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透明全区域封装与具有高吸气剂含量的(非透明)边缘封装的组合

文献发布时间:2023-06-19 10:00:31


透明全区域封装与具有高吸气剂含量的(非透明)边缘封装的组合

本发明涉及用于保护布置在基底上的有机电子装置的保护方法,该方法包括以下步骤:将覆盖物以至少部分地覆盖有机电子装置的方式施加在有机电子装置上,和用第一胶粘剂的至少一个层和第二胶粘剂的至少一个层粘贴所述覆盖物。本发明还涉及有机电子结构体,其包括基底、布置在基底上的有机电子装置以及至少部分地覆盖有机电子装置并且至少部分区域地(部分面积地,

(光)电子装置被越来越多地用于商业产品中。这样的装置包括有机或无机电子结构体,例如有机、有机金属或聚合物半导体及其组合。取决于期望的应用,这些装置和产品可被设计为刚性的或柔性的,其中对于柔性装置存在增加的需求。这样的装置的制造例如借助于印刷工艺如凸版印刷、凹版印刷、丝网印刷、平版印刷或者所谓的“非击打式印刷”如热转印印刷、喷墨印刷或数码印刷来进行。然而,在许多情况下,还使用真空工艺如化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)、等离子体增强的化学或物理沉积(PECVD)、溅射、(等离子体)蚀刻或蒸镀,其中通常使用掩模进行结构化。

已经可商购或具有巨大市场潜力的(光)电子应用的实例在此列举电泳或电致变色结构体或显示器,在广告和显示装置中的或者作为照明的有机或聚合物发光二极管(OLED或PLED),电致发光灯,发光电化学电池(LEEC),有机太阳能电池、优选地染料或聚合物太阳能电池,无机太阳能电池、优选地薄层太阳能电池、特别是基于硅、锗、铜、铟或硒的那些,有机场效应晶体管,有机开关元件,有机光学放大器,有机激光二极管,有机或无机传感器或基于有机或无机的RFID应答器。

因此,在本说明书中,有机(光)电子装置应理解为是指如下的电子装置,其包括至少一种具有电子功能的、至少部分有机的组分,例如有机金属化合物。

在无机和/或有机(光)电子的领域中、但特别地在有机(光)电子的领域中,对实现(光)电子装置的充足的使用寿命和功能的技术性挑战是保护其中所包含的部件免受渗透物。渗透物可为各种低分子有机或无机化合物、特别地水蒸汽和氧气。

在无机和/或有机(光)电子的领域中、更特别地在使用有机原料的情况下,许多(光)电子装置对水蒸汽和氧气两者均敏感,其中对于许多装置而言水或水蒸汽的渗透被认为是主要问题。因此,在电子装置的使用寿命期间,需要借助于封装的保护,因为否则性能在使用时间内会下降。例如,部件的氧化可在非常短的时间内对于发光装置如电致发光灯(EL灯)或有机发光二极管(OLED)导致亮度的显著降低,对于电泳显示器(EP显示器)导致对比度的显著降低或对于太阳能电池导致效率的显著降低。

事实证明,借助于如下的胶粘剂或胶带进行全区域(全面,

为了实现结构体的长使用寿命,有利的是,为胶粘剂配备捕集剂材料例如干燥剂以实现对渗入的渗透物的阻挡作用。

为了表征阻挡效果,通常指定氧气透过率OTR(Oxygen Transmission Rate)和水蒸汽透过率WVTR(Water Vapor Transmission Rate)。在这种情况下,相应的比率表示在特定的温度和分压条件下并且任选地其它测量条件(例如相对湿度)下的氧气或水蒸汽穿过膜的与面积和时间相关的流量。这些值越低,相应的材料越好地适合用于封装。在此,渗透的指标不仅仅是基于WVTR或OTR的值,而是还总是包括渗透的平均路径长度的指标,例如材料的厚度,或者对特定路径长度的标准化。

渗透率P是物体对于气体和/或液体的渗透性的量度。低的P值表征良好的阻挡效果。渗透率P是在稳态条件下在特定的渗透路径长度、分压和温度下针对限定的材料和限定的渗透物的特定值。渗透率P是扩散项D和溶解度项S的乘积:P=D·S。

溶解度项S主要描述阻挡胶粘剂组合物对于渗透物的亲和力。例如,在水蒸汽的情况下,对于疏水性材料达到低的S值。扩散项D是渗透物在阻挡材料中的迁移率的量度并且直接取决于诸如分子迁移率或自由体积的性质。对于强烈交联或高度结晶的材料常达到相对低的D值。然而,通常,高度结晶的材料不那么透明,并且较强的交联导致较低的柔性。渗透率P常常随着分子迁移率的增加而增加,例如即使在温度升高或超过玻璃化转变温度的情况下。

提高胶粘剂组合物的阻挡效果的方法尤其是必须在对于水蒸汽和氧气的渗透率的影响方面考虑这两个参数D和S。除了这些化学性质之外,还必须考虑对渗透率的物理影响的作用,特别是平均渗透路径长度和界面性质(胶粘剂组合物的流动行为、粘附性)。理想的阻挡胶粘剂组合物具有低的D值和S值与对基底的非常良好的粘附性。

