[发明专利]可辐射固化脂环族防渗密封胶

说明书

[0001]根据由the Army Research Laboratories授权的第MDA972-93-2-0014号协议，本发明是在美国政府的支持下进行的。政府拥有本发明的一些权利。

发明领域

[0002]本发明涉及电子和光电子器件所用的防渗胶粘剂、密封胶、包封剂和涂料。(如在本说明书和权利要求书中所用，胶粘剂、密封胶、包封剂和涂料是类似物质，皆具有胶粘剂、密封胶、包封剂和涂料的性质和功能。当任一种被陈述时，其它的被视为包括在内。)

背景技术

[0003]因包括以下的原因：固化过程中的低能量消耗、通过自由基和阳离子机制的快的固化速度、低的固化温度、可固化材料的广泛可用和无溶剂产品的实用性，辐射固化材料在过去三十年已被越来越多的用作涂料、胶粘剂和密封胶。以上这些优点使得这样的产品尤其适合于迅速粘结和密封对温度敏感的或不能方便地耐受长时间固化的电子器件和光电子器件。特别是光电子器件通常是热敏的，并且可能需要在非常短的时间内通过固化进行光学校准和空间固定。

[0004]许多光电子器件也是湿气或氧气敏感的，其需要在工作寿命期间避免暴露。通常的方法是使用可辐射固化胶粘剂或密封胶，在放置有器件的不渗透基底和不渗透的玻璃盖或金属盖之间密封该器件，以及密封或粘结盖的周边到底部基底上。

[0005]该封装件几何形状的一般形式在图1中示范说明，其说明：使用可辐射固化周边密封胶(1)，将金属盖或玻璃盖(2)粘结在玻璃基底(4)上制造的有机发光二极管(OLED)堆栈(3)之上。尽管存在许多构造，但是典型的器件还包括阳极(5)、阴极(6)以及OLED像素(pixel)/器件和外部电路(7)之间的一些形式的电互连。为本发明的目的，除了加入胶粘剂/密封胶材料如周边密封胶(1)外，不规定或不要求特定的器件几何形状。

[0006]在许多构造中，诸如图1中的范例，玻璃基底和金属/玻璃盖都是基本不渗透氧气和湿气的，并且密封胶是在具有任何可测渗透性的器件周围的唯一材料。对于电子器件和光电子器件，湿气渗透性更通常比氧气渗透性更重要；因此，防氧气渗透要求要不严格得多，并且周边密封胶的防潮性(moisture barrier property，或防湿气渗透性)对于器件的良好性能是至关重要的。

[0007]良好的防渗密封胶(barrier sealant)将表现出低的整体透湿性(bulk moisture permeability)、良好的粘合性以及强的粘合剂/基底界面相互作用。如果基底与密封胶之间界面的质量不好，则界面可能成为脆弱的边缘，引起湿气迅速的进入器件而无论密封胶的整体透湿性如何。如果界面至少如整体密封胶一样连续，则湿气的渗透性通常由密封胶本身的整体透湿性决定。

[0008]重要的是要注意，必须检测透湿性(P)来度量有效防渗性，而不仅仅检测水蒸气透过率(water vapor transmission rate，WVTR)，因为后者没有被归一化到所限定的渗透路径厚度或路径长度。通常地，渗透性可以定义为WVTR乘以单位渗透路径长度，由此，是评测密封胶是否固有是良好防渗材料的优选方法。

[0009]表示渗透性的最通用的方式是渗透性系数(permeabilitycoefficient)(例如，g.mil/(100 in².天.atm))，其应用在任何的实验条件下，或渗透系数(permeation coefficient)(例如，在给定温度和相对湿度下的g.mil/(100in².天))，其必须引述实验条件以定义防渗材料中存在的渗透物的分压/浓度。通常，渗透物通过某防渗材料的穿透力(渗透性，P)可以表示为扩散项(D)和溶解度项(S)之积：P＝DS。

[0010]溶解度项反映防渗材料对渗透物的亲和力，并且对于水蒸气，低的S项是由疏水材料得到的。扩散项衡量渗透物在防渗材料基体中的运动性，并且直接与防渗材料的材料性质如自由体积和分子运动性相关。通常，低的D项是由高度交联或结晶的材料得到的(相对于低度交联或无定形的类似物)。当分子运动增加(例如当温度上升，尤其是当聚合物的T_g过高时)，渗透能力将急剧增加。