WO2019081148A1 - Plasmarandverkapselung von klebebändern - Google Patents

Plasmarandverkapselung von klebebändern

Info

Publication number
WO2019081148A1
WO2019081148A1 PCT/EP2018/076075 EP2018076075W WO2019081148A1 WO 2019081148 A1 WO2019081148 A1 WO 2019081148A1 EP 2018076075 W EP2018076075 W EP 2018076075W WO 2019081148 A1 WO2019081148 A1 WO 2019081148A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
derivatives
adhesive
plasma
hydrogenated
adhesive layer
Prior art date
Application number
PCT/EP2018/076075
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Arne Koops
Christian Schuh
Original Assignee
Tesa Se
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tesa Se filed Critical Tesa Se
Publication of WO2019081148A1 publication Critical patent/WO2019081148A1/de

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J7/00—Adhesives in the form of films or foils
    • C09J7/30—Adhesives in the form of films or foils characterised by the adhesive composition
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/40—Oxides
    • C23C16/401—Oxides containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45595—Atmospheric CVD gas inlets with no enclosed reaction chamber
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/50—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
    • C23C16/513—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges using plasma jets
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J2203/00—Applications of adhesives in processes or use of adhesives in the form of films or foils
    • C09J2203/326—Applications of adhesives in processes or use of adhesives in the form of films or foils for bonding electronic components such as wafers, chips or semiconductors
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J2433/00—Presence of (meth)acrylic polymer

