KR20130119940A

KR20130119940A - 전자 장치를 캡슐화하기 위한 접착제 및 방법

Info

Publication number: KR20130119940A
Application number: KR1020137015036A
Authority: KR
Inventors: 토르스텐 크라빈켈; 클라우스 카이테 텔켄뷔셔; 유디스 그륀아우어; 얀 엘링어; 알렉산더 슈텐
Original assignee: 테사 소시에타스 유로파에아
Priority date: 2010-11-12
Filing date: 2011-10-27
Publication date: 2013-11-01
Also published as: EP2638118B1; EP2638118A1; KR101939134B1; PL2638118T3; CN103347970B; TW201229179A; CN103347970A; WO2012062586A1; DE102010043866A1; ES2657711T3

Abstract

본 발명은 Ⅰ. 실란 변형된 폴리머 그리고 Ⅱ. 교차 결합제를 함유하는 접착제와 관련이 있으며, 이 경우 상기 폴리머는
a) 산 무수물 기를 함유하는 폴리머와
b) 아래와 같은 화학식을 갖는 실란의 반응에 의해서 생성되며,

상기 화학식에서
p = 1
Y = 글리시딜, 글리시딜옥시, 이소시아네이토, -NH-CH2-CH2-NR4R5, -NR4R5(R4 및R5는 수소, 알킬, 페닐, 벤질, 사이클로펜틸, 사이클로헥실 기로부터 상호 무관하게 선택됨), SH 기로부터 선택된 작용기
또는
p = 2
Y = NH인 경우를 위해서
R₁, R₂, R₃은 메틸, 에틸, 2-메톡시에틸, i-프로필, 부틸 기로부터 상호 무관하게 선택되며,
m은 0 또는 1이고,
n은 0 내지 12이며,
p는 1 또는 2이다.

Description

전자 장치를 캡슐화하기 위한 접착제 및 방법 {ADHESIVE COMPOUND AND METHOD FOR ENCAPSULATING AN ELECTRONIC ASSEMBLY}

본 발명은 전자 장치를 캡슐화하기 위한 접착제 그리고 이와 같은 접착제를 적용하기 위한 방법에 관한 것이다.

(광-)전자 장치는 상업적인 제품들에서 점점 더 빈번하게 사용되거나 또는 시장 진입을 바로 앞에 두고 있다. 이와 같은 장치들은 무기 또는 유기 전자 구조물들을 포함하는데, 예를 들면 유기, 금속 유기 혹은 폴리머 반도체 또는 이들의 조합들을 포함한다. 상기 장치들 및 제품들은 원하는 적용 분야에 따라서 강성으로 형성되거나 또는 유연하게 형성되며, 현재는 유연한 장치에 대한 수요가 증가하고 있다. 상기와 같은 장치들의 제조는 예를 들어 활판 인쇄(letter press printing), 그라비어 인쇄(gravure printing), 실크 스크린 인쇄(silk screen printing), 평판 인쇄(flat printing)와 같은 인쇄 방법에 의해서 또는 예컨대 열 전사 인쇄(thermotransfer printing), 잉크 젯 인쇄 또는 디지털 인쇄와 같은 소위 "비충격 인쇄(non impact printing)"에 의해서 이루어진다. 예컨대 화학 기상 증착(Chemical Vapor Deposition; CVD), 물리 기상 증착(Physical Vapor Deposition; PVD), 플라즈마 증식 화학 또는 물리 기상 증착(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition; PECVD), 스퍼터링, (플라즈마-)에칭 또는 기화와 같은 진공 방법들이 다양하게 사용되며, 이 경우 구조화는 일반적으로 마스크에 의해서 이루어진다.

상업적으로 또는 그 시장 잠재성에 있어서 이미 주의를 끌고 있는 (광-)전자 적용을 위한 예들로서는 전기 영동(electrophoretic) 혹은 전기 변색(electrochromic) 구조물 혹은 디스플레이, 지시- 및 디스플레이-장치에서의 유기 혹은 폴리머 발광 다이오드(OLED 또는 PLED) 또는 조명 장치로서 언급된 전자 발광 램프(electroluminescent lamp), 발광 전자 화학 전지(LEEC; Light-Emitting Electrochemical Cell), 유기 태양 전지, 바람직하게는 염료- 혹은 폴리머 태양 전지, 무기 태양 전지, 바람직하게는 특히 규소, 게르마늄, 구리, 인듐 및 셀렌을 기초로 하는 박막 태양 전지, 유기 전계 효과 트랜지스터, 유기 스위칭 소자, 유기 광학 증폭기, 유기 레이저 다이오드, 유기 혹은 무기 센서, 또는 유기적인 혹은 무기적인 토대를 갖는 RFID-트랜스폰더가 인용된다.

무기 및/또는 유기 (광-)전자 장치 분야에서, 아주 특별하게는 유기 (광-)전자 장치 분야에서 (광-)전자 장치들의 충분한 수명 및 기능을 구현하기 위한 기술적인 도전으로서는, 상기 전자 장치들 내부에 포함된 소자들을 투과 물질로부터 보호하는 기술이 언급될 수 있다. 투과 물질들은 다수의 저분자 유기 혹은 무기 화합물, 특히 수증기 및 산소일 수 있다.

무기 및/또는 유기 (광-)전자 장치 분야에서 사용되고 있는 다수의 (광-)전자 장치는 - 아주 특별하게 유기 원료를 사용하는 경우에는 - 수증기에 대해서뿐만 아니라 산소에 대해서도 민감하며, 이 경우 다수의 장치를 위해서는 물 또는 수증기의 유입이 더 큰 문제로서 분류된다. 그렇기 때문에, 전자 장치의 수명 동안에는 캡슐화에 의한 보호가 필요한데, 그 이유는 그렇지 않은 경우에는 파워가 적용 기간에 걸쳐서 약해지기 때문이다. 따라서, 예를 들어 구성 부품의 산화에 의해서는 말하자면 전자 발광-램프(EL-램프) 또는 유기 발광 다이오드(OLED)와 같은 발광 장치에서는 광력이, 전기 영동 디스플레이(EP-디스플레이)에서는 선명도가 또는 태양 전지에서는 효율이 최단 시간 안에 강하게 줄어들 수 있다.

무기 및/또는 유기 (광-)전자 장치, 특히 유기 (광-)전자 장치에서는 산소 및/또는 수증기와 같은 투과 물질을 막기 위한 투과 배리어로서 기능을 하는 유연한 접착 용액에 대한 특별한 요구가 존재한다. 그외에 상기와 같은 (광-)전자 장치들을 위한 다수의 추가적인 요구 사항들도 존재한다. 그렇기 때문에 상기 유연한 접착 용액은 두 개의 기판 사이에서 우수한 결합 상태를 가능하게 해야 할 뿐만 아니라, 높은 전단 강도(shear strength) 및 박리 강도(peel strength), 화학적인 안정성, 노화에 대한 안정성, 높은 투명도, 간단한 처리 가능성 그리고 높은 유연성 및 휨 가능성과 같은 특성들도 추가로 충족시켜야만 한다.

그렇기 때문에 선행 기술에 따른 한 가지 접근 방식은, 수증기 및 산소를 투과시킬 수 없는 두 개의 기판 사이에 전자 장치를 배치하는 것이다. 그 다음에 이어서 에지 영역에서 밀봉이 이루어진다. 유연하지 않은 구조물들을 위해서는, 높은 투과 배리어를 제공하지만 기계적인 하중에 대하여 저항력이 매우 약한 유리 또는 금속 기판이 사용된다. 또한, 이와 같은 기판들은 전체 장치의 상대적으로 큰 두께를 야기한다. 금속 기판의 경우에는 또한 투명도가 전혀 없다. 그와 달리 유연한 장치들을 위해서는, 다수의 층으로도 구현될 수 있는 투명한 또는 투명하지 않은 박막과 같은 평면 기판들이 사용된다. 이 경우에는 다양한 폴리머로 이루어진 조합들뿐만 아니라 무기 혹은 유기 층들도 사용될 수 있다. 이와 같은 평면 기판들의 사용은 유연하면서도 극도로 얇은 구조를 가능하게 한다. 다양한 적용 예를 위해서는 예컨대 박막, 직물, 부직포 및 종이 또는 전술된 재료들의 조합들과 같은 기본적으로 상이한 기판들이 적합하다.

가급적 우수한 밀봉 상태에 도달하기 위하여, 종종 특수한 배리어 접착제들이 사용된다. (광-)전자 소자를 밀봉하기에 우수한 접착제는 산소에 대하여 그리고 특히 수증기에 대하여 낮은 투과성을 가지며, 장치상에서 충분한 접착성을 갖고, 장치 위로 우수하게 흐를 수 있다. 장치상에서 접착성이 부족한 경우에는 경계면에서 배리어 작용이 감소하게 되고, 그로 인해 접착제의 특성들과 무관하게 산소 및 수증기가 유입될 수 있다. 단지 물질과 기판 간에 접촉이 연속으로 이루어지는 경우에만, 물질 특성들이 접착제의 배리어 작용을 결정하는 인자(factor)가 된다.

배리어 작용을 특징화 하기 위하여 통상적으로는 산소 투과율(OTR; Oxygen Transmission Rate) 그리고 수증기 투과율(WVTR; Water Vapor Transmission Rate)이 지시된다. 이때 각각의 투과율은 온도 및 부분 압력의 고유한 조건들 하에서 그리고 경우에 따라서는 상대적인 습도와 같은 추가의 측정 조건들 하에서 면적 및 시간에 따라 박막을 통해 흐르는 산소 또는 수증기의 유량을 지시한다. 상기 값들이 낮을수록, 개별 재료들은 캡슐화를 위해서 그만큼 더 우수하게 적합하다. 이때 투과 물질에 대한 표시는 WVTR 또는 OTR에 대한 값들을 근거로 할 뿐만 아니라, 예컨대 특정한 흐름 경로 길이에 맞춘 표준화 또는 재료의 두께와 같은 투과의 평균적인 흐름 경로 길이에 대한 표시도 항상 포함하고 있다.

투과성(P)은 기체 및/또는 액체에 대한 몸체의 투과 가능성에 대한 척도이다. 낮은 P-값은 우수한 배리어 작용을 특징짓는다. 투과성(P)은 특정한 투과 경로 길이, 부분 압력 및 온도에서 조건들이 고정된 경우에 규정된 재료에 대한 그리고 규정된 투과 물질에 대한 고윳값이다. 투과성(P)은 확산-항(D)과 가용성-항(S)의 곱이다: P = D * S.

상기 가용성-항(S)은 본 경우에 투과 물질에 대한 배리어 접착제의 친화성(affinity)을 기술한다. 수증기의 경우에는 예를 들어 소수성 재료들의 S에 대한 값이 낮다. 확산-항(D)은 배리어 재료 내에서 투과 물질의 운동성에 대한 척도이고, 분자 운동성과 같은 특성들 또는 자유 용적에 직접적으로 의존한다. 종종 교차 결합이 강하거나 또는 고-결정체(highly crystalline) 재료의 경우에는 D에 대하여 상대적으로 낮은 값에 도달하게 된다. 하지만, 고-결정체 물질들은 일반적으로 투과성이 낮으며, 상대적으로 더 강한 교차 결합은 상대적으로 더 낮은 유연성을 야기하게 된다. 상기 투과성(P)은 통상적으로 분자 운동성이 증가함에 따라 상승하게 되는데, 말하자면 온도가 상승하거나 또는 유리 전이점이 초과 되는 경우에도 상승한다.

접착제의 배리어 작용을 높이기 위한 접근 방식들은 특히 수증기 및 산소의 투과성에 미치는 영향과 관련해서 상기 두 가지 파라미터(D 및 S)를 고려해야만 한다. 상기와 같은 화학적인 특성들에 추가로, 특히 평균적인 투과 경로 길이 및 경계면 특성들(접착제의 유동 특성, 접착)과 같이 투과성에 미치는 물리적인 영향들의 작용들도 고려되어야만 한다. 이상적인 배리어 접착제는 기판상에서의 접착 상태가 매우 우수한 경우에 낮은 D-값 및 S-값을 갖는다.

