[发明专利]使用低熔点玻璃系统的无机基体的微波密封

说明书

本发明公开了一种基于浆料的气密密封系统，用于玻璃板之间相互密封，或密封玻璃与陶瓷。也公开了密封材料，应用这些密封材料的方法，以及选择性可控吸收用于加热和密封系统的微波能量的密封设计。气密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)封装其它电子设备例如有机LED，(c)生产真空绝缘玻璃窗，和(d)建筑玻璃和机动车玻璃。

本申请是发明名称为“使用低熔点玻璃系统的无机基体的微波密封”的第201280053775.4号发明专利申请的分案申请。原申请对应国际申请 PCT/US2012/062901，申请日为2012年11月1日，优先权日为2011年 11月2日。

技术领域

本发明涉及一种用于玻璃板之间相互密封或密封玻璃与陶瓷的基于玻璃浆料的气密密封系统，密封材料，用于应用这些密封材料的方法，以及选择性可控吸收用于加热和封接该系统的微波能量的密封设计。这些气密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)封装其它电子设备例如有机LED(OLED)，(c)生产真空绝缘玻璃(VIG)窗，和(d)建筑玻璃和机动车玻璃。

背景技术

在许多玻璃至玻璃密封的实际应用中，例如太阳能电池封装(晶体硅以及基于CdTe和CIGS的聚合的、弹性的薄膜)、OLED包装、显示器、触摸屏和真空绝缘玻璃(VIG)窗户密封以及建筑和机动车玻璃密封，许多情况下存在使用钢化玻璃的需要。在传统熔炉烧制密封玻璃材料中，当加热到约300℃以上时，玻璃失去韧度。因此，存在选择性单独加热密封材料的需要和在不明显加热基玻璃/基体下影响基玻璃/基体的连接的需要。

因此，需要选择性密封方法，例如微波密封，的改进。

发明内容

在各选择性加热技术例如红外(IR)加热、感应加热、微波加热、镭射密封以及高密度等离子体弧光灯密封中，微波加热提供高达1000℃/ 秒的加热速度(与玻璃在传统烤炉中为6℃-10℃/秒的慢加热相比)以及在低频率例如0.915GHZ或通常工业/商售微波烤炉的工作频率0.9GHZ -2.5GHZ下优良的穿透深度。因此微波加热和密封可以提供包括选择性加热密封材料的较厚层的独特优势密封。由于许多这些密封应用(尤其是真空绝缘窗户密封和太阳能电池封装或OLED密封应用)需要更厚的密封材料(超过20微米)，体积加热技术例如微波加热成为优选的密封方法。

本发明涉及基体之间微波密封的用途，包括玻璃至玻璃的密封，利用钢化玻璃和退火玻璃基体。

本发明的一个实施方案是使用微波能源将至少两个无机基体密封到一起的方法，包括：(a)提供第一和第二无机基体；(b)向至少一个第一和第二基体上应用粘结物组合物，该粘结物组合物包括：(i)玻璃浆料，和(ii)微波耦合添加剂，和(c)将基体和粘结物进行微波辐射，从而在两个无机基体之间形成气密密封。

本发明的一个实施方案是无铅和无镉的密封玻璃组合物，在烧制前，包括：(a)25-65mol％Bi₂O₃，(b)3-60mol％ZnO，(c)4-65mol％B₂O₃， (d)0.1-15mol％选自CuO、Fe₂O₃、Co₂O₃、Cr₂O₃中的至少一种及其组合， (e)非特意添加的硅氧化物，和(f)非特意添加的铝氧化物。

本发明的一个实施方案是密封太阳能电池组件的方法，包括：(a)提供至少两个玻璃板，(b)在这两个玻璃板之间布置多组相互电接触的太阳能电池，(c)向至少一个玻璃板上应用本文公开的任意玻璃浆料组合物， (d)将至少第二玻璃板与玻璃浆料进行物理接触，和(e)将玻璃浆料组合物进行微波加热烧结和流动玻璃组合物从而形成气密密封。