CN108292711A - 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 - Google Patents

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Abstract

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。

Description

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。
发明内容
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(例如参见图2B)。
与用于常规玻璃料密封成形的标准玻璃料层相比，申请人开发了用于形成直径极小的颗粒并将该直径极小的颗粒施涂于厚度低的颗粒层的方法。在具体的实施方式中，颗粒层为激光吸收颗粒层，具体而言，颗粒层为紫外吸收层。由于本文论述的颗粒层可以使用印刷技术(而不是例如薄膜沉积技术)来施涂，可以迅速且高效地施涂颗粒层。认为低粒度和层厚度有助于使颗粒层在焊接期间能够吸收激光能，在具体的实施方式中，激光能的吸收进而引起基材材料粘弹性地溶胀到彼此中，从而在各基材之间形成内聚结合，而不是形成在较厚的常规玻璃料密封件中常见的一般较弱的粘性结合。
在各个实施方式中，颗粒层24中的颗粒26的平均颗粒直径(或最大宽度尺寸)以D1示出，其为小于或等于1.5μm，具体地，D1小于或等于1.0μm。在具体的实施方式中，D1在1.0nm至1.5μm之间，包括端点；具体地，D1在3.0nm至1.5μm之间，包括端点；更具体地，D1在3.0nm至1.0μm之间，包括端点。由于在颗粒层24中的低粒度以及规则的颗粒排列，因此在图1所示的单层形态中，以T1示出的颗粒层24的平均厚度也低。在具体的实施方式中，T1小于或等于5μm，更具体地，T1小于1.5μm。在具体的实施方式中，T1在1.5nm至5μm之间，包括端点；具体地，T1在3nm至1.5μm之间，包括端点；更具体地，T1在50nm至1.5μm之间，包括端点。在聚集形态中(如图2B所示)，较小颗粒聚集体自身可形成较大的聚集体，最终形成适于激光焊接的较厚的致密膜。
另外，在具体的实施方式中，与标准玻璃料材料不同的是，颗粒层24的材料的热膨胀系数(CTE)与基材材料的CTE明显不同。在该结构中，由于颗粒层24的厚度低以及形成的焊接结合的内聚性质，CTE错配实际上是不相关的，尽管CTE不同，颗粒层24形成了极牢固的焊接件。特别地，在具体的实施方式中，颗粒层24不像常规理解的在标准玻璃料焊接中所要求的那样，颗粒层24不利用加入负CTE材料来提供颗粒层材料与基材材料之间的CTE匹配。在具体的实施方式中，基材12和14的材料具有第一CTE——CTE1，并且颗粒层24的材料具有第二CTE——CTE2。在各个实施方式中，CTE2与CTE1之间的差为至少0.001％，具体地，为1％，更具体地，为至少5％。在各个实施方式中，CTE1在0.3x10-6/℃至20x10-6/℃之间，并且CTE2在0.3x10-6/℃至20x10-6/℃之间。在其他示例性实施方式中，颗粒层24和基材的CTE可以相同或基本上相同，例如，当CTE2和CTE1之间的差小于5％时。
如下文更具体论述的，在各个实施方式中，颗粒层24包括与颗粒26偶联或相关的表面活性剂材料。表面活性剂材料有助于形成颗粒悬浮或分散流体，该颗粒悬浮或分散流体适于经由印刷方法、浸涂方法、旋涂方法等施涂到基材12和/或14上。在某些(“单层形态”)实施方式中，表面活性剂材料有助于在颗粒层24中形成有序的颗粒排列。在具体的实施方式中，颗粒26在基材上形成基本上为六边形密堆积的排列，例如图2A所示。在具体的实施方式中，图2A所示的单层中的颗粒堆积密度可关于球形物体在格状堆积(latticepacking)时的最高潜在堆积密度限定，其为最高潜在堆积密度的约74.048％。