低的溶解度项S通常单独地不足以实现良好的阻挡性质。特别地,其典型实例是硅氧烷弹性体。该材料是极为疏水的(小的溶解度项),但是由于其可自由旋转的Si-O键(大的扩散项)而具有对于水蒸汽和氧气的相对低的阻挡效果。对于良好的阻挡效果而言,溶解度项S和扩散项D之间的良好平衡也是必要的。

然而,如果使用高效的颗粒干燥剂例如氧化钙或沸石来实现良好的阻挡性能,则会导致雾度增加,如上所述,这对于发光或耗光的结构体是成问题的。由于这些干燥剂的高折射率(氧化钙:1.86),对于传统的封装胶粘剂组合物,雾度在2重量%的比例下已经显著大于5%。透明和防雾的干燥剂例如硅烷是已知的,但效率较低。

作为全区域封装的替代方式,因此也可采取边缘封装以保持结构体的相关区域内的透明性,其中仅围绕电子结构体的区域设置有封装胶粘剂组合物。由于在边缘区域中不需要满足特殊的光学要求,因此可用高效的干燥剂高度填充。此处的缺点是经封装的结构体中的剩余空腔。因此,还已知其中将边缘封装和全区域封装组合的布置。

例如从WO2009085736已知用密封剂进行边缘封装。该专利公开了一种太阳能电池板,该太阳能电池板全区域地被无干燥剂的胶粘剂层覆盖,并且边缘被含干燥剂的密封材料封装。所述密封材料以液态形式由熔体施加。

US 2008/0289681 A1公开了一种太阳能电池模块,其中太阳能电池通过浇铸组合物层被施加到基底上。太阳能电池通过另一浇铸组合物层被透明的覆盖层覆盖。该模块还可具有包含干燥剂的边缘封装,其宽度为5-20mm。沸石用作干燥剂。所述边缘封装的优选的实施方式是热熔膜和热熔膏。

US 6,936,131 B2描述了填充有干燥剂的转移胶带的用途,该转移胶带可用作全区域封装或边缘封装。无机颗粒被描述为干燥剂。在实施例中使用的颗粒导致胶粘剂组合物的高雾度。

US20070013292A1公开了一种有机电子结构体,其设置有包含干燥剂的边缘封装。该边缘封装可被设计成可固化的胶粘剂,也可被设计成胶带。边缘封装的宽度优选地被设计成大于2mm。

在移动电子设备领域,观察到显示器周围的边缘越来越窄的趋势。有效区域之外的粘合区域的幅材宽度(Stegbreite)通常不超过2mm。在这样的装置中达到了高度透明且几乎没有光散射的封装胶粘剂的性能极限,使用寿命不再满足要求,因为从环境到有效区域的短距离在过短时间内被渗入的渗透物、特别是水蒸气穿过,然后导致破坏。该时间段被称为滞后时间(Lag-Time)。

此外,这些较小的幅材宽度带来的困难是应用中的公差:布置在有效面(即有效区域)外侧的含干燥剂的边缘封装物在任何情况下都不得伸入有效面中或在使用过程中流入其中。因此,出于公差的原因,不能将整个的、本来就小的幅材宽度都用于高效的边缘封装。

因此,本发明的目的是提供窄边有机电子结构体的改进的封装,该封装能够改善窄边用于渗透屏障的利用率,从而更好地保护封装的物体免受湿气的渗透,而与此同时不会造成有机电子结构体的光学特性的损害。

所述目的是利用开头所述类型的保护方法通过如下方式来实现:第一胶粘剂的至少一个层至少部分地覆盖有机电子装置并且具有大于80%的透明度和小于5%的雾度,以及第二胶粘剂的至少一个层在所述第一胶粘剂的至少一个层的周边上包围该第一胶粘剂的至少一个层,从而所述第二胶粘剂的至少一个层形成边缘封装,其中使用(具有)第二胶粘剂的边缘封装的宽度不超过2mm(即2mm或更小),并且其中第二胶粘剂具有大于5重量%的吸水能力,即吸水量

此外,根据本发明提供上述类型的有机电子结构体,其中所述结构体还具有第一胶粘剂的至少一个层和第二胶粘剂的至少一个层,所述第一胶粘剂至少部分地覆盖所述有机电子装置并且具有大于80%的透明度和小于5%的雾度,所述第二胶粘剂的至少一个层在所述第一胶粘剂的至少一个层的周边上包围该第一胶粘剂的至少一个层,从而所述第二胶粘剂的至少一个层形成边缘封装,其中使用(具有)第二胶粘剂的边缘封装的宽度不超过2mm,并且其具有大于5重量%的吸水能力。

由此将第一透明全区域封装与具有高吸水能力的第二(非透明)边缘封装组合在一起。

所述方法和所述有机电子结构体的优选的实施方式包含在从属权利要求中。所述方法的优选的实施方式类似地适用于有机电子结构体,反之亦然。

有机电子结构体的如下设计是优选的,其中在覆盖物和有机电子装置之间没有另外的聚合物层,即,仅第一胶粘剂的至少一个层、特别是第一胶粘剂的仅一个层作为聚合物层,并且不存在另外的层。

