CN102144014B - 用于电致发光物质的自粘性基础聚合物 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种相对电容率大于4.5的自粘性聚合物。该聚合物可以由单体混合物形成,该单体混合物包含至少45wt%的具有氰基和/或硝基的(甲基)丙烯酸衍生物。此聚合物可以用作相对电容率同样大于4.5的自粘性粘合剂的基础聚合物,以及用作自粘性电致发光物质的特定光源的基质。通过此电致发光物质,获得低安装高度的电致发光装置,该装置不仅非常亮,而且寿命非常长。此外,本发明涉及包含此自粘性粘合剂或电致发光物质的自粘性表面元件。
Description
本发明属于聚合物技术领域并涉及用于电子装置的自粘性聚合物,含有该聚合物的自粘性粘合剂,和含有该自粘性粘合剂的电致发光组合物,含有此粘合剂或电致发光组合物的自粘性片状元件,以及含有此电致发光组合物的电致发光装置。本发明进一步涉及所述自粘性粘合剂在粘结电子装置的组件中的用途,以及所述电致发光组合物在粘结光学显示装置和/或照明装置的组件中的用途。
自粘性粘合剂在许多工艺领域充当加工辅助物,允许系统中的不同组件以简单的方式彼此接合在一起。术语“自粘性粘合剂”包括压敏粘合剂和热熔粘合剂,换言之,包括固有地允许和所涉及的基底粘结的所有粘合剂。这些自粘性粘合剂可以不同方式使用。为了便于操作,自粘性粘合剂通常以自粘性粘合剂涂层的形式应用,该涂层为自粘性片状元件的一部分,此自粘性片状元件例如为自粘性胶带卷的形式,或者为薄的挤出的自粘性膜的形式,所述涂层可以不使用溶剂获得。此外,当自粘性粘合剂在涂覆步骤或印刷操作中以液体溶液或分散体的形式施用时,也可以制备自粘性粘合剂的涂层。
特别对于在电子装置中的使用,对自粘性粘合剂的要求非常高。除了低的脱气作用之外,自粘性粘合剂还应该能够在宽的温度范围内使用,并且应该具有特殊的光学和电学性质。由于电子设备不断小型化,除了粘结能力之外,粘合剂涂层的基本目标是在粘合剂层内实现更多的功能,由此允许在设备制造期间节省操作步骤。另外,通过这种方式,可以省却额外的功能元件,从而降低所涉及的组装体的尺寸和重量。
不同的电子和电组件中使用高度功能化的自粘性粘合剂和自粘性胶带。例如,在刚性或柔性的小型化电子电路中,它们使得组件和它们的组成部分发生信号耦合和解耦;由于具有高挠性,自粘性粘合剂表现出高的长期稳定性,甚至在机械变形下也是如此,同时它们易于加工,因此即使在不规则成形的表面上也可以得到应用。
自粘性粘合剂和自粘性胶带更具体地用于粘结显示器体系,例如,用于具有额外功能层的液晶显示器(LCD)中,或者用于手机、计算机屏幕、电视机和紧凑型计算机(compact computer)的触控式显示器(触摸面板)中,该紧凑型计算机例如有笔记本电脑、膝上型电脑或个人数字助理(PDA)。
近年来,由于显著较低的能耗,基于荧光发射器(luminescent emitter)的光源对于这些显示装置的重要性已经增加。与热发射器(例如白炽灯)相对照,这种光源发出的光是作为磷光体内发生的发光过程的一部分产生的。发光这一术语是指这样的过程:被激发的磷光体跃迁至较低能态(辐射失活),伴随着电磁辐射的发射。在实践中,作为荧光发射器而感兴趣的系统更具体是在电场中发生磷光体的激发的那些。伴随的光和其它电磁辐射的发射称为电致发光(electroluminescence)。除了发光二极管(LED)之外,电致发光的另一技术利用是称为电容器型发光膜的那种。对于所述电容器型发光膜(电致发光或EL膜,发光片,发光膜),将磷光体放在特定电容器布置中的两个电极之间。通过对电极施加交流电场来激发此磷光体。
对于电容器型发光膜也可以使用具有多功能设置的自粘性粘合剂。例如,DE 10 2006 013 834 A1公开了一种充当电致发光磷光体的粘结剂基质的压敏粘合剂。对于原则上可以使用的压敏粘合剂的实例,所述文献给出了不同粘合剂体系的一般性描述,例如基于聚(甲基)丙烯酸酯、有机硅、聚硅氧烷、合成橡胶、聚氨酯的那些粘合剂体系,以及还有基于嵌段共聚物的粘合剂体系。
DE 10 2006 013 834 A1特别详尽地描述了基于聚(甲基)丙烯酸酯的自粘性粘合剂,即包含由(甲基)丙烯酸酯单体混合物(术语“(甲基)丙烯酸酯”在下文用作简化说明且不仅包括丙烯酸酯,而且包括甲基丙烯酸酯,也就是说它们的酸和它们的衍生物,例如酯)形成的聚合物作为其基础聚合物的自粘性粘合剂。更具体地,所述文献提到的单体混合物中,混合物的70%~100wt%为一种或多种用具有1~30个碳原子的烷基醇酯化的(甲基)丙烯酸酯,此外,该单体混合物可任选包含不大于30wt%的一种或多种具有官能团的烯键式不饱和单体。在实践中,发现当这些自粘性粘合剂体系和商购的磷光体一起使用时,可以得到具有良好发光能力和长期稳定性的电致发光装置。
本发明的目的是提供用于自粘性粘合剂的基础聚合物,该聚合物在电致发光装置中作为粘结剂基质,提供比现有技术已知的聚合物甚至更大的发光能力,以及还有改进的长期稳定性。
令人惊讶的是,此目的通过在本申请一开始提到的那类聚合物得以实现,根据本发明,该聚合物的相对电容率大于4.5。已经确定,对于相对电容率(电容率、相对介电常数;公式符号:εr)在此水平的压敏粘合聚合物,在给定的电致发光组合物层厚下,用该聚合物制得的自粘性电致发光组合物的发光密度比目前已知的自粘性电致发光组合物体系的发光密度明显较高。
在一种有利的实施方式中,该自粘性聚合物是由包含(甲基)丙烯酸衍生物的单体混合物形成的聚合物,该(甲基)丙烯酸衍生物各自具有至少一个选自氰基和硝基的官能团。使用这些单体可以获得的聚合物一方面是自粘性的,另一方面,其相对电容率可以通过改变所得聚合物中这些单体的质量分数而在宽范围内改变。然而,重要的是当使用这些特定的单体时,它们在聚合物中存在的质量分数为至少45wt%,从而根据本发明的要求使得聚合物的相对电容率大于4.5。
