KR101876993B1 - 전자 장치를 캡슐화하기 위한 접착제 화합물 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 투과물질에 대한 기판 상에서 이용 가능한 전자 장치를 캡슐화하기 위한 방법으로서, 진공 중에, 캡슐화시킬 전자 장치의 영역을 수용하는 기판의 구역, 바람직하게 상기 구역 및 캡슐화시킬 전자 장치의 영역을 적어도 하나의 접착제 화합물을 포함하는 시트 물질과 접촉시키며, 이로부터 복합물을 형성시키는 것을 특징으로 하는 방법에 관한 것이다.

Description

전자 장치를 캡슐화하기 위한 접착제 화합물 및 방법{ADHESIVE COMPOUND AND METHOD FOR ENCAPSULATING AN ELECTRONIC ARRANGEMENT}
본 발명은 전자 장치(electronic arrangement)의 캡슐화를 위한 방법에 관한 것이다.
(광)전자 장치는 시판 제품에서 사용 빈도수가 점차적으로 증가하고 있거나 시장 도입이 가까워지고 있다. 이러한 장치는 유기 또는 무기 전자 구조물, 예를 들어 유기, 유기금속 또는 폴리머 반도체, 또는 이들의 결합체를 포함한다(하기에서 총괄적으로 유기전자 장치(organoelectronic arrangement)라 지칭됨). 요망되는 적용분야에 따라, 이러한 장치와 제품은 형태상 강성 또는 가요성인데, 가요성 장치에 대한 수요가 증가하고 있다. 이러한 장치의 생산은 예를 들어 릴리프(relief), 그라비어(gravure), 스크린(screen) 또는 플라노그래픽(planographic) 인쇄, 또는 "비충격식 인쇄(non-impact printing)"로 일컬어지는 인쇄, 예를 들어 열전사 인쇄, 잉크젯 인쇄 또는 디지털 인쇄와 같은 인쇄 기술에 의해 수행된다. 그러나, 많은 경우에, 진공 기술이 또한 사용되는데, 이러한 진공 기술의 예로는 화학적 기상 증착(CVD), 물리적 기상 증착(PVD), 플라즈마 강화된 화학적 또는 물리적 증착 기술(PECVD), 스퍼터링(sputtering), (플라즈마) 에칭 또는 기상 코팅이 있고, 패터닝(patterning)은 일반적으로 마스크(mask)를 통해 일어난다. 하기 기술에서, 광전자 및 유기전자 장치는 총괄적으로 전자 장치로서 지칭된다.
이미 상업화되어 있거나 이의 시장 잠재력 측면에서 관심을 끄는 전자 적용분야의 예는 전기영동(electrophoretic) 또는 전기변색(electrochromic) 구성물(construction), 판독(readout) 및 디스플레이 디바이스에서 유기 또는 폴리머 발광 다이오드 (OLED 또는 PLED), 또는 조명으로서, 전기발광 램프, 발광 전기화학 전지 (LEEC), 유기 태양 전지, 바람직하게 염료감응(dye) 또는 폴리머 태양 전지, 무기 태양 전지, 바람직하게 박막 태양 전지, 보다 특히 실리콘, 게르마늄, 구리, 인듐 및 셀레늄을 기반으로 하는 박막 태양 전지, 유기 전계-효과 트랜지스터, 유기 스위칭 엘리먼트(switching element), 유기 광증폭기(optical amplifier), 유기 레이저 다이오드, 유기 또는 무기 센서, 또는 또다른 유기 또는 무기 기반 RFID 트랜스폰더(transponder)를 포함한다.
유기 및/또는 무기 (광)전자공학 분야에서, 특히 유기 (광)전자공학 분야에서의 (광)전자 장치 및 또한 무기 박막 태양 전지의 충분한 수명과 기능의 실현화와 관련하여 인식되는 기술적 문제는 그러한 장치에 포함된 부품들을 투과물질(permeant)로부터 보호하는 것이다. 투과물질은 다수의 분자량이 낮은 유기 또는 무기 화합물, 보다 특히 수증기와 산소일 수 있다.
투과(permeation)는 물질(투과물질)이 고체 바디(solid body)를 통하여 스며들거나 이동하는 공정으로서 이해된다. 구동력은 농도 구배이다. 투과능력은 투과 측정에 의해 시험된다.
무기 및/또는 유기 (광)전자공학 분야에서의 다수의 (광)전자 장치는, 특히 유기 원료가 사용되는 경우, 수증기 뿐만 아니라 산소에도 민감하며, 다수의 장치에서 물 또는 수증기의 침투는 상당히 심각한 문제로 분류된다. 이에 따라, 전자 장치의 수명 동안, 캡슐화에 의해 보호될 필요가 있는데, 이는 그렇게 하지 않는 경우 적용 시간이 지남에 따라 성능이 떨어지기 때문이다. 예를 들어, 전기발광 램프 (EL 램프) 또는 유기 발광 다이오드 (OLED)와 같은 발광 장치의 경우, 부품들이 산화되면 광도(luminosity), 전기영동 디스플레이 (EP 디스플레이)의 경우에는 콘트라스트(contrast), 또는 태양 전지의 경우에는 효율을 매우 짧은 시간 내에 급격하게 감소시킬 수 있다.
유기 및/또는 무기 (광)전자공학, 특히 유기 (광)전자공학에서, 산소 및/또는 수증기와 같은 투과물질에 대한 투과 배리어(barrier)를 구성하는 플렉시블 본딩 방안(flexible bonding solution)이 특히 필요하다. 또한, 그러한 (광)전자 장치에 대해 많은 추가 요건들이 존재한다. 이에 따라, 플렉시블 본딩 방안은 2개의 기판을 효과적으로 부착시킬 뿐만 아니라 높은 전단 강도와 박리 강도, 화학적 안정성, 에이징 방지(aging resistance), 높은 투명도, 가공 용이성, 및 또한 높은 가요성(flexibility)과 유연성(pliability)과 같은 특성을 충족시키도록 의도되는 것이다.
이에 따라, 종래 기술에서 통상적인 한 가지 방법은 수증기와 산소를 투과시키지 않는 2개의 기판 사이에 전자 장치를 배치하는 것이다. 그 후, 가장자리를 시일링한다. 비가요성 구성물의 경우, 유리 또는 금속 기판이 사용되는데, 이는 높은 투과 배리어를 제공하지만 기계적 하중에 대해 매우 취약하다. 또한, 이러한 기판은 전체적으로 장치의 두께를 비교적 두껍게 만든다. 또한, 금속 기판의 경우, 투명도가 없다. 대조적으로, 가요성 장치의 경우, 투명한 필름 또는 불투명한 필름과 같은 시트형 기판이 사용되는데, 이는 멀티-플라이(multi-ply) 배열을 지닐 수 있다. 이러한 경우, 다양한 폴리머의 조합물 뿐만 아니라 유기 또는 무기 층을 사용하는 것이 가능하다. 이러한 시트형 기판이 사용되면 가요성이고 극히 얇은 구성물이 가능해진다. 다양한 적용분야에 대해, 매우 광범위하게 다양한 가능한 기판이 존재하는데, 이러한 기판의 예로는 필름, 직포(woven), 부직포(nonwoven) 및 페이퍼 또는 이들의 조합물이 있다.
가장 효과적인 시일링(sealing)을 획득하기 위해, 특수한 배리어 접착제가 사용된다. (광)전자 부품의 시일링을 위한 양호한 접착제는 산소에 대해, 특히 수증기에 대해 낮은 투과율을 지니고, 장치에 대한 충분한 접착력을 가지고, 장치상으로 잘 유동할 수 있다. 장치에 대한 약한 접착력은 계면에서 배리어 효과를 감소시키고, 이에 따라 접착제의 특성과 무관하게 산소와 수증기가 침입할 수 있게 한다. 접착제와 기판의 접촉이 연속적인 경우에만 접착제의 특성이 접착제의 배리어 효과에 대한 결정 인자가 된다.
배리어 효과를 특징분석하기 위해, 산소 투과율(OTR)과 수증기 투과율(WVTR)을 명시하는 것이 통상적이다. 이러한 투과율 각각은, 특정한 온도 및 부분압력 조건 하에서, 그리고 또한 임의로 상대 대기 습도와 같은 추가의 측정 조건하에서, 단위 면적과 단위 시간 당 필름을 통과하는 산소 또는 수증기의 흐름을 각각 나타낸다. 상기 수치들이 낮을 수록 각각의 물질이 캡슐화를 위해 더욱 적합한 것이다. 투과율의 명시는 WVTR 또는 OTR의 수치만을 기초로 하지 않으며, 대신에 평균 투과 경로 길이, 예를 들어 물질의 두께, 또는 특정 경로 길이에 대한 표준화(standardization)의 표시를 항상 포함한다.
투과도 P는 가스 및/또는 액체에 대한 바디(body)의 침투성의 척도이다. 낮은 P 값은 양호한 배리어 효과를 의미한다. 투과도 P는, 정상-상태 조건하에서 그리고 규정된 투과 경로 길이, 부분압력 및 온도에서, 규정된 물질 그리고 규정된 투과물질에 대한 특정값이다. 투과도 P는 확산항(diffusion term) D와 용해도항 (solubility term) S의 곱 P = D * S 이다.
용해도항 S는 주로 투과물질에 대한 배리어 접착제의 친화도를 나타낸다. 예를 들어, 수증기의 경우, S에 대한 낮은 값은 소수성 물질에 의해 달성된다. 확산항 D는 배리어 물질내에서의 투과물질의 이동도의 척도이고, 분자 이동도 또는 자유 부피(free volume)와 같은 특성에 직접적으로 좌우된다. 종종, 고도로 가교되거나 고도로 결정성인 물질의 경우, D에 대해 비교적 낮은 값이 얻어진다. 그러나, 고도로 결정성인 물질은 일반적으로 덜 투명하고, 가교도가 높을 수록 가요성이 낮아진다. 투과도 P는 통상적으로 분자 이동도가 증가함에 따라 상승하는데, 예를 들어 온도가 상승하거나 유리 전이 온도를 초과하는 경우에 그러하다.
접착제의 배리어 효과를 증가시키기 위한 방법은 2가지 파라미터인 D와 S를 특히 고려해야 하는데, 이는 그러한 파라미터가 수증기와 산소의 투과도에 대해 영향을 미치기 때문이다. 이러한 화학적 특성들 뿐만 아니라, 투과도에 대한 물리적 효과, 특히 평균 투과 경로 길이 및 계면 특성 (접착제의 플로우-온(flow-on) 거동, 접착력)의 결과도 고려되어야 한다. 이상적인 배리어 접착제는 낮은 D값과 S값을 지닐 뿐만 아니라 기판에 대해 매우 양호한 접착력을 지닌다.
낮은 용해도항 S 하나만으로는 대개 양호한 배리어 특성을 달성하는 데에 충분하지 않다. 이의 한 가지 전형적인 예는 특히 실록산 엘라스토머이다. 이러한 물질은 아주 소수성 (낮은 용해도항)이지만, 자유롭게 회전할 수 있는 Si-O 결합 (큰 확산항)의 결과로써 수증기와 산소에 대해 비교적 낮은 배리어 효과를 지닌다. 그러므로, 양호한 배리어 효과를 위해서는, 용해도항 S와 확산항 D의 양호한 균형이 필요하다.
이를 위해, 지금까지는 특히 액체 접착제 및 에폭사이드를 기반으로 하는 접착제가 사용되어 왔다 (WO 98/21287 A1; US 4,051,195 A; US 4,552,604 A). 높은 가교도의 결과로써, 이러한 접착제들은 낮은 확산항 D를 지닌다. 상기 접착제들의 주요 사용 분야는 강성 장치뿐만 아니라 중간 정도로 가요성인 장치의 가장자리 접착이다. 경화는 열 또는 UV 방사선에 의해 이루어진다. 경화의 결과로써 발생하는 수축으로 인해 전체 면적 접착은 달성하기가 어려운데, 이는 경화 과정에서 접착제와 기판 간에 응력이 존재하여 결과적으로 층분리(delamination)를 일으킬 수 있기 때문이다.
이러한 액체 접착제를 사용하는 것은 일련의 단점을 지닌다. 예를 들어, 분자량이 낮은 구성요소 (VOC - 휘발성 유기 화합물)는 장치에서 민감한 전자 구조물을 손상시킬 수 있고, 생산 작업을 방해할 수 있다. 접착제는 수고스럽게 장치의 개별 구성요소 각각에 적용되어야 한다. 정확한 위치선정(positioning)을 보장하기 위해 고가의 분배기와 고정 디바이스(fixing device)를 입수할 필요가 있다. 또한, 이러한 적용의 특성으로 신속하고 연속적인 작업을 방해하고, 이후에 요구되는 라미네이션(lamination) 단계는 낮은 점도로 인해 협소한 허용치내로 규정된 층 두께와 접착 폭을 달성하는 것을 또한 더욱 어렵게 할 수 있다.