聚合物是通常由有机链或支链分子(大分子)组成的化合物,其由相同、相似或不同的单元(所谓的单体)组成。在最简单的情况下,大分子仅由一种类型的单体组成。共聚物由随机分布在大分子中的、规则分布的或可以嵌段形式存在的各种单体组成。聚合物包含至少三个相同的单体单元。在该定义的含义内的单体单元是单体在聚合物中的结合形式。

其中有机电子装置直接位于基底上的结构体也是特别有利的。

同样,特别有利的是这样的结构体,其中布置在基底上的有机电子装置已经设置有初级封装,例如薄层封装,并且将在此要求保护的方法作为在布置在基底上的电子装置的一侧或两侧上的二次封装来实施。

覆盖物至少部分地覆盖有机电子装置。它优选地完全覆盖有机电子装置。

第一胶粘剂的至少一个层至少部分地覆盖有机电子装置。它优选地完全覆盖有机电子装置。

优选的是这样的结构体,其中第二胶粘剂不接触或覆盖有机电子装置,即其中在距有机电子装置一定距离处施加第二胶粘剂的结构体。所述胶粘剂施加相对于有机电子装置的距离优选地为0.1mm至2mm、特别是0.2mm至1mm、特别优选0.2mm至0.5mm。

在优选的实施方式中,以这种方式形成的距离用第一胶粘剂填充。如果有机电子装置被初级封装包围,则在另一优选的实施方式中,所述距离被初级封装的材料填充。在另一优选的实施方式中,所述距离被初级封装的材料和第一胶粘剂填充。

胶粘剂可作为液体或糊状胶粘剂或以胶带的形式存在。特别优选地使用胶带,因为它允许良好地,即特别精确地和特别简单地施加胶粘剂。

第一或第二胶粘剂的胶粘剂层的厚度优选在约4μm至约250μm之间。胶粘剂厚度特别优选地不大于50μm、特别是不大于25μm。

原则上,可使用现有技术中描述的任何胶粘剂(例如,在G.habenicht:Kleben,第6版,Springer 2009中)作为胶粘剂。在不希望不必要地限制本发明的前提下,这样的胶粘剂的实例是基于以下的那些:乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩醛、聚氯乙烯、(甲基)丙烯酸酯、聚酰胺及其共聚物、纤维素、尿素、三聚氰胺树脂、酚醛树脂、环氧化物、聚氨酯、聚酯、聚芳族化合物、氯丁二烯、丁腈橡胶、苯乙烯、丁基橡胶、聚硫化物或硅酮。混合物也是根据本发明的。优选地使用可活化的胶粘剂。

第一胶粘剂优选地是压敏胶粘剂。特别优选地使用可活化的压敏胶粘剂。第一胶粘剂更优选地作为压敏胶带呈现。这简化了胶粘剂的加工。

压敏胶粘剂是如下的胶粘剂,该胶粘剂即使在相对较弱的压力下也允许与基底永久地粘结,并且在使用后可基本上无残留地从基底再次剥离。压敏胶粘剂在室温下起永久压敏胶粘性的作用,也就是说,具有足够低的粘度和高触摸粘性,使得它在低的触摸压力下就已经可润湿相应的粘合基底的表面。胶粘剂组合物的可粘合性基于其胶粘性质,而可再剥离性基于其内聚性质。各种化合物可用作压敏胶粘剂的基础。

本领域技术人员已知的所有压敏胶粘剂都可用作压敏胶粘剂,即,例如基于以下的那些:丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯、聚氨酯、天然橡胶、合成橡胶、具有由不饱和或氢化的聚二烯嵌段(聚丁二烯、聚异戊二烯、两者的共聚物以及本领域技术人员熟悉的其他弹性体嵌段)组成的弹性体嵌段的苯乙烯嵌段共聚物组合物、聚烯烃、含氟聚合物和/或硅酮。这还包括根据Donatas Satas的“Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology”(Satas&Associates,Warwick 1999)的具有压敏胶粘性能的其他组合物。

可活化的胶粘剂被认为是胶粘剂体系,其中最终的粘合是通过输入能量例如通过光化辐射或热产生的。

原则上,所有常规的活化粘合的胶粘剂组合物体系都可用作可活化的胶粘剂组合物。活化通常通过能量输入例如通过光化辐射、热或机械能,如超声或摩擦来进行。

热活化粘合的胶粘剂组合物基本上可分为两类:热塑性的热活化粘合的胶粘剂组合物(热熔胶粘剂)和反应性热活化粘合的胶粘剂组合物(反应性胶粘剂)。该分类还包括可归为两种类别的那些胶粘剂组合物,即反应性的热塑性的热活化粘合的胶粘剂组合物(反应性热熔胶粘剂)。

热塑性胶粘剂基于如下的聚合物,该聚合物在加热时可逆地软化,并且在冷却时又固化。作为热塑性胶粘剂组合物,特别是基于以下的那些已被证明是有利的:聚烯烃和聚烯烃的共聚物及其酸改性衍生物、离聚物、热塑性聚氨酯、聚酰胺和聚酯及其共聚物以及嵌段共聚物如苯乙烯嵌段共聚物。

