JP2020518103A - シールを形成する方法、密封ユニットを製造する方法、密封ユニット、及びシールを形成するための装置 - Google Patents
シールを形成する方法、密封ユニットを製造する方法、密封ユニット、及びシールを形成するための装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2020518103A JP2020518103A JP2019557435A JP2019557435A JP2020518103A JP 2020518103 A JP2020518103 A JP 2020518103A JP 2019557435 A JP2019557435 A JP 2019557435A JP 2019557435 A JP2019557435 A JP 2019557435A JP 2020518103 A JP2020518103 A JP 2020518103A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- panel
- seal
- along
- sealer material
- path
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 74
- 238000007789 sealing Methods 0.000 title claims abstract description 53
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 129
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 73
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 claims abstract description 68
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 18
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 18
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 34
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 29
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 29
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 20
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 13
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 8
- 239000005361 soda-lime glass Substances 0.000 claims description 7
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 5
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 4
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 claims description 4
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 4
- 239000005368 silicate glass Substances 0.000 claims description 4
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 4
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 3
- 239000002082 metal nanoparticle Substances 0.000 claims description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000001429 visible spectrum Methods 0.000 claims description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 8
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 6
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 5
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 3
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N Calcium oxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 2
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 2
- 239000000087 laser glass Substances 0.000 description 2
- 238000010309 melting process Methods 0.000 description 2
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 2
- 239000004984 smart glass Substances 0.000 description 2
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 2
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 229920006397 acrylic thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000005388 borosilicate glass Substances 0.000 description 1
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000005350 fused silica glass Substances 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 125000002524 organometallic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 1
- 239000012812 sealant material Substances 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N sodium oxide Chemical compound [O-2].[Na+].[Na+] KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ISXSCDLOGDJUNJ-UHFFFAOYSA-N tert-butyl prop-2-enoate Chemical compound CC(C)(C)OC(=O)C=C ISXSCDLOGDJUNJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/20—Bonding
- B23K26/206—Laser sealing
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K77/00—Constructional details of devices covered by this subclass and not covered by groups H10K10/80, H10K30/80, H10K50/80 or H10K59/80
- H10K77/10—Substrates, e.g. flexible substrates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C27/00—Joining pieces of glass to pieces of other inorganic material; Joining glass to glass other than by fusing
