KR20160147833A - 고 열팽창 유리 및 유리-세라믹의 레이저 용접 - Google Patents

고 열팽창 유리 및 유리-세라믹의 레이저 용접 Download PDF

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KR20160147833A
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glass
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mol
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매튜 존 데네카
알렉산더 믹하일로비치 스트렐초프
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코닝 인코포레이티드
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Abstract

제1 기판과 제2 기판을 용접하는 방법은 여기에 개시되고, 상기 방법은 기판 계면을 형성하기 위해 제1 및 제2 기판들을 접촉시키는 단계, 및 상기 기판 계면 상으로 제2 기판을 통해 미리 결정된 파장에서 작동하는 레이저 빔을 전달하는 단계를 포함하며, 여기서 상기 제1 기판은 상기 제1 기판과 제2 기판 사이에 용접 부위를 형성하기 위해 충분한 양으로 상기 레이저 빔으로부터 광을 흡수한다. 본 개시는 또한 여기에 개시된 방법에 따라 생산된 OLED 디스플레이 및 유리 및/또는 유리-세라믹 포장재에 관한 것이다.

Description

고 열팽창 유리 및 유리-세라믹의 레이저 용접 {LASER WELDING OF HIGH THERMAL EXPANSION GLASSES AND GLASS-CERAMICS}
본 출원은 2014년 4월 21일자에 출원된 미국 가 특허출원 제61/982,015호의 우선권을 주장하고, 이의 전체적인 내용은 참조로서 여기에 혼입된다.
본 개시는 일반적으로 고 열팽창 기판을 용접하기 위한 방법에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는, 레이저 용접을 사용하여 높은 열팽창계수를 갖는 유리 및 유리-세라믹 기판을 기밀하게 밀봉하기 위한 방법에 관한 것이다.
기밀하게 결합된 유리 패키지 (packages) 및 캐이싱 (casings)은, 지속 동작 (sustained operation)을 위한 기밀 환경으로부터 이익을 얻을 수 있는 전자장치 및 기타 장치에 대한 적용에 대해 점점 인기가 높아지고 있다. 기밀 패키지로부터 이익을 얻을 수 있는 대표적인 장치는 텔레비전, 센서, 광학 장치, 유기 발광 다이오드 (OLED) 디스플레이, 3D 잉크젯 프린터, 고체-상태 광원 (solid-state lighting sources), 및 광전지 구조를 포함한다.
유리, 세라믹, 및/또는 유리-세라믹 기판들은 전통적으로, 에폭시 또는 다른 밀봉재로 또는 없이, 가열로에서 상기 기판들을 놓아 밀봉되었다. 그러나, 가열로는 통상적으로, OLEDs와 같은, 많은 장치에 부적절한 높은 공정 온도에서 작동한다. 예를 들어, OLEDs는 일반적으로 열-민감 부품을 보호하기 위해, 약 100℃ 미만, 또는 약 85℃ 미만의 온도에서 가공되어야 한다.
다른 종래 기술 방법은 기판들 사이에 흡수층 또는 유리 프릿을 놓은 단계를 포함한다. 그러나, 이러한 층의 부가는 밀봉 공정을 복잡하게 하고, 오염 물질을 도입하며, 및/또는 작동 비용을 증가시킬 수 있다. 유리 프릿은 또한 OLED와 같은 장치에 부적절한 더 높은 온도에서 종종 가공되며, 및/또는 밀봉시 바람직하지 않은 유리를 생산할 수 있다.
유리 기판은 초고속 레이저 (ultrafast lasers)를 사용하여 중간층 없이 출원인에 의해 기밀하게 밀봉되었다. 그러나, 이들 직접 유리-대-유리 방법은 지금까지는 오직 낮은 열팽창계수 (CTE) (예를 들어, 약 4 ppm/℃ 이하)를 갖는 유리로 성공해왔다. 유사하게, 유리 프릿 방법은 또한 전통적으로 오직 저 팽창 유리를 밀봉하는데 사용되어 왔다.
고 팽창 유리를 밀봉하기 위한 시도는, 따라서 성공하지 못하였고, 저속 (약 10 ㎜/s 이하)으로 제한되며, 및/또는 증가된 속도 (약 20 ㎜/s)로 기판 가열을 요구하는데, 이의 모두는 더 높은 기밀 패키지 제작 시간, 비용, 및/또는 복잡성을 결과할 수 있다. 따라서, 기타 장점들 중에서, 제작 비용의 감소 및/또는 생산율을 증가시킬 수 있는, 더 빠른 속도 및 더 낮은 온도에서, 고-CTE (예를 들어, > 5 ppm/℃) 기판을 용접하기 위한 방법을 제공하는 것은 유리할 것이다. 최종 밀봉 패키지는, OLED와 같은, 다수의 전자장치 및 기타 장치를 보호하는데 사용될 수 있다.
본 개시는, 다양한 구체 예에서, 제1 기판 및 제2 기판을 용접하기 위한 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 기판 계면을 형성하기 위해 제1 및 제2 기판들을 접촉시키는 단계, 및 상기 기판 계면 상으로 제2 기판을 통해 미리 결정된 파장에서 작동하는 레이저 빔을 전달하는 단계를 포함하고; 여기서, 상기 제1 기판은 충분한 양으로 레이저 빔으로부터 광을 흡수하여 제1 기판과 제2 기판 사이에 용접 부위를 형성한다.
다양한 구체 예에 따르면, 제1 기판은 약 10 cm-1 초과의 미리 결정된 파장에서 흡수를 갖고, 제2 기판은 약 1 cm-1 미만의 미리 결정된 파장에서 흡수를 갖는다. 다른 구체 예에서, 제1 및 제2 기판들 중 적어도 하나는 약 5 ppm/℃ 초과의 열팽창계수 (CTE)를 갖는다. 제1 및 제2 기판들은, 어떤 구체 예에서, 선택적으로 화학적으로 강화된, 화학적으로 템퍼링된 및/또는 열적으로 텀퍼링될 수 있는, 유리, 세라믹, 및 유리-세라믹으로부터 선택될 수 있다. 또 다른 구체 예에 따르면, 레이저는 UV, 가시, 및 근-적외선 (NIR) 파장들에서 작용할 수 있다. 또 다른 구체 예에서, 제1 및 제2 기판들은 기밀 밀봉을 형성하기 위해 함께 용접될 수 있다.
본 개시는 또한 여기에 개시된 방법에 따라 생산된 기밀 밀봉된 유리 및/또는 유리-세라믹 패키지 및 OLED 디스플레이에 관한 것이다.