因此，颗粒层中的堆积密度可以通过与该理想2D平面堆积的偏差限定为小于74％堆积密度，具体地，小于60％堆积密度，更具体地，小于55％堆积密度等。在具体的实施方式中，颗粒层中的堆积密度可以在40％-74％堆积密度之间，具体地，为50％-74％堆积密度，更具体地，为60％-74％堆积密度。在各个实施方式中，表面活性剂是阴离子型、阳离子型、两性离子型或非离子型表面活性剂材料。在具体的实施方式中，表面活性剂为十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)，但是可以使用其他合适的表面活性剂。
在各个实施方式中，颗粒层24可以具有间隙，并且不必需要是紧密堆积的排列。在各个实施方式中，层24可以具有间隙，条件是，在辐射区中吸收了足够的激光能。例如，在一个实施方式中，200-20um直径的圆束激光的吸收大于15-20％，这被认为是用于形成密封件的足够的吸收水平。在各个实施方式中，层24中的间隙可以在粒度的1-10倍之间，或者在辐射区的80-90％之间，并且仍然提供了足够的激光吸收。
参考图2B，颗粒26可以形成聚集的颗粒膜层27。在聚集形态中，较小颗粒聚集体自身可形成较大的聚集体，最终形成适于激光焊接的较厚的致密膜(参见图2B)。
如下所述，颗粒26由任意无机材料或无机材料组合形成，所述无机材料或无机材料组合能够吸收入射的激光能(例如紫外UV激光能)以在基材之间引起结合而形成焊接件。在具体的实施方式中，颗粒26可以由一种或多种玻璃或无机材料形成，使得颗粒层24吸收至少15％的在紫外光谱、红外光谱或者可见光谱的至少一种光谱中的入射激光能。在具体的实施方式中，颗粒层24吸收至少50％的在紫外光谱、红外光谱或者可见光谱的至少一种光谱中的入射激光能。在具体的实施方式中，颗粒26由Tg小于600℃的低熔点玻璃(LMG)、硼硅酸盐玻璃材料和硅铝酸盐玻璃材料中的至少一种形成。在各个实施方式中，颗粒26可以为其颗粒膜层能够吸收激光能而形成焊接件的各种材料(例如ZnO、TiO2、SnO2、酸式硼酸盐等)。
在各个实施方式中，颗粒26包括吸收任意合适波长的激光能的材料，所述任意合适波长的激光能包括紫外光谱激光能、红外光谱激光能、近红外光谱激光能和可见光谱激光能。在具体的实施方式中，颗粒26包括在200-410nm波长范围内吸收的材料，在其他实施方式中，颗粒26包括在800-1900nm波长范围内吸收的材料。在一些实施方式中，颗粒26在激光30的不可见光谱下吸收，同时对可见光是透明/半透明的。在一个具体的实施方式中，颗粒26的材料以及基材12和14的材料对420nm至750nm波长范围内的光是透明的。在其他一些实施方式中，颗粒26在激光30的不可见光谱下吸收，同时对可见光是不透明的。
如应理解的，常规玻璃料密封的电子装置包括玻璃料(其为LMG颗粒与负CTE颗粒的组合)的相对较厚的(例如，通常在5至20μm之间)凸缘，其在相对的基材之间熔化，以在玻璃料和两个相对基材之间形成粘性结合，在这种类型的布置中，在基材之间粘性结合的玻璃料材料用于形成围绕电子装置(例如OLED)的气密性密封件。相比于这种通常的玻璃料密封的装置，图3根据一个示例性实施方式示出了在激光焊接成形之后的装置10，其中示出了内聚的、颗粒引发的激光焊接区28。如图3所示，焊接区28围绕室20，并且该焊接区28由基材12和14的部分形成，所述基材12和14的部分通过将激光30引导到颗粒层24的位置而直接结合在一起。在各个实施方式中，由于本文所述的焊接件结构几乎完全由基材12和14的材料形成，因此，焊接区28中的材料组成与焊接区28外的基材12和14的材料组成基本上相同。在具体的实施方式中，焊接区28的材料组成与焊接件外的基材12和14的组成至少有1％的相同，具体地，至少有90％的相同。在这样的实施方式中，相对少量的颗粒26的材料通过与激光30相互作用而得到了有效的稀释，并且在焊接区28形成时被基材12和14的材料分散或包围。
