(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
均質ガラスであって、
Ｓｎ（５８‐６８質量％）と、
Ｐ（５‐１１質量％）と、
Ｏ（１１‐２１質量％）と、
Ｆ（６‐１３質量％）と、
Ｗ（１‐１０質量％）と、
を含み、
０．８５よりも大きいＯ／Ｆ比率を有し、かつ
ガラス転移温度Ｔgが１６０℃よりも低く、前記Ｗの供給源がタングステン酸（Ｈ2ＷＯ4）であることを特徴とするガラス。
【請求項２】
請求項１記載の均質ガラスであって、
Ｓｎ（５９‐６８質量％）と、
Ｐ（６‐１１質量％）と、
Ｏ（１３‐２０質量％）と、
Ｆ（６‐１１質量％）と、
Ｗ（１‐６質量％）と、
の好ましい組成を有することを特徴とするガラス。
【請求項３】
カプセル化された製品であって、
元素ベースの質量％で、５８−６８％のＳｎと、５−１１％のＰと、１１−２１％のＯと、６‐１３％のＦと、１−１０％のＷとを含む均質ガラス内にカプセル化されたデバイスを含み、前記均質ガラスが０．８５よりも大きいＯ／Ｆ比率を有し、かつ１６０℃よりも低いガラス転移温度Ｔgを有し、前記Ｗの供給源がタングステン酸（Ｈ2ＷＯ4）であることを特徴とする製品。
【請求項４】
デバイスをカプセル化する方法であって、
前記デバイスの少なくとも一部上に均質ガラスを堆積するステップと、
前記デバイスの少なくとも一部上に堆積された前記均質ガラスを熱処理するステップと、を含み、
前記均質ガラスは、１６０℃よりも低いガラス転移温度Ｔgを有しかつ、
Ｓｎ（５８‐６８質量％）と、
Ｐ（５‐１１質量％）と、
Ｏ（１１‐２１質量％）と、
Ｆ（６‐１３質量％）と、
Ｗ（１‐１０質量％）と、
の組成を有し、０．８５よりも大きいＯ／Ｆ比率を有し、かつ前記Ｗの供給源がタングステン酸（Ｈ2ＷＯ4）であることを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項４記載の方法であって、
Ｓｎ（５９‐６８質量％）と、
Ｐ（６‐１１質量％）と、
Ｏ（１３‐２０質量％）と、
Ｆ（６‐１１質量％）と、
Ｗ（１‐６質量％）と、
の好ましい組成比を有することを特徴とする方法。
【請求項６】
パッケージであって、
プレートと、
シーリングガラスプレートと、を含み、
前記シーリングガラスは、前記プレートと前記シーリングガラスプレートとを接合する密封シールでありかつ前記プレートと前記シーリングガラスの間のギャップを形成する膨張せしめられた部分を含み、前記シーリングガラスプレートは、１６０℃よりも低いガラス転移温度Ｔgを有しかつ、
Ｓｎ（５８‐６８質量％）と、
Ｐ（５‐１１質量％）と、
Ｏ（１１‐２１質量％）と、
Ｆ（６‐１３質量％）と、
Ｗ（１‐１０質量％）と、
の組成を有し、０．８５よりも大きいＯ／Ｆ比率を有し、かつ前記Ｗの供給源がタングステン酸（Ｈ2ＷＯ4）であることを特徴とするパッケージ。
【請求項７】
パッケージであって、
第１のプレートと、
第２のプレートと、
均質ガラスから生成されたフリットと、を含み、
前記フリットは、前記フリットを融解して前記第１のプレートと前記第２のプレートとを接合する密封シールを形成させる態様で加熱され、前記均質ガラスは、１６０℃よりも低いガラス転移温度Ｔgを有しかつ、
Ｓｎ（５８‐６８質量％）と、
Ｐ（５‐１１質量％）と、
Ｏ（１１‐２１質量％）と、
Ｆ（６‐１３質量％）と、
Ｗ（１‐１０質量％）と、
の組成を有し、０．８５よりも大きいＯ／Ｆ比率を有し、かつ前記Ｗの供給源がタングステン酸（Ｈ2ＷＯ4）であることを特徴とするパッケージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス組成物に関し、特に、タングステン（Ｗ）がドーピングされたスズ−フルオロリン酸塩ガラス組成物に関し、これらはフュージョン（fusion）タイプのシーリングに使用され得、例えば、酸素及び湿気の通過を抑制／阻止することが重要なＯＬＥＤ（有機発光ダイオード）または他のデバイスに使用される。
【背景技術】
【０００２】
フュージョンすなわちガラス質タイプのシーリングにおいて、シーリング材は、溶融され軟化されまたは融解されて、塗布される表面に流れ込みかつそこをぬらすべきである。グレージング（glazing）またはエナメリング（enameling）において、溶融シーリング材は、単一のシーリング面に塗布されても良い。代替例として、シーリング材は、対向する２つの面を接合するために使用されても良い。その結果は、中間シールまたは接合と称される。