본 개시의 부가적인 특색 및 장점은 하기 상세한 설명에서 서술될 것이고, 부분적으로 하기 상세한 설명으로부터 기술분야의 당업자에게 명백하거나, 또는 하기 상세한 설명, 청구항뿐만 아니라 첨부된 도면을 포함하는, 여기에 기재된 구체 예를 실행시켜 용이하게 인지될 것이다.
전술한 배경기술 및 하기 상세한 설명 모두는 본 개시의 다양한 구체 예를 제공하고, 청구항의 본질 및 특징을 이해하기 위한 개요 또는 틀거리를 제공하도록 의도된 것으로 이해될 것이다. 수반되는 도면은 본 개시의 또 다른 이해를 제공하기 위해 포함되고, 본 명세서에 혼입되며, 본 명세서의 일부를 구성한다. 도면은 본 개시의 다양한 구체 예를 예시하고, 상세한 설명과 함께 청구된 주제의 원리 및 작동을 설명하기 위해 제공된다.
하기 상세한 설명은 다음의 도면들과 함께 판독하는 경우 최선으로 이해될 것이고, 여기서 동일한 구조는 동일한 참조번호로 나타낸다:
도 1은 본 개시의 다양한 구체 예에 따라 밀봉된 패키지를 생산하기 위한 부품을 예시하는 측면도이다.
도 2는 본 개시의 다양한 구체 예에 따라 개략적인 초점조정 (focusing)을 예시하는 측면도이다.
제1 기판 및 제2 기판을 용접하기 위한 방법은 여기에 개시되고, 상기 방법은 기판 계면을 형성하기 위해 제1 및 제2 기판들을 접촉시키는 단계, 및 상기 기판 계면 상으로 제2 기판을 통하여 미리 결정된 파장에서 작동하는 레이저 빔을 전달하는 단계를 포함하고, 여기서, 제1 기판은 충분한 양으로 레이저 빔으로부터 광을 흡수하여 제1 기판과 제2 기판 사이에 용접을 형성하며, 여기서, 제1 기판은 약 10 cm-1 초과의 미리 결정된 파장에서 흡수하고, 제2 기판은 약 1 cm-1 미만의 미리 결정된 파장에서 흡수하며, 및 여기서, 제1 및 제2 기판들 중 적어도 하나는 약 5 ppm/℃ 초과의 열팽창계수 (CTE)를 갖는다. 이들 방법에 따라 생산된 밀봉된 유리 및/또는 유리-세라믹 패키지 및 OLED 디스플레이는 또한 여기에 개시된다.
물질
본 개시는 유리, 세라믹, 유리-세라믹 기판, 및/또는 다른 기판의 밀봉, 예를 들어, 용접 또는 기밀 밀봉에 관한 것이다. 어떤 구체 예에서, 제1 및 제2 기판들은 유리 및 유리-세라믹으로부터 선택될 수 있다. 비-제한 예로서, 제1 및 제2 기판들은 소다-라임 실리케이트, 알루미노실리케이트, 알칼리-알루미노실리케이트, 보로실리케이트, 알칼리-보로실리케이트, 알루미노보로실리케이트, 및 알칼리-알루미노보로실리케이트 유리 및 유리-세라믹으로부터 선택될 수 있다. 이들 기판은, 다양한 구체 예에서, 화학적으로 강화된, 화학적으로 템퍼링된, 및/또는 열적으로 템퍼링될 수 있다. 상업적으로 이용 가능한 기판의 적절한 비-제한 예로는, 코닝 사로부터 EAGLE XG®, Lotus™, Willow®, 및 Gorilla® 유리를 포함하고, 이들 유리로부터 생산된 유리-세라믹뿐만 아니라, 이의 화학적으로 강화된, 화학적으로 템퍼링된, 및/또는 열적으로 템퍼링된 버전을 포함한다. 이온 교환에 의해 화학적으로 강화된 유리 및 유리-세라믹은, 몇몇 비-제한 구체 예에 따라 기판으로 적절할 수 있다. 다른 구체 예에서, 제1 및/또는 제2 기판은 프리-스트레스된 적층 (pre-stressed laminate)일 수 있다.
또 다른 구체 예에 따르면, 제1 및/또는 제2 기판들은 약 100 MPa 초과의 압축 응력 및 약 10 microns 초과의 압축 응력의 층의 깊이 (DOL)를 갖는다. 또 다른 구체 예에서, 제1 및/또는 제2 기판들은 약 500 MPa 초과의 압축 응력 및 약 20 microns 초과의 DOL을 가질 수 있다.
제1 기판은, 다양한 구체 예에서, 밀봉 기판, 예를 들어, 레이저 빔으로부터 광을 흡수하는 기판일 수 있다. 어떤 구체 예에서, 제1 기판은 레이저 빔으로부터 광 흡수에 의해 가열될 수 있고, 용접 또는 기밀 밀봉을 형성하기 위해 팽창될 수 있다. 따라서, 제1 기판은 레이저의 제공된 작동 파장에서 약 10 cm-1 초과, 예를 들어, 약 15 cm-1 초과, 약 20 cm-1 초과, 약 30 cm-1 초과, 약 40 cm-1 초과, 또는 약 50 cm- 1를 초과하는 흡수를 가질 수 있다. 높은 흡수 수준을 달성하기 위해, 제1 기판은 전이 금속 또는 희토류 금속 이온과 같은, 흡수 종 (absorbing species)으로 도핑될 수 있다. 상기 기판은 또한 발색단 (chromophore)을 촉발시키거나 또는 짙게 착색된 유리-세라믹을 형성하기 위해 열적으로 타격될 수 있다. 다른 적절한 흡수 기판은 2013년 9월 27일자에 출원된 국제 특허출원 제PCT/US2013/062106에 개시되며, 이의 전체적인 내용은 참조로 여기에 혼입된다.
어떤 구체 예에 따르면, 제1 기판은 적어도 하나의 전이금속 산화물 또는 희토류 산화물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 기판은 철, 구리, 바나듐, 망간, 코발트, 니켈, 크롬, 이트륨, 및 란타늄 산화물로부터 선택된 적어도 하나의 산화물을 포함할 수 있다. 전이 금속 또는 희토류 산화물의 양은 제1 기판의 원하는 흡수 특성에 의존하여 변화될 수 있지만, 예를 들어, 약 0.1-5 mol%, 약 0.2-3 mol%, 약 0.3-2 mol%, 또는 약 0.5-1 mol%과 같은, 약 0.05-10 mol%의 범위와, 이들 사이의 모든 범위 및 서브범위를 포함할 수 있다.