또한, 경화 후에 그러한 고도로 가교된 접착제의 잔류 가요성은 낮다. 낮은 온도 범위에서 또는 2-성분 시스템의 경우에, 열가교 시스템을 사용하는 것은 포트라이프(potlife), 다시 말해서 겔화가 일어날 때까지의 가공 시간에 의해 제한을 받는다. 높은 온도 범위에서 그리고 특히 긴 반응 시간의 경우, 민감성 (광)전자 구조물은 이러한 시스템을 사용할 가능성을 제한하는데, (광)전자 구조물의 경우에 사용될 수 있는 최대 온도는 때때로 단지 60℃이며, 그 이유는 이러한 온도보다 높은 경우 초기 손상이 일어날 수 있기 때문이다. 유기 전자공학을 포함하고 투명한 폴리머 필름 또는 폴리머 필름과 무기 층의 어셈블리를 사용하여 캡슐화되는 가요성 장치는 특히 여기서 협소한 허용치를 지닌다. 동일한 사항이 고압하에서의 라미네이션 단계에 적용된다. 개선된 내구성을 달성하기 위해, 여기서 온도 노출 단계를 제거하고 비교적 낮은 압력하에서 라미네이션을 수행하는 것이 유리하다.
열경화성 액체 접착제에 대한 대안으로서, 방사선 경화성 접착제가 현재 많은 경우에 사용되고 있다 (US 2004/0225025 A1). 방사선 경화성 접착제의 사용은 전자 장치에 열하중이 오래 지속하여 가해지지 않게 한다. 그러나, 조사(irradiation)로 인해, 장치의 단기적인 점상 가열(pointwise heating)이 존재하게 되는데, 이는 일반적으로 UV 방사선 뿐만 아니라 매우 높은 분율의 IR 방사선이 방출되기 때문이다. 상기 언급된 액체 접착제의 그 밖의 단점, 예를 들어 VOC, 수축, 층분리 및 낮은 가요성이 마찬가지로 존재한다. 광개시제 또는 광감제로부터의 제거 생성물 또는 추가의 휘발성 구성요소로 인해 문제가 발생할 수 있다. 또한, 장치는 UV 광을 투과시켜야 한다.
특히 유기 전자장치의 구성요소, 그리고 사용되는 다수의 폴리머가 UV 노출에 종종 민감하기 때문에, 추가의 또 다른 보호 조치, 예를 들어 추가의 외측 필름(outer film)없이는 장기간의 야외 사용이 가능하지 않다. UV 경화성 접착제 시스템의 경우, 이러한 필름들은 UV 경화 후에만 적용될 수 있으며, 이에 의해 제조의 복잡성과 장치의 두께를 추가로 증가시킬 수 있다.
US 2006/0100299 A1호에는 전자 장치를 캡슐화하기 위한 UV 경화성 감압 접착 테이프가 기재되어 있다. 감압 접착 테이프는 연화점이 60℃를 초과하는 폴리머, 연화점이 30℃ 미만인 중합가능한 에폭시 수지 및 광개시제의 조합물을 기반으로 하는 접착제를 포함한다. 폴리머는 폴리우레탄, 폴리이소부틸렌, 폴리아크릴로니트릴, 폴리비닐리덴 클로라이드, 폴리(메트)아크릴레이트 또는 폴리에스테르일 수 있지만, 보다 특히 아크릴레이트일 수 있다. 부가적으로, 점착제 수지(tackifier resin), 가소제(plasticizer) 또는 충전제(filler)가 존재한다.
아크릴레이트 조성물은 UV 방사선 및 다양한 화학물질에 대해 매우 양호한 내성을 지니지만, 다양한 기판에 대해 매우 상이한 접착 강도를 지닌다. 유리 또는 금속과 같은 극성 기판에 대한 접착 강도는 매우 높은 반면, 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌과 같은 비극성 기판에 대한 접착 강도는 낮은 경향이 있다. 이러한 경우에 계면에서 확산될 특별한 위험이 존재한다. 또한, 이러한 조성물들은 매우 극성인데, 이는 후속 가교에도 불구하고 확산, 특히 수증기의 확산을 촉진시킨다. 이러한 경향은 중합가능한 에폭시 수지를 사용하는 경우에 악화된다.
US 2006/0100299 A1호에 기재된 감압 접착제 구체예는 적용이 간단하다는 이점을 지니지만, 존재하는 광개시제로 인한 가능한 제거 생성물, 구성물의 부분의 필연적인 UV 투과성 그리고 경화후 가요성의 감소로 인해 마찬가지로 문제가 있다. 또한, 감압 접착력, 그리고 보다 특히 응집력(cohesion)을 유지하기 위해 필요한 에폭시 수지 또는 다른 가교제의 낮은 분율의 결과로서, 달성가능한 가교 밀도는 액체 접착제의 경우 보다 훨씬 낮다.
액체 접착제와 대조적으로, 그리고 비교적 분자량이 높은 폴리머의 결과로 인해, 감압 감압 접착 테이프는, 표면에 대한 양호한 습윤화(wetting) 및 접착력을 위해 일반적으로 일정한 시간, 충분한 압력 및 점성 성분과 탄성 성분 간의 양호한 균형을 필요로 한다.
WO 2007/087281 A1호에는 전자 적용, 특히 OLED를 위한 폴리이소부틸렌(PIB)을 기반으로 하는 투명한 가요성 감압 접착 테이프가 기재되어 있다. 상기 접착제는 분자량이 mol 당 500,000 g을 초과하는 폴리이소부틸렌과 수소첨가된 사이클릭 수지를 사용한다. 임의로, 광중합가능한 수지와 광개시제를 사용할 수 있다.
폴리이소부틸렌을 기반으로 하는 접착제의 낮은 극성은 수증기에 대해 양호한 배리어를 제공하지만, 높은 분자량에서도 비교적 낮은 응집성을 나타내며, 이에 따라 상승된 온도에서 흔히 낮은 전단 강도를 나타낸다. 분자량이 낮은 구성요소의 분율은 영구히 감소될 수 없는데, 이는 그렇지 않은 경우 접착력이 현저하게 낮아지고 계면 투과율이 증가하기 때문이다. 접착제의 매우 낮은 응집력으로 인하여 필요한 바와 같이 높은 분율의 기능성 수지가 사용되는 경우에, 접착제의 극성은 다시 증가하고 이에 따라 용해도항이 증가한다.
또한, DE 10 2008 047 964 A1호에는 스티렌 블록 코폴리머, 가능한 한 수소첨가된 스티렌 블록 코폴리머를 기반으로 한 배리어 접착제 및 또한 상응하는 수소첨가된 수지가 기재되어 있다.
블록 코폴리머 내에 적어도 두 개의 도메인 형성의 결과로서, 실온에서의 매우 양호한 응집력, 및 동시에 개선된 배리어 특성이 추가적으로 얻어진다.
또한, 배리어 특성이 없는 감압 접착제가 종래 기술로부터 공지되어 있는데 (WO 03/065470 A1), 이러한 접착제는 전자 어셈블리에서 전사 접착제(transfer adhesive)로서 사용된다. 상기 접착제는 어셈블리 내에서 산소 또는 수증기와 반응하는 기능성 충전제(filler)를 포함한다. 이에 따라, 어셈블리 내에서 스캐빈저를 적용하는 것이 용이하다. 어셈블리를 외측에 대해 시일링하기 위하여, 투과도가 낮은 또 다른 접착제가 사용된다.
폴리이소부틸렌을 기반으로 한 감압 접착제(PSA)는 수소첨가된 스티렌 블록 코폴리머를 기반으로 한 대응부와 중대한 단점을 공유한다. 배리어 층이 제공된 두 개의 필름들, 예를 들어 유기 태양 전지용으로 사용될 수 있는 부류의, SiOx 코팅을 지닌 두 개의 필름들 간의 접착 결합의 경우에, 그리고 고온 및 다습한 조건 하에서의 저장 과정에서, 심각한 기포발생이 일어난다. 필름 및/또는 접착제의 앞선 건조에서도 이러한 기포발생을 막을 수 없다. 이러한 거동은 전자 장치의 전체 구역에 걸쳐 라미네이션된 PSA의 경우에 특히 불리한데, 왜냐하면 투과 배리어가 불충분할 뿐만 아니라 광학적 결함이 일어나기 때문이다.
본 발명의 목적은 전자 장치를 손상시키지 않고 현존하는 제작 작업에 용이하게 통합될 수 있고 이와 동시에 효율적인 캡슐화를 달성시키는, 투과물, 보다 특히 수증기 및 산소에 대해 전자 장치를 캡슐화하는 개선된 방법을 명시하기 위한 것이다. 다른 의도는 캡슐화된 어셈블리에 보다 불침투성의 경계층을 형성시킴으로써 전자 장치의 수명을 증가시키고 또한 특히 전자 장치 위에 덮혀지게 적용되는 결합(bond)의 경우에, 광학적 결함의 위험을 줄이기 위한 것이다.
이러한 목적은 독립항에 규정된 바와 같은 방법에 의하여 달성된다. 종속항들은 유리한 구체예 및 개발예, 및 또한 본 발명의 방법을 실행시키기 위한 장치를 제공한다.
이에 따라, 독립항은 투과물에 대해 기판 상에 제공된 전자 장치를 캡슐화시키는 방법으로서, 진공 중에서, 캡슐화시킬 전자 장치의 영역을 포함하는 기판의 구역, 바람직하게 이러한 구역 및 캡슐화시킬 전자 장치의 영역을 적어도 하나의 접착제를 포함하는 시트형 구조물과 접촉시키고 어셈블리를 바람직하게 라미네이션에 의해 형성시키는 방법을 제공한다.
본원에서, 전체 전자 장치가 진공 중에 위치되는 것이 필수적인 것은 아니다. 상기 장치가 진공 중에서 일부 존재하는 것으로 충분하며, 적어도 이러한 영역에서 접촉 및 라미네이션이 실제적으로 일어난다.
접착제는 바람직하게 감압 접착제, 즉 실온에서 건조 상태로 영구적으로 점착성 및 접착성을 나타내는 점탄성 접착제이다. 접착제 결합은 거의 모든 기판에 대해 온화하게 인가된 압력에 의해 순간적으로 달성된다.
접착제는 대안적으로, 핫멜트 접착제(hotmelt adhesive), 다시 말해서 실온에서 고체이고 결합될 부품과 용융 상태로 접촉되고 부품의 어셈블리 이후에, 고형화와 함께 냉각으로 물리적으로 경화되는 실질적으로 수-부재 및 용매-부재 접착제일 수 있다. 핫멜트 접착제는 바람직하게 완전히 수-부재이고 용매-부재이다.
본 발명의 목적을 위한 진공은 800 mbar 또는 그 미만의 감소된 주변 압력을 의미한다. 200 mbar 미만, 보다 특히 50 mbar 미만의 압력을 사용하는 것이 바람직한데, 왜냐하면 이러한 경우에 특히 양호한 라미네이션 품질이 달성될 수 있기 때문이다.
100 내지 200 mbar의 압력이 특히 유리한데, 왜냐하면 이러한 범위 내에서 양호한 라미네이션 품질과 진공을 형성시키고 유지시키는데 수반되는 기술적 비용 및 노력 간의 양호한 균형이 유지되기 때문이다.
본 발명에서, 예를 들어 700 내지 800 mbar의 "보다 높은 압력 범위"는 감압을 형성시키기는데 수반되는 기술적 비용 및 노력이 낮게 유지될 수 있다는 장점을 갖는다.
다른 유리한 구체예에서, 진공은 라미네이션 현장의 지리학적 높이를 높임으로써 발생된다. 해발고도 3000 내지 4000 m의 높이가 바람직한데, 왜냐하면 여기서 기반 시설과 함께 충분한 수의 생산 부지가 존재하며 또한 사람을 위한 생활 조건이 쾌적하기 때문이다. 예로는 라파스(La Paz)(볼리비아) 및 라사(Lhasa)(중국)와 같은 도시들이 포함될 것이다.
놀랍게도, 시험 방법에서 일 구성요소로서 전자 부품의 수명을 시뮬레이션하는 본 발명의 방법에 의해 캡슐화되는 칼슘 미러(calcium mirror)는 고압 하에서, 즉 대기압의 여러 배의 압력 하에서, 이에 따라 진공이 아닌 압력 하에서 함께 라미네이션된 어셈블리에 비해 보다 긴 수명을 갖는다. 광학적 품질의 측면에서 라미네이트는 상이하지 않으며, 즉 두 개의 구조물 모두에 대하여, 현미경 하에서도 어떠한 기포도 나타내지 않는다.
우선 플라이(ply)들의 어셈블리를 대기압 하에서 구성하고 이후에 라미네이션된 상태로 진공으로 도입시키는 공지된 진공 라미네이션 기술과는 상반되게, 본원에서의 진공의 적용은 층들이 함께 연결되기 전에 일어난다. 이는 특히 감압 접착제를 사용할 때, 가스 버블이 통상적인 방법에서의 불가피한 접촉 포인트에서도 포함되지 않는 장점을 갖는다.
본 방법은 추가적으로 예를 들어 활성층으로서 소분자를 사용하거나 전자 구조물에 증기-적용 금속 또는 금속 화합물을 사용할 때와 같이, 예를 들어 전자 구조물을 형성시키기 위해 사용되는 다른 진공 기술과 조합하는데 유리하다. 본 발명의 방법과 관련하여, 이러한 구조물은 구조물들 사이에 공기를 받아들일 필요 없이, 작동 진공(operating vacuum) 중에서 바로 캡슐화될 수 있다.
