密封電子裝置的方法
2023-05-15 19:29:11
專利名稱：密封電子裝置的方法
技術領域：
本發明大體上涉及密封電子裝置的方法，且特定來說涉及密封光伏電池的方法。
背景技術：
當今，例如有機發光二極體(OLED)顯示器、表面發射顯示器(SED)、場發射顯示器(FED)、液晶顯示器(LCD)和光伏電池等電子裝置已成為近年來相當大量研究的主題。特定來說，光伏電池由於其在提供較清潔且可再新能量方面的潛在用途而有較大的潛力。然而，類似於某些電子裝置，為了針對其既定用途在功能上有效，光伏電池需要針對環境的保護，且通常緊密地封裝在玻璃襯底之間。傳統上，玻璃襯底的接合通常是通過層壓エ藝來實現。將こ烯醋酸こ烯酯(EVA)、聚こ烯醇縮丁醛(PVB)、其它囊封劑或粘合劑施加於前襯底與後襯底之間。為了將不同的襯底和囊封劑組合在一起，需要對配方的精細調節，且層壓エ藝時間較長。而且，例如環氧樹脂等粘合劑在玻璃襯底之間並不形成具有足夠氣密性以帶來較長的電子裝置壽命的密封。用來延長電子裝置的壽命的一種有潛力的方法是採用玻璃粉作為玻璃襯底之間的密封材料。通過使用玻璃粉作為包括電子裝置的組合件的玻璃襯底之間的密封材料，可產生氣密封裝。然而，為了確保適當的密封，玻璃粉必須與襯底具有足夠的接觸，且以類似於環的圖案分配於襯底上。而且，需要在密封過程期間對襯底中的至少ー者施加力以在玻璃粉與襯底之間提供良好接觸。舉例來說，為了對襯底施加清潔且無汙染的力，WO2009/099589A1 (對應於US 2009/0203283)採用流過多個電磁體的電流來使ー個鐵板對電子組合件施加力。
發明內容
根據本發明的ー個或ー個以上實施例，掲示ー種密封電子裝置的方法，其包括提供組合件，其包括成相對關係的第一和第二襯底以及定位於所述第一與第二襯底之間的電子裝置；抵靠所述第一和/或第二襯底的邊緣或在所述第一和/或第二襯底的邊緣上定位玻璃杆；以及加熱且軟化所述玻璃杆以在所述第一與第二襯底之間形成氣密密封且形成以氣密方式密封的電子裝置。可在至少約500°C，優選在從約500°C到600°C的溫度下執行所述加熱且軟化的步驟。所述組合件可進ー步包含定位於電子裝置上以分離第一和第二襯底的一個或ー個以上間隔件或栓。根據本發明的ー個或ー個以上實施例，掲示通過以上方法形成的以氣密方式密封的電子裝置。根據本發明的一個實施例，電子裝置是光伏電池。應注意，雖然以下論述是針對光伏電池的密封，但本發明可在其中需要在兩個合 適襯底之間形成氣密密封的其它應用中採用，且尤其是其中用玻璃杆密封玻璃襯底以形成以氣密方式密封的玻璃封裝的應用。僅舉幾例來說，本發明可在有機發光二極體(OLED)顯示器、表面發射顯示器(SED)、場發射顯示器(FED)和液晶顯示器(LCD)的密封中使用。
圖I是根據本發明實施例的經密封電子裝置的橫截面圖。圖2是根據本發明另ー實施例的經密封電子裝置的橫截面圖。相同參考數字貫穿於幾幅圖中表示對應的部分。尺寸未按比例繪製。
具體實施方式
