具有颗粒膜引发的低厚度激光焊接件的密封装置壳体及相关方法制造方法及图纸

提供了可激光焊接的装置壳体基材、装置壳体和相关方法。所述基材包括第一表面、与第一表面相对的第二表面、以及由第一表面支承的薄的无机颗粒层。所述无机颗粒层包括以层的形式布置在第一表面上的多个颗粒。所述颗粒的平均直径为小于或等于1.0μm，并且无机颗粒层的平均厚度为小于或等于5μm。

Sealing device housing for low thickness laser welding parts with granular film initiation and related methods

A laser welding device, a housing substrate, a device housing and a related method are provided. The substrate comprises a first surface, a second surface opposite to the first surface, and a thin inorganic particle layer supported by the first surface. The inorganic particle layer comprises a plurality of particles arranged on the first surface in the form of layers. The average diameter of the particles is less than or equal to 1 m, and the average thickness of the inorganic particle layer is less than or equal to 5 m.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有颗粒膜引发的低厚度激光焊接件的密封装置壳体及相关方法相关申请的交叉引用本申请根据35U.S.C.§119要求于2015年11月24日提交的系列号为62/259,433的美国临时申请的优先权权益，本申请以该申请的内容为基础，并通过引用的方式全文纳入本文。背景本公开一般涉及密封电子装置壳体，具体而言，涉及用于电子装置，例如有机LED(OLED)、量子点装置等的气密性密封的玻璃或玻璃陶瓷结构。一般来说，需要提供一些装置(例如OLED显示装置)的气密性密封以提供对物质(例如水和氧气)的屏障。通常玻璃料密封用于在电子装置周围将两种基材粘性结合在一起，并且这种玻璃料密封件通常具有相对较大的厚度。
技术实现思路
本公开的一个实施方式涉及一种可激光焊接的装置壳体基材。所述基材包括第一表面、与第一表面相对的第二表面、以及由第一表面支承的薄的无机颗粒层。所述无机颗粒层包括以层的形式布置在第一表面上的多个颗粒。所述颗粒的平均直径为小于或等于1.0μm，并且无机颗粒层的平均厚度为小于或等于5μm。本公开的另一个实施方式涉及一种密封的电子装置壳体。所述密封的电子装置壳体包括具有第一表面的第一基材；具有第二表面的第二基材，所述第二表面面向第一表面；以及无机颗粒引发的激光焊接件，其使第一表面与第二表面结合。所述激光焊接件包围限定在第一基材、第二基材与激光焊接件之间的室。激光焊接件的最大厚度小于5μm，并且由结合在一起的第一基材和第二基材的材料形成。本公开的另一个实施方式涉及一种形成可进行激光气密性密封的装置壳体的方法。所述方法包括提供具有第一表面的第一基材，以及将无机颗粒层施涂于第一表面。所述无机颗粒层包括以层的形式布置在第一表面上的多个颗粒。所述颗粒的平均直径小于1.5μm，并且无机颗粒层的平均厚度小于5μm。所述颗粒是玻璃材料和无机材料中的至少一种。在以下的详细描述中给出了其他特征和优点，其中的部分特征和优点对本领域的技术人员而言是容易理解的，或通过实施书面说明书和其权利要求书以及附图中所述的实施方式而被认识。应理解，上文的一般性描述和下文的具体实施方式都仅仅是示例性的，并且旨在提供理解权利要求书的性质和特点的总体评述或框架。所附附图提供了进一步理解，附图被结合在本说明书中并构成说明书的一部分。