TW201904107A - 形成密封之方法、製造密封單元之方法、密封單元及形成密封之設備 - Google Patents

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Abstract

本文揭示形成密封之方法及設備。在一種佈置中，提供第一面板及第二面板。密封材料存在於該第一面板與該第二面板之間。該密封材料沿整個密封路徑與該第一面板及該第二面板接觸。實施第一加熱製程以沿該密封路徑加熱衍生自該密封材料之金屬粒子，以使該等金屬粒子沿該密封路徑熔融。實施與該第一加熱製程分開之第二加熱製程，以沿該密封路徑在該等熔融金屬粒子與該第一面板之間及該等熔融金屬粒子與該第二面板之間提供連續銲縫，藉此沿該密封路徑生成密封。

Description

形成密封之方法、製造密封單元之方法、密封單元及形成密封之設備
本發明係關於用於在面板之間形成密封、尤其用於製造密封單元之方法及設備，該等密封單元為(例如)真空絕緣玻璃總成或包含含有對大氣濕度敏感之電子器件(例如OLED顯示裝置、OLED照明、智慧窗或基於鈣鈦礦及/或有機物之光伏打系統)之面板之總成。
玻璃料密封係已知用於在透明面板之間提供密封區域之技術。將玻璃料沈積在面板之間之閉合環路跡線中，並加熱以沿閉合環路跡線之線形成玻璃焊接，藉此提供密封區域。可使用爐以提供加熱。倘若密封區域形成大物件(例如大窗單元或大顯示板)之一部分，則此方法係困難的，此乃因需要提供相應較大的爐。此外，由於欲處理之整個物件需要在爐內，故對高溫敏感之組件(例如顯示板中之精細電子器件)不能存在，此可限制可處理物件之範圍。 雷射玻璃料密封係替代技術，其中使用雷射將熱局部施加至玻璃料。此可避免將整個物件置於爐內之需要且可避免過度加熱精細組件，只要其位置離玻璃料足夠遠即可。然而，需要施加至玻璃料用於焊接製程之溫度仍相對較高(通常400-500℃)，且可仍需要藉由爐進行顯著預熱(例如較最終溫度低大約100℃內)。局部施加此等溫度可由於不均勻熱膨脹及收縮而生成顯著熱應力。已發現此等應力限制可有效使用雷射玻璃料密封之情況之範圍及/或降低製造產率、可靠性及/或產品壽命。 EP 2 124 254 A1揭示密封壓電元件之密封方法。該方法使用包含金屬粉末及有機溶劑之特別調配之金屬膏糊。密封方法按順序包含以下步驟：(a)將金屬膏糊施加至基底構件或蓋構件；(b)乾燥金屬膏糊並在80℃至300℃下燒結，以形成金屬粉末燒結體；及(c)將蓋構件佈置於基底構件上，其中金屬粉末燒結體在其間，及藉由自一個方向或自兩個方向施加壓力使基底構件與蓋構件黏合，同時加熱至少金屬粉末燒結體。壓力及熱使金屬粉末燒結體密度增加，以形成緻密的黏合部件。因此，EP 2 124 254 A1之方法在黏合製程期間再次需要相對高之溫度，此可將其使用限制為不存在對高溫敏感之組件的情形中。稠化期間所需之壓力可誘導顯著局部應力，此可限制可使用黏合之情況之範圍。最後，需要細心設計金屬膏糊以達成期望之功能。
本發明之目標係提供形成密封及/或製造密封單元之方法及設備，其至少部分地解決先前技術之一或多個問題。 根據本發明之態樣提供形成密封之方法，該方法包含：提供第一面板及第二面板，其中密封材料存在於第一面板與第二面板之間，密封材料沿整個密封路徑與第一面板及第二面板接觸，實施第一加熱製程以沿密封路徑加熱衍生自密封材料之金屬粒子，同時密封材料沿整個密封路徑與第一面板及第二面板接觸，以使金屬粒子沿密封路徑熔融；及與第一加熱製程分開實施第二加熱製程，以沿密封路徑在熔融之金屬粒子與第一面板之間及熔融之金屬粒子與第二面板之間提供連續銲縫，藉此沿密封路徑生成密封，其中第二加熱製程係利用雷射實施。因此，提供如下方法：其中含有金屬粒子之密封材料位於兩個面板之間，以便沿整個密封路徑接觸兩個面板。