用,术语“烃基团”是指主要包括或只包括碳原子和氢原子的任何一价基团。烃基团的示例为烷基基团和芳基基团。

术语“烷基”是指为烷烃的基团的一价基团,该烷烃为饱和烃。烷基可为直链的、支链的、环状的或它们的组合,并且通常具有1至20个碳原子。在一些实施方案中,烷基基团包含1至18个、1至12个、1至10个、1至8个、1至6个或1至4个碳原子。烷基基团的示例包括但不限于甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、正己基、环己基、正庚基、正辛基和乙基己基。

术语“芳基”是指为芳族和碳环的一价基团。芳基可具有与芳族环相连或稠合的一至五个环。其它环结构可为芳族的、非芳族的或它们的组合。芳基基团的示例包括但不限于苯基、联苯基、三联苯基、蒽基(anthryl)、萘基、苊基、蒽醌基、菲基、蒽基(anthracenyl)、芘基、苝基和芴基。

术语“亚烷基”是指为烷烃的基团的二价基团。烷亚基可为直链的、支链的、环状的或它们的组合。亚烷基通常具有1至20个碳原子。在一些实施方案中,亚烷基包括1至18个、1至12个、1至10个、1至8个、1至6个或1至4个碳原子。烷亚基的基团中心可在相同碳原子(即烷叉基)或不同碳原子上。

如本文所用,术语“脂环族”是指本质上既为脂族又为环状的含有一个或多个全碳环的基团,这些全碳环可为饱和的或不饱和的但特性不为芳族的,并且可被一个或多个烷基基团取代。

除非另外指明,否则“光学透明的”是指层、膜或制品在可见光谱(约400nm至约700nm)的至少一部分上具有高透光率。典型地,光学透明的层、膜或制品具有至少85%、通常至少90%的光透射率。

除非另外指明,否则“光学清晰的”是指层、膜或制品在可见光谱(约400nm至约700nm)的至少一部分上具有高透光率并表现出低雾度。典型地,光学清晰层、膜或制品具有至少85%、或甚至90%、通常至少95%的可见光透射率值,以及5%或更小、通常2%或更小的雾度值。可以使用实施例部分中描述的技术测量光透射率和雾度。

术语“介电常数”、“介电损耗”、“损耗角正切”以其通常理解的定义使用。介电常数(在任何频率下)是每个电场振荡循环所存储的能量的量,并且被确定为针对麦克斯韦公式定义的复电容率的实部。介电损耗(在任何频率下)是每个电场振荡循环所耗散的能量的量,并且被确定为针对麦克斯韦公式定义的复电容率的虚部。损耗角正切(在任何频率下)是介电损耗与介电常数的比率。

如本文所用,术语“Dk-Delta”是指100kHz下的介电常数的绝对值和在1MHz下的介电常数的绝对值之间的差值。

本文公开了聚异丁烯-聚硅氧烷嵌段共聚物、包含聚异丁烯-聚硅氧烷嵌段共聚物的可固化组合物、用可固化组合物制备的制品以及用可固化组合物制备制品的方法。

本文公开了包含直链聚异丁烯嵌段和支链聚硅氧烷嵌段的聚异丁烯-聚硅氧烷嵌段共聚物。这些共聚物为二嵌段共聚物,其为烯键式不饱和聚异丁烯低聚物与氢化硅烷官能化聚硅氧烷的反应产物。共聚物反应为硅氢加成反应。该反应涉及在碳-碳双键(-C=C-)上加成氢化硅烷(-Si-H),如以下反应方案I所示:

Z-SiR

反应方案I

其中Z包含硅氧烷单元;R

多种聚异丁烯低聚物适用于制备本公开的聚异丁烯-聚硅氧烷二嵌段共聚物。

虽然分子量范围适用于聚异丁烯低聚物,但通常低聚物具有相对低的分子量。一般来讲,低聚物的分子量以数均分子量(M

可商购获得的聚异丁烯低聚物的示例包括得自BASF(巴斯夫)的GLISSOPAL 1000;以及来自TPC集团的TPC 175、TPC 1105、TPC 1160、TPC 1285和TPC 1305。

典型地,聚硅氧烷含有如下类型的单元:-O-Si(R

在一些实施方案中,使用氢化硅烷官能化碳硅氧烷。典型地,聚硅氧烷含有如下类型的重复单元:-O-Si(R

本文公开了可固化组合物,其可打印且因此被描述为油墨。可固化组合物不一定用作油墨,也就是说,它们不一定被打印且然后固化,可固化组合物可以广泛多种方式递送至基底表面,但它们能够打印。具体地讲,本公开的可打印组合物通常能够喷墨打印,这意指它们具有适当的粘度和喷墨打印所需的其他属性。术语“可喷墨打印的”不是工艺描述或限制,而是材料描述,意指可固化组合物能够被喷墨打印,而不是组合物必须已经被喷墨打印。这类似于表述“可热熔融加工的”,意指组合物能够进行热熔融加工,但并不意指组合物已被热熔融加工。

本公开的可固化油墨组合物是包含以下的反应性混合物:至少一种第一单体,该至少一种第一单体包含具有12个或更多个碳原子的(甲基)丙烯酸烷基酯单体;交联单体;共聚物添加剂,该共聚物添加剂包含聚异丁烯-聚硅氧烷嵌段共聚物;以及至少一种引发剂。如本文所用,术语单体可包括低聚物种类。可固化油墨组合物不含溶剂并且是可喷墨打印的,在室温至小于60℃的温度下具有小于30厘泊的粘度,并且固化时形成在1兆赫兹下具有小于或等于3.0的介电常数的非晶态光学清晰层。油墨组合物是可喷墨打印的并且不含溶剂。所谓的不含溶剂意指不将溶剂添加到可固化油墨组合物中,并且在可固化组合物中不可检测到溶剂。本文所用的术语“溶剂”与通常理解的技术术语一致,并且涵盖在室温下为液体的挥发性有机和非有机材料。