- C03C27/06—Joining glass to glass by processes other than fusing
- C03C27/08—Joining glass to glass by processes other than fusing with the aid of intervening metal
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/50—Assembly of semiconductor devices using processes or apparatus not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326, e.g. sealing of a cap to a base of a container
- H01L21/56—Encapsulations, e.g. encapsulation layers, coatings
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/02—Containers; Seals
- H01L23/10—Containers; Seals characterised by the material or arrangement of seals between parts, e.g. between cap and base of the container or between leads and walls of the container
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K10/00—Organic devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching; Organic capacitors or resistors having potential barriers
- H10K10/80—Constructional details
- H10K10/88—Passivation; Containers; Encapsulations
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
- H10K30/80—Constructional details
- H10K30/88—Passivation; Containers; Encapsulations
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K50/00—Organic light-emitting devices
- H10K50/80—Constructional details
- H10K50/84—Passivation; Containers; Encapsulations
- H10K50/842—Containers
- H10K50/8426—Peripheral sealing arrangements, e.g. adhesives, sealants
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/549—Organic PV cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Joining Of Glass To Other Materials (AREA)
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
Abstract
シールを形成するための方法及び装置が開示される。一実施形態においては、第1のパネル及び第2のパネルが提供される。シーラー材料が、第1のパネルと第2のパネルとの間に存在する。シーラー材料は、シール経路の全てに沿って第1のパネル及び第2のパネルと接触する。第1の加熱プロセスが、シール経路に沿ってシーラー材料から得られる金属粒子を加熱するために行われて、シール経路に沿った金属粒子の溶融を生じさせる。第2の加熱プロセスが、第1の加熱プロセスとは別に、溶融された金属粒子と第1のパネルとの間、及び溶融された金属粒子と第2のパネルとの間にシール経路に沿って連続溶接を提供するために行われ、それによって、シール経路に沿ってシールを生成する。
Description
本発明は、パネル間にシールを形成するための方法及び装置に関し、特に真空絶縁ガラスアセンブリ、又はOLEDディスプレイデバイス、OLED照明、スマートウィンドウ、若しくはペロブスカイト及び/若しくは有機ベースの太陽光発電システムのような大気湿度に敏感な電子機器を含むパネルを備えるアセンブリのような密封ユニットを製造する際に使用するための方法並びに装置に関する。
ガラスフリットシーリングは、透明パネル間に密封領域を提供するための既知の技術である。ガラスフリットは、パネル間の閉ループトラックに堆積され、閉ループトラックのラインに沿ってガラス溶接を形成するために加熱され、それによって密封領域を提供する。炉が加熱するために使用されてもよい。このアプローチは、対応する大きい炉を提供する必要性に起因して、密封領域が大きい物体(例えば、大きいウィンドウユニット又は大きいディスプレイパネル)の一部を形成する場合に困難である。更に、処理される物体の全ては炉の内側にある必要があるので、高温に敏感な構成要素(例えば、ディスプレイパネルの繊細な電子機器)は存在できず、処理されることができる物体の範囲が制限される場合がある。
レーザーガラスフリットシーリングは、レーザーがガラスフリットを局所的に加熱するために使用される代替技術である。これは、物体の全体を炉の内側に置く必要性を回避し得、繊細な構成要素の過度の加熱を、それらがガラスフリットから充分に離れて位置付けられる限り、回避することができる。しかし、溶接プロセスのためにガラスフリットに適用される必要がある温度はまだ相対的に高く(典型的には400〜500℃)、炉によるかなりの予熱(例えば、最終温度の100℃程度内まで)がまだ要求される場合がある。このような温度を局所的に適用することは、熱膨張と熱収縮との差に起因してかなりの熱応力を発生することがある。このような応力は、レーザーガラスフリットシーリングが効果的に使用されることができる状況の範囲を制限し、並びに/又は製造歩留まり、信頼性、及び/若しくは製品寿命を低下させることが分かっている。
特許文献1は、圧電素子を気密密封するためのシーリング方法を開示する。方法は、金属粉末及び有機溶媒を含む特別に調合された金属ペーストを使用する。シーリング方法は、順番に、(a)金属ペーストをベース部材又はキャップ部材に塗布するステップと、(b)金属粉末焼結体を形成するために、金属ペーストを乾燥し、80℃〜300℃で焼結するステップと、(c)キャップ部材をベース部材上にそれらの間の金属粉末焼結体と共に配置し、少なくとも金属粉末焼結体を加熱する一方で、一方向又は両方向から圧力を加えることによって、ベース部材とキャップ部材とを接合するステップとを含む。圧力及び熱が、高密度の接合部を形成するために金属粉末焼結体を高密度化する。この結果、特許文献1のアプローチは、接合プロセス中に相対的に高い温度を再び要求し、それは、高温に敏感な構成要素が存在しない場合に使用を制限する場合がある。体現化中に要求される圧力は、かなりの局所的な応力を誘発する場合があり、それは、接合が使用されることができる状況の範囲を制限する場合がある。最後に、所望の機能を達成するには、金属ペーストの慎重な設計が要求される。
Zhang et al., APPLIED OPTICS Vol. 54, No. 30 8957-8961 (20 October 2015)
Carter et al., APPLIED OPTICS Vol. 53, No. 19 4233-4238 (1 July 2014)
本発明の目的は、従来技術の1つ以上の課題に少なくとも部分的に対処する、シールを形成し、及び/又は密封ユニットを製造するための方法及び装置を提供することである。