此可容易地達成，此乃因金屬粒子可在基質內彼此流過(與固體金屬中之金屬原子相比)。藉由在由此提供密封材料後使金屬粒子熔融可沿密封路徑產生連續之金屬層。然後可將連續之金屬層焊接至面板以沿密封路徑產生密封。此製程可利用遠低於使用玻璃料之等效製程之加熱程度實施，藉此減少對面板及/或面板之間欲密封之鄰近功能組件之熱應力，並避免將面板置於爐內之任何需要。密封之滲透率通常低於諸如熱固性塑膠邊緣密封之替代物，藉此提供對氧/濕氣侵入敏感之產品(例如OLED照明及第3代PV應用)之更長壽命，而不需要通常與產品之功能元件不相容之玻璃料相關之高溫處理。 僅在將兩個面板放在一起後使金屬粒子熔融才可在熔融之金屬粒子與第一及第二面板之間產生光學上準確之界面，藉此使得可在第二加熱製程沿密封進行高效雷射焊接。此方法避免對困難且耗時之玻璃拋光技術之需要，否則可能需要該玻璃拋光技術使得藉助面板雷射焊接有效。在實施例中，藉由第一加熱製程沿密封路徑熔融金屬粒子使得沿密封路徑介於熔融之金屬粒子與第一面板或第二面板之間之最大空隙具有小於5微米、視情況小於2微米、視情況小於1微米、視情況小於500 nm、視情況小於300 nm、視情況小於150 nm之最大尺寸。 在實施例中，焊接係藉由使用經構形以提供具有小於50 ps之脈衝長度之脈衝之雷射進行雷射焊接來實施。此方法容許可靠地並以極低熱負載達成焊接。 在實施例中，方法包含：將密封材料沈積在第一面板上；加熱密封材料以去除密封材料之一部分，藉此增加密封材料之剛性；及移動第一面板及第二面板中之任一者或兩者，以使得第一面板及第二面板呈面對構形，其中密封材料沿整個密封路徑與第一面板及第二面板接觸。此方法容許密封材料在相對低之黏度狀態下時高效地沈積。隨後加熱使密封材料之剛性增加至適於藉由第一面板及第二面板抵抗壓縮至最佳程度之水凖(即容許變形以補償面板中之瑕疵或未對準而不需要過度夾緊力，而同時並不易變至使得密封材料在面板之間擠壓時過度擴散)。 在替代態樣中提供用於形成密封之設備，其包含：沈積單元，其經構形以沿密封路徑將密封材料沈積在第一面板上；面板處置器，其經構形以移動第一面板及第二面板中之任一者或兩者，以使得第一面板及第二面板呈面對構形，其中密封材料沿整個密封路徑與第一面板及第二面板接觸；第一加熱單元，其經構形以沿密封路徑加熱衍生自密封材料之金屬粒子，同時密封材料沿整個密封路徑與第一面板及第二面板接觸，以使金屬粒子沿密封路徑熔融；及第二加熱單元，其經構形以沿密封路徑在熔融之金屬粒子與第一面板之間及熔融之金屬粒子與第二面板之間提供連續銲縫，藉此沿密封路徑生成密封，其中第二加熱單元包含經構形以提供連續銲縫之雷射。
實施例係關於在第一面板1與第二面板2之間形成密封。密封可用於製造密封單元5。密封單元可形成(例如)真空絕緣玻璃總成、OLED顯示裝置、OLED照明、智慧窗或基於鈣鈦礦及有機物之光伏打系統之部件。 在圖1及2中示意性繪示實例密封單元5。密封單元5包含第一面板1及第二面板2。在第一面板1與第二面板2之間提供密封材料4。密封材料4、第一面板1及第二面板2之組合將密封單元5內之區域6密封。欲加以保護免於外部環境之電子器件8可提供於區域6內。 將密封材料4沿密封路徑沈積。將第一面板、第二面板及密封材料構形，使得密封材料4沿整個密封路徑與第一面板1及第二面板2接觸。此外，如下文將進一步詳細闡述的，將密封材料4雷射焊接至面板，以使得沿整個密封路徑在密封材料4與第一面板1之間及在密封材料4與第二面板2之間形成密封。 在各個實施例中，密封路徑至少部分環繞介於第一面板1與第二面板2之間之區域6。密封路徑可(例如)包含至少95%、視情況至少99%之閉合環路24。此一密封路徑之實例顯示於圖3中。或者，如圖1中所繪示，密封路徑可形成完整閉合環路(實例中顯示矩形，但亦可使用其他形狀)。沿密封路徑之密封可藉由沿密封路徑沿單線雷射焊接形成。