在各个实施方式中，基材12和14的结合通过熔化来完成，所述熔化通过颗粒层24吸收激光能而发生。在其他实施方式中，基材12和14通过焊接件而结合在一起，所述焊接件通过一个或两个基材因升高的温度(例如激光诱导的温度)获得粘弹性流动并且热压缩在一起而形成。在其他实施方式中，焊接区28可以为扩散焊接件和/或在超过一个或两个基材的熔点时所形成的焊接件。在各个实施方式中，在激光焊接区28内，基材12和14的材料的假想温度相对于激光焊接区28外的基材12和14的材料的假想温度改变。在具体的实施方式中，在激光焊接区28内，基材12和14的材料的假想温度大于激光焊接区28外的基材12和14的材料的假想温度。在具体的实施方式中，在激光焊接区28内，基材12和14的材料的局部密度小于激光焊接区28外的基材12和14的材料的密度。在具体的实施方式中，在激光焊接区28内，基材12和14的材料的弹性模量与激光焊接区28外的基材12和14的材料的弹性模量明显不同。在一个实施方式中，激光焊接区28可利用围绕有源部件22的周界密封件得到增强。
在各个实施方式中，基材12和14可以由任意合适的材料形成，包括允许形成焊接区28的各种玻璃或玻璃陶瓷材料。在具体的实施方式中，基材12和14由以下材料中的至少一种形成：钠钙玻璃材料、硅铝酸盐玻璃材料、磷酸盐玻璃材料、硼硅酸盐玻璃材料、以及氧化铝或氮化铝玻璃陶瓷材料。在具体的实施方式中，基材12和14是半透明/透明的(例如透射60％、70％、80％、90％)，从而允许激光30通过至少一个基材并与颗粒层24相互作用。在具体的实施方式中，第一基材和第二基材的材料吸收紫外光谱、红外光谱或者可见光谱的至少一种光谱中的小于5％的入射光。
在各个实施方式中，认为，相比于传统的厚玻璃料密封的电子装置的基于粘性的结合结构，激光焊接区28的内聚焊接件结构提供了具有更低总厚度的更牢固的结合。在各个实施方式中，本文论述的激光焊接件的拉伸强度大于10MPa，具体地，大于15MPa，更具体地，大于30MPa。在具体的实施方式中，本文论述的激光焊接件的拉伸强度在15MPa至150MPa之间，具体地，在100MPa至150MPa之间，更具体地，为约120MPa(例如120MPa加或减10％)。申请人相信，这样的激光焊接件比拉伸强度为10MPa或更小的常规基于玻璃料的密封件明显更牢固。
在各个实施方式中，认为焊接区28的厚度明显低于传统的玻璃料密封件的厚度。如图3所示，焊接区28的厚度为T2，并且在各个实施方式中，T2小于或等于1.5μm。在各个实施方式中，激光焊接区28的尺寸(例如焊接件的宽度和/或厚度)可通过在焊接区28附近测量局部密度分布、假想温度分布、应力分布、模量等来确定。
例如，在一些实施方式中，激光30是355nm激光，其功率在0.1W至1.0W之间，具体地，功率在0.1W至0.5W之间。在一个具体的实施方式中，激光30是355nm激光，其功率为0.6W，并且扫描速度在10mm/s至50mm/s之间，具体为25mm/s，并且颗粒层24为LMG颗粒层。在各个具体的实施方式中，激光、方法和材料可以为第2015/0027168号美国公开(2014年5月7日提交的第14/271,797号美国申请)中公开的那些，该文献通过引用的方式全文纳入本文。
出于实际目的，如本文中所使用的气密性密封件和/或气密性密封装置被认为是基本上不透气的，并且对湿气和/或氧气基本上无渗透性的。举例来说，本文论述的激光焊接件可被构造成将氧流逸(扩散)限制到小于约10-2cm3/m2/天(例如，小于约10-3cm3/m2/天)，并且将水流逸(扩散)限制到约10-2g/m2/天(例如，小于约10-3g/m2/天、小于约10-4g/m2/天、小于约10-5g/m2/天或小于约10-6g/m2/天)。在这样的实施方式中，气密性密封件基本上抑制了空气和水接触受到保护的有源元件，例如有源装置22。