參見圖1，以氣密方式密封的電子裝置10包括位於兩個大體上平面的襯底14與16之間的至少ー個光伏電池12、抵靠襯底14和16的邊緣形成的氣密密封件18。襯底中的任一者或兩者可為玻璃薄片或玻璃襯底。在一個實施例中，襯底中的一者可由金屬、合金、陶瓷、石英和/或聚合物形成。光伏電池12定位於襯底14上且包括圖I中未個別圖示的ー個或ー個以上半導體層和電極層(例如，前接觸件和後接觸件)。可提供與電極層接觸的導線(未圖示)以傳遞電流和從光伏電池得到輸出。舉例來說，以氣密方式密封的電子裝置10可包含同樣安置於襯底14上的電路以遞送電流。為了提供特定電壓，可將若干光伏電池安置在兩個襯底14和16的邊界內且彼此電連接，從而形成光伏模塊。在本發明的一個實施例中，ー個或ー個以上光伏電池安置於第一襯底14上。抵靠襯底14和16的邊緣以玻璃杆18形成封閉壁以密封光伏電池12。在一個實施例中，玻璃杆18定位於襯底中的一者的邊緣上，作為類似於環或框架的封閉圖案的壁，在此之後另ー襯底與第一襯底相對而定位，使得所述玻璃杆定位於第一與第二襯底之間，且所述ー個或ー個以上光伏電池位於包圍的玻璃壁內。在另ー實施例中，將第一和第二襯底放在一起，且隨後抵靠襯底的兩個邊緣定位玻璃杆18，作為第一與第二襯底之間的類似於環或框架的封閉圖案的壁。在一個實施例中，在使玻璃杆與襯底的邊緣接觸之前加熱玻璃杆直到玻璃杆軟化，且隨後冷卻，從而在第一與第二襯底之間形成氣密密封且連接第一與第二襯底。在另ー實施例中，首先使玻璃杆與襯底的邊緣接觸，且加熱直到玻璃杆軟化，且隨後冷卻，從而在第一與第二襯底之間形成氣密密封且連接第一與第二襯底。在一個實施例中，通過加熱玻璃杆在第一與第二襯底之間形成的氣密密封可具有彎曲邊緣。換句話說，根據本發明的以氣密方式密封的電子裝置可具有彎曲邊緣。玻璃杆的加熱可例如通過採用例如雷射器等輻射源、例如紅外燈等寬帶源、超聲裝置或此項技術中已知的加熱裝置或機制來執行，或通過加熱第一和第二襯底中的至少ー者來執行。玻璃杆的加熱溫度可為至少約500°C，優選在從約500°C到600°C的範圍內。玻璃杆可為硼矽玻璃(Pyrex )或石英玻璃。在雷射器密封過程中，可選擇玻璃杆和雷射器以使得玻璃杆在雷射器發射的光的波長或波長範圍下是高度吸收的。舉例來說，玻璃杆組合物可為使得玻璃杆在紅外波長區中為高度吸收的材料，在此情況下，應選擇發射紅外波長區中的光的雷射器。另ー方面，期望發射的雷射沿其路徑傳遞通過到玻璃杆的第一和/或第二襯底14和16對雷射大體上透明。在將玻璃杆定位於襯底的邊緣上或抵靠襯底的邊緣之前，可通過吹掃氮氣來移除組合件內的溼氣以確保密封過程的氣密條件。應了解，本發明不限於光伏電池的製造，而是可令人滿意地用在可得益於能夠在兩個襯底之間形成氣密密封的方法的廣泛多種裝置上。本發明的實施例可用以密封其它電
子裝置。在一些實施例中，可使用掩模來保護電子裝置的敏感區域以防止過熱。舉例來說，如果例如紅外燈等寬帶源是輻射源，那麼掩模的使用可為合意的。掩模遮擋組合件的選定區，同時允許光通過到組合件的其它區中。在另ー用途中，如果用以輻射玻璃杆的雷射的光斑大小大於玻璃杆的線寬度，那麼可採用掩摸。
如圖2所示，在本發明的另ー實施例中，以氣密方式密封的電子裝置10可進ー步包含間隔件或栓20，其定位於光伏電池12上方以幫助在密封過程期間釋放貯存的應カ且防止在儲存和運輸期間光伏電池的損壞。所述間隔件或栓可為泡沫帶、丙烯酸基粘合劑、非機織織物、非機織布或可避免電子裝置的表面受到刮擦的其它軟材料。溼熱測試(DH測試)將以氣密方式密封的光伏電池(光伏電池大小6cmx3.7cmx0.4cm，放置於頂部和底部為圓形的氣密密封玻璃管中)放置於溼熱測試腔室中，查看電池是否能夠經受IEC14646標準測試。