제1 기판은 원하는 파장에서 충분한 흡수를 제공하는 어떤 적절한 조성물을 가질 수 있다. 비-제한 예로서, 제1 기판은 약 30-75 mol% SiO2, 약 0-40 mol% Al2O3, 약 0-15 mol% B2O3, 약 0-20 mol% Na2O, 약 0-10 mol% K2O, 약 0-20 mol% Li2O, 약 0-10 mol% MgO, 약 0-10 mol% CaO, 약 0-1 mol% SnO2, 약 0-5 mol% ZrO2, 약 0-10 mol% TiO2, 및 약 0.05-10 mol%의 전술된 적어도 하나의 전이금속 산화물 또는 희토류 산화물을 포함하는 유리 또는 유리-세라믹일 수 있다. 부가적인 비-제한 구체 예에서, 제1 기판은 약 30-75 mol% SiO2, 약 0-40 mol% Al2O3, 약 0-15 mol% B2O3, 약 5-35 mol% (Li2O+Na2O+K2O), 약 5-35 mol% (MgO+CaO), 약 0-1 mol% SnO2, 약 0-5 mol% ZrO2, 약 0-10 mol% TiO2, 및 약 0.05-10 mol%의 적어도 하나의 전이금속 산화물 또는 희토류 산화물을 포함한다.
또 다른 구체 예에 따르면, 제1 기판은 약 60-70 mol% SiO2, 약 5-15 mol% Al2O3, 약 1-10 mol% B2O3, 약 5-20 mol% Na2O, 약 0-5 mol% K2O, 약 0-5 mol% Li2O, 약 1-5 mol% MgO, 약 0-5 mol% CaO, 약 0-0.5 mol% SnO2, 약 0-1 mol% ZrO2, 약 0.1-5 mol% TiO2, 및 약 0.1-3 mol%의 적어도 하나의 전이금속 산화물 또는 희토류 산화물을 포함할 수 있다. 또 다른 구체 예에 따르면, 제1 기판은 약 62-68 mol% SiO2, 약 10-14 mol% Al2O3, 약 3-10 mol% B2O3, 약 5-18 mol% Na2O, 약 0-5 mol% K2O, 약 0-5 mol% Li2O, 약 1-3 mol% MgO, 약 0-2 mol% CaO, 약 0-0.2 mol% SnO2, 약 0-0.5 mol% ZrO2, 약 0.5-2 mol% TiO2, 및 약 0.5-2 mol%의 적어도 하나의 전이금속 산화물 또는 희토류 산화물을 포함할 수 있다.
특정의, 그러나 비-제한 유리 및/또는 유리-세라믹의 조성물은, 이들 기판에 대해 관찰된 CTE 값과 함께, 하기 표 1의 표 1a에 제공된다.
표 1a: 대표적인 유리 및 유리-세라믹 기판
1 2 3 4 5 6 7
SiO2 63.813 64.046 64.277 64.306 64.404 64.357 64.201
Al2O3 13.834 13.599 13.240 13.267 13.327 13.297 13.274
B2O3 5.082 5.173 5.369 5.241 5.188 5.173 5.298
Li2O 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
Na2O 13.614 13.766 13.794 13.881 13.794 13.835 13.902
K2O 0.015 0.014 0.002 0.002 0.002 0.002 0.001
MgO 1.747 1.431 2.040 1.546 1.274 1.898 1.805
CaO 0.034 0.031 0.036 0.031 0.031 0.035 0.033
SnO2 0.049 0.053 0.003 0.003 0.003 0.003 0.003
ZrO2 0.028 0.062 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
TiO2 1.202 0.977 0.734 1.217 1.470 1.079 0.980
Fe2O3 0.567 0.736 0.505 0.506 0.506 0.322 0.503
MnO 0.016 0.111 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
CTE (ppm/℃) 7.41 7.47 7.55 7.60 7.54 7.58 7.72
8 9 10 11 12 13
SiO2 64.248 66.710 63.908 63.889 65.667 66.720
Al2O3 13.267 11.880 13.579 13.339 12.945 11.868
B2O3 5.282 6.750 5.355 5.443 4.009 6.749
Li2O 0.000 4.420 0.000 0.000 0.000 4.437
Na2O 13.902 6.790 13.784 13.936 13.242 6.709
K2O 0.002 0.480 0.018 0.019 0.463 0.479
MgO 1.693 1.570 1.554 1.511 1.662 1.570
CaO 0.032 0.000 0.032 0.030 0.035 0.040
SnO2 0.003 0.000 0.038 0.034 0.023 0.021
ZrO2 0.000 0.000 0.009 0.013 0.009 0.008
TiO2 0.882 0.880 1.183 1.225 1.265 0.862
Fe2O3 0.689 0.520 0.519 0.542 0.661 0.516
MnO 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
CTE (ppm/℃) 7.66 6.04 7.50 7.51 7.60 6.03
부가적인 대표 유리 및/또는 유리-세라믹의 조성물은 하기 표 1b에 제공된다.
[표 1b]
Figure pct00001
[표 1b 계속]
Figure pct00002
[표 1b 계속]
Figure pct00003
[표 1b 계속]
Figure pct00004
제2 기판은, 제2 기판이 레이저 빔 파장에서 광을, 흡수하지 않거나 또는 실질적으로 흡수하지 않는 것을 제외하고는, 제1 기판과 유사할 수 있다. 제2 기판은, 몇몇 구체 예에서, 레이저의 작동 파장에서 약 1 cm-1 미만, 예를 들어, 약 0.5 cm-1 미만, 약 0.3 cm-1 미만, 또는 약 0.1 cm-1 미만으로 흡수를 갖는다.
따라서, 제2 기판은, 전이 금속 또는 희토류 금속 이온과 같이, 적어도 하나의 광 흡수 종으로 도핑되지 않거나, 또는 작동 파장에서 흡수가 충분히 낮게 (약 1 cm-1 미만) 머무르도록 오직 미량 또는 소량의 흡수 종을 함유하거나 또는 함유하지 않는다. 제2 기판은 제1 기판에 조성물과 유사할 수 있거나, 또는 완전히 다른 조성을 가질 수 있다.