【０００３】
フュージョンタイプのシーリングを形成するために使用されるシーリング材は、シーリング表面をぬらして密閉接着を形成するのに十分なまで軟化する温度まで加熱されるべきである。多くの目的のために、シーリング温度をできるだけ低く維持するのが望ましい。このことは、シーリング材が熱的に繊細な部品を使用する電気及び電子製品をシーリングするために使用される場合に特に良く当てはまる。従って、低い転移温度を有するガラスに可能な限りの注意が注がれる。なぜならば、この特性は、これらのものをシーリング材として使用されるのに適したものにするからである。ガラスの転移温度（Ｔg）は、ガラスが固体状態から液体状態に遷移するとみなされる温度である。
【０００４】
本願に含まれている米国特許第４，３１４，０３１号（発明者、サンドフォード氏他）の内容は、スズ‐リン‐オキシフルオリドガラスとして知られている低温シーリングガラスを開示している。これらのガラスは、元素ベースの質量％で、スズ（Ｓｎ）２０‐８５％、リン（Ｐ）２‐２０％、酸素（Ｏ）３‐２０％、フッ素（Ｆ）１０‐３６％であって、Ｓｎ、Ｐ、Ｏ及びＦの合計が少なくとも７５％である。さらに、これらのガラスは、２５％までの鉛、１２％までのジルコニウム（Ｚｒ）、１０％までの鉄（Ｆｅ）、３％までのチタン（Ｔｉ）、１％までのカルシウム（Ｃａ）、３％までのバリウム（Ｂａ）２％までの亜鉛（Ｚｎ）、合計１２％までのＦｅ、Ｔｉ、Ｃａ、Ｂａ及びＺｎ、合計３％までのナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）及びリチウム（Ｌｉ）、４％までのアルミニウム（Ａｌ）、１％までのシリコン（Ｓｉ）並びに合計で０−２０％である塩素（Ｃｌ）、臭素（Ｂｒ）及びヨウ素（Ｉ）から成るグループから選択された陰イオン修飾因子から成る。これらのガラスは、比較的低い転移温度（Ｔg）を有し、それはしばしば１００度近傍の温度である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明に含まれている米国特許第５，０８９，４４６号（発明者、コーネリアス氏他）は、スズ‐リン‐オキシフルオリドガラスに１１％までの量のニオブ（Ｎｂ）を追加して、３５０度またはそれ以下の温度でフュージョンシーリングを形成可能なシーリングガラスを提供することを開示している。米国特許第４，３１４，０３１号及び第５，０８９，４４６号において開示されているガラスは、多くのシーリング用途において良好に機能するが、これらの特別なタイプの低温シーリングガラスにおける改良の要求は未だに存在する。この改良は本発明において行われる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、タングステンドーピングされたスズ‐フルオロリン酸塩ガラスを提供し、それは、非常に良好な耐湿性、耐熱性を示しかつ低温シーリング用途に適応させる低ガラス転移温度（Ｔg）を有する。１つの用途において、タングステンドーピングされたスズ‐フルオロリン酸塩ガラスは、デバイス（例えばＯＬＥＤ）をカプセル化するために使用され得る。他の用途において、タングステンドーピングされたスズ‐フルオロリン酸塩ガラスは、フリットとして使用され、２つのプレート（例えば２つのガラスプレート）をシーリングし得る。さらに他の用途において、タングステンドーピングされたスズ−フルオロリン酸塩ガラスは、その一部が膨張して他のプレート（例えばガラスプレート）とのシーリングを形成する様な態様において加熱されるシーリングガラスとして使用され得る。好適なタングステンドーピングされたスズ‐フルオロリン酸塩ガラスは、元素ベースの質量％において、５５‐７５％のＳｎ、４‐１４％のＰ、６‐２４％のＯ、４‐２２％のＦ及び０．１５‐１５％のＷから成る。
【０００７】
本発明のさらに完全な理解は、添付の図面と併せて以下の詳細な説明を参照することで得ることができるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明に従ったＷドーピングされたＳｎ‐フルオロリン酸塩ガラスの選択されたサンプルの重さ変化の割合の絶対値を示したグラフである。