广泛多种单体种类适合用作可固化油墨组合物的第一单体。第一单体包含具有12个或更多个碳原子的(甲基)丙烯酸烷基酯单体。具有含有大于12个碳原子的烃链的单体通常被称为“长链烃”。典型地,这些长链烃链具有12-32个碳原子。

多种(甲基)丙烯酸烷基酯单体是合适的。通常,(甲基)丙烯酸烷基酯单体为支链的和/或包含环状基团。出于多种原因,支化的和高度支化的长链烃单体适宜用于本发明的可固化组合物中。长链烃单体是期望的,因为它们相对于可极化含量(来自(甲基)丙烯酸酯上的羰基基团)含有更高比率的不可极化含量(也就是说C-C键和C-H键)。期望长链烃单体是支化的或甚至高度支化的,使得可固化组合物和固化组合物是非晶态的。在可固化状态下,结晶度是不期望的,当可固化组合物有待被喷墨打印时尤其如此,因为结晶组合物可能会堵塞喷墨喷嘴。在固化状态下,结晶度可能会不利地影响固化组合物的光学特性,如本领域所熟知。化学领域中还熟知的是,“相似吸引(likes attract likes)”意指类似的化学组合物趋于缔合。常用类比是将烃链视为几缕意大利面,其在彼此紧挨放置时可能会凝聚并形成附连块。在长链烃链的情况下,尤其是当烃链为12个碳原子或更大时,烃链趋于缔合并形成微晶。可通过使用具有支链烃链的单体来防止形成这些微晶,因为支化趋于破坏烃链的缔合。

在一些实施方案中,第一单体衍生自2-烷基链烷醇:即,Guerbet链烷醇。Guerbet(甲基)丙烯酸酯的所述2-烷基链烷醇的摩尔碳数平均值为12至32(C

2-烷基链烷醇的(甲基)丙烯酸酯单体衍生自C

本领域已知Guerbet链烷醇可由相同或不同的链烷醇形成,即均质体系或异质体系。也就是说,Guerbet链烷醇为在已保留羟基官能团的链烷醇的β碳处结合的两个链烷醇分子的缩合产物;即,2-烷基链烷醇。因此所得产物为含有单个羟基的支链伯链烷醇。有可能在Guerbet反应中使用原料的混合物,并将它们缩合成链烷醇产物的混合物。也有可能自短链链烷醇获得为Guerbet链烷醇的产物。由于极性、Tg和模量的原因,期望使用摩尔碳数平均值为12至32之间的Guerbet链烷醇。Guerbet链烷醇的综述由A.J.O'Lennick在SoapCosm.Chem.Spec.(四月)52(1987)中公布。对于产生Guerbet链烷醇的方法,也可参考美国专利6,419,797(Sherf等人)。

衍生自Guerbet链烷醇的(甲基)丙烯酸酯单体具有下式I:

其中

R

通常,衍生自Guerbet链烷醇的(甲基)丙烯酸酯单体具有下式II:

其中

R

虽然在一些实施方案中,Guerbet链烷醇衍生自直链链烷醇,即R

这些Guerbet链烷醇衍生的(甲基)丙烯酸酯已用于制备压敏粘合剂,如例如美国专利8,137,807中所描述。

具有12个或更多个碳原子的特别合适的支链(甲基)丙烯酸烷基酯单体是高度支化的那些,意味着它们沿着烃链含有至少两个分支点。这些是式II的单体,其中R

特别合适的支链(甲基)丙烯酸烷基酯单体有可以商品名“NK ESTER S1800 ALC”从兴和株式会社(Kowa)商购获得的丙烯酸异十八烷基酯单体。NK ESTER S1800 ALC的化学结构如下式III所示:

在一些实施方案中,可固化组合物可任选地包含除第一单体之外的附加单体,在本公开中被称为第二单体。其他单体也可为支链单体。其他合适的支链单体的示例包括丙烯酸异辛酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸异癸酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸异丁酯等。各种各样的附加单体是合适的,典型地为单官能烯键式不饱和单体并且可具有大于第一单体的均聚物Tg的均聚物Tg。不受理论的约束,认为增加固化油墨制剂的Tg会降低交联基体中的可极化键的移动性,从而导致如上文所定义的更低的Dk-Delta。特别合适的另外的(甲基)丙烯酸烷基酯单体的示例包括丙烯酸异硬脂酯和丙烯酸异冰片酯。

另外,除了第一单体和任选的附加单体之外,可固化油墨组合物还包含至少一种交联剂。交联剂在聚合物领域中被充分理解为将聚合物链连接在一起的多官能分子。在本发明的可固化油墨组合物中,交联剂典型地为多官能(甲基)丙烯酸酯。可用的多官能(甲基)丙烯酸酯的示例包括但不限于二(甲基)丙烯酸酯、三(甲基)丙烯酸酯和四(甲基)丙烯酸酯,诸如1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、羟基新戊酸新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、双酚A二(甲基)丙烯酸酯、三环癸烷二甲醇二(甲基)丙烯酸酯、聚(乙二醇)二(甲基)丙烯酸酯、聚丁二烯二(甲基)丙烯酸酯、聚氨酯二(甲基)丙烯酸酯和甘油三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三(2-羟乙基)异氰脲酸酯三丙烯酸酯、季戊四醇三和四(甲基)丙烯酸酯和双三羟甲基丙烷四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化型式和丙氧基化型式以及它们的混合物。特别合适的交联剂包含三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯。一种或多种交联剂的量和类型(identity)可发生变化,但交联剂的总量典型地以至少5重量%的量存在。重量%意指可固化油墨组合物的总可固化组分的按重量计%。

