CN105051082A - 可光固化组合物及包含其的封装器件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及包含(A)可光固化单体、(B)化学式1的单体或其低聚物和(C)引发剂的可光固化组合物,包含其的阻挡层以及包含其的封封器件。
Description
技术领域
本发明涉及可光固化组合物和包含其的封装装置。
背景技术
有机发光二极管(OLED)具有以下结构,其中功能有机层插入在阴极(正极)和阳极(负极)之间,并通过从阳极注入的空穴与从阴极注入的电子的重组产生高能激子。然后,产生的激子转移至基态生成具有特定波长的光。有机发光二极管具有自发光、快速响应、宽视角、高清晰度和耐久性的优势。
然而,由于有机材料和/或电极材料由外面的水分或氧引起的氧化或由于内部或外部脱气,因此有机发光二极管具有性能和寿命劣化的问题。为了克服这些问题,本领域已经提出多种方法,如用可光固化密封剂涂覆、附着透明或不透明的吸湿剂或向在其上形成有机发光二级管的基板供应玻璃料(frit)。
发明内容
技术问题
本发明的一个方面是能够实现表现出显著较低的脱气、高固化率、对无机阻挡层的高粘附性并且可以避免固化后由于收缩应力引起的移位(shift)的层的可光固化组合物。
本发明的另一方面是提供可光固化组合物,所述可光固化组合物能够实现可以延长用其封装的装置用构件的寿命的层。
本发明的进一步方面是提供包含以上阐述的可光固化组合物的固化产物的阻挡层以及包括其的封装装置。
技术方案
根据本发明的一个方面,可光固化组合物包含:(A)可光固化单体,(B)式1表示的单体或其低聚物,和(C)引发剂:
<式1>
(其中,Z1、Z2、W、X3、Y和p与以下描述中所定义的相同)。
根据本发明的另一方面,封装装置可以包括用于装置的构件和形成于用于装置的构件上并且包括无机阻挡层和有机阻挡层的阻挡堆叠体(阻挡堆叠,barrierstack),其中,有机阻挡层包含以上阐述的可光固化组合物的固化产物。
有益效果
本发明提供了可光固化组合物,其可以表现出显著较低的脱气和高光固化率并且可以实现表现出对无机阻挡层的高粘附性的有机阻挡层,以在将其应用于密封器件时,在延长器件的寿命的同时防止器件性能的劣化。此外,可光固化组合物具有高光固化率,并且因此在应用于密封器件时避免移位。
附图说明
图1是根据本发明的一个实施方式的封装装置的截面图。
图2是根据本发明的另一个实施方式的封装装置的截面图。
最佳方式
如本文所使用的,除非另外指出,否则术语“取代的”是指本发明的官能团中的至少一个氢原子被以下基团取代:卤素原子(F、Cl、Br或I)、羟基基团、硝基基团、氰基基团、亚氨基基团(=NH、=NR(R:C1至C10烷基基团))、氨基基团(-NH2、-NH(R')、-N(R")(R″′),其中,R'、R"和R″′各自独立地是C1至C10烷基基团)、脒基基团、肼或腙基团、羧基基团、取代或未取代的C1至C20烷基基团、取代或未取代的C6至C30芳基基团、取代或未取代的C3至C30环烷基基团、取代或未取代的C3至C30杂芳基基团、或取代或未取代的C2至C30杂环烷基基团。
如本文所使用的,术语“杂”是指碳原子被选自由N、O、S和P组成的组中的原子取代。
如本文所使用的,“*”表示元素的结合位点以及术语“(甲基)丙烯酸酯”可以是指丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯。
根据本发明的可光固化组合物可以包含(A)可光固化单体和(B)含硅烷基团或磷的单体或其低聚物。
(A)可光固化单体
可光固化单体可以包括不含硅的非硅类单体或不含磷的非磷类单体。
可光固化单体可以包括含可光固化官能团的单官能单体、含可光固化官能团的多官能单体或它们的混合物。在一些实施方式中,可光固化单体可以包括含有约1至30、优选约1至20、更优选约1至6个可光固化官能团的单体。可光固化官能团可以包括取代或未取代的乙烯基基团、取代或未取代的丙烯酸酯基团、或取代或未取代的甲基丙烯酸酯基团。
可光固化单体可以包括单官能单体和多官能单体的混合物。在混合物中,单官能单体和多官能单体可以以约1:0.1至约1:4、优选约1:1至约1:4、更优选约1:2至约1:4的重量比存在。
可光固化单体可以包括:具有取代或未取代的乙烯基基团的C6至C20芳香族烃化合物;具有C1至C20烷基基团、C3至C20环烷基基团、C6至C20芳香族基团或羟基基团和C1至C20烷基基团的不饱和羧酸酯;具有C1至C20氨基烷基基团的不饱和羧酸酯;C1至C20饱和或不饱和羧酸的乙烯酯;乙烯基氰化合物;不饱和酰胺化合物;一元醇或多元醇的单官能或多官能(甲基)丙烯酸酯等。术语“多元醇”是指包含两个或更多个,约2至20个、优选约2至10个、更优选约2至6个羟基基团的醇。