놀랍게도, 본 발명의 방법을 통하여, 비교 실시예에서 대기압 및 또한 높은 라미네이션 압력(본원에서 라미네이션 압력은 대기압 보다 상당히 높음) 하에서의 라미네이션과 관련하여 이러한 기포 형성이 실제로 일어난다는 사실에도 불구하고 고온 및 다습한 조건 하에서 기포형성을 방지하며, 심지어 현미경 하에서도 어떠한 기포가 인지되지 않는 것이 가능하다는 것이 발견되었다. 이에 따라, 놀랍게도, 진공의 효과는 증가된 라미네이션 압력에 의해 보충되지 못할 수 있다.
본 방법의 유리한 일 구체예에서, 진공은 폐쇄된 챔버에서가 아니라, 예를 들어 롤 라미네이션에서 닙(nip)에서와 같이, 전자 장치 상에 및/또는 기판 상의 단지 부분적으로 형성된다. 이를 위하여, 예를 들어, 압출된 필름을 냉각 롤에 적용하기 위한 평면 필름 압출 기술에서 사용되는 종류의 진공 박스 (진공 샤프트)가 사용될 수 있다[참조, 예를 들어 도서 "Technologie der Extrusion," Helmut Greif, Carl Hanser Verlag, 2004]. 이에 따라, 진공은 단지 일렬로(on a line) 생성된다. 여기서에서의 장점은 진공의 국소적 제공에서 수반되는 낮은 수준의 기술적 비용 및 복잡성이다. 놀랍게도, 이러한 진공이 캡슐화의 품질을 개선시키고 고온 다습한 조건 하에서 접착제의 기포형성을 방지하는데 이미 충분하는 것이 발견되었다.
본 방법의 다른 유리한 구체예에서, 진공 라미네이션은 롤-대-롤 공정의 일부로서 수행된다. 이러한 경우에, 전자 장치는 기판 상에 웹 재료로서 제공되는데, 이러한 재료는 이후에 예를 들어 다수의 개개 전자 장치를 구성할 수 있다. 감압 접착제 또는 핫멜트-접착제 시트형 구조물이 또한 유리하게 웹 재료, 예를 들어 동종의 시트 재료 또는 웹 형태로 캐리어 기판 상에 배치된 개개 다이컷으로서 제공된다. 진공 라미네이션은 이후에 연속적으로 일어난다. 이는 예를 들어 공급 롤러 및 테이크-오프 롤러(take-off roller)가 배열되거나 웹 재료의 진입 및 진출을 위한 상응하는 로크(lock)가 제공되어 있는 진공 챔버에서 일어날 수 있다. 그러나, 이러한 목적을 위하여 예를 들어 진공 박스에 의한 진공의 부분적 생성이 유리하다. 롤-대-롤 공정을 사용하는 것과 관련된 유리한 특징은 이러한 연속 공정의 보다 높은 생산성 및 보다 큰 경제성이다.
또한, 적어도 하나의 롤이 어셈블리를 형성시키기 위한 힘을 적용하는 롤 라미네이션 절차를 사용하는 것이 특히 유리하다. 반대 힘이 이후에 예를 들어 평면 플레이트에 의해, 벨트에 의해 또는 추가 롤에 의해 적용될 수 있다. 이러한 구체예의 장점은, 임의 양의 잔류 가스가 타겟화된 방식으로 일방향으로 배출되어 어셈블리의 품질을 개선시킨다는 것이다. 하나의 특히 유리한 구체예는 두 개의 라미네이션 롤을 사용한다.
롤과 대응 부분(counterpart)의 접촉 라인을 따르는 바람직한 라미네이션 힘은 사용되는 접착제에 의존적이고, 롤 라미네이션 절차의 경우에 0.5 내지 100 N/cm이다. 특히, 감압 접착제의 경우에, 5 내지 50 N/cm의 범위가 바람직한데, 왜냐하면 고압이 유체 적용을 개선시키기 때문이다. 핫멜트 접착제의 경우에, 0.5 N/cm 내지 2 N/cm의 범위가 바람직한데, 왜냐하면 이러한 범위 내에서 접착제의 조절되지 않은 유출(runoff) 위험이 감소되기 때문이다.
일반적으로, 0.01 MPa 내지 5 MPa의 라미네이션 압력이 바람직하다. PSA의 경우에, 0.5 MPa 내지 5 MPa의 범위가 바람직한데, 왜냐하면 고압이 유체 적용을 개선시키기 때문이다. 열가소성 핫멜트 접착제의 경우에, 0.01 MPa 내지 0.5 MPa의 범위가 바람직한데, 왜냐하면 이러한 경우에 접착제의 조절되지 않은 유출 위험이 감소되기 때문이다.
심지어 진공의 부분 발생의 경우에서도 매우 낮은 공기 압력을 달성하기 위하여, 진공 박스와 라미네이션 롤을 결합한 장치를 사용하는 것이 유리하다. 이러한 하나의 장치는 일 예로서 도 3에 도시되어 있고 본원에서 본 발명으로서 청구된다.
장치는 최적의 시일링을 위하여 최적화된다. 웹 기판(1) 상에 제공된 전자 장치(2) 및 웹 형태의 감압 접착제 또는 핫멜트-접착제 시트형 구조물(3)의 진입 시에, 시일링은 롤(7)을 동시 회전시킴으로써 이루어지며, 이는 또한 진공 박스(6)의 내부 내에, 접촉 시일에 의해 또는 최소화된 닙 치수에 의해 시일링된다. 배출 시에, 라미네이션 롤(4)과 (41) 사이의 라미네이션 닙은 그 자체가 시일로서 제공된다.
하나의 유리한 구체예에서, 시일링 및/또는 라미네이션 롤은 엘라스토머로부터 제작되거나 여기에 엘라스토머 커버링이 제공된다. 이는 시일링되는 표면과의 효과적인 접촉을 허용한다. 실온에서 이들의 표면 상에, 롤은 바람직하게 50 미만의 쇼어(Shore) A 경도를 갖는다(DIN 53505-A, 시험 시간 3 s). 이는 롤 표면이 유입 또는 유출하는 시트형 구조물의 두께의 신축성 있는 보충(elastic compensation)을 가져오는 것을 가능하게 하고 또한 웹이 롤을 더 이상 덮지 않는 가장자리 영역에서도 충분한 시일링을 달성하는 것을 가능하게 한다.
하나의 바람직한 구체예에서, 적어도 하나의 롤은 접착 성질을 갖는다. PSA가 사용되는 경우에 대하여, 이는 접착제가 이와 접촉되는 롤에 대해 끈적이지 않도록 하는 것이 유리하다. 사용되는 접착제 물질은 예를 들어 실리콘 엘라스토머일 수 있다.
라미네이션 롤(4 및 41)을 덮고 있는 진공 박스의 측면은 최소화된 닙 치수 또는 접촉 시일에 의하여 이러한 롤에 대해 시일링된다. 시일링 롤(7)과 관련하여, 본원에서 0.1 mm 미만의 닙 치수, 보다 특히 0.01 mm 미만의 닙 치수가 유리한데, 왜냐하면 이러한 방식으로 보다 큰 불침투성이 달성되기 때문이다. 이러한 범위 내의 닙 치수는 매우 좁은 제작 공차에 의해 또는 장치의 타겟화된 가열을 통해 길이방향 크기의 차이를 이용함으로써 달성될 수 있으며, 이러한 가열은 다른 영역에서 상이하다. 또한, 외부 공기 압력에 의해 적어도 일부 개방되고 진공 박스의 내부로의 얻어진 공기 흐름에 의해 개방된 상태로 유지되는 시일을 사용하는 것이 가능하다. 이러한 시일은 예를 들어, 진공 박스 내부로 구부러진 시일링 립(sealing lip)으로서 구성될 수 있다. 시일링 립의 굴곡 강도에 따라, 보다 크거나 보다 작은 크기의 닙은 유입하는 대기에 의해 형성된다.
시일링이 접촉 시일에 의해 실행되는 경우에, 롤을 회전시키기 위해 요구되는 힘이 최소화될 수 있도록 이러한 시일의 표면은 롤 재료에 대한 매우 낮은 마찰 계수를 갖는 것이 유리하다. 이는 특히 시일이 외측으로 구부러진 시일링 립으로서 구성되는 경우에 유리한데, 왜냐하면 이러한 립이 공기 압력에 의해 시일링 표면에 대해 가압되기 때문이다.
기술되거나 당업자에게 공지된 시일링 시스템은 또한 조합하여 실행될 수 있다.
본 명세서에 있어서 투과물질은 장치 또는 구성요소, 보다 특히 전자 또는 전기 장치 또는 상응하는 구성요소로 침투할 수 있는 화학 물질(예를 들어, 원자, 이온, 분자 등)으로서, 여기서 이러한 것들은 특히 기능적 파괴를 야기시킬 수 있다. 이러한 투과는 예를 들어, 하우징 또는 외장품 자체를 통해, 또한 특히 하우징 또는 외장품의 개구를 통해 또는 시임(seam), 결합점, 용접점 등을 통해 일어날 수 있다. 이러한 경우에, 하우징 또는 외장품(encasement)은 민감한 구성요소를 전체적으로 또는 부분적으로 둘러싸고 이들의 기계적 기능 이외에 특히 상기 민감한 구성요소들을 보호하려고 의도된 구성요소들을 지칭하는 것으로 이해된다.
투과물질은 본 명세서의 측면에서 특히 분자량이 낮은 유기 또는 무기 화합물, 예를 들어 수소 (H2), 특히 산소 (O2) 및 물 (H2O)이다. 투과물질은 특히 기체형 또는 증기형일 수 있다. 본원에서 본 출원의 도입부의 기술이 참조된다.
본 발명은 상술된 단점에도 불구하고 본 발명의 방법을 통해, 심지어 PSA에 대해 상술된 단점들을 일으키는 감압 접착제를 사용하여 전자 장치를 캡슐화시키는 것이 가능하다는 발견에 처음으로 착안한 것이다. 단점에 의해 방해되는 이러한 접착제 그룹은 특히 화학적으로 가교되지 않은 상태에서 100℃ 미만의 전단 접착력 파괴 온도(Shear Adhesion Failure Temperature; SAFT)를 갖는 감압 접착제 및 핫멜트 접착제를 포함한다. 이러한 것들은 특히 예를 들어, WO 2007/087281 A1 또는 DE 10 2008 060 113 A1호에 기술된 종류의 폴리이소부틸렌(PIB); 주로 비닐방향족으로 형성된 폴리머 블록(A 블록) 및 주로 1,3-다이엔의 중합에 의해 형성된 폴리머 블록(B 블록)을 포함하는 블록 코폴리머; 및 예를 들어 DE 10 2008 047 964 A1호에 기술된 종류의 반결정질 폴리올레핀을 기반으로 한 PSA를 포함한다.
더욱 바람직하게, 기판 상의 전자 장치는 시트형 구조물에 의해 전체적으로 둘러싸여지며, 이에 따라 시트형 구조물은 전자 장치의 적어도 하나의 측면, 예를 들어 상부측, 및 또한 전자 장치의 4개의 좁은 측면을 덮는다.
이러한 방식으로, 전자 장치와 시트형 구조물 사이에 공동이 형성되지 않으며, 이는 예를 들어, 원치않는 굴절의 결과로서의 빛의 손실을 낮춘다. 본 발명의 방법을 통하여, 또한 특히 완전한 봉입(enclosure)의 경우에 기포 시험에서 매우 나쁜 광학적 결함을 나타내는 감압 접착제 및 핫멜트 접착제를 사용하는 것을 가능하게 한다.
전자 장치를 둘러싸는 시트형 구조물을 사용할 때, 전자 장치가 기판 상에 완성된 후 까지도 상기 시트형 구조물이 라미네이션되지 않는 것이 필연적이다. 그러나, 심지어 프레임 형태의 전자 구조물을 둘러싸고 다이컷으로서 공급되는 시트형 엘리먼트(element)를 사용하는 경우에서도, 접착제가 라미네이션과, 방사선, 플라즈마, 열 에너지 또는 사용되는 (화학적 반응성의) 물질에 의해 최종적으로 캡슐화를 마치는 커버의 적용 사이에 일어나는 추가의 제작 작업에 의해 손상되거나 오염되지 않도록 우선 전자 구조물을 완전히 형성시키는 것이 유리하다.
(광)전자 구조물의 캡슐화에 특히 이로운 것은 본 발명의 방법에 감압 접착제가 적용 동안 또는 적용 후에 가열되는 경우이다. 이러한 방식으로, 감압 접착제는 보다 효과적으로 유동할 수 있고, 이에 따라 (광)전자 장치 또는 이의 기판과 PSA 사이의 계면에서의 투과가 감소될 수 있다. 이에 따라, 유동 적용을 촉진시키기 위해 온도는 바람직하게 30℃ 초과, 더욱 바람직하게 50℃ 초과이어야 한다. 그러나, 온도는 (광)전자 장치에 손상을 주지 않기 위해 그 수준이 너무 높지 않게 선택되어야 한다. 온도는 가능한 한 120℃ 미만이어야 한다. 50℃ 내지 100℃의 온도가 최적 온도 범위인 것으로 나타났다. 예를 들어 초음파 가열 또는 유도 가열과 같은 상응하는 국소 가열 방법이 전자 구조물의 과열을 방지할 수 있는 경우에, 보다 높은 온도, 예를 들어 최대 250℃의 온도가 또한 유리한데, 왜냐하면 예를 들어 투과 배리어를 증가시키기 위한 가교 반응이 보다 높은 온도에서 더욱 용이하게 실행되기 때문이다.