낮은 가용성-항(S)은 대부분 우수한 배리어 특성들에 도달하기에는 불충분하다. 그에 대한 전통적인 한 가지 예는 특히 실록산-탄성 중합체이다. 상기 물질들은 극도의 소수성(작은 가용성-항)을 갖지만, 자유롭게 회전할 수 있는 자체 Si-O 결합(큰 확산-항)에 의해서 수증기 및 산소에 대하여 비교적 낮은 배리어 작용을 갖는다. 다시 말해, 우수한 배리어 작용을 위해서는 가용성-항(S)과 확산-항(D) 간에 우수한 균형이 반드시 필요하다.

현재는 다른 무엇보다도 에폭시드를 기초로 하는 액상 접착제 및 점착제(adhesive)가 배리어 접착제로서 사용된다(WO 98/21287 A1호; US 4,051,195 A호; US 4,552,604 A호). 상기 재료들은 강한 교차 결합에 의해서 낮은 확산-항(D)을 갖는다. 상기 재료들의 주요 사용 분야는 단단한 장치들의 가장자리 접착 분야이지만, 적절히 유연한 장치들에도 사용된다. 경화 과정은 열에 의해서 이루어지거나 또는 UV-광선에 의해서 이루어진다. 전체 표면에 걸친 접착은 경화에 의해서 발생하는 수축 현상 때문에 겨우 가능한데, 그 이유는 경화 과정에서 접착제와 기판 사이에 응력이 발생하게 되고, 이와 같은 응력이 재차 박리 현상을 야기할 수 있기 때문이다.

상기와 같은 액상 접착제의 사용은 일련의 단점들을 내포하고 있다. 따라서, 저분자 성분들(VOC - Volatile Organic Compounds; 휘발성 유기 화합물)은 장치의 민감한 전자 구조물들을 손상시킬 수 있고, 제조시에 처리를 어렵게 한다. 상기와 같은 접착제의 경우에는 장치의 각각의 개별 구성 부품에 접착제를 도포하는 과정이 복잡할 수밖에 없다. 정확한 위치 설정을 보증하기 위해서는, 값비싼 분배기 및 고정 장치들의 설치가 반드시 필요하다. 상기와 같은 도포 방식은 또한 신속하고 연속적인 공정을 방해하며, 그리고 또한 후속으로 필요한 적층(lamination) 단계에 의해서도 낮은 점도로 인해 좁은 한계 안에서 규정된 층 두께 및 접착 폭에 도달하기가 어려워질 수 있다.

또한, 상기와 같은 고(high)-교차 결합 접착제들은 경화 과정 후에는 단지 낮은 유연성만을 갖는다. 열-교차 결합 계(system)의 사용은 낮은 온도 범위 안에서 제한되거나 또는 2-성분-계의 경우에는 가사 시간(pot life)에 의해서, 더 상세하게 말하자면 밀봉이 이루어질 때까지의 가공 시간에 의해서 제한된다. 높은 온도 범위에서는 그리고 특히 반응 시간이 긴 경우에는 재차 민감한 (광-)전자 구조물이 상기와 같은 계의 사용 가능성을 제한한다 - (광-)전자 구조물에서 최대로 적용할 수 있는 온도는 종종 단지 60 ℃에 놓이게 되는데, 그 이유는 이 온도부터 이미 예비 손상이 발생할 수 있기 때문이다. 이 경우에 특히 유기 전자 장치를 포함하고, 투명한 폴리머 박막으로 캡슐화되었거나 또는 폴리머 박막 및 무기 층들로 이루어진 결합체로 캡슐화된 특히 유연한 장치들은 좁은 한계들을 설정한다. 이와 같은 내용은 또한 큰 압력 하에서 이루어지는 적층 단계에도 적용된다. 개선된 내구성에 도달하기 위하여, 본 경우에는 고온의 부하를 받는 단계가 생략되었고, 바람직하게 더 낮은 압력에서 적층이 이루어진다.

그동안 열에 의해서 경화될 수 있는 액상 접착제의 대안으로 방사선에 의해서 경화되는 접착제도 다수 사용된다(US 2004/225025 A1호). 방사선에 의해서 경화되는 접착제의 사용은 오랫동안 계속되는 전자 장치의 열 부하를 방지해준다. 하지만, 방사선 조사에 의해서는 장치가 단기간에 점 형태로 가열될 수 있는데, 그 이유는 UV-방사선 외에 일반적으로는 매우 높은 비율의 IR-방사선도 방출되기 때문이다. VOC, 수축, 박리(delamination) 및 낮은 유연성과 같은 액상 접착제의 전술된 추가의 단점들은 마찬가지로 그대로 유지된다. 광개시제 또는 감광제(sensitizer)로 이루어진 추가의 휘발성 성분 또는 분해 제품에 의해 문제점들이 생성될 수 있다. 또한, 상기 장치는 UV-광에 대하여 투과적이어야만 한다.

특히 유기 전자 장치의 구성 부품들 및 사용되는 폴리머 중에 다수의 폴리머가 UV-부하에 대하여 민감한 경우가 많기 때문에, 외부에서 더 오랫동안 지속적으로 사용하는 것은 다른 추가의 보호 조치, 말하자면 추가의 커버 박막이 없이는 불가능하다. 상기 커버 박막은 UV-경화성 접착 계에서는 UV-경화 후에 비로소 제공될 수 있으며, 이와 같은 사실은 제조의 복잡성 그리고 장치의 두께를 추가로 증가시킨다.

US 2006/0100299 A1호는 전자 장치를 캡슐화하기 위한 UV-경화 가능한 감압성 접착 밴드를 개시하고 있다. 상기 감압성 접착 밴드는 60 ℃를 초과하는 연화점을 갖는 폴리머, 30 ℃ 미만의 연화점을 갖는 중합 반응 가능한 에폭시수지 및 광개시제의 조합을 기본으로 하는 접착제를 포함한다. 상기 폴리머로서는 폴리우레탄, 폴리이소부틸렌, 폴리아크릴니트릴, 폴리비닐리덴클로라이드, 폴리(메트)아크릴레이트 또는 폴리에스테르가 사용될 수 있으나, 특히 아크릴레이트가 사용될 수 있다. 또한, 접착 수지, 연화제 또는 충전제도 함유되어 있다.

아크릴레이트 화합물은 UV-방사선 및 다양한 화학 약품에 대하여 매우 우수한 안정성을 갖지만, 다양한 기반 위에서 매우 상이한 접착력을 갖는다. 유리 또는 금속과 같은 극성 지반에서는 접착력이 매우 높은 한편, 예를 들어 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌과 같은 비극성 지반에서는 접착력이 오히려 낮다. 이 경우에는 경계면에서의 확산 위험이 특이한 정도로 존재한다. 또한, 상기 화합물들은 극성도 매우 강한데, 이와 같은 사실은 추후의 교차 결합에도 특히 수증기의 확산을 촉진한다. 중합 반응 가능한 에폭시수지의 사용에 의해서는 상기와 같은 경향이 더욱 강화된다.

감압성 접착 밴드는 일반적으로 액상 접착제에 비해 상대적으로 고분자인 폴리머에 의해서 우수한 습윤 및 표면에서의 접착을 위하여 소정의 시간, 충분한 압력 및 점성 성분과 탄성 성분 간의 우수한 밸런스를 필요로 한다.

WO 2007/087281 A1호는 전자 적용 분야, 특히 OLED를 위해서 폴리이소부틸렌(PIB)을 기본으로 하는 투명하고 유연한 감압성 접착 밴드를 개시하고 있다. 이 경우에는 500.000 g/mol 이상의 분자량을 갖는 폴리이소부틸렌 및 수소가 첨가된 고리형 수지가 사용된다. 선택적으로는 광-중합 반응 가능한 수지 및 광개시제의 사용이 가능하다.

폴리이소부틸렌을 기본으로 하는 접착제는 낮은 자체 극성으로 인해 수증기에 대하여 우수한 배리어를 구비하지만, 심지어 분자량이 높은 경우에도 상대적으로 낮은 응집성을 가지며, 이로 인해 상기 접착제는 증가 된 온도에서 빈번하게 낮은 전단 강도를 갖게 된다. 저분자 성분의 비율은 임의로 줄어들 수 없는데, 그 이유는 그렇지 않으면 접착력이 현저하게 줄어들게 되고, 경계면에서의 침투 현상이 증가하기 때문이다. 상기 화합물의 매우 낮은 접착력으로 인해 반드시 필요한 기능성 수지를 높은 비율로 사용하는 경우에는 상기 화합물의 극성이 재차 증가하게 되고, 그로 인해 용해도-항도 확대된다.

또한, 스티롤 블록 코폴리머 및 가급적 수소가 첨가된 수지를 기본으로 하는 배리어 접착제도 기술되어 있다(DE 10 2008 047 964 A1호 참조). 상기 블록 코폴리머 내부에서 적어도 두 개의 도메인(domain)이 형성됨으로써, 실온에서 매우 우수한 응집력 및 그와 동시에 개선된 배리어 특성이 추가로 얻어진다.

폴리이소부틸렌을 기본으로 하는 감압성 접착제뿐만 아니라 수소가 첨가된 스티롤 블록 코폴리머를 기본으로 하는 감압성 접착제도 상당한 단점을 보여준다. 하나의 배리어 층이 제공된 두 개의 박막, 예를 들어 유기 태양 전지용으로 사용될 수 있는 것과 같은 SiOx-코팅을 구비한 두 개의 PET-박막 사이에서 접착이 이루어지는 경우, 습기 및 열 조건에서 저장을 할 때에는 강한 기포 형성이 야기된다. 상기 박막 및/또는 접착제를 사전에 건조하는 조치도 이와 같은 기포 형성을 방지할 수 없다.

DE 10 2009 036 968 A1호에서는 상기와 같은 문제점이 어떻게 제거될 수 있는지가 기술된다. 산- 또는 산 무수물 기능화된 비닐 방향족 화합물 블록 코폴리머 및 금속 킬레이트에 의해서는 교차 결합에 의해 기포 형성이 현저하게 줄어들 수 있다. 또한, 이와 같은 방법은 고온 용융 접착제를 위해서도 성공적으로 적용된다(DE 10 2009 036 970 A1호).

배리어 작용을 더욱 개선할 수 있는 한 가지 가능성은 물 또는 산소와 반응하는 물질들을 사용하는 것이다. (광-)전자 장치 내부로 유입되는 산소 또는 수증기는 추후에 상기 물질들에 화학적으로 또는 물리적으로, 바람직하게는 화학적으로 결합 된다. 상기 물질들은 문헌에서 "게터(getter)", "스캐빈저(scavenger)", "건조제(desiccant)" 또는 "흡수재"로 표기된다. 이하에서는 단지 "게터"라는 표현만 사용된다. 접착제에서는 예를 들어 염화칼슘 또는 다양한 산화물과 같은 무기 충전제가 상기와 같은 게터로서 주로 기술되어 있다. 이러한 무기 충전제는 접착제 속에서 용해될 수 없기 때문에, 상기 무기 충전제는 접착제가 자체 투명도를 상실하게 된다는 단점 그리고 충전도가 상응하는 경우에는 접착력까지도 상실하게 된다는 단점을 갖는다. 그렇기 때문에 접착제 속에서 용해될 수 있는 유기 게터 또는 혼성물(hybride)이 더 우수하게 적합하지만, 이와 같은 유기 게터 또는 혼성물은 접착제로부터 외부로 이동되어서는 안 된다. 상기 추가 물질들은 확산 값을 변경시키기 않고, 오히려 단지 통과 시간만을 변경시키며, 상기 물질들은 물 혹은 산소로 포화 되거나 또는 물 혹은 산소와의 화합 반응에서 소비되며, 그리고 상기 물질들은 또한 더 이상 아무런 작용도 하지 않게 되며, 확산은 추후에 오로지 게터 없는 접착제의 확산만 이루어진다. 그럼에도, 상기 게터는 (광-)전자 부품의 수명을 연장할 수 있다.

(광-)전자 구조물을 캡슐화하기 위한 액상 접착제 계에 게터를 사용하는 예들은 예컨대 US 6,833,668 B1호, JP 2000 311 782 A호 그리고 EP 1 037 192 A2호에 언급되어 있다.

선행 기술에는 또한 전자 구조물 내에서 전사 접착제로서 사용되는 감압성 접착제도 공지되어 있다(WO 03/065470 A1호). 상기 접착제는 구조물 내에서 산소 또는 수증기와 반응을 하는 무기 작용기성 충전제를 함유한다. 이와 같은 무기 작용기성 충전제에 의해서는 구조물 내부에서 게터의 간단한 적용이 가능해진다. 구조물을 외부로 밀봉하기 위해서 투과성이 낮은 추가의 접착물이 사용된다.