具体地,可光固化单体可以包括:具有包括乙烯基基团的烯基基团的C6至C20芳香族烃化合物,如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、乙烯基苄基醚和乙烯基苄基甲基醚;不饱和羧酸酯,包括(甲基)丙烯酸酯如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸壬酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸十一酯、(甲基)丙烯酸十二酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸苯酯等;不饱和羧酸氨基烷基酯,如(甲基)丙烯酸2-氨基乙酯、(甲基)丙烯酸2-二甲基氨基乙酯等;饱和或不饱和羧酸乙烯酯,如乙酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯等;乙烯基氰化合物,如(甲基)丙烯腈;不饱和酰胺化合物,如(甲基)丙烯酰胺;和一元醇或多元醇的单官能或多官能的(甲基)丙烯酸酯,如二(甲基)丙烯酸乙二醇酯、二(甲基)丙烯酸三乙二醇酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、二(甲基)丙烯酸1,4-丁二醇酯、二(甲基)丙烯酸1,6-己二醇酯、二(甲基)丙烯酸辛二醇酯、二(甲基)丙烯酸壬二醇酯、二(甲基)丙烯酸癸二醇酯、二(甲基)丙烯酸十一烷二醇酯、二(甲基)丙烯酸十二烷二醇酯、二(甲基)丙烯酸新戊二醇酯、二(甲基)丙烯酸季戊四醇酯、三(甲基)丙烯酸季戊四醇酯、四(甲基)丙烯酸季戊四醇酯、二(甲基)丙烯酸二季戊四醇酯、三(甲基)丙烯酸二季戊四醇酯、四(甲基)丙烯酸二季戊四醇酯、五(甲基)丙烯酸二季戊四醇酯、六(甲基)丙烯酸二季戊四醇酯、双酚A二(甲基)丙烯酸酯、酚醛环氧(甲基)丙烯酸酯(novolacepoxy(meth)acrylate)、二(甲基)丙烯酸二乙二醇酯、二(甲基)丙烯酸三(丙二醇)酯、聚二(甲基)丙烯酸(丙二醇)酯等,但不限于此。术语“多元醇”是指包含两个或更多个,例如2至20个、优选2至10个、更优选2至6个羟基基团的醇。
在一些实施方式中,可光固化单体可以包括含C1至C20烷基基团的(甲基)丙烯酸酯、C2至C20二醇的二(甲基)丙烯酸酯、C3至C20三醇的三(甲基)丙烯酸酯和C4至C20四醇的四(甲基)丙烯酸酯中的至少一种。
基于就固体含量而言的(A)+(B)的100重量份,可光固化单体可以以约1重量份至约99重量份、优选约50重量份至约90重量份、更优选约70重量份至约80重量份,具体地约70、71、72、73、74、75、76、77、78、79或80重量份的量存在。在该范围内,可光固化单体可以在降低脱气和水蒸气渗漏性的同时确保高光固化效应。
(B)含磷或硅烷基团的单体
含硅烷基团的单体可以包括含有硅烷基团并且具有可光固化官能团(例如,(甲基)丙烯酸酯基团、乙烯基基团等)的可光固化单体。在一些实施方式中,含硅烷基团的单体可以包括烷氧基硅烷单体,其包含具有结合至其的至少一个烷氧基基团的硅烷。
含磷单体可以包括含有磷并且具有可光固化官能团(例如,(甲基)丙烯酸酯基团、乙烯基基团等)的可光固化单体。在一些实施方式中,含磷单体可以包括烷氧基磷酸酯单体,其包含具有结合至其的至少一个烷氧基基团的磷。
含硅烷基团或磷的单体可以包括具有至少两个可光固化官能团、优选约2至3个可光固化官能团的多官能单体。
具体地,含硅烷基团或磷的单体可以由式1表示:
<式1>
(其中,Z1和Z2各自独立地由式2至4表示:
<式2>
<式3>
<式4>
(其中,在式2至4中,*是至W的碳的结合位点,
R1、R2和R3各自独立地是氢或C1至C5烷基基团,
R4、R5和R6各自独立地是取代或未取代的C1至C20亚烷基基团或取代或未取代的C6至C20亚芳基基团,
X1和X2各自独立地是-O-、-S-或-NR-(R是氢、取代或未取代的C1至C10烷基基团、或取代或未取代的C6至C20芳基基团),
n是0至20的整数);
W是取代或未取代的C1至C20脂肪族烃基或取代或未取代的C6至C20芳香族烃基;
X3是-O-、-S-或-NR-(R是氢、取代或未取代的C1至C10烷基基团、或取代或未取代的C6至C20芳基基团);
Y是式5或6:
<式5>
(其中,在式5中,*是至X3的结合位点,
R7、R8和R9各自独立地是氢、取代或未取代的C1至C10烷氧基基团、取代或未取代的C1至C10烷基基团或取代或未取代的C6至C20芳基基团,