어떤 구체 예에서, 제1 기판은 유리-세라믹 기판일 수 있고, 제2 기판은 (광 흡수 종의 제외하고) 제1 기판과 같거나 또는 다른 산화물을 포함하는 유리 기판일 수 있다. 비-제한 예로서, 제2 기판은 Gorilla® 유리일 수 있고, 반면에 제1 기판은 적어도 하나의 전이 금속 또는 희토류 금속 이온으로 도핑된 Gorilla® 유리-세라믹일 수 있다. 다른 구체 예에서, 상기 제1 및 제2 기판은 다른 조성을 가질 수 있다. 예를 들어, 제2 기판은 소다-라임 유리일 수 있고, 반면에 제1 기판은 적어도 하나의 전이 금속 또는 희토류 금속 이온으로 도핑된 알칼리-알루미노실리케이트 유리-세라믹일 수 있다. 다른 조합은 구상되며, 기술분야의 당업자의 능력 내에 있다.
여기에 개시된 방법은, 예를 들어, 약 5 ppm/℃ 초과, 약 6 ppm/℃ 초과, 약 7 ppm/℃ 초과, 약 8 ppm/℃ 초과, 또는 약 9 ppm/℃를 초과하는, 더 높은 CTE 값과 이들 사이 모든 범위 및 서브범위를 포함하는 값을 갖는 기판의 밀봉, 예를 들어, 기밀 밀봉을 가능하게 한다. 어떤 구체 예에서, 제1 및/또는 제2 기판은, 약 6 내지 약 8 ppm/℃과 같은, 약 5 내지 약 10 ppm/℃의 CTE 범위와, 이들 사이 모든 범위 및 서브 범위를 포함할 수 있다. 유리하게, 여기에 개시된 방법은 다른 CTE 값을 갖는 기판들 사이에 형성될 밀봉을 가능하게 한다. 예를 들어, 제1 기판은 높은 CTE 물질일 수 있고, 반면에 제2 기판은 낮은 CTE 물질일 수 있으며, 또는 반대일 수 있다. 다양한 구체 예에 따르면, 제1 및 제2 기판들 모두는 높은 CTE, 예를 들어, 약 5 ppm/℃를 초과하는 CTE를 갖는다.
다양한 구체 예에 따르면, 적어도 하나의 제3 기판은 제1 및 제2 기판들 상에 배치 또는 사이에 삽입될 수 있다. 예를 들어, 제3 기판은 전기회로, 유기층, 양극, 음극, 및/또는 기밀 환경으로부터 이익을 얻을 수 있는 어떤 다른 기판 또는 물체로부터 선택될 수 있다. OLED의 경우에서, 적어도 하나 유기층, 양극, 및 음극은 제1 및 제2 기판들 사이에 위치될 수 있다. 이들 구체 예에서, 유기층은 기판 계면을 형성하는 제1 및/또는 제2 기판의 표면상에 배치될 수 있다. 전극들은 OLED 디스플레이를 생산하기 위해 기밀 밀봉된 기판과 유리 패키지 사이에 위치될 수 있다. 다른 기판 및 품목을 포함하는 다른 기밀 밀봉된 패키지는 구상되며, 본 개시의 범주 내에 있다.
방법
여기에 개시된 방법에 따르면, 제1 및 제2 기판들은 기판 계면을 형성하도록 접촉된다. 기판 계면은 제1 및 제2 기판들의 표면 사이, 예를 들어, 용접 또는 밀봉에 의해 결합될 표면의 접촉점 (point of contact)으로 여기에서 언급된다. 기판은 기술분야에서 알려진 어떤 수단에 의해 접촉될 수 있고, 어떤 구체 예에서, 힘, 예를 들어, 인가 압축력을 사용하여 접촉될 수 있다. 또 다른 비-제한 예로서, 기판은 두 개의 플레이트 사이에 배열되고, 함께 가압될 수 있다. 어떤 구체 예에서, 클램프 (clamps), 브래킷 (brackets), 및/또는 다른 설치물 (fixtures)은 기판 계면에 우수한 접촉을 보장하기 위해 압축력을 적용하는데 사용될 수 있다. 다양한 비-제한 구체 예에 따르면, 두 개의 실리카 플레이트는, 비록 다른 물질을 포함하는 플레이트가 구상될지라도, 사용될 수 있다. 유리하게, 만약 플레이트가 사용된다면, 제2 기판에 인접한 플레이트는, 레이저 빔 광이 기판 계면에 집중되는 것을 보장하기 위해, 레이저 파장에서 광을 흡수하지 않아야 하고 및/또는 투명해야 한다. 제1 기판에 인접한 플레이트는, 몇몇 구체 예에서 투명할 수 있지만, 또한 어떤 적절한 물질로 구성될 수 있다.
레이저는 기판 용접을 위해 기술분야에서 알려진 어떤 적절한 레이저로부터 선택될 수 있다. 예를 들어, 레이저는 UV (~350-400 nm), 가시 (~400-700 nm), 또는 NIR (~750-1400 nm) 파장들에서 광을 방사할 수 있다. 어떤 구체 예에서, 약 355 nm, 또는 어떤 다른 적절한 UV 파장에서 작동하는 고-반복률 펄스 UV 레이저는 사용될 수 있다. 다른 구체 예에서, 약 532 nm, 또는 어떤 다른 적절한 가시 파장에서 작동하는 연속파 레이저는 사용될 수 있다. 또 다른 구체 예에서, 약 810 nm, 또는 어떤 다른 적절한 NIR 파장에서 작동하는 근-적외선 레이저는 사용될 수 있다. 다양한 구체 예에 따르면, 레이저는, 약 350 nm 내지 약 1400 nm, 약 400 nm 내지 약 1000 nm, 약 450 nm 내지 약 750 nm, 약 500 nm 내지 약 700 nm, 또는 약 600 nm 내지 약 650 nm과 같은, 약 300 nm 내지 약 1600 nm, 또는 이들 사이의 모든 범위 및 서브범위를 포함하는, 미리 결정된 파장 범위에서 작동할 수 있다.