可固化油墨组合物还包含共聚物添加剂,该共聚物添加剂包含聚异丁烯-聚硅氧烷嵌段共聚物。在一些实施方案中,聚异丁烯-聚硅氧烷嵌段共聚物可为上述聚异丁烯-聚硅氧烷二嵌段共聚物。其他聚异丁烯-聚硅氧烷共聚物也是合适的。这些共聚物通常包含烯键式不饱和聚异丁烯低聚物和氢化硅烷官能化聚硅氧烷的反应产物。共聚反应为硅氢加成反应。该反应涉及在碳-碳双键(-C=C-)上加成氢化硅烷基团(-Si-H),如以下反应方案I所示:

Z-(SiR

反应方案II

其中Z包含硅氧烷单元;R

多种聚异丁烯低聚物适用于制备本公开的共聚物添加剂。这些聚异丁烯低聚物通常为单官能的,如反应方案I所示。在许多实施方案中,由于它们的商业可用性而使用单官能聚异丁烯低聚物。

虽然分子量范围适用于聚异丁烯低聚物,但通常低聚物具有相对低的分子量。一般来讲,低聚物的分子量以数均分子量(M

可商购获得的聚异丁烯低聚物的示例包括得自BASF(巴斯夫)的GLISSOPAL 1000;以及来自TPC集团的TPC 175、TPC 1105、TPC 1160、TPC 1285和TPC 1305。

典型地,聚硅氧烷含有如下类型的单元:-O-Si(R

在一些实施方案中,使用氢化硅烷官能化碳硅氧烷。典型地,聚硅氧烷含有如下类型的重复单元:-O-Si(R

如上所述,已制备出多种嵌段共聚物。这些共聚物中的每一种可利用如上述一般反应方案II所示的硅氢加成反应,通过选择试剂并且通过控制化学计量来制备。

如上所述,典型地,聚异丁烯-聚硅氧烷嵌段共聚物包含直链聚异丁烯嵌段和支链聚硅氧烷嵌段。支链聚硅氧烷嵌段是非直链的并且包含至少一个分支点的硅氧烷嵌段。在一些实施方案中,聚异丁烯-聚硅氧烷嵌段共聚物包含二嵌段共聚物,其中聚异丁烯嵌段包含直链聚异丁烯嵌段,并且其中聚硅氧烷嵌段包含支链聚硅氧烷嵌段。一般来讲,这些二嵌段共聚物通过烯键式不饱和直链聚异丁烯低聚物和硅烷官能化支链硅氧烷低聚物的硅氢加成反应形成。在一些实施方案中,烯键式不饱和直链聚异丁烯低聚物具有500g/mol至2,000g/mol的数均分子量(M

虽然可使用广泛范围的聚异丁烯-聚硅氧烷嵌段共聚物,但典型地聚异丁烯-聚硅氧烷嵌段共聚物包含5重量%至40重量%的聚硅氧烷含量,如上所述。

可固化油墨组合物还包含至少一种引发剂。典型地,引发剂为光引发剂,意味着引发剂通过光活化,通常为紫外(UV)光,但也可依照引发剂的适当选择(诸如可见光引发剂、红外光引发剂等)使用其他光源。因此,可固化油墨组合物通常可由UV或可见光(典型地为UV光)固化。因此,典型地,UV光引发剂用作引发剂。光引发剂是(甲基)丙烯酸酯聚合领域的技术人员所熟知的。合适的自由基光引发剂的示例包括可从北卡罗来纳州夏洛特的IGM树脂公司(IGM Resins,Charlotte,NC)商购获得的OMNIRAD 4265、OMNIRAD 184、OMNIRAD651、OMNIRAD 1173、OMNIRAD 819、OMNIRAD TPO、OMNIRAD TPO-L。特别合适的光引发剂包括特征在于在365nm波长以上具有高吸光度的那些。这些光引发剂包括光引发剂的酰基氧化膦家族,诸如OMNIRAD TPO、OMNIRAD TPO-L和OMNIRAD 819。

一般来讲,相对于100重量份的总的反应性组分,光引发剂以0.01重量份至10重量份,更典型地0.1重量份至2.0重量份的量使用。

除了上述可固化组分之外,可固化油墨组合物还可包含附加任选的不可固化组分,只要此类组分不妨碍可固化油墨组合物的固化并且不会不利地影响固化组合物的特性即可。如上所述,溶剂不是用于可固化油墨组合物的合适添加剂,因为可固化油墨组合物期望地为100%固体组合物。虽然多种任选组分是合适的,但由于固化组合物不是压敏粘合剂(如上所指出),因此粘着性生成剂不是合适的添加剂,并且可固化油墨组合物通常不含粘着性生成剂。粘着性生成剂是添加到聚合物组合物以增加或生成粘着性、尤其是聚合物组合物中的压敏粘合剂粘着性的树脂。根据需要或期望,油墨制剂还可含有聚合抑制剂、UV吸收剂、光稳定剂(例如,受阻胺光稳定剂(HALS))、粘合增进剂、敏化剂、增效剂、抗氧化剂、催化剂、分散剂、干燥剂、表面活性剂、流平剂等。期望存在于制剂中的任何不可固化聚合物组分在1MHz下也具有小于或等于3的介电常数。此类材料的示例为聚异丁烯低聚物,诸如GLISSOPAL系列(巴斯夫公司)和TPC系列(德克萨斯州休斯顿的TPC集团(TPC Group,Houston,TX))。

一种特别合适的任选的添加剂是粘合增进剂。粘合增进剂用作添加剂或用作底漆以促进涂层、油墨或粘合剂与所关注基底的粘合。粘合增进剂通常对基底和所施用的涂层、油墨或粘合剂具有亲和力。合适的粘合增进剂有硅烷官能化的化合物、钛酸盐和锆酸盐。合适的钛酸盐和锆酸盐的示例包括丁醇钛或丁醇锆。典型地,如果使用的话,粘合增进剂包括硅烷官能化的化合物。有时硅烷官能化的粘合增进剂被叫做偶联剂,因为它们在化合物的每个末端处具有不同官能团,并且因此可用于偶联不同表面,诸如无机表面和有机表面。广泛多种硅烷粘合增进剂是合适的,诸如得自迈图性能材料公司(Momentive PerformanceMaterials)的(甲基)丙烯酸酯官能化烷氧基硅烷SILQUEST A-174。利用这种类型的粘合增进剂,烷氧基硅烷官能团与无机表面相互作用,并且(甲基)丙烯酸酯官能团与可固化油墨组合物共聚。合适的硅烷偶联剂的其他示例包括十八烷基三甲氧基硅烷、异辛基三甲氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷、己基三甲氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、六甲基二硅氮烷、六甲基二硅氧烷、氨基丙基三甲氧基硅烷、3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷等。