투과물질에 대해 전자 장치를 캡슐화시키는 방법의 바람직한 구체예에서, 핫멜트 접착제 또는 감압 접착제는 접착 테이프의 형태로 제공될 수 있다. 이러한 제시 형태는 접착제의 특히 간단하고 균일한 적용을 가능케 한다.
일 구체예에서, 본원에서 일반적인 표현 "시트형 구조물" 또는 "접착 테이프"는 단면 또는 양면 상에 감압 접착제가 제공되는 캐리어 물질을 포함한다. 캐리어 물질은 모든 시트형 구조물을 포함하며, 이의 예로는 2차원적으로 연장된 필름 또는 필름 섹션, 연장된 길이 및 한정된 폭을 갖는 테이프, 테이프 섹션, 다이컷(diecut), 다층 배열(multilayer arrangement) 등이 있다. 또한, 표현 "시트형 구조물" 또는 "접착 테이프"는 또한 소위 "접착제 전사 테이프(adhesive transfer tape)", 즉, 캐리어를 지니지 않는 접착 테이프를 포함한다. 접착제 전사 테이프의 경우에서, 예를 들어 감압 접착제는 이형 코트가 제공되고/되거나 접착방지 특성을 갖는 가요성 라이너(liner) 사이에 또는 가요성 라이너에 적용되기 전에 적용된다. 적용을 위해, 제 1 라이너는 존재하는 경우에 먼저 제거되며, 접착제가 적용된 후에, 제 2 라이너가 제거된다. 이러한 방식으로, PSA는 (광)전자 장치의 2개의 표면을 직접적으로 연결시키기 위해 사용될 수 있다. 핫멜트 접착제의 경우에, 접착제 전사 테이프는 예를 들어 단지 핫멜트 접착제 자체를 포함하거나 또한 다른 하나 또는 두 개의 추가 라이너를 포함할 수 있다.
접착 테이프의 상이한 적용을 위하여, 본원에서 예를 들어 필름, 직조 직물, 부직포, 및 페이퍼와 같은 매우 다양한 캐리어들을 접착제와 조합시키는 것이 가능하다. 접착 테이프를 위한 캐리어 물질로서, 본 문맥에서 폴리머 필름, 필름 복합물, 또는 유기 및/또는 무기 층들이 제공된 필름 또는 필름 복합물을 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 필름/필름 복합물은 하기를 포함하나, 이로 제한되지는 않는, 필름 제조에 사용되는 임의의 통상적인 플라스틱으로 구성될 수 있다: 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 보다 특히 단일축 또는 이중축 신장에 의해 생성된 배향된 폴리프로필렌(OPP), 시클릭 올레핀 코폴리머(COC), 폴리비닐 클로라이드(PVC), 폴리에스테르, 특히 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 및 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 에틸렌-비닐 알코올(EVOH), 폴리비닐리덴 클로라이드(PVDC), 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF), 폴리아크릴로니트릴(PAN), 폴리카보네이트(PC), 폴리아미드(PA), 폴리에테르술폰(PES) 또는 폴리이미드(PI).
또한, 캐리어는 유기 또는 무기 코팅 또는 층과 조합될 수 있다. 이는 통상적인 기술, 예를 들어, 표면 코팅, 프린팅, 증기 코팅, 스퍼터링(sputtering), 공동사출 또는 라미네이션에 의해 수행될 수 있다. 예로는 실리콘 및 알루미늄의 옥사이드 또는 나이트라이드, 인듐-주석 옥사이드(ITO) 또는 졸-겔 코팅을 포함하지만, 이로 제한되지 않는다.
특히 바람직하게, 이러한 필름/필름 복합물, 특히 폴리머 필름에는 산소 및 수증기에 대한 투과 배리어가 제공되며, 이러한 투과 배리어는 패키징 섹터(packaging sector)에 대한 필요조건(WVTR < 10-1 g/(m2d); OTR < 10-1 cm3/(m2d bar))을 초과한다. 산소(OTR) 및 수증기(WVTR)에 대한 투과성은 DIN 53380 파트 3 및 ASTM F-1249 각각에 따라 결정된다. 산소 투과성은 23℃ 및 50%의 상대 습도에서 측정된다. 수증기 투과성은 37.5℃ 및 90%의 상대 습도에서 결정된다. 결과는 50 ㎛의 필름 두께에 대해 표준화된다.
또한, 바람직한 일 구체예에서, 필름/필름 복합물은, 이러한 접착 물품의 전체 구조물이 또한 투명한 형태이도록, 투명한 형태일 수 있다. 본원의 "투명도"는 가시광 영역 내에서 평균 투과율이 75% 이상, 바람직하게 90% 이상임을 나타낸다.
또한, 캐리어를 지닌 감압 접착 테이프 구체예에서, 전체 구조물의 최대 투과율은 사용되는 캐리어의 특성 및 구조물의 특성에 의존적이다.
전자 장치의 요건에 따르면, 본 방법의 특정한 일 구체예에서, 핫멜트 접착제 또는 PSA의 탄성 및 점성 특성, 및 또한 배리어 효과가 후속의 가교 반응에 의해 추가적으로 변화되는 것이 가능하다. 전자 장치에 적합된 형태에서, 이는 가열, 및 전자기 방사선조사, 바람직하게 UV 방사선조사, 전자 방사선조사 또는 감마 방사선조사 모두에 의해 발생할 수 있다. 이에 따라, 배리어 효과 및 접착 강도 둘 모두는 전자 구조물에 도입 후에 증가되는 것이 가능하다. 한편, 동시에, 핫멜트 접착제 또는 PSA의 높은 가요성은 바람직하게 유지된다.
특정 구체예에서 스펙트럼의 가시광선(약 400 nm 내지 800 nm 범위의 파장)에서 투명한 핫멜트 접착제 또는 PSA가 사용되는 것이 추가로 바람직하다. 그러나, 특정 적용에 대하여, 예를 들어 태양 전지의 경우에, 이러한 범위는 또한 규정된 UV 또는 IR 영역으로 확장될 수 있다. 바람직한 영역의 가시광 스펙트럼에서의 요망되는 투명도는 특히 무색 점착제 수지의 사용을 통해 달성될 수 있다. 이에 따라, 이러한 종류의 PSA는 전자 구조물 전역에 사용하기에 또한 적합하다. 에지 시일링과 대조적으로 전자 구조물의 대략 중심 배치의 경우의 전역 결합(full-area bonding)은 투과물질이 상기 구조물에 도달하기 전에 전체 영역을 통해 확산되는 장점을 제공한다. 이에 따라, 투과 경로가 현저히 증가된다. 예를 들어, 액체 접착제에 의한 에지 시일링에 비해 본 구체예의 연장된 투과 경로는 전체 장벽에 대해 긍정적인 결과를 갖는데, 이는 상기 투과 경로가 투과성에 반비례하기 때문이다.
사용되는 접착제는 바람직하게 주로 비닐방향족으로 형성된 폴리머 블록(A 블록), 바람직하게 스티렌, 및 주로 1,3-다이엔의 중합에 의해 형성된 폴리머 블록(B 블록), 바람직하게 부타디엔, 이소프렌 또는 이러한 두 모노머 모두의 혼합물을 포함하는 블록 코폴리머를 기반으로 한 접착제이다. 이러한 B 블록은 통상적으로 낮은 극성을 갖는다. 호모폴리머 및 코폴리머 블록 둘 모두는 바람직하게 B 블록으로서 사용될 수 있다.
A 및 B 블록으로부터 얻어진 블록 코폴리머는 동일하거나 상이한 B 블록을 포함할 수 있으며, 이는 일부, 선택적으로 또는 전부 수소화된 것일 수 있다. 블록 코폴리머는 선형 A-B-A 구조를 가질 수 있다. 마찬가지로, 방사상 구조의 블록 코폴리머, 및 성상(star-shaped) 및 선형 다중블록 코폴리머를 사용하는 것이 가능하다. 존재하는 추가 성분들은 A-B 다이블록 코폴리머를 포함할 수 있다. 비닐방향족 및 이소부틸렌의 블록 코폴리머는 마찬가지로 본 발명에 따른 적용을 위해 적합하다. 모든 상술된 폴리머는 단독으로 또는 이들의 혼합물로 사용될 수 있다.
또한, 상술된 블록 A 및 B 이외에 적어도 하나의 추가 블록, 예를 들어 A-B-C 블록 코폴리머를 포함하는 블록 코폴리머를 사용하는 것이 가능하다.
또한, 예를 들어 폴리메틸 메타크릴레이트와 같은, 실온 보다 높은 유리전이온도를 갖는 상이한 화학적 특성의 A 블록과 함께 상술된 B 블록을 사용하는 것이 인식될 수 있다.
유리한 일 구체예에서, 블록 코폴리머는 10 중량% 내지 35 중량%의 폴리비닐방향족 분율을 갖는다.
다른 바람직한 구체예에서, 비닐방향족 블록 코폴리머의 총 분율은, 전체 PSA를 기준으로 하여, 적어도 30 중량%, 바람직하게 적어도 40 중량% 및 더욱 바람직하게 적어도 45 중량%이다. 비닐방향족 블록 코폴리머의 부적절한 분율의 결과는, PSA의 응집력이 비교적 낮아진다는 것이다. 전체 비닐방향족 블록 코폴리머의 최대 분율은, 전체 PSA를 기준으로 하여, 80 중량% 이하, 바람직하게 70 중량% 이하이다. 비닐방향족 블록 코폴리머의 과도하게 높은 분율의 결과는 또한 PSA가 실제로 더 이상 점착성을 나타내지 않는다는 것이다.
사용되는 블록 코폴리머의 적어도 일부는 산-개질되거나 산 무수물-개질되는데, 이러한 개질은 대체로 불포화 모노카복실산 및 폴리카복실산 또는 이들의 무수물, 예를 들어 푸마르산, 이타콘산, 시트라콘산, 아크릴산, 말레산 무수물, 이타콘산 무수물 또는 시트라콘산 무수물, 바람직하게 말레산 무수물의 라디칼 그래프트 공중합에 의해 달성된다. 산 또는 산 무수물의 분율은 바람직하게 전체 블록 코폴리머를 기준으로 하여, 0.5 중량% 내지 4 중량%이다.
이러한 엘라스토머의 가교는 다양한 방식으로 일어날 수 있다. 한편으로, 산 또는 산 무수물 기는 가교제, 예를 들어 다양한 아민 또는 에폭시 수지와 반응될 수 있다.
사용되는 아민은 1차 및 2차 아민 또는 그밖의 아미드 및 질소 상에 직접 결합된 수소를 갖는 화합물과 같은 다른 질소-함유 화합물일 수 있다.
에폭시 수지는 대개 분자 당 하나 초과의 에폭사이드 기를 갖는 모노머 화합물 및 올리고머 화합물 둘 모두인 것으로 받아들여진다. 이러한 것들은 글리시딜 에스테르 또는 에피클로로히드린과 비스페놀 A 또는 비스페놀 F 또는 이 두 가지 비스페놀의 혼합물과의 반응 생성물일 수 있다. 마찬가지로, 에피클로로히드린을, 페놀과 포름알데히드의 반응 생성물과 반응시킴으로써 얻어진 에폭시 노볼락 수지를 사용하는 것이 가능하다. 에폭시 수지를 위한 희석제로서 사용되는, 두 개 이상의 말단 에폭사이드 기를 갖는 모노머 화합물이 또한 사용될 수 있다. 마찬가지로, 탄성적으로 개질된 에폭시 수지 또는 에폭사이드-개질된 엘라스토머, 예를 들어 에폭사이드화된 스티렌 블록 코폴리머, 예를 들어 Daicel로부터의 Epofriend를 사용하는 것이 가능하다.
에폭시 수지의 예에는 AralditeTM 6010, CY-281TM, ECNTM 1273, ECNTM 1280, MY 720, RD-2 (Ciba Geigy), DERTM 331, 732, 736, DENTM 432 (Dow Chemicals), EponTM 812, 825, 826, 828, 830 등 (Shell Chemicals), HPTTM 1071, 1079 (Shell Chemicals), 및 BakeliteTM EPR 161, 166, 172, 191, 194 등 (Bakelite AG)이 있다.
상업적 지방족 에폭시 수지의 예에는 비닐사이클로헥산 다이옥사이드, 예를 들어 ERL-4206, 4221, 4201, 4289 또는 0400 (Union Carbide Corp.)이 있다.
탄성화된 엘라스토머는 Noveon으로부터 상품명 Hycar로 입수 가능하다.
에폭사이드 희석제, 두 개 이상의 에폭사이드 기를 갖는 모노머 화합물에는, 예를 들어 BakeliteTM, EPD KR, EPD Z8, EPD HD, EPD WF, 등 (Bakelite AG) 또는 PolypoxTM R9, R12, R15, R19, R20 등 (UCCP)이 있다.