Definitions

  • the invention relates to a method for reducing the moisture Deutschenwa quantity in a bonding of an organic-electronic element on a surface of a substrate.
  • the invention also relates to a structure with an organic-electronic element and an adhesive tape and a surface of a substrate.
  • US 2016/0028041 A1 discloses an organic electronic element with a sealing layer.
  • the sealing layer completely surrounds the organic electronic element, such as OLEDs, deposited on a substrate surface.
  • a liquid coating containing a silicon component is applied to the outer surface; Thereafter, plasma ions are implanted in the coating.
  • the resulting sealing layer has excellent gas barrier properties. In addition, it is transparent to visible light.
  • the plasma causes these liquid-applied silicon compounds to react and form a solid film.
  • a disadvantage of the method is that first a liquid layer must be applied, which is then subsequently treated in a second process step with a plasma.
  • the layer thickness can not be controlled exactly disadvantageously, and the process is relatively complex.
  • the object of the present invention to provide an initially mentioned adhesive tape which is easy to produce and prevents or at least reduces any moisture migration back into an adhesive bond.
  • the object is achieved with regard to the method by a method for reducing the moisture Deutschenwa quantity in a bond with the features of claim 1.
  • Adhesive tapes are available in various embodiments.
  • the adhesive tape is usually provided as a section of a long adhesive tape; the adhesive tape can be provided, for example, as a sheet or as a section of a roll or, conveniently, as a stamped product or as an endless product on rolls (Archimedean spiral).
  • the adhesive tape may simply be continuous, or holes or openings may also be provided in the adhesive tape.
  • the adhesive tape can therefore either completely cover the area bounded by its outer circumference or, if it has openings, also cover or release only parts thereof.
  • the adhesive tape is significantly larger in two dimensions than in a third dimension.
  • the significantly larger dimensions are the length expansion and width expansion, and the third and significantly smaller dimension is the thickness or height of the adhesive tape.
  • the two first dimensions can also be formed of the same size and thus have a circular, square or other type of surface.
  • An adhesive tape may be formed one or more layers, it has usual thicknesses of about 1 ⁇ up to 5 mm.
  • the adhesive tape preferably consists of an adhesive layer;
  • the adhesive tape may also comprise a carrier material disposed in a carrier layer.
  • the carrier material may be provided on one side and on another side with an adhesive layer or even on one side with an adhesive layer.
  • the carrier material comprises all planar structures, for example films or film sections which are expanded in two dimensions, strips of extended length and limited width, strip sections, diecuts (for example in the form of borders or boundaries of an (opto) electronic arrangement), multilayer arrangements or the like. Different carriers such as films, fabrics, nonwovens and papers with different plastics can be combined for different applications.
  • the material of the carrier layer of the adhesive tape is preferably polymer films, film composites or films or film composites provided with organic and / or inorganic layers used.
  • Such films / film composites may consist of all common plastics used for film production, by way of example but not by way of limitation:
  • Polyethylene polypropylene, in particular oriented polypropylene (OPP) produced by mono- or biaxial stretching, cyclic olefin copolymers (COC), polyvinyl chloride (PVC), polyesters, in particular polyethylene terephthalate (PET) and polyethylene naphthalate (PEN), ethylene vinyl alcohol (EVOH), Polyvinylidene chloride (PVDC), polyvinylidene fluoride (PVDF), polyacrylonitrile (PAN), polycarbonate (PC), polyamide (PA), polyethersulfone (PES) or polyimide (PI).
  • OPP oriented polypropylene
  • COC cyclic olefin copolymers
  • PVC polyvinyl chloride
  • PET polyethylene terephthalate
  • PEN polyethylene naphthalate
  • EVOH ethylene vinyl alcohol
  • PVDC Polyvinylidene chloride
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • PAN polyacrylonitrile
  • the backing layer may also be combined with organic or inorganic coatings or layers. This can be done by conventional methods such as painting, printing, evaporation, sputtering, co-extrusion or lamination.
  • organic or inorganic coatings or layers This can be done by conventional methods such as painting, printing, evaporation, sputtering, co-extrusion or lamination.
  • oxides or nitrides of silicon and of aluminum, indium-tin oxide (ITO) or sol-gel coatings may be mentioned here.
  • the adhesive layer may likewise be all common adhesive layers.
  • the term "gluing” generally describes a manufacturing process for materially joining substrates.When gluing the adhesive adheres to the substrates by physical interaction - sometimes by chemical interaction - the so-called adhesion, and connects them mostly permanently Large-area and non-positive connection of the joining parts allowed and on the other hand, due to its material-friendly properties is suitable to connect almost all materials together, adhesive bonding methods are widely used for both home and for industrial application More and more often, other joining methods, such as welding or soldering, Adhesive adhesive layers are also known as adhesive layers which are adhesive under relatively low pressure te connection with the primer allow, they have an adhesive force greater than 1 N / cm and can be removed after use substantially residue-free from the primer again.
  • Pressure-sensitive adhesives are permanently tacky at room temperature and thus have a sufficiently low viscosity and a high tack to form the surface of the respective Klebegrunds already wet at low pressure.
  • the adhesiveness of corresponding adhesives is based on their adhesive properties and the removability on their cohesive properties.
  • various materials, in particular nonpolar elastomers come into question.
  • Non-polar elastomers such as vinyl aromatic block copolymers are characterized in that they can be dissolved in nonpolar solvents, that is, in solvents and / or solvent mixtures whose polarity corresponds to ethyl acetate or which are more nonpolar. These are, in particular, solvents and / or solvent mixtures with a dielectric constant of less than 6.1 [and / or with Hansen parameters 5P Polar ⁇ 5.3]. 5H Hydrogen Bonding ⁇ 7.2 [Abbott, Steven and Hansen, Charles M. (2008) Hansen Solubility Parameters in Practice, ISBN 0-9551220-2-3 or Hansen, Charles M. (2007) Hansen solubility parameters: a user's handbook CRC Press, ISBN 0-8493-7248-8].
  • elastomeric block copolymers contain at least one type of block with a softening temperature greater than 40 ° C such as vinyl aromatics (also partially or fully hydrogenated variants), methyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, isobornyl methacrylate and isobornyl.
  • the block copolymer contains a block cake having a softening temperature of less than -20 ° C.
  • soft blocks examples include polyethers such as polyethylene glycol, polypropylene glycol or polytetrahydrofuran, polydienes such as polybutadiene or polyisoprene, (partially) hydrogenated polydienes such as polyethylene butylene, polyethylene propylene or polybutylene butadiene, polybutylene, polyisobutylene, polyalkyl vinyl ethers, Polymer blocks ⁇ , ⁇ -unsaturated esters such as in particular acrylate copolymers.
  • the soft block is constructed in a non-polar configuration and then preferably contains butylene or isobutylene or hydrogenated polydienes as Homopolymerblock or copolymer block, the latter preferably with itself or with each other or with further particularly preferred copolymerized nonpolar comonomers.
  • non-polar comonomers for example (partially) hydrogenated polybutadiene, (partially) hydrogenated polyisoprene and / or polyolefins are suitable.
  • barrier adhesives also known as water vapor barrier adhesives
  • a good adhesive for the sealing of (opto) electronic components has a low permeability to oxygen and in particular to water vapor, has sufficient adhesion to the assembly and can flow well on this.
  • OTR Oxygen Transmission Rate
  • WVTR Water Vapor Transmission Rate
  • the respective rate indicates the area- and time-related flow of oxygen or water vapor through a film under specific conditions of temperature and partial pressure and optionally other measurement conditions such as relative humidity. The lower these values are, the better the respective material is suitable for encapsulation.
  • the specification of the permeation is based not only on the values for WVTR or OTR, but always includes an indication of the mean path length of the permeation such as the thickness of the material or a normalization to a certain path length.
  • the permeability P is a measure of the permeability of a body to gases and / or liquids. A low P value indicates a good barrier effect.
  • the permeability P is a specific value for a defined material and a defined permeate under steady state conditions at a given permeation path length, partial pressure and temperature.
  • the solubility term S predominantly describes the affinity of the barrier adhesive to the permeator. For example, in the case of water vapor, a small value for S of hydrophobic materials is achieved.
  • the diffusion term D is a measure of the mobility of the permeate in the barrier material and is directly dependent on properties such as molecular mobility or free volume. Often relatively low values are achieved for strongly cross-linked or highly crystalline D materials. However, highly crystalline materials tend to be less transparent, and greater crosslinking results in less flexibility.
  • the permeability P usually increases with an increase in the molecular weight Mobility, for example, even if the temperature is increased or the glass transition point is exceeded.
  • a low solubility term S alone is usually insufficient to achieve good barrier properties.
  • a classic example of this is in particular siloxane elastomers.
  • the materials are extremely hydrophobic (small solubility term), but have a comparatively low barrier to water vapor and oxygen due to their freely rotatable Si-O bond (large diffusion term). For a good barrier effect, therefore, a good balance between solubility term S and diffusion term D is necessary.
  • barrier adhesives based on styrene block copolymers and hydrogenated resins (see DE 10 2008 047 964 A1).
  • WVTR Permeation values of widely used adhesive systems are also reported here (measured at 37.5 ° C. and 90% relative humidity). Typical acrylate-based pressure-sensitive adhesives are in the range between 100 g / m 2 d and 1000 g / m 2 d. Silicone PSAs, due to the high mobility of the chains, have even higher permeation values for water of more than 1000 g / m 2 d. When styrene block copolymers are used as the elastomer component, for WVTR values in the range of 50 to 100 g / m 2 d and for hydrogenated systems (for example SEBS) values below 50 g / m 2 d are achieved for non or incompletely hydrogenated systems.
  • SEBS hydrogenated systems
  • WVTR values of less than 15 g / m 2 d are achieved with pure poly (isobutylene) elastomeric or block copolymers of styrene and isobutylene.
  • Other barrier adhesives are found, for example, in the following publications:
  • EP 2 200 105 A1 polyolefins
  • the pressure-sensitive adhesive preferably comprises a base and a crosslinkable component, also referred to as a reactive resin.
  • the crosslinkable component also referred to as a reactive resin, preferably consists of a cyclic ether and is suitable for radiation-chemical and optionally thermal crosslinking with a softening temperature of less than 40 ° C., preferably less than 20 ° C.
  • the reactive resins based on cyclic ethers are, in particular, epoxides, ie compounds which carry at least one oxirane group, or oxetanes. They may be aromatic or in particular aliphatic or cycloaliphatic nature.
  • Useful reactive resins can be monofunctional, difunctional, trifunctional, tetrafunctional or higher functional to polyfunctional, with functionality relating to the cyclic ether group.
  • Examples are 3,4-epoxycyclohexylmethyl-3 ', 4'-epoxycyclohexanecarboxylate (EEC) and derivatives, dicyclopendadiene dioxide and derivatives, 3-ethyl-3-oxetanemethanol and derivatives, tetrahydrophthalic acid diglycidyl ester and derivatives, hexahydrophthalic acid diglycidyl ester and derivatives, 1,2-Ethanediglycidyl ethers and derivatives, 1,3-propanediglycidyl ethers and derivatives, 1,4-butanediol diglycidyl ethers and derivatives, higher 1,1-alkanediglycidyl ethers and derivatives, bis - [(3,4-epoxycyclohexyl)
  • the method according to the invention serves to reduce the moisture back migration in a bonding of an organic-electronic element, which is glued to a substrate surface by means of the bond.
  • an organic element preferably comprises a first and a second electrode, which are opposite one another and between which an organic functional layer is arranged.
  • the organo-electronic elements are usually encapsulated, that is, they are provided on their upper outer surface and on their side surfaces by a passivation layer. (Opto) electronic devices are increasingly used in commercial products. Such arrangements include inorganic or organic electronic structures, such as organic, organometallic or polymeric semiconductors or combinations thereof. These arrangements and products are rigid or flexible depending on the desired application, whereby there is an increasing demand for flexible arrangements.
  • Electrophoretic or electrochromic structures or displays, organic or polymeric light-emitting diodes (OLEDs or PLEDs) in display and display devices or as lighting, electroluminescent lamps, are examples of commercial (or optoelectronic) applications which are already commercially attractive.
  • LECs light-emitting electrochemical cells
  • organic solar cells preferably dye or polymer solar cells
  • organometallic solar cells for example based on organometallic frameworks (MOFs) with crystalline porphyrin coatings
  • inorganic solar cells preferably thin-film solar cells, in particular based on silicon, germanium, copper, indium and selenium
  • Perovskite solar cells organic field-effect transistors, organic switching elements, organic optical amplifiers, organic laser diodes, organic or inorganic sensors, or organic or inorganic-based RFI D transponders are cited.
  • the organic-electronic element is glued to a substrate surface according to the invention.
  • an adhesive tape with at least one adhesive layer is provided, which produces a bond.
  • the side edge of the adhesive layer is encapsulated by means of a hydrophobic passivation layer according to the invention in an atmospheric pressure plasma process.
  • the hydrophobic passivation layer is applied by means of the plasma stream.
  • Plasma is called the 4th state of matter. It is a partial or fully ionized gas. By supplying energy, positive and negative ions, electrons, other excited states, radicals, electromagnetic radiation and chemical reaction products are generated. Many of these species can cause changes in the surface to be treated. In sum, this treatment results in activation or coating of the adherend surface.
  • the gas used can be enriched with other gaseous or liquid reactants, in particular to achieve a coating.
  • corona discharge or dielectric barrier discharge constitutes a filamentary plasma and takes place predominantly as a high-voltage discharge with direct contact with the adherend surface to be treated.
  • the discharge converts gas from the ambient air and / or supplied process gas into a reactive form. Due to the impact of the incident electrons, molecular cleavages occur at the adherend surface.
  • the resulting free valences allow an addition of the reaction products of the corona discharge or downstream, supplied gaseous or liquid reactants. These deposits allow for improved adherence properties of the adherend surface, but can also cause damage to the surface due to the immediate action of the discharge.
  • different radiation components eg VUV, UV, visible, IR, ...) can also be generated.
  • the plasma generation can be carried out according to the invention in principle with all common plasma sources. Preferred in accordance with the invention are methods such as dielectric barrier discharge (DBE), corona discharge or the generation of expelled plasmas.
  • DBE dielectric barrier discharge
  • the excitation by microwaves can be used in many cases.
  • the expelled plasma should be understood as meaning all systems in which the plasma is expelled by a gas flow from the electrode geometry in which it is produced. Such methods are known, inter alia, under the name PlasmaJet®, Plasma Pen®, plasma blaster, corona gun (as expelled corona), to name just a few, not limiting.
  • low pressure plasmas low pressure plasmas
  • atmospheric pressure plasmas normal pressure plasmas
  • high pressure plasmas can be used.
  • a pressure in the range between 500 and 1200 hPa, particularly preferably in atmospheric pressure, worked At atmospheric pressure plasma, the pressure substantially corresponds to that of the surrounding atmosphere, without it being increased or decreased apparativ, so usually depending on weather conditions in the range 1013 ⁇ 60 hPa (sea level, normal pressure 1013.25 hPa).
  • a distance of a few tenths of a millimeter to a few centimeters is selected between the plasma-to-be-treated adhesive composition, more precisely its surface, and the plasma source, or the adhesive composition passes through the electrode assembly of the plasma source.
  • the common process gases can be used.
  • oxygen-containing process gases can be used, such as (pure) oxygen, air, water vapor or mixtures of two or more of the aforementioned gases and / or with other gases, such as nitrogen, noble gases (such as argon) and the like.
  • moist gases ie gas mixtures containing water vapor are used.
  • the plasma treatment should preferably be performed such that the process gas does not above 150 ° C, preferably not above 60 ° C, heated to the adhesive system and / or to to protect bonding substrates. This can be achieved in particular in that the generation of the plasma is carried out such that the electrodes do not heat beyond these temperatures.
  • the duration of the plasma treatment for the efficient initiation of the polyreaction is usually a few seconds, for example up to 60 seconds.
  • a treatment time of the surface with plasma for a duration of up to 15 seconds, in particular from 3 to 10 seconds, has proved to be very favorable in order to ensure optimum strength of the bond.
  • the choice of plasma generator according to the invention is not limited in principle, if the above conditions can be realized.
  • reactive gaseous substances such as oxygen, hydrogen, ammonia, ethylene, CO 2, siloxanes, acrylic acids and / or solvents as well as coating or polymerizing constituents can also be added to the atmosphere.
  • substrates for, for example, inflexible structures glass or metal substrates are used.
  • surface substrates such as transparent or non-transparent films are used, which can be designed in multiple layers.
