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CN102694063A - 密封电子装置的方法 - Google Patents

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CN102694063A
CN102694063A CN2011104623722A CN201110462372A CN102694063A CN 102694063 A CN102694063 A CN 102694063A CN 2011104623722 A CN2011104623722 A CN 2011104623722A CN 201110462372 A CN201110462372 A CN 201110462372A CN 102694063 A CN102694063 A CN 102694063A
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substrate
heating
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CN2011104623722A
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郑有生
叶翠玲
陈颂培
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Du Pont Apollo Ltd
Original Assignee
Du Pont Apollo Ltd
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Abstract

本发明揭示一种密封电子装置的方法，其包括：提供组合件，其包括成相对关系的第一和第二衬底以及定位于所述第一与第二衬底之间的电子装置；抵靠所述第一和/或第二衬底的边缘或在所述第一和/或第二衬底的边缘上定位玻璃杆；以及加热且软化所述玻璃杆以在所述第一与第二衬底之间形成气密密封且形成以气密方式密封的电子装置。

Description

密封电子装置的方法
技术领域
本发明大体上涉及密封电子装置的方法，且特定来说涉及密封光伏电池的方法。
背景技术
当今，例如有机发光二极管(OLED)显示器、表面发射显示器(SED)、场发射显示器(FED)、液晶显示器(LCD)和光伏电池等电子装置已成为近年来相当大量研究的主题。特定来说，光伏电池由于其在提供较清洁且可再新能量方面的潜在用途而有较大的潜力。然而，类似于某些电子装置，为了针对其既定用途在功能上有效，光伏电池需要针对环境的保护，且通常紧密地封装在玻璃衬底之间。
传统上，玻璃衬底的接合通常是通过层压工艺来实现。将乙烯醋酸乙烯酯(EVA)、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、其它囊封剂或粘合剂施加于前衬底与后衬底之间。为了将不同的衬底和囊封剂组合在一起，需要对配方的精细调节，且层压工艺时间较长。而且，例如环氧树脂等粘合剂在玻璃衬底之间并不形成具有足够气密性以带来较长的电子装置寿命的密封。
用来延长电子装置的寿命的一种有潜力的方法是采用玻璃粉作为玻璃衬底之间的密封材料。通过使用玻璃粉作为包括电子装置的组合件的玻璃衬底之间的密封材料，可产生气密封装。然而，为了确保适当的密封，玻璃粉必须与衬底具有足够的接触，且以类似于环的图案分配于衬底上。而且，需要在密封过程期间对衬底中的至少一者施加力以在玻璃粉与衬底之间提供良好接触。举例来说，为了对衬底施加清洁且无污染的力，WO 2009/099589A1(对应于US 2009/0203283)采用流过多个电磁体的电流来使一个铁板对电子组合件施加力。
发明内容
根据本发明的一个或一个以上实施例，揭示一种密封电子装置的方法，其包括：提供组合件，其包括成相对关系的第一和第二衬底以及定位于所述第一与第二衬底之间的电子装置；抵靠所述第一和/或第二衬底的边缘或在所述第一和/或第二衬底的边缘上定位玻璃杆；以及加热且软化所述玻璃杆以在所述第一与第二衬底之间形成气密密封且形成以气密方式密封的电子装置。
可在至少约500℃，优选在从约500℃到600℃的温度下执行所述加热且软化的步骤。
所述组合件可进一步包含定位于电子装置上以分离第一和第二衬底的一个或一个以上间隔件或栓。
根据本发明的一个或一个以上实施例，揭示通过以上方法形成的以气密方式密封的电子装置。
根据本发明的一个实施例，电子装置是光伏电池。
应注意，虽然以下论述是针对光伏电池的密封，但本发明可在其中需要在两个合适衬底之间形成气密密封的其它应用中采用，且尤其是其中用玻璃杆密封玻璃衬底以形成以气密方式密封的玻璃封装的应用。仅举几例来说，本发明可在有机发光二极管(OLED)显示器、表面发射显示器(SED)、场发射显示器(FED)和液晶显示器(LCD)的密封中使用。
附图说明
图1是根据本发明实施例的经密封电子装置的横截面图。