【図２】本発明に従ったＷドーピングされたＳｎ‐フルオロリン酸塩ガラスの選択されたサンプルの、ガラス転移温度（Ｔg）、結晶化温度（Ｔx）及び熱平衡温度（Ｔx−Ｔg）を示したグラフである。
【図３】本発明のＷドーピングされたＳｎ‐フルオロリン酸塩ガラスを使用して形成され得るカプセル化された製品の断面図である。
【図４Ａ】図４Ａは、選択された本発明のＷドーピングされたＳｎ‐フルオロリン酸塩ガラスにおいて実施された電子常磁性共鳴（ＥＰＲ）の結果を示したグラフである。
【図４Ｂ】図４Ｂは、選択された本発明のＷドーピングされたＳｎ‐フルオロリン酸塩ガラスにおいて実施された電子常磁性共鳴（ＥＰＲ）の結果を示したグラフである。
【図５Ａ】図５Ａは、本発明のＷドーピングされたＳｎ‐フルオロリン酸塩ガラスを使用して形成され得るパッケージの平面図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、本発明のＷドーピングされたＳｎ‐フルオロリン酸塩ガラスを使用して形成され得るパッケージの断面図である。
【図６Ａ】図６Ａは、本発明のＷドーピングされたＳｎ‐フルオロリン酸塩ガラスを使用して形成され得る他のパッケージの平面図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、本発明のＷドーピングされたＳｎ‐フルオロリン酸塩ガラスを使用して形成され得る他のパッケージの断面図である。
【図７Ａ】図７Ａは、公知のＮｂ＋ＷドーピングされたＳｎ‐フルオロリン酸塩ガラスと本発明のＷドーピングされたＳｎ‐フルオロリン酸塩ガラスを比較するための実験の結果である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、公知のＮｂ＋ＷドーピングされたＳｎ‐フルオロリン酸塩ガラスと本発明のＷドーピングされたＳｎ‐フルオロリン酸塩ガラスを比較するための実験の結果である。
【図７Ｃ】図７Ｃは、公知のＮｂ＋ＷドーピングされたＳｎ‐フルオロリン酸塩ガラスと本発明のＷドーピングされたＳｎ‐フルオロリン酸塩ガラスを比較するための実験の結果である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
Ｓｎ‐フルオロリン酸塩バッチ組成へのタングステンの追加が、安定性がありかつ均質なガラスをもたらし、それらのいくつかは十分な化学的耐久性有し、バルクサンプルは、大気圧、８５℃かつ相対湿度８５％の湿潤雰囲気に１０００時間暴露された後も変化しなかった。抜群の化学的耐久性に加えて、これらのガラスは、低いガラス転移温度を有し、その温度は１００℃近傍であって通常は約５０℃から約１６０℃であり、ドーピング無しのＳｎ‐フルオロリン酸塩ガラスに匹敵する。さらに、Ｓｎ‐フルオロリン酸塩ガラスにタングステンを追加することで、基本的なＳｎＯ-ＳｎＦ2‐Ｐ2Ｏ5系のガラス形成領域を拡張し、化学的耐久性を向上することを助成するさらに高いＯ／Ｆ比率を有する組成を含むこととなる。高いＯ／Ｆ比率のガラスを提供することの追加的な利点は、その結果として生じた色に関連し、この利点は、表１Ａ‐１Ｂおいて特定されるＷドーピングされたＳｎ‐フルオロリン酸塩ガラスに関連して以下で詳しく議論される。
【００１０】
ガラスを形成するために使用されるバッチ組成から計算された元素ベースの質量％において、本発明のガラスは、概して、５５‐７５％のＳｎ、４‐１４％のＰ、６‐２４％のＯ、４−２２％のＦ及び０．１５‐１５％のＷを含む。これらの組成の限定は公称である。換言すれば、これらは融解前のバッチに組成であり、融解温度及び時間に依存し、さらに湿度にも依存する可能性もあり、最終的なガラス組成も異なり得る。例えば、少量のフッ素は、必ず損失するが、この損失は、低温度の融解及び／または短時間の融解によって最小化され得る。
【００１１】
これらの新しいガラスは、ガラスを形成するために使用されるバッチ組成から計算された元素ベースの質量％において、５８‐６８％のＳｎ、５‐１１％のＰ、１１‐２１％のＯ、６‐１３％のＦ及び１‐１０％のＷから成る好ましい組成を有し得る。さらに、これらの新しいガラスは、抜群の化学的耐久性を示す更に好ましい組成を有し、それはガラスを形成するために使用されるバッチ組成から計算された元素ベースの質量％において、５９％から６８％のＳｎ、６‐１１％のＰ、１３‐２０％のＯ、６‐１１％のＦ及び１‐６％のＷから成る。