  • both combinations of different polymers, as well as inorganic or organic layers can be used.
  • the use of such surface substrates allows a flexible, extremely thin structure.
  • a wide variety of substrates such as films, fabrics, nonwovens and papers or combinations thereof are possible for the various applications.
  • the invention describes a method for reducing the permeation in a bonding of an organic-electronic element on a surface of a substrate comprising at least the following three steps, which take place in any order in chronological order or of which in any combination at least two can take place simultaneously :
  • An adhesive tape with an adhesive layer is glued to the surface of the substrate with a first adhesive side.
  • the adhesive tape with the adhesive layer is adhered to the opposite second adhesive side and / or around the organic-electronic element. • Outside along at least one side edge of the adhesive layer, a hydrophobic passivation layer is applied by means of a plasma stream.
  • a hydrophobic passivation layer is applied by means of a plasma stream, in particular on the outside edges of the adhesive tape during the production of the adhesive tape, after a converting step for production on the organic electronics of suitable diecuts or even after sticking the adhesive tape to a substrate surface ,
  • the application of the hydrophobic passivation layer by means of a plasma stream can take place on the adhesive layer, after the adhesive tape or, in particular, a punched piece produced therefrom or a piece of adhesive tape cut to length, has first been adhesively bonded between substrate and organic-electronic element.
  • any desired sequence of said steps is possible in order to achieve the goal desired according to the invention.
  • the bonding between substrate and organic-electronic element takes place first, so that the plasma treatment of the adhesive tape takes place on site.
  • the adhesive tape can completely or partially cover the electronic arrangement or cover only the edge region encompassing the arrangement.
  • the adhesive tape, the diecut or the piece of adhesive tape is first treated with the plasma stream and only then glued to it. It can be given between treatment and bonding a spatial separation, that is, that the treatment and bonding in different places (different companies) can take place. And there may also be a time interval of up to several days (preferably up to ten days). The adhesive tape, the diecut or the piece of adhesive tape in this time preserve the property of reducing residual moisture migration in a bond.
  • the free margin is provided with a hydrophobic passivation layer.
  • a plasma method is used according to the invention.
  • the treatment of the side edge of the adhesive layer takes place at or near atmospheric pressure.
  • a structure with a plasma nozzle to which a process gas to be ionized, preferably in the form of ambient air, is supplied.
  • a precursor is supplied to the output of the plasma nozzle.
  • the precursor is preferably silanes or siloxanes or silazanes which are vaporized and introduced into the plasma stream by means of a carrier gas, for example nitrogen or inert gas.
  • the precursor is conveniently aminopropyltriethoxysilane, perfluorooctyltriethoxysilane, hexamethyldisilazane or hexamethyldisiloxane.
  • a pure silicon oxide layer is not to be expected in the polymerization, ie the application of the plasma stream to the substrate surface.
  • the proportion of carbon by unreacted hydrocarbon chains from the precursor molecule, ie hexamethyl chains in the case of hexamethyldisiloxane can be up to 12% by weight of the coating. By this additional weight fraction in the Silizumoxid für a hydrophobing effect is achieved.
  • the non-water-loving layer leaves the adhesive tape sides and boundary layers of an adhesion anhydrous by the beading of water droplets.
  • the liquid medium that is, the condensed water
  • migration of the water can not take place due to the polarity of the water in the bond.
  • the structure comprises a surface of a substrate, an organic-electronic element and an adhesive tape, wherein the organic-electronic element is adhesively bonded to the surface of the substrate with the adhesive tape.
  • Organic-electronic elements are usually very sensitive to moisture, therefore it is known to provide the organic-electronic Encapsulate elements along their outer surfaces with a hydrophobic passivation layer, such as a paint according to US 2016/0028041 A1.
  • the adhesive tape is provided as a roll and already provided on the roll, the longitudinal sides of the adhesive layer with the hydrophobic passivation layer It may also be provided to separate pieces of the adhesive tape and to adhere the organic-electronic element to the substrate surface and only then to provide the side edges of the adhesive layer with the hydrophobic passivation layer.
  • the hydrophobic passivation layer is applied to at least one, preferably all, side edges of the adhesive layer according to one of the abovementioned plasma methods.
  • FIG. 1 shows a basic structure of a plasma nozzle used
  • FIG. 2 is a bar graph for evaluating the plasma rim encapsulation effect
  • FIG. 3 is a schematic structure of a calcium assay setup
  • FIG. 4 is a perspective view showing the detailed structure of the calcium assay
  • Fig. 5 is a graph showing a transmission of the calcium test setup without plasma edge encapsulation versus time
  • Fig. 6 is a graph comparing the transmission of the calcium assay setup with and without plasma edge encapsulation versus time.
  • Fig. 1 shows the basic view of a plasma nozzle 1, this is an OpenAir system of Plasmatreat GmbH.
  • the plasma nozzle 1 comprises a precursor unit 2, which is shown on the left in FIG. 1, and a plasma unit 3.
  • the precursor unit 2 generates a carrier gas 6 enriched with a precursor 4, while the plasma unit 3 generates a plasma 7.
  • the precursor 4 and the plasma 7 are brought together in a nozzle head 8.
  • a high-energy process gas 1 in particular an excited and ionized air-nitrogen mixture understood.
  • the process gas 11 is initially fed through an inlet 9.
  • the process gas 1 1 is here air or nitrogen or a mixture thereof.
  • the process gas 1 1 is introduced through the inlet 9 in the plasma unit 3 and passes through an aperture 12 with holes in a discharge zone 13, through which the process gas 1 1 flows.
  • the discharge zone 13 the process gas 1 1 is guided past an electrode tip 14, to which a high-frequency alternating voltage of a few kilovolts and a frequency of 10 kHz is connected.
  • a counter electrode which may be a grounded stainless steel housing 16, for example, creates a strong alternating electric field, which leads to a so-called corona discharge, which ionizes the passing through the plasma unit 3 on the electrode tip 14 process gas 1 1 and into a stream of Plasma 7 converts.
  • the plasma 7 is passed through the nozzle head 8, to which the precursor unit 2 is connected at a lateral inlet 17.
  • the lateral inlet 17 of the nozzle head 8 is connected to the precursor unit 2.
  • the precursor unit 2 comprises a first feed for the precursor 4 and a second feed for the carrier gas 6.
  • the carrier gas 6 may also be air or nitrogen or a mixture of air and nitrogen.
  • the precursor 4 is atomized and supplied droplet-shaped to the carrier gas 6, the mixture passes into an evaporator 18 in which temperatures prevail above the boiling point of the precursor 4.
  • an organic polyfunctional silane can be used, for example octyltriethoxysilane (OCS), (3-glycidyloxypropyl) trimethoxysilane (GLYMO) and hexamethyldisiloxane (HMDSO).
  • the precursor 4 used here is hexamethyldisiloxane (HMDSO), which is supplied to the carrier gas 6 in the order of 10, 20, 40 g / h up to 150 g / h.
  • the temperature in the evaporator 18 is about 120 ° C, ie above the boiling point of HMDSO, which is about 100 ° C.
  • a precursor gas 19 escaping from the evaporator 18 is supplied to the nozzle head 8 and mixed there with the plasma 7.
  • the precursor 4 thus reaches the plasma 7 on a side edge 20 of an adhesive layer 22.
  • the plasma nozzle 1 is at a vertical angle to the side edge 20 of the adhesive layer 22 and opens into the nozzle head eighth
  • the treatment of the side edge 20 of the adhesive layer 22 takes place at or near atmospheric pressure, wherein the pressure in the electrical discharge zone 13 of the plasma nozzle 1 can also be higher.
  • the plasma 7 in this embodiment is understood to mean an atmospheric pressure plasma which is an electrically activated homogeneous reactive gas which is not in thermal equilibrium, with a pressure close to the ambient pressure in its effective range. In general, the pressure is 0.5 bar more than the ambient pressure.
  • the process gas 11 is activated, and highly excited states are produced in the gas constituents.
  • the precursor 4 is then supplied to the process gas 11 in the nozzle head 8 via a gas-conducting channel via the lateral inlet 17 in gaseous form or as an aerosol, which forms the actual silicon oxide layer on the surface of the side edge 20.
  • the following structure was used for plasma edge encapsulation 31 with the following conditions and parameters:
  • Plasma nozzle generator FG 5001, fixed nozzle 216028WE (Plasmatreat)
  • HMDSO hexamethyldisiloxane
  • Precursor quantity 10 to 150 g / hour
  • Adhesive joints are normally permanently wetted with a water layer under the test conditions mentioned, since the ingredients of the adhesive products contain sufficiently polar groups. This promotes the migration of water molecules into the bulk of the adhesive product as well as the migration of moisture into the boundary layer. Hydrophobic properties of a glue line provoke the "draining" of water as drops and prevent the formation of a closed water film
  • hydrophobic precursors can bring about a significant improvement in wet heat resistance, the higher lag times / breakthrough times than the reference
  • the precursors octyltriethoxysilane (OCS), (3-glycidyloxypropyl) trimethoxysilane (GLYMO), and hexamethyldisiloxane (HMDSO) were used, modifying the plasma parameters (power, distance, speed, and pulse-cycle time)
  • OCS octyltriethoxysilane
  • GLYMO (3-glycidyloxypropyl) trimethoxysilane
  • HMDSO
  • Coatings with an atmospheric pressure plasma lead, for example, to glassy layers on a substrate 21 in the case of HMDSO.
  • pulse width modulation pulse width modulation
  • a pure SiOx layer is not expected in this polymerization.
  • the proportion of carbon by unreacted HC chains from the precursor molecule in the case of HMDSO the hexamethyl chain
  • This non-water-loving layer leaves the adhesive tape sides and the boundary layers of an adhesion water-free by the dripping of water droplets.
  • the liquid medium is removed from the zone of influence where the negative impact on adhesion occurs, and migration can not occur due to polarity (see film with hydrophobized pulp and no treatment).
  • a calcium test design was used.
  • the structure is shown schematically in FIG. 4.
  • a 10 ⁇ 10 mm 2 , thin calcium mirror 23 is deposited on the substrate 21 in a vacuum and then stored under a nitrogen atmosphere.
  • the substrate 21 is formed here as a glass plate.
  • the thickness of the Caiciumspiegels 23 is about 100 nm.
  • For the encapsulation of the Caiciumspiegels 23 is an adhesive tape (23 x 23 mm 2 ) with the tested adhesive layer 22 and a thin glass plate 24 (35 ⁇ , Schott) used as a carrier material.
  • the adhesive layer 22 is applied to the substrate 21 in such a way that the adhesive layer 22 covers the calcium mirror 23 with an all-round edge of 6.5 mm (AA). Due to the impermeable thin glass pane 24 only the permeation through the adhesive layer 22 or along the interfaces is determined.
  • the deposition of thin layers for plasma edge encapsulation 31 from the plasma takes place on all four side edges 20, as shown schematically in FIG.
  • the test is based on the reaction of calcium with water vapor and oxygen, such as from A.G. Erlat et. al. in "47th Annual Technical Conference Proceedings Society of Vacuum Coaters", 2004, pages 654 to 659, and by ME Gross et al., in "46th Annual Technical Conference Proceedings Society of Vacuum Coaters", 2003, pages 89 to 92 .
  • the light transmission of the Caiciumapt 23 is monitored, which increases by the conversion into calcium hydroxide and calcium oxide. This takes place in the described test setup from the edge, so that the visible surface of the Caiciumspiegel 23 is reduced. It is the time to halve the light absorption of the Caiciumspiegels 23 referred to as lifetime.
  • the measuring conditions used were 60 ° C and 90% relative humidity.
  • the samples were glued with a layer thickness of the adhesive layer 22 of 50 ⁇ over the entire surface and free of bubbles.
  • the degradation of the Caiciumapt 23 is monitored by transmission measurements.
  • the lag time is defined as the time it takes moisture to travel the distance to the calcium level 23 of FIG. 5. Until this time reaches 60 ° C, 90% r. F., the transmission of the Caicium mirror 23 changes only marginally.
  • the measured value (in h) is the average of three individual measurements.
  • the effect of plasma edge encapsulation 31 by the plasma 7 is determined by first determining the lag time at 60 ° C and 90% r. F. with and without plasma edge encapsulation 31 determined by the method described above. The effect is the percentage change in lag time with plasma edge encapsulation 31 compared to lag time without plasma edge encapsulation 31. transmission
  • the transmission of the adhesive was determined in accordance with ASTM D1003-1 1 (Procedure A (Hazard Byk Haze-gard Dual), standard illuminant D65). A correction of interfacial reflection losses is not made.
  • the HAZE value describes the proportion of transmitted light, which is scattered by the irradiated sample forward at a large angle.
  • the HAZE value quantifies material defects in the surface or structure that interfere with clear vision.
  • the method for measuring the Haze value is described in the standard ASTM D 1003-1 1.
  • the standard requires the measurement of four transmission measurements. For each transmission measurement, the light transmittance is calculated. The four transmittances are charged to the percentage of HAZE. The HAZE value is measured using a Haze-gard Dual from Byk-Gardner GmbH.
  • the bond strengths were determined analogously to ISO 29862 (Method 3) at 23 ° C. and 50% relative atmospheric humidity at a take-off speed of 300 mm / min and a take-off angle of 180 °.
  • the thickness of the adhesive layer 22 was in each case 50 ⁇ .
  • WVTR Water vapor permeation rate
  • the WVTR is measured at 38 ° C and 90% relative humidity according to ASTM F-1249. In each case a double determination is carried out and the mean value is formed. The specified value is normalized to a thickness of 50 ⁇ m.
  • the transfer adhesive tapes are bonded to a high permeability polysulfone membrane (available from Sartorius) for the measurements, which themselves do not contribute to the Permeation barrier provides.
  • the measurements are made on cross-linked adhesive tapes, as long as they are cross-linkable.
  • various adhesives were applied from a solution to a conventional liner (siliconized polyester film) by means of a laboratory coater and dried.
  • the adhesive layer thickness after drying is 50 ⁇ 5 ⁇ .
  • the drying was carried out in each case initially at RT for 10 minutes and 10 minutes at 120 ° C. in a laboratory drying cabinet.
  • the dried adhesive layers 22 were each immediately laminated after drying with a second liner (siliconized polyester film with lower release force) on the open side.
  • Sibstar 62M SiBS Polystyrene Block Polyisobutylene Block Copolymer
  • Triarylsulfoniumhexa- cationic photoinitiator from Sigma-Aldrich
  • the photoinitiator has an absorption maximum in the
  • an atmospheric plasma for the deposition of plasma polymerized layers is used, in which the precursor unit 2 and the plasma nozzle 1 are used.
  • evaporation of the precursor 4 liquid at room temperature is carried out, which is then introduced into the plasma 7 by means of the carrier gas 6.
  • the methods for separating atmospheric pressure plasma have been described above.
  • precursor 4 1 aminopropyltriethoxysilane was used in a plasma, 2 perfluorooctyltriethoxysilane in a plasma and 3 hexamethyldisiloxane (HMDSO) in a plasma.
  • HMDSO hexamethyldisiloxane
  • Plasma nozzle generator FG 5001, fixed nozzle 216028WE (Plasmatreat)
  • Precursor plasma 1 aminopropyltriethoxysilane, plasma 2 perfluorooctyltriethoxysilane, plasma 3 hexamethyldisiloxane (HMDSO),
  • Precursor quantity 10 to 150 g / hour
  • Specimens with the adhesives K1 to K3 were produced as described in detail in the section "Determination of the Breakthrough Time.” A thin layer of the reactive component was deposited by plasma polymerization on all four side edges of the adhesive layer 22.
  • the designation P2-1 relates to test specimens. which were prepared with adhesive K2 and plasma method plasma 1. The test specimens with reactive adhesive K2 were exposed immediately after production to a UV dose of at least 400 mJ / m 2 in order to start the cationic polymerization of the epoxide component Increase in the lag time in percent compared to an uncoated pattern with the same adhesive.
  • the examples demonstrate the effect of plasma polymerization on breakthrough time. It could be shown that additional barrier layers are applied both with more polar reactive components (aminopropyltriethoxysilane) and with less polar ones like perfluorooctyltriethoxysilane can be. Here, the nonpolar reactive components are slightly superior to the more polar, but surprisingly little. Even with glassy layers of siloxane precursors, significant effects can be achieved. 6 shows a representation of the degradation behavior of a Ca test specimen with plasma edge encapsulation 31 (P2-1) in comparison to the untreated specimen (P2) with the same adhesive. The breakthrough time increases from 750 h without the plasma rim encapsulation 31 to 950 h with plasma edge encapsulation 31 according to the plasma 1 method. The effect is therefore 27%.
  • the thin glass PET-K2 laminate was removed from the glove box and treated by the plasma 2 method on all four edges. The surface intended for bonding remained covered with a liner. The laminate was returned to the glove box and used after seven days of drying time to establish a Ca test. Again, breakthrough time has been improved by 32%.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
  • Adhesive Tapes (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reduzierung der Permeation in eine Verklebung eines organisch-elektronischen Elementes auf einer Oberfläche eines Substrates (21), umfassend zumindest die folgenden drei Verfahrensschritte, die in beliebiger Reihung in zeitlicher Abfolge stattfinden oder von denen in beliebiger Kombination zumindest zwei zeitgleich stattfinden können: ein Klebeband mit einer Klebmasseschicht (22) wird mit einer ersten Klebseite auf die Oberfläche des Substrats (21) aufgeklebt; das Klebeband mit der Klebmasseschicht (22) wird mit der gegenüberliegenden zweiten Klebseite auf und/oder um das organisch-elektronische Element aufgeklebt; außen entlang wenigstens einer Seitenkante (20) der Klebmasseschicht (22) wird eine hydrophobe Passivierungsschicht (31) mittels eines Plasmastromes aufgebracht.

