可固化封装剂及其用图
【专利说明】可固化封装剂及其用途 发明领域
[0001] 本发明涉及用于电子器件且具有压敏粘合性的可固化的阻隔性封装剂或密封剂。 其特别适合于有机电子器件封装。所述封装剂保护有机电子器件内的活性有机或聚合的 (在下文中可交换使用）组分免受环境因素如湿气和氧气的影响。
[0002] 发明背景
[0003] 有机电子器件和电路如有机光伏电池（OPV)、有机发光二极管（OLED)、有机电泳 显示器、有机电致变色显示器等在社会和商业用途中正变得越来越流行。例如，OLED在虚 拟视图和直接视图显示器如笔记本电脑、电视、数字式电子表、电话、传呼机、蜂窝式电话、 计算器/大面积装置中具有实用性。
[0004] 已知各种各样的封装几何形状用于有机电子器件和电路，并且一般说来，这些几 何形状由设置在基板/背板（在下文中可交换使用）和盖板/前板（在下文中可交换使 用）之间的活性有机组分组成，所述基板与盖板用封闭所述活性有机组分的层压粘合剂或 封装剂粘合到一起。基板和盖板之一或两者由透明材料例如透明玻璃和柔软的薄塑料膜制 成。所述活性有机组分被粘附至所述基板，并且在一些实施方式中，其被在周边密封所述 组分与基板之间接触区域的无机阻隔性涂层、缓冲膜或由无机和/或有机层组成的涂层覆 盖。在活性有机组分上和在阻隔性涂层（存在时）上施加封装剂。该封装剂填充所述基板 与盖板之间的空间，封闭所述活性有机组分并将所述基板粘附至盖板。在一些实施方式中， 小袋或薄膜或厚膜形式的干燥剂包装被粘附至所述盖板，通常在盖板的缺口或空腔中，或 者所述干燥剂设置在盖板内的凹槽中。
[0005] 有机电子器件内的多数活性有机组分对由湿气和氧气引起的降解敏感。例如，简 单来说，OLED由阳极、发光层和阴极组成。低功函数金属层通常用作阴极，以确保高效的电 子注入和低操作电压。低功函数金属对氧气和湿气具有化学反应性，并且此类反应将限制 装置的使用期限。氧气和湿气还将与发光有机材料反应，并抑制发光。因此，设计包围所述 活性有机组分的封装，以限制氧气和水蒸气从环境向所述活性有机组分传输。
[0006] 具有压敏粘合性的封装剂可用于限制氧气和水蒸气的传输，并且所述压敏粘合剂 通常以薄膜提供在两个硅酮离型载体膜（衬垫）之间作为封装剂膜。在除去衬垫之一时， 暴露的封装剂膜粘附至装置的盖板或基板。随后，除去第二衬垫，以使所述盖板和基板相互 层压（或连接）。所述封装剂膜在长期暴露于应力时必须保持粘合性和柔软性。
[0007] 具有压敏粘合性的封装剂膜或封装剂（在下文中可交换使用）可促进装置的生 产量。虽然改进具有压敏粘合性的封装剂的制造速度和毒性，但是由于膜在装配温度下通 常具有高于其液体封装剂对应物的粘度，因而缺点包括在装配期间的差的润湿性和空隙形 成。对于含有组件如电极、母线、油墨行程（ink steps)、集成电路、电线等的基板，该问题由 于其不规则表面而加重。为了获得更好的润湿性和使空隙形成减到最少，通常向未固化的 封装剂膜施加热层压。然而，有机组分对热敏感，长时间暴露于热对所述组分有害。此外， 由于所述封装剂是压敏粘合剂膜，因而所述膜在长期储存期间必须在室温下保持最小的冷 流。
[0008] WO 2009/148722和WO 2011/062932公开了使用高重均分子量（Mw)(通常大于 300, 000道尔顿（Da))的聚异丁烯系封装剂。这种封装剂产生具有高粘度的压敏粘合剂膜， 因而对有机电子器件中的空隙或气泡敏感。虽然可升高施加温度以使该问题最小化，但是 活性有机组分在约120°C下开始分解。此外，由如此高Mw制成的封装剂通过溶液流延形成， 并且除非利用极端温度和压力，否则不以热熔体形式挤出。