다양한 구체 예에 따르면, 레이저 빔은 기판 계면 상으로 제2 기판을 통하여 (예를 들어, 제2 기판상에 입사) 전달되고, 이에 의해 제1 기판은 기판들 사이에 용접 부위를 생성하기 위해 충분한 양의 광을 흡수한다. 어떤 구체 예에서, 레이저 빔은, 약 3W 초과, 예를 들어, 약 7W 내지 약 12W, 약 8W 내지 약 11W, 또는 약 9W 내지 약 10W과 같은, 약 6W 내지 약 13W 범위와, 이들 사이의 모든 범위 및 서브범위를 포함하는, 평균 파워 (power)에서 작동한다. 레이저는 어떤 주파수에서 작동할 수 있고, 어떤 구체 예에서, 준-연속 (quasi-continuous) 또는 연속 방식으로 작동할 수 있다. 다른 구체 예에서, 레이저는, 약 50 MHz 또는 100 kHz 내지 1 MHz, 또는 1 MHz 내지 50 MHz, 이들 사이의 모든 범위 및 서브 범위를 포함하는 MHz에서 버스트 (burst) 내의 개별 펄스 사이에 시간 분리 (time separation)를 갖는 다수의 버스트를 구비한 버스트 모드에서 작동될 수 있다. 몇몇 비 제한 단일 펄스 구체 예에서, 레이저는, 약 1 MHz 내지 약 4 MHz, 또는 약 2 MHz 내지 약 3 MHz, 예를 들어, 약 1 MHz 내지 약 3 MHz와 같은, 약 0.5 MHz 내지 약 5 MHz의 범위와, 이들 사이의 모든 범위 및 서브 범위를 포함하는, 인접 펄스들 (반복률 (repetition rate)) 사이에서 주파수 또는 시간 분리를 가질 수 있다. 다양한 구체 예에 따르면, 레이저는 약 1 MHz를 초과하는 반복률을 가질 수 있다. 펄스의 기간 또는 펄스 폭은 변화할 수 있는데, 예를 들어, 상기 기간은 어떤 구체 예에서, 약 1 ns 미만일 수 있다. 다른 구체 예에서, 펄스 폭 또는 기간은 약 15 ps 미만, 약 10 ps 미만, 또는 약 1 ps 미만일 수 있다.
다양한 구체 예에 따르면, 레이저 빔은, 빔이 제1 또는 제2 기판상에 더 많이 또는 더 적게 집중될 수 있도록, 다양한 형태로 기판 계면 상에 집중될 수 있다. 예를 들어, 빔은 제1 기판상에 다소 더 집중될 수 있거나 또는 제2 기판상에 다소 더 집중될 수 있다. 어떤 구체 예에서, 레이저 빔은 기판 바로 아래, 예를 들어, 제1 기판에 다소 알맞게 집중될 수 있다. 다른 구체 예에서, 레이저 빔은 연관된 레이저 광학기기에서 액시콘 (axicon)을 사용하여 선을 따라 집중될 수 있고, 이에 의해 가우시안 베셀 빔 (Gaussian Bessel beam)을 제공하여 관심의 기판을 조사한다. 다양한 비-제한 초점 형태의 상세한 설명은 하기 실시 예에서 서술한다.
다양한 구체 예에 따르면, 빔은 계면 상에 빔 스폿 직경 (beam spot diameter)이 약 300 microns 미만일 수 있도록 기판 계면 상에 전달될 수 있거나 또는 집중될 수 있다. 예를 들어, 빔 스폿 직경은 약 200 microns 미만일 수 있거나 또는 약 100 microns 내지 약 200 microns와 같은, 약 75 microns 내지 약 225 microns의 범위와, 이들 사이의 모든 범위 및 서브 범위를 포함할 수 있다.
레이저 빔은, 사각형, 직사각형, 원형, 타원형, 또는 어떤 다른 적절한 패턴 또는 모양과 같이, 어떤 패턴 또는 미리 결정된 경로에서 기판을 따라 스캔될 수 있거나 또는 이동될 수 있어서, 예를 들어, 관심의 기판들 사이에 위치된 하나 이상의 장치를 기밀 밀봉한다. 레이저 빔 (또는 기판)이 계면을 따라 움직이는 이동 속도 (translation speed)는 적용에 의해 변화될 수 있고, 예를 들어, 제1 및 제2 기판들의 조성물 및/또는 초점 형태 및/또는 레이저 파워, 주파수, 및/또는 파장에 의존할 수 있다. 어떤 구체 예에서, 레이저는 약 10 ㎜/s 내지 약 1000 ㎜/s의 범위, 예를 들어, 약 100 ㎜/s 초과, 약 200 ㎜/s 초과, 약 300 ㎜/s 초과, 약 400 ㎜/s 초과, 약 500 ㎜/s 초과, 또는 약 600 ㎜/s 초과와 같은, 약 50 ㎜/s 내지 약 700 ㎜/s, 또는 이들 사이의 모든 범위 및 서브 범위를 포함하는, 이동 속도를 가질 수 있다.
여기에 개시된 다양한 구체 예에 따르면, 레이저 파장, 펄스 기간, 반복률, 평균 파워, 초점조정 조건, 및 기타 연관된 파라미터는 제1 및 제2 기판들을 함께 용접하기에 충분한 에너지를 생산하기 위해 변화될 수 있다. 원하는 적용을 위해 필요에 따라 이들 파라미터를 변화시키는 것은 기술분야의 당업자의 능력 내에 있다. 다양한 구체 예에서, 레이저 플루엔스 (fluence) (또는 강도 (intensity))는 제1 및/또는 제2 기판의 손상 임계치 (damage threshold) 아래인데, 예를 들어, 레이저는 기판을 함께 용접하기에 충분한 강도이지만, 기판을 손상시키지 않는 강도 조건하에서 작동한다. 어떤 구체 예에서, 레이저 빔은 레이저 빔의 반복률 및 기판 계면에서 레이저 빔의 직경의 산물 이하인 이동 속도에서 작동할 수 있다.
레이저 빔은, 몇몇 구체 예에서, 변화하는 폭을 갖는 기판 계면 상에 용접 부위 또는 융합 라인 (예를 들어, 밀봉의 영역)을 형성할 수 있다. 몇몇 구체 예에서, 용접 부위는 약 70 내지 약 220 microns, 예를 들어, 약 100 내지 약 200 microns, 약 120 내지 약 180 microns, 또는 약 130 내지 약 170 microns 범위의 폭, 또는 이들 사이의 모든 범위 및 서브 범위를 포함하는 폭을 가질 수 있다.
여기에 개시된 방법을 수행하기 위한 하나의 가능한 형태의 측면도인, 도 1을 참조하면, 제1 기판 (110) 및 제2 기판 (115)은 두 개의 플레이트 (120 및 125) 사이에 놓이고, 인가된 힘 (applied force) (130)을 사용하여 접촉을 시키고 기판 계면 (140)을 형성한다. 레이저 빔 (150)은 그 다음 미리 결정된 경로 (160)을 따라 스캔될 수 있어 융합 라인 (170)을 형성한다. 밀봉 유리 패키지는 따라서 형성될 수 있다. 선택적으로, 비록 제3 기판이 도 1에 예시되지 않았지만, 제3 기판은 기판들 (110 및 115) 사이에 포함될 수 있다. 상기 형태에 대하여 다양한 다른 변형은 묘사되지 않았지만 구상될 수 있며, 본 발명의 범주에 포함되는 것으로 또한 이해될 것이다.