完全出乎意料地发现这些高极性单体制备自粘性聚合物的适宜性。通常使用这些极性单体以便获得具有特别强的内在保持力(内聚力)的聚合物,尤其在期望使用这些聚合物粘结的制品将是可重新布置的时候。然而,对于本领域技术人员同样已知的是,增加内聚力通常与聚合物的结合强度和初始粘性的下降结合在一起。因此,令人惊讶的是使用具有氰基和/或硝基的(甲基)丙烯酸酯单体,获得高度极性的聚合物,该聚合物具有高的内聚力,并同时具有高的结合强度和初始粘性。在此方面特别有利的是,所述具有至少一个氰基和/或硝基的(甲基)丙烯酸衍生物在自粘性聚合物中存在的质量分数不大于90wt%,这是因为在较高质量分数的情形中,所得聚合物不再具有足够的自粘性以便能够充当自粘性粘合剂的基础聚合物。特别是发现在这种单体的水平高达约70wt%时聚合物仍具有出色的压敏粘合性,在这种单体的水平高达约80wt%时聚合物仍具有优异的热熔粘合性,以及在这种单体的水平在80wt%至90wt%时聚合物仅还具有热熔粘合性。根据具体应用,自粘性聚合物特别适合用作同时还具有优异的发光密度的自粘性粘合剂的基础聚合物,特别当所述具有至少一个氰基和/或硝基的(甲基)丙烯酸衍生物的质量分率为50wt%至60wt%时,获得这样的自粘性聚合物。
当聚合物包括以下单体时获得特别好的结果,所述单体选自未取代或取代的丙烯酸氰基甲酯、丙烯酸氰基乙酯、甲基丙烯酸氰基甲酯、甲基丙烯酸氰基乙酯,和含有O-(全)氰基乙基化糖类的(甲基)丙烯酸衍生物。此时,获得比常规自粘性聚合物具有明显较高的长期稳定性的自粘性聚合物。这在聚合物的相对电容率方面得到证实,此聚合物的相对电容率在特别长的一段时间至少保持基本上恒定,此外,当这些聚合物用于电致发光组合物时,发光密度经时相当缓慢地下降。
另外,有利的是,自粘性聚合物是由如下单体混合物形成的聚合物,该单体混合物进一步包括通式为CH2=CR1-COOR2的取代和/或未取代的(甲基)丙烯酸酯,其中R1选自H和CH3,和R2选自具有1~20个碳原子的取代和未取代的烷基链。如此,获得其理论粘合性可宽范围变化并由此适合特定应用的自粘性聚合物。当该自粘性聚合物是由进一步具有官能团的烯键式不饱和单体的单体混合物形成的聚合物时,得到甚至更好的理论粘合性的变化可能性。
本发明的主要方面涉及用于自粘性粘合剂的改进的基础聚合物,其中该自粘性粘合剂在电致发光装置中充当粘结剂基质。因此,本发明解决的另一具体问题是提供在电致发光装置中作为粘结剂基质的自粘性粘合剂,得到增加的发光功率,以及还有改进的长期稳定性。根据本发明,为了解决此问题,使用相对电容率大于4.5的自粘性粘合剂。此自粘性粘合剂的实施方式提供了超出常规粘合剂的优点,使用该自粘性粘合剂制得的电致发光装置具有明显较高的发光密度和较长的寿命。
当用于此自粘性粘合剂的基础聚合物是上述自粘性聚合物时,在这方面是特别有利的,因此相应地也获得自粘性粘合剂的上述优点。
特别是,当自粘性粘合剂整体上的相对电容率小于25时,在本申请中是有利的。如此在电致发光中可以使介电损失(电容率的虚数部)最小,使得在一方面获得非常高的发光密度和另一方面获得非常低的损失性能之间达到特别有利的平衡。
此外,根据本发明,提出使用上述自粘性粘合剂粘结电气设备的组件,由此允许获得具有特别低安装高度的功能设备。另外,考虑到操作的容易性,已发现有利的是,自粘性粘合剂以自粘性片状元件存在。
本发明的另一方面是基于提供自粘性电致发光组合物的问题,此组合物与常规自粘性电致发光组合物相比,不仅具有增加的发光密度,而且能够长时间提供此发光密度。根据本发明,这是通过如下电致发光组合物实现的,该电致发光组合物除了磷光体之外还包含上述自粘性粘合剂。
另外,根据本发明,提出将上述自粘性电致发光组合物用于粘结光学显示装置和/或照明装置的组件,由此提供双功能体系的优势,且意味着不需要独立的加固手段。对于此电致发光组合物,还预计当出于更容易粘结的目的,该组合物以自粘性片状元件存在是特别有利。
在这方面,同样明智的是使自粘性电致发光组合物中微粒磷光体的质量分数为1wt%至90wt%,因为磷光体含量小于1wt%时,不再可能获得视觉上可察觉的亮度,即使对于厚的电致发光组合物层也是如此,而在较高的磷光体含量下,电致发光组合物不具有充分高的内部内聚力,也不具有充分的结合强度,因此,当磷光体含量大于90wt%时,不可能实现足够的自粘性。当磷光体含量为40wt%至75wt%时,电致发光组合物是特别有利的,因为此时获得高的发光密度,而且,也获得良好的自粘性。55wt%至65wt%的磷光体含量得到这两种对立效应的最佳平衡。
另外,当使用基于包封的硫化锌的磷光体作为微粒磷光体时是有利的。如此,显著增加磷光体的稳定性并由此提高电致发光组合物的使用寿命,此使用寿命是指对于一定的电压可得到的发光密度下降至小于在该电压下的初始发光密度的一半时的平均时间。通过包封磷光体颗粒,可以保护它们免于和降低发光度的物质接触,该物质例如为腐蚀剂或者吸附剂,该吸附剂作为在颗粒表面上的吸附物可以形成辐射-较少的再结合事件的中心。
最后,本发明解决的另一问题是提供制造简单,同时具有高发光密度和长期稳定性的改进的电致发光装置。此问题通过在电致发光装置中使用本发明的电致发光组合物已得到解决,该电致发光装置还具有至少基本上透明的第一电极和第二电极。
因此,本发明提供了一类创新性的自粘性聚合物。当它是压敏粘合剂或热熔粘合剂结构(换言之,内在地允许长期粘结所述结合基底)时,出于本说明书的目的,将此物质称为自粘性粘合剂。因此,术语“自粘性粘合剂”包括压敏粘合剂和热熔粘合剂两者。
如果聚合物允许在室温下(甚至在相对微弱的外加压力下)和基底结合,则称为压敏粘合剂。相反,如果聚合物仅在高温下和基底粘结,该粘结即使在随后冷却至室温时仍得以保留,则称为热熔粘合剂。压敏粘合性聚合物和热熔粘合性聚合物的粘结能力均源于它们的粘合性。
附着力通常指由彼此接触的两个相保持在一起,在其界面由于该处发生的分子间相互作用而产生的物理作用。因此,附着力限定了聚合物和基底表面或粘合剂和基底表面的粘附性,可以测定为粘性力或结合强度。尽管聚合物的附着力独立地取决于其分子结构并因此构成特定聚合物内在的变数,在粘合剂中聚合物可以与其它组分共混的形式存在。为了以特定方式影响粘合剂的附着力,通常往粘合剂中添加增塑剂和/或增加结合强度的树脂(称为增粘剂)。
内聚力通常是指由于分子间和/或分子内相互作用导致物质或组分内在保持在一起产生的物理作用。因此内聚力决定了粘合剂的稠度和流动性,例如可以以粘度或抗剪切时间的形式测定。内聚力也由聚合物的分子结构设定,可以通过使聚合物或粘合剂进行额外的交联以特定方式增加内聚力,为此该聚合物或粘合剂必须具有反应性(且因此是可交联的)组分(该组分在粘合剂的情形下也可以单独作为化学交联剂添加),和/或使粘合剂在后处理中进行光化学(高能)辐射。