R10是取代或未取代的C1至C10亚烷基基团或取代或未取代的C6至C20亚芳基基团,并且
m是0或1);
<式6>
(其中,在式6中,*是至X3的结合位点,
R11和R12各自独立地是羟基基团、取代或未取代的C1至C10烷氧基基团、取代或未取代的C1至C10烷基基团、或取代或未取代的C6至C20芳基基团,并且
R13是取代或未取代的C1至C10亚烷基基团、取代或未取代的C6至C20亚芳基基团或单键);并且
p是1至3的整数)。
在一些实施方式中,W可以是取代或未取代的C1至C20亚烷基基团、取代或未取代的C1至C20烷基基团、取代或未取代的C6至C20亚芳基基团或取代或未取代的C6至C20亚芳基基团;并且X3可以偶联至Y和W的碳。偶联至W的X3可以偶联至W的任何碳。
在一些实施方式中,R7、R8和R9中的至少一个可以是取代或未取代的C1至C10烷氧基基团。
在一些实施方式中,R11和R12中的至少一个可以是取代或未取代的C1至C10烷氧基基团。
含硅烷基团或磷的单体可以由任何典型的方法制备或可以是商业可获得的产物。
与可光固化单体一起包含在可光固化组合物中的含硅烷基团或磷的单体可以实现在固化后具有显著较低的水蒸汽渗透性和脱气的层,并可以增加光固化率。进一步地,含硅烷基团或磷的单体可以确保典型的封装结构中有机阻挡层对无机阻挡层的高粘附性,在所述典型的封装结构中,有机阻挡层堆叠在无机阻挡层上。
在可光固化组合物中,就固体含量而言,基于(A)+(B)的100重量份,含硅烷基团或磷的单体可以以约1重量份至99重量份的量存在。优选地,含硅烷基团或磷的单体以约5重量份至约80重量份、更优选约5重量份至约70重量份、还更优选约20重量份至约30重量份,具体地约20、21、22、23、24、25、26、27、28、29或30重量份的量存在。在含硅烷基团或磷的单体的该范围内,可光固化组合物可以增强对无机阻挡层的粘附性。
可光固化组合物可以进一步包含引发剂。
(C)引发剂
引发剂可以包括光聚合引发剂。光聚合引发剂可以包括本领域中能够进行光固化反应的任何典型的光聚合引发剂。例如,光聚合引发剂可以包括三嗪、苯乙酮、二苯甲酮、噻吨酮、安息香(苯偶姻,benzoin)、磷、肟引发剂和它们的混合物。
三嗪引发剂的实例可以包括2,4,6-三氯-s-三嗪、2-苯基-4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-(3',4'-二甲氧基苯乙烯基)-4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-(4'-甲氧基萘基)-4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-(对甲氧基苯基)-4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-(对甲苯基)-4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-联苯基-4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪、双(三氯甲基)-6-苯乙烯基-s-三嗪、2-(萘并-1-基)-4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-(4-甲氧基萘并-1-基)-4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2,4-三氯甲基(胡椒基)-6-三嗪、2,4-(三氯甲基(4'-甲氧基苯乙烯基)-6-三嗪和它们的混合物。
苯乙酮引发剂的实例可以包括2,2'-二乙氧基苯乙酮、2,2'-二丁氧基苯乙酮、2-羟基-2-甲基苯丙酮、对-叔丁基三氯苯乙酮、对-叔丁基二氯苯乙酮、4-氯苯乙酮、2,2'-二氯-4-苯氧基苯乙酮、2-甲基-1-(4-(甲硫基)苯基)-2-吗啉代丙-1-酮、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)-丁-1-酮和它们的混合物。
二苯甲酮引发剂的实例可以包括二苯甲酮、苯甲酸苯甲酰酯(benzoylbenzoate)、苯甲酰基苯甲酸甲酯、4-苯基二苯甲酮、羟基二苯甲酮、丙烯酸酯化二苯甲酮、4,4'-双(二甲基氨基)二苯甲酮、4,4'-二氯二苯甲酮、3,3'-二甲基-2-甲氧基二苯甲酮和它们的混合物。
噻吨酮引发剂的实例可以包括噻吨酮、2-甲基噻吨酮、异丙基噻吨酮、2,4-二乙基噻吨酮、2,4-二异丙基噻吨酮、2-氯噻吨酮和它们的混合物。