【００１２】
本発明の発明者は、いくつかの例示的なＷドーピングされたＳｎ‐フルオロリン酸塩ガラスを製造しテストを行った。これらのサンプルのＷドーピングされたＳｎ‐フルオロリン酸塩ガラスは、適切な量のＳｎＯ、ＳｎＦ2、ＮＨ4Ｈ2ＰＯ4（リン酸二水素アンモニウム）及びＨ2ＷＯ4（タングステン酸）から成る２５グラムのバッチ混合物を、ガラス質炭素（Ｃ）のるつぼの中で、１５‐３０分間、３５０‐４２５℃で融解させることで製造された。そして、融解したものは、真ちゅうの金型に注がれて急冷され、約３ｍｍの厚さを有するガラスディスクが形成される。必要ならば、Ｓｎ2Ｐ2Ｏ7に限定されない、ＳｎＣ2Ｏ4（シュウ酸スズ）、（ＮＨ4）2ＨＰＯ4またはＷＯ3の様な、Ｓｎ、Ｏ、Ｆ、Ｐ及びＷの供給源が使用され得る。タングステン酸（Ｈ2ＷＯ4）は、三酸化タングステン（ＷＯ3）に比べて驚くほど上質のタングステン供給源であることがわかった。特に、Ｈ2ＷＯ4をタングステンの供給源として生成された板ガラスは、それらが上記の融解条件を使用して生成された場合、大体は均質でありかつ内包物がなかった。上記の融解条件を使用して生成された場合、同一の公称組成であるがタングステンの供給源としてＷＯ3を使用すると、大体は内包物を有していた。
【００１３】
以下の表１Ａは、サンプルのＷドーピングされたＳｎ‐フルオロリン酸塩ガラスのモル％の公称組成を示している。そして、表１Ｂは、サンプルのＷドーピングされたＳｎ‐フルオロリン酸塩ガラスの生成に使用されたバッチ組成から計算された元素ベースの質量％の結果を示している。さらに、表１Ｂは以下のことを示している。（１）Ｏ／Ｆ比率（バッチ組成から計算されたもの）、（２）ＷドーピングされたＳｎ‐フルオロリン酸塩ガラスのサンプルの各々の外観すなわち色、（３）ガラス転移温度（Ｔg）（示差走査熱量測定法によって測定されたもの）、（４）選択された１つのＷドーピングされたＳｎ‐フルオロリン酸塩ガラスの、温度８５℃、相対湿度８５％の湿潤雰囲気下に１０００時間暴露された後の質量変化（Δｍａｓｓ）（ここで、Δｍａｓｓは、結果的な質量上昇／減少を示しており、最初の質量に対する割合として表わされている）。
【００１４】
【表１−１】
0005743256.tif 000002
【００１５】
【表１−２】
0005743256.tif 000003
【００１６】
【表１−３】
0005743256.tif 000004
【００１７】
注記：これらのサンプルガラスは、例えば０‐２５％のＰｂの様な追加の組成物（群）を含むことも可能である。
【００１８】
色の略記：ｄｂ＝ダークブルー、ｇｂ＝緑がかった青、ｂｇ＝青緑、ｏｌ＝オリーブ色、ｂｒ＝茶色、ｖ＝濃色
【００１９】
図１を参照すると、グラフが、サンプルとされたガラスが大気圧、８５℃、相対湿度８５％の湿潤雰囲気下に１０００時間暴露された後のＷドーピングされたＳｎ‐フルオロリン酸塩ガラスの選択されたサンプルの質量変化の割合の絶対値を示している（表１Ａのガラスサンプル５‐６、８‐９、１０‐１２、１６‐１９、２４‐２６及び４０を参照）。サンプルとされたＷドーピングされたＳｎ‐フルオロリン酸塩ガラスは、大気圧、８５℃、相対湿度８５％の雰囲気に１０００時間暴露された後に、５％未満、しばしば１または２％未満及び多くの場合０．１または０．２％未満の質量上昇を示す。さらに、もっとも高い耐湿性を有するＷドーピングされたＳｎ‐フルオロリン酸塩ガラスは、もっとも高いＳｎＯ含有率であり、それ故にもっとも高いＯ／Ｆ比率である（表１Ａのガラスサンプル５‐６、８‐９、１６‐１９及び２４‐２６を参照）。このグラフと表１Ａを再度参照すると、任意の所与のＰ2Ｏ5濃度において、もっとも耐久性のあるガラスは、ＳｎＯ含有量のもっとも高いものである。さらに、もっともＳｎＯが多いガラスの物理的な外観（例えば表面光沢）は、大気圧、８５℃、相対湿度８５％の湿潤雰囲気に１０００時間暴露された後も変わらないままであった。
【００２０】