或者，如圖4中所示意性繪示的，密封路徑可藉由沿複數條平行線41-43雷射焊接形成。沿複數條平行線41-43焊接使密封之可靠性增加。 通常，第一面板1及第二面板2將具有實質上互補之形狀(即，使得若各別表面完美地形成且定向，則可使其完美地平行於彼此)。在實施例中，第一面板1及第二面板2二者皆為實質上平坦的。在另一實施例中，第一面板1及第二面板2以兩個面板共同之恆定曲率半徑彎曲。第一面板1及第二面板2中之任一者或兩者可對可見光譜中之輻射透明。另外，第一面板1及第二面板2中之至少一者應對用於實施雷射焊接(「第二加熱製程」-參見下文)之輻射足夠透明。 第一面板1及第二面板2中之任一者或兩者可包含透明玻璃材料，例如矽酸鹽玻璃。為節約成本及方便起見，矽酸鹽玻璃較佳包含鈉鈣玻璃。鈉鈣玻璃為業內所熟知且可(例如)由大約75%二氧化矽(SiO2 )、來自碳酸鈉(Na2 CO3 )之氧化鈉(Na2 O)、氧化鈣(亦稱為石灰(CaO))及若干種微量添加劑構成。鈉鈣玻璃在暴露於溫度及溫度梯度之大變化時易於破裂。實施本文所揭示方法所需要之極端局部化性質之加熱避免了此等問題，並容許鈉鈣玻璃以高可靠性及產率使用。然而，可使用其他透明玻璃材料，包括(例如)熱膨脹係數低於鈉鈣玻璃(例如硼矽酸鹽玻璃、熔融矽石等)之材料。 第一面板1及第二面板2具有面對欲在後一階段密封之介於第一面板1與第二面板2之間之區域6之各別表面(例如圖中第一面板1之上表面及第二面板2之下表面)。各別表面之間之間隔在區域6內可係標稱上恆定的。 沿密封路徑提供之密封在其最終被完全密封時，在區域6周圍形成密封之部件。在區域6內建立期望之氣體或真空狀態後製得最終密封。因此，最終密封前之方法步驟可包含改變區域6內氣體之壓力或組成。此可藉由將適宜真空幫浦或氣體源與通向區域6之埠連接來達成。該埠可自側面進入區域6 (例如穿過圖3中之空隙(例如空隙26)，在此密封材料4未使閉合環路24完整；或穿過第一面板1或第二面板2中之小孔)。當建立期望之氣體或真空狀態時，將埠密封。 現將參考圖5-15闡述形成密封及製造密封單元5之方法及設備。 圖5繪示初始步驟，其中沈積單元11沿第一面板1上之密封路徑沈積密封材料4。沈積製程之性質並無具體限制。在一個實施例中，沈積單元11藉由沿密封路徑移動含有密封材料4之注射器來操作，並使用連接至注射器之壓縮空氣供應系統以適當速率驅動密封材料4自注射器而出。可使用其他印刷技術。 在實施例中，密封材料4包含保持在基質中之金屬粒子。基質及金屬粒子之性質並無具體限制，只要其可實施其各別作用以在第一面板1與第二面板2之間形成密封即可，如下文所述。在實施例中，基質係非金屬。在沈積時，密封材料4需要具有相對低之黏度，以使得其可高效地沈積。隨後，如下文將進一步詳細闡述的，密封材料4將需要提供多種其他功能，例如使第一面板1及第二面板2以密封材料與兩個面板沿整個密封路徑存在連續接觸之方式與密封材料4接觸，此容許金屬粒子熔融(燒結)在一起，且隨後容許藉由將熔融之金屬粒子焊接至第一及第二面板1、2形成密封。 在實施例中，金屬粒子包含以下一或多種：銀、金、鎳、鋁及/或銅。較佳地，金屬粒子包含銀及/或銅。金屬粒子可包含金屬微粒及/或金屬奈米粒子。基質可為液體或膏糊。基質可包含有機載劑或有機載劑之組合，例如基質可包含乙醇及/或乙二醇。在實施例中，基質包含以下一或多種：環氧樹脂、丙烯酸及聚胺基甲酸酯。 在隨後步驟中，如圖6中所繪示，加熱單元12去除(藉由加熱)密封材料之一部分，例如保持密封材料金屬粒子之基質(例如有機載劑或有機載劑之組合)或全部基質之揮發性或易蒸發組分。去除密封材料之部分使密封材料4之剛性增加(使密封材料4之黏度增加)。加熱可以多種方式施加。通常，將需要僅相對低之溫度以達成揮發性組分之充分去除，例如在100℃之區域中保持幾分鐘(例如1-10分鐘)。