Description

Beschreibung
Plasmarandverkapselung von Klebebändern
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reduzierung der Feuchtehinterwanderung in eine Verklebung eines organisch-elektronischen Elementes auf einer Oberfläche eines Substrates. Die Erfindung betrifft auch einen Aufbau mit einem organisch-elektronischen Element und einem Klebeband und einer Oberfläche eines Substrates.
In der US 2016/0028041 A1 ist ein organisches elektronisches Element mit einer Versiegelungsschicht offenbart. Die Versiegelungsschicht umgibt das organische elektronische Element wie beispielsweise OLEDs, die auf einer Substratoberfläche aufgebracht sind, vollständig. Zur Versiegelung des organischen elektronischen Elementes wird ein Flüssigkeitsüberzug, der eine Siliziumkomponente enthält, auf die Außenfläche aufgebracht; danach werden in den Überzug Plasma-Ionen implantiert. Die so entstehende Versiegelungsschicht besitzt hervorragende Gasbarriere-Eigenschaften. Darüber hinaus ist sie für sichtbares Licht transparent. Durch das Plasma werden diese flüssig aufgebrachten Siliziumverbindungen zur Reaktion gebracht und bilden einen festen Film aus. Nachteilig in dem Verfahren ist jedoch, dass zunächst eine flüssige Schicht aufgebracht werden muss, die dann anschließend in einem zweiten Verfahrensschritt mit einem Plasma behandelt wird. Die Schichtdicke lässt sich dabei nachteiligerweise nicht exakt steuern, und das Verfahren ist relativ aufwändig.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein eingangs genanntes Verfahren zur Reduzierung der Feuchtehinterwanderung in eine Verklebung zu vereinfachen.
Es ist in einem zweiten Aspekt Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein eingangs genanntes Klebeband zur Verfügung zu stellen, das einfach herstellbar ist und eine Feuchtehinterwanderung in eine Verklebung verhindert oder zumindest verringert. Die Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens durch ein Verfahren zur Reduzierung der Feuchtehinterwanderung in eine Verklebung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Klebebänder stehen in unterschiedlichsten Ausführungsformen zur Verfügung. Das Klebeband wird in der Regel als Abschnitt eines langen Klebebandes zur Verfügung gestellt; das Klebeband kann zum Beispiel als Blatt oder als Abschnitt einer Rolle oder günstigerweise als Stanzling oder als Endlosware auf Rollen (archimedische Spirale) zur Verfügung gestellt werden. Das Klebeband kann einfach zusammenhängend ausgebildet sein, oder es können auch Löcher oder Öffnungen in dem Klebeband vorgesehen sein. Das Klebeband kann daher entweder die von seinem äußeren Umfang eingegrenzte Fläche vollständig bedecken oder, wenn es Öffnungen aufweist, auch nur Teile davon bedecken oder freilassen. Das Klebeband ist in zwei Dimensionen deutlich größer als in einer dritten Dimension ausgeformt. Bei den deutlich größeren Dimensionen handelt es sich um die Längenausdehnung und Breitenausdehnung, bei der dritten und deutlich kleineren Dimension um die Dicke oder Höhe des Klebebandes. Die beiden ersten Dimensionen können jedoch auch durchaus gleich groß ausgebildet sein und damit eine kreisförmige, quadratische oder andersartige Fläche aufweisen. Ein Klebeband kann ein- oder mehrschichtig ausgebildet sein, es weist übliche Dicken von etwa 1 μηι bis zu 5 mm auf.
Bei einem einschichtigen Aufbau besteht das Klebeband vorzugsweise aus einer Klebmasseschicht; bei einem mehrschichtigen Aufbau kann das Klebeband auch ein Trägermaterial, das in einer Trägerschicht angeordnet ist, umfassen. Das Trägermaterial kann auf einer und auf einer anderen Seite mit einer Klebmasseschicht oder auch nur auf der einen Seite mit einer Klebmasseschicht versehen sein. Das Trägermaterial umfasst alle flächigen Gebilde, beispielsweise in zwei Dimensionen ausgedehnte Folien oder Folienabschnitte, Bänder mit ausgedehnter Länge und begrenzter Breite, Bandabschnitte, Stanzlinge (beispielsweise in Form von Umrandungen oder Begrenzungen einer (opto-)elektronischen Anordnung), Mehrschichtanordnungen oder dergleichen. Dabei sind für verschiedene Anwendungen unterschiedlichste Träger wie zum Beispiel Folien, Gewebe, Vliese und Papiere mit verschiedenen Kunststoffen kombinierbar.
Als Material der Trägerschicht des Klebebandes werden bevorzugt Polymerfolien, Folienverbunde oder mit organischen und/oder anorganischen Schichten versehene Folien oder Folienverbunde eingesetzt. Derartige Folien/Folienverbunde können aus allen gängigen zur Folienherstellung verwendeten Kunststoffen bestehen, beispielhaft, aber nicht einschränkend erwähnt seien:
Polyethylen, Polypropylen, insbesondere das durch mono- oder biaxiale Streckung erzeugte orientierte Polypropylen (OPP), cyclische Olefin-Copolymere (COC), Polyvinylchlorid (PVC), Polyester, insbesondere Polyethylenterephthalat (PET) und Poylethylennaphthalat (PEN), Ethylenvinylalkohol (EVOH), Polyvinylidenchlorid (PVDC), Polyvinylidenfluorid (PVDF), Polyacrylnitril (PAN), Polycarbonat (PC), Polyamid (PA), Polyethersulfon (PES) oder Polyimid (PI).
Die Trägerschicht kann zudem mit organischen oder anorganischen Beschichtungen oder Schichten kombiniert sein. Dies kann durch übliche Verfahren wie zum Beispiel Lackieren, Drucken, Bedampfen, Sputtern, Co-Extrusion oder Lamination geschehen. Beispielhaft, aber nicht einschränkend erwähnt seien hier etwa Oxide oder Nitride des Siliziums und des Aluminiums, Indium-Zinn-Oxid (ITO) oder Sol-Gel-Beschichtungen.
Bei der Klebmasseschicht kann es sich erfindungsgemäß ebenfalls um alle gängigen Klebmasseschichten handeln. Der Begriff des „Klebens" beschreibt im Allgemeinen ein Fertigungsverfahren zum stoffschlüssigen Fügen von Substraten. Beim Kleben haftet der Klebstoff durch physikalische Wechselwirkung - gelegentlich auch durch chemische Wechselwirkung - der sogenannten Adhäsion, an den Substraten und verbindet diese zumeist dauerhaft. Da das Kleben einerseits eine großflächige und kraftschlüssige Verbindung der Fügeteile erlaubt und andererseits aufgrund seiner materialschonenden Eigenschaften geeignet ist, nahezu sämtliche Materialien miteinander zu verbinden, werden Klebeverfahren sowohl für den Heimbedarf als auch für die industrielle Anwendung vielfältig angewendet. Immer öfter werden andere Fügeverfahren, wie beispielsweise Schweißen oder Löten, aber auch Verschrauben, durch Klebeverfahren ersetzt. Vorzugsweise wird eine Haftklebmasseschicht als Klebmasseschicht verwendet. Als Haftklebmassen werden Klebmassen bezeichnet, die bereits unter relativ schwachem Andruck eine dauerhafte Verbindung mit dem Haftgrund erlauben, sie weisen eine Klebkraft größer 1 N/cm auf und können nach Gebrauch im Wesentlichen rückstandsfrei vom Haftgrund wieder abgelöst werden. Haftklebmassen wirken bei Raumtemperatur permanent haftklebrig, weisen also eine hinreichend geringe Viskosität und eine hohe Anfassklebrigkeit auf, so dass sie die Oberfläche des jeweiligen Klebegrunds bereits bei geringem Andruck benetzen. Die Verklebbarkeit entsprechender Klebmassen beruht auf ihren adhäsiven Eigenschaften und die Wiederablösbarkeit auf ihren kohäsiven Eigenschaften. Als Basis für Haftklebmassen kommen verschiedene Materialien, insbesondere unpolare Elastomere, in Frage.
Unpolare Elastomere wie beispielsweise Vinylaromaten-Blockcopolymere zeichnen sich dadurch aus, dass sie in unpolaren Lösungsmitteln gelöst werden können, das heißt in Lösungsmitteln und/oder Lösungsmittelgemischen, deren Polarität Ethylacetat entspricht oder die unpolarer sind. Dies sind insbesondere Lösungsmittel und/oder Lösungsmittelgemische mit einer Dielektrizitätskonstante von kleiner 6,1 [http://en.wikipedia.org/wiki/Solvent vom 1 1 Oktober 2017] und/oder mit Hansenparametern 5P Polar < 5,3; 5H Hydrogen bonding < 7,2 [Abbott, Steven and Hansen, Charles M. (2008) Hansen Solubility Parameters in Practice, ISBN 0-9551220-2-3 oder Hansen, Charles M. (2007) Hansen solubility parameters: a user's handbook CRC Press, ISBN 0-8493-7248-8].
Kommen als Elastomere Blockcopolymere zum Einsatz, dann enthalten diese zumindest eine Blocksorte mit einer Erweichungstemperatur von größer 40 °C wie zum Beispiel Vinylaromaten (auch teil- oder vollhydrierte Varianten), Methylmethacrylat, Cyclohexylmethacrylat, Isobornylmethacrylat und Isobornylacrylat.
Weiter vorzugsweise enthält das Blockcopolymer eine Blocksorte mit einer Erweichungstemperatur von kleiner -20 °C.
Beispiele für Polymerblöcke mit niedrigen Erweichungstemperaturen („Weichblöcke") sind Polyether wie zum Beispiel Polyethylenglykol, Polypropylenglykol oder Polytetrahydrofuran, Polydiene wie zum Beispiel Polybutadien oder Polyisopren, (teil)hydrierte Polydiene wie zum Beispiel Polyethylenbutylen, Polyethylenpropylen oder Polybutylenbutadien, Polybutylen, Polyisobutylen, Polyalkylvinylether, Polymerblöcke α,β-ungesättigter Ester wie insbesondere Acrylat-Copolymere.
Der Weichblock ist dabei in einer Auslegung unpolar aufgebaut und enthält dann bevorzugt Butylen oder Isobutylen oder hydrierte Polydiene als Homopolymerblock oder Copolymerblock, letztere vorzugsweise mit sich selbst oder miteinander oder mit weiteren besonders bevorzugt unpolaren Comonomeren copolymerisiert. Als unpolare Comonomere sind beispielsweise (teil- )hydriertes Polybutadien, (teil-)hydriertes Polyisopren und/oder Polyolefine geeignet.
Um eine möglichst gute Versiegelung zu erzielen, werden spezielle Barriereklebemassen (auch als wasserdampfsperrende Klebemassen bezeichnet) verwendet. Eine gute Klebemasse für die Versiegelung von (opto-)elektronischen Bauteilen weist eine geringe Permeabilität gegen Sauerstoff und insbesondere gegen Wasserdampf auf, hat eine ausreichende Haftung auf der Anordnung und kann gut auf diese auffließen. Zur Charakterisierung der Barrierewirkung werden üblicherweise die Sauerstofftransmissionsrate OTR (Oxygen Transmission Rate) sowie die Wasserdampftransmissionsrate WVTR (Water Vapor Transmission Rate) angegeben. Die jeweilige Rate gibt dabei den flächen- und zeitbezogenen Fluss von Sauerstoff beziehungsweise Wasserdampf durch einen Film unter spezifischen Bedingungen von Temperatur und Partialdruck sowie gegebenenfalls weiterer Messbedingungen wie relativer Luftfeuchtigkeit an. Je geringer diese Werte sind, desto besser ist das jeweilige Material zur Kapselung geeignet. Die Angabe der Permeation basiert dabei nicht allein auf den Werten für WVTR oder OTR, sondern beinhaltet immer auch eine Angabe zur mittleren Weglänge der Permeation wie zum Beispiel die Dicke des Materials oder eine Normalisierung auf eine bestimmte Weglänge.
Die Permeabilität P ist ein Maß für die Durchlässigkeit eines Körpers für Gase und/oder Flüssigkeiten. Ein niedriger P-Wert kennzeichnet eine gute Barrierewirkung. Die Permeabilität P ist ein spezifischer Wert für ein definiertes Material und einen definierten Permeaten unter stationären Bedingungen bei bestimmter Permeationsweglänge, Partialdruck und Temperatur. Die Permeabilität P ist das Produkt aus Diffusions-Term D und Löslichkeits-Term S: P = D * S.
Der Löslichkeitsterm S beschreibt vorwiegend die Affinität der Barriereklebemasse zum Permeaten. Im Fall von Wasserdampf wird beispielsweise ein geringer Wert für S von hydrophoben Materialen erreicht. Der Diffusionsterm D ist ein Maß für die Beweglichkeit des Permeaten im Barrierematerial und ist direkt abhängig von Eigenschaften wie der Molekülbeweglichkeit oder dem freien Volumen. Oft werden bei stark vernetzten oder hochkristallinen Materialen für D relativ niedrige Werte erreicht. Hochkristalline Materialien sind jedoch in der Regel weniger transparent, und eine stärkere Vernetzung führt zu einer geringeren Flexibilität. Die Permeabilität P steigt üblicherweise mit einer Erhöhung der molekularen Beweglichkeit an, etwa auch wenn die Temperatur erhöht oder der Glasübergangspunkt überschritten wird.
Ansätze, um die Barrierewirkung einer Klebemasse zu erhöhen, müssen die beiden Parameter D und S insbesondere berücksichtigen im Hinblick auf den Einfluss auf die Durchlässigkeit von Wasserdampf und Sauerstoff. Zusätzlich zu diesen chemischen Eigenschaften müssen auch Auswirkungen physikalischer Einflüsse auf die Permeabilität bedacht werden, insbesondere die mittlere Permeationsweglänge und Grenzflächeneigenschaften (Auffließverhalten der Klebemasse, Haftung). Die ideale Barriereklebemasse weist geringe D-Werte und S-Werte bei sehr guter Haftung auf dem Substrat auf.
Ein geringer Löslichkeits-Term S allein ist meist unzureichend, um gute Barriereeigenschaften zu erreichen. Ein klassisches Beispiel dafür sind insbesondere Siloxan-Elastomere. Die Materialien sind äußerst hydrophob (kleiner Löslichkeits-Term), weisen aber durch ihre frei drehbare Si-O- Bindung (großer Diffusions-Term) eine vergleichsweise geringe Barrierewirkung gegen Wasserdampf und Sauerstoff auf. Für eine gute Barrierewirkung ist also eine gute Balance zwischen Löslichkeits-Term S und Diffusions-Term D notwendig.
Beschrieben sind Barriereklebemassen auf der Basis von Styrolblockcopolymeren und möglichst hydrierten Harzen (siehe DE 10 2008 047 964 A1 ).