压敏粘合性聚合物的理论粘合性主要由附着性质和内聚性质之间的关系决定。例如,对于特定的应用,重要的是所用的聚合物是高度内聚的,即,具有特别强的内在保持在一起的性质,而对于其它应用,要求特别高的附着力。
本发明的关键点在于所述聚合物不仅是自粘性粘合剂,而且相对电容率大于4.5。这两种性质是聚合物的内在性质,换言之是聚合物本身的性质,而不是例如通过辅助物专门产生的性质;然而,这并不排除聚合物具有和辅助物存在于混合物时相应性质的可能性,这些辅助物仍进一步影响这些性质。
大部分常规聚合物的相对电容率大约为3,因此不适合实施本发明的教导。除了聚合期间与反应过程相关的反应参数(例如,反应温度,反应时间,反应器压力,单体、引发剂、链转移剂和溶剂的计量分布,所采用的搅拌器类型,搅拌器速度,以及反应混合物的粘度和pH)之外,单体的选择(或者,视需要,大分子单体的选择)尤其可能对所得的聚合物产生强烈影响。可以选择相应的单体,使得聚合产生基于聚氨酯、丙烯酸酯、合成橡胶、聚硅氧烷或聚酯的自粘性聚合物。
因此,例如,当由被卤素单取代或多取代的单体制备聚合物时,可以获得高的相对电容率。然而,在这方面,应确保聚合物是自粘性粘合剂。因此,例如,聚偏二氟乙烯可具有足够高的相对电容率,而没有自粘性,从而通常不适合作为本发明的聚合物。然而,可以充当具有高相对电容率的聚合物的单体的相应化合物是本领域技术人员充分已知的。根据本发明,在这些化合物中,除了氟取代的化合物之外,已证实特别有利的单体是那些被硝基(-NO2)或被氰基(-CN)单取代或多取代的单体。
例如,对于基于丙烯酸酯的聚合物(即,由含有至少50wt%其主链可追溯到丙烯酸或甲基丙烯酸的单体的单体混合物制备的聚合物),当聚合物由含有至少45wt%各自具有一个或多个氰基和/或硝基的单体的单体混合物制得时,获得相对电容率大于4.5,更具体地,这些单体可以存在的质量分数不大于90wt%,或者甚至质量分数仅为50wt%至60wt%。这些聚合物可以为任何期望的结构,例外为嵌段共聚物或无规聚合物。
对于含有至少一个硝基的(甲基)丙烯酸衍生物,原则上可以使用所有常规和合适的化合物。等同地,原则上可以选择所有常规和合适的化合物作为含有至少至少一个氰基的(甲基)丙烯酸衍生物。当使用包含氰基的单体时,获得特别极性的聚合物,然而,它既不是水分敏感的或可水溶的,也不是吸湿的,且最多表现出低的吸水性。例如,可以使用的具有氰基的单体是通式为CH2=C(Ra)(COORb)的那些,其中Ra在丙烯酸或丙烯酸衍生物时表示H,在甲基丙烯酸或甲基丙烯酸衍生物时表示CH3,其中Rb为源自通式-(CH2)c-CH(CN)-(CH2)d-H的基团,c可以为0~10,d可以为0~10,亦即,对此没有限制,例如,为丙烯酸氰基甲酯、丙烯酸氰基乙酯、甲基丙烯酸氰基甲酯和甲基丙烯酸氰基乙酯。除了或者代替这些氰基烷基(甲基)丙烯酸酯,也可以使用其它氰基官能化的(甲基)丙烯酸衍生物作为例如那些上述Rb基团包含O-(全)氰基乙基化糖单元的单体(即,一个羟基、两个或更多个羟基或者所有羟基以氰基乙醇醚形式存在的糖类),实例为O-全氰基乙基化2-(糖氧基)乙基丙烯酸酯或相应的二糖、低聚糖和多糖。代替或者除了葡萄糖,当然也可以使用由其它糖类(例如,甘露糖、木糖等)起始得到的这些化合物。
然而,也可以使用其它同样表现出高相对电容率的单体而不使用具有氰基和/或硝基的单体,来制备基于(甲基)丙烯酸酯的压敏粘合性聚合物,实例为亚乙烯基卤化物,其中上述基团Rb例如源自通式-(CH2CX2)n-CH3,其中n为1~50,X选自F、Cl和Br。
因此,这样可以获得不仅是自粘性的和表现出相应的相对电容率,而且具有出色的绝缘性质、低的(或者,对于特定应用,高的)损耗因素和高光学透明性的聚合物。
然而,除了这种基于(甲基)丙烯酸酯的聚合物之外,原则上也可以使用任何其它通常用于自粘性粘合剂的聚合物。在这方面,例如,可以提到基于聚硅氧烷的自粘性聚合物、基于聚酯的自粘性聚合物、基于合成橡胶的自粘性聚合物和/或基于聚氨酯的自粘性聚合物,而对此没有任何不必要的限制。合适的压敏粘合性聚合物也包括基于嵌段共聚物的那些,例如基于丙烯酸酯嵌段共聚物或苯乙烯嵌段共聚物的那些。这种粘合剂是现有技术充分已知的,并且在这些粘合剂中,还可以通过使用具有氰基、卤素或硝基的官能化单体特别增加相对电容率。
预计的压敏粘合性聚合物原则上包括所有具有合适压敏粘合性的聚合物体系,即压敏粘合剂体系。特别选择用于制备压敏粘合性聚合物的单体,使得所得的聚合物可以在室温或较高温度用作压敏粘合剂(PSA)。
当聚合物具有按照Donatas Satas的“压敏胶粘剂技术手册(Handbook ofPressure Sensitive Adhesive Technology)”(van Nostrand,New York 1989)的压敏粘合性,对于本发明的目的而言,该聚合物是压敏粘合性的。
为了获得对压敏粘合性聚合物优选的玻璃化转变温度Tg≤25℃的聚合物,通常选择单体,和选择单体混合物的定量组成,使得它们的性质类似于Fox所示的方程式(参考T.G.Fox,Bull.Am.Phys.Soc.1(1956)123),以便所得聚合物的玻璃化转变温度Tg的期望值由下式给出:
该方程式中,n表示所用单体的序号,Wn为各单体n的质量分数(wt%)以及Tg,n为各单体n的均聚物相应的(静态)玻璃化转变温度,其单位为K。
预计的压敏粘合性聚合物原则上包括所有压敏粘合性聚合物,实例为基于丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯、有机硅和/或合成橡胶的那些,条件是它们满足与所得聚合物的相对电容率有关的要求。
因此,可以具体使用基于丙烯酸和/或甲基丙烯酸和/或基于前述化合物的酯的压敏粘合性聚合物,或者基于氢化的合成橡胶的那些,因为这些聚合物对老化特别稳定。
特别合适的是基于丙烯酸酯的聚合物,其例如可以通过自由基聚合得到并包含至少一种通式为CH2=C(R1)(COOR2)的丙烯酸类单体,其中R1为H或CH3和R2为H或选自饱和、无支链或支化的取代和未取代的C1~C20烷基。
