低熔点玻璃组合物制造技术

一种玻璃组合物，其包含B2O3、Na2O、Al2O3、Li2O、TiO2、ZnO、Ta2O5、Nb2O3、BaO、ZrO2和SiO2，并且不含有铅、铋、和钒。包含所述玻璃组合物的粘结物，以及包括包含这些粘结物的密封的设备也在本发明专利技术的范围内。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术描述了用于形成具有低熔点和低热膨胀的玻璃组合物的一种新方法。文 中描述了基于玻璃粉末的各种材料、密封设计和密封几何形状。本专利技术的玻璃组合物包括 B 203、Na20、A1203、Li 20、Ti02、ZnO、Ta205、Nb20 3、BaO、ZrO# SiO 2,并且不含有铅、铋和钒。
技术介绍
用于电子设备例如薄层太阳能电池或0LED的气密密封的常规形成方法涉及依照 通过紫外光或化学热诱导的固化周期在设备边缘施用有机粘结物或胶带。有机密封剂并非 真正气密的，而且有时含有吸气剂以缓解其非气密性。真正的气密密封能够通过印刷和烧 制包含玻璃浆料和有机溶剂/粘合剂系统的粘结物组合物，由基于玻璃的系统制造。这样 的系统的弊端包括需要在极端高温，比如800°C下烧制，以及气密密封内有机残留和粘合剂 系统不完全燃烧物（例如乙基纤维素）滞留的问题。这样的滞留导致气密密封内存在有源 密封例如太阳能电池或0LED不期望的密封污染。 常规的玻璃密封方法和组合物相对于基体玻璃板可能具有过高或过低的膨胀 (CTE)，并且也具有过高的熔点。过高的熔点可能导致玻璃基体扭曲或密封本身损坏。 本专利技术涉及低熔点玻璃，密封组合物和密封粘结物，并且更具体地涉及不含有铅、 不含有钒和不含有铋组分和可用于制造平板显示器例如等离子显示板（PDP)、液晶显示器 (IXD)或发光二极管（LED)的那些。 通常，用于密封TOP、IXD或LED的周边的密封组合物一般是基于铅的材料或类似 物。近来，迫于环境压力，市场上需要不含有害组分例如铅、铋或钒，并且能够在低温下密封 的组合物。 作为不含有铅或钒组分的低熔点玻璃，已知有磷酸盐玻璃（U. S. 5, 256, 604)和铋 玻璃（U. S. 5, 733, 828、U. S. 5, 346, 863)，其中铋玻璃引起了更多关注，因而它能够在低温下 烧制并且呈现充分的化学耐受性。 因此，在密封工艺领域寻求改善。
技术实现思路
本专利技术涉及用于密封玻璃板的基于玻璃浆料的系统、密封材料、和应用这些密封 材料的方法，用于选择性和可控吸收用于加热和密封该系统的光的密封设计和几何形状。 这些密封用于各类应用中，例如（a)封装基于硅、有机系统和薄膜的太阳能电池，（b)封装 其他电子设备例如有机LED(OLED)，（c)真空绝缘玻璃（VIG)窗组件，（d)触摸屏设备和（c) 基于建筑玻璃和机动车玻璃的组件。能够在低温一一低于约600°C下加工/烧制所述密封 材料。 本专利技术基于玻璃浆料的系统也能用于制备厚膜，例如导电的、电阻式的或绝缘的 粘结物。各类粘结物能够用于电子电路和设备。所述厚膜电路为单片集成微电子电路的形 式。这种类型的电路在需要大量无源元件的情况下，或在需要适当高功耗的情况下特别有 用。厚膜电路生产成本更低，并且能够比薄膜电路产生更宽的电阻值范围。 在杂化微电子领域已经开发了各种含有金属的厚膜组合物（比如粘结物、油墨、 胶带等），用于形成在杂化电子元件中使用的电阻、绝缘体和导体。 一般情况下，这样的组合物，且特别是粘结物或油墨组合物，都包括导体（比如 银、钯、铜、铝、金、铂、和类似物，以及这些不同金属各自的合金）、电阻式的或绝缘的元件， 粘合剂或无机恪料（比如本专利技术的玻璃或无机氧化物），和有机载体。 其上能够施用和烧制玻璃组合物的电子设备包括厚膜和/或杂化厚膜设备，例如 举例电涌电阻（印刷在铝土基体上的厚膜电阻，用于使电话线免受闪电或其他过压电压条 件之害），大电流、大功率机动车电子设备（比如气囊展开传感器、重量传感器、防抱死制动 系统和各种其他的机动车传感器），除霜机和机动车挡风玻璃上的厚膜电路，以及太阳能电 池板上的太阳能电池例如在这种设备上的导电引线。