加熱可同時施加至整個第一面板1及第二面板2上，或可以局部方式施加(例如使用移動紅外線燈或雷射)。 增加密封材料4之剛性期望地增加對在隨後步驟期間密封材料4變形之抗性，此在圖7-9中示意性繪示，其中使第一面板1及第二面板2呈面對構形。面對構形使得第一面板1及第二面板2將密封材料4夾於其間，以確保密封材料4與第一面板1及第二面板2兩者之間沿整個密封路徑全面接觸。在所顯示之實施例中，此製程係使用面板處置器13實施。面板處置器13能抓取第一面板1及第二面板2中之一者或兩者並在其間提供受控的相對移動。面板處置器13移動第一面板1及第二面板2中之任一者或兩者，以使得第一面板1及第二面板2呈面對構形。在圖7之實例中，面板處置器13僅抓取第二面板2並使第二面板2向下移動至第一面板1上。然後，將第一面板1及第二面板2壓在一起，如圖8中所繪示。面對構形使得密封材料4沿整個密封路徑與第一面板及第二面板接觸。此係藉由在將第一面板1及第二面板2壓在一起時，密封材料4沿密封路徑略微變形而達成。變形補償第一面板1中之不規則性、第二面板2中之不規則性及/或第一面板1相對於第二面板2之未對準(如圖9中所示意性繪示)。在實施例中，在加熱密封材料後密封材料4之剛性使得密封材料4之高度在移動第一面板1及第二面板2中之任一者或兩者以使第一面板1及第二面板2呈面對構形期間可降低至少5%、視情況至少10%、視情況至少25%、視情況至少50%、視情況至少75%、視情況至少90%，而無損壞第一面板1或第二面板2之風險或中斷密封材料4沿密封路徑之連續性之風險。圖12顯示第一面板1及第二面板2在呈面對構形時，介於其間之密封材料4之典型表面輪廓。觀察到密封材料4之珠之上表面之變形(平坦化)，但密封材料4無過度側向擴散。 如圖10中所繪示，在隨後步驟中，加熱單元21沿密封路徑加熱衍生自密封材料之金屬粒子，以使金屬粒子沿密封路徑熔融。金屬粒子可(例如)藉由去除保持金屬粒子之基質之至少一部分，或藉由起始化學反應導致金屬粒子自密封材料之組分(例如自有機金屬組分)生成或沈澱自密封材料衍生。加熱可稱為第一加熱製程(第二加熱製程在下文闡述)。在一個實施例中，加熱係在150℃-200℃溫度範圍內之烘箱中實施幾十分鐘(例如基於微米/奈米粒子之密封劑材料用50分鐘)。金屬粒子之熔融有效地沿密封路徑形成連續金屬路徑。連續金屬路徑沿一面與第一面板1連續接觸，且沿另一面與第二面板2連續接觸。藉由此熔融製程尚未堅固地形成或完全未形成密封。熔融製程僅提供使用隨後步驟之雷射焊接產生密封所必須之連續金屬路徑。在實施例中，藉由第一加熱製程沿密封路徑熔融金屬粒子使得沿密封路徑介於熔融之金屬粒子與第一面板或第二面板之間之最大空隙具有小於5微米、視情況小於2微米、視情況小於1微米、視情況小於500 nm、視情況小於300 nm、視情況小於150 nm之最大尺寸。圖13係顯示以此方式處理之密封材料之連續金屬表面之SEM影像。 在實施例中，加熱單元21包含雷射，例如二極體激發式固態雷射、纖維雷射、雷射二極體或CO2 雷射。雷射可經構形以提供連續波(CW)雷射束或準連續波(準CW)雷射束。或者，雷射可經構形以提供脈衝雷射束。雷射較佳提供波長在大約500 nm至11000 nm範圍內之雷射束。加熱單元21可移動地經安裝及/或可提供光束掃描光學器件，以使雷射光點自加熱單元21沿整個密封路徑移動。加熱單元21可替代地包含IR燈、微波源或超音波源。 如圖11中所繪示，在隨後步驟中，加熱單元22沿密封路徑提供連續銲縫。在熔融之金屬粒子與第一面板1之間及熔融之金屬粒子與第二面板2之間(即在密封材料4之兩面上)提供連續銲縫。連續銲縫沿密封路徑形成密封。密封係為防止介於密封材料4之內表面4a (參見圖1)與密封材料4之外表面4b之間之氣體直接通過密封材料4。