参考图4，该图根据一个示例性实施方式示出了如上所述的用于制备可以用于形成颗粒层24的颗粒材料或溶液的方法50。在步骤52中，研磨颗粒材料或以其他方式将颗粒材料形成具有如上所述的小直径颗粒(例如颗粒26)的粉末。在一个实施方式中，可以使用2015年2月11日提交的第WO2015/123254号已经公开的国际专利申请中描述的方法形成小直径颗粒，所述专利公开通过引用全文纳入本文。在步骤54中，对步骤52中形成的颗粒进行加工、分选、过滤等，以选择或分离直径小于或等于1μm的颗粒。
在步骤56中，通过用表面活性剂溶液滴定经过选择的小直径颗粒来制备颗粒水溶液。在一个实施方式中，表面活性剂溶液为CTAC的水溶液，并且在具体的实施方式中，通过用1重量％的CTAC水溶液进行滴定来制备5重量％的颗粒水溶液。在其他实施方式中，颗粒溶液可以是基于异丙醇的溶液。在步骤58中，完全分散或抗絮凝的无机颗粒溶液通过以下步骤形成：用CTAC溶液继续滴定，同时监测校准pH(通过ζ(zeta)电位确定)以确定何时形成完全分散的溶液。注意，初次使用ζ电位是用来确定颗粒的等电点，以使校准pH可用于优化颗粒与分散剂的相互作用。如步骤58中所示，CTAC表面活性剂在每个颗粒周围形成结构，使得颗粒完全悬浮在溶液中(在图4中示意性示出)。在步骤60中，如上所述，接着将颗粒溶液或颗粒油墨施涂于基材(例如基材12或14)以形成颗粒层24。
例如，通过用1重量％的CTAC水溶液滴定230mL的5重量％的LMG颗粒水溶液，同时监测ζ电位来测试使用CTAC的水溶液或异丙醇溶液中的小直径颗粒。ζ电位作为有用的指导来协助通过适当调整CTAC浓度实现完全分散的微粒溶液。例如，初始ζ电位为-10mV表示磷酸盐玻璃在水性环境中。随着向颗粒溶液中加入连续等份的CTAC表面活性剂，形成了图4的步骤58中示意性示出的逐渐成胶态的分散体形式。如步骤58中所示，每个颗粒的特征在于单一的单层，其中CTAC的铵部分布置其带负电荷的表面。注意，还存在可用于分散二氧化硅的许多其他聚合材料。在一个实例中，制备有效ζ电位接近20mV的溶液，从而形成完全分散的颗粒“油墨”，该完全分散的颗粒“油墨”为易于印刷出密堆颗粒单层或多层的形式，例如图2所示的堆积排列。认为稳定的颗粒-CTAC分散体通常在大于±20mVζ电位范围内。
参考图5和图6，该图根据一个示例性实施方式示出了用于在基材(例如基材12)上形成颗粒层(例如颗粒层24)的方法。在一个示例性实施方式中，图5和6所示的方法形成了密堆积的小直径颗粒的单层。在该实施方式中，为了形成颗粒层24，将基材12浸入或插入胶态颗粒分散体中，例如通过图4的方法形成的胶态颗粒分散体，其作为颗粒溶液70示出。然后以图6所示的恒定缓慢速度Vw以垂直方向取出基材12。在各个实施方式中，Vw在25mm/分钟至500mm/分钟之间。
如图6所示，表面活性剂涂覆的颗粒26在干燥的前沿72处成核，以形成本文论述的用于颗粒层24的有序颗粒排列。以这种方式，随着从溶液70中连续移除基材12，颗粒层24以与Vw相反的方向形成。认为，该形成颗粒层24的方法由毛细管引力驱动，在取出期间，一旦液膜的高度降到低于表面活性剂涂覆的颗粒的直径时，则所述毛细管引力驱使颗粒朝向所形成的层。如应理解的，图5和6所示的颗粒施涂方法避免了如通常在薄膜沉积技术中的情况那样，需要在真空环境下将颗粒层施涂于基材。
参考图7和图8，该图根据另一个示例性实施方式，示出了用于在基材(例如基材12)上形成颗粒层(例如颗粒层24)的方法。在该实施方式中，以浸笔80示出的施涂器被构造成从颗粒悬浮液来源中汲取，所述颗粒悬浮液来源以颗粒溶液82示出。一般来说，浸笔80将一层颗粒溶液沉积到基材12上。笔尖84与基材12之间的相对运动以Vt示出。与图5和6中的取出速率类似的是，对Vt进行选择，以当来自沉积的颗粒溶液的水蒸发时，允许表面活性剂覆盖的颗粒26在基材12上以密堆图案组装。图8根据一个示例性实施方式示出了通过这种方法形成单层或多层颗粒层24。
在各个实施方式中，以类似于图6所示的方式在笔尖84与基材12之间形成了液体弯月面。弯月面的尺寸受相对湿度控制，该弯月面的尺寸影响二维胶体组装速率、笔尖-基材的有效接触面积和施涂的颗粒层的分解度(resolution)。在其他实施方式中，颗粒层24可以由任意合适的溶液或油墨沉积装置或方法形成，包括旋涂法、对流组装法、电沉积组装法、电泳组装法等。
