[发明专利]使用玻璃片的气密密封的电子装置

说明书

发明背景

1.技术领域

本发明涉及一种基于玻璃片的混合的气密密封体系，其用于硅基太阳能电池、有机体系、和薄层太阳能电池以及其他电子装置如有机LED（OLED）。

2.背景技术

电子装置如薄层太阳能电池或OLED的气密密封的传统形成方法包括将有机膏或胶带应用于该装置的边缘，接着是热、紫外光或化学诱导的固化循环。有机密封剂不是真正地气密密封的，有时候包含吸气剂以减轻其非气密性。真正的气密密封可以由玻璃基体系通过印刷和烧成含玻璃料和有机溶剂/粘合剂体系的膏组合物来制得。该体系的缺点包括需要在极高的温度，即800℃下烧成；以及有机残余物的包埋在气密密封内和未完全烧掉在气密密封内的粘结剂体系（例如，乙基纤维素）的问题。这样的包埋会导致在气密密封内密封的活性层如太阳能电池或OLED的不希望的污染。

因此，需要进行气密密封的技术领域中的改进。

混合的无机片状填料-有机基体体系主要在食品包装工业中被用于生产改进的气体阻挡层。其实例包括美国专利4,618,528，其中片状填料优选是滑石；美国专利4,818,782，其中片状填料优选是云母；以及美国专利2011/0081534，其中片状填料是玻璃片。

发明内容

本发明提供用于制作气密密封以及简化气密密封制造的材料、密封设计、几何构型和工艺步骤，所述气密密封被用于保护电子装置如太阳能电池、LED、OLED、等离子体显示面板的活性层（active layer）。

通过本发明可以将各种基板（包括由玻璃、金属、陶瓷和塑料制成的基板）以及构成活性装置的那些基板被密封在一起以在装置如显示装置（平板屏幕、LED屏幕、LCD屏幕、等离子显示面板）、有机发光二极管（OLED）、太阳能电池和太阳能电池面板）中形成气密密封，甚至在用于建筑和汽车应用中的窗户中产生气密密封。该基板可以用涂层如导电涂层玻璃、铟锡氧化物、铝掺杂的氧化锌、溅射的金属、抗反射涂层、SiN_X涂层、Si₃N₄涂层及其组合来涂覆。

有机密封剂本身可渗透气体和蒸汽。虽然它们的渗透性通过配方和固化工艺可以显著降低数个数量级，但是它们没有达到用于一些苛刻应用的充足气密性的点。

充足的气密性的缺乏可以归因于在两个基板-密封剂界面处、或者穿过密封剂材料本身的扩散机制。许多基板如玻璃、陶瓷、和金属典型地具有其性质为极性的氧化物涂层，并且经常在一定程度上是羟基化的。因此，这些界面为穿过密封剂的水分迁移提供了天然的通道。该有机密封剂的渗透性最可能归因于缺乏强烈粘接的三维结构，以及较弱的范德瓦尔斯粘结更易于气体扩散。

本发明的目标是减轻渗透性以生产具有较大程度气密性的优异品质的密封。由含高负载的玻璃片的有机体系组成的气密密封可以降低纯有机体系的渗透性，其通过降低密封的可渗透部分的百分比以及为气体的迁移产生所谓的弯曲路径（其中该扩散路径长度增加到几个数量级）。

本发明还包括用于降低界面扩散以进一步增加该密封的气密性的工艺。引入添加剂以形成与基板、玻璃片和其他的无机成分结合的共价键消除了弱结合的区域和极性通道。虽然玻璃片提供了极其不可渗透的屏障，但是其表面通常没有充分润湿或者与有机体系良好粘结且提供极性通道。玻璃片表面的预处理和功能化能够使其具有良好的分散性以及在固化后的气密粘接。

因此，由高加载有玻璃片的有机体系组成的有机-无机的混合气密密封减少了纯有机体系的不足气密性的效果，并且同时通过使边缘密封的无机物负载最大化，同时还为有害的大气成分如氧和水蒸气增加弯曲的扩散路径，从而避免了用于融合额外的玻璃料基边缘密封所需要的相对高温的加工循环。

有机基体可以基于热塑性及热固性聚合物。有机物的实例是如热塑性树脂、热固性材料、离聚物、弹性体、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚四氟乙烯、丙烯酸树脂、聚酯、有机硅、聚氨酯、卤化的塑料、缩合塑料、加成塑料、交联的塑料、PVB、PI、SRP、TPI、PAI、HTS、PFSA、PEEK、PPSU、PEI、PESU、PSU、含氟聚合物、LCP、PARA、HPN、PPS、PPA、聚酰胺、聚碳酸酯、PC、PPC、COC、PMMA、ABS、PVC合金、PEX、PVDC、PBT、PET、POM、尼龙UHMWPE、HDPE、LDPE、合成橡胶、天然橡胶、丁苯橡胶、氯丁橡胶以及其组合。