本発明の態様によれば、シールを形成する方法が提供され、方法は、第1のパネル及び第2のパネルを提供するステップであって、シーラー材料が、第1のパネルと第2のパネルとの間に存在し、シーラー材料は、シール経路の全てに沿って第1のパネル及び第2のパネルと接触する、ステップと、シーラー材料がシール経路の全てに沿って第1のパネル及び第2のパネルと接触する一方で、シール経路に沿ってシーラー材料から得られる金属粒子を加熱するために第1の加熱プロセスを行って、シール経路に沿った金属粒子の溶融を生じさせるステップと、溶融された金属粒子と第1のパネルとの間、及び溶融された金属粒子と第2のパネルとの間にシール経路に沿って連続溶接を提供するために、第1の加熱プロセスとは別に第2の加熱プロセスを行うステップであって、それによって、シール経路に沿ってシールを生成する、ステップとを含み、第2の加熱プロセスはレーザーを使用して行われる。
この結果、金属粒子を含むシーラー材料が、2つのパネルの間に、シール経路全てに沿って両方のパネルに接触するように位置付けられる方法が提供される。これは、金属粒子が母材内で互いに通り越して流れることができるので(固体金属の金属原子とは対照的に)、容易に達成されることができる。この結果、シーラー材料が提供された後に金属粒子を溶融することによって、シール経路に沿って金属の連続層を作り出すことが可能である。そして、金属の連続層が、シール経路に沿ってシールを作る出すためにパネルに溶接されることができる。このプロセスは、ガラスフリットを使用する同等のプロセスよりはるかに低いレベルの加熱で行われ、それによって、パネル及び/又はパネル間に密封される近くの機能構成要素への熱応力を低減させ、パネルを炉内に位置付ける必要性を回避する。シールの透過性は、典型的には、熱硬化性プラスチックエッジシールのような代替品より低く、それによって、多くの場合、製品の機能要素と互換性のないガラスフリットに関連する高温処理を必要としない一方で、酸素/水分の侵入に敏感なOLED照明及び第3世代PVアプリケーションのような製品の寿命を延ばす。
2つのパネルが結合された後にのみ金属粒子を溶融することは、溶融された金属粒子と第1及び第2のパネルとの間に光学的に正確な界面を生成することを可能にし、それによって、第2の加熱プロセスにおいてシールに沿った効率的なレーザー溶接を可能にする。このアプローチは、さもなければパネルを介したレーザー溶接を効果的にするために必要である場合がある、困難で時間のかかるガラス研磨技術の必要性を回避する。実施形態においては、シール経路に沿った第1の加熱プロセスによる金属粒子の溶融は、シール経路に沿った溶融された金属粒子と第1のパネル又は第2のパネルとの間の最大間隙が5ミクロンより小さく、任意に2ミクロン未満、任意に1ミクロン未満、任意に500nm未満、任意に300nm未満、任意に150nm未満である、最大寸法を有するようになされる。
実施形態において、溶接は、50ps未満のパルス長を有するパルスを提供するように構成されたレーザーを使用するレーザー溶接によって行われる。このアプローチは、溶接が確実に非常に低い熱負荷で達成されることを可能にする。
実施形態において、方法は、シーラー材料を第1のパネルに堆積するステップと、シーラー材料の一部を除去するために、シーラー材料を加熱するステップであって、それによって、シーラー材料の剛性を高める、ステップと、第1のパネル及び第2のパネルが、シーラー材料がシール経路の全てに沿って第1のパネル及び第2のパネルと接触する対向構成になるように、第1のパネル及び第2のパネルの何れか又は両方を移動させるステップとを含む。このアプローチは、シーラー材料を相対的に低粘度の状態で効率的に堆積させることを可能にする。後続の加熱は、シーラー材料の剛性を、第1のパネル及び第2のパネルによる最適な範囲の圧縮に抵抗することに適するレベルに高める(すなわち、変形が、過度のクランプ力が必要とされることなく、パネルにおける不完全性又は不整合を補償することを可能にし、同時に、パネル間で圧搾される場合にシーラー材料が過度に広がるほど液体ではない)。
代替の態様においては、シールを形成するための装置が提供され、装置は、第1のパネルにシール経路に沿ってシーラー材料を堆積するように構成された堆積ユニットと、第1のパネル及び第2のパネルが、シール経路の全てに沿ってシーラー材料が第1のパネル及び第2のパネルと接触する対面構成になるように、第1のパネル及び第2のパネルの何れか又は両方を移動させるように構成されたパネルハンドラーと、シーラー材料がシール経路の全てに沿って第1のパネル及び第2のパネルと接触する一方で、シール経路に沿ってシーラー材料から得られた金属粒子を加熱して、シール経路に沿った金属粒子の溶融を生じさせるように構成された第1の加熱ユニットと、溶融された金属粒子と第1のパネルとの間、及び溶融された金属粒子と第2のパネルとの間にシール経路に沿って連続溶接を提供し、それによって、シール経路に沿ってシールを生成するように構成された第2の加熱ユニットとを備え、第2の加熱ユニットは、連続溶接を提供するように構成されたレーザーを備える。
次に、本発明が、添付の図面を参照して、例として更に説明される。
実施形態は、第1のパネル1と第2のパネル2との間にシールを形成することに関する。シールは、密閉ユニット5を製造するために使用されてもよい。密封ユニットは、例えば、真空絶縁ガラスアセンブリ、OLEDディスプレイデバイス、OLED照明、スマートウィンドウ、又はペロブスカイト及び有機ベースの太陽光発電システムの部品を形成してもよい。
例示的な密封ユニット5が図1及び図2に概略的に描写される。密封ユニット5は、第1のパネル1及び第2のパネル2を備える。シーラー材料4は、第1のパネル1と第2のパネル2との間に設けられる。シーラー材料4と、第1のパネル1と、第2のパネル2との組合せが、密閉ユニット5内の領域6を密閉する。外側環境から保護される電子機器8が、領域6内に設けられてもよい。
シーラー材料4は、シール経路に沿って堆積される。第1のパネル、第2のパネル、及びシーラー材料は、シーラー材料4がシール経路の全てに沿って第1のパネル1及び第2のパネル2と接触するように構成される。更に、以下で更に詳細に説明されるように、シーラー材料4は、シールがシーラー材料4と第1のパネル1との間、及びシーラー材料4と第2のパネル2との間にシール経路の全てに沿って形成されるようにパネルにレーザー溶接される。
様々な実施形態において、シール経路は、第1のパネル1と第2のパネル2との間の領域6を少なくとも部分的に取り囲む。シール経路は、例えば、閉ループ24の少なくとも95%、任意に少なくとも99%を含んでもよい。このようなシール経路の例が図3に示される。或いは、図1に描写されるように、シール経路は完全な閉ループを形成してもよい(示される例においては長方形であるが、他の形状が使用されることができる)。シール経路に沿ったシールは、シール経路に沿った単一のラインに沿ってレーザー溶接によって形成されてもよい。或いは、図4に概略的に描写されるように、シール経路は、複数の平行ライン41〜43に沿ってレーザー溶接によって形成されてもよい。複数の平行ライン41〜43に沿って溶接することは、シールの信頼性を向上させる。
典型的には、第1のパネル1及び第2のパネル2は、実質的に相補的な形状を有する(すなわち、それぞれの表面が完全に形成されて配向される場合には、それらが互いに完全に平行になるようになされることができるように)。一実施形態においては、第1のパネル1及び第2のパネル2は、両方とも実質的に平面である。別の実施形態においては、第1のパネル1及び第2のパネル2は、両方のパネルに共通の一定の曲率半径で湾曲する。第1のパネル1及び第2のパネル2の何れか又は両方が、可視スペクトルの放射に対して透明であってもよい。加えて、第1のパネル1及び第2のパネル2の少なくとも一方は、レーザー溶接を行うために使用される放射に対して充分に透明である必要がある(「第2の加熱プロセス」−以下を参照)。
第1のパネル1及び第2のパネル2の何れか又は両方は、ケイ酸塩ガラスのような透明ガラス材料を含んでもよい。コスト及び利便性のために、ケイ酸塩ガラスは、好ましくはソーダ石灰ガラスを含む。ソーダ石灰ガラスは、当技術分野で周知であり、例えば、大よそ75%の二酸化ケイ素(SiO2)、炭酸ナトリウム(Na2CO3)からの酸化ナトリウム(Na2O)、石灰(CaO)とも呼ばれる酸化カルシウム、及び幾つかより少ない添加物から構成されてもよい。ソーダ石灰ガラスは、温度及び温度勾配の大きい変動にさらされる場合には破損しやすくなる。本明細書に開示される方法を行うために要求される加熱の極めて局所的な性質は、このような課題を回避し、ソーダ石灰ガラスが高い信頼性と収率で使用されることを可能にする。しかし、例えば、ホウケイ酸ガラス、溶融シリカ、等のようなソーダ石灰ガラスより低い熱膨張係数を有する材料を含む、他の透明なガラス材料が使用されることができる。