在一些实施方案中,可固化油墨组合物包含1重量%至94重量%的第一(甲基)丙烯酸烷基酯单体、0重量%至50重量%的一种或多种第二(甲基)丙烯酸酯单体、1重量%至40重量%的聚异丁烯-聚硅氧烷嵌段共聚物添加剂作为可固化组分;以及至少5重量%的交联单体。所谓的重量%意指可固化油墨组合物的总可固化组分(不包括引发剂)的按重量计%。可固化油墨组合物另外包含至少一种引发剂和任何任选的不可固化添加剂。

本文还公开了制品。可利用上述固化的有机层来制备广泛多种制品。这些制品可以是相对简单的制品,诸如其上设置有一层固化的有机层的基底。在其他实施方案中,制品是更复杂的,诸如多层制品,包括基底和无机阻挡层,其中固化的有机层介于它们之间,其中固化层用作去耦层。基底可任选地具有存在于其表面上的无机涂层,使得固化的有机层可与基底表面或任选的无机涂层接触。

在一些实施方案中,制品包括具有第一主表面和第二主表面的基底,以及具有第一主表面和第二主表面的固化的有机层,其中固化的有机层的第一主表面与基底的第二主表面的至少一部分相邻。固化的有机层包括交联的(甲基)丙烯酸酯基层,该交联的(甲基)丙烯酸酯基层包含含有聚异丁烯-聚硅氧烷嵌段共聚物的共聚物添加剂并且具有1微米至50微米的厚度,并且固化的有机层在1兆赫兹下具有3.0或更小的介电常数,并且是非晶态的且光学清晰的。

多种基底适用于本公开的制品。合适的第一基底包括各种各样的柔性基底和非柔性基底。例如,基底可以是玻璃或相对厚的聚合物材料层,诸如PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)或PC(聚碳酸酯)。另选地,基底可以是柔性聚合物膜,诸如PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)、PC(聚碳酸酯)、聚酰亚胺、PEEK(聚醚醚酮)等的膜。在一些实施方案中,基底包括热敏基底。多种热敏基底是合适的,例如OLED面板。

在一些实施方案中,其中基底包括存在于第二主表面上的无机涂层,使得固化的有机层的第一主表面与无机涂层接触。

固化的有机层包含已沉积并固化在基底的第二主表面的至少一部分上的可固化组合物,其中可固化组合物包含:第一单体,该第一单体包含具有12个或更多个碳原子的(甲基)丙烯酸烷基酯单体;交联单体;共聚物添加剂,该共聚物添加剂包含聚异丁烯-聚硅氧烷嵌段共聚物;以及至少一种引发剂,如上文详细描述的。可固化组合物还可包含如上所述的其他任选的添加剂。该可固化组合物不含溶剂并且是可喷墨打印的,在室温至小于60℃的温度下具有小于30厘泊的粘度。固化时,可固化组合物形成在1兆赫兹下具有小于或等于3.0的介电常数的非晶态光学清晰层。

固化的有机层具有多种所需的性质。在一些实施方案中,固化的有机层具有小于0.05的Dk-Delta值,其中Dk-Delta是在100千赫兹下的介电常数的绝对值和在1兆赫兹下的介电常数的绝对值之间的差值。在一些实施方案中,固化的有机层具有小于5纳米的表面粗糙度。

上述构成也可用作更复杂制品的组分。在一些实施方案中,制品还包括设置在基底的第二主表面上并且与固化的有机层的第一主表面相邻的器件。在一些实施方案中,无机涂层设置在器件上和基底的第二主表面上,使得固化的有机层的第一主表面与无机涂层接触。在一些具体实施方案中,该器件包括OLED(有机发光二极管)。

合适的制品的示例由附图进一步描述。简单制品的示例在图1中示出,其中制品100包括基底120,其中固化的有机层110设置在该基底上。

基底120包括各种各样的柔性和非柔性基底。例如,基底120可以是玻璃或相对厚的聚合物材料诸如PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)或PC(聚碳酸酯)的层。另选地,基底120可以是柔性聚合物膜,诸如PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)、PC(聚碳酸酯)、聚酰亚胺、PEEK(聚醚醚酮)等的膜。

固化的有机层110是上述可固化油墨组合物的(甲基)丙烯酸酯基固化层。同样,重要的是,应注意,虽然可固化组合物被描述为“油墨”,但这仅意指组合物是可打印的并且不必须意指固化的有机层110已被打印,因为如上所描述,也可使用其他涂覆方法。然而,在许多实施方案中,固化的有机层110已经通过打印,尤其是喷墨打印被涂覆,然后已被固化。固化的有机层110具有上述所有特性,即该层具有1微米至50微米、在一些实施方案中5微米至30微米的厚度,该层在1兆赫兹下具有3.0或更小的介电常数,并且是光学清晰的。另外,在许多实施方案中,固化的有机层110具有小于或等于10纳米、在一些实施方案中小于或等于5纳米的表面粗糙度。

图2示出了包括本公开的多层制品的器件。图2示出了制品200,制品200包括基底230,其中器件240设置在基底230上。无机阻挡层250与器件240接触,并且固化的有机层210与无机阻挡层250接触。图2还包括任选的无机层260,其与固化的有机层210接触。任选的层270与任选的无机层260接触,并且还与基底280接触。另外,在任选的层260和任选的层270之间,可存在固化的有机层(210)和无机层(260)的任选交替对。为清楚起见,这些任选的层未示出,但可容易地设想按顺序250/210/260/210/260或250/210/260/210/260/210/260等等的层叠堆。