Hier werden auch Permeationswerte (WVTR) von weit verbreiteten Klebstoffsystemen angegeben (gemessen bei 37,5 °C und 90 % relativer Feuchte). Typische Haftklebemassen auf Acrylatbasis liegen im Bereich zwischen 100 g/m2 d und 1000 g/m2 d. Silikonhaftklebemassen haben aufgrund der hohen Beweglichkeit der Ketten noch höhere Permeationswerte für Wasser von über 1000 g/m2 d. Werden Styrolblockcopolymere als Elastomerkomponente verwendet, so werden für nicht oder nicht-vollständig hydrierteSysteme WVTR-Werte im Bereich von 50 bis 100 g/m2 d und für hydrierte Systeme (zum Beispiel SEBS) Werte unter 50 g/m2 d erreicht. Besonders niedrige WVTR-Werte von unter 15 g/m2 d werden sowohl mit reinen Poly(isobutylen)elastomeren oder Blockcopolymeren aus Styrol und Isobutylen erreicht. Weitere Barriereklebmassen sind beispielsweise in folgenden Schriften zu finden:
• WO 2013/057265 A1 (Copolymere aus Isobutylen oder Butylen)
• US 8,557,084 B2 (vernetzte Vinylaromaten-blockcopolymere)
• EP 2 200 105 A1 (Polyolefine)
• US 8,460,969 B2 (Butylen-Block-copolymer)
· WO 2007/087281 A1 (hydrierte Cycloolefin Polymere mit PIB) • WO 2009/148722 A1 (PIB mit Acrylatreaktivharz)
• EP 2 502 962 A1 (PiB-Epoxy)
• JP 2015 197 969 A1 (PIB). Die Haftklebmasse umfasst vorzugsweise eine Basis und eine vernetzbare Komponente, auch als Reaktivharz bezeichnet.
Die vernetzbare Komponente, auch als Reaktivharz bezeichnet, besteht bevorzugt aus einem cyclischen Ether und eignet sich für die strahlenchemische und gegebenenfalls thermische Vernetzung mit einer Erweichungstemperatur von kleiner 40 °C, bevorzugt von kleiner 20 °C.
Bei den Reaktivharzen auf Basis cyclischer Ether handelt es sich insbesondere um Epoxide, also Verbindungen, die zumindest eine Oxiran-Gruppe tragen, oder Oxetane. Sie können aromatischer oder insbesondere aliphatischer oder cycloaliphatischer Natur sein.
Einsetzbare Reaktivharze können monofunktionell, difunktionell, trifunktionell, tetrafunktionell oder höher funktionell bis zu polyfunktionell gestaltet sein, wobei sich die Funktionalität auf die cyclische Ethergruppe bezieht. Beispiele, ohne sich einschränken zu wollen, sind 3,4-Epoxycyclohexylmethyl-3',4'- epoxycyclohexancarboxylat (EEC) und Derivate, Dicyclopendadiendioxid und Derivate, 3-Ethyl- 3-oxetanmethanol und Derivate, Tetrahydrophthalsäurediglycidylester und Derivate, Hexahydrophthalsäurediglycidylester und Derivate, 1 ,2-Ethandiglycidylether und Derivate, 1 ,3- Propandiglycidylether und Derivate, 1 ,4-Butandioldiglycidylether und Derivate, höhere 1 ,n- Alkandiglycidylether und Derivate, Bis-[(3,4-epoxycyclohexyl)methyl]-adipat und Derivate, Vinylcyclohexyldioxid und Derivate, 1 ,4-Cyclohexandimethanol-bis-(3,4- epoxycyclohexancarboxylat) und Derivate, 4,5-Epoxytetrahydrophthalsäurediglycidylester und Derivate, Bis-[1 -ethyl(3-oxetanyl)methyl)ether und Derivate, Pentaerythritol-tetraglycidylether und Derivate, Bisphenol-A-Digylcidylether (DGEBA), hydriertes Bisphenol-A-Diglycidylether, Bisphenol-F-Diglycidylether, hydriertes Bisphenol-F-Diglycidylether, Epoxyphenol-Novolaks, hydrierte Epoxyphenol-Novolaks, Epoxycresol-Novolaks, hydrierte Epoxycresol-Novolaks, 2-(7- Oxabicyclo)Spiro[1 ,3-dioxane-5,3'-[7]oxabicyclo[4.1.0]-heptane], 1 ,4-Bis((2,3- epoxypropoxy)methyl)cyclohexane. Reaktivharze können in ihrer monomeren oder auch dimeren, trimeren, usw. bis hin zu ihrer oligomeren Form eingesetzt werden.
Gemische von Reaktivharzen untereinander aber auch mit anderen coreaktiven Verbindungen wie Alkoholen (monofunktionell oder mehrfach funktionell) oder Vinylethern (monofunktionell oder mehrfach funktionell) sind ebenfalls möglich.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient zur Reduzierung der Feuchtehinterwanderung in eine Verklebung eines organisch-elektronischen Elementes, das mit Hilfe der Verklebung auf eine Substratoberfläche geklebt wird.
Der Begriff des organisch-elektronischen Elementes ist sehr allgemein zu verstehen. Grundsätzlich umfasst ein organisches Element vorzugsweise eine erste und eine zweite Elektrode, die einander gegenüberliegen und zwischen denen eine organische Funktionsschicht angeordnet ist. Hinsichtlich des Aufbaus eines organisch-elektronischen Elementes wird beispielsweise auf die US 2016/0028041 A1 verwiesen. Die organisch-elektronischen Elemente sind üblicherweise verkapselt, das heißt, sie sind an ihrer oberen Außenfläche und an ihren Seitenflächen von einer Passivierungsschicht versehen. (Opto-)elektronische Anordnungen werden immer häufiger in kommerziellen Produkten verwendet. Derartige Anordnungen umfassen anorganische oder organische elektronische Strukturen, beispielsweise organische, metallorganische oder polymere Halbleiter oder auch Kombinationen dieser. Diese Anordnungen und Produkte sind je nach gewünschter Anwendung starr oder flexibel ausgebildet, wobei eine zunehmende Nachfrage nach flexiblen Anordnungen besteht. Die Herstellung derartiger Anordnungen erfolgt beispielsweise durch Druckverfahren wie Hochdruck, Tiefdruck, Siebdruck, Flachdruck oder wie auch so genanntes„non impact printing" wie etwa Thermotransferdruck Tintenstrahldruck oder Digitaldruck. Vielfach werden aber auch Vakuumverfahren wie zum Beispiel Chemical Vapor Deposition (CVD), Physical Vapor Deposition (PVD), plasmaunterstützte chemische oder physikalische Depositionsverfahren (PECVD), Sputtern, (Plasma-)Ätzen oder Bedampfung verwendet, wobei die Strukturierung in der Regel durch Masken erfolgt.
Als Beispiele für bereits kommerzielle oder in ihrem Marktpotential interessante (opto-)elektronische Anwendungen seien hier elektrophoretische oder elektrochrome Aufbauten oder Displays, organische oder polymere Leuchtdioden (OLEDs oder PLEDs) in Anzeige- und Display-Vorrichtungen oder als Beleuchtung genannt, Elektrolumineszenzlampen, lichtemittierende elektrochemische Zellen (LEECs), organische Solarzellen, bevorzugt Farbstoffoder Polymersolarzellen, metallorganische Solarzellen, beispielsweise auf Basis metallorganischer Gerüste (MOFs) mit kristallinen Porphyrinbeschichtungen, anorganische Solarzellen, bevorzugt Dünnschichtsolarzellen, insbesondere auf der Basis von Silizium, Germanium, Kupfer, Indium und Selen, Perowskitsolarzellen, organische Feldeffekt-Transistoren, organische Schaltelemente, organische optische Verstärker, organische Laserdioden, organische oder anorganische Sensoren oder auch organisch- oder anorganischbasierte RFI D-Transponder angeführt. Das organisch-elektronische Element wird erfindungsgemäß auf eine Substratoberfläche aufgeklebt. Dazu ist zwischen Substratoberfläche und organisch-elektronischem Element ein Klebeband mit wenigstens einer Klebmasseschicht vorgesehen, das eine Verklebung herstellt. Um eine Feuchtehinterwanderung in die Verklebung zu verhindern oder zumindest zu verringern, wird die Seitenkante der Klebmasseschicht mittels einer erfindungsgemäßen hydrophoben Passivierungsschicht in einem Atmosphärendruckplasmaverfahren verkapselt. Die hydrophobe Passivierungsschicht wird mittels des Plasmastromes aufgebracht.
Plasma wird als 4. Aggregatzustand von Materie bezeichnet. Es handelt sich um ein teilweises beziehungsweise vollständig ionisiertes Gas. Durch Energiezufuhr werden positive und negative Ionen, Elektronen, andere angeregte Zustände, Radikale, elektromagnetische Strahlung und chemische Reaktionsprodukte erzeugt. Viele dieser Spezies können zu Veränderungen der zu behandelnden Oberfläche führen. In Summe führt diese Behandlung zu einer Aktivierung oder Beschichtung der Fügeteiloberfläche. Das verwendete Gas kann mit weiteren gasförmigen oder flüssigen Reaktanden angereichert werden, insbesondere um eine Beschichtung zu erreichen.
Die weit verbreitete Coronabehandlung, auch Coronaentladung oder dielektrische Barriereentladung genannt, stellt ein filamentäres Plasma dar und erfolgt vorwiegend als Hochspannungsentladung mit direktem Kontakt zur zu behandelnden Fügeteiloberfläche Durch die Entladung wird Gas der Umgebungsluft oder/und zugeführtes Prozessgas in eine reaktive Form überführt. An der Fügeteiloberfläche entstehen durch den Aufprall der auftreffenden Elektronen Molekülspaltungen. Die daraus resultierenden freien Valenzen ermöglichen eine Anlagerung der Reaktionsprodukte der Coronaentladung oder nachgelagert zugeführter, gasförmiger oder flüssiger Reaktanden. Diese Anlagerungen ermöglichen verbesserte Haftungseigenschaften der Fügeteiloberfläche, können jedoch durch die unmittelbare Einwirkung der Entladung auch Schädigungen der Oberfläche verursachen. Neben chemischen Spezies können auch unterschiedliche Strahlungskomponenten (zum Beispiel VUV, UV, sichtbar, IR, ...) entstehen.
Die Plasmaerzeugung kann erfindungsgemäß grundsätzlich mit allen gängigen Plasmaquellen erfolgen. Erfindungsgemäß bevorzugt, werden Verfahren wie die dielektrische Barriereentladung (DBE), die Coronaentladung oder die Erzeugung ausgetriebener Plasmen eingesetzt. Auch die Anregung durch Mikrowellen ist in vielen Fällen einsetzbar.
Als ausgetriebenes Plasma sollen alle Systeme verstanden werden, bei denen das Plasma durch einen Gasstrom aus der Elektrodengeometrie, in der es erzeugt wird, herausgetrieben wird. Bekannt sind solche Verfahren unter anderem unter der Bezeichnung PlasmaJet®, Plasma- Pen®, Plasma-Blaster, Corona-Gun (als ausgetriebene Corona), um nur einige, nicht einschränkend, zu nennen.
Grundsätzlich können Niederdruckplasmen, Atmosphärendruckplasmen (Normaldruck-plasmen) und Hochdruckplasmen eingesetzt werden. Vorteilhaft wird bei einem Druck im Bereich zwischen 500 und 1200 hPa, besonders bevorzugt in Atmosphärendruck, gearbeitet Bei Atmosphärendruckplasma entspricht der Druck im Wesentlichen dem der umgebenden Atmosphäre, ohne dass er apparativ erhöht oder erniedrigt werden würde, liegt also je nach Witterungsbedingungen üblicherweise etwa im Bereich 1013 ± 60 hPa (Meereshöhe; Normaldruck = 1013,25 hPa).
Bei Niederdruckplasmen sollte vorteilhaft darauf geachtet werden, dass es nicht zum Sieden der häufig flüssig vorliegenden Monomere kommt. Typische technische Niederdruckplasmen werden im Druckbereich weniger (bis einigen hundert) Pascal betrieben, also bei Drücken, die um einen Faktor 100 bis 10.000 geringer sind als der normale Luftdruck.
Je nach Quelle und Bedingungen der Plasmaerzeugung wird ein Abstand von wenigen Zehntel Millimetern bis zu einigen Zentimetern zwischen der mit Plasma zu behandelnden Klebemittel- Zusammensetzung - genauer deren Oberfläche - und der Plasmaquelle gewählt oder die Klebemittel-Zusammensetzung durchläuft die Elektrodenanordnung der Plasmaquelle.
Als Prozessgase für die Plasmabehandlung können die gängigen Prozessgase verwendet werden. Insbesondere vorteilhaft, können sauerstoffhaltige Prozessgase eingesetzt werden, wie beispielweise (reiner) Sauerstoff, Luft, Wasserdampf oder Gemische aus zweien oder mehreren der vorgenannten Gase und/oder mit anderen Gasen, wie etwa Stickstoff, Edelgase (wie Argon) und dergleichen. Insbesondere vorteilhaft, werden feuchte Gase (also Gasgemische enthaltend Wasserdampf) eingesetzt.
Die Plasmabehandlung sollte bevorzugt derart geführt werden, dass das Prozessgas sich nicht über 150 °C, bevorzugt nicht über 60 °C, erwärmt, um das Klebesystem und/oder die zu verklebenden Substrate zu schonen. Dies kann insbesondere dadurch erreicht werden, dass die Erzeugung des Plasmas derart durchgeführt wird, dass die Elektroden sich nicht über diese Temperaturen hinaus erhitzen.
Die Dauer der Plasmabehandlung zur effizienten Initiierung der Polyreaktion beträgt in der Regel wenige Sekunden, zum Beispiel bis zu 60 Sekunden. Eine Behandlungsdauer der Oberfläche mit Plasma für eine Dauer von bis zu 15 Sekunden, insbesondere von 3 bis 10 Sekunden, hat sich als sehr günstig herausgestellt, um eine optimale Festigkeit der Verklebung zu gewährleisten. Es sind verschiedene Plasmaerzeuger auf dem Markt, die sich in der Technik zur Plasmaerzeugung und der Gasatmosphäre unterscheiden. Obwohl sich die Behandlungen unter anderem in der Effizienz unterscheiden, sind die grundsätzlichen Effekte meist ähnlich und sind vor allem durch die eingesetzte Gasatmosphäre bestimmt. Die Wahl der Plasmaerzeuger ist erfindungsgemäß grundsätzlich nicht eingeschränkt, sofern sich die vorgenannten Bedingungen realisieren lassen.
Grundsätzlich kann man der Atmosphäre auch reaktive gasförmige Stoffe wie Sauerstoff, Wasserstoff, Ammoniak, Ethylen, C02, Siloxane, Acrylsäuren und/oder Lösungsmittel sowie beschichtende oder polymerisierende Bestandteile beimischen.
Als Substrate für zum Beispiel unflexible Aufbauten werden Glas oder Metallsubstrate verwendet. Für flexible Anordnungen hingegen kommen Flächensubstrate wie transparente oder nicht transparente Folien zum Einsatz, die mehrlagig ausgeführt sein können. Hierbei können sowohl Kombinationen aus verschiedenen Polymeren, als auch anorganische oder organische Schichten verwendet werden. Der Einsatz solcher Flächensubstrate ermöglicht einen flexiblen, äußerst dünnen Aufbau. Dabei sind für die verschiedenen Anwendungen unterschiedlichste Substrate wie zum Beispiel Folien, Gewebe, Vliese und Papiere oder Kombinationen daraus möglich.