附图例示了一个或多个实施方式，并与说明书一起用来解释各个实施方式的原理和操作。附图说明图1示出了根据一个示例性实施方式的包括薄颗粒层的可密封装置壳体的截面侧视图。图2A示出了根据一个示例性实施方式的基本上为六边形密堆积的颗粒层的图像。图2B示出了根据一个示例性实施方式的聚集颗粒层在不同放大水平下的一批图像。图3示出了根据一个示例性实施方式的包括薄的颗粒引发的激光焊接件的密封装置壳体的截面侧视图。图4示出了根据一个示例性实施方式的用于形成颗粒溶液的方法。图5和6示出了根据一个示例性实施方式的用于形成薄颗粒层的浸涂方法。图7和8示出了根据一个示例性实施方式的用于形成薄颗粒层的笔施涂方法。具体实施方式一般性地参考附图，示出并描述了密封的电子装置(例如密封的OLED装置)及相关方法的各个实施方式。一般而言，本文论述的密封的电子装置包括两个相对的基材(例如玻璃片基材)，在两个基材之间形成了室、凹陷或孔道；以及位于室内的有源(active)部件或装置，例如OLED、量子点等。颗粒引发的焊接件包围室，从而气密性地密封室内的有源部件。在具体的实施方式中，颗粒引发的焊接件为激光焊接件，该激光焊接件通过使用激光能将第一基材和第二基材的部分结合在一起来形成。在焊接件的期望位置，将低粒度薄颗粒层施涂于基材，并且颗粒层的材料吸收激光能，使基材材料内聚(cohesive)结合在一起(例如通过使基材材料粘弹性溶胀在一起)，从而形成颗粒引发的焊接件。一般而言，本文论述的颗粒引发的激光焊接件是围绕室形成牢固且气密的密封件的内聚结构。另外，如本文所述，申请人已经开发了用于制备小颗粒溶液的各种方法，所述小颗粒溶液允许利用印刷或其他施涂技术将颗粒材料以形成焊接件所需的图案沉积在基材上来形成颗粒层。如应该理解的，使用常规基于玻璃料密封的常规电子装置的密封是基于玻璃料与相邻基材材料之间的粘性结合，并且这种常规工艺通常形成的粘性焊接件的厚度为至少5μm，并且拉伸强度为小于10MPa。与常规玻璃料密封装置不同，本文论述的激光焊接的电子装置提供了内聚性的颗粒引发的激光焊接件，其相比于常规玻璃料密封装置具有低的厚度和高的焊接强度。另外，与常规玻璃料密封技术不同的是，由于所形成的焊接结合的内聚性质以及极低的颗粒层厚度，本公开的装置和方法不要求颗粒材料与基材之间的热膨胀系数匹配。另外，相对于基于真空的薄膜沉积技术，认为本文论述的制备和施涂低厚度颗粒层的方法提供了优势(例如效率、印刷精确度等)。总体参考图1，该图示出了在形成颗粒引发的焊接件之前的电子装置和壳体，例如装置10。一般来说，装置10包括第一基材和第二基材，它们以底基材12和上基材14示出。底基材12包括第一表面，其以上表面16示出，该第一表面面向上基材14的第二表面，该第二表面以下表面18示出。一般而言，基材12和14为玻璃材料片[例如，钠钙玻璃、购自康宁股份有限公司(Corning,Inc.)的玻璃片材料、购自康宁股份有限公司的Eagle玻璃片材料等]。在所示的布置中，上表面16和下表面18是基材的主表面。如图1所示，当上基材14位于下基材12上时，在上基材14的一部分下表面18与下基材的一部分上表面16之间限定了室20。室20包括空间，有源部件(例如有源装置22)位于该空间内。虽然图1将室20示出为截面形状基本上为矩形，但是室20可以是用于容纳有源装置22的任何合适的形状，包括各种弯曲形状或穹顶形状。在各个实施方式中，有源装置22可以为各种电子装置，例如有机电子装置、有机-无机杂化电子装置以及无机电子装置。在各个实施方式中，有源装置22可以为各种半导体装置、光伏装置、LED、有机LED、MEM、荧光团、碱金属电极、透明导电氧化物和量子点。在这样的实施方式中，装置10可以为使用这些电子部件的各种装置中的任意装置。在各个实施方式中，装置10可以为发光装置、TV显示器、监视器、移动装置显示器、电致变色窗、真空绝缘的玻璃装置等。在各个实施方式中，使用本文公开的材料和方法进行的有源部件的气密性包封可以有助于长时间操作原本对氧气和/或湿气降解敏感的装置。如图1所示，在形成焊接件或密封件之前，装置10包括薄的颗粒层24。颗粒层24位于基材12和14的部分之间，并且位于待形成激光焊接件的位置处。