유사한 감압성 접착제의 적용은 JP 2004 296 381 A호에서 발견할 수 있다. 본 간행물에서도 오로지 무기 게터만 사용된다.

게터를 함유하는 추가의 감압성 접착제들은 US 5,591,379 A호 및 US 5,304,419 A호에 공지되어 있지만, 상기 감압성 접착제들은 전자 구조물의 캡슐화를 위해서 사용되지 않고, 오히려 구조물 내부에 배치된다.

본 발명의 과제는, 투명하면서도 수증기 및 산소에 대하여 우수한 배리어를 제공해주고, 물과 반응할 수 있는 탄성 중합체를 함유하는, 특히 수증기 및 산소와 같은 투과 물질에 대항해서 전자 장치를 캡슐화하기 위한 접착제를 제시하는 것으로서, 이와 같은 접착제에 의해서는 특히 물의 통과 시간이 증가 되는 동시에 우수한 캡슐화에 도달할 수 있게 되며, 배리어 층에 의해 두 개의 폴리에스테르 박막 사이에서 접착이 이루어지는 경우에 그리고 85 ℃ 및 85 % r.F.에서 저장이 이루어지는 경우에도 기포가 전혀 형성되지 않는다. 또한, 본 발명에 따른 특히 유연한 접착제를 사용하는 경우에는 (광-)전자 장치의 수명도 연장될 수 있다.

상기 과제는 메인 청구항에 기재되어 있는 것과 같은 접착제에 의해서 해결된다. 이때 종속 청구항들의 대상은 접착제의 바람직한 개선 예들, 상기 접착제의 용도 그리고 이와 같은 접착제를 제조하기 위한 방법이다.

본 발명에 따른 접착제는 교차 결합제 및 실란 변형된 폴리머를 함유하며, 이 경우 상기 폴리머는

a) 산 무수물 기를 함유하는 폴리머와

b) 아래와 같은 화학식을 갖는 실란의 반응에 의해서 생성되며,

상기 화학식에서

p = 1

Y = 글리시딜, 글리시딜옥시, 이소시아네이토, -NH-CH2-CH2-NR4R5, -NR4R5(R4 및R5는 수소, 알킬, 페닐, 벤질, 사이클로펜틸, 사이클로헥실 기로부터 상호 무관하게 선택됨), SH 기로부터 선택된 작용기

또는

p = 2

Y = NH인 경우를 위해서

R₁, R₂, R₃은 메틸, 에틸, 2-메톡시에틸, i-프로필, 부틸 기로부터 상호 무관하게 선택되며,

m은 0 또는 1이고,

n은 0 내지 12이며,

p는 1 또는 2이다.

바람직하게 상기 접착제는 감압성 접착제, 다시 말하자면 실온에서 건조된 상태로 영구적으로 접착성을 유지하여 접착될 수 있는 점탄성 화합물이다. 접착은 약간의 압착력에 의해서 곧바로 거의 모든 기판상에서 이루어진다. 이와 같은 접착제로서는 용융 접착제, 다시 말해 실온에서 고체 상태이고 물- 및 용매가 없는 접착제가 사용될 수 있으며, 상기 접착제는 용융물로 이루어진 접착할 부분에 도포 되고, 결합 된 후에 냉각시 경화에 의해서 물리적으로 굳어진다.

본 발명의 의미에서 산 무수물을 함유하는 폴리머로서는, 최종 폴리머의 변형에 의해 예컨대 말레산 무수물과의 라디칼성 결합하에 제조된 폴리머 뿐만 아니라 무수물 함유 모노머를 주쇄(main chins) 또는 측쇄(side chains) 내부에 결합시키는 폴리머도 사용될 수 있다.

상기 변형된 폴리머의 경우에는 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌과 같은 일련의 폴리올레핀, 또한 에틸렌과 적어도 하나의 추가 α-올레핀의 중합 반응에 의해서 형성된 폴리-α-올레핀, 폴리이소부틸렌과 같은 폴리부텐, 그리고 에틸렌 및 프로필렌으로 이루어진 블록 코폴리머도 사용될 수 있다. 특히 남아 있는 2중 결합의 주요 부분에 수소가 첨가되는 경우에는, 비닐 방향족 화합물과 디엔으로 이루어진 블록 코폴리머도 사용될 수 있다. 이와 같은 모든 폴리머에서는 2중 결합 함량이 바람직하게 매우 낮은데, 그 이유는 그렇지 않은 경우에는 산 무수물과 폴리머가 반응할 때에 원치 않는 교차 결합 반응이 쉽게 일어날 수 있기 때문이다.

바람직하게는 폴리머 블록을 함유하고 주로 비닐 방향족 화합물(A-블록), 선호되기는 스티롤에 의해서 형성되는 블록 코폴리머, 그리고 주로 1,3-디엔(B-블록), 선호되기는 부타디엔, 이소프렌 또는 두 가지 모노머로 이루어진 혼합물의 중합 반응에 의해서 형성되는 블록 코폴리머가 사용된다. 상기 B-블록은 통상적으로 극성이 낮다. 호모 폴리머 블록뿐만 아니라 코폴리머 블록도 B-블록으로서 바람직하게 이용될 수 있다. 주쇄 안에 폴리이소부틸렌을 포함하는 블록 코폴리머도 사용될 수 있다.

상기 A- 및 B-블록으로부터 결과적으로 얻어지는 블록 코폴리머들은 부분적으로, 선택적으로 또는 바람직하게는 완전히 수소화될 수 있는 동일한 또는 상이한 B-블록을 함유할 수 있다. 상기 블록 코폴리머들은 선형의 A-B-A 구조를 가질 수 있다. 방사 형상의 블록 코폴리머, 그리고 별 모양의 및 선형의 다중 블록 코폴리머도 마찬가지로 사용될 수 있다. 추가 성분으로서는 A-B-2블록 코폴리머가 존재할 수 있다. 비닐 방향족 화합물 및 이소부틸렌의 블록 코폴리머들도 마찬가지로 본 발명에 따라 사용될 수 있다. 전술된 모든 폴리머는 단독으로 이용될 수 있거나 또는 서로 혼합된 상태로 이용될 수 있다.

전술된 블록 A 및 B 이외에 예컨대 A-B-C 블록 코폴리머와 같이 적어도 하나의 추가 블록을 함유하는 블록 코폴리머도 사용될 수 있다.

예컨대 폴리메틸메타크릴레이트와 같이 실온 위의 온도에서 유리 전이 온도를 나타내는 다른 화학적인 성질의 A-블록을 갖는 전술된 B-블록의 사용도 생각할 수 있다.

한 가지 바람직한 실시 예에서 상기 블록 코폴리머는 10 중량-% 내지 35 중량-%의 폴리비닐 방향족 화합물 비율을 갖는다.

전체 감압성 접착제를 기준으로 할 때에 감압성 접착제를 제조하기 위한 비닐 방향족 화합물 블록 코폴리머의 총 비율은 바람직하게는 적어도 30 중량-%에 달하고, 더욱 바람직하게는 적어도 40 중량-%에 달하며, 그리고 특히 바람직하게는 적어도 45 중량-%에 달한다. 상기 비닐 방향족 화합물 블록 코폴리머의 비율이 지나치게 낮으면, 감압성 접착제의 응집력이 상대적으로 낮아지는 결과를 초래한다.

전체 감압성 접착제를 기준으로 할 때에 비닐 방향족 화합물 블록 코폴리머의 최대 총 비율은 최대 80 중량-%, 바람직하게는 최대 70 중량-%에 달한다. 상기 비닐 방향족 화합물 블록 코폴리머의 비율이 지나치게 높으면, 감압성 접착제가 거의 접착력을 갖지 않게 되는 결과를 초래한다.

이때 사용된 블록 코폴리머의 적어도 한 부분은 산무수물 변형되었다. 이 경우에 무수물 변형은 주로 예컨대 말레산 무수물, 시트라콘산 무수물, 디메틸 말레산 무수물, 에틸- 및 디에틸 말레산 무수물, 클로르- 및 디클로르 말레산 무수물, 페닐 말레산 무수물, 이타콘산 무수물, 메틸 이타콘산 무수물, 아코니트산 무수물, 나디칸 수소화물, 메틸 나디칸 수소화물, 테트라히드로프탈산 무수물, 또는 메틸테트라히드로프탈산 무수물, 바람직하게는 말레산 무수물과 같은 불포화 산무수물의 라디칼성 프로프 공중합 반응에 의해서 이루어진다. 전체 블록 코폴리머를 기준으로 할 때에 산 혹은 산무수물의 비율은 0.5 내지 4 중량-%가 바람직하다.

산 무수물이 폴리머 사슬 내부에 직접 함께 결합 된 폴리머들을 단지 몇 가지만 언급하자면, 예컨대 Sartomer 사(社)의 SMA-폴리머와 같이 대부분 교호적으로 스티롤 및 말레산 무수물로 이루어진 폴리머, 예컨대 ISP 사(社)의 Gantrez-폴리머와 같이 에틸렌과 말레산 무수물로 이루어진 폴리머 또는 예컨대 Kuraray 사(社)의 Isobam과 같이 이소부틸렌과 말레인 산 무수물로 이루어진 폴리머가 있다.

(광-)전자 부품의 수명을 연장하기 위하여, 전술된 바와 같이 상이한 게터가 첨가될 수 있다. 상기 게터 중에 대부분은 무기성이고, 이로 인해 접착제의 투명도에 단점적으로 영향을 미친다. 유기 게터는 종종 크기가 상당히 작은 분자들이 접착제 내부로 이동하려는 경향을 갖는다는 단점을 지닌다. 그렇기 때문에, 게터를 직접 폴리머 내부에 결합시키는 것이 바람직하다. 본 발명에 따르면, 이와 같은 결합 과정은 사용된 폴리머에 실란이 결합 됨으로써, 특히 상기 실란이 산 무수물기를 통해 폴리머 내부에 결합 됨으로써 이루어진다.

실란화 된 폴리머를 얻기 위하여, 무수물기를 함유하는 폴리머는 반드시 실란과 반응을 해야만 한다. 이와 같은 반응을 위해서는 아래와 같은 화학식의 실란이 사용된다:

상기 화학식에서

p = 1

또는

p = 2

Y = NH인 경우를 위해서

m은 0 또는 1이고,

n은 0 내지 12이며,

p는 1 또는 2이다.

이 경우에는 아미노- 또는 술파이드기를 함유하는 실란이 특히 바람직하다. 이때 폴리머와의 반응은 용액 속에서 자발적으로 이루어질 수 있거나 또는 예컨대 산과 같은 촉매의 첨가 및 가열에 의해서 가속화될 수 있다.

이상적으로 상기 반응이 자발적으로 이루어지게 되면, 결과적으로 접착제의 모든 성분, 다시 말해 폴리머 및 실란 이외에 접착 부여제, 연화제 및 기타 보조제가 동시에 용액 속으로 유입될 수 있게 되고, 반응은 개별 성분들이 용해되는 동안에 이루어지게 된다.

상기 실란 변형된 폴리머로부터 감압성 접착제를 얻기 위하여, 바람직하게 접착 부여제가 사용된다. 이 목적을 위해서는, 연화 블록을 갖는 비닐 방향족 화합물 블록 코폴리머에서 실란 변형된 폴리머와 호환될 수 있는 접착 수지가 이용된다. 적합한 접착 수지로서는 다른 무엇보다도 콜로포늄 및 콜로포늄 유도체를 기본으로 하는 수소화되지 않은, 부분적으로 또는 전체적으로 수소화된 수지, 디사이클로펜타디엔의 수소화된 중합 반응물, C₅-, C₅/C₉- 또는 C₉-모노머 흐름을 기본으로 하는 수소화되지 않은, 부분적으로, 선택적으로 또는 완전히 수소화된 탄화수소 수지, α-피넨 및/또는 β-피넨 및/또는 δ-리모넨을 기본으로 하는 폴리테르펜 수지, 바람직하게 순수한 C₈- 및 C₉-방향족 화합물의 수소화된 중합 반응물이 언급될 수 있다. 전술된 접착 수지들은 단독으로뿐만 아니라 혼합된 상태로도 사용될 수 있다. 본 경우에는 실온에서 고체 상태인 수지뿐만 아니라 액상 수지도 사용될 수 있다.