[0009] JP2012057065公开了具有压敏粘合性的不可固化的封装剂。为了适当地湿润 具有组分的基板和使空隙形成减到最少，所述封装剂膜的粘度必须保持在120°C下低于 1，000, OOOcps或低于200, OOODa粘均分子量（Mv)。此外，所述热塑性封装剂在装置使用期 限期间在应力下显示出冷流。
[0010] 因此，现有技术中需要可在低于120°C的温度下层压、保持良好的粘合性、在具有 不规则表面的基板上润湿、使冷流减到最少和形成无空隙的封装，同时允许基板在长期暴 露于应力下具有柔软性的可固化封装剂膜。本发明满足该需要。
【发明内容】
[0011] 本发明提供可辐射或热固化的封装剂，其适合于密封和粘合有机电子器件的基板 和盖板以保护所述装置的活性有机组分免受湿气和氧气的影响。所述可辐射或热固化的封 装剂具有允许所述装置在长期暴露于应力时保持柔软性和抗蠕变性的压敏特性。所述封装 剂包含阻隔性橡胶、辐射或热反应性的阻隔性树脂和自由基引发剂。所述封装剂可进一步 包含稀释剂、蜡、抗氧剂和/或干燥剂填料。
[0012] 在一个实施方式中，所述可固化封装剂包含：
[0013] (a)Mw 为约 1，000 至约 95, OOODa 的聚异丁烯（PIB);
[0014] (b)官能化聚异丁烯，其具有（i)约1，000至约95, OOODa的Mw (重均分子量）和 (ii)多于一个的自由基反应性官能团，其中所述自由基反应性官能团选自由末端（甲基） 丙烯酸酯、侧链（甲基）丙烯酸酯、末端丙烯酸酯和/或侧链丙烯酸酯组成的组；和
[0015] (C)自由基引发剂。
[0016] 所述封装剂基本上不含Mw小于约1，OOODa的任何丙稀酸类单体或Mw小于约 1，OOODa的挥发性有机化合物，并且所述封装剂基本上不含增粘剂。在这里，术语〃基本上 不含〃是指，基于整个封装剂组合物，所述封装剂含有小于5, OOOppm(百万份之一）。所 述可固化封装剂可进一步包含官能化聚烯烃，所述官能化聚烯烃具有（i)约1，〇〇〇至约 95, OOODa的Mw和（ii)含有多于一个自由基反应性官能团的官能化聚异丁烯，其中所述自 由基反应性官能团选自由末端（甲基）丙烯酸酯、侧链（甲基）丙烯酸酯、末端丙烯酸酯和 /或侧链丙烯酸酯组成的组。
[0017] 在另一个实施方式中，所述可固化封装剂包含：
[0018] (a) Mw 为约 1，000 至约 95, OOODa 的聚异丁烯；
[0019] (b)官能化聚烯径，其具有⑴约1，000至约95, OOODa的Mw和（ii)多于一个的 自由基反应性官能团，其中所述自由基反应性官能团选自由末端（甲基）丙烯酸酯、侧链 (甲基）丙烯酸酯、末端丙烯酸酯和/或侧链丙烯酸酯组成的组；和
[0020] (C)自由基引发剂。
[0021] 所述封装剂基本上不含Mw小于约1，OOODa的任何丙稀酸类单体或Mw小于约 1，OOODa的挥发性有机化合物，并且所述封装剂基本上不含增粘剂。
[0022] 在另一个实施方式中，所述可固化封装剂包含：
[0023] (a) 190°C下的布氏粘度小于8, OOOcps的非结晶性聚α烯烃；
[0024] (b)官能化聚烯径，其具有⑴约1，000至约95, OOODa的Mw和（ii)含有多于一 个自由基反应性官能团的官能化聚异丁稀，其中所述自由基反应性官能团选自由末端（甲 基）丙烯酸酯、侧链（甲基）丙烯酸酯、末端丙烯酸酯和/或侧链丙烯酸酯组成的组；和