安息香引发剂的实例可以包括安息香、安息香甲醚、安息香乙醚、安息香异丙醚、安息香异丁醚、苄基二甲基缩酮和它们的混合物。
磷引发剂的实例可以包括二苯甲酰基苯基膦氧化物、苯甲酰基(二苯基)膦氧化物和它们的混合物。
肟引发剂的实例可以包括2-(邻-苯甲酰基肟)-1-[4-(苯硫基)苯基]-1,2-辛二酮、1-(邻-乙酰基肟)-1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]乙酮和它们的混合物。
就固体含量而言,基于100重量份的(A)+(B),引发剂可以以约0.1重量份至约20重量份、优选约0.5重量份至约10重量份的量存在。在引发剂的该范围内,可光固化组合物允许充分的光聚合并可以防止由于光聚合后剩余的未反应的引发剂引起的透射率的劣化。
基于固体含量的100重量份,可光固化组合物可以包含约1重量份至约98重量份的(A)、约1重量份至约98重量份的(B)、约0.1重量份至约10重量份的(C)。优选地,可光固化组合物可以包含约50重量份至约80重量份,具体地约50、55、60、65、70、75或80重量份的(A);约10重量份至约40重量份,具体地约10、15、20、25、30、35或40重量份的(B);和约1重量份至约10重量份,具体地约1、2、3、4、5、6、7、8、9或10重量份的(C)。在该范围内,可光固化组合物可以表现出显著较低的脱气和高固化率,并且可以实现表现出对无机阻挡层的高粘附性的有机阻挡层。
可以通过混合可光固化单体和式1的单体或其低聚物或通过进一步添加引发剂至混合物来制备可光固化组合物。优选地,将可光固化组合物形成为不含溶剂的可光固化组合物。
可光固化组合物可以具有约90%至100%、优选约94.7%至100%的光固化率。在该范围内,可光固化组合物可以实现固化后由于收缩应力低而不经受移位的层,因此可被用于封装器件。
由于周围环境中气体或液体例如大气中的氧、水分和/或水蒸气的渗入,以及由于用于制备电子产品的化学品的渗入,因此用于装置的构件,特别是用于显示器的构件可能经受质量退化或劣化。为了防止这个问题,必须密封或封装用于装置的构件。
用于装置的构件的实例可以包括有机发光二级管(OLED)、照明器件、柔性有机发光器件、金属传感器垫、微盘激光器、电致变色器件、光致变色器件、微机电系统、太阳能电池、集成电路、电荷耦合器件、发光聚合物和发光二极管,但不限于此。
根据本发明的可光固化组合物可以形成用于密封或封装装置用构件,特别是有机发光二极管或柔性有机发光二极管的有机阻挡层。
根据本发明的另一方面,阻挡层是有机阻挡层并且可以具有在37.8℃和100%RH的条件下对5μm厚的涂层测量24小时的4.0g/m2·24h或更小的水蒸气渗透率。在该范围内,有机阻挡层可以用于封装用于装置的构件。有机阻挡层优选具有1.0至4.0g/m2·24h、更优选1.2至3.6g/m2·24h的水蒸气渗透率。
根据本发明的进一步的方面,阻挡层是有机阻挡层并且可以具有约0至约1000ppm的脱气量。在该范围内,阻挡层可以对用于装置的构件具有无关紧要的不利影响并可以延长用于装置的构件的寿命。例如,阻挡层可以具有约0或更多至约300ppm或更少的脱气量。例如,阻挡层可以具有约10ppm至约200ppm的脱气量。
根据本发明的再一方面,阻挡层是有机阻挡层并且可以具有对无机阻挡层的约20kgf/(mm)2或更大的粘合强度。如果粘附粘度小于20kgf/(mm)2,外部水分或氧可以容易地渗透至阻挡层之间,从而导致可靠性劣化。无机阻挡层可以包括以下所描述的无机阻挡层(例如,包括SiOx等的硅氧化物、包括SiNx等的硅氮化物和Al2O3),但不限于此。有机阻挡层优选具有对无机阻挡层的约20kgf/(mm)2至约100kgf/(mm)2、更优选约20kgf/(mm)2至约50kgf/(mm)2的粘合强度。
有机阻挡层可以包括以上阐述的可光固化组合物的固化产物。
在一些实施方式中,可以通过光固化可光固化组合物形成阻挡层。通过将可光固化组合物涂覆至约0.1μm至约20μm、优选约1μm至约10μm的厚度,随后在约10mW/cm2至约500mW/cm2下照射1秒至50秒,可以形成阻挡层。
由于有机阻挡层具有以上阐述范围内的水蒸气渗透率和脱气量,所以以下描述的有机阻挡层和无机阻挡层可以形成封装用于装置的构件的阻挡堆叠体。
根据本发明的再一方面,阻挡堆叠体可以包括有机阻挡层和无机阻挡层。
无机阻挡层包含不同于有机阻挡层的组分的组分,从而补充有机阻挡层的作用。
无机阻挡层可以是任何无机阻挡层,只要无机阻挡层可以表现出优异的透光率和优异的水分和/或氧阻挡性。