与固化的有机层210接触的无机阻挡层250可由多种材料制备,包括金属、金属氧化物、金属氮化物、金属氮氧化物、金属碳化物、金属硼氧化物、以及它们的组合。广泛多种金属适用于金属氧化物、金属氮化物和金属氮氧化物,具体地讲,合适的金属包括Al、Zr、Si、Zn、Sn和Ti。一种特别合适的无机阻挡层材料为氮化硅。

无机阻挡层250的厚度没有具体限制,通常在20纳米和1微米(1000纳米)之间。更典型地,厚度为20纳米至100纳米。

无机阻挡层可以多种方式沉积。一般来讲,可利用任何合适的沉积方法。合适方法的示例包括真空工艺诸如溅射、化学气相沉积、ALD(原子层沉积)、金属-有机化学气相沉积、等离子体增强化学气相沉积、蒸发、升华、电子回旋共振-等离子体增强化学气相沉积、以及它们的组合。

任选的无机阻挡层260具有与无机阻挡层250类似的厚度,并且可包含相同的无机材料,或者其可以是不同的无机材料。

器件200的一个实施方案是触摸感测器件。在此器件中,基底230为薄膜晶体管,器件240为OLED器件,任选的层270为光学清晰粘合剂层,并且基底280为触摸传感器。

本文还公开了用于制备制品,尤其是光学制品的方法。这些方法包括:提供具有第一主表面和第二主表面的基底,提供可固化油墨组合物,将可固化油墨组合物设置在基底的第二主表面上以形成可固化层,以及使可固化层固化以形成具有1微米至50微米的厚度的固化的有机层,其中固化的有机层在1兆赫兹下具有3.0或更小的介电常数。在许多实施方案中,固化的有机层的表面粗糙度小于10纳米,在一些实施方案中小于或等于5纳米。可向此固化的有机层的表面沉积无机阻挡层。

在许多实施方案中,将可固化油墨组合物设置在基底的第二主表面上以形成可固化层包括打印,尤其是喷墨打印。如上所述,喷墨打印具有使其特别适于制备可固化层的多种期望特征,包括将精确图案沉积在复杂基底上并形成表面粗糙度小于10纳米,在一些实施方案中小于或等于5纳米的均匀涂层的能力。

此方法中使用的可固化油墨组合物为上述可固化油墨组合物。由于可固化油墨组合物包含光引发剂,因此可固化层的固化包括光固化。光引发剂的性质决定固化条件,即所使用的辐射波长、暴露于辐射的持续时间等。

如上所述,本公开的制品可包括另外的元件。在一些实施方案中,该方法还可包括提供诸如OLED的器件,以及在将可固化油墨组合物设置在基底的第二主表面上以形成可固化层之前将器件放置在基底的第二主表面上。另外,制品还可包括设置在基底和器件表面上的无机层。在这些实施方案中,在将可固化油墨组合物设置在基底的第二主表面上以形成可固化层之前,将无机层设置在基底和器件表面上。另外,如上所述,在将无机阻挡层设置在固化的有机层上之后,可将附加层添加至无机阻挡层的暴露表面。

本公开包括如下实施方案:

这些实施方案有可固化组合物。实施方案1包括一种可固化组合物,所述可固化组合物包含:第一单体,所述第一单体包含具有12个或更多个碳原子的(甲基)丙烯酸烷基酯单体;交联单体;共聚物添加剂,所述共聚物添加剂包含聚异丁烯-聚硅氧烷嵌段共聚物;以及至少一种引发剂,其中所述可固化组合物不含溶剂并且是可喷墨打印的,在室温至小于60℃的温度下具有小于30厘泊的粘度,并且固化时形成在1兆赫兹下具有小于或等于3.0的介电常数的非晶态光学清晰层。

实施方案2为根据实施方案1所述的可固化组合物,其中所述聚异丁烯-聚硅氧烷嵌段共聚物包含二嵌段共聚物,其中所述聚异丁烯嵌段包含直链聚异丁烯嵌段,并且其中所述聚硅氧烷嵌段包含支链聚硅氧烷嵌段。

实施方案3为根据实施方案1或2所述的可固化组合物,其中所述聚异丁烯-聚硅氧烷嵌段共聚物包含5重量%至40重量%的聚硅氧烷含量。

实施方案4为根据实施方案1至3中任一项所述的可固化组合物,其中所述聚异丁烯-聚硅氧烷嵌段共聚物通过烯键式不饱和直链聚异丁烯低聚物和硅烷官能化支链硅氧烷低聚物的硅氢加成反应来制备。

实施方案5为根据实施方案4所述的可固化组合物,其中所述烯键式不饱和直链聚异丁烯低聚物具有500g/mol至2,000g/mol的数均分子量(M

实施方案6为根据实施方案1至5中任一项所述的可固化组合物,其中所述可固化组合物包含一种或多种附加的第二(甲基)丙烯酸酯单体。

实施方案7为根据实施方案1至6中任一项所述的可固化组合物,其中所述可固化组合物的可固化组分包含:

1重量%至94重量%的所述第一单体;

0重量%至50重量%的一种或多种第二(甲基)丙烯酸酯单体;

1重量%至40重量%的聚异丁烯-聚硅氧烷杂化材料;以及

至少5重量%的交联单体。

实施方案8为根据实施方案1至7中任一项所述的可固化组合物,所述可固化组合物还包含选自以下的至少一种添加剂:聚合物添加剂、聚合抑制剂、UV吸收剂、光稳定剂、粘合增进剂、敏化剂、增效剂、抗氧化剂、催化剂、分散剂、干燥剂、表面活性剂和流平剂。