[0025] (C)自由基引发剂；和
[0026] (d)增粘剂。
[0027] 所述封装剂基本上不含Mw小于约1，OOODa的丙稀酸类单体或Mw小于约1，OOODa 的挥发性有机化合物。
[0028] 对于上述可固化封装剂，所述自由基引发剂选自由光引发剂和热引发剂的组成的 组。具有光引发剂的可固化封装剂通常以热熔体形成，所述封装剂130°C下的布氏粘度在 约10, 000至约900, OOOcps范围内。具有热引发剂的可固化封装剂通常是溶液流延，所述 封装剂在80°C下的布氏粘度在约10, 000至约900, OOOcps的范围内。
[0029] 在另一个实施方式中，所述可固化封装剂是通过在80°C至约150°C下混合所述封 装剂的上述组分直到形成均勾的恪体，挤出或流延所述恪体至厚度为约〇. Olmm至约IOmm 的膜并冷却所述膜而形成的。
[0030] 在另一个实施方式中，所述可固化封装剂是通过在室温下将所述封装剂的上述组 分与溶剂混合直到形成均勾混合物，流延所述混合物至厚度为约0. Olmm至约IOmm的膜，并 蒸发或馏出所述溶剂而形成的。
[0031] 另一个实施方式涉及一种形成固化的封装剂器件的方法，其包含下述步骤：
[0032] (1)在约50至约120°C的温度下，将上述可固化封装剂施加到基板的至少一部分 上；
[0033] (2)将盖板施加到所述可固化封装剂上；和
[0034] (3)使所述可固化封装剂固化
[0035] 由此所述封装剂固化并将所述基板粘合至所述盖板。通过UV照射和/或热辐射 进行所述可固化封装剂的固化。在另一个实施方式中，首先在步骤（1)中将所述可固化封 装剂施加到所述盖板上，和在步骤（3)中，将所述基板施加到所述可固化封装剂上。
[0036] 另一实施方式涉及包含上述固化的封装剂的器件。器件包括电子、光电子、OLED、 光伏电池、有机光伏电池、柔软性薄膜有机光伏电池、CIGS光伏电池等。
【附图说明】
[0037] 图1为布氏粘度曲线。
[0038] 详细说明
[0039] 在此引用的所有参考文献以其整体方式通过引用并入。
[0040] 在此的术语辐射固化是指所述封装剂的可固化部分通过光化辐射暴露而韧化、硬 化或硫化。光化辐射是诱导材料中化学变化的电磁辐射，为了本说明书和权利要求范围内 的目的，将包括电子束固化。在大多数情况下，此类辐射为紫外线（UV)或可见光。通过添 加合适的光引发剂实现该固化的引发。所述封装剂的固化是通过直接暴露于紫外线（UV) 或可见光或者通过由聚酯、聚碳酸酯、玻璃等制成的透明罩或盖板间接暴露来实现。
[0041] 术语热固化是指所述封装剂的可固化部分通过暴露至烘箱、红外线（IR)、近IR或 微波的加热而韧化、硬化或硫化。热固化温度在50-200°C、优选100_170°C之间。
[0042] 聚异丁烯（PIB)和PIB稀释剂实质上是异丁烯的均聚物。它们也可称为聚丁烯和 丁基橡胶。它们通常每个聚合物链含有小于75%的末端α-烯烃。所述PIB和PIB稀释剂 不含任何其它自由基反应性官能团，该官能团包括但不限于丙烯酸酯、（甲基）丙烯酸酯、 苯乙烯C = C键、二烯丙基、马来酸酐等。可商购获得的PIB和PIB稀释剂包括，但不限于 Oppanol、Glissopal和Indopol。虽然许多这些PIB可含有甚至高达75%末端aC = C键， 但这些PIB对自由基反应的反应性较低且不完全，因此认为是非反应性或非可固化的PIB。 此外，PIB和PIB稀释剂的重均分子量（Mw)在约1，0