例如,无机阻挡层可以由金属、非金属、它们的化合物、它们的合金、它们的氧化物、它们的氟化物、它们的氮化物、它们的碳化物、它们的氮氧化物、它们的硼化物、它们的硼氧化物、它们的硅化物或它们的混合物形成。
在一些实施方式中,金属或非金属可以包括硅(Si)、铝(Al)、硒(Se)、锌(Zn)、锑(Sb)、铟(In)、锗(Ge)、锡(Sn)、铋(Bi)、过渡金属和镧系金属,但并不限于此。
具体地,无机阻挡层可以由硅氧化物、硅氮化物、氮氧化硅、ZnSe、ZnO、Sb2O3、Al2O3、In2O3或SnO2形成。
有机阻挡层可以确保以上阐述的水蒸气渗透率和脱气量。结果是,当有机和无机阻挡层交替沉积时,有机阻挡层可以确保无机阻挡层的平滑。此外,有机阻挡层可以防止一个无机阻挡层扩散到其他无机阻挡层的缺陷。
有机阻挡层可以包括可光固化组合物的固化产物。
阻挡堆叠体可以包括任何数目的有机和无机阻挡层。有机和无机阻挡层的组合可以随耐氧、水分、水蒸气和/或化学品的渗透水平改变。
在阻挡堆叠体中,有机和无机阻挡层可以交替沉积。从而,由可光固化组合物制备的无机阻挡层具有可光固化组合物的上述性能。因此,有机阻挡层可以补充或增强无机阻挡层对装置的封装。
优选地,有机和无机层可以分别交替形成为两层或更多层。此外,有机和无机层可以形成总共10层或更少(例如,约2层至10层),例如总共7层或更少(例如,约2层至7层)。
在阻挡堆叠体中,每个有机阻挡层可以具有约0.1μm至约20μm、优选约1μm至约10μm的厚度,并且每个无机阻挡层可以具有约5nm至约500nm、优选约5nm至约50nm的厚度。
阻挡堆叠体是薄封装膜且可以具有约大于0至约5μm或更小,例如约1.5μm至约5μm的封装厚度。
可以通过真空方法,例如,喷涂、化学气相沉积、等离子体化学气相沉积、蒸发、升华、电子回旋共振-等离子体增强的化学气相沉积或它们的组合来形成无机阻挡层。
可以使用与无机阻挡层中相同的方法来沉积有机阻挡层,或可以通过涂覆可光固化组合物,随后固化来形成有机阻挡层。
根据本发明的再一方面,封装装置可以包括用于装置的构件和形成于用于装置的构件上并且包括无机阻挡层和有机阻挡层的阻挡堆叠体。
在一些实施方式中,有机阻挡层可以具有在37.8℃和100%RH的条件下对5μm厚的涂层测量24小时的0至4.0g/m2·24h或更小的水蒸气渗透率。
在其他实施方式中,有机阻挡层可以具有约0或更大至约200ppm或更小的脱气量。
在其他实施方式中,有机阻挡层可以具有对无机阻挡层的约20kgf/(mm)2或更大的粘合强度。
有机阻挡层可以包括可光固化组合物的固化产物。
有机阻挡层可以指保护用于装置的构件的封装层,所述构件包括有机发光二极管、有机太阳能电池等。有机阻挡层可以防止用于装置的构件由于周围环境中的水分、氧等而经受降解或氧化。此外,有机阻挡层即使在高湿度或高温和高湿度条件下也表现出相当低的脱气,因此使脱气对用于装置的构件的影响最小化,从而防止用于装置的构件的性能劣化和寿命降低。
有机阻挡层可以形成在无机阻挡层的上侧或下侧。
无机阻挡层可以指保护用于装置的构件的封装层,所述构件包括有机发光二极管、有机太阳能电池等。无机阻挡层可以邻接用于装置的构件以封装器件,或可以在不邻接用于装置的构件的情况下封装包含用于装置的构件的内部空间。无机阻挡层可以中断外部氧或水分和器件之间的接触,从而防止用于装置的构件的退化或损坏。
无机阻挡层可以形成在用于装置的构件的上侧、有机阻挡层的上侧或有机阻挡层的下侧。
封装装置包括由表现出不同性能的无机和有机阻挡层封装的器件。可以将无机和有机阻挡层中的至少一个耦合至基板以封装器件。
可以将无机和有机阻挡层中的每个包括在封装装置的多层中,如两层或更多层中。在一个实施方式中,无机和有机阻挡层可以交替沉积,例如,以无机阻挡层/有机阻挡层/无机阻挡层/有机阻挡层的顺序。优选地,包括总共10层或更少(例如,约2层至10层)、更优选总共7层或更少(例如,约2层至7层)的无机和有机阻挡层。
有机和无机阻挡层的细节如以上所描述。
封装装置可以包括基板,这取决于用于装置的构件的种类。
只要用于装置的构件可以在基板上堆叠,则基板不受特别限制。例如,基板可以由如透明玻璃、塑料板、硅或金属的材料形成。
图1是根据本发明的一个实施方式的封装装置的截面图。参照图1,封装装置(100)包括基板(10)、形成在基板(10)上的用于装置的构件(20)以及形成在用于装置的构件(20)上并包括无机阻挡层(31)和有机阻挡层(32)的阻挡堆叠体(30),其中,无机阻挡层(31)邻接用于装置的构件(20)。