第1のパネル1及び第2のパネル2は、後の段階で密封される、第1のパネル1と第2のパネル2との間の領域6に面するそれぞれの表面(例えば、図における第1のパネル1の上面及び第2のパネル2の下面)を有する。それぞれの表面間の間隔は、領域6内で名目上一定であってもよい。
シール経路に沿って設けられたシールは、最終的に完全に密封される場合には、領域6の周りにシールの一部を形成する。最終的なシーリングは、所望のガス又は真空状態が領域6内で確立された後になされる。このように、最終的なシールの前の方法のステップは、領域6内のガスの圧力又は組成を変化させること含んでもよい。これは、領域6の中に導くポートへの適切な真空ポンプ又はガス源の接続によって達成されてもよい。ポートは、側面から領域6にアクセスしてもよい(例えば、シーラー材料4が閉ループ24を完成しなかった、図3における間隙26のような間隙を通って、又は第1のパネル1若しくは第2のパネル2の小さい孔を通って)。所望のガス又は真空状態が確立される場合には、ポートは密閉される。
次に、シールを形成し、密封ユニット5を製造するための方法及び装置が、図5〜図15を参照して説明される。
図5は、堆積ユニット11が第1のパネル1におけるシール経路に沿ってシーラー材料4を堆積する初期ステップを描写する。堆積プロセスの性質は特に限定されない。一実施形態においては、堆積ユニット11は、シーラー材料4を含むシリンジをシール経路に沿って移動させ、シリンジに接続された圧縮空気供給システムを使用して適切な速度でシリンジからシーラー材料4を追い出すことによって動作する。他の印刷技術が使用されてもよい。
一実施形態においては、シーラー材料4は、母材に保持された金属粒子を含む。母材及び金属粒子の性質は、以下に説明されるように、それらが第1のパネル1と第2のパネル2との間にシールを形成するためにそれぞれの役割を果たすことができる限り、特に限定されない。一実施形態においては、母材は非金属である。堆積される時点において、シーラー材料4は、それが効率的に堆積されることができるように、相対的に低い粘度を有する必要がある。後に更に詳細に説明されるように、シーラー材料4は、第1のパネル1及び第2のパネル2を、シール経路の全てに沿って、シーラー材料と両方のパネルとの連続接触があるように、シーラー材料4と接触させることを可能にし、金属粒子の溶融(焼結)を可能にし、続いて、シールが溶融された金属粒子の第1のパネル1及び第2のパネル2への溶接によって形成されることを可能にするような、様々な他の機能を提供する必要がある。
一実施形態においては、金属粒子は、銀、金、ニッケル、アルミニウム、及び/又は銅のうちの1つ以上を含む。好ましくは、金属粒子は銀及び/又は銅を含む。金属粒子は、金属マイクロ粒子及び/又は金属ナノ粒子を含んでもよい。母材は液体又はペーストであってもよい。母材は、有機担体又は有機担体の組合せを含んでもよく、例えば、母材は、エタノール及び/又はエチレングリコールを含んでもよい。一実施形態においては、母材は、エポキシ、アクリル、及びポリウレタンのうちの1つ以上を含む。
後続のステップにおいては、図6に描写されるように、加熱ユニット12は、シーラー材料の一部、例えば、シーラー材料の金属粒子を保持する母材の揮発性若しくは容易に蒸発される成分(例えば、有機担体若しくは有機担体の組合せ)、又は母材の全てを加熱によって除去する。シーラー材料の一部の除去は、シーラー材料4の剛性を高める(シーラー材料4の粘度を増加させる)。加熱は様々な方法で行われてもよい。典型的には、揮発性成分の適切な除去を達成するために、例えば100℃の領域で数分間(例えば1〜10分)、相対的に低い温度のみが必要とされる。加熱は、第1のパネル1及び第2のパネル2の全体に同時に行われてもよく、又は例えば、移動式赤外線ランプ若しくはレーザーを使用して局所的に行われてもよい。
シーラー材料4の剛性を高めることは、望ましくは、第1のパネル1及び第2のパネル2が対面構成にされる図7〜図9に概略的に描写される後続のステップ中のシーラー材料4の変形に対する抵抗を高める。対面構成は、第1のパネル1及び第2のパネル2がそれらの間のシーラー材料4を圧搾して、シール経路の全てに沿ってシーラー材料4と第1のパネル1及び第2のパネル2の両方との間の完全な接触を保証するようになされる。示される実施形態においては、このプロセスは、パネルハンドラー13を使用して行われる。パネルハンドラー13は、第1のパネル1及び第2のパネル2の一方又は両方を把持し、それらの間の制御された相対運動を提供することができる。パネルハンドラー13は、第1のパネル1と第2のパネル2とが対面構成になるように、第1のパネル1及び第2のパネル2の何れか又は両方を移動させる。図7の例においては、パネルハンドラー13は、第2のパネル2のみを把持し、第2のパネル2を第1のパネル1上に下向きに移動させる。そして、図8に描写されるように、第1のパネル1と第2のパネル2が共に押圧される。対面構成は、シーラー材料4がシール経路の全てに沿って第1のパネル及び第2のパネルと接触するようになされる。これは、第1のパネル1及び第2のパネル2が共に押圧される場合に、シール経路に沿って僅かに変形するシーラー材料4によって達成される。変形は、第1のパネル1における不規則性、第2のパネル2における不規則性、及び/又は第2のパネル2に対する第1のパネル1の不整合を補償する(図9に概略的に描写されるように)。一実施形態においては、シーラー材料の加熱後のシーラー材料4の剛性は、第1のパネル1若しくは第2のパネル2への損傷のリスク、又はシール経路に沿ったシーラー材料4の連続性の中断のリスクなしに、第1のパネル1及び第2のパネル2を対面構成にするために、第1のパネル1及び第2のパネル2の何れか又は両方の移動中に、シーラー材料4の高さが少なくとも5%、任意に少なくとも10%、任意に少なくとも25%、任意に少なくとも50%、任意に少なくとも75%、任意に少なくとも90%低くなることができるようになされる。図12は、第1のパネル1及び第2のパネル2が対面構成にある場合のそれらの間のシーラー材料4の典型的な表面プロファイルを示す。シーラー材料4のビードの上面の変形(平坦化)が見られるが、シーラー材料4の過度の横方向の広がりはない。
図10に描写されるように、後続のステップにおいて、加熱ユニット21は、シール経路に沿って金属粒子の溶融を生じさせるように、シール経路に沿ってシーラー材料から得られた金属粒子を加熱する。金属粒子は、例えば、金属粒子を保持する母材の少なくとも一部を除去することによって、又はシーラー材料の成分から(例えば有機金属成分から)金属粒子の生成若しくは沈殿をもたらす化学反応を開始することによって、シーラー材料から得られてもよい。加熱は、第1の加熱プロセスと呼ばれてもよい(第2の加熱プロセスは下記で説明される)。一実施形態においては、加熱は、数10分(例えば、マイクロ/ナノ粒子ベースのシーラント材料のためには50分)の間、150〜200℃の温度範囲のオーブン内で行われる。金属粒子の溶融は、シール経路に沿って金属の連続経路を効果的に形成する。金属の連続経路は、一方の側面に沿って第1のパネル1と連続的に接触し、他方の側面に沿って第2のパネル2と連続的に接触する。この溶融プロセスによって、シールはまだ強固に又は全く形成されない。溶融プロセスは、後続のステップのレーザー溶接を使用してシールを作り出すために必要な金属の連続経路を単に提供する。一実施形態においては、シール経路に沿った第1の加熱プロセスによる金属粒子の溶融は、シール経路に沿った溶融された金属粒子と第1のパネル又は第2のパネルとの間の最大間隙が、5ミクロンより小さく、任意に2ミクロン未満、任意に1ミクロン未満、任意に500nm未満、任意に300nm未満、任意に150nm未満である、最大寸法を有するようになされる。図13は、この方法で処理されたシーラー材料の連続金属表面を示すSEM画像である。
一実施形態においては、加熱ユニット21は、レーザー、例えば、ダイオード励起固体レーザー、ファイバーレーザー、レーザーダイオード、又はCO2レーザーを備える。レーザーは、連続波(CW)レーザービーム、又は準連続波(準CW)レーザービームを提供するように構成されてもよい。或いは、レーザーは、パルスレーザービームを提供するように構成されてもよい。レーザーは、好ましくは、約500nm〜11000nmの範囲の波長を有するレーザービームを提供する。加熱ユニット21は、移動可能に取り付けられてもよく、及び/又は加熱ユニット21からのレーザースポットがシール経路の全てに沿って移動するように、ビーム走査光学システムが設けられてもよい。或いは、加熱ユニット21は、IRランプ、マイクロ波源、又は超音波源を備えてもよい。