다양한 개시된 구체 예는 그 특정 구체 예와 연관하여 기재된 특정 특색, 요소 또는 단계를 포함할 수 있는 것으로 인정될 것이다. 또한, 특정 특색, 요소 또는 단계는, 비록 하나의 특정 구체 예에 관련하여 기재될지라도, 다양한 예시되지 않은 조합 또는 치환에서 선택적인 구체 예와 상호 교환되거나 또는 조합될 수 있는 것으로 인정될 것이다.
또한, 여기에 사용된 바와 같은, "단수" 및 "복수"는 특별히 구분없이 사용되며, 별도의 언급이 없는 한, "단수" 및 "복수"는 "적어도 하나" 또는 "하나 이상"을 의미한다. 따라서, 예를 들어, "산화물"에 대한 기준은, 별도의 언급이 없는 한, 둘 이상의 이러한 "산화물들"을 갖는 실시 예들을 포함한다.
범위는 "약" 하나의 특정 값으로부터, 및/또는 "약" 다른 특정 값으로 여기에서 표현될 수 있다. 이러한 범위가 표현된 경우, 실시 예들은 하나의 특정 값으로부터 및/또는 다른 특정 값까지를 포함한다. 예를 들어, "약 1-5%"는 약 1% 내지 약 5%, 약 1% 내지 5%, 1% 내지 약 5%, 또는 1% 내지 5%를 나타내는 것으로 의도된다. 유사하게, 선행사 "약"의 사용에 의해, 값이 대략으로 표현된 경우, 특정 값이 또 다른 관점을 형성하는 것으로 이해될 것이다. 상기 범위의 각 말단 점은 다른 말단 점과 관련하여, 그리고 상기 다른 말단 점에 독립적으로 모두 의미 있는 것으로 더욱 이해될 것이다.
특별한 언급이 없는 한, 여기에서 서술된 어떤 방법은 이의 단계들이 특정한 순서로 수행되는 것을 요구하는 것으로 해석되는 것으로 의도되지 않는다. 따라서, 방법 청구항이 이의 단계를 수반하는 순서를 사실상 열거하지 않거나, 또는 상기 단계가 특정한 순서로 제한되는 것으로 청구항 또는 상세한 설명에서 구체적으로 언급되지 않는 경우, 어떤 특정 순서로 추정되는 것으로 의도되지 않는다.
특정 구체 예의 다양한 특색, 요소 또는 단계들이 전환 문구 "포함하는" 사용하여 개시된 경우, 전환 문구 "이루어지는" 또는 "필수적으로 이루어지는"을 사용하여 기재될 수 있는 것들을 포함하는 대체 가능한 구체 예가 함축된 것으로 이해될 것이다. 따라서, 예를 들어, A+B+C를 포함하는 유리에 대하여 암시적인 선택적인 구체 예는 A+B+C로 이루어진 유리인 경우의 구체 예 및 A+B+C로 필수적으로 이루어진 유리인 경우의 구체 예를 포함한다.
다양한 변형 및 변화가 본 개시의 사상 및 범주를 벗어나지 않고 본 개시에 대해 만들어질 수 있음은 당업자에게 명백할 것이다. 본 개시의 사상 및 물질을 혼입하는 개시된 구체 예의 변형, 조합, 서브-조합 및 변화가 기술분야에서 당업자에게 발생할 수 있기 때문에, 본 발명은 첨부된 청구항 및 이들의 균등물의 범주 내의 모든 것을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
하기 실시 예들은 청구항에 의해 정의된 본 발명의 범주를 오직 예시하는 것이지, 한정하는 것으로 의도되지 않는다.
실시 예
유리 및 유리-세라믹 기판의 UV 레이저 용접
1 MHz 및 2MHz 주파수 (335 nm 파장, 1 ns 펄스 기간)에서 작동하는 Coherent사의 Daytona UV 레이저는 투명 Gorilla® 유리 (제2 기판) 및 검정 Gorilla® 유리-세라믹 (제1 기판)을 융합하기 위해 사용된다. 레이저 출력은, 상당한 빔 중첩 및 펄스 사이의 짧은 간격이, 빠른 용접 속도에서조차도, 펄스 사이에서 기판 냉각을 방해하거나 또는 감소시킴에 따라, 준-연속식인 것으로 고려될 수 있다. 레이저는 6W 내지 13W 범위의 더 낮은 평균 파워에서 작동되어 삭마 효과 (ablation effects)를 감소시키고 기판 가열을 최대화한다. 레이저 빔은 약 3 microns의 추정된 초점 스폿 크기로 53-㎜ 텔리센트릭 (telecentric) 대물렌즈를 갖는 검류계 (Galvanometer)를 사용하여 스캔된다.
도 2는 제1 기판 (210) 및 제2 기판 (215)이 접촉하여 기판 계면 (240)을 형성하는 개략적인 초점조정의 측면도를 예시한다. Z 좌표를 갖는 레이저 빔 (250)은 제2 기판 (215)를 통해 및 기판 계면 (240) 상으로 집속 렌즈 (255)를 통해 집중될 수 있다.
네 개의 초점조정 조건은 집속 렌즈의 Z 좌표에 기초한 실험에 대해 결정된다. 계면 상에 초점조정은 Z=184 ㎜ (계면에서 3 micron 스폿 직경), Z=184.5 ㎜ (계면에서 75 micron 스폿 직경), Z= 185 ㎜ (계면에서 150 micron 스폿 직경), 및 Z=185.5 ㎜ (계면에서 225 micron 스폿 직경)에 상응한다. 184 ㎜를 초과하는 Z-좌표는 제1 기판상에 좀 더 초점 조정한 것에 상응하고, 반면에 184 ㎜ 미만 Z-좌표는 제2 기판상에 좀 더 초점 조정한 것에 상응한다.