图2是根据本发明另一实施例的经密封电子装置的横截面图。
相同参考数字贯穿于几幅图中表示对应的部分。尺寸未按比例绘制。
具体实施方式
参见图1，以气密方式密封的电子装置10包括位于两个大体上平面的衬底14与16之间的至少一个光伏电池12、抵靠衬底14和16的边缘形成的气密密封件18。衬底中的任一者或两者可为玻璃薄片或玻璃衬底。在一个实施例中，衬底中的一者可由金属、合金、陶瓷、石英和/或聚合物形成。光伏电池12定位于衬底14上且包括图1中未个别图示的一个或一个以上半导体层和电极层(例如，前接触件和后接触件)。可提供与电极层接触的导线(未图示)以传递电流和从光伏电池得到输出。举例来说，以气密方式密封的电子装置10可包含同样安置于衬底14上的电路以递送电流。
为了提供特定电压，可将若干光伏电池安置在两个衬底14和16的边界内且彼此电连接，从而形成光伏模块。
在本发明的一个实施例中，一个或一个以上光伏电池安置于第一衬底14上。抵靠衬底14和16的边缘以玻璃杆18形成封闭壁以密封光伏电池12。在一个实施例中，玻璃杆18定位于衬底中的一者的边缘上，作为类似于环或框架的封闭图案的壁，在此之后另一衬底与第一衬底相对而定位，使得所述玻璃杆定位于第一与第二衬底之间，且所述一个或一个以上光伏电池位于包围的玻璃壁内。在另一实施例中，将第一和第二衬底放在一起，且随后抵靠衬底的两个边缘定位玻璃杆18，作为第一与第二衬底之间的类似于环或框架的封闭图案的壁。
在一个实施例中，在使玻璃杆与衬底的边缘接触之前加热玻璃杆直到玻璃杆软化，且随后冷却，从而在第一与第二衬底之间形成气密密封且连接第一与第二衬底。在另一实施例中，首先使玻璃杆与衬底的边缘接触，且加热直到玻璃杆软化，且随后冷却，从而在第一与第二衬底之间形成气密密封且连接第一与第二衬底。在一个实施例中，通过加热玻璃杆在第一与第二衬底之间形成的气密密封可具有弯曲边缘。换句话说，根据本发明的以气密方式密封的电子装置可具有弯曲边缘。
玻璃杆的加热可例如通过采用例如激光器等辐射源、例如红外灯等宽带源、超声装置或此项技术中已知的加热装置或机制来执行，或通过加热第一和第二衬底中的至少一者来执行。
玻璃杆的加热温度可为至少约500℃，优选在从约500℃到600℃的范围内。玻璃杆可为硼硅玻璃
Figure BSA00000659680800031
或石英玻璃。
在激光器密封过程中，可选择玻璃杆和激光器以使得玻璃杆在激光器发射的光的波长或波长范围下是高度吸收的。举例来说，玻璃杆组合物可为使得玻璃杆在红外波长区中为高度吸收的材料，在此情况下，应选择发射红外波长区中的光的激光器。另一方面，期望发射的激光沿其路径传递通过到玻璃杆的第一和/或第二衬底14和16对激光大体上透明。
在将玻璃杆定位于衬底的边缘上或抵靠衬底的边缘之前，可通过吹扫氮气来移除组合件内的湿气以确保密封过程的气密条件。
应了解，本发明不限于光伏电池的制造，而是可令人满意地用在可得益于能够在两个衬底之间形成气密密封的方法的广泛多种装置上。本发明的实施例可用以密封其它电子装置。
在一些实施例中，可使用掩模来保护电子装置的敏感区域以防止过热。举例来说，如果例如红外灯等宽带源是辐射源，那么掩模的使用可为合意的。掩模遮挡组合件的选定区，同时允许光通过到组合件的其它区中。在另一用途中，如果用以辐射玻璃杆的激光的光斑大小大于玻璃杆的线宽度，那么可采用掩模。
如图2所示，在本发明的另一实施例中，以气密方式密封的电子装置10可进一步包含间隔件或栓20，其定位于光伏电池12上方以帮助在密封过程期间释放贮存的应力且防止在储存和运输期间光伏电池的损坏。
所述间隔件或栓可为泡沫带、丙烯酸基粘合剂、非机织织物、非机织布或可避免电子装置的表面受到刮擦的其它软材料。
湿热测试(DH测试)
将以气密方式密封的光伏电池(光伏电池大小：6cmx3.7cmx0.4cm，放置于顶部和底部为圆形的气密密封玻璃管中)放置于湿热测试腔室中，查看电池是否能够经受IEC 14646标准测试。这是用于测试材料、模块或装置的耐气候性的典型方法。
老化条件
温度：85℃
相对湿度：85％
测试周期：1000小时
此测试条件遵循IEC 14646标准。结果展示，根据本发明的以气密方式密封的光伏电池在DH测试之后运作良好。
根据本发明，用于在玻璃衬底与衬底之间形成气密密封以形成以气密方式密封的电子装置的囊封剂、粘合剂或边缘密封剂不再是必要的。因此，传统上用来进行密封过程的层压和炉固化过程的时间可节省下来。同时，仍可维持以气密方式密封的电子装置的机械强度和耐气候性两者。
由于本发明可确保以气密方式密封的电子装置的气密条件，因此本发明可通过防止周围环境中的氧气和湿气进入组合件来保护电子装置。
而且，在密封过程期间施加于衬底中的至少一者以便确保粉与衬底之间的充分接触的力可为不必要的，因为玻璃杆可通过抵靠衬底的边缘定位来提供与衬底的充分接触。
所属领域的技术人员将了解，可在不脱离本发明的范围或精神的情况下对本发明的结构作出各种修改和变化。鉴于以上内容，希望本发明涵盖本发明的修改和变化，前提是所述修改和变化属于所附权利要求书及其等效物的范围内。