具体而言，可以将颗粒层24分别施涂于基材12和14的表面16和18中的至少一个表面，并由基材12和14的表面16和18中的至少一个表面支承，以颗粒层24包围室20的方式施涂，以使得随后形成的激光焊接件也包围并密封室20。颗粒层24由小直径颗粒(示为颗粒26)的结构化且排列的层形成。如下文更具体描述的，颗粒26可以为能够形成吸收激光能(例如紫外UV能)的层的任何有机材料颗粒。在具体的实施方式中，颗粒层24由颗粒26的单层形成，而在其他实施方式中，颗粒层24包括颗粒26的多层。例如，在其他实施方式中，颗粒层24可以为由颗粒26形成的聚集层(例如参本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可激光焊接的装置壳体基材，包括：第一表面；与第一表面相对的第二表面；和由第一表面支承的薄的无机颗粒层，所述无机颗粒层包括以层的形式布置在第一表面上的多个颗粒，所述颗粒的平均直径小于或等于1.0μm，并且无机颗粒层的平均厚度为小于或等于5μm。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.24 US 62/259,4331.一种可激光焊接的装置壳体基材，包括：第一表面；与第一表面相对的第二表面；和由第一表面支承的薄的无机颗粒层，所述无机颗粒层包括以层的形式布置在第一表面上的多个颗粒，所述颗粒的平均直径小于或等于1.0μm，并且无机颗粒层的平均厚度为小于或等于5μm。2.如权利要求1所述的可激光焊接的装置壳体基材，其中，所述基材包括具有第一热膨胀系数的玻璃材料和玻璃陶瓷材料中的至少一种，其中无机颗粒层中的颗粒为玻璃颗粒和无机颗粒中的至少一种，其中，无机颗粒层具有第二热膨胀系数，其中，第二热膨胀系数大于第一热膨胀系数。3.如权利要求2所述的可激光焊接的装置壳体基材，其中，第二热膨胀系数与第一热膨胀系数之间的差大于1％，其中，无机颗粒层中的颗粒的平均直径大于或等于1nm。4.如权利要求3所述的可激光焊接的装置壳体基材，其中，无机颗粒层还包括与颗粒相关的表面活性剂材料，所述表面活性剂材料在沉积在第一表面上之前，在分散体中支承颗粒。5.如权利要求1所述的可激光焊接的装置壳体基材，其中，无机颗粒层由位于第一表面上的单层颗粒形成。6.如权利要求5所述的可激光焊接的装置壳体基材，其中，无机颗粒层中的至少一部分颗粒在第一表面上以六边形密堆排列的形式排列。7.如权利要求1所述的可激光焊接的装置壳体基材，其中，无机颗粒层中的至少一部分颗粒具有聚集形态，其中，颗粒形成聚集体，所述聚集体形成厚度小于5μm的层。8.如权利要求1所述的可激光焊接的装置壳体基材，其中，无机颗粒层中的颗粒吸收大于15％的在紫外光谱、红外光谱或可见光谱的至少一种光谱中的入射激光能，使得无机颗粒层能够在第一表面和第二基材的表面之间形成激光焊接件。9.如权利要求8所述的可激光焊接的装置壳体基材，其中，无机颗粒层中的颗粒由Tg小于600℃的低熔点玻璃(LMG)、硼硅酸盐玻璃材料、硅铝酸盐玻璃材料、ZnO、TiO2、SnO2和酸式硼酸盐材料中的至少一种形成，其中，所述基材包括玻璃或玻璃陶瓷材料，所述玻璃或玻璃陶瓷材料为钠钙玻璃材料、硅铝酸盐玻璃材料、硼硅酸盐玻璃材料、磷酸盐玻璃材料和氧化铝或氮化铝玻璃陶瓷材料中的至少一种。10.一种密封的电子装置壳体，其包括：具有第一表面的第一基材；具有第二表面的第二基材，所述第二表面面向所述第一表面；以及无机颗粒引发的激光焊接件，其使第一表面与第二表面结合，其中，所述激光焊接件包围限定在第一基材、第二基材与激光焊接件之间的室，其中，激光焊接件的最大厚度小于5μm，并且所述激光焊接件由结合在一起的第一基材和第二基材的材料形成。11.如权利要求10所述的密封的电子装置壳体，其中，第一基材和第二基材为玻璃或玻璃陶瓷基材，其中，无机颗粒引发的激光焊接件由吸收激光的无机颗粒层形成，所述吸收激光的无机颗...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·D·布克，T·张，L·C·达比奇二世，M·A·路易斯，S·L·洛古诺夫，M·A·凯斯达，W·塞钠拉特纳，A·M·斯特列利佐夫，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US