不受任何限制的条件下,具体实例为丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸正戊酯、丙烯酸正己酯、丙烯酸正庚酯、丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸正辛酯、丙烯酸正壬酯、丙烯酸月桂基酯、丙烯酸硬脂酯、丙烯酸二十二烷基酯,及其支化的异构体,例如丙烯酸异丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸异辛酯或甲基丙烯酸异辛酯。
可以使用但通常仅以低含量物质部分使用的其它类化合物为其中R2基团选自具有至少6个碳原子的桥联或非桥联环烷基的单官能丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯。该环烷基也可以被例如C1~C6烷基取代。具体实例为甲基丙烯酸环己酯、丙烯酸异冰片基酯、甲基丙烯酸异冰片基酯和丙烯酸3,5-二甲基金刚烷基酯。
一种优选的方案使用包含一个或多个取代基,特别是极性取代基的丙烯酸类单体和/或共聚单体,所述取代基的实例为羧基、磺酸基、膦酸基、羟基、内酰胺基、内酯基、N-取代酰胺基、N-取代胺基、氨基甲酸酯基、环氧基、硫醇基、烷氧基、和醚基等。
另外,根据一种有利实施方式,可以使用由单体混合物制备的聚合物,该单体混合物除了丙烯酸类单体之外还包含具有官能团的烯键式不饱和单体作为共聚单体。这些单体例如可以选自具有官能团的乙烯基化合物(实例为乙烯基酯、乙烯基醚、乙烯基卤化物、亚乙烯基卤化物、在α位具有芳环和杂环的乙烯基化合物),马来酸酐、苯乙烯、苯乙烯化合物、乙酸乙烯酯、丙烯酰胺、和以双键官能化的光引发剂,此列举没有任何限制。
作为官能共聚单体基本适合的单体为适度碱性的共聚单体,例如单或双N-烷基取代的酰胺,特别是丙烯酰胺。此处具体实例为N,N-二甲基-丙烯酰胺、N,N-二甲基甲基丙烯酰胺、N-叔丁基-丙烯酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基内酰胺、二甲基-氨基乙基丙烯酸酯、二甲基氨基乙基甲基丙烯酸酯、二乙基氨基乙基丙烯酸酯、二甲基氨基乙基甲基丙烯酸酯、N-羟甲基丙烯酰胺、N-羟甲基-甲基丙烯酰胺、N-(丁氧基甲基)-甲基丙烯酰胺、N-(乙氧基甲基)丙烯酰胺、和N-异丙基-丙烯酰胺,此列举并非穷尽性的。
这种共聚单体的其它优选实例(同样为非穷尽性列举)是丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、烯丙基醇、马来酸酐、衣康酸酐、衣康酸、甲基丙烯酸缩水甘油基酯、丙烯酸苯氧基乙酯、甲基丙烯酸苯氧基乙酯、丙烯酸2-丁氧基乙酯、甲基丙烯酸2-丁氧基乙酯、甲基丙烯酸甘油酯、甲基丙烯酸6-羟基己酯、乙烯基乙酸、丙烯酸四氢糠基酯、β-丙烯酰氧基丙酸、三氯代丙烯酸、富马酸、巴豆酸、乌头酸和二甲基丙烯酸。
在另一优选方案中,所用的共聚单体是乙烯基化合物,特别是乙烯基酯、乙烯基醚、乙烯基卤化物、亚乙烯基卤化物、和在α位具有芳环和杂环的乙烯基化合物,非穷尽性实例为,例如,乙酸乙烯酯、乙烯基甲酰胺、4-乙烯基吡啶、乙基乙烯基醚、氯乙烯、偏二氯乙烯、苯乙烯、N-乙烯基苯邻二甲酰亚胺、甲基苯乙烯、3,4-二甲氧基苯乙烯、4-乙烯基苯甲酸和丙烯腈。
特别有利的是,所述至少一种共聚单体可以是具有可共聚双键的光引发剂,更具体地选自Norrish I光引发剂、Norrish II光引发剂、苯偶姻丙烯酸酯或丙烯酸化二苯甲酮。
因此,本发明的聚合物还可以包括,例如,涉及包含70wt%至100wt%一种或多种式CH2=C(R1)(COOR3)的丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯的单体混合物的压敏粘合性聚合物,其中基团R1表示取代基H和/或CH3,R3基团表示具有1~30个碳原子的烷基链,该压敏粘合性聚合物任选具有至多30wt%一种或多种具有官能团的烯键式不饱和单体。
特别是,为了改进聚合物的粘附性,将聚合混合物与降低所得聚合物(静态)玻璃化转变温度Tg(符合方程式E1)的单体混合;其均聚物具有特别低的玻璃化转变温度的这种单体的实例为丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸月桂基酯、甲基丙烯酸正己酯或甲基丙烯酸正辛酯,此列举没有任何限制。
由本发明的聚合物制得的PSA的平均分子量Mn非常优选在20000g/mol至2000000g/mol的范围内。特别对于进一步用作热熔PSA,使用分子量Mn优选在100000g/mol至500000g/mol范围内的聚合物。分子量Mn为1000000g/mol的非交联聚合物提供了出色的折衷性。
平均分子量Mn的数值涉及通过凝胶渗透色谱法如下进行的测定:将100μl经过澄清过滤的样品(样品浓度为4g/l)引入由初级柱和多个分离柱构成的柱组合中,使用在四氢呋喃中含有0.1%体积三氟乙酸的混合物作为洗脱剂。使用的初级柱为PSS-SDV型柱(Polymer Standards Service),5μ,103 ID 8.0mmx50mm。为了分离,使用(25℃)PSS-SDV柱(Polymer StandardsService),5μ,103 还有105 和106 进行分离,各柱具有ID 8.0mm×300mm,流动速率为1.0ml/min;通过示差折光计(Shodex R171)进行检测。使用PMMA标样校正(聚甲基丙烯酸甲酯校正)。
还可以预计作为自粘性聚合物的是不含有(甲基)丙烯酸酯的聚合物,换言之例如合成橡胶或有机硅。
作为合成橡胶,原则上可以使用所有常规和适合合成制备的橡胶。此外,对于有机硅,可以使用本领域技术人员已知的满足具体要求条件并因此也是适宜的所有有机硅。为了制备基于有机硅的PSA的基础聚合物,例如,可以使用缩合-交联的聚合物体系如硅酸盐或硅酸酯树脂、聚二甲基硅氧烷或聚二苯基硅氧烷,加成-交联聚合物体系如硅酸盐或硅酸酯树脂、聚二甲基硅氧烷或聚二苯基硅氧烷,各系统进一步包括交联剂物质(例如,官能团取代的含氢硅烷),但对这些体系没有任何限制。