与此相反,反应性热活化粘合的胶粘剂包含反应性组分。后一组分也称为“反应性树脂”,其中通过加热来引发交联过程,这确保了在交联反应结束后的持久的稳定的连接。这种胶粘剂组合物优选地还包含弹性组分,例如合成丁腈橡胶或苯乙烯嵌段共聚物。这种弹性组分由于其高的流动粘度而为热活化粘合的胶粘剂组合物赋予了即使在压力下也特别高的尺寸稳定性。

辐射活化的胶粘剂组合物也基于反应性组分。后一组分可包括例如聚合物或反应性树脂,其中通过辐照引发交联过程,该过程在交联反应结束后可确保持久的稳定的连接。这种胶粘剂组合物优选地还包含如上所述的弹性组分。

可辐射活化的压敏胶粘剂与辐射交联的压敏胶粘剂不同,在辐射交联的压敏胶粘剂中,在胶带的生产过程中通过辐射交联来设定压敏胶粘性能。对于可辐射活化的压敏胶粘剂,辐射活化在应用过程中发生。辐射活化后,胶粘剂组合物通常不再具有压敏胶粘性。

可活化的压敏胶带还包括由两个或更多个胶粘剂膜组装而成的压敏胶带,如DE10 2013 222739 A1中公开的那些。通过使两个或更多个胶粘剂膜接触来使其活化。

由具有至少一种以下官能团的化合物制备的那些可活化的(压敏)胶粘剂组合物是特别合适的:环氧基团、胺、脲基(Ureidogruppen)、羟基、醚基、酸基、特别是羧酸基、优选地丙烯酸和甲基丙烯酸基团、以及羧酸酐基团、酯基和酰胺基、异氰酸酯、咪唑、酚基、脲基(Harnstoffgruppen)、硅烷基,烯键式双键,尤其是与可引发自由基聚合的引发剂基团结合,或与含硫的硫化剂结合。

可活化的(压敏)胶粘剂组合物可任选地包含一种或多种另外的配方成分,例如硬化剂、反应促进剂、催化剂、引发剂、填料、微球、增粘剂树脂、非反应性树脂、增塑剂、胶粘剂、沥青、抗老化剂(抗氧化剂)、防光剂、UV-吸收剂、流变添加剂以及其他助剂和添加剂。

在US 2006/0100299 A1、WO 2007/087281 A1、EP 2166593 A1、EP 2279537 B1、EP2465149 B1、EP 2768919 B1、EP 2768918 A1、EP 2838968 A1、EP 2838968 A1或WO2016066435 A1中可找到特别适用于本发明的(阻挡)胶粘剂组合物的实例,其中该列表纯粹是示例性的并且绝不是封闭性的。

第二胶粘剂同样可为压敏胶粘剂组合物,并且也可被设计成压敏胶带。然而,特别优选地将第二胶粘剂设计为液体胶粘剂。

第二胶粘剂优选地包含干燥剂。然而,吸水性能也可归因于胶粘剂本身。作为实例,在此提及尚未完全反应的环氧化物。

原则上,本领域技术人员熟悉的所有干燥剂都可用作第二胶粘剂中的干燥剂。如果在第一胶粘剂中也使用干燥剂,则这些干燥剂优选地是不损害或仅略微损害胶粘剂的透明度的那些。

渗透进入(光)电子装置的水蒸气于是化学地或物理地、优选地化学地结合在这些物质上,并由此增加穿透时间(“滞后时间”)。干燥剂在文献中被称为“吸气剂”、“清除剂”、“除湿剂(desiccants)”或“吸收剂”。在下文中仅使用表述“干燥剂”。渗入的水的结合要么以物理方式通过典型地吸附到二氧化硅、分子筛、沸石或硫酸钠上来进行。以化学方式,例如经由烷氧基硅烷、

在胶粘剂中,被描述为这样的干燥剂主要是无机填料,例如氯化钙或各种氧化物(参见US 5,304,419 A、EP 2 380 930 A1或US 6,936,131 A)。这种胶粘剂组合物在边缘封装中,即在仅边缘被粘合的情况下,占主导地位。然而,具有这样的吸气剂的胶粘剂组合物不适合于全区域封装,因为如上详述,它们降低了透明度。

有机吸气剂也在胶粘剂组合物中描述。例如在EP 2 597 697 A1中,其中聚合物烷氧基硅烷被用作干燥剂。WO 2014/001005 A1中提到了许多不同的硅烷作为胶粘剂组合物中的干燥剂。根据该文献,要使用的干燥剂的最大量为2重量%,因为在使用更高的物质比例的情况下待封装的敏感电子结构体会被损坏。问题是,使用的有机干燥剂通常是极具反应性的并且在全区域封装中与敏感有机电子器件接触时导致损坏(所谓的“暗点”)。因此,具有这样的干燥剂的胶粘剂组合物优选地适合于边缘封装(第二胶粘剂组合物),其中胶粘剂组合物与电子装置之间没有直接接触。

优选地使用吸水能力大于10重量%、特别优选大于20重量%的干燥剂。由此,可将干燥剂在胶粘剂组合物中的比例保持较低,从而减少了对技术粘合性能的损害。

氧化钙特别优选地作为干燥剂。其具有超过20重量%的高吸水量,吸收水的速度足够慢,使得在胶粘剂制造过程中干燥能力在很大程度上得以保持,并且在不改变其物理形态(即,例如不液化)的情况下结合水。