图2是根据本发明的另一个实施方式的封装装置的截面图。参照图2,封装装置(200)包括基板(10)、形成在基板(10)上的用于装置的构件(20)以及形成在用于装置的构件(20)上并包括无机阻挡层(31)和有机阻挡层(32)的阻挡堆叠体(30),其中,无机阻挡层(31)可以密封包含用于装置的构件(20)的内部空间(40)。
尽管在图1和图2中示出无机和有机阻挡层中的每个形成为单层,但是无机和有机阻挡层中的每个可以由多层组成。此外,装置可以进一步包括由无机和有机阻挡层组成的复合阻挡层的侧面和/或上侧上的密封件和/或基板(图1和图2中未示出)。
可以通过任何典型的方法制备封装装置。将用于装置的构件形成在基板上,随后在用于装置的构件上形成无机阻挡层。通过旋涂、狭缝涂覆等将可光固化组合物涂覆至1μm至5μm的厚度,随后照射以形成有机阻挡层。可以重复形成无机和有机阻挡层的步骤(优选10次或更少)。
在一些实施方式中,封装装置可以包括含有机发光二极管的有机电致发光显示器、如液晶显示器的显示器、太阳能电池等,但不限于此。
具体实施方式
在下文中,将参考一些实施例更详细地描述本发明。然而,应当理解的是,提供这些实施例仅用于说明,而不应该以任何方式被解释为限制本发明。
[制备例1][式7的化合物的制备]
在提供有冷却管和搅拌器的500ml烧瓶中,放置50g甲基丙烯酸缩水甘油酯(AldrichGmbH)、41g丙烯酸2-羟基乙酯和1g三苯基膦并在100℃下搅拌6小时,随后冷却,从而通过硅胶柱色谱法(silicagelcolumnchromatography)得到由式7表示并具有96%的GC纯度的75g化合物。
<式7>
[制备例2][式8的化合物的制备]
在提供有冷却管和搅拌器的500ml烧瓶中,放置50g甲基丙烯酸缩水甘油酯(AldrichGmbH)、46g甲基丙烯酸2-羟基乙酯(AldrichGmbH)和1g三苯基膦(AldrichGmbH)并在100℃下搅拌6小时,随后冷却,从而通过硅胶柱色谱法得到由式8表示并具有95%的GC纯度的78g化合物。
<式8>
[制备例3][式9的化合物的制备]
在提供有冷却管和搅拌器的500ml烧瓶中,放置50g甲基丙烯酸缩水甘油酯(AldrichGmbH)、26g丙烯酸(AldrichGmbH)和1g三苯基膦(AldrichGmbH)并在100℃下搅拌6小时,随后冷却,从而通过硅胶柱色谱法得到由式9表示并具有98%的GC纯度的81g化合物。
<式9>
[制备例4][式10的化合物的制备]
在提供有冷却管和搅拌器的500ml烧瓶中,放置50g甲基丙烯酸缩水甘油酯(AldrichGmbH)、31g甲基丙烯酸(AldrichGmbH)和1g三苯基膦(AldrichGmbH)并在100℃下搅拌6小时,随后冷却,从而通过硅胶柱色谱法得到由式10表示并具有98%的GC纯度的79g化合物。
<式10>
[制备例5][式11的化合物的制备]
在提供有冷却管和搅拌器的500ml烧瓶中,放置50g甲基丙烯酸缩水甘油酯(AldrichGmbH)、51g丙烯酸4-羟基丁酯(LGChemicalCo.,Ltd.)和1g三苯基膦(AldrichGmbH)并在100℃下搅拌6小时,随后冷却,从而通过硅胶柱色谱法得到由式11表示并具有94%的GC纯度的79g化合物。
<式11>
[制备例6][式12的化合物的制备]
在提供有冷却管和搅拌器的500ml烧瓶中,放置50g的(羟甲基)膦酸二乙酯(AcrosOrganicsCo.,Ltd.)、50.5g三氟甲基磺酰氯(AldrichGmbH)和250ml乙酸乙酯并将其加热至50℃,然后逐滴添加31g三甲胺(AldrichGmbH)至混合物持续30分钟,随后在70℃下搅拌5小时并冷却,从而通过硅胶柱色谱法得到由式12表示并具有97%的GC纯度的79g化合物。此处,通过真空蒸馏除去乙酸乙酯。
<式12>
[制备例7至9]式13、14、15的化合物的制备
在提供有冷却管和搅拌器的500ml烧瓶中,以表1中列出的量放置250ml乙酸乙酯、KBE-9007(3-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷,Shin-EtsuCo.,Ltd.)和式7、8、9的化合物,随后在50℃下反应4小时,从而通过硅胶柱色谱法得到由以下式13、14、15表示的化合物。此处,通过真空蒸馏除去乙酸乙酯。
表1
<式13>
<式14>
<式15>
(在式13至15中,Et是乙基基团)。
[制备例10至12]式16、17和18的化合物的制备
在提供有冷却管和搅拌器的500ml烧瓶中,放置250ml丙酮和96g无水碳酸钾(potassiumcarbonateanhydride),并以表2中列出的量添加制备例6制备的式12的化合物和式9、10和11的化合物,在60℃下反应12小时,随后通过过滤除去盐并通过真空蒸馏除去丙酮,从而通过硅胶柱色谱法获得式16、17和18的所得化合物。