Demgemäß beschreibt die Erfindung ein Verfahren zur Reduzierung der Permeation in eine Verklebung eines organisch-elektronischen Elementes auf einer Oberfläche eines Substrates, umfassend zumindest die folgenden drei Verfahrensschritte, die in beliebiger Reihung in zeitlicher Abfolge stattfinden oder von denen in beliebiger Kombination zumindest zwei zeitgleich stattfinden können:
• Ein Klebeband mit einer Klebmasseschicht wird mit einer ersten Klebseite auf die Oberflache des Substrats aufgeklebt.
• Das Klebeband mit der Klebmasseschicht wird mit der gegenüberliegenden zweiten Klebseite auf und/oder um das organisch-elektronische Element aufgeklebt. • Außen entlang wenigstens einer Seitenkante der Klebmasseschicht wird eine hydrophobe Passivierungsschicht mittels eines Plasmastromes aufgebracht.
Erfindungswesentlich für das Verfahren ist es, dass insbesondere außen auf die Seitenkanten des Klebebandes während der Herstellung des Klebebandes, nach einem Convertingschritt zur Herstellung auf die organische Elektronik passender Stanzlinge oder auch nach dem Aufkleben des Klebebandes auf eine Substratoberfläche eine hydrophobe Passivierungsschicht mittels eines Plasmastromes aufgebracht wird. Dabei kann das Aufbringen der hydrophoben Passivierungsschicht mittels eines Plasmastromes auf der Klebemasseschicht erfolgen, nachdem das Klebeband oder insbesondere ein daraus erzeugter Stanzling oder davon abgelängtes Stück eines Klebebands zunächst zwischen Substrat und organisch-elektronische Element verklebt worden ist. In einer Variante wird das Klebeband, der Stanzling, das Stück usw. zunächst mit einem Plasmastrom behandelt und dann erst zwischen Substrat und organisch-elektronischem Element verklebt. Des Weiteren ist es auch möglich, das Klebeband, den Stanzling oder das Stück erst auf dem Substrat oder dem organisch-elektronische Element zu verkleben, die Plasmabehandlung durchzuführen und erst abschließend die zweite Verklebung zu Substrat beziehungsweise organisch-elektronischem Element zu vollführen. Wie gesagt, jede beliebige Reihenfolge der genannten Schritte ist möglich, um das erfindungsgemäß gewünschte Ziel zu erreichen.
Bevorzugt ist, dass zunächst die Verklebung zwischen Substrat und organisch-elektronischem Element erfolgt, so dass die Plasmabehandlung des Klebebands vor Ort erfolgt. Das Klebeband kann dabei die elektronische Anordnung ganz oder teilweise überdecken oder auch nur den die Anordnung umfassenden Randbereich abdecken.
Weiter bevorzugt ist, dass das Klebeband, der Stanzling oder das Klebebandstück zunächst mit dem Plasmastrom behandelt wird und erst im Anschluss daran verklebt wird. Dabei kann zwischen Behandeln und Verkleben eine räumliche Trennung gegeben sein, sprich dass die Behandlung und das Verkleben an verschiedenen Orten (verschiedenen Firmen) stattfinden kann. Und es kann auch ein zeitlicher Abstand von bis zu mehreren Tagen (vorzugsweise bis zu zehn Tagen) vorgesehen sein. Das Klebeband, der Stanzling oder das Klebebandstück konservieren in dieser Zeit die Eigenschaft, eine Feuchtehinterwanderung in einer Verklebung zu reduzieren.
Die Gefahr der Feuchtehinterwanderung in eine Verklebung wird dadurch verhindert, dass außen auf die Seitenkante der Klebmasseschicht eine hydrophobe Passivierungsschicht mittels eines Plasmastromes aufgebracht wird. Üblicherweise ist nach dem Aufbringen des Klebebandes zwischen zwei Substratflächen, die zusammengeklebt werden, nur der außen das Klebeband umlaufende Seitenrand frei und der Gefahr einer Feuchtehinterwanderung durch Wasser und Luftfeuchtigkeit ausgesetzt.
Der freie Seitenrand wird mit einer hydrophoben Passivierungsschicht versehen. Dafür wird erfindungsgemäß ein Plasmaverfahren verwendet. Die Behandlung der Seitenkante der Klebmasseschicht erfolgt bei oder nahe bei Atmosphärendruck. Zur Durchführung des Plasmaverfahrens wird vorzugsweise ein Aufbau mit einer Plasmadüse verwendet, der ein zu ionisierendes Prozessgas, vorzugsweise in Form von Umgebungsluft, zugeführt wird. Des Weiteren wird dem Ausgang der Plasmadüse ein Präkursor zugeführt. Bei dem Präkursor handelt es sich vorzugsweise um Silane oder Siloxane oder Silazane, die verdampft und mittels eines Trägergases, beispielsweise Stickstoff oder Edelgas, in den Plasmastrom eingeleitet werden. Bei dem Präkursor handelt es sich günstigerweise um Aminopropyltriethoxysilan, Perfluoroctyltriethoxysilan, Hexamethyldisilazan oder Hexamethyldisiloxan. Eine reine Siliziumoxidschicht ist bei der Polymerisation, also dem Auftragen des Plasmastromes auf die Substratoberfläche, nicht zu erwarten. Der Anteil von Kohlenstoff durch nicht umgesetzte Kohlenwasserstoffketten aus dem Präkursormolekül, also bei Hexamethyldisiloxan die Hexamethylketten, kann bei bis zu 12 %-Gewichtsanteile der Beschichtung liegen. Durch diesen zusätzlichen Gewichtsanteil in der Silizumoxidschicht wird ein Hydrophobierungseffekt erzielt. Die nicht wasserliebende Schicht lässt durch das Abperlen von Wassertropfen die Klebebandseiten und Grenzschichten einer Verklebung wasserfrei. Dadurch wird das flüssige Medium, also das kondensierte Wasser, von der Einflusszone der Verklebung abgeführt, und eine Migration des Wassers kann aufgrund der Polarität des Wassers in die Verklebung nicht stattfinden.
Die Aufgabe wird in ihrem zweiten Aspekt durch einen eingangs genannten Aufbau mit den Merkmalen des Anspruchs 16 erfüllt.
Der Aufbau umfasst eine Oberfläche eines Substrates, ein organisch-elektronisches Element und ein Klebeband, wobei das organisch-elektronische Element mit dem Klebeband auf die Oberfläche des Substrates aufgeklebt ist. Organisch-elektronische Elemente sind üblicherweise sehr feuchteempfindlich, daher ist bekanntermaßen vorgesehen, die organisch-elektronischen Elemente entlang ihrer Außenflächen mit einer hydrophoben Passivierungsschicht, beispielsweise einem Lack gemäß der US 2016/0028041 A1 zu verkapseln.
Wenn das organisch-elektronische Element mit einem Klebeband auf eine Substratoberfläche aufgeklebt wird, besteht an den Seitenrändern des Klebebandes die Gefahr der Feuchtehinterwanderung.
Daher ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass wenigstens eine Seitenkante der Klebmasseschicht des Klebebandes mit einer auf die Seitenkante der Klebmasseschicht aufgetragenen, hydrophoben Passivierungsschicht versehen ist. Dabei kann es wie in dem oben beschriebenen, erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, dass das Klebeband als Rolle zur Verfügung gestellt wird und bereits auf der Rolle die Längsseiten der Klebmasseschicht mit der hydrophoben Passivierungsschicht versehen werden Es kann jedoch auch vorgesehen sein, von dem Klebeband Stücke abzutrennen und das organisch-elektronische Element damit auf die Substratoberfläche aufzukleben und erst anschließend die Seitenkanten der Klebmasseschicht mit der hydrophoben Passivierungsschicht zu versehen.
Die hydrophobe Passivierungsschicht wird gemäß einem der oben genannten Plasmaverfahren auf wenigstens eine, vorzugsweise alle Seitenkanten der Klebmasseschicht aufgetragen.
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels in sechs Figuren beschrieben. Dabei zeigen:
Fig. 1 einen prinzipiellen Aufbau einer verwendeten Plasmadüse,
Fig. 2 eine Balkengrafik zur Bewertung des Effektes der Plasmarandverkapselung, Fig. 3 einen schematischen Aufbau eines Calciumtest-Aufbaus, Fig. 4 eine perspektivische Ansicht des detaillierten Aufbaus des Calciumtests,
Fig. 5 eine Graphik, die eine Transmission des Calciumtest-Aufbaus ohne Plasmarandverkapselung gegen die Zeit darstellt, Fig. 6 eine Graphik, die die Transmission des Calciumtest-Aufbaus mit und ohne Plasmarandverkapselung gegen die Zeit im Vergleich darstellt.
Fig. 1 zeigt die prinzipielle Ansicht einer Plasmadüse 1 , dabei handelt es sich um ein OpenAir- System der Plasmatreat GmbH.
Die Plasmadüse 1 umfasst eine Präkursoreinheit 2, die in der Fig. 1 links dargestellt ist und eine Plasmaeinheit 3. Die Präkursoreinheit 2 erzeugt ein mit einem Präkursor 4 angereichertes Trägergas 6, während die Plasmaeinheit 3 ein Plasma 7 erzeugt. Der Präkursor 4 und das Plasma 7 werden in einem Düsenkopf 8 zusammengeführt.
Unter dem Plasma 7 wird hier ein hochenergetisches Prozessgas 1 1 , insbesondere ein angeregtes und ionisiertes Luft-Stickstoff-Gemisch verstanden. Zur Erzeugung wird zunächst der Plasmaeinheit 3 durch einen Einlass 9 das Prozessgas 1 1 zugeführt. Bei dem Prozessgas 1 1 handelt es sich hier um Luft oder Stickstoff oder ein Gemisch daraus. Das Prozessgas 1 1 wird durch den Einlass 9 in die Plasmaeinheit 3 eingeleitet und gelangt durch eine Blende 12 mit Bohrungen in eine Entladungszone 13, durch die das Prozessgas 1 1 hindurchströmt. In der Entladungszone 13 wird das Prozessgas 1 1 an einer Elektrodenspitze 14 vorbeigeführt, an der eine hochfrequente Wechselspannung mit einigen Kilovolt und einer Frequenz von 10 kHz angeschlossen ist. Zwischen der Elektrodenspitze 14 und einer Gegenelektrode, die beispielsweise ein geerdetes Edelstahlgehäuse 16 sein kann, entsteht ein starkes elektrisches Wechselfeld, das zu einer sogenannten Coronarentladung führt, die das durch die Plasmaeinheit 3 an der Elektrodenspitze 14 vorbeiströmende Prozessgas 1 1 ionisiert und in einen Strom des Plasmas 7 umwandelt. Das Plasma 7 wird durch den Düsenkopf 8 geführt, an dem an einem seitlichen Einlass 17 die Präkursoreinheit 2 angeschlossen ist.
Der seitliche Einlass 17 des Düsenkopfes 8 ist mit der Präkursoreinheit 2 verbunden. Die Präkursoreinheit 2 umfasst eine erste Zufuhr für den Präkursor 4 und eine zweite Zufuhr für das Trägergas 6. Als Trägergas 6 kann hier ebenfalls Luft oder Stickstoff oder ein Gemisch aus Luft und Stickstoff verwendet werden. Der Präkursor 4 wird zerstäubt und dem Trägergas 6 tröpfchenförmig zugeführt, das Gemisch gelangt in einen Verdampfer 18, in dem Temperaturen oberhalb des Siedepunktes des Präkursors 4 herrschen. Als Präkursor 4 kann ein organisches polyfunktionelles Silan verwendet werden, beispielsweise Octyltriethoxysilan (OCS), (3- Glycidyloxypropyl)trimethoxysilane (GLYMO) und Hexamethyldisiloxan (HMDSO). Bei dem hier verwendeten Präkursor 4 handelt es sich um Hexamethyldisiloxan (HMDSO), das dem Trägergas 6 in einer Größenordnung von 10, 20, 40 g/h bis zu 150 g/h zugeführt wird. Die Temperatur im Verdampfer 18 liegt bei etwa 120 °C, also oberhalb der Siedetemperatur von HMDSO, die etwa bei 100 °C liegt.
Ein dem Verdampfer 18 entweichendes Präkursorgas 19 wird dem Düsenkopf 8 zugeführt und dort mit dem Plasma 7 vermengt. Der Präkursor 4 gelangt so mit dem Plasma 7 auf eine Seitenkante 20 einer Klebmasseschicht 22. Die Plasmadüse 1 steht in einem senkrechten Winkel zur Seitenkante 20 der Klebmasseschicht 22 und mündet in den Düsenkopf 8.
Die Behandlung der Seitenkante 20 der Klebmasseschicht 22 findet bei oder nahe bei Atmosphärendruck statt, wobei der Druck in der elektrischen Entladungszone 13 der Plasmadüse 1 auch höher sein kann. Unter dem Plasma 7 wird in diesem Ausführungsbeispiel ein Atmosphärendruckplasma verstanden, das ein elektrisch aktiviertes homogenes reaktives Gas ist, das sich nicht im thermischen Equilibrium befindet, mit einem Druck nahe dem Umgebungsdruck in seinem Wirkbereich. Im Allgemeinen beträgt der Druck 0,5 bar mehr als der Umgebungsdruck. Durch die elektrischen Entladungen oder durch die lonisierungsprozesse im elektrischen Feld der Entladungszone 13 wird das Prozessgas 1 1 aktiviert, und es werden hochangeregte Zustände in den Gasbestandteilen erzeugt. Dem Prozessgas 11 wird dann in dem Düsenkopf 8 über einen gasleitenden Kanal über den seitlichen Einlass 17 der Präkursor 4 in Gasform oder als Aerosol zugeführt, der die eigentliche Siliziumoxidschicht auf der Oberfläche der Seitenkante 20 ausbildet.
Als Prozessgas 1 1 wird hier Umgebungsluft verwendet.
In einem Ausführungsbeispiel wurde für eine Plasmarandverkapselung 31 folgender Aufbau mit nachfolgenden Bedingungen und Parametern verwendet:
Plasmadüse: Generator FG 5001 , feste Düse 216028WE (Firma Plasmatreat)
Präkursor: Hexamethyldisiloxan (HMDSO),
Präkursormenge: 10 bis 150 g/Stunde
Behandlungsgeschwindigkeit: 40 m/min
Abstand der Düse: 15 mm PCT (Pulse-Cycle-Time): 20 % und 100 %
Verdampfertemperatur: 120 °C
