TWI476257B - 無機黏著劑組成物及使用其之氣密式密封方法 - Google Patents
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Description
實施例係關於無機黏著劑組成物及氣密式密封方法,更具體地說是,沒有伴隨有機溶劑之無機黏著劑組成物及使用其之氣密式密封方法。
氣密式密封係需要盡量減少來自外部濕氣與氣體的影響,以提高電機組件之性能與耐用性,像是有機發光二極體(OLED)、染料敏化太陽能電池(Dye-sensitized solar cell,DSSC)或二極體照明設計(LED)。
尤其,有機發光二極體以其優點被接納為下一代顯示器技術,像是快速的反應、不需要背光之自發光、適當的製造超薄面板、低功耗,以及廣視角。
因為有機發光二極體容易受濕氣和空氣影響,所以在上與下基板之間的密封處理係用於阻斷濕氣和空氣,以保護有機發光二極體裝置。在此過程中,玻璃粉漿料(glass frit paste)作為密封劑。
傳統上,用於有機發光二極體的密封材料,如V2
O5
-P2
O5
之熔結玻璃曾經被使用過。
特別是,日立(Hitachi)於韓國專利申請案第10-2010-0084476號揭露具有低熔點之玻璃組成物,其係藉由熔化五氧化二釩、氧化錳、三氧化二鐵係於玻璃配方中以製備玻璃粉末之第一步驟、以及混合低膨脹陶瓷粉末與玻璃粉末之第二步驟而生產。
接著,Yamato於韓國專利申請案第10-2010-0049651號揭露用於黏合之玻璃組成物,其係藉由混合低膨脹陶瓷粉末與V2
O5
-BaO-ZnO玻璃生產而成。
上述玻璃組成物之生產包含熔化、冷卻並粉碎玻璃、以及於玻璃粉末加入一定份量之粉碎的低膨脹陶瓷粉末以控制熱膨脹係數之步驟。
然而,由上述方法產生的玻璃組成物之熱膨脹係數係顯著地減少有機發光二極體之正面或後面玻璃的熱膨脹係數。特別是正面玻璃與金屬之間的黏著難度是一個問題。
此外,施加上述製備的熔玻璃粉末於玻璃上、使用有機黏著劑使熔玻璃粉末成糊狀、以及以400℃的溫度燒光黏著劑之過程是必需的。但是,有毒物質在處理的過程中釋放。
實施例設法解決上述所提到之問題,其係提供具有提高黏著強度之無機黏著劑組成物,但防止有毒物質被釋放且提供使用其之氣密式密封方法。
實施例提供之無機黏著劑組成物,其包含:具有60~90重量份之水玻璃(water glass)(Na2
SiO2
)之20~80重量份之水玻璃稀釋液;20~80重量份之耐火無機填料;以及黑色顏料。
無機黏著劑組成物之熱膨脹係數為32*10-7
/℃~40*10-7
/℃係最為理想。
黑色顏料可為1~5重量份。
黑色顏料可由選自CuO+Cr2
O3
、CuO+Fe2
O3
+CoO及CuO+Cr2
O3
+Fe2
O3
+CoO之其中一種組成。
耐火無機填料可由選自氧化鋁(Al2
O3
)、鋯石(Zircon)、堇青石(Cordierite)、二氧化矽(SiO2
)、鋰霞石(Eucryptite)及鋰輝石(Spodumen)之其中一或更多種組成。
耐火無機填料具有0.1~30平均顆粒直徑係最為理想。
水玻璃之稀釋液可由水玻璃與水組成。
無機黏著劑組成物可用於有機發光二極體之無機黏著劑組成物。
此外,實施例提供使用無機黏著劑組成物密封及黏著第一基板與第二基板之氣密式密封方法,其包含:施加無機黏著劑組成物於第一基板與第二基板之至少其一之外邊緣周圍之步驟;黏合第一與第二基板之步驟;以及藉由雷射光照射加熱無機黏著劑組成物之步驟,其中,無機黏著劑組成物包含具有60~90重量份之水玻璃(Na2
SiO2
)之20~80重量份之水玻璃稀釋液;20~80重量份之耐火無機填料;以及黑色顏料。
此外,氣密式密封方法更包含一步驟,於黏合之步驟後及加熱之步驟前,以低於200℃之溫度烘烤無機黏著劑組成物。
於施加與乾燥無機黏著劑組成物的過程中,有毒物質不會被釋放,以及黏著的強度係藉由使用雷射增加加熱效率而提高。
此外,工作效率也因為無機黏著劑組成物之黏著性容易控制而提高。
S100~S300‧‧‧步驟
第1圖係根據本發明之一實施例由無機黏著劑組成物黏合兩個硼矽酸鹽玻璃之圖片。
第2圖係根據本發明之一實施例由無機黏著劑組成物黏合一硼矽酸鹽玻璃與一金屬鋁板之圖片。
第3圖係根據本發明之一實施例用於氣密式密封方法之流程示意圖。