实施方案9为根据实施方案1至8中任一项所述的可固化组合物,其中所述可固化组合物是可光致固化的,在紫外线或可见光辐射下可固化的。

还公开了制品。实施方案10包括一种制品,所述制品包括:基底,所述基底具有第一主表面和第二主表面;固化的有机层,所述固化的有机层具有第一主表面和第二主表面,其中所述固化的有机层的第一主表面与所述基底的第二主表面的至少一部分相邻,其中所述固化的有机层包括交联的(甲基)丙烯酸酯基层,所述交联的(甲基)丙烯酸酯基层包含含有聚异丁烯-聚硅氧烷嵌段共聚物的共聚物添加剂并且具有1微米至50微米的厚度,并且所述固化的有机层在1兆赫兹下具有3.0或更小的介电常数,并且是非晶态的且光学清晰的。

实施方案11为根据实施方案10所述的制品,其中所述基底包括热敏基底。

实施方案12为根据实施方案10或11所述的制品,其中所述固化的有机层具有小于0.05的Dk-Delta值,其中Dk-Delta是在100千赫兹下的介电常数和在1兆赫兹下的介电常数之间的差值。

实施方案13为根据实施方案10至12中任一项所述的制品,其中所述基底包括存在于所述第二主表面上的无机涂层,使得所述固化的有机层的第一主表面与所述无机涂层接触。

实施方案14为根据实施方案10至13中任一项所述的制品,其中所述固化的有机层的第二主表面与无机涂层接触。

实施方案15为根据实施方案10至14中任一项所述的制品,其中所述固化的有机层包括已被沉积并固化在所述基底的第二主表面的至少一部分上的可固化组合物,其中所述可固化组合物包含:第一单体,所述第一单体包含具有12个或更多个碳原子的(甲基)丙烯酸烷基酯单体;交联单体;共聚物添加剂,所述共聚物添加剂包含聚异丁烯-聚硅氧烷嵌段共聚物;以及至少一种引发剂,其中所述可固化组合物不含溶剂并且是可喷墨打印的,在室温至小于60℃的温度下具有小于30厘泊的粘度,并且固化时形成在1兆赫兹下具有小于或等于3.0的介电常数的非晶态光学清晰层。

实施方案16为根据实施方案10至15中任一项所述的制品,其中所述聚异丁烯-聚硅氧烷嵌段共聚物包含二嵌段共聚物,其中所述聚异丁烯嵌段包含直链聚异丁烯嵌段,并且其中所述聚硅氧烷嵌段包含支链聚硅氧烷嵌段。

实施方案17为根据实施方案10至16中任一项所述的制品,其中所述聚异丁烯-聚硅氧烷嵌段共聚物包含5重量%至40重量%的聚硅氧烷含量。

实施方案18为根据实施方案10至17中任一项所述的制品,其中所述聚异丁烯-聚硅氧烷嵌段共聚物通过烯键式不饱和直链聚异丁烯低聚物和硅烷官能化支链硅氧烷低聚物的硅氢加成反应来制备。

实施方案19为根据实施方案18所述的制品,其中所述烯键式不饱和直链聚异丁烯低聚物具有500g/mol至2,000g/mol的数均分子量(M

实施方案20为根据实施方案10至19中任一项所述的制品,其中所述可固化组合物包含一种或多种附加的第二(甲基)丙烯酸酯单体。

实施方案21为根据实施方案10至20中任一项所述的制品,其中所述可固化组合物的可固化组分包含:

1重量%至94重量%的所述第一单体;

0重量%至50重量%的一种或多种第二(甲基)丙烯酸酯单体;

1重量%至40重量%的聚异丁烯-聚硅氧烷杂化材料;以及

至少5重量%的交联单体。

实施方案22为根据实施方案10至21中任一项所述的制品,其中所述可固化组合物还包括选自以下的至少一种添加剂:聚合物添加剂、聚合抑制剂、UV吸收剂、光稳定剂、粘合增进剂、敏化剂、增效剂、抗氧化剂、催化剂、分散剂、干燥剂、表面活性剂和流平剂。

实施方案23为根据实施方案10至22中任一项所述的制品,其中所述可固化组合物是可光致固化的,在紫外线或可见光辐射下可固化的。

实施方案24为根据实施方案10至23中任一项所述的制品,其中所述固化的有机层具有小于5纳米的表面粗糙度。

实施方案25为根据实施方案10至24中任一项所述的制品,其中所述制品还包括设置在所述基底的第二主表面上并且与所述固化的有机层的第一主表面相邻的器件。

实施方案26为根据实施方案25所述的制品,所述制品还包括设置在所述器件上和所述基底的第二主表面上的无机涂层,使得所述固化的有机层的第一主表面与所述无机涂层接触。

实施方案27为根据实施方案25所述的制品,其中所述器件包括OLED(有机发光二极管)。

本发明还公开了聚异丁烯-聚硅氧烷二嵌段共聚物。实施方案28包括一种聚异丁烯-聚硅氧烷二嵌段共聚物,所述聚异丁烯-聚硅氧烷二嵌段共聚物包含:直链聚异丁烯嵌段;和支链聚硅氧烷嵌段。

实施方案29为根据实施方案28所述的聚异丁烯-聚硅氧烷二嵌段共聚物,其中所述聚异丁烯-聚硅氧烷二嵌段共聚物包含5重量%至40重量%的聚硅氧烷含量。

实施方案30为根据实施方案28或29所述的聚异丁烯-聚硅氧烷二嵌段共聚物,其中所述聚异丁烯-聚硅氧烷嵌段共聚物通过烯键式不饱和直链聚异丁烯低聚物和硅烷官能化支链硅氧烷低聚物的硅氢加成反应来制备。

实施方案31为根据实施方案30所述的聚异丁烯-聚硅氧烷二嵌段共聚物,其中所述烯键式不饱和直链聚异丁烯低聚物具有500g/mol至2,000g/mol的数均分子量(M