Klebefugen sind normalerweise unter den erwähnten Prüfbedingungen mit einer Wasserschicht dauerhaft benetzt, da die Inhaltsstoffe der Klebeprodukte ausreichend polare Gruppen beinhalten. Dies fördert die Migration von Wassermolekülen ins Bulk des Klebeproduktes sowie die Einwanderung von Feuchtigkeit in die Grenzschicht. Hydrophobe Eigenschaften einer Klebefuge provozieren das „Abführen" von Wasser als Tropfen und verhindern die Ausbildung eines geschlossenen Wasserfilms. Erste Ergebnisse mit hydrophob wirkenden Präkursoren können eine signifikante Verbesserung für eine Feucht-warm-Resistenz bewirken, die höhere lag- times/Durchbruchzeiten als die Referenz ohne Randverkapselung zeigen. Zum Einsatz kamen die Präkursoren Octyltriethoxysilane (OCS), (3-Glycidyloxypropyl)trimethoxysilane (GLYMO) und das Hexamethyldisiloxan (HMDSO). Über die Modifizierung der Plasmaparameter (Leistung, Abstand, Geschwindigkeit und Puls-Cycle-Time) ist es möglich, den organischen Anteil der aufgetragenen Schicht zu beeinflussen. Bei der Deaktivierung von Klebmassen ist die Parameterwahl bewusst auf den gesamten Umsatz des Präkursors ausgerichtet, um den überwiegend organischen Anteil für eine glasartige Schicht durch die Plasmapolymerisation zu entfernen. Hier verfolgt man das entgegengesetzte Ziel, um die Hydrophobierung hoch einzustellen. Zudem wurde die Flussrate des Präkursors erhöht.
Beschichtungen mit einem Atmosphärendruckplasma führen zum Beispiel bei HMDSO zu glasartigen Schichten auf einem Substrat 21. Dabei ist es aber bei geeigneter Parameterführung (Puls-Weiten-Modulation) möglich, die Umsetzung des HMDSO zu beeinflussen. Eine reine SiOx- Schicht ist bei dieser Polymerisation nicht zu erwarten. Der Anteil von Kohlenstoff durch nicht umgesetzte KW-Ketten aus dem Präkursormolekül (bei HMDSO die Hexamethyl-Kette) kann bei bis zu 12 %-Gewichtsanteil der Beschichtung liegen. Dies führt zu einer Hydrophobierung. Diese nicht wasserliebende Schicht lässt durch das Abperlen von Wassertropfen die Klebebandseiten und die Grenzschichten einer Verklebung wasserfrei. Letztlich wird das flüssige Medium von der Einflusszone, bei der die negative Auswirkung auf die Haftung stattfindet, abgeführt, und eine Migration kann durch die Polarität nicht stattfinden (siehe Film mit hydrophobiertem Zellstoff und ohne Behandlung).
Bestimmung der Lebensdauer eines elektronischen Aufbaus
Als ein Maß für die Bestimmung der Lebensdauer eines elektronischen Aufbaus wurde ein Calciumtest-Aufbau herangezogen. Der Aufbau ist schematisch in der Fig. 4 gezeigt. Es wird im Vakuum ein 10 x 10 mm2 großer, dünner Calciumspiegel 23 auf das Substrat 21 abgeschieden und danach unter Stickstoffatmosphäre gelagert. Das Substrat 21 ist hier als Glasplatte ausgebildet. Die Dicke des Caiciumspiegels 23 liegt bei etwa 100 nm. Für die Verkapselung des Caiciumspiegels 23 wird ein Klebeband (23 x 23 mm2) mit der zu testenden Klebmasseschicht 22 sowie einer Dünnglasscheibe 24 (35 μηι, Firma Schott) als Trägermaterial verwendet. Zur Stabilisierung wurde die Dünnglasscheibe 24 mit einer 100 μηι dicken PET-Folie 26 mittels eines 50 μηι dicken Transferklebebands 25 einer optisch hochtransparenten Acrylathaftklebemasse laminiert. Die Klebmasseschicht 22 wird so auf dem Substrat 21 appliziert, dass die Klebmasseschicht 22 den Calciumspiegel 23 mit einem allseitig überstehenden Rand von 6,5 mm (A-A) abdeckt. Aufgrund der undurchlässigen Dünnglasscheibe 24 wird nur die Permeation durch die Klebmasseschicht 22 oder entlang der Grenzflächen ermittelt. Die Abscheidung von dünnen Schichten zur Plasmarandverkapselung 31 aus dem Plasma erfolgt auf alle vier Seitenkanten 20, wie in Fig. 3 schematisch dargestellt.
Der Test basiert auf der Reaktion von Calcium mit Wasserdampf und Sauerstoff, wie beispielsweise von A.G. Erlat et. al. in„47th Annual Technical Conference Proceedings— Society of Vacuum Coaters", 2004, Seiten 654 bis 659, und von M. E. Gross et al. in „46th Annual Technical Conference Proceedings— Society of Vacuum Coaters", 2003, Seiten 89 bis 92, beschrieben. Dabei wird die Lichttransmission des Caiciumspiegels 23 überwacht, welche durch die Umwandlung in Calciumhydroxid und Calciumoxid zunimmt. Diese erfolgt beim beschriebenen Prüfaufbau vom Rand her, so dass sich die sichtbare Fläche des Caiciumspiegels 23 verringert. Es wird die Zeit bis zur Halbierung der Lichtabsorption des Caiciumspiegels 23 als Lebensdauer bezeichnet. Durch die Methode werden dabei sowohl der Abbau der Fläche des Caiciumspiegels 23 vom Rand aus und durch punktuellen Abbau in der Fläche als auch die homogene Verringerung der Schichtdicke des Caiciumspiegels 23 durch vollflächigen Abbau erfasst.
Als Messbedingungen wurden 60 °C und 90 % relative Luftfeuchte gewählt. Die Muster wurden mit einer Schichtdicke der Klebmasseschicht 22 von 50 μηι vollflächig und blasenfrei verklebt. Der Abbau des Caiciumspiegels 23 wird über Transmissionsmessungen verfolgt. Die Durchbruchzeit (lag-time) ist definiert als diejenige Zeit, die Feuchtigkeit benötigt, um die Strecke bis zum Calciumspiegel 23 zurückzulegen gemäß Fig. 5. Bis zum Erreichen dieser Zeit bei 60 °C 90 % r. F. ändert sich die Transmission des Caiciumspiegels 23 nur marginal. Der Messwert (in h) ergibt sich als Mittelwert aus drei Einzelmessungen.
Der Effekt der Plasmarandverkapselung 31 durch das Plasma 7 wird bestimmt, indem zunächst die lag-time bei 60 °C und 90 % r. F. mit und ohne Plasmarandverkapselung 31 nach dem oben beschriebenen Verfahren bestimmt wird. Der Effekt ist die prozentuale Änderung der lag-time mit Plasmarandverkapselung 31 im Vergleich zu der lag-time ohne Plasmarandverkapselung 31 . Transmission
Die Transmission der Klebmasse wurde analog ASTM D1003-1 1 (Procedure A (Hazemeter Byk Haze-gard Dual), Normlichtart D65) bestimmt. Eine Korrektur von Grenzflächenreflexionsverlusten wird nicht vorgenommen.
HAZE (Streuung)
Der HAZE-Wert beschreibt den Anteil des transmittierten Lichts, der von der durchstrahlten Probe nach vorn großwinklig gestreut wird. Somit quantifiziert der HAZE-Wert Materialfehler in der Oberfläche oder der Struktur, die die klare Durchsicht stören.
Das Verfahren zur Messung des Haze-Wertes wird in der Norm ASTM D 1003-1 1 beschrieben. Die Norm erfordert die Messung von vier Transmissionsmessungen. Für jede Transmissionsmessung wird der Lichttransmissionsgrad berechnet. Die vier Transmissionsgrade werden zum prozentualen HAZE-Wert verrechnet. Der HAZE-Wert wird mit einem Haze-gard Dual von Byk-Gardner GmbH gemessen.
Klebkraft
Die Klebkräfte wurden analog ISO 29862 (Methode 3) bei 23 °C und 50 % relativer Luftfeuchte bei einer Abzugsgeschwindigkeit von 300 mm/min und einem Abzugswinkel von 180° bestimmt. Die Dicke der Klebmasseschicht 22 betrug dabei jeweils 50 μηι. Als PET-Folie 26 wurde eine geätzte PET-Folie 26 mit einer Dicke von 50 μηι verwendet, wie sie von der Firma Coveme (Italien) erhältlich ist.
Als Substrat 21 wurden Stahlplatten entsprechend der Norm verwendet. Die Verklebung des Messstreifens wurde dabei mittels einer Anrollmaschine bei einer Temperatur von 23 °C vorgenommen. Die Klebebänder wurden nach einer Lagerzeit von 24 h bei 23 °C und 50 % r. F. vermessen. Der Messwert (in N/cm) ergab sich als Mittelwert aus drei Einzelmessungen.
Wasserdampfpermeationsrate (WVTR)
Die WVTR wird bei 38°C und 90% relativer Luftfeuchtigkeit nach ASTM F-1249 gemessen. Es wird jeweils eine Doppelbestimmung durchgeführt und der Mittelwert gebildet. Der angegebene Wert ist auf eine Dicke von 50 μηι normiert.
Die Transferklebebänder werden für die Messungen auf eine hochpermeable Polysulfon- Membran (erhältlich von der Firma Sartorius) geklebt, die selbst keinen Beitrag zur Permeationsbarriere liefert. Die Messungen werden an vernetzten Klebebändern vorgenommen, sofern diese vernetzbar sind.
Im Folgenden wird die Erfindung durch einige Beispiele näher erläutert, ohne die Erfindung damit einschränken zu wollen.
Klebmasseschichten
Zur Herstellung der Klebmasseschichten 22 wurden verschiedene Klebmassen aus einer Lösung auf einen konventionellen Liner (silikonisierte Polyesterfolie) mittels eines Laborstreichgeräts aufgebracht und getrocknet. Die Klebmassenschichtdicke nach dem Trocknen beträgt 50 ±5 μηι. Die Trocknung erfolgte jeweils zunächst bei RT für 10 Minuten und 10 Minuten bei 120 °C in einem Labortrockenschrank. Die getrockneten Klebmasseschichten 22 wurden jeweils unverzüglich nach dem Trocknen mit einem zweiten Liner (silikonisierte Polyesterfolie mit geringerer Trennkraft) auf der offenen Seite laminiert.
Verwendete Rohstoffe:
Sibstar 62M SiBS (Polystyrol-block-Polyisobutylen-Blockcopolymer) der
Firma Kaneka mit 20 Gew.-% Blockpolystyrolgehalt. Enthält zum Teil auch Diblockcopolymere.
Oppanol B150 Polyisobutylen mit einem mittleren Molekulargewicht von
> 800.000 g/mol
Oppanol B10 Polyisobutylen mit einem mittleren Molekulargewicht von
40.000 g/mol
Uvacure 1500 cycloaliphatisches Diepoxid der Firma Cytec (3,4- Epoxycyclohexan) methyl 3,4-epoxycyclohexylcarboxylat)
Escorez 5300 ein vollhydriertes Kohlenwasserstoffharz der Firma Exxon
(Ring and Ball 105 °C, DACP = 71 , MMAP = 72)
Escorez 5600 Hydriertes KW-Harz (Kohlenwasserstoffharz) mit einem
Erweichungspunkt von 100 °C der Firma Exxon.
Triethoxysilan mit polarer Aminogruppe
Aminopropyltriethoxysilan
CAS: 919-30-2
Triethoxysilan mit unpolarer Perfluoroctylgruppe
Perfluoroctyltriethoxysilan
CAS: 51851 -37-7
Hexamethylendisiloxan CAS: 107-46-0
Triarylsulfoniumhexa- kationischer Fotoinitiator von der Firma Sigma-Aldrich
fluoroantimonat Der Photoinitiator weist ein Absorptionsmaximum im
Bereich 320 nm bis 360 nm auf und lag als 50 Gew.-%-ige Lösung in Propylencarbonat vor
Figure imgf000023_0001
Tab. 2 Eigenschaften der verwendeten Klebmassen:
Figure imgf000023_0002
Tab. 3
Bei dem Verfahren wird ein atmosphärisches Plasma zur Abscheidung von plasma- polymerisierten Schichten verwendet, bei dem die Präkursoreinheit 2 und die Plasmadüse 1 genutzt werden. Bei dieser Technologie wird eine Verdampfung des bei Raumtemperatur flüssigen Präkursors 4 vorgenommen, der dann mittels des Trägergases 6 in das Plasma 7 eingeleitet wird. Die Verfahren zum Abscheiden von Atmosphärendruckplasma wurden oben beschrieben. Als Präkursor 4 wurden in einem Plasma 1 Aminopropyltriethoxysilan, in einem Plasma 2 Perfluoroctyltriethoxysilan und in einem Plasma 3 Hexamethyldisiloxan (HMDSO) verwendet. Für die Plasmarandverkapselung 31 wurden beispielhaft folgendes Equipment, Bedingungen und Parameter verwendet:
Plasmadüse: Generator FG 5001 , feste Düse 216028WE (Firma Plasmatreat)
Präkursor: Plasma 1 Aminopropyltriethoxysilan, Plasma 2 Perfluoroctyltriethoxysilan, Plasma 3 Hexamethyldisiloxan (HMDSO),
Präkursormenge: 10 bis 150 g/Stunde
Behandlungsgeschwindigkeit: 40 m/min
Abstand der Düse: 15 mm
PCT (Pulse-Cycle-Time): 20 % und 100 %
Verdampfertemperatur: 120 °C
Bewertung des Effektes der Plasmarandverkapselung 31 :
Es wurden, wie im Abschnitt„Bestimmung der Durchbruchzeit" detailliert beschrieben, Prüfkörper mit den Klebmassen K1 bis K3 hergestellt. Auf alle vier Seitenkanten der Klebmasseschicht 22 wurde eine dünne Schicht der Reaktivkomponente über Plasmapolymerisation abgeschieden. Die Bezeichnung P2-1 bezieht sich auf Prüfkörper, die mit Klebmasse K2 und Plasmaverfahren Plasma 1 hergestellt wurden. Die Prüfkörper mit reaktiver Klebmasse K2 wurden unmittelbar nach der Herstellung einer UV-Dosis von mindestens 400 mJ/m2 ausgesetzt, um die kationische Polymerisation der Epoxidkomponente zu starten. Als Effekt wird in Tabelle 4 die Steigerung der Lag-time in Prozent gegenüber einem unbeschichteten Muster mit derselben Klebemasse dargestellt.
Figure imgf000024_0001
Tab. 4
Die Beispiele belegen den Effekt der Plasmapolymerisation auf die Durchbruchzeit. Es konnte gezeigt werden, dass sowohl mit polareren Reaktivkomponenten (Aminopropyltriethoxysilan) als auch mit unpolareren wie Perfluoroctyltriethoxysilan zusätzliche Barriereschichten aufgebracht werden können. Hier zeigen sich die unpolareren Reaktivkomponenten den polareren leicht überlegen, jedoch überraschend wenig. Auch mit glasartigen Schichten aus Siloxan-Präkursoren lassen sich deutliche Effekte erzielen. Fig. 6 enthält eine Darstellung des Abbauverhaltens eines Ca-Test-Prüfkörpers mit Plasmarandverkapselung 31 (P2-1 ) im Vergleich zu dem unbehandelten Prüfkörper (P2) mit der gleichen Klebmasse. Die Durchbruchzeit erhöht sich von 750 h ohne die Plasmarandverkapselung 31 auf 950 h mit Plasmarandverkapselung 31 nach dem Plasma 1- Verfahren. Der Effekt ist demnach 27 %.
Behandlung von die-cuts:
In der Präparation des Ca-Tests wurde das Dünnglas-PET-K2-Laminat aus der Glovebox ausgeschleust und mit dem Verfahren Plasma 2 an allen vier Rändern behandelt. Die zur Verklebung vorgesehene Fläche blieb dabei mit einem Liner abgedeckt. Das Laminat wurde wieder in die Glovebox eingeschleust und nach sieben Tagen Trocknungszeit zum Aufbau eines Ca-Tests verwendet. Auch hier wurde die Durchbruchzeit um 32 % verbessert.
Dies zeigt, dass das Verfahren auch bei einem Converter, der Stanzlinge für einen Endkunden herstellt, durchgeführt werden kann.
Bezugszeichenliste
1 Plasmadüse
2 Präkursoreinheit
3 Plasmaeinheit
4 Präkursor
6 Trägergas (Inertgas)
7 Plasma
8 Düsenkopf
9 Einlass
11 Prozessgas
12 Blende
13 Entladungszone
14 Elektrodenspitze
16 geerdetes Edelstahlgehäuse
17 seitlicher Einlass
18 Verdampfer
19 Präkursorgas
20 Seitenkante der Klebmasseschicht
21 Substrat
22 Klebmasseschicht
23 Calciumspiegel
24 Dünnglasscheibe
25 Transferklebeband
26 PET-Folie 31 Plasmarandverkapselung