노화 및 UV에 대한 높은 안정성을 보증하기 위해서는 적어도 90 %, 바람직하게는 적어도 95 %의 수소화 정도를 갖는 수소가 첨가된 수지가 바람직하다.

또한, 30 ℃ 이상의 DACP(diacetone alcohol cloud point)-값 및 50 ℃ 이상의 MMAP-값(mixed methylcyclohexane aniline point), 특히 37 ℃ 이상의 DACP-값 및 60 ℃ 이상의 MMAP-값을 갖는 비극성 수지도 바람직하다. 상기 DACP-값 및 상기 MMAP-값은 각각 특정 용매 속에서의 용해도를 지시한다. 상기 범위들을 선택함으로써 특별히 수증기에 대한 특히 높은 투과 배리어에 도달하게 된다.

95 ℃ 이상, 특히 100 ℃ 이상의 연화 온도(링/볼, DIN EN ISO 4625에 따른 규정)를 갖는 수지가 더욱 바람직하다. 이와 같은 선택에 의해서는 특별히 산소에 대한 특히 높은 투과 배리어에 도달하게 된다.

상기 "연화 온도"란 유리, 비결정성의 또는 부분 결정의 폴리머가 유리 형태의 경탄성 상태로부터 부드러운 상태로 옮겨가는 온도로 이해된다. 연화점에서 상응하는 물질들의 경도가 감소하는 현상은 예컨대 부하에 의해 한 가지 물질 샘플 상에 올려진 몸체가 연화점에 도달하였을 때에 상기 샘플 내부로 밀려 들어감으로써 뚜렷해진다. 상기 연화점은 기본적으로 유리 전이 온도보다 높지만, 대부분의 폴리머에서는 상기 폴리머가 완전히 액체 상태로 변환되는 온도보다 훨씬 더 낮다.

그와 달리 접착력이 증가 되어야만 하는 경우에는, 특히 95 ℃ 아래의 연화 온도, 특히 90 ℃ 아래의 연화 온도를 갖는 수지가 바람직하다.

한 가지 바람직한 실시 예에 따르면, 접착제는 바람직하게 전체 량을 기준으로 할 때에 60 중량-%까지의 비율까지 접착 부여제를 함유한다. 용융 접착제의 경우에는 상기 비율이 더 낮을 수 있는데, 예를 들면 전체 량을 기준으로 할 때에 30 중량-%까지 낮아질 수 있다.

통상적으로 추가의 첨가제로서는:

예컨대 연화제 오일과 같은 가소화제 또는 예컨대 저분자 폴리부텐과 같은 저분자 액상 폴리머

예컨대 입체적으로 차단된 페놀과 같은 1차 산화 방지제

예컨대 포스파이트 또는 티오에테르와 같은 2차 산화 방지제

예컨대 C-라디칼성 포집제와 같은 프로세스 안정화제

예컨대 UV-흡수제 또는 입체적으로 차단된 아민과 같은 광 보호제

처리 보조제

최종 블록 보강 수지 그리고

경우에 따라서는 바람직하게 탄성 중합체 성질을 갖는 추가의 폴리머가 이용될 수 있다; 상응하게 이용할 수 있는 탄성 중합체는 다른 무엇보다도 순수한 탄화수소를 기본으로 하는 탄성 중합체, 예컨대 천연 방식으로 또는 합성에 의해서 형성되는 폴리이소프렌 또는 폴리부타디엔과 같은 불포화 폴리디엔, 예컨대 포화 에틸렌-프로필렌-코폴리머, α-올레핀 코폴리머, 폴리이소부틸렌, 부틸 고무, 에틸렌-프로필렌 고무와 같이 화학적으로 실제로 포화 상태인 탄성 중합체, 그리고 예컨대 할로겐을 함유하는, 아크릴을 함유하는, 알릴- 또는 비닐에테르를 함유하는 폴리올레핀과 같이 화학적으로 기능화된 탄화수소를 포함한다.

본 발명에 따른 접착제는 전술된 수지 및/또는 첨가제 없이도 적용 예에 따라서는 적합할 수 있다고 말할 수 있는데, 상기 수지 및/또는 첨가제는 전체적으로, 임의의 조합으로 또는 각각 개별적으로 생략될 수 있다. 특히 본 발명에 따른 접착제는 무기 실리케이트 및 알루모실리케이트를 필요로 하지 않는다.

특히 상승 된 온도에서 응집력을 높이기 위하여, 전술된 접착제가 교차 결합 된다. 폴리머의 산 무수물기와 반응성 실란의 반응에 의해서 실란이 폴리머에 결합 된다. 그러나 그와 동시에 교차 결합에 이용될 수 있는 산기도 생성된다. 다시 말하자면, 실란 변형된 폴리머는 생성된 산기를 통해서뿐만 아니라 실란의 부족으로 인해 해제 반응(abreaction) 되지 않는 기존의 산 무수물기를 통해서도 교차 결합 될 수 있다.

상기 폴리머의 교차 결합은 상이한 방식으로 이루어질 수 있다. 한 편으로 산- 또는 산 무수물기는 교차 결합제와 반응할 수 있거나 - 예컨대 산 무수물의 경우에는 다양한 아민과 반응할 수 있거나 - 또는 산 및 산 무수물과 반응할 수 있는 에폭시수지와 반응할 수 있다.

이때 아민으로서는 1차 및 2차 아민, 아미드 그리고 수소에 의해 질소에 직접 결합 된 다른 질소 함유 화합물도 사용될 수 있다.

에폭시수지로서는 통상적으로 분자당 하나 이상의 에폭시기를 함유하는 모노머 형태의 화합물뿐만 아니라 올리고머 형태의 화합물도 언급될 수 있다. 상기 화합물은 비스페놀 A 혹은 비스페놀 F를 함유하는 글리시드에스테르 혹은 에피클로르히드린의 반응 생성물, 또는 비스페놀 A 혹은 비스페놀 F로 이루어진 혼합물일 수 있다. 페놀 및 포름알데히드로 이루어진 반응 생성물과 에피클로르히드린의 반응에 의해서 얻어지는 에폭시드노볼락 수지도 마찬가지로 사용될 수 있다. 다수의 에폭시드기를 함유하고 에폭시수지를 위한 희석제로서 사용되는 모노머 형태의 화합물도 사용될 수 있다. 또한, 탄성적으로 변형된 에폭시수지 또는 예를 들어 Daicel 사(社)의 Epofriend와 같이 에폭시화 된 스티롤 블록 코폴리머와 같은 에폭시드 변형된 탄성 중합체도 사용될 수 있다.

에폭시수지의 예들로서는 AralditeTM 6010, CY-281TM, ECNTM 1273, ECNTM 1280, MY 720, Huntsman의 RD-2, DERTM 331, 732, 736, Dow Chemicals의 DENTM 432, Shell Chemicals의 EponTM 812, 825, 826, 828, 830 등, 마찬가지로 Shell Chemicals의 HPTTM 1071, 1079, Hexion 사(社)의 Epikote, 164, 862, 1001 등이 있다.

상업적인 지방족 에폭시수지로서는 예컨대 Union Carbide Corp.의 ERL-4206, 4221, 4201, 4289 또는 0400과 같은 비닐사이클로섹산디옥사이드가 있다.

탄력적인 탄성 중합체는 Noveon 사(社)로부터 Hycar라는 이름으로 구입할 수 있다.

에폭시드 희석제, 즉 다수의 에폭시기를 함유하는 모노머 형태의 화합물은 예컨대 UCCP 사(社)의 Polypox TM R 9, R 12, R 15, R 19, R 20 등이다.

통상적으로 상기 반응들에서는 가속제도 사용된다. 상기 가속제는 예컨대 3차 아민 또는 예컨대 트리페닐포스핀과 같은 변형된 포스핀 그룹으로부터 얻을 수 있다.

아민과 산 무수화물의 반응은 종종 실온에서 이미 이루어지는 한편, 에폭시수지와의 교차 결합은 일반적으로 상승 된 온도에서 진행된다.

교차 결합의 제 2 가능성은 금속 킬레이트를 통해서 이루어진다. 금속 킬레이트와 말레산 무수물 변형된 블록 코폴리머의 교차 결합은 EP 1 311 559 B1호에 공지되어 있으며, 이 간행물에서는 블록 코폴리머 혼합물의 응집의 상승이 기술되고 있다.

상기 금속 킬레이트의 금속들은 제 2, 제 3, 제 4 및 제 5 주족의 금속들 및 전이 금속들일 수 있다. 예컨대 알루미늄, 주석, 티타늄, 지르코늄, 하프늄, 바나듐, 니오븀, 크롬, 망간, 철, 코발트 및 세륨이 특히 적합하다. 특히 바람직한 것은 알루미늄과 티타늄이다.

킬레이트 교차 결합을 위해서는 아래와 같은 화학식에 의해서 재현될 수 있는 상이한 금속 킬레이트가 사용될 수 있다.

(R₁O)_nM(XR₂Y)_m,

상기 화학식에서

M은 제 2, 제 3, 제 4 혹은 제 5 주족의 금속 또는 전이 금속이며,

R₁은 메틸, 에틸, 부틸, 이소프로필 또는 벤질과 같은 알킬- 혹은 아릴기이고,

n은 0 또는 0보다 큰 정수이며,

X, Y는 각각 이중 결합에 의해서도 R₂에 결합 될 수 있는 산소 또는 질소이고,

R₂는 X와 Y를 연결하는 알킬렌기로서, 이 알킬렌기는 분기 될 수 있거나 또는 산소 혹은 추가의 헤테로 원자도 사슬 내에 포함할 수 있으며;

m은 정수이지만, 적어도 1이다.

바람직한 킬레이트 리간드는 금속 원자를 함유하는 화합물 및 다음과 같은 화합물의 반응으로부터 생성되는 리간드이다: 트리에탄올아민, 2,4-펜탄디온, 2-에틸-1,3-헥산디올 또는 젖산. 특히 바람직한 교차 결합제는 알루미늄- 및 티타닐아세틸아세토네이트이다.

최적의 교차 결합에 도달하기 위해서는 산기 혹은 산 무수물기와 아세틸아세토네이트 기 사이에서 거의 당량의 비율이 선택되어야만 하며, 이 경우 교차 결합제의 함량이 약간 초과하는 경우는 긍정적인 것으로 드러났다. 그러나 산기와 아세틸아세토네이트 기 사이의 비율은 변경될 수 있으며, 이 경우 충분한 교차 결합을 위해서는 두 개의 기 중에 어떤 기도 5배 이상의 몰 초과량으로 존재해서는 안 된다.

놀랍게도, 킬레이트와 교차 결합 되었고, 산 혹은 산 무수물에 의해서 변형된 비닐 방향족 화합물 블록 코폴리머를 함유하는 감압성 접착제도 매우 낮은 수증기- 혹은 산소-투과성을 나타낸다. 이와 같은 투과성은 산 무수물 및 금속 킬레이트와 같은 극성 성분들을 함유하는 감압성 접착제로부터는 예상될 수 없다.

본 발명은 우선 전술된 여러 가지 단점들에도 앞에서 감압성 접착제과 관련하여 기술된 단점들이 전혀 발생하지 않거나 또는 단지 감소 된 상태로만 발생하는 용융- 또는 감압성 접착제가 전자 장치를 캡슐화하기 위하여 사용될 수 있다는 인식을 토대로 하고 있다. 다시 말하자면, 폴리머에 공유 결합 된 게터를 함유하는 용융- 또는 감압성 접착제는 전자 소자들을 캡슐화하기에 특히 우수하게 적합한 것으로 드러났는데, 그 이유는 한 편으로는 유기 (유체 형태의) 게터가 전자 활성 부품 내부로 이동하여 그곳에서 손상을 야기할 위험이 존재하지 않기 때문이며, 그리고 다른 한 편으로는 입자 형태의 게터를 사용할 때에 발생하는 접착제의 접착력 감소가 피해지기 때문이다.

또한, 적어도 부분적으로 교차 결합 되었고, 실란화 되었으며, 가급적 비-극성인 폴리머를 기본으로 하는 용융- 또는 감압성 접착제가 전자 장치를 캡슐화하기 위하여 특히 적합하다는 사실도 드러났다. 본 발명에 따르면, 교차 결합 가능하고 실란화 된 비-극성의 폴리머를 기본으로 하는 감압성 접착제가 상응하게 제공되고, 전자 장치의 캡슐화할 영역에 적용된다. 특히 감압성 접착제가 접착제로서 사용되는 경우에는, 적용이 특히 간단한데, 그 이유는 예비 고정 혹은 그와 유사한 조치가 이루어질 필요가 없기 때문이다. 감압성 접착제의 형상에 따라서는 아래와 같은 처리도 더 이상 필요치 않다.