이러한 반응에서, 또한 통상적으로 촉진제(accelerant)가 사용된다. 이러한 촉진제는 예를 들어 3차 아민 또는 개질된 포스핀, 예를 들어 트리페닐포스핀의 기로부터 유래할 수 있다.
아민과의 반응이 종종 실온에서도 일어나지만, 에폭시 수지와의 가교는 일반적으로 상승된 온도에서 진행된다.
두번째 가교 가능성은 금속 킬레이트에 의해 일어난다. 말레산 무수물-개질된 블록 코폴리머를 금속 킬레이트로 가교시키는 것은 EP 1 311 559 B1호로부터 공지되어 있는데, 여기서 블록 코폴리머 혼합물의 응집력의 증가가 기재되어 있다. 그러나, (광)전자 장치 구조물에서 사용하는 것에 대해 언급된 바 없다.
금속 킬레이트의 금속은 2, 3, 4 또는 5 주족 및 전이 금속으로부터의 금속일 수 있다. 예를 들어, 알루미늄, 주석, 티타늄, 지르코늄, 하프늄, 바나듐, 니오븀, 크롬, 망간, 철, 코발트, 및 세륨이 특히 적합하다. 알루미늄 및 티타늄이 특히 바람직하다.
킬레이트 가교를 위하여, 하기 화학식으로 표시될 수 있는, 다양한 금속 킬레이트를 사용하는 것이 가능하다:
(R1O)nM(XR2Y)m
상기 식에서,
M은 상기에 기술된 금속이며,
R1은 알킬 또는 아릴 기, 예를 들어 메틸, 에틸, 부틸, 이소프로필 또는 벤질이며;
n은 0 또는 보다 큰 정수이며;
X 및 Y는 산소 또는 질소이고, 각 경우에 또한 이중 결합에 의해 R2에 연결될 수 있으며;
R2는 X 및 Y를 연결시키고 분지될 수 있거나, 사슬에 산소 또는 다른 헤테로원자를 포함할 수 있는 알킬렌 기이며;
m은 적어도 1의 정수이다.
바람직한 킬레이트 리간드는 하기 화합물들의 반응으로부터 얻어진 킬레이트 리간드이다: 트리에탄올아민, 2,4-펜탄디온, 2-에틸-1,3-헥산디올 또는 락트산. 특히 바람직한 가교제에는 알루미늄 아세틸아세토네이트 및 티타닐 아세틸아세토네이트가 있다.
본원에서 산 및/또는 산 무수물 기와, 아세틸아세토네이트 기 간의 선택된 비는 최적의 가교를 달성하기 위해 대략적으로 동일해야 하며, 약간 과량의 가교제가 양호한 효과를 나타내는 것을 입증되었다. 그러나, 무수물 기와 아세틸아세토네이트 기 간의 비는 다양할 수 있는데, 이러한 경우에, 충분한 가교를 위하여, 두 개의 기 중 어떠한 것도 5배 몰 초과의 과량으로 존재하지 않아야 한다.
놀랍게도, 킬레이트-가교된, 산- 또는 산 무수물-개질된 비닐방향족 블록 코폴리머를 포함하는 PSA는 또한 매우 낮은 수증기 및 산소 투과능력을 나타낸다. 이는 산 무수물 및 금속 킬레이트로서 극성 성분들을 갖는 PSA에서는 예상되지 못하는 것이다.
다른 바람직한 구체예에서, PSA는, 적어도 하나의 비닐방향족 블록 코폴리머 이외에, 요망되는 방식으로 접착력을 증가시키기 위해 적어도 하나의 점착제 수지를 포함한다. 점착제 수지는 블록 코폴리머의 엘라스토머 블록과 양립되어야 한다.
PSA 내의 점착제로서, 예를 들어, 로신(rosin) 및 로신 유도체를 기반으로 하는 수소첨가되지 않거나, 부분적으로 수소첨가되거나 완전히 수소첨가된 수지, 디사이클로펜타디엔의 수소첨가된 폴리머, C5, C5/C9 또는 C9 모노머 스트림을 기반으로 하는 수소첨가되지 않거나, 부분적으로 수소첨가되거나, 선택적으로 수소첨가되거나, 완전히 수소첨가된 탄화수소 수지, α-피넨 및/또는 β-피넨 및/또는 δ-리모넨을 기반으로 하는 폴리테르펜 수지, 바람직하게 순수한 C8 및 C9 방향족의 수소첨가된 폴리머를 사용하는 것이 가능하다. 상기 언급된 점착제 수지는 단독으로 및 혼합물 상태의 둘 모두로 사용될 수 있다. 실온에서 고체인 수지 및 액체 수지 둘 모두가 사용될 수 있다. 높은 에이징 안정성 및 UV 안정성을 보장하기 위해, 적어도 90%, 바람직하게 적어도 95%의 수소첨가 정도를 갖는 수소첨가된 수지가 바람직하다.
또한, 30℃를 초과하는 DACP(디아세톤 알코올 흐림점(cloud point)) 및 50℃를 초과하는 MMAP(혼합된 메틸사이클로헥산 아닐린 포인트), 보다 특히 37℃를 초과하는 DACP 및 60℃를 초과하는 MMAP를 갖는 비극성 수지가 바람직하다. DACP 및 MMAP 값은 각각 특정 용매(DACP에 대해, 1:1 중량부의 자일렌 및 4-하이드록시-4-메틸-2-펜타논의 용매 혼합물; 및 MMAP에 대해, 1:2 중량부의 메틸사이클로헥산 및 아닐린의 용매 혼합물) 중의 용해도를 나타낸다. 이러한 범위의 선택은 특히 높은 투과 배리어, 특히 수증기와 관련하여 높은 투과 배리어를 발생시킨다.
추가로, 95℃ 초과, 특히 100℃ 초과의 연화 온도(링 및 볼; DIN EN ISO 4625에 따라 측정됨)를 갖는 수지가 바람직하다. 이러한 선택은 특히 높은 투과 배리어, 특히 산소와 관련하여 높은 투과 배리어를 형성시킨다. 연화점은 유리, 비정질 또는 반결정질 폴리머가 경질-탄성, 유리질 상태에서 연질 상태로 전이를 일으키는 온도(또는 온도 범위)로서 이해된다. 이러한 연화점에서 이러한 물질의 경도 감소는 예를 들어, 연화점에 도달하였을 때 물질의 샘플 상에 하중 하에 탑재된 바디가 이러한 물질로 가압된다는 사실로부터 명확하게 된다. 연화점은 원칙적으로 유리전이온도 보다 높지만, 대부분의 폴리머에 대하여 폴리머가 액체 상태로의 완전한 전이를 일으키는 온도 보다 훨씬 낮다.
다른 한편으로, 이의 목적이 결합 강도의 증가를 달성시키기 위한 것인 경우에, 95℃ 미만, 보다 특히 90℃ 미만의 연화 온도를 갖는 수지가 특히 바람직하다.
통상적으로 이용될 수 있는 다른 첨가제는,
● 가소제, 예를 들어, 가소제 오일, 또는 저분자량의 액체 폴리머, 예를 들어, 저분자량의 폴리부텐,
● 일차 항산화제, 예를 들어, 입체 장애 페놀,
● 이차 항산화제, 예를 들어, 포스파이트 또는 티오에테르,
● 공정중(in-process) 안정화제, 예를 들어, C 라디칼 스캐빈저,
● 광 안정화제, 예를 들어, UV 흡수제 또는 입체 장애 아민,
● 가공 보조제,
● 말단블록 강화(endblock reinforcer) 수지, 및
● 임의로, 바람직하게 엘라스토머 종류의 추가 폴리머를 포함하고; 따라서 이용될 수 있는 엘라스토머는 특히 순수한 탄화수소를 기반으로 하는 엘라스토머, 예를 들어, 불포화 폴리디엔, 예를 들어, 천연 또는 합성 생성된 폴리이소프렌 또는 폴리부타디엔, 화학적으로 실질적으로 포화된 엘라스토머, 예를 들어, 포화 에틸렌-프로필렌 코폴리머, α-올레핀 코폴리머, 폴리이소부틸렌, 부틸 고무, 에틸렌-프로필렌 고무, 및 또한 화학적으로 작용성화된 탄화수소, 예를 들어, 할로겐, 아크릴레이트, 알릴 또는 비닐 에테르를 함유하는 폴리올레핀을 포함한다.
본 발명의 일 구체예에서, PSA는 또한 충전제를 포함하며; 이의 언급될 수 있는 예는 알루미늄, 실리콘, 지르코늄, 티타늄, 주석, 아연 또는 철, 또는 알칼리 금속 또는 알칼리토금속의 옥사이드, 하이드록사이드, 카보네이트, 니트라이드, 할라이드, 카바이드 또는 혼합된 옥사이드/하이드록사이드/할라이드 화합물을 포함하나, 이로 제한되지는 않는다. 이러한 충전제는 본질적으로 점토, 예를 들어, 알루미늄 옥사이드, 베마이트(boehmite), 바이어라이트(bayerite), 깁사이트(gibbsite), 다이아스포(diaspore) 등이다. 특히 적합한 것은 필로실리케이트(phyllosilicate), 예를 들어, 벤토나이트(bentonite), 몬트모릴로나이트(montmorillonite), 하이드로탈시트(hydrotalcite), 헥토라이트(hectorite), 카올리나이트(kaolinite), 베마이트, 운모(mica), 버미쿨라이트(vermiculite) 또는 이들의 혼합물이다. 그러나, 카본 블랙 또는 탄소의 다른 변형체, 예를 들어, 탄소 나노튜브를 사용하는 것이 또한 가능하다.
비닐방향족 블록 코폴리머를 기반으로 한 바람직한 접착제 이외에, 또한 당업자에게 공지되고 폴리이소부틸렌, 폴리올레핀, 폴리아미드, 폴리에스테르 및 폴리우레탄을 기반으로 한 접착제를 사용하는 것이 가능하다.
하나의 추가의 바람직한 접착제 그룹은 열활성 접착제에 의해 형성된다.
적어도 하나의 열활성 결합 접착제로서, 원칙적으로 모든 통상적인 열활성 결합 접착제 시스템을 사용하는 것이 가능하다. 열활성 결합 접착제는 원칙적으로 두 개의 부류, 즉 열가소성 열활성 결합 접착제(핫멜트 접착제) 및 반응성 열활성 결합 접착제(반응성 접착제)로 나누어질 수 있다. 이러한 세분화는 또한 두 개의 분류, 즉 반응성 열가소성 열활성 결합 접착제(반응성 핫멜트 접착제)로 지정될 수 있는 접착제를 포함한다.
열가소성 접착제는 가열 시에 가역적으로 연화하고 냉각 과정에서 다시 고형화되는 폴리머를 기반으로 한 것이다. 이와는 반대로, 반응성 열활성 결합 접착제는 반응성 성분들을 포함한다. 후자의 구성성분들은 또한 "반응성 수지"로서 지칭되는데, 이는 가열 시에 가교 공정을 개시하고, 가교 반응이 끝난 후에, 심지어 압력 하에서도 영구적인 안정한 결합을 확보한다. 이러한 종류의 열가소성 접착제는 바람직하게 또한 탄성 구성성분을 포함하는데, 이의 예에는 합성 니트릴 고무가 있다. 이러한 탄성 구성성분들은 이들의 높은 흐름 점도로 인하여, 열활성 결합 접착제에 심지어 압력 하에서도 특히 높은 치수 안정성을 제공한다.
순수하게 일 예로서, 본 발명과 관련하여 특히 유리한 것으로서 나타나는 다수의 통상적인 열활성 결합 접착제의 시스템이 하기에 기술된다.
이에 따라, 열가소성 열활성 결합 접착제는 열가소성 베이스 폴리머를 포함한다. 이러한 폴리머는 심지어 낮은 인가 압력 하에서도 양호한 흐름 거동을 가지며, 이에 따라 영구 결합의 내구성과 관련된 최종 결합 강도는 짧은 인가 압력 시간 내에서 일어나며, 이에 따라 심지어 거칠거나 그밖에 불리한(critical) 기판에 대해 빠른 결합이 가능하다. 열가소성 열활성 결합 접착제로서, 당해 분야에 공지된 모든 열가소성 접착제를 사용하는 것이 가능하다.
대표적인 조성물은 예를 들어 EP 1 475 424 A1호에 기술되어 있다. 이에 따라, 열가소성 접착제는 예를 들어 폴리올레핀, 에틸렌-비닐 아세테이트 코폴리머, 에틸렌-에틸 아크릴레이트 코폴리머, 폴리아마이드, 폴리에스테르, 폴리우레탄 또는 부타디엔-스티렌 블록 코폴리머 중 하나 이상을 포함하거나 이로 이루어질 수 있다. 예를 들어 유리 결합 기판의 결합과 같은 특수 사용 분야를 위해 특히 적합한 다른 열가소성 접착제는 EP 1 956 063 A2호에 기술되어 있다. 용융 점도가 예를 들어 흄드 실리카, 카본 블랙, 카본 나노튜브 및/또는 블랜드 구성성분들로서의 추가 폴리머의 첨가와 같이 레올로지 첨가제에 의해 상승된 열가소성 접착제를 사용하는 것이 바람직하다.