Claims

Patentansprüche
Verfahren zur Reduzierung der Permeation in eine Verklebung eines organischelektronischen Elementes auf einer Oberfläche eines Substrates (21 ), umfassend zumindest die folgenden drei Verfahrensschritte,
die in beliebiger Reihung in zeitlicher Abfolge stattfinden oder
von denen in beliebiger Kombination zumindest zwei zeitgleich stattfinden können:
ein Klebeband mit einer Klebmasseschicht (22) wird mit einer ersten Klebseite auf die Oberflache des Substrats (21 ) aufgeklebt;
das Klebeband mit der Klebmasseschicht (22) wird mit der gegenüberliegenden zweiten Klebseite auf und/oder um das organisch-elektronische Element aufgeklebt;
außen entlang wenigstens einer Seitenkante (20) der Klebmasseschicht (22) wird eine hydrophobe Passivierungsschicht (31 ) mittels eines Plasmastromes aufgebracht.
Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Plasmastrom unter Atmosphärendruck erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
dem Plasmastrom ein Präkursor (4) zugeführt wird und als Präkursor (4) Silane und/oder Silioxane und/oder Silazane verwendet werden.
Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Präkursor (4) aus der Gruppe, Aminopropyltriethoxysilan, Perfluoroctyltriethoxysilan, HMDSO gewählt wird.
Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Präkursor (4) verdampft wird und mittels eines Inertgases in den Plasmastrom transportiert wird.
6. Verfahren nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Prozessgas (1 1 ) angeregt wird und Umgebungsluft als Prozessgas (1 1 ) verwendet wird.
7. Verfahren nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Klebmasseschicht (22) eine Barriereklebmasse darstellt, enthaltend eine Klebstoffbasis aus
mindestens ein Polymer, insbesondere ein Elastomer
mindestens ein Klebharz
und optional ein Reaktivharz.
8. Verfahren nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Wasserdampfpermeationsrate der Klebstoffbasis weniger als 100 g/m2d, bevorzugt von weniger als 50 g/m2d, insbesondere weniger als 15 g/m2d ist.
9. Verfahren nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Elastomer aus der Gruppe Vinylaromate (auch teil- oder vollhydrierte Varianten), Methylmethacrylat, Cyclohexylmethacrylat, Isobornylmethacrylat und Isobornylacrylat oder aus der Gruppe Polyether, insbesondere Polyethylenglykol, Polypropylenglykol oder Polytetrahydrofuran, oder aus der Gruppe Polydiene, insbesondere Polybutadien oder Polyisopren, (teil)hydrierte Polydiene, insbesondere Polyethylenbutylen, Polyethylenpropylen oder Polybutylenbutadien, Polybutylen, Polyisobutylen, Polyalkylvinylether, Polymerblöcke α,β-ungesättigter Ester, insbesondere Acrylat-Copolymere, gewählt wird.
10. Verfahren nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Reaktivharz aus der Gruppe gewählt wird: 3,4-Epoxycyclohexylmethyl-3',4'- epoxycyclohexancarboxylat (EEC) und Derivate, Dicyclopendadiendioxid und Derivate, 3- Ethyl-3-oxetanmethanol und Derivate, Tetrahydrophthalsäurediglycidylester und Derivate, Hexahydrophthalsäurediglycidylester und Derivate, 1 ,2-Ethandiglycidylether und Derivate, 1 ,3-Propandiglycidylether und Derivate, 1 ,4-Butandioldiglycidylether und Derivate, höhere 1 ,n-Alkandiglycidylether und Derivate, Bis-[(3,4-epoxycyclohexyl)methyl]-adipat und Derivate, Vinylcyclohexyldioxid und Derivate, 1 ,4-Cyclohexandimethanol-bis-(3,4- epoxycyclohexancarboxylat) und Derivate, 4,5-Epoxytetrahydrophthalsäurediglycidylester und Derivate, Bis-[1-ethyl(3-oxetanyl)methyl)ether und Derivate, Pentaerythritoltetra- glycidylether und Derivate, Bisphenol-A-Digylcidylether (DGEBA), hydriertes Bisphenol-A- Diglycidylether, Bisphenol-F-Diglycidylether, hydriertes Bisphenol-F-Diglycidylether,
Epoxyphenol-Novolaks, hydrierte Epoxyphenol-Novolaks, Epoxycresol-Novolaks, hydrierte Epoxycresol-Novolaks, 2-(7-Oxabicyclo)Spiro[1 ,3-dioxane-5,3'-[7]oxabicyclo[4.1.0]- heptane], 1 ,4-Bis((2,3-epoxypropoxy)methyl)cyclohexane.
1 1 . Verfahren nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
als Klebmasseschicht (22) eine haftklebrige Weichphase verwendet wird.
12. Verfahren nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Polyacrylate umfassen
(a) Acrylsäureester und/oder Methacrylsäureester der folgenden Formel
CH2 = C(R')(COORM),
wobei R1 = H oder CH3 und R" ein Alkylrest mit 4 bis 14 C-Atomen ist,
(b) olefinisch ungesättigte Monomere mit funktionellen Gruppen der für eine Reaktivität mit Epoxidgruppen bereits definierten Art,
(c) optional weitere Acrylate und/oder Methacrylate und/oder olefinisch ungesättigte Monomere, die mit der Komponente (a) copolymerisierbar sind.
13. Verfahren nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
als Klebeband ein Stanzling oder ein abgelängtes Stück Klebeband Verwendung findet.
14. Aufbau mit einem organisch-elektronischen Element, einem Klebeband und einer Oberfläche eines Substrates (21 ),
dadurch gekennzeichnet, dass
das Klebeband eine Klebmasseschicht (22) mit wenigstens einer Seitenkante (20) aufweist und gekennzeichnet durch eine entlang der Seitenkante (20) der Klebmasseschicht (22) aufgetragene hydrophobe Passivierungsschicht (31 ).
15. Aufbau nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet, dass
die hydrophobe Passivierungsschicht (31 ) als eine SiOx-Schicht mit einem Gewichtsanteil von bis zu 12 % Kohlenwasserstoffen ausgebildet ist.
16. Aufbau nach Anspruch 14 oder 15,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Klebmasseschicht (22) zwei Seitenkanten (20) aufweist, die beide mit der hydrophoben Passivierungsschicht (31 ) versehen sind.
17. Aufbau nach zumindest einem der Ansprüche 14 bis 16,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Klebmasseschicht (22) wenigstens ein Elastomer und ein Reaktivharz umfasst.
18. Aufbau nach zumindest einem der Ansprüche 14 bis 17,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Elastomer aus der Gruppe Vinylaromate (auch teil- oder vollhydrierte Varianten), Methylmethacrylat, Cyclohexylmethacrylat, Isobornylmethacrylat und Isobornylacrylat oder aus der Gruppe Polyether, insbesondere Polyethylenglykol, Polypropylenglykol oder Polytetrahydrofuran oder aus der Gruppe Polydiene, insbesondere Polybutadien oder
Polyisopren, (teil)hydrierte Polydiene, insbesondere Polyethylenbutylen, Polyethylenpropylen oder Polybutylenbutadien, Polybutylen, Polyisobutylen, Polyalkylvinylether, Polymerblöcke α,β-ungesättigter Ester, insbesondere Acrylat-Copolymere, stammt.
19. Aufbau nach zumindest einem der Ansprüche 14 bis 18,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Reaktivharz aus folgender Gruppe stammt: 3,4-Epoxycyclohexylmethyl-3',4'- epoxycyclohexancarboxylat (EEC) und Derivate, Dicyclopendadiendioxid und Derivate, 3- Ethyl-3-oxetanmethanol und Derivate, Tetrahydrophthalsäurediglycidylester und Derivate, Hexahydrophthalsäurediglycidylester und Derivate, 1 ,2-Ethandiglycidylether und Derivate,
1 ,3-Propandiglycidylether und Derivate, 1 ,4-Butandioldiglycidylether und Derivate, höhere 1 ,n-Alkandiglycidylether und Derivate, Bis-[(3,4-epoxycyclohexyl)methyl]-adipat und Derivate, Vinylcyclohexyldioxid und Derivate, 1 ,4-Cyclohexandimethanol-bis-(3,4- epoxycyclohexancarboxylat) und Derivate, 4,5-Epoxytetrahydrophthalsäurediglycidylester und Derivate, Bis-[1-ethyl(3-oxetanyl)methyl)ether und Derivate, Pentaerythritoltetra- glycidylether und Derivate, Bisphenol-A-Digylcidylether (DGEBA), hydriertes Bisphenol-A- Diglycidylether, Bisphenol-F-Diglycidylether, hydriertes Bisphenol-F-Diglycidylether, Epoxyphenol-Novolaks, hydrierte Epoxyphenol-Novolaks, Epoxycresol-Novolaks, hydrierte Epoxycresol-Novolaks, 2-(7-Oxabicyclo)Spiro[1 ,3-dioxane-5,3'-[7]oxabicyclo[4.1.0]- heptane], 1 ,4-Bis((2,3-epoxypropoxy)methyl)cyclohexane.
PCT/EP2018/076075 2017-10-27 2018-09-26 Plasmarandverkapselung von klebebändern WO2019081148A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017219310.7 2017-10-27
DE102017219310.7A DE102017219310A1 (de) 2017-10-27 2017-10-27 Plasmarandverkapselung von Klebebändern

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019081148A1 true WO2019081148A1 (de) 2019-05-02

Family

ID=63833969

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2018/076075 WO2019081148A1 (de) 2017-10-27 2018-09-26 Plasmarandverkapselung von klebebändern

Country Status (3)

Country Link
DE (1) DE102017219310A1 (de)
TW (1) TW201922486A (de)
WO (1) WO2019081148A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3819347A1 (de) * 2019-11-06 2021-05-12 Coroplast Fritz Müller GmbH & Co. KG Verfahren zur herstellung eines klebeproduktes

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007087281A1 (en) 2006-01-24 2007-08-02 3M Innovative Properties Company Adhesive encapsulating composition film and organic electroluminescence device
DE102007006251A1 (de) * 2007-02-08 2008-08-14 Lohmann Gmbh & Co. Kg Verfahren zur kantenseitigen Passivierung von Haftklebebändern
WO2009148722A2 (en) 2008-06-02 2009-12-10 3M Innovative Properties Company Adhesive encapsulating composition and electronic devices made therewith
DE102008047964A1 (de) 2008-09-18 2010-03-25 Tesa Se Verfahren zur Kapselung einer elektronischen Anordnung
EP2200105A2 (de) 2008-12-16 2010-06-23 tesa SE Verfahren zur Kapselung einer elektronischen Anordnung
EP2502962A1 (de) 2009-11-18 2012-09-26 Ajinomoto Co., Inc. Harzzusammensetzung
WO2013057265A1 (de) 2011-10-21 2013-04-25 Tesa Se Klebemasse insbesondere zur kapselung einer elektronischen anordnung
US8460969B2 (en) 2008-12-03 2013-06-11 Tesa Se Method for encapsulating an electronic arrangement
US8557084B2 (en) 2009-08-12 2013-10-15 Tesa Se Method of encapsulating an electronic arrangement
JP2015197969A (ja) 2014-03-31 2015-11-09 古河電気工業株式会社 有機電子デバイス素子封止用樹脂組成物、有機電子デバイス素子封止用樹脂シート、有機エレクトロルミネッセンス素子、及び画像表示装置
US20160028041A1 (en) 2012-02-21 2016-01-28 Lintec Corporation Organic electronic element and method for manufacturing organic electronic element
WO2016131984A1 (de) * 2015-02-20 2016-08-25 Tesa Se Verfahren zur reduzierung der wickelspiegelklebrigkeit einer klebebandrolle

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5364243A (en) * 1976-11-19 1978-06-08 Sekisui Chem Co Ltd Adhesive tape rolls
JP2005119155A (ja) * 2003-10-17 2005-05-12 Dainippon Printing Co Ltd ガスバリアフィルム及びその製造方法
DE102016212971A1 (de) * 2016-07-15 2018-01-18 Tesa Se Reduzierung der Seitenkantenklebrigkeit einer Klebebandrolle

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007087281A1 (en) 2006-01-24 2007-08-02 3M Innovative Properties Company Adhesive encapsulating composition film and organic electroluminescence device
DE102007006251A1 (de) * 2007-02-08 2008-08-14 Lohmann Gmbh & Co. Kg Verfahren zur kantenseitigen Passivierung von Haftklebebändern
WO2009148722A2 (en) 2008-06-02 2009-12-10 3M Innovative Properties Company Adhesive encapsulating composition and electronic devices made therewith
DE102008047964A1 (de) 2008-09-18 2010-03-25 Tesa Se Verfahren zur Kapselung einer elektronischen Anordnung
US8460969B2 (en) 2008-12-03 2013-06-11 Tesa Se Method for encapsulating an electronic arrangement
EP2200105A2 (de) 2008-12-16 2010-06-23 tesa SE Verfahren zur Kapselung einer elektronischen Anordnung
US8557084B2 (en) 2009-08-12 2013-10-15 Tesa Se Method of encapsulating an electronic arrangement
EP2502962A1 (de) 2009-11-18 2012-09-26 Ajinomoto Co., Inc. Harzzusammensetzung
WO2013057265A1 (de) 2011-10-21 2013-04-25 Tesa Se Klebemasse insbesondere zur kapselung einer elektronischen anordnung
US20160028041A1 (en) 2012-02-21 2016-01-28 Lintec Corporation Organic electronic element and method for manufacturing organic electronic element
JP2015197969A (ja) 2014-03-31 2015-11-09 古河電気工業株式会社 有機電子デバイス素子封止用樹脂組成物、有機電子デバイス素子封止用樹脂シート、有機エレクトロルミネッセンス素子、及び画像表示装置
WO2016131984A1 (de) * 2015-02-20 2016-08-25 Tesa Se Verfahren zur reduzierung der wickelspiegelklebrigkeit einer klebebandrolle

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
A.G. ERLAT, 47TH ANNUAL TECHNICAL CONFERENCE PROCEEDINGS—SOCIETY OF VACUUM COATERS, 2004, pages 654 - 659
ABBOTT, STEVEN; HANSEN, CHARLES M., HANSEN SOLUBILITY PARAMETERS IN PRACTICE, 2008, ISBN: 0-9551220-2-3
HANSEN, CHARLES M.: "Hansen solubility parameters: a user's handbook", 2007, CRC PRESS
M. E. GROSS ET AL., 46TH ANNUAL TECHNICAL CONFERENCE PROCEEDINGS—SOCIETY OF VACUUM COATERS, 2003, pages 89 - 92

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3819347A1 (de) * 2019-11-06 2021-05-12 Coroplast Fritz Müller GmbH & Co. KG Verfahren zur herstellung eines klebeproduktes

Also Published As

Publication number Publication date
DE102017219310A1 (de) 2019-05-02
TW201922486A (zh) 2019-06-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2465149B1 (de) Verfahren zur kapselung einer elektronischen anordnung
EP2465150B1 (de) Verfahren zur kapselung einer elektronischen anordnung
EP2649642B1 (de) Klebmasse und verfahren zur kapselung einer elektronischen anordnung
EP2279537B1 (de) Verfahren zur kapselung einer elektronischen anordnung
EP2768918B1 (de) Klebemasse insbesondere zur kapselung einer elektronischen anordnung
EP2867318B1 (de) Klebeband für die kapselung einer organischen elektronischen anordnung
EP2166593B1 (de) Verfahren zur Kapselung einer elektronischen Anordnung
EP2638118B1 (de) Klebmasse und verfahren zur kapselung einer elektronischen anordnung
EP3313798B1 (de) Klebemasse insbesondere zur kapselung einer elektronischen anordnung
WO2015154947A1 (de) Klebeband für die kapselung einer organischen elektronischen anordnung
DE102012219877A1 (de) Haftklebemasse insbesondere zur Kapselung einer elektronischen Anordnung
WO2016066435A1 (de) Klebemassen mit aktivierbaren gettermaterialien
EP3212728B1 (de) Klebemassen mit multifunktionellen siloxanwasserfängern
WO2012062587A1 (de) Klebmasse und verfahren zur kapselung einer elektronischen anordnung
WO2016066434A1 (de) Oled kompatible klebemassen mit silanwasserfängern
EP2823010B1 (de) Verbundsystem zur verkapselung elektronischer anordnungen
WO2019081148A1 (de) Plasmarandverkapselung von klebebändern
EP3374461B1 (de) Barriereklebemasse mit polymerem gettermaterial
EP3491088A1 (de) Oled kompatible klebemassen mit cyclischen azasilanwasserfängern
DE102012018525A1 (de) Vorrichtung zur Herstellung einer klebefreien Gasbarrierefolie mit einer keramischen Barriereschicht

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18785529

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 18785529

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1