表2
<式16>
<式17>
<式18>
(在式16至18中,Et是乙基基团)。
在以下实施例和比较例中使用的详细组分如下。
(A)可光固化单体:(A1)丙烯酸己酯,(A2)二丙烯酸己二醇酯,(A3)四丙烯酸季戊四醇酯(AldrichGmbH)
(B)含硅烷基团或磷的单体:(B1)制备例7的化合物(式13),(B2)制备例8的化合物(式14),(B3)制备例9的化合物(式15),(B4)制备例10的化合物(式16),(B5)制备例11的化合物(式17),(B6)制备例12的化合物(式18)
(C)引发剂:DarocurTPO(BASFGmbH)
(b):(b1)制备例1的化合物(式7),(b2)制备例2的化合物(式8),(b3)制备例3的化合物(式9),(b4)制备例4的化合物(式10),(b5)制备例5的化合物(式11)
实施例1至6和比较例1至6
通过以表4中列出的量(单位:重量份)将(A)可光固化单体、(B)含硅烷基团或磷的单体、(C)引发剂和(b)单体放置在125ml棕色聚丙烯瓶中,随后使用搅拌器搅拌3小时来制备每种组合物。
评估实施例和比较例中制备的每种组合物的以下性能。在表4中示出了结果。
性能评估
1.脱气量(ppm):将可光固化组合物喷涂在玻璃基板上,随后在100mW/cm2下通过UV照射进行UV固化,从而得到具有20cmx20cmx3μm(宽x长x厚)尺寸的有机阻挡层试样。使用GC/MS测试仪(PerkinElmerClarus600)对试样测定脱气量。GC/MS采用DB-5MS柱(长度:30m,直径:0.25mm,固定相厚度:0.25μm)作为柱和氦气(流量:1.0mL/min,平均速度=32cm/s)作为流动相。进一步地,分流比是20:1,并且将试样保持在40℃下3分钟,以10℃/min的速率加热,然后在320℃下保持6分钟。在以下条件下采集脱气:玻璃尺寸是20cm×20cm,采集容器是泰德拉袋(Tedlarbag),采集温度是90℃,采集时间是30分钟,以300mL/min的流量进行N2吹扫,并使用TenaxGR(5%苯基甲基聚硅氧烷)作为吸附剂。以150ppm、400ppm和800ppm的浓度使用正己烷中的甲苯溶液作为标准溶液绘制校准曲线,其中,R2值是0.9987。以上条件总结于表3中。
表3
2.光固化率(%):使用FT-IR光谱仪(NICOLET4700,ThermoCo.,Ltd.)在1635cm-1(C=C)和1720cm-1(C=O)附近测定可光固化组合物的吸收峰强度。将可光固化组合物喷涂在玻璃基板上,随后在100J/cm2下通过UV照射10秒进行UV固化,从而得到具有20cmx20cmx3μm(宽x长x厚)尺寸的试样。然后,等分固化膜,并使用FT-IR光谱仪(NICOLET4700,ThermoCo.,Ltd.)在1635cm-1(C=C)和1720cm-1(C=O)附近测定固化膜的吸收峰强度。由等式1计算光固化率:
<等式1>
光固化率(%)=|1-(A/B)|×100
(其中,A是对于固化膜测定的1635cm-1附近的吸收峰强度与1720cm-1附近的吸收峰强度的比率,以及B是对于可光固化组合物测定的1635cm-1附近的吸收峰强度与1720cm-1附近的吸收峰强度的比率)。
3.粘合强度1(模具剪切强度(dieshearstrength),kgf/(mm)2):将0.01g表4中列出的每种可光固化组合物涂覆在具有5mm×5mm×2mm(宽×长×高)尺寸的玻璃基板上,并将具有20mm×80mm×2mm(宽×长×高)尺寸的玻璃基板堆叠在可光固化组合物涂层上,随后使用D灯泡光源在1000J/cm2下固化。然后使用Dage4000焊接强度测试仪(Dage4000bondtester)测量模具剪切强度两次并进行比较。
4.粘合强度2(模具剪切强度,kgf/(mm)2):将0.01g表4中列出的每种可光固化组合物涂覆在具有5mm×5mm×2mm(宽×长×高)尺寸并在其表面上吸附有硅氮化物的玻璃基板上,并将具有20mm×80mm×2mm(宽×长×高)尺寸并在其表面上吸附有硅氮化物的玻璃基板堆叠在可光固化组合物涂层上,随后使用D灯泡光源在1000J/cm2下进行固化。然后使用Dage4000焊接强度测试仪测量模具剪切强度两次并进行比较。
表4
如表4所示,可以看出,由根据本发明的可光固化组合物形成的涂覆膜就脱气量而言具有与由比较例制备的组合物形成的涂覆膜相同的水平或比其低得多,并且与比较例的那些相比,具有高达约7.3%的较高光固化率。此外,与比较例的那些相比,由根据本发明的可光固化组合物形成的涂覆膜表现出高得多的对硅氧化物和硅氮化物的粘附性。