第二胶粘剂的干燥剂含量优选地为15重量%或更高、特别优选30重量%或更高。在具有40重量%或更高的干燥剂含量的进一步优选的胶粘剂组合物的情况下,由于高的填料含量损害胶带的压敏胶粘性,因此优选液体胶粘剂形式的实施方式。

非常特别优选地组合上述两种实施方式。因此,胶粘剂的干燥剂含量优选地大于20重量%,其中该干燥剂的吸水量大于10重量%、特别优选地大于20重量%。

特别优选的是包含干燥剂的第二胶粘剂,其具有大于5重量%、特别是大于10重量%、非常特别地大于14重量%的吸水量。

第一胶粘剂优选还具有吸水性能,优选地作为全区域封装的第一胶粘剂特别地包含除水剂

第一胶粘剂优选地包含少于2重量%的颗粒状干燥剂、特别是氧化钙,因为由于许多干燥剂的高折射率(氧化钙:1.86),在常规的封装胶粘剂组合物中,在大于2重量%的比例下雾度通常就已大于5重量%。

优选地,第一胶粘剂和/或第二胶粘剂的基础胶粘剂组合物,即在没有任选添加干燥剂的情况下的胶粘剂组合物配制物,在38℃/90%相对空气湿度下具有小于100g/m

这种胶粘剂组合物的实例是:WO2013057265(异丁烯或丁烯的共聚物)、DE102008047964A1(乙烯基芳族嵌段共聚物)、US8557084B2(交联的乙烯基芳族嵌段共聚物)、EP2200105(聚烯烃)、US8460969B2(丁烯嵌段共聚物)、WO2007087281A1(具有PIB的氢化的环烯烃聚合物)、WO2009148722(具有丙烯酸酯反应性树脂的PIB)、EP2502962A1(PiB-环氧化物)、JP2015197969(PIB)。

第一胶粘剂(全区域封装胶粘剂组合物)和第二胶粘剂(边缘封装胶粘剂组合物)优选地基于相同的基础胶粘剂组合物。这意味着,胶粘剂组合物的主导胶粘技术性能的成分基本相同,特别有利的是,成分的用量比例也基本相同。特别地,两种胶粘剂组合物的一种基础聚合物或多种基础聚合物是相同的。

在本文中,“基础胶粘剂组合物”、“基于…”或“以…为基础”是指胶粘剂组合物的性质至少在很大程度上由基础胶粘剂组合物或者一种或多种基础聚合物或单体的基本性质决定,其中当然不排除,这些另外受到在组合物中使用改性助剂或添加剂或其他聚合物或单体的影响。特别地,这可意味着,一种基础聚合物或多种基础聚合物以及任选地单体占聚合物相的总质量的比例大于50重量%。

在透明的第一胶粘剂中优选如下的干燥剂,该干燥剂具有与典型的封装胶粘剂相似的折射率并因此能够实现高度透明的胶粘剂组合物。相似的折射率应理解为是指第一胶粘剂和干燥剂之间的折射率之差不大于0.02。特别优选地使用水滑石作为干燥剂。例如,来自Sigma-Aldrich公司的合成水滑石(Mg

特别是全区域的第一胶粘剂优选地不含颗粒状填料,因为它们会增加雾度。

透明的第一胶粘剂优选地包括分子级分散的干燥剂。

优选地将第一胶粘剂作为片状结构体(胶带)应用,第二胶粘剂作为液体胶粘剂应用。

根据本发明,方法还包括:首先将第一胶粘剂作为胶带施加到电子装置(其通常布置在基底上)或其覆盖物上,和然后将液态胶粘剂作为第二胶粘剂施加在该电子装置周围。最后,将电子装置和覆盖物接合,其中第一胶粘剂组合物用作间隔物(垫片,Abstandhalter),并显著减少第二胶粘剂组合物的挤出。

使用第二(封装)胶粘剂的边缘封装的宽度优选地不超过2mm,非常特别优选地小于1mm,因为这样可使电子结构体的有效面积与总面积之比最大化。例如在显示器的情况下,用户认为这种结构体在视觉上特别吸引人。

根据本发明的两种胶粘剂的特定组合使得即使在不超过2mm的范围内的非常小的边缘宽度的情况下也可为有机电子结构体提供可接受的滞后时间。

图1示出了作为用于确定电子结构的使用寿命的措施的钙测试。图2示例性地示出了根据测试的测量数据得出的曲线。图3示例性地示出了作为除水剂含量的函数的穿透时间。附图4至6中示出了根据本发明的有机电子结构体的三个实施例,每个实施例本身都是优选的。在此,图4以简单的形式示出了一种有机电子结构体,其具有施加在基底上的有机电子装置和通过两种胶粘剂组合物施加的覆盖物;图5示出了一种有机电子结构体,其除了图4中所示结构体的基本部件之外还具有初级封装以及第二覆盖物;以及图6示出了一种有机电子结构体,其除了图4中所示的结构体的基本部件之外还具有初级封装。

其中:

1:有机电子结构体

2:基底

3:有机电子装置

4:覆盖物

5:第一胶粘剂

6:第二胶粘剂

7:初级封装,例如薄层封装

8:第二覆盖物,布置在结构体的与第一覆盖物相对的面上。

图4中所示的有机电子结构体1包括施加到基底2上的有机电子装置3。有机电子装置3完全被第二胶粘剂6包围,确切的说,与有机电子装置3相距一定距离。第二胶粘剂6具有良好的吸水能力。有机电子装置3被第一胶粘剂5覆盖。该第一胶粘剂还填充了有机电子装置3和第二胶粘剂6之间的距离(间隙)。第一胶粘剂5的层具有大于80%的透明度,从而不损害下面的有机电子装置3的功能。

图5中所示的有机电子结构体1在其基础结构上对应于图4中所示的结构体。此外,它包括初级封装7。例如,该初级封装可为薄层封装。图5中所示的初级封装7完全覆盖有机电子装置3,并且还填充第二胶粘剂6和有机电子装置3之间的间隙。最后,该有机电子结构体还具有第二覆盖物8,其布置在结构体的与第一覆盖物4相对的面上。

图6中所示的有机电子结构体1在其基础结构上对应于图4中所示的结构体。此外,它包括初级封装7。例如,该初级封装可为薄层封装。图5中所示的初级封装7完全覆盖有机电子装置3,并且填充第二胶粘剂6和有机电子装置3之间的间隙的部分区域。所述间隙的其他部分区域由第一胶粘剂填充。第二胶粘剂粘贴在初级封装的至少部分区域上。

测量方法:

除非另有说明,否则测量在23±1℃和50±5%相对空气湿度的测试条件下进行。

水蒸气渗透率(WVTR):

按照ASTM F-1249-13在38℃和90%相对空气湿度下测量WVTR。在各自的情况下都要进行两次确定并得出平均值。给出的值被标准化为50μm的厚度。为了进行测量,将胶粘剂组合物、特别是转移胶带粘贴到高渗透性的聚砜膜(可从Sartorius公司获得)上,该膜本身对渗透阻挡没有任何贡献。

胶粘剂组合物的吸水能力:

在将试样在23℃和50%相对空气湿度下存储7天之后,根据DIN EN ISO 62:2008-05(重量法,方法4)测定吸水率。在各自的情况下,对面积为250cm

干燥剂的吸水能力:

在将试样在23℃和50%相对空气湿度下存储7天之后,根据DIN EN ISO 62:2008-05(重量法,方法4)测定吸水率。在各自的情况下,对约10g的干燥剂进行三次重复测定。测量的算术平均值以重量%表示为水含量。

穿透时间(滞后时间)的测定:

用于测定电子结构体的使用寿命的措施为钙测试。这示于图1中。为此,将通常尺寸为10x 10mm

改变钙镜的尺寸以便获得不同的边缘宽度。根据本发明,除非另有说明,否则胶粘剂组合物层22由覆盖Ca镜的透明的第一封装胶粘剂组合物以及由覆盖宽度A-A的四周边缘区域的、经干燥剂填充的第二封装胶粘剂组合物组成。由于不透明的载玻片24,仅测定穿过胶粘剂或沿着界面的渗透。

该测试基于钙与水蒸气和氧气的反应,如例如由A.G.Erlat等人在"47th AnnualTechnical Conference Proceedings—Society of Vacuum Coaters",2004,第654-659页和由M.E.Gross等人在"46th Annual Technical Conference Proceedings—Society ofVacuum Coaters",2003,第89-92页中所描述的那样。在此,监测钙层的透光率,其由于转化成氢氧化钙和氧化钙而增加。在所描述的测试构造中,这是从边缘进行的,使得钙镜的可见区域减小。将直至钙镜的吸光度减半的时间称为使用寿命。该方法在此既涵盖从边缘起和经由区域中的点分解导致的钙镜面积的减少,也涵盖由全区域分解导致的钙镜层厚的均匀减小。

选择的测量条件是85℃和85%相对空气湿度。除非另有说明,否则将试样以25μm的胶粘剂组合物的层厚在整个区域上且无气泡地粘贴。经由透射率测量来监测钙镜的分解。穿透时间(滞后时间)定义为水分覆盖直至钙镜边缘的距离A-A所需的时间(参见图1)。从透射率的观察中,穿透时间可被读出为穿过基本恒定的初始阶段中的测量值的直线与穿过透射率的稳定斜率的测量值的直线的交点(=吸收率的降低,参见图2)。测量值(以小时计)是三次独立测量的平均值。图2示例性地示出了根据测试的测量数据得出的曲线。

分子量:

借助于凝胶渗透色谱法(GPC)进行数均分子量Mn和重均分子量Mw的分子量测定。使用的洗脱剂是具有0.1体积%三氟乙酸的THF(四氢呋喃)。测量在25℃下进行。使用的预柱是PSS-SDV,5μ,

软化温度

通过称为环&球法并根据ASTM E28标准化的相关方法学进行胶粘树脂软化温度的测量。

使用Herzog公司的HRB 754环与球测试仪测定树脂的胶粘树脂软化温度。首先将树脂试样精细研磨。将得到的粉末填入具有底部开口的黄铜圆筒中(圆筒的上部的内径20mm,圆筒的底部开口的直径16mm,圆筒高度6mm)并在热台上熔化。选择填充体积使得树脂在熔化后完全填充圆筒而不溢出。