직선 리드-인 (straight lead-in) 및 리드-아웃 라인 (lead-out line)을 갖는 루프 (loop)를 구비한 용접 부위 패턴은 사용된다. 스캐닝 속도는 50 ㎜/s 내지 700 ㎜/s의 범위이다. 용접 부위는, 특히, 오버-라이팅 (over-writing)에 기인한 결함에 대해 가장 취약한, 중첩 지역에서 균열을 찾아 조사된다. 표 2는, 변화하는 파워에서 다양한 이동 속도를 사용하여, Z=185 ㎜ 초점조정 조건 (계면에서 150 micron 스폿 직경) 및 2 MHz에서 달성된 용접의 품질을 예시한다. 표 3은 Z=185.5 ㎜ (계면에서 225 micron 스폿 직경) 및 2MHz에서 용접의 품질을 예시한다. 표 4는 184.5 ㎜ (계면에서 75 micron 스폿 직경) 및 2MHz에서 용접의 품질을 예시한다. 표 5는 Z=185 ㎜ (계면에서 150 micron 스폿 직경) 및 1MHz에서 용접의 품질을 예시한다.
숫자는 microns로 용접 부위 폭을 나타낸다. (유리 상에 입자 또는 다른 대수롭지 않은 결함에 의해 유발된) 최소 결함을 갖는 것으로 관찰된 용접 부위는 "*"로 나타내고, 반면에 주 결함을 갖는 용접 부위 (공정- 및/또는 유리-부과 허용치)은 "**"로 나타낸다. 숫자 또는 심볼 없는 블랭크는 특정 조합의 파라미터가 수행되지 않은 것을 나타낸다. 대부분 경우에서, 이들 파라미터는 연관된 실험 성능 경향을 분석한 후에 작업 범위 (working range) 밖인 것으로 믿어진다.
용접의 품질 (Z=185 ㎜, 150 micron 스폿 직경, 2MHz)
6W 7W 8W 9.04W 10.17W 11.2W 12.33W 13.2W
50 ㎜/s 170 163 174 180
100 ㎜/s 131 140 150 154 160 166 172 172
200 ㎜/s 98 96 118 118 135 138 149 152
300 ㎜/s 70* 104 102* 117 128
400 ㎜/s 70 83* 106 107 115 134
500 ㎜/s ** 105 114
600 ㎜/s 91 96 109 115 125
700 ㎜/s 91* 98*
용접의 품질 (Z=185.5 ㎜, 225 micron 스폿 직경, 2MHz)
6W 7W 8W 9.04W 10.17W 11.2W 12.33W 13.2W
50 ㎜/s 163 190 199.5 224 226* ** **
100 ㎜/s ** 154* 170* 163* 183* ** 211*
200 ㎜/s ** ** ** ** ** **
300 ㎜/s
400 ㎜/s ** **
600 ㎜/s ** **
용접의 품질 (Z=184.5 ㎜, 75 micron 스폿 직경, 2MHz)
6W 7W 8W 9.04W 10.17W 11.2W 12.33W 13.2W
50 ㎜/s ** **
100 ㎜/s 102 108 ** **
200 ㎜/s 89 95 95 95 98 ** ** 99
300 ㎜/s 81 77 95 98
400 ㎜/s 77 84 83 91 93 95
600 ㎜/s 78 80 88 91 88 92 93
용접의 품질 (Z=185 ㎜, 150 micron 스폿 직경, 1MHz)
7W 8W 9.04W 10.17W 11.2W 12.33W 13.2W
50 ㎜/s 167 170 **
100 ㎜/s 140 147 150*
200 ㎜/s 100 115 130 144
300 ㎜/s 63* 92 92* 116 122 **
400 ㎜/s ** **
표 2-5에 의해 입증된 바와 같이, 균열 또는 결함 없이 충분한 폭의 용접 부위를 생산하는 넓은 범위의 조건이 있을 수 있다. 용접 부위의 폭은 초점조정의 강화 (tightness)에, 적어도 부분적으로, 의존한다. 예를 들어, Z=185.5 (가장 큰 시험된 스폿 직경, 225 microns)인 경우, 용접 부위 폭은 약 160 microns의 관찰된 하부 경계 (lower boundary)를 갖는다. Z=184.5 (가장 작은 시험된 스폿 직경, 75 microns)인 경우, 용접 부위 폭은 약 75 microns의 관찰된 하부 경계를 갖는다. 표 6은 2 MHz에 초점조정 조건의 함수로서 용접 부위 폭 상에 (결함 없이) 관찰된 상한 및 하한을 나타낸다.
2 MHz에서 상한 및 하한 용접 부위 폭
용접 부위 폭 (microns)
하한 상한
Z=184.5 ㎜ 77 108
Z=185 ㎜ 91 172
Z = 185.5 ㎜ 163 224
이론에 제한되는 것을 원하지는 않지만, 용접 부위 폭은, (레이저 파워)/(스캐닝 속도)에 비례할 수 있는, 용접 부위 길이의 단위당 제1 기판에 의해 흡수된 에너지 (E)에 상응하는 것으로 믿어진다. 따라서, 용접 부위 폭은, 에너지가 낮은 경우 유리가 효과적으로 용융 및 용접되지 않기 때문에 더 낮은 E 값에서 더 좁아진다. 용접 부위 폭에 대한 상한은, 균열을 유도하는, 너무 많은 에너지에 의해 유발된 잔류 응력에 의해 제한되는 것으로 믿어진다. 표 5에서 알 수 있는 바와 같이, 비록 이들 폭이 좁은 범위의 파워 및 속도를 사용하여 달성 가능할 수 있을지라도, Z=185 ㎜ 및 1 MHz에서 달성 가능한 용접 부위 폭은 Z=185 및 2 MHz (표 2)에 달성 가능한 것과 거의 동일하다.
이들 관찰에 기초하면, 계면에서 빔 직경이 약 75 내지 약 225 microns, 또는 약 100 내지 약 200 microns의 범위가 되도록 기판 계면에 대해 레이저 빔을 초점조정하는 것은 본 개시의 다양한 구체 예에 따라 유리할 수 있다. 유사하게, 약 100 내지 약 200 microns, 또는 약 120 내지 약 180 microns 범위의 용접 부위 폭을 생산하도록 스캐닝 속도 및 레이저 파워를 조절하는 것은, 또한 본 개시의 어떤 구체 예에 따라 유리할 수 있다. 이론에 제한되는 것을 원하지는 않지만, 더 좁은 용접 부위 폭은 충분한 용접 부위 강도를 제공하지 않을 것이고, 반면에 더 넓은 용접 부위 폭은 균열이 생기는 경향이 있을 수 있는 것으로 믿어진다. 부가적으로, 더 높은 주파수 레이저 펄스는, 이들이 에너지의 좀 더 지속적인 파를 제공할 수 있고, 따라서 펄스들 사이에 증가된 중첩에 기인하여 더 넓은 범위의 작업 조건을 제공할 수 있음에 따라, 바람직할 수 있다.