"적어도 부분적인 교차 결합"이란, 교차 결합을 위해서 이용될 수 있는 화학 그룹들 중에 적어도 한 부분이 실제로도 교차 결합을 위해서 분해되었다는 것을 의미한다.

접착제 분야에서 감압성 접착제는 특히 영구적인 접착성과 유연성을 그 특징으로 한다. 영구적인 접착성을 갖는 재료는 어떤 시점에서든지 점착 및 응집 특성이 적절하게 조합된 특성을 지녀야만 한다. 이와 같은 특성은 예를 들어 반응이 끝나지 않은 상태에서는 거의 응집 특성을 제공하지 않는 반응성 접착제의 특성과 구별되는 감압성 접착제의 특성이다. 우수한 점착 특성을 위해서는, 점착 및 응집 특성으로부터 최적의 밸런스가 나타나도록 감압성 접착제를 조절할 필요가 있다.

본 경우에 "캡슐화"란, 전술된 감압성 접착제에 의한 충분한 접착을 의미할 뿐만 아니라 (광-)전자 장치의 캡슐화할 영역에 감압성 접착제를 국부적으로 적용하는 것, 예를 들어 전자 구조물의 한 측을 덮거나 둘러싸는 것도 의미한다.

감압성 접착제의 성분들의 선택 그리고 그에 의한 낮은 극성 및 그로부터 결과적으로 나타나는 확산 계수의 낮은 용해도-항(S)에 의해서는 수증기 및 산소와 같은 투과 물질, 특히 수증기의 낮은 통과 능력에 도달하게 된다. 결합 된 실란도 통과 시간의 증가를 보증해준다.

다른 감압성 접착제과 비교되는 본 발명의 장점은, 산소에 대한 그리고 다른 무엇보다도 수증기에 대한 매우 우수한 배리어 특성, 그와 동시에 상이한 기판 상에서의 우수한 경계면 점착 특성 및 우수한 응집 특성이 조합되었다는 것이며, 상승 된 온도에서도 아래에서 기술되는 교차 결합 반응이 유지된다는 것 그리고 액상 접착제에 비해 매우 높은 유연성을 갖는다는 것 그리고 (광-)전자 장치 및 캡슐에 간단하게 적용할 수 있다는 것이다. 또한, 특정 실시 예들에서는 투명한 접착제도 제시되고 있으며, 이와 같은 투명한 접착제는 (광-)전자 장치에 사용하기 위해서 특이한 방식으로 적용될 수 있는데, 그 이유는 입사되거나 또는 방출되는 광의 감소 상태가 매우 적게 유지되기 때문이다.

특히 열 및 습기 상태에서 저장을 하는 경우에는 기포 형성이 억제된다. 이와 같은 감압성 접착제는 간단한 방식으로 전자 장치에 통합될 수 있으며, 특히 높은 유연성을 요구하는 전자 장치에도 통합될 수 있다. 상기 감압성 접착제의 추가의 특히 바람직한 특성들은 상이한 기판상에 접착되는 유사하게 우수한 접착력, 높은 전단 강도 및 높은 유연성이다. 기판에서의 매우 우수한 접착 상태에 의해서는 또한 경계면에서의 투과도 낮아진다. 본 출원서에 기재된 제형들을 (광-)전자 구조물의 캡슐화를 위해서 사용하는 경우에는, 전술된 장점들을 통일시키고, 그로 인해 캡슐화 공정을 가속 및 단순화시키며, 그리고 제품의 품질을 높여주는 바람직한 장치들이 얻어진다.

감압성 접착제의 특정 실시 예들에서는 추가의 열적인 프로세스 단계들 또는 방사선 조사 과정이 반드시 필요하지 않기 때문에, (광-)전자 구조물을 구성할 때에 적용 후에 구현되는 교차 결합 반응에 의한 수축이 발생하지 않고, 감압성 접착제는 레일 형태의 재료로서 존재하거나 또는 전자 장치들 중의 한 전자 장치에 상응하게 적응된 형태로 존재하며, 그리고 상기 화합물은 낮은 압력하에서도 간단하고도 신속하게 (광-)전자 구조물의 캡슐화 프로세스에 통합될 수 있다. 그럼으로써, 통상적으로 회피된 처리 단계들에 의해서 야기되는 단점들, 예컨대 열 부하 및 기계적인 부하가 최소로 될 수 있다. 적어도 (광-)전자 구조물의 부분들을 평탄한 시트 형태의 배리어 재료(예컨대 유리, 특히 얇은 유리, 금속 산화물 코팅된 박막, 금속 박막, 다층-기판 재료)로 라미네이팅 처리함으로써 이루어지는 캡슐화는 간단한 롤러-대-롤러 프로세스에서의 매우 우수한 배리어 작용에 의해서 가능하다. 감압성 접착제의 유연성 이외에 전체 구조물의 유연성은 (광-)전자 구조물의 기하학적인 구조 및 두께와 같은 추가 요소들에 의존한다. 감압성 접착제의 높은 유연성은 매우 얇고, 휘어질 수 있으며 그리고 유연한 (광-)전자 구조물이 구현될 수 있게끔 해준다. 앞에서 사용된 "휘어질 수 있는"이라는 표현은, 상기 감압성 접착제가 손상되지 않으면서 특정한 반경, 특히 1 mm의 반경을 갖는 드럼과 같은 구부러진 대상물의 곡률을 따르게 되는 특성을 의미한다.

(광-)전자 구조물의 캡슐화를 위한 특별한 장점은, 교차 결합 된 또는 아직까지 교차 결합 되지 않은 본 발명에 따른 감압성 접착제가 적용 동안에 또는 적용 후에 가열된다는 것이다. 이와 같은 가열에 의해서는 감압성 접착제가 더 우수하게 흐를 수 있고, 그로 인해 (광-)전자 장치와 감압성 접착제 사이에 있는 경계면에서의 투과 현상도 줄어들 수 있게 된다. 이때 온도는 바람직하게 감압성 접착제의 흐름을 상응하게 촉진하기 위하여 30 ℃ 이상, 더욱 바람직하게는 50 ℃ 이상에 달해야만 한다. 하지만, (광-)전자 장치를 손상시키지 않기 위하여 상기 온도는 지나치게 높게 선택되어서는 안 된다. 전자 장치를 투과 물질에 대항해서 캡슐화하기 위한 방법의 바람직한 실시 예에서는, 감압성 접착제가 접착 밴드 형태로 제공될 수 있다. 이와 같은 형성 방식은 감압성 접착제의 특히 간단하고도 균일한 적용을 가능하게 한다.

"접착 밴드"라는 일반적인 표현은 한 가지 실시 예에서는 한 면 또는 양면에 감압성 접착제가 제공된 캐리어 재료를 포함한다. 상기 캐리어 재료는 시트 모양의 평탄한 모든 형성체, 예를 들면 2차원으로 팽창되는 박막 또는 박막 섹션, 길이가 팽창되었고 폭이 제한된 밴드, 밴드 섹션, 압착부, 다층 장치 등을 포함한다. 상기 접착 밴드는 예컨대 미터 재료(material sold by the meter)로서 사용되는 경우와 같이 길이가 고정된 상태로 롤러 상에 제공될 수 있거나 또는 무한 재료로서 롤러 상에 제공될 수 있다.

캐리어로서는 공지된 모든 캐리어가 사용될 수 있는데, 예를 들면 느슨한 구조물, 직물, 망사, 부직포, 박막, 종이, 티슈, 폼 및 발포 박막이 사용될 수 있다. 본 경우에는 폴리머 박막, 박막 결합체 또는 유기 및/또는 무기 층이 제공된 박막 또는 박막 결합체가 바람직하게 사용된다. 이와 같은 박막/박막 결합체들은 박막을 제조하기 위해서 통상적으로 사용되는 모든 플라스틱으로 이루어지며, 다음과 같은 예들이 언급될 수 있지만 이와 같은 예들에만 한정되지 않는다: 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 - 특히 단축- 혹은 양축 연장에 의해서 발생하는 방향 설정된 폴리프로필렌(OPP), 고리형 올레핀 코폴리머(COC), 폴리비닐클로라이드(PVC), 폴리에스테르 - 특히 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 및 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 에틸렌비닐알코올(EVOH), 폴리비닐리덴클로라이드(PVDC), 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF), 폴리아크릴니트릴(PAN), 폴리카보네이트(PC), 폴리아미드(PA), 폴리에테르술폰(PES) 또는 폴리이미드(PI). 특히 교차 결합 된 폴리에틸렌 폼 또는 점탄성 캐리어가 적합하다. 상기 점탄성 캐리어는 바람직하게 폴리아크릴레이트로 이루어지고, 특히 바람직하게는 유리 또는 폴리머로 이루어진 중공 몸체로 채워져 있다. 상기 캐리어는 접착제와 결합 되기 전에 Primerung에 의해서 또는 코로나 혹은 에칭과 같은 물리적인 예비 처리에 의해서 준비될 수 있다. 상기 캐리어는 다층으로 구성될 수도 있는데, 예를 들면 상이한 층들의 상호 라미네이팅에 의해서 또는 층들의 공-압출에 의해서 형성될 수 있다.

상기 캐리어는 또한 유기 혹은 무기 코팅 또는 층과 조합될 수도 있다. 이와 같은 조합은 통상적인 방법, 예컨대 래커 코팅, 프레싱, 증발, 스퍼터링, 공-압출 또는 라미네이팅에 의해서 이루어질 수 있다. 규소 및 알루미늄의 산화물 또는 질화물, 인듐-주석-산화물(ITO) 또는 졸-겔-코팅이 예로 언급되지만 이와 같은 예에만 한정되지 않는다.

산소 및 수증기를 위한 투과 배리어가 제공된 상기 박막/박막 결합체, 특히 폴리머 박막이 특히 바람직하며, 이 경우 상기 투과 배리어는 포장 분야에서 요구되는 조건들(WVTR < 10^-1 g(m²d); OTR < 10^-1 cm³(m²d bar))을 능가한다. 산소에 대한 투과성(OTR) 및 수증기에 대한 투과성(WVTR)의 결정은 DIN 53380 파트 3 혹은 ASTM F-1249에 따라서 이루어진다. 산소에 대한 투과성은 23 ℃의 온도에서 그리고 50%의 상대적인 습기에서 측정된다. 수증기에 대한 투과성은 37.5 ℃의 온도에서 그리고 90 %의 상대적인 습기에서 결정된다. 결과는 50 ㎛의 박막 두께로 정규화 된다.

또한, 상기와 같은 접착 품목의 전체 구조까지도 투명하게 형성되도록 하기 위하여, 박막/박막 결합체는 바람직한 실시 예에서 투명하게 형성될 수도 있다. 이때 "투명도"라는 표현은 평균 투과율이 적어도 75 %, 바람직하게는 90 % 이상의 광 가시 범위 안에 있다는 것을 의미한다.

또한, "접착 밴드"라는 표현은 소위 "전사 접착 밴드", 다시 말해 캐리어가 없는 접착 밴드까지도 포함한다. 전사 접착 밴드의 경우에 접착제는 오히려 분리 층이 제공된 그리고/또는 항-접착성(antiadhesive) 특성을 지니는 유연한 라이너(liner)들 사이에 적용하기 전에 제공되었다. 적용을 위하여 규칙에 따라 우선 접착제가 도포 된 하나의 라이너가 제거되고, 그 다음에 제 2 라이너가 제거된다. 따라서, 감압성 접착제는 (광-)전자 장치 내에 있는 두 개의 표면을 연결하기 위하여 직접 사용될 수 있게 된다.