図２を参照すると、選択されたＷドーピングされたＳｎ‐フルオロリン酸塩ガラスであって、モル％で（４０−ｘ）のＳｎＯ、４５のＳｎＦ2、１５のＰ2Ｏ5及びｘのＷＯ3から成るバッチ組成から生成されたガラスのガラス転移温度（Ｔg）及び熱安定性温度（Ｔx−Ｔg）のグラフが示されている。グラフは、ＷＯ3濃度の上昇において、これらのＷドーピングされたスズ‐フルオロリン酸塩ガラスのＴxがＴgよりも早く上昇したことを示している。結果として、これらのＷドーピングされたＳｎ‐フルオロリン酸塩ガラスのＴx−Ｔgすなわち結晶化温度とガラス転移温度との差によって評価される熱安定性も、ＷＯ3濃度の上昇に伴って上昇した。このことは、ＷドーピングされたＳｎ‐フルオロリン酸塩ガラスが結晶化前にガラスの流動が必要なシーリング用途において非常に重要である。
【００２１】
図２において、ガラス転移温度（Ｔg）は、加熱において材料が無定型固体またはガラスから過冷却液体に転移する点を示している。この温度は、材料が１０13ポアズの粘度を有する点と対応するとして広く仮定でき、これは焼きなまし点と称されるものとおおよそ同一である。Ｔxは、示差走査熱量測定法（ＤＳＣ）によって測定された結晶化の開始温度であり、ガラスが失透を経ずに加熱され得る最大の温度を示している。Ｔx−Ｔgの差は、「ガラス安定性」すなわちガラスが結晶化せずに加熱され得る温度範囲の粗い評価である。Ｔx−Ｔgが大きくなると、ガラスを熱した時に達することが可能な粘性が低くなる（すなわち流動性が高くなる）。従って、とても小さなＴx−Ｔgのガラスは、十分に低い粘度まで加熱することができないので、通常はシーリング目的には適当ではない。
【００２２】
図１及び図２のグラフを再度参照すると、本発明のＷドーピングされたＳｎ‐フルオロリン酸塩ガラスは、突出した耐湿性及び突出した熱安定性の両方を示し、それによって広範なシーリング／カプセル化用途における使用に対して良好に適されている。例えば、いくつかのシーリング／カプセル化用途は：（１）ＷドーピングされたＳｎ‐フルオロリン酸塩ガラスを使用してデバイス（例えば、ＯＬＥＤ）をカプセル化すること；（２）ＷドーピングされたＳｎ‐フルオロリン酸塩ガラスをフリットとして使用して２つのプレート（例えば、２つのガラスプレート）をシーリングすること；及び（３）ＷドーピングされたＳｎ‐フルオロリン酸塩ガラスを、その一部が膨張して基板プレート（例えば、ガラスプレート）とのシーリングを形成する態様で加熱されるシーリングガラスプレートとして使用することを含む。これらの例示的なシーリング／カプセル化用途の各々に関する詳細な議論は、図３から６に関連して以下で提供される。
【００２３】
図３を参照すると、カプセル化された製品３００の断面図が示されており、製品３００は、本発明のＷドーピングされたＳｎ‐フルオロリン酸塩ガラスを使用して形成され得る。図示されているように、カプセル化された製品３００は、支持（基板）プレート３０２（例えば、ガラスプレート３０２）を含み、支持プレート３０２は、その上に堆積され／配されたデバイス３０４（例えば、ＯＬＥＤ３０４）を有し、デバイス３０４は、ＷドーピングされたＳｎ‐フルオロリン酸塩ガラス３０６によってカプセル化されている。ＷドーピングされたＳｎ‐フルオロリン酸塩ガラス３０６によってカプセル化され得るデバイス３０４の異なったタイプのいくつかの例は、有機電子デバイス（例えば、ＯＬＥＤ、ＰＬＥＤ、光起電性素子、薄膜トランジスタ）、薄膜センサ、光電子デバイス（例えば、光スイッチ、導波路）、光起電デバイス、薄膜センサ、エバネッセント導波路センサ、食料品コンテナ及び医薬品コンテナ（関連する米国出願第１１／２０７，６９１号を参照）を含む。
【００２４】
カプセル化された製品３００は、デバイス３０４及び支持（基板）プレート３０２（例えば、ガラスプレート３０２）の頂部上に、ＷドーピングされたＳｎ‐フルオロリン酸塩ガラス３０６を堆積／配することによって製造され得る。ＷドーピングされたＳｎ‐フルオロリン酸塩ガラス３０６は、例えばスパッタ、フラッシュ蒸着、スプレー（spraying）、鋳込み、フリット堆積、気相成長法（vapor-deposition）、浸漬コーティング、塗布（painting）、圧延（rolling）（ＷドーピングされたＳｎ‐フルオロリン酸塩ガラスのフィルムを使用して）、スピンコーティング、同時蒸着、レーザアブレーション処理、またはこれらの組み合わせを含む様々なプロセスのいずれかを使用して堆積され得る。代替例として、同一または異なったタイプのＷドーピングされたＳｎ‐フルオロリン酸塩ガラス３０６の複数の層は、支持（基板）プレート３０２の頂部に配されるデバイス３０４上に堆積され（例えば、スパッタリングされ）得る。