还公开了制备制品的方法。实施方案32包括一种制备制品的方法,所述方法包括:提供具有第一主表面和第二主表面的基底;提供可固化组合物,其中所述可固化组合物包含:第一单体,所述第一单体包含具有12个或更多个碳原子的(甲基)丙烯酸烷基酯单体;交联单体;共聚物添加剂,所述共聚物添加剂包含聚异丁烯-聚硅氧烷嵌段共聚物;以及至少一种引发剂,其中所述可固化组合物不含溶剂并且是可喷墨打印的,在室温至小于60℃的温度下具有小于30厘泊的粘度,并且固化时形成在1兆赫兹下具有小于或等于3.0的介电常数的非晶态光学清晰层;将所述可固化油墨组合物设置在所述基底的第二主表面的至少一部分上以形成可固化层;使所述可固化层固化以形成具有第一主表面和第二主表面的固化的有机层,其中所述固化的有机层的第一主表面与所述基底的第二主表面相邻,并且其中所述固化的有机层具有1微米至50微米的厚度。

实施方案33为根据实施方案32所述的方法,其中所述聚异丁烯-聚硅氧烷嵌段共聚物包含二嵌段共聚物,其中所述聚异丁烯嵌段包含直链聚异丁烯嵌段,并且其中所述聚硅氧烷嵌段包含支链聚硅氧烷嵌段。

实施方案34为根据实施方案32或33所述的方法,其中所述聚异丁烯-聚硅氧烷嵌段共聚物包含5重量%至40重量%的聚硅氧烷含量。

实施方案35为根据实施方案32至34中任一项所述的方法,其中所述聚异丁烯-聚硅氧烷嵌段共聚物通过烯键式不饱和直链聚异丁烯低聚物和硅烷官能化支链硅氧烷低聚物的硅氢加成反应来制备。

实施方案36为根据实施方案35所述的方法,其中所述烯键式不饱和直链聚异丁烯低聚物具有500g/mol至2,000g/mol的数均分子量(M

实施方案37为根据实施方案32至36中任一项所述的方法,其中所述可固化组合物包含一种或多种附加的第二(甲基)丙烯酸酯单体。

实施方案38为根据实施方案32至37中任一项所述的方法,其中所述可固化组合物的可固化组分包含:

1重量%至94重量%的所述第一单体;

0重量%至50重量%的一种或多种第二(甲基)丙烯酸酯单体;

1重量%至40重量%的聚异丁烯-聚硅氧烷杂化材料;以及

至少5重量%的交联单体。

实施方案39为根据实施方案32至38中任一项所述的方法,其中所述可固化组合物还包括选自以下的至少一种添加剂:聚合物添加剂、聚合抑制剂、UV吸收剂、光稳定剂、粘合增进剂、敏化剂、增效剂、抗氧化剂、催化剂、分散剂、干燥剂、表面活性剂和流平剂。

实施方案40为根据实施方案32至39中任一项所述的方法,其中所述可固化组合物是可光致固化的,在紫外线或可见光辐射下可固化的。

实施方案41为根据实施方案32至40中任一项所述的方法,所述方法还包括提供器件;以及在将所述可固化油墨组合物设置在所述基底的第二主表面上以形成可固化层之前将所述器件设置在所述基底的第二主表面上。

实施方案42为根据实施方案41所述的方法,所述方法还包括在将所述可固化油墨组合物设置在所述基底的第二主表面上以形成可固化层之前将无机层设置在所述基底和器件表面上。

实施方案43为根据实施方案42所述的方法,所述方法还包括将附加层设置到所述固化的有机层的第二主表面。

实施方案44为根据实施方案43所述的方法,其中将附加层设置到所述固化的有机层的第二主表面包括等离子体增强化学气相沉积。

制备基于杂化聚异丁烯-硅氧烷材料的油墨。评价固化的和未固化的制剂的粘度、介电性质和耐等离子体处理性。这些实施例仅为了进行示意性的说明,并非意在限制所附权利要求书的范围。除非另外指明,否则实施例以及说明书的余下部分中的所有份数、百分数、比率等均按重量计。本文使用以下缩写:sec=秒;s

在己烷(40mL)中制备聚异丁烯低聚物2(19.75g,0.019mol末端链烯,M

在甲苯(30mL)中制备聚异丁烯低聚物2(27.63g,0.026mol末端链烯,M

在己烷(20mL)中制备聚异丁烯低聚物2(19.41g,0.019mol末端链烯,M

在己烷(35mL)中制备聚异丁烯低聚物3(34.28g,0.043mol末端链烯,M

在己烷(55mL)中制备聚异丁烯低聚物3(54.0g,0.068mol末端链烯,M

在己烷(30mL)中制备聚异丁烯低聚物3(29.1g,0.037mol末端链烯,M

如Hartmann-Thompson,《聚合物》,2012年,第53卷第24期,第5459-5468页(Hartmann-Thompson,Polymer,2012,53(24),5459-5468)中所述制备氢化硅烷(SiH)-封端的超支化聚碳硅氧烷。在己烷(70mL)中制备聚异丁烯低聚物2(31.6g,0.03mol末端链烯,M

按照以上实施例7所述,使用氢化硅烷(SiH)封端的超支化聚碳硅氧烷。在甲苯(20mL)中制备聚异丁烯低聚物2(10g,12.6mmol末端链烯,M

在甲苯(25mL)中制备聚异丁烯低聚物2(9.67g,9.30mmol末端链烯,M

在甲苯(25mL)中制备聚异丁烯低聚物2(21.9g,27.6mmol末端链烯,M

NMR样品作为在氘代四氢呋喃(THF)中的溶液进行分析。使用配备有低温冷却探头的Bruker(马萨诸塞州比勒里卡(Billerica,MA))“AVANCEA”600MHz NMR光谱仪收集所提交样品的一维(1D)质子