대조적으로, 반응성 열활성 결합 접착제는 유리하게 엘라스토머 베이스 폴리머 및 개질제 수지를 포함하며, 이러한 개질제 수지는 점착제 수지 및/또는 반응성 수지를 포함한다. 엘라스토머 베이스 폴리머를 사용함으로써, 우수한 치수 안정성을 지닌 접착제 층을 수득하는 것이 가능하다. 반응성 열활성 결합 접착제로서, 각 경우에 특정 적용과 함께, 당해 분야에 공지된 모든 열활성 결합 접착제를 사용하는 것이 가능하다.
또한, 본원에서, 예를 들어 니트릴 고무 또는 이의 유도체, 예를 들어 니트릴-부타디엔 고무 또는 이러한 베이스 폴리머의 혼합물(블랜드)을 기반으로 하고 추가적으로 반응성 수지, 예를 들어 페놀성 수지를 포함하는 반응성 열활성 결합 필름이 포함되며, 이러한 하나의 제품은 예를 들어 상품명 tesa 8401로 상업적으로 입수 가능하다. 이의 높은 흐름 점도로 인하여, 니트릴 고무는 열활성 결합 필름에 현저한 치수 안정성을 제공하여, 가교 반응을 수행한 후에 플라스틱 표면 상에 높은 결합 강도를 실현시킬 수 있다.
물론, 다른 반응성 열활성 결합 접착제, 예를 들어 50 중량% 내지 95 중량%의 질량 분율의 결합성 폴리머 및 5 중량% 내지 50 중량%의 질량 분율의 에폭시 수지 또는 두 개 이상의 에폭시 수지의 혼합물을 포함하는 접착제가 사용될 수 있다. 이러한 경우에 결합성 폴리머는 유리하게 40 중량% 내지 94 중량%의 일반식 CH2=C(R1)(COOR2) (R1은 H 및 CH3를 포함하는 군으로부터 선택된 라디칼이며, R2는 H 및 1개 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 선형 또는 분지형 알킬 사슬을 포함하는 군으로부터 선택된 라디칼임)의 아크릴산 화합물 및/또는 메타크릴산 화합물, 5 중량% 내지 30 중량%의 적어도 하나의 산 기, 보다 특히 카복실산 기 및/또는 설폰산 기 및/또는 포스폰산 기를 갖는 제 1 공중합가능한 비닐 모노머, 1 중량% 내지 10 중량%의 적어도 하나의 에폭사이드 기 또는 산 무수물 작용기를 갖는 제 2 공중합가능한 비닐 모노머, 및 0 중량% 내지 20 중량%의 제 1 공중합가능한 비닐 모노머의 작용기 및 제 2 공중합가능한 비닐 모노머의 작용기와는 다른 적어도 하나의 작용기를 갖는 제 3 공중합가능한 비닐 모노머를 포함한다. 이러한 종류의 접착제는 빠른 활성화를 갖는 결합을 허용하며, 이러한 최종 결합 강도는 단지 짧은 시간 내에 달성되며, 그 결과로, 전체적으로 비극성 기판에 대한 효과적으로 접착하는 연결이 확보된다.
사용될 수 있고 특정 장점을 제공하는 다른 반응성 열활성 결합 접착제는 40 중량% 내지 98 중량%의 아크릴레이트 함유 블록 코폴리머, 2 중량% 내지 50 중량%의 수지 성분, 및 0 중량% 내지 10 중량%의 경화제 성분을 포함한다. 수지 성분은 결합 강도 향상(점착부여) 에폭시 수지, 노볼락 수지 및 페놀성 수지를 포함하는 군으로부터 선택된 하나 이상의 수지를 포함한다. 경화제 성분은 수지 성분으로부터 수지를 가교시키기 위해 사용된다. 폴리머 내에서의 강력한 물리적 가교로 인하여, 이러한 종류의 포뮬레이션은 큰 전체 두께를 갖는 접착제 층이 결합의 견고성에 대해 전체적인 손상 없이 얻어질 수 있다는 특별한 장점을 제공한다. 결과적으로, 이러한 접착제 층은 기판에서의 불균질성을 보상하기 위해 특히 적합하다. 또한, 이러한 종류의 접착제는 양호한 에이징 내성을 특징으로 하고 전자장치 세그먼트에서의 여러 결합을 위해 특히 요망되는 특징인 단지 매우 낮은 수준의 탈기(outgassing)를 나타낸다.
PSA의 충전제로서, 나노스케일 및/또는 투명한 충전제를 사용하는 것이 바람직하다. 본 문맥에서, 충전제는, 하나 이상의 치수에서 약 100 nm, 바람직하게 약 10 nm의 최대 범위를 갖는 경우에 나노스케일로 지칭된다. 접착제 내에서 투명하고, 균일한 분포와 함께 작은 판 형태의 미세결정(crystallite) 구조 및 높은 종횡비(aspect ratio)를 갖는 충전제를 이용하는 것이 특히 바람직하다. 작은 판 유사 미세결정 구조 및 100을 초과하는 종횡비를 갖는 충전제는 단지 수 nm의 두께를 갖지만, 미세결정의 길이 및/또는 폭은 수 ㎛ 이하일 수 있다. 이러한 충전제는 마찬가지로 나노입자로 지칭된다. 또한, 작은 치수를 갖는 충전제의 미립자 형태는 PSA의 투명화에 특히 유리하다.
접착제 매트릭스 내의 상기 기재된 충전제에 의한 미로-유사(labyrinth-like) 구조의 구성을 통해, 확산 경로, 예를 들어, 산소 및 수증기에 대한 확산 경로가, 접착제의 층을 통한 이의 투과가 감소되는 방식으로 연장된다. 결합제 매트릭스 내에서의 상기 충전제의 개선된 분산성을 위해, 상기 충전제는 유기 화합물로 표면-개질될 수 있다. 상기 충전제의 사용 자체는, 예를 들어, US 2007/0135552 A1호 및 WO 02/026908 A1호에 공지되어 있다.
본 발명의 또 다른 유리한 구체예에서, 산소 및/또는 수증기와 특정의 방식으로 상호작용할 수 있는 충전제가 또한 사용된다. (광)전자 장치 내로 침투하는 수증기 또는 산소는 이들 충전제에 의해서 화학적으로 또는 물리적으로 결합된다. 이들 충전제는 또한 게터(getter), 스캐빈저(scavenger), 건조제 또는 흡수제로 지칭된다. 이러한 충전제는, 일 예로서 산화 가능한 금속, 금속 및 전이금속의 할라이드, 염, 실리케이트, 옥사이드, 하이드록사이드, 설페이트, 설파이트, 카보네이트, 퍼클로레이트 및 변형물을 포함한 활성탄을 포함하지만, 이로 제한되지 않는다. 이러한 예로는 코발트 클로라이드, 칼슘 클로라이드, 칼슘 브로마이드, 리튬 클로라이드, 아연 클로라이드, 아연 브로마이드, 실리콘 다이옥사이드(실리카겔), 알루미늄 옥사이드(활성화된 알루미늄), 칼슘 설페이트, 구리 설페이트, 소듐 디티오나이트, 소듐 카보네이트, 마그네슘 카보네이트, 티타늄 다이옥사이드, 벤토나이트, 몬트모릴로나이트, 규조토(diatomaceous earth), 제올라이트 및 알칼리금속 및 알칼리토금속의 옥사이드, 예컨대, 바륨 옥사이드, 칼슘 옥사이드, 철 옥사이드, 및 마그네슘 옥사이드, 또는 그밖의 카본 나노튜브가 있다. 추가로, 유기 흡수제, 예컨대, 폴리올레핀 코폴리머, 폴리아미드 코폴리머, PET 코폴리에스테르 또는 예를 들어, 일반적으로 촉매, 예컨대, 코발트와 함께 사용되는 하이브리드 폴리머를 기재로 한 다른 흡수제를 사용하는 것이 또한 가능하다. 추가의 유기 흡수제는, 예를 들어, 낮은 가교도를 지니는 폴리아크릴산, 아스코르베이트, 글루코스, 갈산 또는 불포화 지방 및 오일이다.
배리어 효과 면에서 충전제의 활성을 최대화하기 위해서, 이들의 분율은 너무 적지 않아야 한다. 이러한 분율은 바람직하게 5 중량% 이상, 더욱 바람직하게 10 중량% 이상 및 아주 바람직하게 15 중량% 이상이다. 통상적으로, 충전제의 분율은, PSA의 결합 강도를 과도하게 저하시키지 않으면서 또는 다른 성질에 악영향을 미치지 않으면서, 가능한 한 높게 사용된다. 이에 따라, 일 구체예로, 분율은 95중량% 이하, 바람직하게 70중량% 이하, 더욱 바람직하게 50중량% 이하이다.
충전제에 대해서는 아주 미세한 분할 및 아주 높은 표면적이 또한 유리하다. 이는 더 큰 효율성 및 더 높은 부하 용량을 허용하며, 특히, 나노스케일 충전제를 사용함으로써 달성된다.
대기압 하에서의 라미네이션과는 상반되게, 심지어 비닐방향족 블록 코폴리머를 기반으로 하거나 그밖에 폴리이소부틸렌을 기반으로 한 가교되지 않은 접착제는, 추가적으로 배리어 층을 지닌 두 개의 폴리에스테르 필름 간에 결합될 때, 85℃ 및 85% 상대습도에서 저장 후에 기포을 발생시키지 않는다.
바람직한 일 구체예에서, 핫멜트 접착제 또는 PSA의 휘발성 유기 화합물(VOC) 함량은, VDA 277에 따라서 측정하는 경우에, 접착제의 1 그램(g)당 50㎍ 이하의 탄소, 특히, 10 ㎍ C/g 이하이다. 이는 전자 구성물의 유기 재료와의 우수한 양립성의 이점 및 또한 존재하는 어떠한 기능성 층, 예컨대, 인듐-주석 옥사이드와 같은 전도성 금속 옥사이드의 투명층 또는 고유한 전도성 폴리머의 유사한 층과의 우수한 양립성의 이점을 지닌다. 또한, 진공은, 탈기성이 낮을 때 더욱 용이하게 생성될 수 있다.
핫멜트 또는 PSA 중 어느 하나는 전자 장치의 전역 결합을 위해 사용될 수 있거나, 적절한 전환 후에, 다이컷(diecut), 롤 또는 다른 성형체가 PSA 또는 감압 접착 테이프로부터 생산될 수 있다. 이어서, 감압 접착제/테이프의 상응하는 다이컷 및 성형체는 바람직하게 예를 들어 전자 장치의 에지 주변 또는 경계의 형태로 결합되는 기판에 접착된다. 다이컷 또는 성형체의 형태의 선택은 제한되지 않으며, 전자 장치의 유형에 따라서 선택된다. 액체 접착제와 비교하여, 투과물질의 측면 투과에 의해서 투과 경로 길이의 증가를 통해서, 전역 라미네이션(full-area lamination)의 가능성이 접착제의 배리어 성질에 유리한데, 그 이유는 투과 경로 길이가 투과에 반비례로 작용하기 때문이다.
접착제가 캐리어를 지니는 시트형 구조물의 형태로 제공되는 경우에, 캐리어의 두께는 바람직하게 약 1 ㎛ 내지 약 350 ㎛, 더욱 바람직하게 약 4 ㎛ 내지 약 250 ㎛, 더욱더 바람직하게 약 12 ㎛ 내지 약 150 ㎛ 범위인 것이 바람직하다. 최적의 두께는 전자 장치, 최종 적용 및 PSA의 형태의 본질에 의존한다. 1 내지 12 ㎛ 범위의 아주 얇은 캐리어가 전체적으로 작은 두께를 지니는 것을 의도하는 전자 구조물과 함께 사용되지만, 이는 비용 및 구조물내로의 통합의 복잡성을 증가시킨다. 캐리어를 통한 증가된 투과 배리어 및 구조물의 견고성에 중점을 두는 경우에, 150 내지 350 ㎛의 아주 두꺼운 캐리어가 사용되는데; 보호 효과는 캐리어에 의해서 증가되지만, 구성물의 가요성은 감소된다. 12 내지 150 ㎛의 바람직한 범위가 대부분의 전자 구성물에 대한 캡슐화 용액으로서 최적의 절충을 나타낸다.
본 발명의 추가의 상세사항, 목적, 특징 및 이점이 바람직한 예시적인 구체예를 참조로 이하 더욱 상세히 설명된다.
도 1은 진공 챔버에서 구현된 본 발명의 방법을 도시한 것이다.
도 2는 진공 박스를 이용한 부분 진공 발생을 포함한 본 발명의 방법을 도시한 것이다.
도 3은 연속적인 변형에서 이용되는 본 발명의 방법을 도시한 것으로서, 여기서 진공은 본 발명의 장치와 마찬가지로 부분적으로 생성된다.
도 4는 캡슐화된 (광)전자 장치의 일 구체예를 도시한 것이다.
이러한 도면에서 참조 번호는 하기 의미를 갖는다:
1 기판
2 전자 구조물
3 핫멜트 또는 PSA 접착제를 포함하는 시트형 구조물(접착 테이프)
4 라미네이션 롤
41 제 2 라미네이션 롤
5 진공 챔버
6 진공 박스
7 시일링 롤
8 기판
9 커버
21 유리판
22 접착제
23 칼슘 미러
24 얇은 유리판
25 접착제 전사 테이프
26 PET 필름
기술된 모든 대표적인 구체예에서, 접착제는 접착 테이프(3) 형태로 적용된다. 이는 원칙적으로 캐리어를 지닌 양면 접착 테이프 또는 접착제 전사 테이프일 수 있다. 본 문맥에서, 접착제 전사 테이프 구체예가 선택된다.
