Применение газообразного диоксида кремния в материалах для герметизации электронных устройств 

Газофазный диоксид кремния (широко известный как «белый натрол») представляет собой белый, рыхлый неорганический наноразмерный неметаллический оксид и является одним из самых ранних нанопорошковых материалов, производимых в промышленных масштабах, а также одним из наиболее широко применяемых на сегодняшний день. Он широко применяется в таких областях, как силиконовый каучук, герметики, клеи, пластмассы, ненасыщенные полиэфиры, лакокрасочные материалы и чернила, электроника и электротехника, экологически чистые шины, строительство и аэрокосмическая промышленность. С развитием информационных технологий и электронной промышленности газофазный диоксид кремния также играет важную роль в области технологий дисплеев для интеллектуальных устройств.

В современном обществе мобильные телефоны, носимые устройства, «умные» телевизоры и т. п. уже стали основными средствами развлечения и общения людей, а экран и связанные с ним технологии отображения, являющиеся главным окном взаимодействия с пользователем, стали предметом пристального внимания как со стороны пользователей, так и со стороны отрасли. За годы развития технологии отображения на экране прошли путь от первых моделей на основе ЭЛТ, ЖК и светодиодов до современной технологии OLED.
OLED (органические светодиоды) — это полупроводниковые светоизлучающие устройства токового типа, основанные на органических материалах. По сравнению с жидкокристаллическими дисплеями эта совершенно новая технология обладает такими преимуществами, как меньшая толщина и вес, собственное свечение, широкий угол обзора, высокая чёткость, быстрое время отклика, низкое энергопотребление, низкая рабочая температура, превосходная ударопрочность, а также потенциально низкая стоимость производства, гибкость и экологичность конструкции. Она признана в отрасли наиболее идеальной и перспективной технологией дисплеев следующего поколения. В частности, её удивительная особенность — гибкая конструкция — делает возможным производство таких привлекательных устройств, как складные телевизоры и компьютеры.
Однако при первоначальных технологических процессах срок службы OLED-устройств ещё не соответствовал требованиям применения, и одной из технических проблем, требующих решения, были материалы и технологии герметизации устройств.
В настоящее время за рубежом (в Японии, США, Европе и т. д.) широко используются эпоксидные смолы, модифицированные силиконом, то есть путем смешивания, сополимеризации или реакции прививки между ними достигается одновременно снижение внутреннего напряжения эпоксидной смолы и внутримолекулярное повышение вязкости, что улучшает термостойкость, а также повышает водо-, масло- и кислородоотталкивающие свойства силикона; однако время отверждения таких материалов довольно длительное (от нескольких часов до нескольких дней), для ускорения реакции отверждения необходимо применять более высокие температуры (от 60 °C до 100 °C и выше) или увеличивать количество отвердителя, что не только повышает затраты, но и затрудняет выполнение требований, предъявляемых к материалам для герметизации на крупносерийных линиях по производству устройств (короткое время отверждения, герметизация при комнатной температуре).

Газофазный диоксид кремния обладает большей удельной поверхностью, высокой поверхностной адсорбционной способностью, высокой поверхностной энергией, высокой химической чистотой, хорошими диспергирующими свойствами, а также превосходными характеристиками, такими как тепловое сопротивление, электрическое сопротивление, стабильность, упрочняющие свойства и загущающая трексогенность, что обеспечивает его широкое технологическое применение в производстве силиконовых каучуков и композитных материалов. Благодаря полной дисперсии поверхностно-активного газофазного диоксида кремния в матрице герметизирующего клея на основе эпоксидной смолы, модифицированной силиконом, можно значительно сократить время отверждения герметизирующего материала (до 2,0–2,5 ч), а температуру отверждения снизить до комнатной, что позволяет значительно улучшить герметичность OLED-устройств и продлить их срок службы.
Использование газофазного диоксида кремния позволило перенести процесс герметизации электронных устройств, который ранее требовал специальных условий, в условия комнатной температуры, что значительно снизило производственные затраты и сократило время отверждения герметизирующего материала, а также значительно повысило эффективность производства и снизило производственные затраты, способствуя широкому внедрению технологии OLED-дисплеев нового поколения.