Claims (15)
1.一种可光固化组合物,包含:(A)可光固化单体;(B)由式1表示的单体或它的低聚物、以及(C)引发剂,
(其中,Z1和Z2彼此相同或不同并且由式2至4中的一种表示:
(其中,在式2至4中,*是至W的碳的结合位点;R1、R2和R3彼此相同或不同并且是氢或C1至C5烷基基团;R4、R5和R6彼此相同或不同并且是取代或未取代的C1至C20亚烷基基团、或取代或未取代的C6至C20亚芳基基团;X1和X2彼此相同或不同并且是-O-、-S-或-NR-(R是氢、取代或未取代的C1至C10烷基基团、或取代或未取代的C6至C20芳基基团);n是0至20的整数);
W是取代或未取代的C1至C20脂肪族烃基、或取代或未取代的C6至C20芳香族烃基;
X3是-O-、-S-或-NR-(R是氢、取代或未取代的C1至C10烷基基团、或取代或未取代的C6至C20芳基基团);
Y是式5或6:
(其中,*是至X3的结合位点;R7、R8和R9彼此相同或不同并且是氢、取代或未取代的C1至C10烷氧基基团、取代或未取代的C1至C10烷基基团、或取代或未取代的C6至C20芳基基团;R10是取代或未取代的C1至C10亚烷基基团、或取代或未取代的C6至C20亚芳基基团;并且m是0或1);
(其中,在式6中,*是至X3的结合位点;R11和R12彼此相同或不同并且是羟基基团、取代或未取代的C1至C10烷氧基基团、取代或未取代的C1至C10烷基基团、或取代或未取代的C6至C20芳基基团;并且R13是取代或未取代的C1至C10亚烷基基团、取代或未取代的C6至C20亚芳基基团、或单键);并且
p是1至3的整数)。
2.根据权利要求1所述的可光固化组合物,其中,R7、R8和R9中的至少一个是取代或未取代的C1至C10烷氧基基团。
3.根据权利要求1所述的可光固化组合物,其中,R11和R12中的至少一个是取代或未取代的C1至C10烷氧基基团。
4.根据权利要求1所述的可光固化组合物,其中,所述由式1表示的单体由式13至18中的一种表示:
(其中,在式16至18中,Et是乙基基团)。
5.根据权利要求1所述的可光固化组合物,其中,所述(A)可光固化单体包括具有1至30个取代或未取代的乙烯基基团、取代或未取代的丙烯酸酯基团、或取代或未取代的甲基丙烯酸酯基团的单体。
6.根据权利要求1所述的可光固化组合物,其中,所述(A)可光固化单体包括含C1至C20烷基基团的(甲基)丙烯酸酯、C2至C20二醇的二(甲基)丙烯酸酯、C3至C20三醇的三(甲基)丙烯酸酯和C4至C20四醇的四(甲基)丙烯酸酯中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的可光固化组合物,其中,所述(C)引发剂包括光聚合引发剂。
8.一种封装装置,包括:用于所述装置的构件;以及形成在用于所述装置的所述构件上并且包括无机阻挡层和有机阻挡层的阻挡堆叠体,
其中,所述有机阻挡层包括根据权利要求1至7中任一项所述的可光固化组合物的固化产物。
9.根据权利要求8所述的封装装置,其中,所述有机阻挡层具有约0或更大至300ppm或更小的脱气量。
10.根据权利要求8所述的封装装置,其中,所述有机阻挡层具有对所述无机阻挡层的约20kgf/(mm)2或更大的粘合强度。
11.根据权利要求8所述的封装装置,其中,所述无机阻挡层包含金属、非金属、它们的化合物、它们的合金、它们的氧化物、它们的氟化物、它们的氮化物、它们的碳化物、它们的氮氧化物、它们的硼化物、它们的硼氧化物、它们的硅化物、或它们的混合物,并且所述金属或所述非金属包括硅(Si)、铝(Al)、硒(Se)、锌(Zn)、锑(Sb)、铟(In)、锗(Ge)、锡(Sn)、铋(Bi)、过渡金属和镧系金属中的至少一种。
12.根据权利要求8所述的封装装置,其中,所述阻挡堆叠体包括交替堆叠在彼此之上的所述有机阻挡层和所述无机阻挡层。
13.根据权利要求8所述的封装装置,其中,所述阻挡堆叠体包括总共约2层或更多至10层或更少的所述有机阻挡层和所述无机阻挡层。
14.根据权利要求8所述的封装装置,其中,每个有机阻挡层具有约0.1μm至约20μm的厚度并且每个无机阻挡层具有约5nm至约500nm的厚度。
15.根据权利要求8所述的封装装置,其中,用于所述装置的所述构件包括柔性有机发光器件、有机发光器件、照明器件、金属传感器垫、微盘激光器、电致变色器件、光致变色器件、微机电系统、太阳能电池、集成电路、电荷耦合器件、发光聚合物或发光二极管。
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