将得到的样品与圆筒一起置于HRB 754的样品架中。如果胶粘树脂软化温度在50℃和150°之间,则用甘油填充调温浴。在较低的胶粘树脂软化温度下也可使用水浴工作。测试球具有9.5mm的直径并且重3.5g。根据HRB754程序,将球在调温浴中布置在样品上方并放置在样品上。圆筒底部下方25mm处的是收集器板,且圆筒底部上方2mm处的是光栅(挡光物)。在测量过程期间,温度以5℃/分钟增加。在胶粘树脂软化温度的温度范围内,球开始移动穿过圆筒的底部开口,直至它最终停留在收集器板上。在该位置中,其被光栅检测到,并且在该时间点记录调温浴的温度。进行两次测定。胶粘树脂软化温度是来自两次单独测量的平均值。

MMAP和DACP

MMAP:

MMAP为甲基环己烷-苯胺浊点,其使用改变的ASTM D-5773-17e1方法测定。将5.0g测试物质(即待研究的胶粘树脂试样)称量至干燥的试管中并且添加10ml干燥的苯胺(CAS[62-53-3],≥99.5%,Sigma-Aldrich#51788或类似物)和5ml干燥的甲基环己烷(CAS[108-87-2],≥99%,Sigma-Aldrich#300306或类似物)。摇震试管直至测试物质完全溶解。为此,将溶液加热到100℃。然后将含有树脂溶液的试管引入Novomatics公司的ChemotronicCool浊点测量仪中并在其中加热至110℃。以1.0K/分钟的冷却速率冷却。以光学方式检测浊点。为此,记录溶液浊度为70%时的温度。结果以℃报告。MMAP值越低,测试物质的芳香性越高。

DAPC:

DACP为二丙酮浊点。将5.0g测试物质(待检查的胶粘树脂样品)称量至干燥的试管中,并且添加5.0g二甲苯(异构体混合物,CAS[1330-20-7],≥98.5%,Sigma-Aldrich#320579或类似物)。将测试物质在130℃下溶解并且然后冷却至80℃。任何逸出的二甲苯均用另外的二甲苯补足,使得再次存在5.0g二甲苯。随后,添加5.0g二丙酮醇(4-羟基-4-甲基-2-戊酮,CAS[123-42-2],99%,Aldrich#H41544或类似物)。摇震试管直至测试物质完全溶解。为此,将溶液加热到100℃。然后将含有树脂溶液的试管引入Novomatics公司的Chemotronic Cool浊点测量仪中并在其中加热至110℃。以1.0K/分钟的冷却速率冷却。以光学方式检测浊点。为此,记录溶液浊度为70%时的温度。结果以℃报告。DACP值越低,测试物质的极性越高。

透明度:

胶粘剂组合物层的透明度(透射率)按照ASTM D1003-11(程序A(Byk Haze-gardDual雾度仪),D65标准光源)测定。没有进行界面反射损失的校正。

雾度:

雾度值描述被照射的样品(胶粘剂组合物层)以广角向前散射的透射光的比例。雾度值因此量化了干扰清晰视野的表面或体积中的结构。测量雾度值的方法在ASTM D 1003-13标准中进行了描述。该标准要求对四次透射率测量进行测量。对于每次透射率测量都计算透光度。四个透光度(Transmissionsgrade)被换算为雾度百分比值。用Byk-GardnerGmbH的Haze-gard Dual测量雾度值。

折射率:

根据ISO 489(方法A,测量波长589nm)在20℃和50%相对空气湿度下测定折射率。在测量中使用肉桂油作为接触液。

对于颗粒,折射率是根据ISO 489(方法B,测量波长589nm)确定的。

玻璃化转变温度(T

玻璃化转变点(同义地称为玻璃化转变温度)作为根据DIN 53 765:1994-03(尤其是7.1和8.1节,然而在所有加热和冷却步骤中采用10K/分钟的均匀的加热和冷却速率(比较DIN 53 765:1994-03;7.1节;注释1))通过动态扫描量热法DDK(英语:DSC)测量的结果给出。试样称重为20mg。

实施例:

使用的成分

除非另有说明,否则以下实施例中的所有定量数据均为重量百分比或重量份。重量份在此涉及没有光引发剂和没有溶剂的整个组合物。光引发剂的量与使用的环氧树脂的量有关(以重量百分比表示)。

SibStar 62M:Kaneka公司的具有20重量%嵌段聚苯乙烯含量的SiBS(聚苯乙烯嵌段-聚异丁烯-嵌段共聚物)。M

Uvacure 1500:Cytec公司的脂环族二环氧化合物(3,4-环氧环己基甲基3,4-环氧环己烷羧酸),在23℃下的粘度约300mPas

Regalite R1100:Eastman公司的完全氢化的烃树脂(环和球软化温度100℃,DACP=71℃,MMAP=76℃)