Claims (26)

  1. (a) 기판 계면을 형성하기 위해 제1 및 제2 기판들을 접촉시키는 단계; 및
    (b) 상기 기판 계면 상으로 제2 기판을 통해 미리 결정된 파장에서 작동하는 레이저 빔을 전달하는 단계를 포함하고;
    여기서, 상기 제1 기판은 상기 제1 기판과 제2 기판 사이에 용접 부위를 형성하기 위해 충분한 양으로 상기 레이저 빔으로부터 광을 흡수하며;
    여기서, 상기 제1 기판은 약 10 cm- 1를 초과하는 미리 결정된 파장에서 흡수를 하고, 상기 제2 기판은 약 1 cm-1 미만의 미리 결정된 파장에서 흡수를 하며; 및
    여기서, 상기 제1 및 제2 기판들 중 적어도 하나는 약 5 ppm/℃을 초과하는 열팽창계수를 갖는 제1 및 제2 기판을 용접하는 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 및/또는 제2 기판들은 유리, 세라믹, 및 유리-세라믹으로부터 선택되는, 제1 및 제2 기판을 용접하는 방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 및/또는 제2 기판들은 소다-라임 실리케이트, 알루미노실리케이트, 알칼리-알루미노실리케이트, 보로실리케이트, 알칼리-보로실리케이트, 알루미노보로실리케이트, 및 알칼리-알루미노보로실리케이트 유리 및 유리-세라믹으로부터 선택되는, 제1 및 제2 기판을 용접하는 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 및/또는 제2 기판들은 프리-스트레스된 적층 및 화학적으로 강화된 및/또는 열적으로 템퍼링된 유리 및 유리-세라믹으로부터 선택되는, 제1 및 제2 기판을 용접하는 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 및/또는 제2 기판은 약 100 MPa를 초과하는 압축 응력 및 약 10 microns를 초과하는 압축 응력의 층의 깊이를 갖는, 제1 및 제2 기판을 용접하는 방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 기판은, 철, 구리, 바나듐, 망간, 코발트, 니켈, 및 크롬의 산화물로 이루어진 군으로부터 선택된 약 0.05-10 mol%의 적어도 하나의 산화물을 포함하는 제1 및 제2 기판을 용접하는 방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 기판은, 약 30-75 mol% SiO2, 약 0-40 mol% Al2O3, 약 0-15 mol% B2O3, 약 0-20 mol% Na2O, 약 0-10 mol% K2O, 약 0-20 mol% Li2O, 약 0-10 mol% MgO, 약 0-10 mol% CaO, 약 0-1 mol% SnO2, 약 0-5 mol% ZrO2, 약 0-10 mol% TiO2, 및 약 0.05-10 mol%의 적어도 하나의 전이금속 산화물 및/또는 희토류 산화물을 포함하는, 제1 및 제2 기판을 용접하는 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제1 기판은 약 5-35 mol% (Li2O+Na2O+K2O) 및 약 5-35 mol% (MgO+CaO)를 포함하는, 제1 및 제2 기판을 용접하는 방법.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 및/또는 제2 기판의 열팽창계수는 약 6 ppm/℃ 내지 약 10 ppm/℃의 범위인, 제1 및 제2 기판을 용접하는 방법.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 기판은 약 50 cm- 1를 초과하는 미리 결정된 파장에서 흡수하는, 제1 및 제2 기판을 용접하는 방법.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 레이저 빔은 UV, 가시, 및 근-적외선 파장들에서 작동하는, 제1 및 제2 기판을 용접하는 방법.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 레이저 빔은 약 300 nm 내지 약 1600 nm 범위의 미리 결정된 파장을 갖는, 제1 및 제2 기판을 용접하는 방법.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 레이저 빔은 약 10 ㎜/s 내지 약 1000 ㎜/s 범위의 이동 속도에서 작동하는, 제1 및 제2 기판을 용접하는 방법.
  14. 청구항 1에 있어서,
    상기 레이저 빔은 약 3W를 초과하는 파워 레벨 및 약 1 MHz를 초과하는 반복률에서 작동하는, 제1 및 제2 기판을 용접하는 방법.
  15. 청구항 1에 있어서,
    상기 레이저 빔은 약 6W 내지 약 13W 범위의 파워 레벨 및 약 1 MHz 내지 약 3 MHz 범위의 반복률에서 작동하는, 제1 및 제2 기판을 용접하는 방법.
  16. 청구항 1에 있어서,
    상기 기판 계면에서 레이저 빔의 직경은 약 100 내지 약 200 microns의 범위인, 제1 및 제2 기판을 용접하는 방법.
  17. 청구항 1에 있어서,
    상기 레이저 빔은 상기 기판 계면에서 레이저 빔의 직경의 제품 이하의 이동 속도 및 레이저 빔의 반복률에서 작동하는, 제1 및 제2 기판을 용접하는 방법.
  18. 청구항 1에 있어서,
    상기 레이저 빔은 제1 및/또는 제2 기판의 손상 임계치 미만의 플루엔스를 갖는, 제1 및 제2 기판을 용접하는 방법.
  19. 청구항 1에 있어서,
    상기 용접 부위는 약 70 내지 약 200 microns 범위의 폭을 갖는, 제1 및 제2 기판을 용접하는 방법.
  20. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 및 제2 기판들은 인가 압축력으로 접촉하는, 제1 및 제2 기판을 용접하는 방법.
  21. 청구항 1에 있어서,
    기밀 밀봉은 제1 및 제2 기판들 사이에 형성되는, 제1 및 제2 기판을 용접하는 방법.
  22. 청구항 1에 있어서,
    상기 방법은, 상기 제1 및 제2 기판들 사이에 적어도 하나의 제3 기판을 배치하는 단계를 더욱 포함하는, 제1 및 제2 기판을 용접하는 방법.
  23. 청구항 22에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제3 기판은 유기층, 음극, 양극, 또는 이의 조합인, 제1 및 제2 기판을 용접하는 방법.
  24. 청구항 22에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제3 기판은 유기 발광 다이오드를 포함하는, 제1 및 제2 기판을 용접하는 방법.
  25. 청구항 1의 방법에 의해 생산된 유리 및/또는 유리-세라믹 포장재.
  26. 청구항 24의 방법에 의해 생산된 유기 발광 다이오드 디스플레이.
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