접착제 전사 테이프로서 존재하거나 시트형 구조물 상에 코팅된 접착제의 두께는 바람직하게 약 1 ㎛ 내지 약 150 ㎛, 더욱 바람직하게 약 5 ㎛ 내지 약 75 ㎛, 및 매우 바람직하게 약 12 ㎛ 내지 50 ㎛이다. 50 ㎛ 내지 150 ㎛의 두꺼운 층 두께는, 기판에 대한 향상된 접착력을 달성하고/거나 전자 구조물 내에서의 감쇠 효과(damping effect)를 달성하기 위할 때 사용된다. 그러나, 이의 단점은 투과 단면의 증가에 있다. 1 ㎛ 내지 12 ㎛의 얇은 층 두께는 투과 단면을 감소시키며, 이에 따라 전자 구조물의 측면 투과 및 전체 두께를 감소시킨다. 그러나, 기판에 대한 접착력이 감소한다. 특히 바람직한 두께 범위 내에서, 낮은 접착제 두께 및 그 결과 투과를 감소시키는 낮은 투과 단면과, 충분한 접착 결합을 형성시키기 위한 충분히 두꺼운 접착제 필름 간에 양호한 균형이 유지된다. 최적의 두께는 전자 구조물, 최종 적용, 접착제의 구성, 및 임의적으로 시트형 기판에 의존적이다.
본 방법의 바람직한 일 구체예에서, 전자 장치는 진공 중에서 접착제 자체를 포함하는 시트형 구조물과 접촉하기 전에 기판 상에 형성된다. 전자기기를 위한 여러 생산 공정은 예를 들어 전극 또는 전기활성 층을 증착시키거나 패턴화하기 위하여, 진공 증착 또는 패턴화 기술을 필요로 한다. 이의 일 예에는 소위 소분자를 포함하는 유기 발광 다이오드가 있다. 여기에서 장점은 감압 접착제 시트형 구조물이 후속적으로 이상적으로 기하학적으로 별도의 작업 구역에서 이전 단계와 동일한 작업 진공에서 적용될 수 있다는 것으로서, 이는 중간 가스 접촉(예를 들어, 공기, 불활성 가스)의 결과로서 기능적 손상을 초래하는 전자 장치의 표면의 오염을 나타내지 않음을 의미한다.
본 방법의 하나의 바람직한 버젼에서, 기판 상의 전자 장치에는 접착제를 포함하는 시트형 구조물과 접촉시키기 전에 박막 캡슐화가 제공된다. 이러한 방법은 일반적으로 진공 중에서 수행되고 예를 들어 Vitex (USA)와 같은 회사로부터 입수 가능하다. 여기에서의 장점은, 감압 접착제 시트형 구조물이 이전 단계와 동일한 작업 진공에서 적용될 수 있으며, 이에 따라 중간 가스 접촉(예를 들어, 공기, 불활성 가스)의 결과로서 표면을 오염시키지 않을 수 있다는 것이다.
도 4는 캡슐화된 전자 장치의 일 구체예를 도시한 것이다. 또한, 기판(1) 상에 배치되고 기판(1)에 의해 아래에서부터 캡슐화되는 전자 구조물(2)이 도시되어 있다. 전자 구조물의 위 그리고 측면 쪽으로, PSA(3)는 전 구역에 걸쳐 배치된다. 이에 따라, 이러한 위치에서, 전자 구조물(2)은 PSA(3)에 의해 캡슐화된다. 이후에, 커버(9)는 PSA(3)에 적용된다. 이러한 커버(9)는 반드시 까다로운 배리어 요건을 준수할 필요가 없는데, 왜냐하면 배리어가 PSA(3)에 의해 이미 제공되기 때문이다. 예를 들어, 커버(9)는 단지 기계적 보호 기능을 채용할 수 있지만, 추가적으로 투과 배리어(permeation barrier)로서 제공될 수 있다.
도 4와 관련하여, 본 경우에, 도면은 개략도임을 주지해야 한다. 특히, 여기서 및 바람직하게 각각의 경우에, PSA(3)는 균일한 층 두께로 적용됨이 그러한 도면에서 자명하지 않다. 따라서, 전자 구조물에 대한 전이 포인트에서는, 도면에서 나타나고 있는 바와 같은, 예리한 에지가 없으며, 그 대신에, 전이부는 완만(fluid)하고, 약간의 충전되지 않거나 가스-충전된 영역이 유지될 수 있다. 그러나, 임의적으로, 기판에 대한 맞춤이 또한 있을 수 있으며, 적용이 진공하에서 수행되는 경우에 특히 그러하다. 또한, PSA는 국소적으로 상이한 범위로 압축되며, 그에 따라서, 흐름 공정의 결과로서, 에지 구조물에서의 높이 차의 특정의 보상작용이 있을 수 있다. 치수는 또한 실제 치수가 아니며, 단지 더 쉽게 나타내기 위한 것이다. 특히, 전자 구조물은 그 자체가 일반적으로 비교적 평평한 형태(종종 1 ㎛ 두께 미만)이다.
실시예
투과성
산소 투과성(OTR) 및 수증기 투과성(WVTR)이 각각 DIN 53380 part 3 및 ASTM F-1249에 따라서 측정되었다. 이러한 목적을 위해서, 접착제를 캐리어 물질 없이 50 ㎛의 층 두께에서 측정하였다. 산소 투과성의 경우에, 측정은 50% 상대습도의 23℃에서 수행되었다. 수증기 투과성이 90% 상대습도의 37.5℃에서 측정되었다.
수명 시험
전자 구성물의 수명의 측정하기 위한 수단으로서, 칼슘 시험이 이용되었다. 이는 도 5에 도시되어 있다. 이러한 목적으로, 진공 중에서 20 × 20mm2 치수의 얇은 칼슘 층(23)을 유리판(21) 상에 증착시키고, 이후에 질소 대기 하에서 저장시켰다. 칼슘 층(23)의 두께는 대략 100nm이다. 칼슘 층(23)을 시험 하의 접착제(22) 및 또한 캐리어 물질로서 얇은 유리 시트(24)(35 ㎛, Schott)를 특징으로 하는 접착 테이프(26×26mm2)를 사용하여 캡슐화하였다. 안정화시키기 위하여, 얇은 유리 시트를 높은 광학적 투명도의 감압 아크릴레이트 접착제의 50 ㎛ 접착제 전사 테이프(25)를 사용하여 100 ㎛ PET 필름(26)으로 라미네이션하였다. 접착제(22)가 모든 측면(A-A)에서 3 mm로 돌출하는 여백을 갖게 칼슘 미러(23)로 덮혀지도록 접착제(22)를 유리판(21)에 적용하였다. 불침투성 유리 캐리어(24)의 결과로서, 단지 PSA를 통한 투과가 확인되었다.
이러한 시험은, 예를 들어, 문헌[A. G. Erlat et. al. in "47th Annual Technical Conference Proceedings - Society of Vacuum Coaters", 2004, pages 654-659, 및 M. E. Gross et al. in "46th Annual Technical Conference Proceedings - Society of Vacuum Coaters", 2003, pages 89-92]에 기재된 바와 같이, 수증기 및 산소와 칼슘의 반응을 기초로 한다. 칼슘 층의 광투과도가 모니터링되며, 칼슘 하이드록사이드와 칼슘 옥사이드로의 전환에 의해서 증가한다. 기술된 시험 셋-업에서, 이는 에지로부터 일어나며, 이에 따라 칼슘 미러의 가시 영역에서 감소된다. 칼슘 미러의 구역을 이등분하는데 소요되는 시간은 수명이라 칭한다. 선택된 측정 조건은 60℃ 및 90% 상대습도였다. 시편은 전역 형태로 기포 없이 25 ㎛의 PSA의 층 두께로 결합되었다. 측정값(h)은 3회의 개별 측정의 평균값으로서 얻어졌다.
기포 시험
접착제 전사 필름을, 무기 배리어 층이 제공되고 25 ㎛의 두께를 갖는 PET 배리어 필름(ASTM F-1249 및 DIN 53380 Part 3, 및 상술된 조건에 따르면, WVTR = 8 x 10-2 g/m2*d 및 OTR = 6 x 10-2 cm3/m2*d*bar)에 결합시키고, 하기에 명시된 방법에 따라 실온(23℃)에서 라미네이션하였다. 이어서, 접착제의 제 2 측면에 하기에 다시 명시된 것과 동일한 필름으로 라미네이션시켰는데, 그 이전에 실리콘처리된 PET 필름을 제거하였다. 24 시간의 박리 증가 시간 후에, 제조된 시편을 85℃ 및 85% 상대습도에서 20 시간 동안 저장하였다. 어셈블리에서 기포가 발생되는지를 평가하고, 만일 발생되는 경우, 어셈블리에서 기포가 언제 발생되는 지를 평가하고, cm²당 기포의 갯수, 및 이들의 평균 크기를 평가하였다. 첫번째 기포가 나타나는데 소요되는 시간을 기록하였다.
결합 강도
결합 강도는 다음과 같이 측정되었다: 사용되는 규정된 기판은 강(steel) 표면, 폴리에스테르 표면(PET) 및 폴리에틸렌 표면(PE)이었다. 조사하의 결합 가능한 시트형 엘리먼트는 손잡이 부분이 제공된 20mm 폭 및 약 25cm 길이로 절단되었으며, 그 직후에, 10m/분의 진행 속도를 갖는 4kg 중량의 강 롤러(steel roller)를 이용하여 각각 선택된 기판상으로 5회 가압하였다. 그 직후에, 결합가능한 시트형 엘리먼트를 인장 시험 장치(Zwick로부터)를 이용하여 기판으로부터 180°각도로 제거하였으며, 실온에서 이를 달성하는데 요구되는 힘을 측정하였다. 측정된 값(N/cm)은 3회의 각각의 측정으로부터 평균으로서 얻었다.
SAFT - 전단 접착력 파괴 온도( Shear Adhesion Failure Temperature )
이러한 시험은 온도 로드 하에서 접착 테이프의 전단 강도의 가속화된 시험을 위해 사용된다. 이는 조사 중인 접착 테이프를 가열 가능한 강판에 접착시킨 후에 이를 중량(50 g)으로 로딩하고 전단 이동을 기록함으로써 수행된다.
시험 샘플의 제조:
조사 중인 접착 테이프를 50 ㎛ 두께의 알루미늄 호일에 접착시켰다. 이에 따라 제조된 접착 테이프를 10 mm×50 mm의 크기로 절단하였다.
적당한 크기로 절단된 접착 테이프 샘플을, 샘플의 결합 구역이 13 mm×10 mm의 높이×폭인 방식으로, 아세톤으로 세정된 연마된 시험 강판(물질 1,4301, DIN EN 10088-2, 표면 2R, 표면 거칠기 Ra 30 내지 60 nm, 치수 50 mm×13 mm×1.5 mm)에 결합시키고, 시험 강판은 상부 에지에서 2 mm 돌출되게 하였다. 이후에, 2 kg 강 롤러를 어셈블리 위에서 10 m/분의 속도로 6회 횡단시킴으로써 이러한 어셈블리를 고정시켰다. 상부에서, 샘플을 안정한 접착제 스트립으로 플러시 강화시키며, 이는 이동 센서를 위한 지지체로서 제공된다. 이후에, 이러한 샘플을 접착 테이프의 보다 길게 돌출된 단부가 수직 하향으로 향하는 방식으로 강판을 이용하여 매달았다.
측정:
측정할 샘플을 50 g 중량으로 하부 단부에 로딩하였다. 25℃에서 시작하여, 결합된 샘플을 지닌 시험 강판을 분당 9℃의 속도로 200℃의 최종 온도까지 가열하였다.
이동 센서를 이용하여, 온도 및 시간에 따른 샘플의 슬립 이동(slip travel)을 관찰하였다. 최대 슬립 이동을 1000 ㎛(1 mm)로 셋팅하고, 이를 초과할 경우에, 시험을 중지시키고, 이러한 포인트에서 얻어진 온도를 시험 결과로서 보고하였다. 상대 대기 습도는 50±5%이다.
분자량 측정
중량평균 분자량 Mw를 겔투과 크로마토그래피(GPC)를 이용하여 측정하였다. 사용되는 용리액은 0.1 부피%의 트리플루오로아세트산을 함유한 THF이다. 측정은 25℃에서 수행하였다. 사용된 예비 컬럼은 PSS-SDV, 5μ, 103 Å, ID 8.0 mm × 50 mm이다. 분리는 컬럼 PSS-SDV, 5μ, 각각 103 및 105 및 106, ID 8.0 mm × 300 mm을 이용하여 수행하였다. 샘플 농도는 4 g/ℓ이며, 유속은 분당 1.0 ml이었다. 측정은 PMMA 표준물에 대해 수행하였다(μ = ㎛; 1 Å = 10-10 m).