单独制备样品并一式两份注射。在玻璃闪烁小瓶中,在四氢呋喃(THF,用250ppmBHT稳定)中制备已知浓度(目标浓度为10mg/mL)的溶液。将这些小瓶旋动至少14小时以允许溶解。将溶液通过0.45μPTFE注射过滤器过滤并通过GPC分析。将Agilent(Santa Clara,CA)1260LC仪器和Agilent“PLgel MIXED-E”300×7.5mm内径柱在40℃下与NIST聚苯乙烯标准品(SRM 705a)一起使用。使用怀雅特技术公司(加利福尼亚州戈莱塔)(WyattTechnology Corporation(Goleta,CA))“DAWN HELEOS-II”18角光散射检测器和怀雅特技术公司(Wyatt Technology Corporation)Optilab T-rEX示差折射率(DRI)检测器。购自怀雅特技术公司(Wyatt Technology Corporation)的ASTRA 6用于数据收集和分析。

通过称量材料并将其装载到TA仪器公司(TA Instruments)的DSC铝制样品盘中来制备用于热分析的DSC样品。使用TA仪器公司(TA Instruments)发现差示扫描量热仪(DSC-SN DSC1-0091),利用热-冷-热方法在标准模式(以10℃/min从-155℃至约50℃)下分析样本。在收集数据之后,使用TA Universal Analysis通用分析程序分析热转变。使用标准热流(HF)曲线中的阶跃变化评估玻璃化转变温度。引用第二次热转变的中点(半高)温度。

在ARES G2应变控制流变仪上使用凹入同心圆筒几何形状(25mm直径和32mm长度的吊杆(bob);27mm直径的杯)进行流变学测量。在氮气氛下在25℃和50℃下收集测量。测量在10s

测试样品如下制备。用注射器将根据表1所示的组成制备的实施例制剂(比较例1(CE1)和实施例1(E1))注入涂覆有易剥离衬件RF02N(韩国的SKC哈斯公司(SKC Haas,Korea);2密耳;51微米)的两片载玻片之间。2密耳;51微米)涂覆。使用特氟隆或硅树脂垫圈来设置400微米的间隙,其具有约4英寸(10.16cm)直径的圆形切口。用明通技术公司(明尼苏达州霍普金斯)(Clearstone Technologies(Hopkins,MN))CF200UV-LED(λ=365-400nm)固化样品,每侧5分钟,在100%功率下总共10分钟的UV固化。将样品盘小心地从比色皿中取出。对圆盘的介电特性和电导率测量使用来自Novocontrol技术公司(德国蒙大堡)(Novocontrol Technologies GmbH(Montabaur,Germany))的Alpha-A高温宽带介电谱仪模块化测量系统执行。所有测试均根据ASTM D150测试标准来执行。

数据总结于表2中,并且示出烷基硅氧烷组分是用于UV可固化低介电油墨制剂的相容添加剂,并且实施例1(E1)具有比其中使用相当质量的聚异丁烯低聚物的比较例1(CE1)更好的光学清晰度、更好的相容性和更低的粘度。

如上所述对表中所示的材料进行流变学测量。表3中呈现的数据表明,支链烷基-硅氧烷杂化物(星形结构1-6、9、10和超支化架构7和8)具有比相当分子量的直链聚异丁烯低聚物低一个数量级的粘度。

对液体的介电特性和电导率测量使用来自Novocontrol技术公司(德国蒙大堡)(Novocontrol Technologies GmbH(Montabaur,Germany))的Alpha-A高温宽带介电谱仪模块化测量系统执行。使用Keysight型号16452A液体介电测试固定装置来包含液体作为平行板电容器。用于Alpha-A模块化测量系统的ZG2延伸测试接口用于允许通过Novocontrol软件对Keysight型号16452A液体介电测试固定装置进行自动阻抗测量。介电常数由具有液体的测试电池的电容与具有空气的测试电池的电容的比率计算得到的。为了用16452A测试电池测量高粘度液体,首先将液体加热至50℃至55℃并在该温度下保持15至30分钟。接下来用注射器将液体注入液体测试电池中。注射后,使液体静置最多30分钟,以最大程度地减少并避免形成气泡。在静置30分钟后,测试样品。

数据呈现于表4中,并且表明烷基-硅氧烷杂化物1至10具有理想的低介电常数,并且作为频率(100kHz-1MHz范围)的函数具有近乎恒定的介电常数,在上文中被描述为“Dk-delta”),相当于直链聚异丁烯的那些。

将样品涂布到载玻片上,并使用PS0524型等离子体科学表面处理系统(100%氧气,正向功率400-420W,反射功率1-4W,曝光时间1分钟)进行等离子体处理。在室温下等离子体处理之前和之后,使用德国汉堡市的克吕士(Kruss,Hamburg,Germany)DSA100接触角仪器(以195微升/分钟递送的5微升液滴)测量静态水接触角。给出了五次重复的平均值(在0.5度至5度范围内的标准偏差)。

这些数据呈现于表5中,并且表明硅氧烷链段在涂覆之后在聚合物-空气界面处组装(聚合物具有比比较例更高的角度和更大的疏水性),并且在等离子体处理之后,这些链段转化成更具亲水性的类二氧化硅层(与等离子体处理之前的相同样品相比,具有更低的接触角和更大的亲水性)。

将硅晶片(4英寸(10cm)直径,马萨诸塞州波士顿的大学晶片公司(UniversityWafer,Boston,MA))用洗涤剂(瑞士楚赫维尔的波洱化工股份公司的Deconex 12NS(Deconex 12NS,Borer Chemie Ag,Zuchwil,Switzerland))、去离子水、丙酮清洁,最后用异丙醇清洁。将硅片在250℃的热板上放置15分钟以脱水,使其冷却至环境温度,然后用氧等离子体处理(产量工程系统G1000(Yield Engineering System G1000),气体=100%O

用胶带(3M聚酯生胶带,产品编号8403,明尼苏达州圣保罗(St.Paul,MN))部分地覆盖样品,并用氧等离子体处理五分钟(产量工程系统G1000(Yield Engineering SystemG1000),气体=100%O

相关技术
  • 低介电常数可固化组合物
  • (甲基)丙烯酸酯化合物,使用它的可固化组合物,用于光-纳米压印的可固化组合物,可固化组合物的固化产品和制备固化产品的方法
技术分类

06120113108557