【００２５】
製造プロセスは、アニーリング（焼きなまし）、コンソリデート（consolidating）または熱処理ステップを含み得、これらは堆積ステップの間に形成されるＷドーピングされたＳｎ‐フルオロリン酸塩ガラス３０６内の欠陥（例えば、気孔）を除去すべく実施される。ＷドーピングされたＳｎ‐フルオロリン酸塩ガラス３０６の比較的低いガラス転移温度（Ｔg）は、ＯＬＥＤ３０４（または他のデバイス（群）３０４）の熱的なダメージを防止するのに十分に低い温度で熱処理されることが可能であることを意味している。必要ならば、堆積ステップ及び熱処理ステップは、真空または不活性雰囲気内で実施され得る。このことは、シーリングプロセス中の無水分状態及び無酸素状態を保証するべく行われるだろう。有機電子製品（例えば、ＯＬＥＤ３０４）の劣化の無い堅牢（robust）で長寿命な動作が要求される場合に、特に重要である。
【００２６】
１つの実施例において、ＷドーピングされたＳｎ‐フルオロリン酸塩ガラス３０６によってカプセル化されたデバイス３０４は、ＯＬＥＤデバイス３０４であり得る。しかし、Ｓｎ‐フルオロリン酸塩ガラスにＷを加えることは、Ｗ6+からＷ5+への予測される還元を原因とする強力な光吸収の故に、ＯＬＥＤのカプセル化には適さないガラスをもたらすと考えられていた。特に、通常のガラス組成にＷが加えられた場合、Ｗは、部分的に低い酸化状態Ｗ5+に還元されて、主材料を暗い青色にするだろうことが知られていた。実際、この色は通常は、主材料が黒く見えるほど強い（注記：黒色は、他のタイプのカプセル化／シーリング用途の問題にはならないであろう）。しかし、Ｓｎ‐フルオロリン酸塩ガラスへのタングステンの追加は、基本のＳｎＯ‐ＳｎＦ2‐Ｐ2Ｏ5系のガラス形成領域を拡張して、高いＯ／Ｆ比率を有する組成を含み、このことは、形成されたＷドーピングされたＳｎ‐フルオロリン酸塩ガラス３０６の色に影響を与えた。例えば、フッ素の多いＷドーピングされたＳｎ‐フルオロイン酸塩ガラス３０６は、通常は非常に暗い青色である。対照的に、酸素の多いＷドーピングされたＳｎ‐フルオロリン酸塩ガラス３０６は、予想されていなかった光透過特性がある淡いオリーブ色であり、これは、ＯＬＥＤ３０４の使用の様な、発光用途に良好に適している。
【００２７】
Ｏの豊富なＷドーピングされたＳｎ‐フルオロリン酸塩ガラス３０６色合いから、そのＷ5+の濃度が、Ｆの豊富なＷドーピングされたＳｎ‐フルオロリン酸塩ガラス３０６のＷ5+よりも著しく低いに違いないことが明らかである。このことは、ＷドーピングされたＳｎ‐フルオロリン酸塩ガラス３０６の選択されたサンプルの電子常磁性共鳴（ＥＰＲ）測定によって確認されている。図４Ａは、１つのセットのＥＰＲ測定の結果を示しており、それらは、Ｐ2Ｏ5を１５％含有しているＷドーピングされたＳｎ‐フルオロリン酸塩ガラス３０６の選択されたサンプルを使用して為された。これらのＷドーピングされたＳｎ‐フルオロリン酸塩ガラス３０６のモル組成は、以下の表２において示されている。
【００２８】
【表２】
0005743256.tif 000005
【００２９】
このグラフ及び表２を再度見た上で、結果は、一定な１５％のＰ2Ｏ5濃度及び一定なＷドーピングレベルにおいて、還元されたＷすなわちＷ5+の割合はＦの含有量の上昇と共に上昇し、このことは、淡茶色（最も酸化された）から濃い暗青色（最も還元された）への色合いにおける変化と相互に関連していることを示す結果となった。
【００３０】
図４Ｂは、他のセットのＥＰＲ測定の結果を示しており、それらはＳｎＦ2を４０％含有しているＷドーピングされたＳｎ‐フルオロリン酸塩ガラス３０６の選択されたサンプルを使用して為された。これらのＷドーピングされたＳｎ‐フルオロリン酸塩ガラス３０６のモル組成は、以下の表３において示されている。
【００３１】
【表３】
0005743256.tif 000006
【００３２】
このグラフ及び表３を再度参照すると、結果は、一定の４０％のＳｎＦ2濃度及び固定されたＷドーピングレベルにおいて、還元されたＷの割合は、Ｐ2Ｏ5の含有量の上昇とともに指数関数的に上昇し、淡茶色（最も酸化された）から非常に暗い青色（最も還元された）への色合いにおける変化と関連している。