在本说明书全文以及随附的权利要求 书中，术语"电子设备"是指任何电子设备，包括至少能够耐受本文中公开的烧制温度并且 能够受益于包含本专利技术的玻璃组合物的粘结物或厚膜提供的保护的厚膜和/或杂化厚膜 电路。关于厚膜粘结物及其应用的更多细节可以在2007年2月13日颁发的共有美国专利 号7, 176, 152中找到，该专利作为引文并入本文。 各种基体，包括由玻璃、金属、陶瓷、和塑料制造的基体（以及构成有源器件的那 些基体）可以由本专利技术密封在一起，从而在设备例如显示设备（平板屏、LED屏、LCD屏、等 离子显示板）、有机光电二极管（0LED)、太阳能电池和太阳能电池板，和甚至用于建筑和机 动车二者应用的窗中形成气密密封。所述基体可以用涂层例如导电涂层玻璃、铟锡氧化物、 掺杂铝的锌氧化物、喷镀金属、抗反射膜涂层、SiN x涂层、Si 3N4涂层，和其组合涂覆。 本文的专利技术人已经研发了一系列新的铋玻璃，其具有9. 0至11. 0x10 6/°C的热膨 胀系数（CTE)。实用性和功能性方面，这种玻璃与具有热膨胀系数（7. 0至8. Ox 10 6/°C ) 的玻璃差别很大。本专利技术这种新颖的和有创造性的玻璃能够用于密封显示器及其辅助设备 (例如平板背光）。为了匹配基体的CTE，本专利技术的铋玻璃能够与低膨胀耐火填料混合，这能 够增加密封材料的粘度，并且在低于550°C时难以密封。此外，鉴于铋氧化物成本高，期望开 发一种能满足应用需求并且不含有铋的组合物。因此，需要呈现优良热膨胀、低熔点、环保 且节省成本的用于密封应用的玻璃组合物。不含铋的本专利技术能够达到这些要求。 本专利技术的目的是提供一种玻璃组合物，特别用于IXD、PDP或LED密封，其中考虑了 环境方面。例如，所述的玻璃不含铅和不含钒并且同时生产成本与传统玻璃相比没有大幅 差别（比如不含铋）。本专利技术提供新颖且有用的玻璃组合物，其相对于现有技术中的玻璃组 合物呈现各方面的明显优势。 特别地，需要低熔点、低膨胀玻璃，其具有比如低于600°C、低于550°C或更优选低 于500°C的熔点，也具有低膨胀，比如低于9. 0,优选低于8. 5,更优选低于8. Ox 10 6/°C的 CTE〇 本专利技术的玻璃包括高硼含量，至少45wt %，优选至少50wt %，高达85wt %的B203含 量。所述玻璃不含铅、钒和铋。此外，在有关环境的方面，他们可能不含镉。 对于薄膜、晶体硅太阳能电池组件、光电设备（比如LED，0LED)、显示器（例如等 离子显示平板（PDP)和微显示器）、和真空绝缘玻璃窗（VIG)及组件，迫切需要防潮膜和封 边。通过保护太阳能设备免受潮湿和氧气渗入之害可以延长其使用寿命，这反过来会降低 阶段化能量成本（LCOE)。 同样地，如果密封能够有效防止水和气渗透，则VIG窗提供热传导隔离的使用寿 命就能够延长。 本专利技术的一个实施方案是一种产生密封的方法，其包含：(a)提供至少两种基体， (b)提供密封材料，其包含根据权利要求1所述的玻璃组合物，（c)使所述密封材料与所述 至少两种基体接触，和（d)烧制所述密封材料至不高于600°C的温度，从而在所述基体之间 产生密封。【附图说明】 图1A显示了用本专利技术的粘结物涂覆且在密封和烧制之前的第一基体。 图1B显示了用本专利技术的粘结物涂覆且在密封和烧制之前的第二基体。 图1C显示了在密封和烧制之前将密封在所述第一和第二基体之间的活性层。 图2显示了根据本专利技术密封本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种玻璃组合物，其包含B2O3、Na2O、Al2O3、Li2O、TiO2、ZnO、Ta2O5、Nb2O3、BaO、ZrO2和SiO2，并且不含有铅、铋、和钒。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：桑迪普·辛格，乔治·E·萨科斯克，
申请(专利权)人：费罗公司，
类型：发明
国别省市：美国;US