図11に描写されるように、後続のステップにおいては、加熱ユニット22は、シール経路に沿って連続溶接を提供する。連続溶接が、溶融された金属粒子と第1のパネル1との間、及び溶融された金属粒子と第2のパネル2との間の両方(すなわち、シーラー材料4の両方の側面)に提供される。連続溶接が、シール経路に沿ってシールを形成する。シールは、シーラー材料4の内側面4a(図1を参照)とシーラー材料4の外側面4bとの間でガスがシーラー材料4を直接通過することを防ぐようなものである。この結果、溶接プロセスは、シーラー材料4と第1のパネル1及び第2のパネル2の何れかとの間に隙間がないようになされる。
ガラスの金属に対するレーザー溶接は、最近一般的な状況で実証されている。レーザー溶接は、50ps未満、任意に15ps未満、任意に1ps未満、任意に500fs未満のパルス長を提供するように構成されたレーザーを使用して行われることができる。好ましくは、レーザーは、約500nm〜1100nmの波長を有するレーザービームを提供する。典型的には、繰り返し率は、100kHz〜2MHzの範囲である。連続パルス間の熱蓄積を可能にするために、相対的に高い繰り返し率が望ましい。各パルスは、典型的にはマイクロ秒のオーダーである、先行するパルスからの熱エネルギーが消散する前に到着する必要がある。更に、連続スポット間の要求される相対的な幾何学的変位は固定される可能性が高いので、繰り返し率を上げることは、処理が溶接ラインに沿ってより速く進行することを可能にし、処理量が向上する。加熱ユニット22は、シーラー材料4と第1のパネル1との間の界面に溶接を提供するように構成された第1の加熱ユニット・サブユニット22aと、シーラー材料4と第2のパネル2との間の界面に溶接を提供するように構成された第2の加熱ユニット・サブユニット22bとを備えてもよい。この結果、溶接は、両方の側面からシーラー材料4上にレーザーを向けることによって達成されてもよい。加熱ユニット22(提供される場合には、第1の加熱ユニット・サブユニット22aと第2の加熱ユニット・サブユニット22bとを含む)は、移動可能に取り付けられてもよく、及び/又は加熱ユニット22からの1つ以上のレーザースポットがシール経路の全てに沿って移動するように、ビーム走査光学システムが設けられてもよい。
このようなレーザーパラメータを使用してシーラー材料4に蓄積されるエネルギーの量は非常に少なく、典型的には、例えば、(加熱ユニット21によって行われる)先行するステップにおいて金属粒子の溶融を行うために要求されたエネルギーより1桁小さい。パルスエネルギー、繰り返し率、レーザースポットサイズ、及びレーザースポットと溶接される界面との間の相対移動速度(スポット速度)は、溶接プロセスを最適化するように選択/制御される。パルス繰り返し率及びスポット速度は、個々のパルスに関連するレーザースポットがシール経路に沿って重なるようになされる。
詳細な技術は、例えば非特許文献1及び2において説明される。非特許文献1は、例えば、直径8ミクロンのスポットに焦点を合わせた、1kHzの繰り返し率及び160fsのパルス持続時間を有する800nmのTi:サファイアチャープパルス増幅フェムト秒レーザーシステムが使用されることができることを教示する。1〜35マイクロジュールの範囲のパルスエネルギーが使用され、スポットの相対移動速度は毎秒30〜800ミクロンである。非特許文献2は、7.12psパルス及び400kHzの繰り返し率の1030nmレーザーを使用する。レーザー出力は1.79W、スポットサイズは1.2ミクロン、スポット速度は1mm/秒である。
非特許文献1及び2に開示される技術は、金属粒子を溶融するために処理されたシーラー材料4から形成された金属ではなく、固体金属に適用される。固体金属が溶接されるラインの全てに亘ってガラス表面と連続的に接触することを保証することは困難であるので、固体金属が使用される場合、長距離に亘ってレーザー溶接を行うことは困難である。存在する間隙は、両方の界面がまだレーザーの焦点深度内にあり、プラズマを含むように充分小さいように、充分に小さくする必要がある。プラズマが漏れる場合には、溶接ではなく融蝕が生じ、シールが破壊され、ガラス及び/又は金属が損傷する。この課題に対処する1つのアプローチは、金属とガラスとを共にクランプすることであるが、これは、ガラスに望ましくない応力を導入し、及び/又は不利になる場合がある。本発明者は、これらの課題が、固体金属の代わりに金属粒子を含むシーラー材料4を提供し、シーラー材料4が第1のパネル1及び第2のパネル2によって挟まれた後に、溶接を形成する準備ができた金属粒子を共に溶融するようにシーラー材料4を処理することによって、克服されることができることを認識した。溶融された金属粒子と、溶接が行われる第1のパネル1及び第2のパネル2の表面との間の連続接触が、大きいクランプ力を要求することなく、長距離に亘って確実に達成されることができる。
溶接プロセスの有効性は、図14及び図15に示される表面プロファイルに図示される。図は、溶接プロセスによって、どのようにシーラー材料4の金属がパネルの材料内に大いに埋め込まれ、シール経路に沿ってパネルにおいて連続溝を形成するのかを示す。示される例は、図4を参照して上記議論されたタイプのものであり、複数の平行な溶接ライン41〜43がシール経路に沿って形成される。図14においては、複数の溶接ライン41〜43を見ることができる。図15においては、複数の溶接ライン41〜43を見ることができないが、これは、画像を生成するために溶接部分を引き離すことによって生じた損傷に起因する可能性がある。
追加の実施形態が、以下の番号付き条項に開示される。
条項1
シールを形成する方法であって、
第1のパネル及び第2のパネルを提供するステップであって、シーラー材料が、第1のパネルと第2のパネルとの間に存在し、シーラー材料は、シール経路の全てに沿って第1のパネル及び第2のパネルと接触する、ステップと、
シーラー材料がシール経路の全てに沿って第1のパネル及び第2のパネルと接触する一方で、シール経路に沿ってシーラー材料から得られる金属粒子を加熱するために第1の加熱プロセスを行って、シール経路に沿った金属粒子の溶融を生じさせるステップと、
溶融された金属粒子と第1のパネルとの間、及び溶融された金属粒子と第2のパネルとの間にシール経路に沿って連続溶接を提供するために、第1の加熱プロセスとは別に第2の加熱プロセスを行うステップであって、それによって、シール経路に沿ってシールを生成する、ステップと
を含む方法であって、第2の加熱プロセスはレーザーを使用して行われる、方法。
シールを形成する方法であって、
第1のパネル及び第2のパネルを提供するステップであって、シーラー材料が、第1のパネルと第2のパネルとの間に存在し、シーラー材料は、シール経路の全てに沿って第1のパネル及び第2のパネルと接触する、ステップと、
シーラー材料がシール経路の全てに沿って第1のパネル及び第2のパネルと接触する一方で、シール経路に沿ってシーラー材料から得られる金属粒子を加熱するために第1の加熱プロセスを行って、シール経路に沿った金属粒子の溶融を生じさせるステップと、
溶融された金属粒子と第1のパネルとの間、及び溶融された金属粒子と第2のパネルとの間にシール経路に沿って連続溶接を提供するために、第1の加熱プロセスとは別に第2の加熱プロセスを行うステップであって、それによって、シール経路に沿ってシールを生成する、ステップと
を含む方法であって、第2の加熱プロセスはレーザーを使用して行われる、方法。
条項2
シール経路に沿った第1の加熱プロセスによる金属粒子の溶融は、シール経路に沿った溶融された金属粒子と第1のパネル又は第2のパネルとの間の最大間隙が500nmより小さい最大寸法を有するようになされる、条項1の方法。
シール経路に沿った第1の加熱プロセスによる金属粒子の溶融は、シール経路に沿った溶融された金属粒子と第1のパネル又は第2のパネルとの間の最大間隙が500nmより小さい最大寸法を有するようになされる、条項1の方法。
条項3
第2の加熱プロセスは、50ps未満のパルス長を有するパルスを提供するように構成されたレーザーを使用して行われる、条項1又は2の方法。
第2の加熱プロセスは、50ps未満のパルス長を有するパルスを提供するように構成されたレーザーを使用して行われる、条項1又は2の方法。
条項4
第1のパネル及び第2のパネルを提供するステップは、順番に、
シーラー材料を第1のパネルに堆積するステップと、
シーラー材料の一部を除去するために、シーラー材料を加熱するステップであって、それによって、シーラー材料の剛性を高める、ステップと、