以下詳細的描述中,根據本發明實施例之無機黏著劑組成物及使用其之氣密式密封方法係參照附圖所述。
以及,相關眾所皆知的功能或成分沒有詳細的描述,以免不必要地模糊實施例之各種態樣。
根據本發明實施例之無機黏著劑組成物,可包含具有60~90重量份之水玻璃(Na2
SiO2
)之20~80重量份之矽酸鈉稀釋液;20~80重量份之耐火無機填料;以及黑色顏料。
以上無機黏著劑組成物可用於顯示裝置,較佳地,係用於有機發光二極體顯示裝置之正面及後面玻璃間的黏合或正面玻璃及金屬鋁板間的黏合。
水玻璃之稀釋液具有黏著的特性,其包含60~90重量份之水玻璃,以及形成20~80重量份。
水玻璃在相應的領域中通常是眾所皆知的。以及,水玻璃之稀釋液係由水或其他溶劑與水玻璃混合產生。
使用水玻璃產生無機黏著劑組成物,其係很容易地與溶劑或水混合,混合無機填料與控制無機黏著劑之黏度係容易的。
耐火無機填料形成20~80重量份,且控制無機黏著劑組成物之熱膨脹係數。也就是說,其使無機黏著劑組成物具有與黏著劑相同或接近的熱膨脹係數,以及提高黏著強度與黏著耐久性。
當耐火無機填料形成少於20重量份或超過80重量份時,由於難以控制無機黏著劑組成物之黏度,所以施加黏著劑係困難的。
耐火無機填料較佳地具有0.1~30之平均顆粒直徑。當耐火無機填料之平均顆粒直徑少於0.1時,因為黏著面與玻璃黏著後易出現裂痕,因此使填料粒子分散係困難的,且難以達到氣密式的黏著。且,當耐火無機填料之平均顆粒直徑超過30時,由於觸變性現象(thixotropic phenomenon),施加無機黏著劑組成物係困難的。
耐火無機填料可由選自氧化鋁(Al2
O3
)、鋯石(Zircon)、堇青石(Cordierite)、二氧化矽(SiO2
)、鋰霞石(Eucryptite)及鋰輝石(Spodumen)之其中一或更多種組成。
黑色顏料使無機黏著劑組成物在雷射加熱施加於無機黏著劑組成物時,能有更好的雷射熱能吸收,從而提高無機黏著劑組成物之黏著強度。
黑色顏料可由選自CuO+Cr2
O3
、CuO+Fe2
O3
+CoO及
+CoO之其中一種組成。
特別是與有機發光二極體相似之顯示裝置,由無機黏著劑組成物進行氣密式密封,以保護其內部免於外部環境像是氧或濕度影響。在此情況下,無機黏著劑組成物之黏著強度係藉由使用雷射局部加熱無機黏著劑組成物來提高。本發明之實施例經由加黑色顏料於其中,提高吸收雷射能力改善無機黏著劑組成物之黏著強度。
黑色顏料可形成1~5重量份。
因此,根據本發明之實施例之包含水玻璃稀釋液、耐火無機填料與黑色顏料的無機黏著劑組成物,可防止有毒物質於施加或乾燥無機黏著劑組成物時被釋放,且與雷射照射接觸時提高黏著強度。也就是說,在此揭露之無機黏著劑組成物因為沒有使用傳統的樹脂黏著劑,所以不需要燒盡黏著劑也不會產生有毒物質,以及黏著度提高得益於高效率的吸收黑色顏料之雷射。
此外,水玻璃與耐火無機填料可容易地混合,因為水玻璃與耐火無機填料在水中係高度可溶解的。而且,藉由調整水量可輕易控制無機黏著劑組成物之黏著度。另外,由於使用水作為溶劑,所以於施加或乾燥黏著劑時,不會產生有毒物質。
根據本發明之一實施例,無機黏著劑組成物之熱膨脹係可數為32*10-7
/℃~40*10-7
/℃。
由無機黏著劑組成物具有與玻璃之熱膨脹係數近似的事實,當玻璃與玻璃或玻璃與鋁金屬黏合時,無機黏著劑組成物與玻璃間熱膨脹係數的差異所造成的裂痕係有可能預防的。
本發明之實施例說明如下。
無機黏著劑組成物係由下列成分用攪拌器混合產生:耐火無機填料為氧化鋁20克(gr)、堇青石10克、及鋰霞石10克之混合物、以及3重量份之黑色顏料加入包含70重量份之水玻璃與30重量份之蒸餾水的60克混合溶液中。
無機黏著劑組成物係由下列成分用攪拌器混合產生:耐火無機填料為鋯石30克、矽石20克、及鋰霞石20克之混合物、以及2重量份之黑色顏料加入包含83重量份之水玻璃與17重量份之蒸餾水的30克混合溶液中。
無機黏著劑組成物係由下列成分用攪拌器混合產生:耐火無機填料為氧化鋁10克、鋯石10克、及堇青石50克之混合物、以及3重量份之黑色顏料加入包含83重量份之水玻璃與17重量份之蒸餾水的30克混合溶液中。
無機黏著劑組成物係由下列成分用攪拌器混合產生:耐火無機填料為鋯石20克、及鋰霞石20克之混合物、以及3重量份之黑色顏料加入包含83重量份之水玻璃與17重量份之蒸餾水的40克混合溶液中。