因此,例如,对于在有机硅PSA中的用途,缩合-交联聚合物系统为可购买的得自Dow Corning的DC 280TM,DC 282TM,Q2-7735TM,DC 7358TM和Q2-7406TM,得自GE Bayer Silicones的PSA 750TM,PSA 518TM和PSA 910TM,得自ShinEtsu的KRT 001TM,KRT 002TM和KRT 003TM,得自Wacker Silicones的PSA 45559TM,或得自Rhodia的PSA 400TM,而加成-交联的聚合物体系为可购买的得自Dow Corning的DC 7657TM和DC 2013TM,得自GE BayerSilicones的PSA 6574TM或得自ShinEtsu的KR 3700TM和KR 3701TM,而本发明的主题不受这些列举限制。
此外,当在PSA中用作基础聚合物时,原则上还可以使用如下那些有机硅(没有由此在特定的有机硅的选择方面施加限制),该有机硅是可化学或物理交联的,并且在用于该应用的PSA中交联。更具体地,这些有机硅是可以在自由基反应中交联的有机硅。用这种方法,显著降低该基于有机硅的PSA与时间有关的老化后果,这反映在增加的内聚力和降低的附着力方面。例如,这种自由基交联可以通过使用所谓的BPO衍生物(过氧化苯甲酰的衍生物),和/或在所谓的电子束固化(EBC)中通过使用电子束在化学上发生。
其中,由有机硅也可以获得对非极性基底或硅化的基底和/或含有机硅的基底(例如有机硅橡胶和/或有机硅泡沫体)表现出高结合强度的PSA。通过包括借助电子束固化最终交联粘合剂的方法,可以由有机硅获得这种基于有机硅的PSA,这提供多种优势:例如,电子束固化产生的自由基导致基于有机硅的PSA的交联。另外,由于电子束固化,可以在PSA和PSA附着的相应(非极性)基底(例如,PET膜)之间获得坚固的结合。因此,粘合剂组装物的组分朝该粘结面的其它可能的迁移得以显著降低,防止了性质的改变,因此PSA保持了高水平的温度稳定性,所述组分可具有增塑性质并由此导致在该粘结内的结合强度下降。
或者,本发明的聚合物可以设计成具有热熔粘合性。对于热熔粘合性聚合物,原则上可以预计使用所有具有合适热熔粘合性的聚合物体系,即热熔粘合剂系统。出于本发明的目的,聚合物具有热熔粘合性,在以熔体形式施用至基底之后并随后冷却,根据ASTM D 3330-04(在欲粘结的基底上的剥离速度为300mm/min)测得的室温结合强度大于1N/cm,更特别地大于3N/cm或甚至大于5N/cm。
对于本发明的热熔粘合性聚合物,可以使用所有常规和合适的热熔粘合性聚合物,实例为基于合成橡胶的那些,基于热塑性材料的那些,基于弹性体和改性树脂的那些,基于丙烯酸衍生物-乙烯基共聚物的那些,和基于含丙烯酸酯的嵌段共聚物的那些。
在所述自粘性聚合物中,原则上可以使用的那些包括选自以下的那些:聚烯烃和聚烯烃共聚物及它们的酸改性的衍生物,离聚物,聚酰胺,和它们的共聚物,以及还有嵌段共聚物如苯乙烯嵌段共聚物。
关于热熔粘合性,这些聚合物可以进行随后的交联。例如,在使用电子束的交联步骤,可以获得高的交联度。在电子束加速器中,可以使用的典型的照射装置包括线型阴极系统、扫描器系统、或分节阴极系统(segmentedcathode system)。在Skelhorne,“Electron Beam Processing,in Chemistry andTechnology of UV and EB Formulation for Coatings,Inks and Paints”,Vol.1,1991,SITA,London中可找到现有技术的状态和最重要的工艺参数的全面描述。典型的加速电压在50kV至500kV的范围,优选在80kV至300kV的范围。所使用的散射剂量(scatter dose)的范围为5kGy至150kGy,更特别为20kGy至100kGy。还可以使用允许高能量照射的其它方法。
为了降低交联反应所需要的照射剂量,可以由进一步包含交联剂和/或交联促进剂(更具体地是可以热激发或通过电子束激发的那些)的单体混合物制备该热熔粘合性聚合物。用于电子束交联的合适的交联剂例如为双官能或多官能丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯,三烯丙基氰脲酸酯和三烯丙基异氰脲酸酯。使用的可热活化的交联剂优选为双官能或多官能环氧化物、羟化物、异氰酸酯或硅烷。
本发明的另一方面涉及相对电容率大于4.5的自粘性粘合剂。自粘性粘合剂是表现出自粘性的粘合剂,换言之为压敏粘合性粘合剂(压敏粘合剂)和热熔粘合性粘合剂(热熔粘合剂)。粘合剂包括至少一种基础聚合物,并且在合适时还可以存在其它配制成分,实例为其它聚合物或填料。粘合剂的基础聚合物是其基本性质决定粘合剂整体理论粘合性的聚合物,但粘合剂的整体性质还受到粘合剂中使用的改性辅助剂或添加剂,或其它聚合物影响当然也不是不可能。在最简单的情况中,粘合剂仅由其基础聚合物构成。
根据本发明,粘合剂的相对电容率大于4.5,更特别地,相对电容率为4.5至25。粘合剂可以包含上述自粘性聚合物。然而,当该粘合剂除了此聚合物之外还专门包含相对电容率低的那些其它配制成分时,需要使用相对电容率相应较高的聚合物,从而自粘性粘合剂的整体相对电容率超过数值4.5。
本发明的自粘性粘合剂同样可以通过使用相对电容率低于4.5的自粘性聚合物得以实现。然而,此时,该自粘性粘合剂必须还包含其它配制成分,例如添加剂,该添加剂本身具有高的相对电容率。因而这些配制组分必须以足够量存在以使得自粘性粘合剂整体的相对电容率大于4.5。为此优选使用相对电容率特别高的且同时具有低的水含量的添加剂,以便减少在磷光体部分上任何降解过程的发生,或者减少在磷光体颗粒表面上发生水吸收,这些添加剂可以为例如无机填料或有机添加剂。
原则上可以使用的无机填料的实例包括-对此没有任何限制-钛酸锶颗粒或钛酸钡颗粒,其必须在自粘性粘合剂中以足够高的浓度存在以实现本发明。有利地,使用的这些颗粒体系具有非常小的平均粒径,优选为纳米范围。如此可以获得具有高结合强度和存在极少光散射的自粘性粘合剂。因此,获得特别透明的自粘性粘合剂,之后可以特别容易地将磷光体加入其中,以及同样获得相应的电致发光组合物,其特征在于可以从外部察觉到特别高的发光密度。