第1のパネル及び第2のパネルが、シーラー材料がシール経路の全てに沿って第1のパネル及び第2のパネルと接触する対向構成になるように、第1のパネル及び第2のパネルの何れか又は両方を移動させるステップと
を含む、条項1〜3の何れかの方法。
第1のパネル及び第2のパネルを提供するステップは、順番に、
シーラー材料を第1のパネルに堆積するステップと、
シーラー材料の一部を除去するために、シーラー材料を加熱するステップであって、それによって、シーラー材料の剛性を高める、ステップと、
第1のパネル及び第2のパネルが、シーラー材料がシール経路の全てに沿って第1のパネル及び第2のパネルと接触する対向構成になるように、第1のパネル及び第2のパネルの何れか又は両方を移動させるステップと
を含む、条項1〜3の何れかの方法。
条項5
シーラー材料の該加熱後のシーラー材料の剛性は、第1のパネル及び第2のパネルの何れか又は両方の移動中に、シーラー材料の高さが少なくとも5%低くなることができるようになされて、第1のパネル及び第2のパネルを対面構成にし、それによって、第1のパネルにおける不規則性、第2のパネルにおける不規則性、及び第2のパネルに対する第1のパネルの不整合のうちの1つ以上を補償する、条項4の方法。
シーラー材料の該加熱後のシーラー材料の剛性は、第1のパネル及び第2のパネルの何れか又は両方の移動中に、シーラー材料の高さが少なくとも5%低くなることができるようになされて、第1のパネル及び第2のパネルを対面構成にし、それによって、第1のパネルにおける不規則性、第2のパネルにおける不規則性、及び第2のパネルに対する第1のパネルの不整合のうちの1つ以上を補償する、条項4の方法。
条項6
シール経路は、第1のパネルと第2のパネルとの間の領域を少なくとも部分的に取り囲む、条項1〜5の何れかの方法。
シール経路は、第1のパネルと第2のパネルとの間の領域を少なくとも部分的に取り囲む、条項1〜5の何れかの方法。
条項7
シール経路は、閉ループの少なくとも95%を含む、条項6の方法。
シール経路は、閉ループの少なくとも95%を含む、条項6の方法。
条項8
連続溶接は、シール経路に沿った複数の平行ラインに沿って提供される、条項6又は7の方法。
連続溶接は、シール経路に沿った複数の平行ラインに沿って提供される、条項6又は7の方法。
条項9
金属粒子は、銀、金、ニッケル、アルミニウム、銅のうちの1つ以上を含む、条項1〜8の何れかの方法。
金属粒子は、銀、金、ニッケル、アルミニウム、銅のうちの1つ以上を含む、条項1〜8の何れかの方法。
条項10
金属粒子は、金属マイクロ粒子又は金属ナノ粒子を含む、条項1〜9の何れかの方法。
金属粒子は、金属マイクロ粒子又は金属ナノ粒子を含む、条項1〜9の何れかの方法。
条項11
シーラー材料は、母材に保持された金属粒子を含む、条項1〜10の何れかの方法。
シーラー材料は、母材に保持された金属粒子を含む、条項1〜10の何れかの方法。
条項12
母材は、液体又はペーストを含む、条項11の方法。
母材は、液体又はペーストを含む、条項11の方法。
条項13
シール経路によって少なくとも部分的に取り囲まれた領域内のガスの圧力又は組成を変化させ、続いて該領域を密封するステップを更に含む、条項1〜12の何れかの方法。
シール経路によって少なくとも部分的に取り囲まれた領域内のガスの圧力又は組成を変化させ、続いて該領域を密封するステップを更に含む、条項1〜12の何れかの方法。
条項14
第1のパネル及び第2のパネルの何れか又は両方が、可視スペクトルにおける放射に対して透明である、条項1〜13の何れかの方法。
第1のパネル及び第2のパネルの何れか又は両方が、可視スペクトルにおける放射に対して透明である、条項1〜13の何れかの方法。
条項15
第1のパネルの何れか又は両方が、透明なガラス材料、好ましくはケイ酸塩ガラス、より好ましくはソーダ石灰ガラスを含む、条項1〜14の何れかの方法。
第1のパネルの何れか又は両方が、透明なガラス材料、好ましくはケイ酸塩ガラス、より好ましくはソーダ石灰ガラスを含む、条項1〜14の何れかの方法。
条項16
第1のパネルと第2のパネルとを備える密閉ユニットを製造する方法であって、条項1〜15の何れかの方法を使用して、第1のパネルと第2のパネルとの間にシールを形成するステップを含む方法。
第1のパネルと第2のパネルとを備える密閉ユニットを製造する方法であって、条項1〜15の何れかの方法を使用して、第1のパネルと第2のパネルとの間にシールを形成するステップを含む方法。
条項17
条項16の方法を使用して製造される密封ユニット。
条項16の方法を使用して製造される密封ユニット。
条項18
シールを形成するための装置であって、
第1のパネルにシール経路に沿ってシーラー材料を堆積するように構成された堆積ユニットと、
第1のパネル及び第2のパネルが、シール経路の全てに沿ってシーラー材料が第1のパネル及び第2のパネルと接触する対面構成になるように、第1のパネル及び第2のパネルの何れか又は両方を移動させるように構成されたパネルハンドラーと、
シーラー材料がシール経路の全てに沿って第1のパネル及び第2のパネルと接触する一方で、シール経路に沿ってシーラー材料から得られる金属粒子を加熱して、シール経路に沿った金属粒子の溶融を生じさせるように構成された第1の加熱ユニットと、
溶融された金属粒子と第1のパネルとの間、及び溶融された金属粒子と第2のパネルとの間にシール経路に沿って連続溶接を提供し、それによって、シール経路に沿ってシールを生成するように構成された第2の加熱ユニットと
を備え、第2の加熱ユニットは、連続溶接を提供するように構成されたレーザーを備える、装置。
シールを形成するための装置であって、
第1のパネルにシール経路に沿ってシーラー材料を堆積するように構成された堆積ユニットと、
第1のパネル及び第2のパネルが、シール経路の全てに沿ってシーラー材料が第1のパネル及び第2のパネルと接触する対面構成になるように、第1のパネル及び第2のパネルの何れか又は両方を移動させるように構成されたパネルハンドラーと、
シーラー材料がシール経路の全てに沿って第1のパネル及び第2のパネルと接触する一方で、シール経路に沿ってシーラー材料から得られる金属粒子を加熱して、シール経路に沿った金属粒子の溶融を生じさせるように構成された第1の加熱ユニットと、
溶融された金属粒子と第1のパネルとの間、及び溶融された金属粒子と第2のパネルとの間にシール経路に沿って連続溶接を提供し、それによって、シール経路に沿ってシールを生成するように構成された第2の加熱ユニットと
を備え、第2の加熱ユニットは、連続溶接を提供するように構成されたレーザーを備える、装置。
条項19
レーザーは、50ps未満のパルス長を有するパルスを提供するように構成されている、条項18の装置。
レーザーは、50ps未満のパルス長を有するパルスを提供するように構成されている、条項18の装置。
条項20
シーラー材料の一部を加熱することによって除去し、それによって、シーラー材料の剛性を高めるように構成された第3の加熱ユニットを更に備え、
パネルハンドラーは、シーラー材料の剛性が第3の加熱ユニットによって高められた後、第1のパネル及び第2のパネルの何れか又は両方を対面構成に移動させるように構成されている、条項18又は19の装置。
シーラー材料の一部を加熱することによって除去し、それによって、シーラー材料の剛性を高めるように構成された第3の加熱ユニットを更に備え、
パネルハンドラーは、シーラー材料の剛性が第3の加熱ユニットによって高められた後、第1のパネル及び第2のパネルの何れか又は両方を対面構成に移動させるように構成されている、条項18又は19の装置。
条項21
シール経路は、第1のパネルと第2のパネルとの間の領域を少なくとも部分的に取り囲む、条項18〜20の何れかの装置。
シール経路は、第1のパネルと第2のパネルとの間の領域を少なくとも部分的に取り囲む、条項18〜20の何れかの装置。
条項22
シール経路によって少なくとも部分的に取り囲まれた領域内のガスの圧力又は組成を変化させ、続いて該領域を密封するように構成されたガス制御及びシーリング装置を更に備える、条項21の装置。
シール経路によって少なくとも部分的に取り囲まれた領域内のガスの圧力又は組成を変化させ、続いて該領域を密封するように構成されたガス制御及びシーリング装置を更に備える、条項21の装置。
Claims (22)
- シールを形成する方法であって、
第1のパネル及び第2のパネルを提供するステップであって、シーラー材料が、前記第1のパネルと前記第2のパネルとの間に存在し、前記シーラー材料は、シール経路の全てに沿って前記第1のパネル及び前記第2のパネルと接触する、ステップと、