無機黏著劑組成物係由下列成分用攪拌器混合產生:無機填料之鋰霞石50克、以及3重量份之黑色顏料加入包含83重量份之水玻璃與17重量份之蒸餾水的50克混合溶液中。
無機黏著劑組成物係由下列成分用攪拌器混合產生:耐火無機填
料為矽石10克、堇青石20、鋰霞石30克之混合物、以及2重量份之黑色顏料加入包含83重量份之矽酸鈉與17重量份之蒸餾水的40克混合溶液中。
使用上述1至6實施例中所述之無機黏著劑組成物,蘇打石灰水與硼矽酸鹽玻璃、硼矽酸鹽玻璃與硼矽酸鹽玻璃,以及硼矽酸鹽玻璃與金屬鋁板係分別地黏合,並且以100℃的溫度進行烘烤(乾燥)。氣密式密封係透過雷射照射進行且以PTC測試是否發生滲漏之結果係如表1所示。
如[表1]所示,根據實施例之無機黏著劑組成物具有與玻璃近似的熱膨脹係數且具有良好的密封效果。
第1圖係根據本發明之一實施例由無機黏著劑組成物黏合兩個硼矽酸鹽玻璃之圖片。以及,第2圖係根據本發明之一實施例由無機黏著劑組成物黏合一硼矽酸鹽玻璃與一金屬鋁板之圖片。
如第1圖與第2圖所示,當使用根據本發明之實施例之無機黏著劑組成物時,密封地黏著玻璃與玻璃或玻璃與金屬鋁板係有可能的。
第3圖係根據本發明之一實施例用於氣密式密封方法之流程示意圖。
參照第3圖,根據本發明之一實施例用於氣密式密封方法,其包含施加步驟(S100)、黏著步驟(S200),以及加熱步驟(S300)。
為了氣密地密封第一基板與第二基板,首先,上述無機黏著劑組成物施加於第一基板與第二基板至少其一之外邊緣周圍(S100)。
當施加無機黏著劑組成物時,分配器可被使用。
第一與第二基板於施加無機黏著劑組成物後黏合(S200),且接著第一與第二基板透過雷射照射加熱無機黏著劑組成物以氣密式地密封(S300)。
在此情況下,於黏合步驟(S200)後、於加熱步驟(S300)前,透過以低於200℃之溫度烘烤(乾燥)無機黏著劑組成物,防止耐候特性因濕度而減少係有可能的。
為了解釋之目的,上述已經參照特定的實施例與圖式作描述。然而,上述的說明討論意旨並非全面性的或限制以精確的行式揭露本發明。本領域具有通常知識者鑒於上述技術,可進行許多修改與變化。
因此,本發明之範疇不應該只依上述描述而定,而是由下列申請專利範圍及其等效物而定義。
S100~S300‧‧‧步驟
Claims (9)
- 一種無機黏著劑組成物,其包含:具有60~90重量份之水玻璃(Na2 SiO2 )之20-80重量份之水玻璃稀釋液;20~80重量份之耐火無機填料;以及一黑色顏料,該黑色顏料形成1~5重量份。
- 如申請專利範圍第1項所述之無機黏著劑組成物,該無機黏著劑組成物之熱膨脹係數為32*10-7 /℃~40*10-7 /℃。
- 如申請專利範圍第1項所述之無機黏著劑組成物,該黑色顏料係選自CuO+Cr2 O3 、CuO+Fe2 O3 +CoO及CuO+Cr2 O3 +Fe2 O3 +CoO之其中一種。
- 如申請專利範圍第1項所述之無機黏著劑組成物,該耐火無機填料係選自氧化鋁(Al2 O3 )、鋯石、堇青石、二氧化矽(SiO2 )、鋰霞石及鋰輝石之其中一種或更多種。
- 如申請專利範圍第1項所述之無機黏著劑組成物,該耐火無機填料具有0.1-30μm之平均顆粒直徑。
- 如申請專利範圍第1項所述之無機黏著劑組成物,該水玻璃稀釋液係由水玻璃與水組成。
- 如申請專利範圍第1項所述之無機黏著劑組成物,該無機黏著劑組成物係用於有機發光二極體之一無機黏著劑組成物。
- 一種使用無機黏著劑組成物密封及黏著一第一基板與一第二基板之氣密式密封方法,其包含: 施加該無機黏著劑組成物於該第一基板與該第二基板至少其一之外邊緣周圍之一步驟;黏合該第一基板與該第二基板之一步驟;以及藉由雷射光照射加熱該無機黏著劑組成物之一步驟,其中,該無機黏著劑組成物包含具有60~90重量份之水玻璃(Na2 SiO2 )之20~80重量份之水玻璃稀釋液;20~80重量份之耐火無機填料;以及一黑色顏料,該黑色顏料形成1~5重量份。
- 如申請專利範圍第8項所述之方法,其更包含一步驟,於黏合之步驟後及加熱之步驟前,以低於200℃之溫度烘烤該無機黏著劑組成物。
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