有机添加剂的实例包括-没有任何随后的限制-聚合物添加剂如卤化聚合物,其显示出与普通溶剂的高相容性和良好的互溶性。在此更特别包括基于以下的聚合物:偏二氟乙烯,聚丙烯腈(PAN),纤维素,聚(丁二烯-共聚-丙烯腈),聚(亚氨基己二酰基-亚氨基六亚甲基),聚(亚氨基六亚甲基-亚氨基癸二酰基),聚乙酸乙烯酯,聚[亚氨基(1-氧代十二亚甲基)],聚[亚氨基(1-氧代六亚甲基)],聚丙二醇,聚乙二醇,聚砜,聚氨酯,聚醚酰胺,偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物,偏二氟乙烯-一氯三氟乙烯共聚物,或者偏二氟乙烯-六氟丙烯-一氯三氟乙烯三元共聚物。为了改进这些聚合物的理论粘合性,可以将它们与显示出高电容率的树脂共混(混配),该树脂例如为适当改性的未饱和和饱和烃树脂,萜烯-酚醛树脂,基于松香的树脂,和由蒎烯和/或β-蒎烯和/或δ-苧烯单元构成的多萜树脂。
因此,除了基础聚合物之外,自粘性粘合剂还可以包括其它配制组分和/或辅助剂。除了增加粘合剂相对电容率的配制组分,例如,可以存在辅助剂,颜料、流变添加剂,改进附着力的添加剂,增塑剂,树脂,弹性体,老化抑制剂(抗氧化剂),光稳定剂,UV吸收剂,光学增亮剂,还有其它辅助剂和添加剂,实例为干燥剂(例如分子筛沸石或氧化钙),流动剂和流动控制剂,润湿剂如表面活性剂,或催化剂。
作为辅助剂,可以使用所有磨细的固体佐剂,例如白垩、碳酸镁、碳酸锌、高岭土、硫酸钡或氧化钙。其它实例为滑石、云母、硅石或硅酸盐。当然也可以使用所述物质的混合物。
所用的颜料可以在性质上是有机的或无机的。预计包括所有类型的有机或无机有色颜料,实例为改进光稳定性和UV稳定性的白色颜料。
流变添加剂的实例为热解法二氧化硅、页硅酸盐(例如,膨润土)、高分子量聚酰胺粉末,或者基于蓖麻油衍生物的粉末。
改进附着力的添加剂可以是,例如,选自聚酰胺、环氧化物或硅烷的物质。
改进附着性的增塑剂的实例为邻苯二甲酸酯,偏苯三酸酯,磷酸酯,己二酸酯,和其它无环二羧酸的酯,脂肪酸酯,羟基羧酸酯,苯酚的烷基磺酸酯,脂族、脂环族和芳族矿物油,烃,液体或半固体橡胶(例如,丁腈橡胶或聚异戊二烯橡胶)、丁烯和/或异丁烯的液体或半固体聚合物,丙烯酸酯,聚乙烯基醚,基于还构成增粘树脂基础的原料的液体树脂和增塑剂树脂,羊毛脂和其它蜡,有机硅,还有聚合物增塑剂,例如聚酯或聚氨酯。
光学增亮剂是吸收紫外区光谱的光并在可见区光谱(优选波长为约400nm至约500nm)显示荧光发射的化合物,此荧光掩盖了自粘性粘合剂自身在相同波长范围内发生的吸收,因此引起自粘性粘合剂整体具有光学上更亮的外观。在没有任何限制的情况下,此光学增亮剂的实例包括茋衍生物、乙烯衍生物、香豆素衍生物、萘二甲酰亚胺衍生物或吡唑衍生物。它们可以以纯的形式或作为不同光学增亮剂的混合物加入自粘性粘合剂中。
具有其它组分如辅助剂和增塑剂的粘合剂的配制同样是现有技术。
另外,为了优化本发明的自粘性粘合剂的工艺性质,可以混合树脂。可以使用的添加的增粘树脂(增加结合强度的树脂)毫无例外地包括在文献中描述的所有已知的增粘剂树脂。代表物包括蒎烯树脂、茚树脂和松香,它们的歧化的、氢化的、聚合的、和酯化的衍生物和盐,脂族和芳族烃树脂、萜烯树脂和萜烯-酚醛树脂,以及还有C5~C9烃树脂和其它烃树脂。为了根据要求调节所得的粘合剂的性质,可以使用这些树脂和其它树脂的任何期望的组合。一般而言,可以使用所有与所涉及的基础聚合物相容(溶于该基础聚合物)的所有树脂,特别提到所有脂族、芳族、和烷基芳烃树脂、基于纯单体的烃树脂、氢化的烃树脂、官能化的烃树脂,和天然树脂。
本发明的自粘性粘合剂可以用于粘结电子装置的组件。这些组件原则上可以是所有组件,实例为铸塑部件、保护性或观察窗口、或电子电路的部件,所述组件由常规用于此目的的任何材料制成,更具体为聚合物、玻璃、陶瓷和金属。对于重要的功能实例,还可以提到电容器电极的粘结,此时本发明的自粘性粘合剂除了固定电极外,也充当电介质,因此不需要加入磷光体。
在最简单的情形中-当自粘性粘合剂的高电容率是基础聚合物的内在性质时-该自粘性粘合剂可以仅由基础聚合物构成,而没有其它佐剂。最简单的聚合物-但对大多数应用不是最适宜的聚合物-因此是具有合适的电容率的内在压敏粘合性的均聚物。然而,有利的是,本发明的自粘性粘合剂充当电致发光组合物的组分,在最简单的情形中该组合物由自粘性粘合剂和发光颗粒或者非颗粒状磷光体构成。
本发明的自粘性粘合剂可以施用到临时或永久载体上或者直接施用到基底。原则上适合此目的的是所有本领域技术人员已知的方法,例如,由熔体涂布(例如,在事先浓缩之后),由分散体或由溶液涂布。为了从溶液施涂自粘性粘合剂,将该自粘性粘合剂溶于合适的溶剂中。为此,除了常规使用的溶剂如丙酮、苯精、乙酸乙酯、甲乙酮、乙醇、异丙醇或甲苯,较高熔点的溶剂也是有利的,该较高熔点的溶剂例如为乙二醇单乙基醚乙酸酯、一缩二乙二醇单乙基醚乙酸酯、乙二醇单乙基醚、一缩二乙二醇单乙基醚、一缩二乙二醇二乙酸酯、乙二醇单甲基醚乙酸酯、乙二醇一甲醚乙酸酯、和乙二醇单乙酸酯。在溶剂的选择中,重要因素是聚合物溶液在相应基底上的高涂布性,以及和聚合物或聚合物混合物的相容性。相应于各自的涂布的方法,固体含量可以改变。
因此,本发明的自粘性粘合剂可以以电致发光组合物的一部分存在。电致发光组合物是这样的化学组合物,其构成使得当其引入具有充分高的场强的电场时,发射电致发光过程产生的电磁辐射。因此,电致发光组合物必要地包括作为电介质基质埋入本发明自粘性粘合剂的电致发光中心。在本发明中,例如,这些电致发光掺合料可以是电致发光组合物中的微粒磷光体。为此,电致发光组合物可以具体与电致发光填料和/或辉光颗粒(afterglowparticle)混合。
例如,可以将磷光体加入自身欲聚合的单体混合物中,加入聚合过程中获得的基础聚合物中,或者仅当共混自粘性粘合剂时加入,例如可以在溶剂过程中加入,优选使用具有非常低的水含量的溶剂。在可替代的方案中,磷光体也可以在热熔法中均匀地掺入熔融的PSA中。为此,在浓缩挤出机中除去熔体中存在的任何残余溶剂,并且在无溶剂或低溶剂状态将磷光体颗粒加入到自粘性粘合剂中。
可以任意适合地选择磷光体在电致发光组合物中的质量分数,在本发明的体系通常为1wt%至90wt%,优选为40wt%至75wt%,更特别为55wt%至65wt%。
可以使用的磷光体包括所有已知和合适的系统;这些系统常常基于硅酸盐或基于掺杂的II/VI半导体,例如硫化锌。商品化的电致发光颜料可得自,例如OSRAM Sylvania的GlacierGLOTM,有不同的颜色,例如蓝色、蓝-绿色、绿色、橙色和白色。为了改进电致发光磷光体颗粒(该磷光体颗粒有时对水分敏感)的长期稳定性,可以用宽带隙的惰性材料薄层将其包围起来,从而呈现出包封颗粒的形式,实例为用氧化铝包封的掺杂的硫化锌颗粒,平均粒径为30μm至40μm。