前記シーラー材料が前記シール経路の全てに沿って前記第1のパネル及び前記第2のパネルと接触する一方で、前記シール経路に沿って前記シーラー材料から得られる金属粒子を加熱するために第1の加熱プロセスを行って、前記シール経路に沿った前記金属粒子の溶融を生じさせるステップと、
前記溶融された金属粒子と前記第1のパネルとの間、及び前記溶融された金属粒子と前記第2のパネルとの間に前記シール経路に沿って連続溶接を提供するために、前記第1の加熱プロセスとは別に第2の加熱プロセスを行うステップであって、それによって、前記シール経路に沿ってシールを生成する、ステップと
を含む方法であって、前記第2の加熱プロセスはレーザーを使用して行われる、方法。 - 前記シール経路に沿った前記第1の加熱プロセスによる前記金属粒子の溶融は、前記シール経路に沿った前記溶融された金属粒子と前記第1のパネル又は前記第2のパネルとの間の最大間隙が5ミクロンより小さい最大寸法を有するようになされる、請求項1に記載の方法。
- 前記第2の加熱プロセスは、50ps未満のパルス長を有するパルスを提供するように構成されたレーザーを使用して行われる、請求項1又は2に記載の方法。
- 前記第1のパネル及び前記第2のパネルを提供するステップは、順番に、
前記シーラー材料を前記第1のパネルに堆積するステップと、
前記シーラー材料の一部を除去するために、前記シーラー材料を加熱するステップであって、それによって、前記シーラー材料の剛性を高める、ステップと、
前記第1のパネル及び前記第2のパネルが、前記シーラー材料が前記シール経路の全てに沿って前記第1のパネル及び前記第2のパネルと接触する対向構成になるように、前記第1のパネル及び前記第2のパネルの何れか又は両方を移動させるステップと
を含む、請求項1〜3の何れか一項に記載の方法。 - 前記シーラー材料の加熱後の前記シーラー材料の剛性は、前記第1のパネル及び前記第2のパネルの何れか又は両方の移動中に、前記シーラー材料の高さが少なくとも5%低くなることができるようになされて、前記第1のパネル及び前記第2のパネルを対面構成にし、それによって、前記第1のパネルにおける不規則性、前記第2のパネルにおける不規則性、及び前記第2のパネルに対する前記第1のパネルの不整合のうちの1つ以上を補償する、請求項4に記載の方法。
- 前記シール経路は、前記第1のパネルと前記第2のパネルとの間の領域を少なくとも部分的に取り囲む、請求項1〜5の何れか一項に記載の方法。
- 前記シール経路は、閉ループの少なくとも95%を含む、請求項6に記載の方法。
- 前記連続溶接は、前記シール経路に沿った複数の平行ラインに沿って提供される、請求項6又は7に記載の方法。
- 前記金属粒子は、銀、金、ニッケル、アルミニウム、銅のうちの1つ以上を含む、請求項1〜8の何れか一項に記載の方法。
- 前記金属粒子は、金属マイクロ粒子又は金属ナノ粒子を含む、請求項1〜9の何れか一項に記載の方法。
- 前記シーラー材料は、母材に保持された前記金属粒子を含む、請求項1〜10の何れか一項に記載の方法。
- 前記母材は、液体又はペーストを含む、請求項11に記載の方法。
- 前記シール経路によって少なくとも部分的に取り囲まれた領域内のガスの圧力又は組成を変化させ、続いて前記領域を密封するステップを更に含む、請求項1〜12の何れか一項に記載の方法。
- 前記第1のパネル及び前記第2のパネルの何れか又は両方が、可視スペクトルにおける放射に対して透明である、請求項1〜13の何れか一項に記載の方法。
- 前記第1のパネルの何れか又は両方が、透明なガラス材料、好ましくはケイ酸塩ガラス、より好ましくはソーダ石灰ガラスを含む、請求項1〜14の何れか一項に記載の方法。
- 第1のパネルと第2のパネルとを備える密閉ユニットを製造する方法であって、請求項1〜15の何れか一項に記載の方法を使用して、前記第1のパネルと前記第2のパネルとの間にシールを形成するステップを含む方法。
- 請求項16に記載の方法を使用して製造される密封ユニット。
- シールを形成するための装置であって、
第1のパネルにシール経路に沿ってシーラー材料を堆積するように構成された堆積ユニットと、
前記第1のパネル及び第2のパネルが、シール経路の全てに沿って前記シーラー材料が前記第1のパネル及び前記第2のパネルと接触する対面構成になるように、前記第1のパネル及び前記第2のパネルの何れか又は両方を移動させるように構成されたパネルハンドラーと、
前記シーラー材料が前記シール経路の全てに沿って前記第1のパネル及び前記第2のパネルと接触する一方で、前記シール経路に沿って前記シーラー材料から得られる金属粒子を加熱して、前記シール経路に沿った前記金属粒子の溶融を生じさせるように構成された第1の加熱ユニットと、
前記溶融された金属粒子と前記第1のパネルとの間、及び前記溶融された金属粒子と前記第2のパネルとの間に前記シール経路に沿って連続溶接を提供し、それによって、前記シール経路に沿ってシールを生成するように構成された第2の加熱ユニットと
を備え、前記第2の加熱ユニットは、前記連続溶接を提供するように構成されたレーザーを備える、装置。 - 前記レーザーは、50ps未満のパルス長を有するパルスを提供するように構成されている、請求項18に記載の装置。
- 前記シーラー材料の一部を加熱することによって除去し、それによって、前記シーラー材料の剛性を高めるように構成された第3の加熱ユニットを更に備え、
前記パネルハンドラーは、前記シーラー材料の剛性が前記第3の加熱ユニットによって高められた後、前記第1のパネル及び前記第2のパネルの何れか又は両方を対面構成に移動させるように構成されている、請求項18又は19に記載の装置。 - 前記シール経路は、前記第1のパネルと第2のパネルとの間の領域を少なくとも部分的に取り囲む、請求項18〜20の何れかに記載の装置。
- 前記シール経路によって少なくとも部分的に取り囲まれた前記領域内のガスの圧力又は組成を変化させ、続いて前記領域を密封するように構成されたガス制御及びシーリング装置を更に備える、請求項21に記載の装置。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB1706185.4A GB2561580A (en) | 2017-04-19 | 2017-04-19 | Method of forming a seal, method of manufacturing a sealed unit, a sealed unit, and apparatus for forming a seal |
GB1706185.4 | 2017-04-19 | ||
PCT/GB2018/051016 WO2018193247A1 (en) | 2017-04-19 | 2018-04-18 | Method of forming a seal, method of manufacturing a sealed unit, a sealed unit, and apparatus for forming a seal |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020518103A true JP2020518103A (ja) | 2020-06-18 |
Family
ID=58744494
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019557435A Pending JP2020518103A (ja) | 2017-04-19 | 2018-04-18 | シールを形成する方法、密封ユニットを製造する方法、密封ユニット、及びシールを形成するための装置 |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20200122269A1 (ja) |
EP (1) | EP3613090A1 (ja) |
JP (1) | JP2020518103A (ja) |
KR (1) | KR20190141153A (ja) |
CN (1) | CN110574182A (ja) |
GB (1) | GB2561580A (ja) |
TW (1) | TW201904107A (ja) |
WO (1) | WO2018193247A1 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102019216718A1 (de) * | 2019-10-30 | 2021-05-06 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen eines Elektronikmoduls |