Claims (10)

1.一种密封电子装置的方法，其包括：
提供组合件，其包括成相对关系的第一和第二衬底以及定位于所述第一与第二衬底之间的电子装置；
抵靠所述第一和/或第二衬底的边缘或在所述第一和/或第二衬底的边缘上定位玻璃杆；以及
加热且软化所述玻璃杆以在所述第一与第二衬底之间形成气密密封且形成以气密方式密封的电子装置。
2.根据权利要求1所述的方法，其中通过辐射源、宽带源或超声装置来执行所述加热且软化所述玻璃杆的步骤。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述辐射源是激光器，且所述宽带源是红外灯。
4.根据权利要求1所述的方法，其中通过加热所述第一和/或第二衬底来执行所述加热且软化所述玻璃杆的步骤。
5.一种由根据权利要求1所述的方法制造的以气密方式密封的电子装置。
6.一种密封电子装置的方法，其包括：
提供组合件，其包括成相对关系的第一和第二衬底以及定位于所述第一与第二衬底之间的电子装置；以及
加热且软化玻璃杆且抵靠所述第一和/或第二衬底的边缘或在所述第一和/或第二衬底的边缘上定位所述玻璃杆，以在所述第一与第二衬底之间形成气密密封且形成以气密方式密封的电子装置。
7.根据权利要求6所述的方法，其中通过辐射源、宽带源或超声装置来执行所述加热且软化所述玻璃杆的步骤。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述辐射源是激光器，且所述宽带源是红外灯。
9.根据权利要求6所述的方法，其中通过加热所述第一和/或第二衬底来执行所述加热且软化所述玻璃杆的步骤。
10.根据权利要求6所述的方法，其中所述组合件进一步包括定位于所述电子装置上方的至少一个间隔件。
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