这种电致发光组合物可以用于粘结光学显示装置和/或照明装置的组件,换言之,例如,粘结电子组件、外壳部件、观察窗,等等。然而,在这些可能应用中占据最显著位置的是使用该电致发光组合物作为电致发光光源。在电致发光装置(即,在电致发光过程中产生光的装置)中使用这种光源作为,例如灯和其它电子照明装置。仅仅通过实例,在此可以提到的应用为在长期操作中具有低发光密度的大面积照明装置,其能够间接地作为房间照明,例如,为光毯(light carpet)形式或者作为液晶显示屏的背景照明,另外,这种照明装置也可以用于功能性应用中,例如作为夜晚的照明或突然事件的照明,作为发光的广告媒体,作为内部装修的装饰元件,作为自照明显示标记,或者用于显示装置中的活性照明像素(actively lighting pixel),例如可移动显示器、计算机监视器或电视机。
电致发光装置通常具有至少两个电极,此两个电极彼此相距一定距离并且各自用连接引线电导连接。根据本发明,在电极之间的空间布置的是电致发光组合物。当对电极施加交流电场时,磷光体被激发,由此转变成较高的能态,然后发生弛豫并发射电磁辐射。为了使发光强度最大化,需要在磷光体颗粒的位置上的电场梯度特别高。发射的电磁辐射优选在可见光的波长范围内,在紫外光光谱范围内或红外辐射的波长范围内。根据本发明,对于两个或更多个电致发光装置,也可以彼此并排布置,例如,为特别可驱动栅格(specifically drivable grid)(自由可选择的显示器)的形式或者固定形状结构的形式。这些电致发光装置的典型工作电压的范围为20V至约400V,频率为50Hz至1kHz,而对此没有任何限制。
原则上,电致发光装置可具有不同的结构。实践中已经证明合理明智的是其中电极和电致发光组合物以至少三层的涂层形式(亦即,下电极、电致发光组合物涂层和上电极)存在的布置。
电极可以由所有常规的和适宜的导电材料如为金属(例如,铝、银、铜或金)构成,由导电聚合物(例如采用聚(3,4-亚乙基二氧基噻吩(PEDOT),如BaytronTM的那些)构成,或者由导电聚合物共混物(例如,聚合物和石墨或炭黑掺加料的共混物)构成,更具体为导电粘合剂。在这种情况下,当上电极(前电极)至少基本上透明时是特别有利的,该上电极例如为氧化铟锡层(ITO层)、掺杂锑的二氧化锡层(ATO)、掺杂氟的二氧化锡层(FTO)或掺杂铝的氧化锌层(AZO)的形式。这些层例如存在于光学透明的支持物上,例如刚性的玻璃支持物或柔性的膜支持物,或者可以作为无支持的涂层提供,例如纳米结构的粉末——例如,由氧化铟锡粉末构成。下电极(后电极)与上电极相同或相异并且在此情况下可以由例如金属箔、无纺网布或网丝(mesh)构成。当然也可以使用这些材料的组合作为电极,因此,例如可以结合使用氧化铟锡层和有机导电聚合物涂层(例如,包含PEDOT的涂层)作为上电极和/或下电极,由此允许氧化铟锡层的柔性增加,否则该氧化铟锡层相对较脆。选择电极的几何构型以符合具体的最终用途。
使用上述结构,可以得到特别薄的电致发光装置,例如,厚度总计为100μm以下的那些。虽然在50V的工作电压下,电致发光组合物的层厚对于电致发光装置可获得的亮度是首位重要的,但较高的工作电压下-例如,交流电压为230V时-需要层的厚度足以防止电压击穿并因此不可避免地破坏电致发光装置。高的层厚进而要求电致发光组合物在发射的辐射的波长下显示出非常少的吸收和散射。
根据本发明,可以将自粘性粘合剂和电致发光组合物两者直接施涂至基底,或者充当自粘性片状元件的一部分。出于本说明书的目的的片状元件特别包括所有基本上具有二维尺寸的常规和合适的结构体。它们允许粘结并可以取多种形式(特别是柔性形式),作为粘合片、胶带、粘合标签或成形冲切片。片状元件可以在一面或两面上是自粘性粘合剂,并且可以具有永久性载体或者为无载体构造,例如作为胶带。
因此,特别简单的片状元件结构可以由本发明的自粘性粘合剂或电致发光组合物的无载体涂层构成,或者包括具有本发明的自粘性粘合剂或电致发光组合物的单面自粘性永久载体,或者是双面自粘性载体,其中两个自粘性粘合剂层中的两者或者至少之一包括本发明的自粘性粘合剂或电致发光组合物。
载体为任何结构单元,通常为基本上片状的形式,赋予永久性或临时性载体以功能。载体可以包括所有合适的载体材料,例如,塑料片、织物片状元件(例如,机织、无纬织、针织和非机织织物),或这些材料的组合,载体材料可以在全部区域被遮蔽或者具有穿孔。例如,用于该载体的典型材料包括BOPP(双轴取向的聚丙烯),MOPP(单轴取向的聚丙烯),PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯),PVC(聚氯乙烯),PU(聚氨酯),PE(聚乙烯),PVDF(聚偏二氟乙烯),PE/EVA(聚乙烯-乙烯-乙酸乙烯酯共聚物),和EPDM(乙烯-丙烯-二烯三元共聚物)。与永久性载体不同的是,临时性载体在至少一个侧面使附着力降低。作为临时性载体,例如可以使用防粘纸,例如为玻璃纸、牛皮纸或聚烯烃涂布的纸。
为了使用自粘性粘合剂或电致发光组合物制备这种片状元件,可以使用所有常规和合适的方法。因此,例如可以由熔体将自粘性粘合剂或电致发光组合物涂布在临时性或永久性载体上,优选借助于碾压方法或挤出方法,如在140℃使用涂布挤出机。在施涂至临时性载体的情形中,随后可以将粘合剂例如在层压步骤中与永久性载体结合。最后,通过暴露于电子辐射可以交联所得的组合物涂层。
此外,除了粘合剂涂层和任选的载体,片状元件也可以包括其它功能层。由此,本发明的片状元件也可以是两个或更多个如下层的层压物,所述层为粘合剂层、塑料层、陶瓷层、氧化铟锡和/或金属层,以及还可以具有另外的功能层。
其它应用优势和可能性将从以举例方式所选择的工作实施例中明显看到。为此,制备相对电容率大于4.5的、基于氰基丙烯酸酯的本发明的压敏粘合性聚合物,和另外两种压敏粘合性聚合物作为对比实施例,即基于氰基丙烯酸酯的聚合物和没有氰基丙烯酸酯的对比聚合物。