TerPIB 950:TerHell公司的聚异丁烯,具有950g/mol的重均分子量

三芳基硫鎓六氟锑酸盐:Sigma-Aldrich公司的阳离子光引发剂。该光引发剂具有在320nm至360nm范围内的最大吸收,并且以50重量%浓度的碳酸亚丙酯溶液形式存在。

Caloxol CP2:Omya Chemicals公司的氧化钙,吸水量约40重量%

Hydrotalcit:Sigma-Aldrich公司的合成水滑石(Mg

2-(3,4-环氧环己基)乙基三乙氧基硅烷(TEE):具有脂环族环氧基的三乙氧基硅烷,吸水量(每1摩尔TEE计算3摩尔水)19重量%

作为透明的第一胶粘剂组合物的压敏胶粘剂组合物的制备

表1中列出了用于根据本发明的透明的第一压敏胶粘剂组合物的两种配制物(光引发剂的量与所用环氧树脂的量有关;信息以相对于环氧树脂的重量百分比给出)。

表1

制备了可活化的封装压敏胶粘剂组合物(T1)以及干燥剂填充的压敏胶粘剂(T2)。没有水滑石的封装压敏胶粘剂组合物T2的折射率确定为1.53,水滑石的折射率确定为1.51。

在室温下将有机成分溶解在甲苯(300份)、丙酮(150份)和特殊沸点溶剂油60/95(550份)的混合物中,从而形成50重量%的溶液。然后将光引发剂三芳基硫鎓六氟锑酸盐或水滑石加入溶液中。

使用刮刀法,将配制物从溶液涂布到作为载体层的硅化的PET衬垫上,并在120℃下干燥15分钟。干燥后的压敏胶粘剂组合物的厚度为25μm。样品覆盖有另一层硅化的但更易于分离的PET衬垫作为顶层。

作为经干燥剂填充的第二胶粘剂组合物的胶粘剂组合物的制备

表2中列出了用于根据本发明的干燥剂填充的第二胶粘剂组合物的三种配制物以及三种对比胶粘剂组合物。根据本发明的压敏胶粘剂组合物是两种压敏胶粘剂组合物(PSA1和PSA2)以及填充有干燥剂的液体胶粘剂组合物(LA1)。光引发剂的量与所用环氧树脂的量有关(信息以相对于环氧树脂的重量百分比给出)。

表2

在压敏胶粘剂组合物的情况下,如对于透明的第一压敏胶粘剂组合物所述的那样制备并干燥经干燥剂填充的第二胶粘剂组合物。对于对比胶粘剂组合物也是如此。液体胶粘剂组合物LA1的制备是在室温下通过将三芳基硫鎓六氟锑酸盐和氧化钙分散在Uvacure中来进行的。

通过中压水银灯以至少400mJ/cm

对于胶粘剂组合物,确定了不同边缘宽度的穿透时间(表3),其中在此胶粘剂组合物层22的整个区域均由相关的胶粘剂组合物制成,因为仅意图确定材料参数。干燥剂填充的液体胶粘剂LA1在此通过添加一些单分散的PMMA球而以15μm的厚度施加,其他胶粘剂以25μm的厚度施加。

表3

根据本发明的不透明的、经干燥剂高度填充的第二胶粘剂组合物(PSA1、PSA2、LA1)与根据现有技术的经干燥剂填充的胶粘剂组合物(V1、V2)或未填充的阻挡胶粘剂组合物(V3)的比较清楚地表明了高度填充的非透明的胶粘剂组合物的优越的阻挡效果。

图3示出了对于1mm的边缘宽度的取决于除水剂含量(即干燥剂含量,此处为CaO)的穿透时间,其中整个面22同样均由类似于胶粘剂组合物PSA2的胶粘剂组合物(具有改变的干燥剂含量)。值得注意的是,仅从15重量%的干燥剂含量起才能达到技术上可用的穿透时间。这是与第二胶粘剂组合物的大于5重量%的吸水量一起出现的。

此外,为进行使用寿命测试制备了边缘宽度A-A为2mm的以下结构体:

表4

在此(也与所有其他胶粘剂层一样)以25μm的厚度制造了干燥剂填充的液体胶粘剂层LA1,其中第一胶粘剂组合物用作间隔物。除去在接合期间从侧面挤出的胶粘剂组合物。

表4中列出了在各自的情况下确定的穿透时间。正如预期的那样,这些通常低于具有干燥剂填充的第二胶粘剂组合物的全区域涂层的值,这可归因于加工公差和误差。然而,根据本发明,与用透明的第一胶粘剂组合物进行的全区域封装相比具有明显的优点。因此,由于第二胶粘剂组合物(PSA1对V1)中的氧化钙含量增加50%,穿透时间相应地增加约100%,这在干燥剂填充量超过15%或吸水量大于5重量%时也证明了协同作用。

作为根据本发明的装置的结果,电子装置的有效面保持透明封装,并且边缘区域通过经干燥剂高度填充的胶粘剂组合物以改进的方式被密封。

相关技术
  • 透明全区域封装与具有高吸气剂含量的(非透明)边缘封装的组合
  • 具有低热膨胀、主要非晶的贫锂的主要玻璃质表面区域以及高透射度的含锂透明玻璃陶瓷材料、其在含水气氛中的制造及其用途
技术分类

06120112381476