【００３３】
これらの結果は、一番強度の弱い色のＷドーピングされたＳｎ‐フルオロリン酸塩ガラス３０６は、組成範囲におけるＰ2Ｏ5含有量が最も低いものとなることを示している。さらに、一番強度の弱い色のＷドーピングされたＳｎ‐フルオロリン酸塩ガラス３０６は、もっとも高いＯ／Ｆ比率を有するものであり、従って最も耐久性を有するものであることを示す。１つの実施例において、好ましい、Ｏの豊富なＷドーピングされたＳｎ‐フルオロリン酸塩ガラス３０６は、０．８５よりも大きいＯ／Ｆ比率を有しかつＳｎ（５８‐６８質量％）、Ｐ（５‐１１質量％）、Ｏ（１１‐２１質量％）、Ｆ（６‐１３質量％）及びＷ（１−１０質量％）から組成されている。
【００３４】
図５Ａ及び図５Ｂを参照すると、パッケージ５００の２つの異なった図が示されており、当該パッケージ５００は、本発明のＷドーピングされたＳｎ‐フルオロリン酸塩ガラスを使用して形成され得る。図示されているように、パッケージ５００は、第１のプレート５０２（例えば、ガラスプレート５０２）、第２のプレート５０４（例えば、ガラスプレート５０４）及びフリット５０６（ＷドーピングされたＳｎ‐フルオロリン酸塩ガラスから形成されているもの）を含む。パッケージ５００は、第１のプレート５０２及び第２のプレート５０４を選択し、第２の基板プレート５０４上にフリット５０６を堆積することによって製造され得る。その後、ＯＬＥＤ５０８（または他のデバイス（群）５０８）が、第１のプレート５０２上に設けられる。その後、熱源５１０（例えば、レーザ５１０、赤外線５１０）が使用されて、フリット５０６が熱せられて融解し、それが密封シーリングを形成して、第１のプレート５０２と第２のプレート５０４とを接合しかつＯＬＥＤ５０８（または他のデバイス（群）５０８）を保護する。フリット５０８（ＷドーピングされたＳｎ‐フルオロリン酸塩ガラスから形成されたもの）の比較的に低いガラス転移温度（Ｔg）は、フリット５０８が融解して、その時のＯＬＥＤ５０８（またはその他のデバイス（群）５０８）の熱的ダメージを防止しつつ密封シーリングを形成し得ることを意味する。
【００３５】
図６Ａ及び図６Ｂを参照すると、パッケージ６００の２つの異なった図が示されており、当該パッケージ６００は、本発明のＷドーピングされたＳｎ‐フルオロリン酸塩ガラスを使用して形成され得る。図示されているように、パッケージ６００は、第１のプレート６０２（例えば、ガラスプレート６０２）、第２のプレート６０４（ＷドーピングされたＳｎ‐フルオロリン酸塩ガラスから形成されているもの）を含む。パッケージ６００は、第１のプレート６０２及び第２のシーリングプレート６０４を選択し、第１のプレート６０２上にＰＬＥＤ（または他のデバイス（群）６０６）を設けることによって製造され得る。その後、熱源６１０（例えば、レーザ５１０、赤外線５１０）が使用されて、第２のシーリングプレートがその一部が膨張して密封シーリング６０８を形成するような態様で熱せられ、当該シーリング６０８が第１のプレート６０２と第２のシーリングプレート６０４を接合しかつＯＬＥＤ６０６（または他のデバイス（群）６０６）を保護する。第２のシーリングプレート６０４（ＷドーピングされたＳｎ‐フルオロリン酸塩ガラスから形成されたもの）の比較的に低いガラス転移温度（Ｔg）は、その一部が融解して、その時のＯＬＥＤ５０８（またはその他のデバイス（群）５０８）の熱的ダメージを防止しつつ密封シーリングを形成し得ることを意味する。
【００３６】
米国特許第５，０８９，４４６号（発明者、コーネリアス氏他）が、タングステンを含んでいた単一のガラス組成（米国特許第５，０８９，４４６号の表１Ｂ内の要素１６を参照）を開示していることに注意すべきである。この特別なガラス組成は、元素ベースの質量％で、４８．５％のＳｎ、８．０％のＰ、６．６％のＮｂ、３．３％のＰｂ、５．９％のＷ、１０．５％のＦ及び１７．１％のＯを含む。結果としてもたらされたガラスは、黒色の外見を有しており、ガラス転移温度は１８７℃でかつシーリング温度は３４５℃である。本発明の発明者は、実験を実施し、公知のＮｂ＋ＷドーピングされたＳｎ‐フルオロリン酸塩ガラス（コーネリアス氏他の文献内の要素１６と同様の）と本発明に従ったＷだけがドーピングされたＳｎ‐フルオロリン酸塩ガラスとを比較した。