在23℃的温度在板式电容器(plate capacitor)中以变化的测量间隔测量相对电容率,所述电容器的电极板的直径为60mm。为了测量,将厚度均匀的样品作为电介质引入测量狭缝中并在其全部区域上毫无间隙地与两个电极板接触。在电极板之间产生的距离(理想地,该距离应当和测试样品的厚度相同)通过量规测量。此外,在相同的间隔距离下用所述电极板进行空白测量,为此将测试材料移去,这意味着对于空白测量,使用电容率已知的空气作为电介质。对于所述测量和空白测量两者,使用LCR测量仪器(型号:GWInstec LCR 821)确定测量频率为1kHz的测量装置的电容。比较两个得到的电容来确定样品材料的相对电容率;例如,根据标准ASTM D150规定的这种常规测定方法进行计算。
为了制备本发明的相对电容率大于4.5的基于氰基丙烯酸酯的压敏粘合性聚合物,将容量为2L的玻璃反应器装入在比例为90∶10的300g丙酮和异丙醇的溶剂混合物中的3wt%丙烯酸、50wt%2-氰基丙烯酸酯和47wt%丙烯酸2-乙基己酯的300g混合物。在搅拌下,在用氮气通过45分钟将反应溶剂除氧脱气之后,将溶液加热至58℃的温度并加入0.2g 2,2’-偶氮双(2-甲基丁腈)(Vazo 67TM from DuPont)作为自由基引发剂。在添加之后,将反应溶液加热至75℃的温度并在此温度下进行聚合反应。在反应开始后1小时,将反应混合物与另外0.2g的2,2’-偶氮双(2-甲基丁腈)混合。在反应开始后4小时,用100g的上述溶剂混合物稀释反应混合物。再进行4小时后(即在反应开始后8小时)加入另外100g的上述溶剂混合物。为了降低留在反应混合物中的自由基引发剂的含量,在反应开始后8小时和10小时时,在每种情况下将反应混合物和0.6g二(4-叔丁基环己烷基)过氧二碳酸酯(bis(4-tert-butyl cyclohexanyl)peroxydicarbonate)(Perkadox 16TM,得自AkzoNobel)混合。在反应开始后24小时,将反应混合物冷却至室温(23℃)而终止聚合反应。为了由所得的聚合物制备粘合剂,将反应产物和3%浓度的乙酰丙酮化铝(III)的丙酮溶液(0.3wt%,基于聚合物的质量)共混。由此获得的聚合物的相对电容率为6.1。
通过此方法同样可以制备相对电容率小于4.5的基于氰基丙烯酸酯的压敏粘合性聚合物。在此使用的初始进料的混合物是300g的3wt%丙烯酸和87wt%丙烯酸2-乙基己酯的混合物,及溶剂由200g的比例为47∶50∶3的丙酮、特定沸点石油溶剂油60.95和异丙醇的溶剂混合物组成。由此获得的聚合物的相对电容率为4.0。
同样用此方法制备没有氰基丙烯酸酯的压敏粘合性对比聚合物。此时使用的初始进料的混合物是400g的5wt%丙烯酸、20wt%丙烯酸甲酯和75wt%丙烯酸2-乙基己酯的混合物,溶剂由266g的比例为47∶50∶3的丙酮、特定沸点石油溶剂油60.95和异丙醇的溶剂混合物组成。由此获得的聚合物的相对电容率为3.0。
在溶液中各自混合这三种聚合物和微粒磷光体(Osram GlacierGLO43HighBrite),在这种情况中所用的磷光体的质量比为1∶1,基于溶解的聚合物的质量。如此获得的溶解的电致发光组合物各自用涂布棒涂布至载体作为下电极。所用的载体为200μm厚的聚酯膜,该膜一面覆盖有薄的导电铝层。由溶液将聚合物涂布至载体的导电的薄银层,在120℃的干燥柜中干燥。干燥之后,三个层全都具有50μm的相同的膜厚。
最后,将透明的聚酯膜作为透明电极层压到自粘性粘合剂的暴露面,该电极在与组装内的自粘性粘合剂接触的那个面上具有导电氧化铟锡层。进行下电极和透明电极的组装,使得每个电极在一侧突出组装物之外。该电极的突出部分具有电连接引线,所述电连接引线通过夹式连接器(clamp connector)与该电极的突出部分固定,并且这些引线和电流/电压源连接。
对每个电致发光装置的两个电极施加100V(400Hz)的交流电,定性评价电致发光的强度。具有压敏粘合性而无氰基丙烯酸酯的对比聚合物的电致发光装置观察到的电致发光,具有基于氰基丙烯酸酯的非本发明的压敏粘合性聚合物的电致发光装置观察到的电致发光具有大致相同的强度。相反,具有本发明的压敏粘合性聚合物的电致发光装置显示出较高的强度。此外,采用本发明的电致发光装置时,在长时间测量中,确定电致发光强度随时间的下降与另两种装置相比明显较低。
定性试验显示,本发明的压敏粘合性聚合物特别适合用于制造电致发光装置。
Claims (12)
1.自粘性电致发光组合物,其包含微粒磷光体和相对电容率大于4.5的自粘性粘合剂,其中所述微粒磷光体在所述电致发光组合物中存在的质量分数为1wt%至90wt%,且所述自粘性粘合剂包含相对电容率大于4.5的自粘性聚合物,其中所述自粘性聚合物为由单体混合物形成的聚合物,该单体混合物包括质量分数为至少45wt%的(甲基)丙烯酸衍生物,该衍生物具有至少一个选自氰基和硝基的官能团。
2.权利要求1的电致发光组合物,其特征在于,所述微粒磷光体在所述电致发光组合物中存在的质量分数为40wt%至75wt%。
3.权利要求1的电致发光组合物,其特征在于,所述微粒磷光体在所述电致发光组合物中存在的质量分数为55wt%至65wt%。
4.权利要求1至3中任一项的电致发光组合物,其特征在于,所述微粒磷光体为基于包封硫化锌的磷光体。
5.权利要求1的电致发光组合物,其特征在于,所述(甲基)丙烯酸衍生物在所述聚合物中存在的质量分数不大于90wt%。
6.权利要求1的电致发光组合物,其特征在于,所述(甲基)丙烯酸衍生物在所述聚合物中存在的质量分数为50wt%至60wt%。
7.权利要求1的电致发光组合物,其特征在于,所述(甲基)丙烯酸衍生物选自丙烯酸氰基甲酯、丙烯酸氰基乙酯、甲基丙烯酸氰基甲酯、甲基丙烯酸氰基乙酯,及含有O-全氰基乙基化糖类的(甲基)丙烯酸衍生物。
8.权利要求1的电致发光组合物,其特征在于,所述自粘性聚合物为单体混合物形成的聚合物,该单体混合物进一步包括通式CH2=CR1-COOR2的未取代的(甲基)丙烯酸酯,其中R1选自H和CH3,和R2选自具有1~20个碳原子的未取代的烷基链。
9.权利要求1-3中任一项的电致发光组合物,其特征在于,所述自粘性粘合剂的相对电容率小于25。
10.权利要求1-9中任一项的电致发光组合物用于粘结光学显示装置和/或照明装置的组件的用途。
11.自粘性片状元件,其包含权利要求1-9任一项的电致发光组合物。
12.电致发光装置,其包含至少基本上透明的第一电极、第二电极、和权利要求1-9任一项的电致发光组合物。
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