DE102020129205A1 (de) | 2020-11-05 | 2022-05-05 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein | Verfahren zur herstellung eines elektronischen bauelements und elektronisches bauelement |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6998776B2 (en) * | 2003-04-16 | 2006-02-14 | Corning Incorporated | Glass package that is hermetically sealed with a frit and method of fabrication |
US20050238803A1 (en) * | 2003-11-12 | 2005-10-27 | Tremel James D | Method for adhering getter material to a surface for use in electronic devices |
US20080124558A1 (en) * | 2006-08-18 | 2008-05-29 | Heather Debra Boek | Boro-silicate glass frits for hermetic sealing of light emitting device displays |
TW200836580A (en) * | 2007-02-28 | 2008-09-01 | Corning Inc | Seal for light emitting display device and method |
US8069549B2 (en) * | 2007-03-22 | 2011-12-06 | Seiko Epson Corporation | Method for sealing a quartz crystal device |
JP5119866B2 (ja) * | 2007-03-22 | 2013-01-16 | セイコーエプソン株式会社 | 水晶デバイス及びその封止方法 |
US8505804B2 (en) * | 2007-03-22 | 2013-08-13 | Tanaka Kikinzoku Kogyo K.K. | Metal paste for sealing, hermetic sealing method for piezoelectric element, and piezoelectric device |
JP5076166B2 (ja) * | 2008-05-16 | 2012-11-21 | セイコーエプソン株式会社 | 圧電デバイス及びその封止方法 |
KR102038844B1 (ko) * | 2011-06-16 | 2019-10-31 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 밀봉체의 제작 방법 및 밀봉체, 그리고 발광 장치의 제작 방법 및 발광 장치 |
TW201431149A (zh) * | 2013-01-18 | 2014-08-01 | Innolux Corp | 顯示裝置及其封裝方法 |
TWI790177B (zh) * | 2015-09-04 | 2023-01-11 | 美商康寧公司 | 包括透明密封件的裝置及製作該等密封件的方法 |
-
2017
- 2017-04-19 GB GB1706185.4A patent/GB2561580A/en not_active Withdrawn
-
2018
- 2018-04-18 CN CN201880026373.2A patent/CN110574182A/zh active Pending
- 2018-04-18 EP EP18721106.5A patent/EP3613090A1/en not_active Withdrawn
- 2018-04-18 US US16/606,524 patent/US20200122269A1/en not_active Abandoned
- 2018-04-18 WO PCT/GB2018/051016 patent/WO2018193247A1/en unknown
- 2018-04-18 JP JP2019557435A patent/JP2020518103A/ja active Pending
- 2018-04-18 KR KR1020197031214A patent/KR20190141153A/ko unknown
- 2018-04-19 TW TW107113307A patent/TW201904107A/zh unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB2561580A (en) | 2018-10-24 |
EP3613090A1 (en) | 2020-02-26 |
GB201706185D0 (en) | 2017-05-31 |
CN110574182A (zh) | 2019-12-13 |
WO2018193247A1 (en) | 2018-10-25 |
US20200122269A1 (en) | 2020-04-23 |
TW201904107A (zh) | 2019-01-16 |
KR20190141153A (ko) | 2019-12-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2900891B1 (en) | Low temperature hermetic sealing via laser | |
TWI680026B (zh) | 焊接第一基板及第二基板的方法及產生玻璃及/或玻璃-陶瓷封裝的方法 | |
TWI614137B (zh) | 使用低熔點玻璃或薄吸收膜雷射焊接透明玻璃片 | |
KR101565183B1 (ko) | 유리 외피 실링 방법 | |
JP4809368B2 (ja) | ガラスパッケージをフリット封止するためのシステムおよび方法 | |
KR100881798B1 (ko) | 디스플레이 소자를 캡슐화하기 위한 방법 | |
US9181126B2 (en) | Glass fusion method | |
TW201810755A (zh) | 具有雷射焊接密封件的顯示模組與模組化顯示器 | |
CN104023897A (zh) | 室温下的玻璃到玻璃、玻璃到塑料以及玻璃到陶瓷/半导体的结合 | |
FI20105539A (fi) | Menetelmä substraattien tiivistämiseksi ja kontaktoimiseksi laservalon avulla | |
JP2012209133A (ja) | 気密容器、画像表示装置及びこれらの製造方法 | |
JP4942207B2 (ja) | 気密容器の製造方法 | |
JP2012525314A (ja) | ガラス基板のレーザーシーリング装置 | |
US20170183223A1 (en) | Method of Bonding Two Substrates and Device Manufactured Thereby | |
CN103715371A (zh) | 一种封装方法及显示装置 | |
KR20180123103A (ko) | Uv-흡수 필름들을 포함하는 밀봉된 장치들 | |
JP2020518103A (ja) | シールを形成する方法、密封ユニットを製造する方法、密封ユニット、及びシールを形成するための装置 | |
TWI832831B (zh) | 用於製造微機械裝置之雷射接合方法、微機械組件及包含雷射接合連接之微機械裝置 | |
JP6747101B2 (ja) | 気密パッケージ及びその製造方法 | |
JP2012190607A (ja) | 気密容器の製造方法 | |
CN1585103A (zh) | 一种局部键合后封装方法 | |
KR101578073B1 (ko) | 기밀 밀봉 방법 및 기밀 밀봉된 기판 패키지 | |
Okamoto et al. | Novel micro-welding of silicon and glass by ultrashort pulsed laser | |
WO2011067700A1 (en) | Substrate connection by heat activated binder |