【００３７】
コーネリアス氏他の文献において要素１６として開示されたＮｂ＋ＷドーピングされたＳｎフルオロリン酸塩ガラスは、構成要素基準のモル％で、２３．９のＳｎＯ、４１．９のＳｎＦ2、２．５８のＰｂＦ2、２０．７のＰ2Ｏ5、５．７０のＮｂ2Ｏ5及び５．１８のＷＯ3から成る。テストされたＮｂ＋Ｗドーピングガラスの配合において、ＰｂＦ2は、同量のＳｎＦ2に変更され、Ｎｂ2Ｏ5及びＷＯ3の量は半分にされ、ＷＯ3ドーピングレベル２．５％と同等として透過率測定を可能とした（５％のドーピングは非常に暗いサンプルをもたらすだろう）。これによって、３０のＳｎＯ、４５のＳｎＦ2、２０のＰ2Ｏ5、２．５のＮｂ2Ｏ5及び２．５のＷＯ3のモル組成比を有するＮｂ＋Ｗドーピングガラスをもたらした。対照的に、本発明のＷドーピングガラスは、３２．５のＳｎＯ、４５のＳｎＦ2、２０のＰ2Ｏ5及び２．５のＷＯ3のモル組成比を有する。
【００３８】
これらの２つのガラス組成は、典型的な試薬のグラムに換算されて以下のバッチを得る：（１）Ｎｂ＋Ｗドーピングガラスは、５．９５のＳｎＯ、１０．３９のＳｎＦ2、６．８３のＮＨ4Ｈ2ＰＯ4、０．９２のＨ2ＷＯ4、０．９８のＮｂ2Ｏ5を含み；（２）Ｗドーピングガラスは、６．５７のＳｎＯ、１０．５９のＳｎＦ2、６．９７のＮＨ4Ｈ2ＰＯ4、０．９４のＨ2ＷＯ4、０のＮｂ2Ｏ5を含む。これらの２つのバッチは、各々混合されてガラス質炭素（Ｃ）るつぼ内で２０分、４００℃で融解され、鋼のプレート上に鋳込みを行うことによって急冷する。Ｗドーピングガラスが均質の暗青色のガラスである一方で、Ｎｂ＋Ｗドーピングガラスは、多数の０．１ｍｍ以下の白い内包物を含む不均質な青灰色の不透明な材料であった。当該２つのサンプルは、ＤＳＣによってテストされ、Ｗドーピングガラスは、図７Ａのグラフ内に示された９７．１℃の開始温度を有するガラス転移に対応する単一の吸熱特性を示す。対照的に、図７Ｂ内に示されたＮｂ＋Ｗドーピングガラスのスキャンは、一方が１２３℃で他方が２０４．９℃の２つのＴgに対応する２つの吸熱特性を示し、このことは、巨視的な含有物の観点から見て不均質なだけではなく、微視的なスケールにおいても不均質であることを示している。
【００３９】
Ｎｂ＋Ｗドーピングガラスは、２つの混ざり合ったガラスから成っており、一方が比較的低い１２３℃のＴgを有し、他方は著しく高い２０５℃のＴgを有すると考えられた。このことは、両方のガラスサンプルを２００度まで加熱して、その温度で３０分保持して熱平衡に到達させ、その後、金属ロッドで押してそれらの柔軟性または流動性することで確認された。Ｗドーピングガラスが容易に押し込まれた一方で、Ｎｂ＋Ｗドーピングガラスは、その高い第２のＴgの考慮において予想されただろう影響を受けなかった。
【００４０】
次に、両方のガラスサンプルの２ｍｍまでの厚さの研磨されたプレートの透過率を測定した。図７Ｃに見られるように、Ｎｂ＋Ｗドーピングガラスは、示された範囲において明らかに不透明である一方で、Ｗドーピングガラスは、大きな厚さの故に弱いながらも透過させて、特有の青い色を発した。どちらのガラスサンプルも、可視スペクトルの赤色部分の長い波長は透過させなかった。結論として、この実験は、コーネリアス氏他の文献内の要素１６に関連するＮｂ＋Ｗドーピングガラスは、Ｎｂを含む結晶の存在の故に均質ではない（最良で半透明だがほぼ不透明）示した。これは、これらのＳｎフルオロリン酸塩ガラスにおいて、Ｎｂに部分的に溶解性があるだけであるからである。対照的に、本発明のガラス組成は均質であり、この特別な問題の影響を受けない。なぜならば、部分的に溶解性があるＮｂを含まないからである。
【００４１】
本発明の１つの実施例が、添付図内で図示されて上述の詳細な説明内に記載されているが、本発明が、開示された実施例に限定されず、説明されかつ以下の特許請求の範囲によって画定される本発明の趣旨から離れることなく多数の再構成、変更及び置換が可能であることが理解されるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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