더욱 바람직하게 특정 실시 예들에서는 가시 광선 스펙트럼(약 400 nm 내지 800 nm의 파장 범위) 안에서 투명한 감압성 접착제가 사용된다. 그러나 예컨대 태양 전지와 같은 특정한 적용 예를 위해서는 상기 범위가 규정된 UV 또는 IR-구역으로 확장될 수도 있다. 가시 스펙트럼의 바람직한 범위 안에 있는 원하는 투명도는 특히 무색 접착 수지의 사용에 의해서 달성될 수 있다. 따라서, 이와 같은 감압성 접착제는 (광-)전자 구조물 위에서 전체 표면에 걸쳐 사용하기 위해서도 적합하다. 전자 구조물이 에지 밀봉부에 대하여 대략 중앙에 배치된 경우에 전체 표면에 걸쳐서 접착이 이루어지면, 투과 물질이 구조물에 도달하기 전에 상기 투과 물질이 전체 표면을 통과해서 확산 될 수밖에 없다는 장점이 얻어진다. 따라서, 투과 경로는 현저하게 증가하게 된다. 액상 접착제에 의한 에지 밀봉과 비교할 때에 본 실시 예에서 요구되는 투과 경로는 전체 배리어에 긍정적으로 작용을 하는데, 그 이유는 상기 투과 경로가 투과성에 반비례하기 때문이다.

이때 "투명도"라는 표현은 접착제의 평균 투과율이 적어도 75 %, 바람직하게는 90 % 이상의 광 가시 범위 안에 있다는 것을 의미한다. 캐리어를 갖춘 감압성 접착 밴드로서 구현하는 경우에, 전체 구조물의 최대 투과율은 또한 상기 사용된 캐리어의 종류 그리고 상기 구조물의 유형에 의존한다.

(광-)전자 장치의 전자 구조물들은 종종 UV-방사선에 대하여 저항력이 약하다. 그렇기 때문에, 감압성 접착제가 또한 UV를 차단하도록 형성되는 경우도 특히 바람직한 것으로 드러났다. 이 경우에 "UV를 차단하도록"이라는 표현은 상응하는 파장 범위 안에서 평균 투과율이 최대 20 %, 바람직하게는 최대 10 %, 더욱 바람직하게는 최대 1 %라는 것을 의미한다. 바람직한 실시 예에서 감압성 접착제는 320 nm 내지 400 nm의 파장 범위(UVA-방사선) 안에서, 바람직하게는 280 nm 내지 400 nm의 파장 범위(UVA- 및 UVB-방사선) 안에서, 더욱 바람직하게는 190 nm 내지 400 nm의 파장 범위(UVA-, UVB- 및 UVC-방사선) 안에서 UV를 차단하도록 형성되었다.

상기 감압성 접착제의 UV 차단 작용은 특히 UV-차단제(UV-blocker) 또는 적합한 충전제를 감압성 접착제에 첨가함으로써 성취될 수 있다. UV-차단제로서는 예를 들어 BASF 사(社)의 Tinuvin과 같은 HALS(Hindert Armine Light Stabilizer) 또는 벤즈이미다졸 유도체가 적합하다. 충전제로서는 특히 티타늄디옥사이드가 적합하고, 아무 특별하게는 나노 스케일의 티타늄디옥사이드가 적합한데, 그 이유는 이와 같은 물질에 의하여 투명도가 가시 광선 범위 안에서 유지될 수 있기 때문이다.

한 가지 추가의 바람직한 실시 예에서, 감압성 접착제는 날씨의 영향 및 UV-광선에 대하여 매우 우수한 안정성을 나타낸다. 이와 같은 안정성은 특히 수소가 첨가된 탄성 중합체 및/또는 수소가 첨가된 수지를 사용함으로써 성취될 수 있다.

본 발명의 한 가지 실시 예에서, 감압성 접착제는 또한 충전제도 함유하며, 다음에서 언급되는 상기 충전제에 대한 예들은 이와 같은 예들에만 한정되지 않는다: 산화물, 수산화물, 탄산염, 질화물, 할로겐화물, 탄화물 또는 알루미늄, 규소, 지르코늄, 티타늄, 주석, 아연, 철의 혼합된 산화-/수산화-/할로겐화 화합물 또는 (토류)알칼리 금속. 상기 충전제로서는 실제로 예컨대 산화 알루미늄, 베마이트(boehmite), 바이어라이트(bayerite), 기브자이트(gibbsite), 다이어스포어(diaspore) 등과 같은 알루미나(alumina)가 사용된다. 예를 들어 벤토나이트(bentonite), 몬모릴로나이트(montmorillonite), 하이드로탈사이트(hydrotalcite), 헥토라이트(hectorite), 카올리나이트(kaolinite), 베마이트, 글리머(glimmer), 버미큘라이트(vermiculite) 또는 이들의 혼합물이 아주 특히 적합하다. 그러나 카본 블랙 또는 탄소의 다른 변체들, 말하자면 탄소 나노 튜브도 사용될 수 있다.

바람직하게 감압성 접착제의 충전제로서는 나노 스케일의 그리고/또는 투명한 충전제가 사용된다. 본 경우에 한 충전제가 적어도 한 가지 치수에서 약 100 nm만큼, 바람직하게 약 10 nm만큼 최대로 팽창될 때에 상기 충전제는 나노 스케일의 충전제로서 언급된다. 특히 바람직하게는 소형 플레이트 형태의 결정 구조물 및 분배가 균일한 상황에서 높은 애스팩트 비(가로세로 비)를 갖는 투명한 충전제가 상기 화합물 속에 사용된다. 소형 플레이트 형태의 결정 구조물 및 100을 훨씬 초과하는 애스팩트 비를 갖는 충전제들은 일반적으로 단지 수 nm의 두께만을 갖지만, 미소 결정의 길이 내지 폭은 수 ㎛에까지 달할 수 있다. 이와 같은 충전제들도 마찬가지로 나노 입자로서 언급된다. 치수가 작은 충전제들을 입자 형태로 형성하는 것도 또한 감압성 접착제의 투명한 설계를 위해서 특히 바람직하다.

접착제 매트릭스 내에 있는 전술된 충전제들을 이용해서 래버린스(labyrinth) 형태의 구조물을 구성하게 되면, 예컨대 산소 및 수증기의 확산 경로가 연장됨으로써, 결과적으로 접착제 층을 통과하는 산소 및 수증기의 투과량이 줄어들게 된다. 결합제 매트릭스 내에서 충전제들의 분산 가능성을 개선하기 위하여, 상기 충전제들의 표면이 유기 화합물에 의해서 변형될 수 있다. 이와 같은 충전제들의 사용은 예를 들어 US 2007/0135552 A1호 그리고 WO 02/026908 A1호에 공지되어 있다.

특정 실시 예들에서 통과 시간의 추가 증가 또는 산소-게터와 실란화 된 폴리머의 조합이 구조물을 위해서 바람직한 경우에는, 상기 실란화 된 폴리머에 추가하여 산소 및/또는 수증기와 특이한 방식으로 상호 작용을 할 수 있는 추가의 충전제가 당연히 사용될 수 있다. 이 경우에는 (광-)전자 장치 내부로 유입되는 산소 또는 수증기가 상기 충전제, 게터에 화학적으로 또는 물리적으로 결합 된다. 이와 같은 게터는 예를 들어 산화 가능한 금속, 주족- 및 전이 금속의 할로겐화물, 염, 규산염, 산화물, 수산화물, 황산염, 아황산염, 탄산염, 과염소산염 및 활성화된 탄소 그리고 이들의 변체를 포함하지만, 이와 같은 예들에만 한정되지 않는다. 예를 로서는 염화코발트, 염화칼슘, 브롬화칼슘, 염화리튬, 염화아연, 브롬화아연, 이산화규소(실리카 겔), 산화알루미늄(활성화된 알루미늄), 황산칼슘, 황산구리, 디티온산나트륨, 탄산나트륨, 탄산마그네슘, 이산화티타늄, 벤토나이트, 몬모릴로나이트, 규조토(diatom earth), 제올라이트 및 (토류)알칼리 금속의 산화물, 예컨대 산화바륨, 산화칼슘, 산화철 및 산화마그네슘 또는 탄소 나노 튜브가 있다. 또한, 유기 게터도 사용될 수 있다. 그 예로서는 폴리아미드-코폴리머, PET-코폴리에스테르 또는 하이브리드 폴리머를 기본으로 하는 게터 - 이와 같은 게터는 대부분 예를 들어 코발트와 같은 촉매와 조합해서 사용됨 - 또는 예컨대 알루미늄, 아연, 티타늄, 마그네슘 또는 붕소를 기본으로 하는 금속 유기 화합물도 언급된다. 추가의 유기 게터는 약하게 교차 결합 된 폴리아크릴산, 아스코르브산염(ascorbate), 글루코스, 갈루스산 또는 불포화 지방 및 오일이다.

배리어 작용과 관련해서 충전제의 가급적 우수한 효과에 도달하기 위하여, 상기 충전제 비율은 지나치게 적어서는 안 된다. 상기 비율은 바람직하게 적어도 5 중량-%, 더욱 바람직하게는 적어도 10 중량-% 그리고 아주 바람직하게는 적어도 15 중량-%에 달한다. 통상적으로는 가급적 높은 비율의 충전제가 사용되는데, 이 경우에 감압성 접착제의 접착력은 지나치게 강하게 감소하지 않거나 또는 추가의 특성들에 악영향을 미치지 않는다. 그렇기 때문에 한 가지 실시 예에서 상기 비율은 최대 95 중량-%, 바람직하게는 최대 70 중량-%, 더욱 바람직하게는 최대 50 중량-%에 달한다.

또한, 충전제의 최대한 미세한 분포 및 최대한 높은 표면적이 바람직하다. 이와 같은 상황은 더욱 높은 효율 및 더욱 높은 충전 용량을 가능하게 하며, 특히 나노 스케일의 충전제에 의해서 달성된다.

비닐 방향족 화합물 블록 코폴리머를 기본으로 하거나 또는 폴리이소부틸렌을 기본으로 하는 교차 결합 되지 않은 접착제와 달리, 본 발명에 따른 접착제는 하나의 배리어 층을 추가로 구비하는 두 개의 폴리에스테르 박막 간에 접착이 이루어지는 경우에 85 ℃ 및 85 %rF에서 저장할 때에 기포를 전혀 보여주지 않는다.

감압성 접착제의 제조 및 처리는 용액, 분산액으로부터 그리고 용융물로부터 이루어질 수 있다. 용액 또는 용융물로부터의 제조 및 처리가 바람직하다. 특히 바람직한 경우는 용액으로부터 접착제를 제조하는 것이다. 이 경우 감압성 접착제의 성분들은 적합한 용매, 예컨대 톨루올 또는 벤진과 아세톤으로 이루어진 혼합물 속에서 용해되고, 일반적으로 공지된 방법으로 캐리어 상에 도포 된다. 용융물로부터 처리하는 경우에 상기 도포 방법은 노즐 또는 캘린더를 통해서 실시될 수 있다. 용액으로부터 처리하는 방법에서는 닥터 블레이드(doctor blade), 나이프, 롤러 또는 노즐을 이용한 코팅과 같은 단 몇 가지만 공지되어 있다. 한 가지 바람직한 실시 예에서, 감압성 접착제는 VDA 277에 따라 측정하였을 때에 g 화합물당 50 ㎍ 탄소 이상의, 특히 10 ㎍ C/g 이상의 휘발성 유기 화합물(VOC)을 함유하지 않는다. 이와 같은 상황의 장점은 전자 구조물의 유기 재료들과 더욱 우수한 화합성에 도달할 수 있다는 것, 그리고 경우에 따라 존재하는 기능 층, 예컨대 인듐-주석-산화물과 같은 투명한 전도성 금속 산화물층 또는 고유하게 전도성을 지닌 폴리머로 이루어진 층과의 더욱 우수한 화합성에 도달할 수 있다는 것이다.

상기 감압성 접착제는 (광-)전자 장치의 전체 표면에 걸쳐 접착하기 위해서 사용될 수 있거나 또는 상응하게 제조된 후에는 상기 감압성 접착제 또는 감압성 접착 밴드로 이루어진 압착부, 롤러 또는 기타 성형체가 제조될 수 있다. 감압성 접착제/감압성 접착 밴드에 상응하는 압착부 및 성형체는 바람직하게 추후에 접착할 기판상에 접착되는데, 예를 들면 (광-)전자 장치의 가장자리로서 혹은 제한부로서 접착된다. 상기 압착부 또는 성형체 형태의 선택은 제한되어 있지 않기 때문에, (광-)전자 장치의 종류에 따라서 선택된다. 시트 형태로 평평하게 라미네이팅 할 수 있는 가능성은 투과 물질의 측방 유입에 의한 투과 경로 길이의 증가에 의해서 액상 접착제와 달리 접착제의 배리어 특성에 장점으로 작용할 수 있는데, 그 이유는 상기 투과 경로 길이가 투과성에 반비례로 작용하기 때문이다.