這是用於測試材料、模塊或裝置的耐氣候性的典型方法。老化條件溫度85°C相対溼度85%測試周期1000小時 此測試條件遵循IEC 14646標準。結果展示，根據本發明的以氣密方式密封的光伏電池在DH測試之後運作良好。根據本發明，用於在玻璃襯底與襯底之間形成氣密密封以形成以氣密方式密封的電子裝置的囊封劑、粘合劑或邊緣密封劑不再是必要的。因此，傳統上用來進行密封過程的層壓和爐固化過程的時間可節省下來。同吋，仍可維持以氣密方式密封的電子裝置的機械強度和耐氣候性兩者。由於本發明可確保以氣密方式密封的電子裝置的氣密條件，因此本發明可通過防止周圍環境中的氧氣和溼氣進入組合件來保護電子裝置。而且，在密封過程期間施加於襯底中的至少ー者以便確保粉與襯底之間的充分接觸的カ可為不必要的，因為玻璃杆可通過抵靠襯底的邊緣定位來提供與襯底的充分接觸。所屬領域的技術人員將了解，可在不脫離本發明的範圍或精神的情況下對本發明的結構作出各種修改和變化。鑑於以上內容，希望本發明涵蓋本發明的修改和變化，前提是所述修改和變化屬於所附權利要求書及其等效物的範圍內。
權利要求
1.ー種密封電子裝置的方法，其包括 提供組合件，其包括成相對關係的第一和第二襯底以及定位於所述第一與第二襯底之間的電子裝置； 抵靠所述第一和/或第二襯底的邊緣或在所述第一和/或第二襯底的邊緣上定位玻璃杆；以及 加熱且軟化所述玻璃杆以在所述第一與第二襯底之間形成氣密密封且形成以氣密方式密封的電子裝置。
2.根據權利要求I所述的方法，其中通過輻射源、寬帶源或超聲裝置來執行所述加熱且軟化所述玻璃杆的步驟。
3.根據權利要求2所述的方法，其中所述輻射源是雷射器，且所述寬帶源是紅外燈。
4.根據權利要求I所述的方法，其中通過加熱所述第一和/或第二襯底來執行所述加熱且軟化所述玻璃杆的步驟。
5.一種由根據權利要求I所述的方法製造的以氣密方式密封的電子裝置。
6.ー種密封電子裝置的方法，其包括 提供組合件，其包括成相對關係的第一和第二襯底以及定位於所述第一與第二襯底之間的電子裝置；以及 加熱且軟化玻璃杆且抵靠所述第一和/或第二襯底的邊緣或在所述第一和/或第二襯底的邊緣上定位所述玻璃杆，以在所述第一與第二襯底之間形成氣密密封且形成以氣密方式密封的電子裝置。
7.根據權利要求6所述的方法，其中通過輻射源、寬帶源或超聲裝置來執行所述加熱且軟化所述玻璃杆的步驟。
8.根據權利要求7所述的方法，其中所述輻射源是雷射器，且所述寬帶源是紅外燈。
9.根據權利要求6所述的方法，其中通過加熱所述第一和/或第二襯底來執行所述加熱且軟化所述玻璃杆的步驟。
10.根據權利要求6所述的方法，其中所述組合件進ー步包括定位於所述電子裝置上方的至少ー個間隔件。
全文摘要
本發明揭示一種密封電子裝置的方法，其包括提供組合件，其包括成相對關係的第一和第二襯底以及定位於所述第一與第二襯底之間的電子裝置；抵靠所述第一和/或第二襯底的邊緣或在所述第一和/或第二襯底的邊緣上定位玻璃杆；以及加熱且軟化所述玻璃杆以在所述第一與第二襯底之間形成氣密密封且形成以氣密方式密封的電子裝置。
文檔編號H01L31/18GK102694063SQ20111046237
公開日2012年9月26日 申請日期2011年12月30日 優先權日2010年12月30日
發明者葉翠玲, 鄭有生, 陳頌培 申請人:杜邦太陽能有限公司