시편의 제조
실시예 1 내지 실시예 5에서의 접착제를 용액으로부터 제조하였다. 이를 위해서, 각각의 구성성분을 톨루엔에 용해시키고(40% 고형물 분율), 용액을 50 ㎛ 두께의 실리콘처리된 PET 필름 상에 코팅시켰으며, 이러한 코팅을 120℃에서 15분 동안 건조시켜서, 25 또는 50g/m2의 단위 면적당 중량을 지니는 접착제 층을 획득하였다.
PSA 1
50 부 Kraton FG 1924 Kraton으로부터의, 3 중량% 블록 폴리스티렌 함유물, 36 중량% 디블록, 및 1 중량% 말레산을 갖는 말레산 무수물-개질된 SEBS.
50 부 Kraton FG 1901 Kraton으로부터의, 30 중량% 블록 폴리스티렌 함유물 및 1.7 중량% 말레산을 가지지만 디블록을 가지지 않는 말레산 무수물-개질된 SEBS.
70 부 Escorez 5615 Exxon으로부터의, 115℃의 연화점을 갖는 수소첨가된 HC 수지.
25 부 Ondina 917 Shell로부터의, 파라핀 및 나프텐 분획물을 포함하는 백유.
1 부 알루미늄 아세틸아세토네이트
PSA 2
100 부 Tuftec P 1500 Asahi로부터의, 30 중량% 블록 폴리스티렌 함유물을 갖는 SBBS. 상기 SBBS는 대략 68 중량%의 디블록 함유물을 갖는다.
100 부 Escorez 5600 Exxon으로부터의, 100℃의 연화점을 갖는 수소첨가된 HC 수지.
25 부 Ondina 917 Shell로부터의, 파라핀 및 나프텐 분획물을 포함하는 백유.
핫멜트 접착제 3
100 부 Kraton FG 1924 Kraton으로부터의, 13 중량% 블록 폴리스티렌 함유물, 36 중량% 디블록, 및 1 중량% 말레산을 갖는 말레산 무수물-개질된 SEBS.
25 부 Escorez 5600 Exxon으로부터의, 100℃의 연화점을 갖는 수소첨가된 HC 수지(탄화수소 수지).
1 부 알루미늄 아세틸아세토네이트
PSA 4
100 부 SiBStar 103T Kaneka로부터의, 30 중량% 블록 폴리스티렌 함유물을 갖는 트리블록.
40 부 SiBStar 042D Kaneka로부터의, 15 중량% 블록 폴리스티렌 함유물을 지닌 디블록 SiB.
120 부 Escorez 5600 Exxon으로부터의, 100℃의 연화점을 갖는 수소첨가된 HC 수지.
PSA 5
100 부 Oppanol B10 40,000 g/mol의 평균 분자량 Mw를 갖는 폴리이소부틸렌.
70 부 Oppanol B150 > 800,000 g/mol의 평균 분자량 Mw를 갖는 폴리이소부틸렌.
100 부 Escorez 5600 Exxon으로부터의, 100℃의 연화점을 갖는 수소첨가된 HC 수지.
결과:
상기에서 확인된 실시예의 접착제 평가를 위하여, 먼저 결합 강도 및 SAFT 시험을 수행하였다.
표 1
Figure 112013061980147-pct00001
상기에서 알 수 있는 바와 같이, 모든 실시예에서 모든 기판에 대해 높은 결합 강도가 얻어졌으며, 두 개의 실시예 1 및 3의 경우에 상승된 온도에서 우수한 내성이 달성되었다.
투과 측정 결과는 표 2에서 확인될 수 있다.
표 2
Figure 112013061980147-pct00002
알 수 있는 바와 같이, 접착제의 배리어 효과는 낮은 투과율의 범위에서 양호하였으며, 이에 따라 이러한 접착제는 전자 구조물의 캡슐화를 위해 특히 적합하게 한다.
라미네이션 시험
실시예 1, 2, 4 및 5
진공 챔버에서 50 mbar의 압력 및 실온에서, 도 1에 도시된 방법으로 라미네이션을 수행하였다. 이를 위하여, 엘라스토머-클래드 롤(쇼어 A 경도 40)을 포함하는 도 1에 도시된 장치를 진공 챔버에 도입하였다. 이전에, 시험 방법에 따라 생성되고 적당한 크기로 절단되고 접착제를 갖는 시트형 구조물을 라미네이션 롤에 부착시키고 에지에서 기판과 접촉시켰으며, 이를 양면 접착 테이프를 이용하여 기판 캐리어에 고정시켰다. 진공이 형성되었을 때, 라미네이션 롤을 회전 통로를 통하여 회전시키고, 기판에 대한 PSA의 접착력으로 인하여, 기판 캐리어를 기판과 함께 라미네이션 롤의 아래로 관통하게 당겼으며, 이에 따라 20 N/cm의 라미네이션 힘으로 라미네이트를 형성시켰다.
실시예 3
Laufer로부터의 진공 가열 프레스에서 대략 1MPa의 압력 및 100℃의 온도로 라미네이션을 수행하였다. 적절한 크기로 절단되고 시험 방법에 따라 생성된 핫멜트-접착제 시트형 구조물을 압축 가능한 스페이서를 이용하여 기판 위로 대략 3 mm의 거리에 배열시키고, 단지 진공을 형성시킨 후에, 시트형 구조물을 50 mbar의 잔류 압력으로 프레스의 클로징(closing)에 의하여 기판과 접촉시켰다. 칼슘 미러를 갖는 구조물을 상응하게 불활성 가스 하에서 형성시키고, 프레스에 의해 변형될 수 있는 용기에서 진공 프레스로 도입하였다. 용기는 외부 진공이 형성되었을 때, 존재하는 불활성 가스의 과압의 결과로서 자동적으로 개방된다. 이후에, 불활성 가스를 진공 배기로 제거하였다. 불활성 가스 용기 및 스페이서는 라미네이션을 방해하지 않도록 디자인되었다.
실시예 6 내지 9
진공 박스에서 550 mbar의 압력에서 그리고 대략 40 N/cm(롤의 쇼어 A 경도: 40)의 라미네이션 힘과 함께, 도 3에 도시된 방법으로 라미네이션을 수행하였다. 수명 시험을 위한 시편을 형성시키기 위하여, 질소-충전된 글로브박스에 도 3에 개략적으로 도시된 장치를 배치시켰으며, 진공 펌프로부터의 배출 가스 스트림은 압력감소의 발달을 방지하기 위하여 글로브박스로 진행된다. 추가 조사를 위한 라미네이트를 생산하기 위하여, 장치를 공기 분위기에서 작업한다. 기판 및 또한 PSA를 포함하는 시트형 구조물을 적절한 크기로 절단된 섹션 형태로 공급하였다.
비교 실시예 1, 2, 4 및 5
실온에서, 질소 분위기 하의 글로브박스에서 또는 주변 공기에서 그리고 대기압(대략 1.013 bar)에서 도 1과 함께 상술된 장치를 이용하여 라미네이션을 수행하였다. 그 전에, 적절한 크기로 절단되고 접착제를 지닌 시트형 구조물을 라미네이션 롤에 부착시키고 기판과 접촉시켰으며, 이를 양면 접착 테이프를 이용하여 기판 캐리어에 고정시켰다. 라미네이션 롤을 회전시키고, 기판에 대한 PSA의 접착력으로 인하여, 기판 캐리어를 기판과 함께 라미네이션 롤 아래로 관통하도록 당겼으며, 이에 따라 20 N/cm의 라미네이션 힘으로 라미네이트를 형성시켰다.
비교 실시예 3
Laufer로부터의 진공 가열 프레스에서 대략 1MPa의 압력 및 100℃의 온도로 라미네이션을 수행하였다. 적절한 크기로 절단되고 시험 방법에 따라 생성된 핫멜트-접착제 시트형 구조물을 압축 가능한 스페이서를 이용하여 기판 위로 대략 3 mm의 거리에 배열시키고, 대기압에서 시트형 구조물을 프레스의 클로징에 의하여 기판과 접촉시켰다. 칼슘 미러를 갖는 구조물을 상응하게 불활성 가스 하에서 형성시키고, 프레스에 의해 변형될 수 있는 용기에서 가열 프레스로 도입하였다. 용기는, 플레스의 클로징 동안에 용기가 가압될 때, 과도한 압력(overpressure)의 결과로서 자동적으로 개방되어, 심지어 접촉 이전에도 시험 바디 상에 기압을 설정하였다.
수명 및 기포 시험의 결과:
표 3
Figure 112013061980147-pct00003
수명 시험은 실시예 1과 비교 실시예 1의 비교, 실시예 2와 비교 실시예 2의 비교 등에 의해 나타낸 바와 같이, 본 발명의 방법에 의하여 상당한 수명 연장을 나타낸다. 이는 접착제에 의한 표면의 개선된 습윤화에 의해 설명된다. 결과적으로, 수 개의 마이크로버블이 포함되며, 이에 따라 계면에서의 투과 경로가 더욱 좁아지게 된다.
기포 시험에서 명확한 개선이 분명히 나타난다. 비교 조성물 중 일부는 더 이상 14일 이내에 임의 기포형성을 나타내지 않지만, 나머지 조성물과 관련하여 최초 기포형성 전의 시간이 길어진다. 이는 마찬가지로 추가 기포형성을 위해 핵으로서 제공되는, 계면에서의 미세버블의 감소의 결과로 보인다.

Claims (22)

  1. 투과물질(permeant)에 대해 기판 상에 제공된 전자 장치를 캡슐화시키는 방법으로서,
    전자 장치가 기판 상에 웹 재료(web material)로서 제공되며,
    감압 접착제 또는 핫멜트-접착제 시트형 구조물이 웹 재료로서 제공되며,
    두 개의 웹 재료가 함께 연속적으로 이어지며,
    기판 상의 전자 장치와 감압 접착제 또는 핫멜트-접착제 시트형 구조물의 라미네이션이 800 mbar 이하의 감소된 주변 압력 하에서 일어나고, 이로부터 어셈블리를 형성시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서, 시트형 구조물을 전자 장치 상에 라미네이션시키는 상기 감소된 주변 압력이 전자 장치 및 기판 중 적어도 하나 상에 부분적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 5항에 있어서, 라미네이션이 발생하는 두 개의 롤 사이의 닙(nip)에서, 상기 감소된 주변 압력이 발생되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 삭제
  8. 제 1항에 있어서, 라미네이션이 롤과 평면 플레이트, 벨트, 또는 추가 롤 사이의 닙에서 일어나는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 삭제
  10. 제 1항에 있어서, 라미네이션을 위한 접촉 이전에 전자 장치에 박막 캡슐화가 제공되는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 1항에 있어서, 상기 감소된 주변 압력이 라미네이션 부위의 지리학적 높이(geographical height)를 높임으로써 발생되는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 1항의 방법을 실행시키기 위한 장치로서,
    전자 장치가 기판 상에 웹 재료로서 제공되며,
    감압 접착제 또는 핫멜트-접착제 시트형 구조물이 웹 재료로서 제공되며,
    두 개의 웹 재료가 함께 롤 닙을 형성시키는 한 쌍의 롤을 통하여 감소된 주변 압력을 갖는 챔버로 진행되며, 상기 챔버가 롤에 의해 동시에 시일링되며,
    두 개의 웹 재료가 한 쌍의 롤을 통하여 롤 닙으로 진행되며, 기판 상에 전자 장치와 감압 접착제 또는 핫멜트-접착제 시트형 구조물의 라미네이션이 상기 롤 닙에서 800 mbar 이하의 감소된 주변 압력 하에서 일어나며,
    얻어진 라미네이트가 감소된 주변 압력을 갖는 챔버로부터 라미네이션 롤의 롤 닙을 통해 이어지는 것인 장치.
  13. 제 12항에 있어서, 롤이 엘라스토머(elastomer)로부터 제작되거나 롤에 엘라스토머 커버링(elastomer covering)이 제공되며, 이에 따라 실온에서 이들 표면 상의 롤이 50 미만의 쇼어(Shore) A 경도를 가지는 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제 1항에 있어서, 상기 감소된 주변 압력이 200 mbar 미만인 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 1항에 있어서, 상기 감소된 주변 압력이 50 mbar 미만인 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제 1항에 있어서, 상기 감소된 주변 압력이 100 내지 200 mbar인 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제 6항에 있어서, 상기 감소된 주변 압력이 진공 샤프트(vacuum shaft)에 의해 발생되는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제 1항에 있어서, 전자 장치가 다수의 개개 전자 장치의 형태로 제공되는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제 1항에 있어서, 감압 접착제 또는 핫멜트-접착제 시트형 구조물이 라미네이션 후에 전자 장치를 완전히 둘러싸는 연속 구역 또는 개개의 시트형 다이컷(diecut)으로서 제공되는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제 8항에 있어서, 라미네이션이 두 개의 롤 사이의 닙에서 일어나는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제 12항에 있어서,
    전자 장치가 다수의 개개 전자 장치 형태로 제공되는 것을 특징으로 하는 장치.
  22. 제 12항에 있어서,
    감압 접착제 또는 핫멜트-접착제 시트형 구조물이 캐리어 기판 상에 웹 형태로 배치된 연속 구역 또는 개개 시트형 다이컷으로서 제공되는 것을 특징으로 하는 장치.
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