시트 형태의 평평한 구조물로 형성된 감압성 접착제에 캐리어가 제공되는 한, 상기 캐리어의 두께는 바람직하게 약 1 ㎛ 내지 약 350 ㎛의 범위 안에, 더욱 바람직하게는 약 4 ㎛ 내지 약 250 ㎛의 범위 안에, 그리고 특히 바람직하게는 약 12 ㎛ 내지 약 150 ㎛의 범위 안에 있는 것이 바람직하다. 최적의 두께는 (광-)전자 장치, 최종 적용 예 및 감압성 접착제의 실시 유형에 의존한다. 1 내지 12 ㎛의 범위 안에 있는 매우 얇은 캐리어는 총 두께가 얇아야만 하는 (광-)전자 구조물에서 사용되지만, 이와 같은 상황은 구조물 내부에 통합시키기 위한 비용의 증가를 야기한다. 150 내지 350 ㎛의 범위 안에 있는 매우 두꺼운 캐리어는, 구조물의 강성 및 캐리어에 의해서 상승 된 투과 배리어가 매우 중요하게 대두 되는 경우에 사용된다; 보호 효과는 캐리어에 의해서 증가 되는 한편, 구조물의 유연성은 줄어든다. 상기 12 내지 150 ㎛의 바람직한 범위는 대부분의 (광-)전자 구조물을 위하여 캡슐화 용액으로서 최상의 절충안이 된다.

본 발명의 추가의 세부 사항, 목적, 특징 및 장점은 바람직한 실시 예들을 참조하여 아래에서 상세하게 설명된다:
도 1은 제 1 (광-)전자 장치의 개략도이고,
도 2는 제 2 (광-)전자 장치의 개략도이며,
도 3은 제 3 (광-)전자 장치의 개략도이다.

도 1은 (광-)전자 장치(1)의 제 1 실시 예를 보여주고 있다. 상기 장치(1)는 기판(2)을 구비하며, 상기 기판상에는 전자 구조물(3)이 배치되어 있다. 상기 기판(2) 자체는 투과 물질을 위한 배리어로서 형성되었고, 이로써 상기 전자 구조물(3)의 캡슐의 한 부분을 형성한다. 상기 전자 구조물(3) 상부에는 - 본 경우에는 또한 상기 전자 구조물로부터 공간적으로 이격 된 상태로 - 배리어로서 형성된 추가의 커버(4)가 배치되어 있다.

전자 구조물(3)을 또한 측면으로도 캡슐화하기 위하여 그리고 그와 동시에 커버(4)를 전자 장치(1)와 연결하기 위하여, 감압성 접착제(5)가 기판(2) 상의 전자 구조물(3) 옆에 주변을 둘러싸도록 제공되었다. 상기 감압성 접착제(5)는 기판(2)에 커버(4)를 연결한다. 상기 감압성 접착제(5)는 또한 상응하는 두께의 형상에 의해서 커버(4)가 전자 구조물(3)로부터 떨어져서 배치될 수 있게 해준다.

감압성 접착제(5)로서는 교차 결합 되고 실란 변형된 폴리머를 기본으로 하는 감압성 접착제가 사용되며, 본 경우에 상기 화합물은 일반적인 형태로 기술되어 있고, 아래의 실시 예들에 상세하게 설명되어 있다. 상기 감압성 접착제(5)는 본 경우에 커버(4)와 기판(2)을 연결하는 기능을 담당할 뿐만 아니라, 전자 구조물(2)을 측면으로부터 수증기 및 산소와 같은 투과 물질에 대항하여 캡슐화하기 위해서 투과 물질을 위한 배리어 층까지도 제공한다.

본 경우에 상기 감압성 접착제(5)는 또한 양면 접착 밴드로부터 압착부의 형태로 제공되기도 한다. 이와 같은 압착부는 특히 간단한 적용을 가능하게 한다.

도 2는 (광-)전자 장치(1)의 한 가지 대안적인 실시 예를 보여주고 있다. 재차 기판(2) 상에 배치되어 있고 상기 기판(2)에 의해서 아래로부터 캡슐화된 전자 구조물(3)이 도시되어 있다. 본 실시 예에서는 상기 전자 구조물 위에 그리고 측면에 감압성 접착제(5)가 전체 표면에 걸쳐서 배치되어 있다. 따라서, 전자 구조물(3)은 상기 장소에서 감압성 접착제(5)에 의해 캡슐화되어 있다. 그 다음에 상기 감압성 접착제(5) 상에 커버(4)가 제공되어 있다. 상기 커버(4)는 이전의 실시 예와 달리 반드시 높은 배리어 요구 조건을 충족시켜야만 할 필요가 없는데, 그 이유는 배리어가 사전에 이미 감압성 접착제에 의해서 제공되기 때문이다. 상기 커버(4)는 예를 들어 단지 기계적인 보호 기능만을 담당할 수 있지만, 추가로 투과 물질 배리어로서 제공될 수도 있다.

도 3은 (광-)전자 장치(1)의 한 가지 대안적인 추가 실시 예를 보여주고 있다. 이전의 실시 예들과 달리 본 실시 예에서는 동일하게 형성된 두 개의 감압성 접착제(5a, 5b)가 제공되었다. 제 1 감압성 접착제(5a)는 기판(2) 상에서 전체 표면에 걸쳐 배치되어 있다. 그 다음에 상기 감압성 접착제(5a) 상에는 이 감압성 접착제(5a)에 의해서 고정되는 전자 구조물(3)이 제공되어 있다. 그 다음에 감압성 접착제(5a)와 전자 구조물(3)로 이루어진 결합체가 추가의 감압성 접착제(5b)에 의해 전체 표면에 걸쳐 커버 됨으로써, 결과적으로 상기 전자 구조물(3)은 모든 측에서 상기 감압성 접착제(5a, 5b)에 의해 캡슐화된다. 그 다음에 상기 감압성 접착제(5b) 위에 재차 커버(4)가 제공되었다.

따라서, 상기 실시 예에서는 기판(2)과 커버(4) 모두 반드시 배리어 특성들을 가져야할 필요는 없다. 그럼에도, 상기 기판 및 커버는 투과 물질이 전자 구조물(3)로 투과되는 과정을 더욱 제한하기 위해서 제공될 수 있다.

특히 도 2 및 도 3을 참조하자면, 본 경우에는 개략적인 도면을 다루고 있음이 언급될 수 있다. 도면들로부터는 특히 감압성 접착제(5)가 바람직하게 각각 균일한 층 두께로 도포 된다는 사실을 알 수가 없다. 그렇기 때문에 전자 구조물로 넘어가는 천이부에서는 도면에 나타난 바와 같은 날카로운 에지가 형성되지 않으며, 오히려 상기 천이부는 유동적이고, 가스로 채워지지 않았거나 혹은 가스로 채워진 작은 영역들이 남을 수 있다. 하지만, 경우에 따라서는, 특히 적용이 진공 상태에서 실시되는 경우에는 지반에 대한 적응도 이루어질 수 있다. 또한, 상기 감압성 접착제가 국부적으로 상이한 강도로 압축됨으로써, 결과적으로 유동 프로세스에 의해서는 에지 구조물에서의 높이 차가 어느 정도 보상될 수 있게 된다. 도면에 도시된 치수들도 척도에 맞지 않으며, 오히려 단지 도면에 대한 개관을 돕기 위해서만 이용된다. 특히 전자 구조물 자체는 일반적으로 상대적으로 평탄하게 (종종 1 ㎛ 미만의 두께로) 형성되었다.

감압성 접착제(5)의 적용은 도시된 모든 실시 예에서 감압성 접착 밴드의 형태로 이루어진다. 이 경우에는 기본적으로 캐리어를 구비한 양면 감압성 접착 밴드 또는 전사 접착 밴드가 사용될 수 있다. 본 경우에는 전사 접착 밴드로서의 실시 예가 선택되었다.

실시 예

달리 지시되지 않는 한, 아래의 예들에서 모든 양 데이터는 전체 조성을 기준으로 한 중량-% 혹은 중량부이다.

테스트 방법

접착력

접착력의 결정을 다음과 같이 실시하였다:

규정된 접착 바닥으로서 강철 표면, 폴리에틸렌테레프탈레이트- (PET) 및 폴리에틸렌-플레이트(PE)를 사용하였다. 검사할 접착 가능한 표면 소자를 20 mm의 폭 및 약 25 cm의 길이로 절단하였고, 처리 섹션을 제공하였으며, 그 직후에 4 kg의 강철 롤러를 이용하여 10 m/min의 이송 속도로 각각 선택된 접착 바닥 위에 5회 압착하였다. 그 다음에 곧바로 이어서 이전에 접착된 표면 소자를 실온에서 180 ℃의 각도로 그리고 300 mm/min의 속도로 인장 테스트 장치(Zwick 사(社))를 이용하여 접착 바닥으로부터 제거하고, 이를 위해서 필요한 파워를 측정하였다. 측정 값(단위 N/cm)을 3회의 개별 측정으로부터 평균값으로서 산출하였다.

전단 접착 실패 온도( SAFT )

SAFT의 결정을 다음과 같이 실시하였다:

규정된 접착 바닥으로서 폴리싱(polishing) 처리된 강철 표면을 사용하였다. 검사할 접착 가능한 표면 소자를 10 mm의 폭 및 약 5 cm의 길이로 절단한 직후에 2 kg의 강철 롤러를 이용하여 10 m/min의 이송 속도로 10 x 13 mm의 면적을 갖는 각각 선택된 접착 바닥 위에 3회 압착하였다. 그 다음에 곧바로 이어서 이전에 접착된 표면 소자에 강철 표면에 대하여 평행하게 0.5 N의 하중을 가했고, 9 ℃/min의 온도 램프를 통과시켰다. 이때 상기 샘플이 1 mm의 슬라이드 구간을 통과한 온도를 측정하였다. 측정 값(단위 ℃)을 2회의 개별 측정으로부터 평균값으로서 산출하였다.

휨 테스트

유연성을 결정하기 위해서 50 ㎛ 층 두께의 접착제를 23 ㎛의 두 개 PET-캐리어 사이에 코팅하였고, 180 °만큼 휘어진 상태에서 1 mm의 휨 반경에 대하여 테스트하였다. 상기 층이 절단 또는 분리되지 않는 경우에는 테스트를 통과한 것이다.

수명 테스트

(광-)전자 구조물의 수명을 결정하기 위한 척도로서 칼슘 테스트를 이용하였다. 이 목적을 위하여 질소 분위기 하에서 20 x 20 mm² 크기의 얇은 칼슘 층을 유리 플레이트 상에 증착하였다. 상기 칼슘 층의 두께는 약 100 nm였다. 상기 칼슘 층을 캡슐화하기 위해서 테스트할 접착제 그리고 얇은 유리 판(35 ㎛, Schott 사(社))을 구비한 접착 밴드를 캐리어 재료로서 사용하였다. 상기 접착 밴드를 3 mm의 모든 측 에지로 칼슘 미러 위에 적용하였으며, 상기 칼슘 미러 내에서 상기 접착 밴드를 유리 플레이트 상에 직접 부착하였다. 접착 밴드의 불투명한 유리 기판 때문에 단지 접착 표면을 통과하는 투과만 검출되었다.

상기 테스트는 예를 들어 A.G. Erlat 등 "47th Annual Technical Conference Proceedings - Society of Vacuum Coaters", 2004년, 654 내지 659 페이지, 그리고 M.E. Gross 등 "46th Annual Technical Conference Proceedings - Society of Vacuum Coaters", 2003년, 89 내지 92 페이지에 기술된 바와 같은 수증기 및 산소와 칼슘의 반응을 토대로 한다. 이 경우에는 수산화칼슘 및 산화칼슘으로의 변환에 의해서 증가하는 상기 칼슘 층의 광 투과가 관찰되었다. 전술된 테스트 방식에서는 상기 광 투과가 에지로부터 이루어짐으로써, 결과적으로 눈에 보이는 칼슘 미러의 면이 줄어들게 된다. 칼슘 미러 표면의 절반에 도달할 때까지의 시간이 수명으로서 표기된다. 측정 조건들로서는 60 ℃의 온도 및 90 %의 상대적인 습도를 선택하였다. 상기 패턴은 15 ㎛의 감압성 접착제의 층 두께로 전체 표면에 걸쳐서 그리고 기포 없이 접착되었다.