除非另有表述，否则都不旨在将本文所述的任意方法理解为需要使其步骤以具体顺序进行。因此，当方法权利要求实际上没有陈述为其步骤遵循一定的顺序或者其没有在权利要求书或说明书中以任意其他方式具体表示步骤限于具体的顺序，都不旨在暗示该任意特定顺序。另外，如本文所使用的，冠词“一个”旨在包括一个或多于一个部件或元件，并且不旨在被理解为意为仅一个。
对本领域的技术人员而言，显而易见的是可以进行各种修改和变动而不偏离公开的实施方式的精神或范围。因为本领域技术人员可以结合实施方式的精神和实质，对所公开的实施方式进行各种改良、组合、子项组合和变化，因此，应认为本公开的实施方式包括所附权利要求书范围内的全部内容及其等同内容。

Claims (21)

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。
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粒层包括与第一基材和第二基材中的至少一个基材的材料不相同的玻璃或无机微粒材料。
12.如权利要求11所述的密封的电子装置壳体，其中，无机颗粒层的材料吸收大于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光，其中，第一基材和第二基材的材料吸收小于5％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光。
13.如权利要求12所述的密封的电子装置壳体，其中，无机颗粒层的材料为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，并且无机颗粒层的材料被激光焊接件中的第一基材和第二基材的材料包围。
14.如权利要求13所述的密封的电子装置壳体，其中，第一基材和第二基材分别包括玻璃或玻璃陶瓷材料，所述玻璃或玻璃陶瓷材料是以下材料中的至少一种：钠钙玻璃材料、硅铝酸盐玻璃材料、硼硅酸盐玻璃材料、以及氧化铝或氮化铝玻璃陶瓷材料。
15.如权利要求10所述的密封的电子装置壳体，其中，激光焊接件内的材料组成与第一基材和第二基材中的至少一个基材的材料组成有至少90％的相同。
16.如权利要求10所述的密封的电子装置壳体，其中，无机颗粒引发的激光焊接件在第一基材和第二基材之间形成了包围室的气密性密封件，其中，有源装置位于所述室内。
17.一种形成可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，其中，颗粒为玻璃材料和无机材料中的至少一种。
18.如权利要求17所述的方法，其中，将无机颗粒层施涂在第一表面上包括：将无机颗粒溶液施涂到第一表面上。
19.如权利要求17所述的方法，其中，施涂无机颗粒层包括以下至少一种：在无机颗粒水溶液中浸涂第一基材和将无机颗粒水溶液印刷到第一表面上。
20.如权利要求19所述的方法，其中，无机颗粒水溶液包括与颗粒结合的表面活性剂材料，使得颗粒在水溶液中形成分散体。
21.如权利要求17所述的方法，所述方法还包括：
提供具有第二表面的第二基材；
对第二基材进行定位，以使第一基材的第一表面面向第二表面，并且使第二表面接触无机颗粒层；以及
将激光引导到无机颗粒层，其中，无机颗粒层吸收来自激光的能量，所述激光在第一表面和第二表面之间形成内聚性焊接件；
其中，内聚性焊接件包围由相对的第一表面部分和第二表面部分所限定的室；
其中，无机颗粒层中的颗粒的玻璃材料为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，其中激光是紫外光谱、红外光谱和可见光谱激光中的至少一种，并且无机颗粒层中的颗粒吸收引导到无机颗粒层的激光的大于15％的能量。
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