기포 테스트

접착 박막을 무기 배리어 층이 제공된 그리고 25 ㎛ 두께의 PET-배리어 박막(WVTR = 8 x 10^-2 g/m^2*d 그리고 OTR = 6 x 10^-2 cm³/m^2*d^*bar, ASTM F-1249 및 DIN 53380 파트 3 및 전술된 조건들에 따라 상응함) 상에 접착하고, 실온(23 ℃)에서 고무 롤러로 롤링하였다. 그 다음에 이어서 상기 접착제의 제 2 측면에 동일한 박막을 기포 없이 접착하고 마찬가지로 롤링하였다. 24시간의 설치 시간 후에 상기 제조된 패턴을 85 ℃ 및 85 % rF에서 20시간 동안 저장하였다. 상기 결합체 내에서 기포가 생성되었는지 그리고 생성되었다면 언제 생성되었는지를 검사하였고, cm² 당 기포의 개수뿐만 아니라 평균 크기까지도 결정하였다. 제 1 기포가 나타날 때까지의 기간을 기록하였다.

패턴의 제조

실시 예 1 내지 3의 감압성 접착제를 용액으로부터 제조하였다. 이 목적을 위하여 개별 성분들을 톨루올 속에 용해(고체 비율 40 %)하고, 처리되지 않은 23 ㎛의 PET-박막 상에 코팅하며, 120 ℃에서 15분 동안 건조함으로써, 결과적으로 단위 면적당 중량이 50 g/m²인 접착제 층을 생성하였다. 패턴은 수명 테스트에서와 동일한 방식으로 제조하였지만, 코팅은 PET-박막 상에 실시하지 않았고, 오히려 1.5 g/m²의 실리콘화 된 분리 종이 상에 15 g/m²의 접착제 층 두께로 실시하였다.

실시 예 1

100 부분 Kraton FG 1924 13 중량-%의 블록 폴리스티롤 함량, 36 중량 -%의 2블록 그리고 1 중량-%의 말레산 무수 물을 갖는 Kraton 사(社)의 말레산무수물 변 형된 SEBS

1.5 부분 Dynasilan AMEO 아미노프로필트리에톡시실란

50 부분 Escorez 5690 90 ℃의 연화점을 갖는 Exxon 사(社)의 수소 화된 탄화수소 수지

50 부분 Escorez 5615 115 ℃의 연화점을 갖는 Exxon 사(社)의 수 소화된 탄화수소 수지

1 부분 알루미늄-

아세틸아세토네이트

실시 예 2

50 부분 Kraton FG 1924 13 중량-%의 블록 폴리스티롤 함량, 36 중량 -%의 2블록 그리고 1 중량-%의 말레산을 갖 는 Kraton 사(社)의 말레산무수물 변형된 SEBS

50 부분 Kraton FG 1901 30 중량-%의 블록 폴리스티롤 함량, 2블록은 없으며 그리고 1.7 중량-%의 말레산을 갖는 Kraton 사(社)의 말레산무수물 변형된 SEBS

2.5 부분 Dynasilan AMEO 아미노프로필트리에톡시실란

70 부분 Escorez 5615 115 ℃의 연화점을 갖는 Exxon 사(社)의 수 소화된 탄화수소 수지

25 부분 Ondina 917 파라핀 및 나프텐 성분으로 이루어진 Shell 사(社)의 백유

1.5 부분 알루미늄-

아세틸아세토네이트

실시 예 3

50 부분 Oppanol B 150 BASF 사(社)의 고분자 폴리이소부틸렌

50 부분 Oppanol B 15 BASF 사(社)의 저분자 폴리이소부틸렌

10 부분 Isobam 06 약 85.000 g/mol의 M_w를 갖고 이소부틸렌 및 말레산무수물로 이루어진 Kurray 사(社)의 교대 코폴리머

4 부분 Dynasilan AMEO 아미노프로필트리에톡시실란

100 부분 Regalite R 1100 100 ℃의 연화점을 갖는 Eastman 사(社)의 수소화된 탄화수소 수지

1.5 부분 알루미늄-

아세틸아세토네이트

실시 예 4

2.5 부분 Dynasilan AMEO 아미노프로필트리에톡시실란

70 부분 Escorez 5615 115 ℃의 연화점을 갖는 Exxon 사(社)의 수 소화된 KW-수지

1.5 부분 Araldite MY 721 4,4'-메틸레네비스(N,N-디글리시딜아닐린)를 기본으로 하는 Huntsman 사(社)의 에폭시수 지

상기 실시 예에서 접착제는 교차 결합을 위하여 10분 동안 120 ℃로 가열되어야만 한다. 이와 같은 과정은 접착 후에 이루어지는 것이 합리적이다. 이와 같은 온도에서 접착력 측정시에는 폴리에틸렌이 용융되기 때문에, 값은 전혀 검출되지 않았다. 다른 접착 값들은 고온에서의 훨씬 더 우수한 흐름으로 인해 가열되지 않는 다른 접착제들의 경우보다 당연히 더 높다.

실시 예 5

2.5 부분 Dynasilan AMEO 아미노프로필트리에톡시실란

20 부분 Escorez 5615 115 ℃의 연화점을 갖는 Exxon 사(社)의 수 소화된 KW-수지

1.5 부분 알루미늄-

아세틸아세토네이트

상기 예는 감압성 접착제가 아니라 접착을 위해 비로소 가열되어야만 하는 용융 접착제이다. 측정을 위해서 상기 접착제는 접착 중에 5초 동안 80 ℃로 가열되었다.

비교 실시 예 V6

100 부분 Kraton G 1657 13 중량-%의 블록 폴리스티롤 함량, 36 중량 -%의 2블록을 갖는 Kraton 사(社)의 변형되 지 않은 SEBS

비교 실시 예 V7

100 부분 Kraton FG 1924 13 중량-%의 블록 폴리스티롤 함량, 36 중량 -%의 2블록 그리고 1 중량-%의 말레산을 갖 는 Kraton 사(社)의 말레산무수물 변형된 SEBS

비교 실시 예 V8

1.5 부분 Dynasilan AMEO 아미노프로필트리에톡시실란

비교 실시 예 V9

1 부분 알루미늄-

아세틸아세토네이트

비교 실시 예 V10

50 부분 Oppanol B 150 BASF 사(社)의 고분자 폴리이소부틸렌

50 부분 Oppanol B 15 BASF 사(社)의 저분자 폴리이소부틸렌

결과들:

전술된 실시 예들을 접착 기술적으로 판단하기 위하여 우선 접착력, SAFT-테스트 및 유연성에 대한 테스트를 실시하였다.

	접착력 [N/cm] 강철 /PET /PE	SAFT [℃]	휨 테스트
실시 예 1	6.1/ 5.7 / 3.2	180	통과
실시 예 2	4.9/ 4.1 / 2.7	180	통과
실시 예 3	3.4/ 3.0 / 1.6	153	통과
실시 예 4	8.4/ 6.9 / -	180	통과
실시 예 5	9.4/ 8.2 / 4.4	180	통과
V6	6.7/ 6.2 / 3.3	68	통과
V7	5.9/ 5.7 / 3.2	75	통과
V8	5.7/ 5.7 / 3.5	73	통과
V9	5.7/ 5.2 / 3.1	180	통과
V10	3.6/ 3.2 / 1.5	52	통과

상기 표에서 알 수 있는 바와 같이, 모든 실시 예들에서 충분히 높은 접착력에 도달하였고, 폴리이소부틸렌을 사용한 경우보다 블록 코폴리머를 사용한 경우가 더 높았지만, SAFT는 단지 교차 결합이 이루어진 경우에만 충분했다.

수명- 및 기포 테스트의 결과들:

	수명 [h]	기포 테스트
실시 예 1	630	14일 후에 기포가 없었음
실시 예 2	670	14일 후에 기포가 없었음
실시 예 3	520	14일 후에 기포가 없었음
실시 예 4	620	14일 후에 기포가 없었음
실시 예 5	710	14일 후에 기포가 없었음
V6	280	4시간 후에 제 1 기포
V7	260	4시간 후에 제 1 기포
V8	580	4시간 후에 제 1 기포
V9	390	14일 후에 기포가 없었음
V10	740	2시간 후에 제 1 기포

본 발명에 따른 접착제의 수명 테스트는 실란 변형이 없는 패턴보다 우수한 결과들을 보여주고 있다. 기포 테스트에서는 실란 변형이 없는 비교 실시 예 9에서도 교차 결합에 의해 뚜렷한 개선이 나타난다.

Claims

접착제에 있어서,
상기 접착제가
Ⅰ. 실란 변형된 폴리머 그리고
Ⅱ. 교차 결합제를 함유하며, 이때 상기 폴리머는
a) 산 무수물 기를 함유하는 폴리머와
b) 아래와 같은 화학식을 갖는 실란의 반응에 의해서 생성되며,

상기 화학식에서
p = 1
Y = 글리시딜, 글리시딜옥시, 이소시아네이토, -NH-CH2-CH2-NR4R5, -NR4R5(R4 및R5는 수소, 알킬, 페닐, 벤질, 사이클로펜틸, 사이클로헥실 기로부터 상호 무관하게 선택됨), SH 기로부터 선택된 작용기
또는
p = 2
Y = NH인 경우를 위해서
R₁, R₂, R₃은 메틸, 에틸, 2-메톡시에틸, i-프로필, 부틸 기로부터 상호 무관하게 선택되며,
m은 0 또는 1이고,
n은 0 내지 12이며,
p는 1 또는 2인,
접착제.
제 1 항에 있어서,
감압성 접착제가 사용되는 것을 특징으로 하는,
접착제.
제 1 항에 있어서,
용융 접착제가 사용되는 것을 특징으로 하는,
접착제.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
산무수물기를 함유하는 폴리머로서 무수물기에 의해 변형된 폴리머가 사용되는 것을 특징으로 하는,
접착제.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 산무수물기를 함유하는 폴리머로서는 무수물기를 함유하는 모노머가 함께 폴리머 사슬 안에 결합 된 코폴리머가 사용되는 것을 특징으로 하는,
접착제.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
교차 결합시에는 아래와 같은 화학식에 따른 금속 킬레이트가 사용되며:
(R₁O)_nM(XR₂Y)_m,
상기 화학식에서
M은 제 2, 제 3, 제 4 혹은 제 5 주족의 금속 또는 전이 금속이며,
R₁은 메틸, 에틸, 부틸, 이소프로필 또는 벤질과 같은 알킬- 혹은 아릴기이고,
n은 0 또는 0보다 큰 정수이며,
X, Y는 각각 이중 결합에 의해서도 R₂에 결합 될 수 있는 산소 또는 질소이고,
R₂는 X와 Y를 연결하는 알킬렌기로서, 이 알킬렌기는 분기 될 수 있거나 또는 산소 혹은 추가의 헤테로 원자도 사슬 내에 포함할 수 있으며;
m은 정수이지만, 적어도 1인 것을 특징으로 하는,
접착제.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
교차 결합제로서 에폭시 화합물이 사용되는 것을 특징으로 하는,
접착제.
제 1 항, 제 2 항, 제 4 항 또는 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
변형된 비닐 방향족 화합물 블록 코폴리머가 폴리머로서 사용되는 것을 특징으로 하는,
접착제.
전자 장치를 투과 물질에 대항하여 캡슐화하기 위한 방법에 있어서,
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 감압성 접착제를 준비하고, 상기 감압성 접착제를 전자 장치의 캡슐화될 영역 상에 그리고/또는 둘레에 적용하는,
전자 장치를 투과 물질에 대항하여 캡슐화하기 위한 방법.
제 9 항에 있어서,
감압성 접착제를 적용하기 전에, 적용하는 동안에 그리고/또는 적용한 후에 상기 감압성 접착제 및/또는 캡슐화될 전자 장치의 영역을 가열하는 것을 특징으로 하는,
전자 장치를 투과 물질에 대항하여 캡슐화하기 위한 방법.
전자 구조물, 특히 유기 전자 구조물 그리고 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 감압성 접착제를 구비한 전자 장치에 있어서,
상기 전자 구조물이 상기 감압성 접착제에 의해서 적어도 부분적으로 캡슐화되는,
전자 장치.