因此，焊接製程使得密封材料4與第一面板1及第二面板2中之任一者之間無空隙。 最近已在一般情況下展現將玻璃雷射焊接至金屬。雷射焊接可使用經構形以提供小於50 ps、視情況小於15 ps、視情況小於1 ps、視情況小於500 fs之脈衝長度之雷射實施。雷射較佳提供波長為大約500 nm至1100 nm之雷射束。重複率可通常在100 kHz至2 MHz之範圍內。可期望相對高之重複率以容許連續脈衝之間之熱累積。每一脈衝需要在來自先前脈衝之熱能消散之前到達，此通常花費大約一微秒。此外，由於連續光點之間所需之相對幾何位移可能係固定的，故增加重複率容許處理沿焊接線更快地進行，藉此改良產量。加熱單元22可包含第一加熱單元子單元22a，其經構形以在密封材料4與第一面板1之間之界面上提供焊接；及第二加熱單元子單元22b，其經構形以在密封材料4與第二面板2之間之界面上提供焊接。因此，焊接可藉由將雷射自兩面導向至密封材料4上來達成。加熱單元22 (若提供，則包括第一加熱單元子單元22a及第二加熱單元子單元22b)可移動地經安裝及/或可提供光束掃描光學器件，以使來自加熱單元22之雷射光點沿整個密封路徑移動。 使用此等雷射參數沈積至密封材料4中之能量之量極小，通常為小於(例如)在先前步驟中實施金屬粒子之熔融(藉由加熱單元21實施)所需能量之數量級。選擇/控制脈衝能量、重複率、雷射光點大小及雷射光點與欲焊接界面之間之相對移動速度(光點速度)，以最佳化焊接製程。脈衝重複率及光點速度使得與個別脈衝相關之雷射光點沿密封路徑重疊。 詳細技術闡述於(例如)以下兩個出版物中：1) Zhang等人，APPLIED OPTICS，第54卷，第30期，8957-8961 (2015年10月20日)；及2) Carter等人，APPLIED OPTICS，第53卷，第19期，4233-4238 (2014年7月1日)。Zhang等人教示可使用(例如) 800 nm Ti:藍寶石啁啾脈衝放大飛秒雷射系統，其中重複率為1 kHz且脈衝持續時間為160 fs，聚焦於直徑8微米之光點。使用1-35微焦耳(microJoule)範圍內之脈衝能量，其中光點移動之相對速度為30-800微米/秒。Carter等人使用具有7.12 ps脈衝及重複率為400 kHz之1030 nm雷射。雷射功率為1.79 W，其中光點大小為1.2微米且光點速度為1 mm/秒。 將Zhang等人及Carter等人中所揭示之技術應用於固體金屬，而非自經處理以使金屬粒子熔融在一起之密封材料4形成之金屬。難以在使用固體金屬之大距離上實施雷射焊接，此乃因難以確保固體金屬與玻璃表面在整個欲焊接之線上連續接觸。實際存在之任何空隙皆需要足夠小，使得兩個界面仍在雷射之焦深內且足夠小以含有任何電漿。若電漿逸出，則將發生燒蝕而非焊接，此將破裂密封並損壞玻璃及/或金屬。解決此問題之一個方法為將金屬及玻璃夾緊在一起，但此可將不期望之應力引入玻璃中及/或係不方便的。本發明者已認識到，該等挑戰可藉由提供包含金屬粒子而非固體金屬之密封材料4，及在藉由第一及第二面板1、2夾住密封材料4後處理密封材料4以將金屬粒子熔融在一起準備形成焊接來克服。熔融之金屬粒子與欲對其實施焊接之第一及第二面板1、2表面之間之連續接觸可在大距離上可靠地達成，而無需大的夾緊力。 焊接製程之有效性在圖14及15中所顯示之表面輪廓中圖解說明。圖顯示焊接製程如何致使密封材料4之金屬顯著嵌入面板之材料內，從而在面板中沿密封路徑形成連續溝槽。所顯示之實例具有上文參考圖4所論述之類型，其中複數條平行焊接線41-43沿密封路徑形成。複數條焊接線41-43在圖14中可見。複數條焊接線41-43在圖15中不可見，但此可歸因於藉由拉開焊接部分以生成影像所造成之損壞。 額外實施例揭示於以下編號之條款中。 1. 一種形成密封之方法，該方法包含： 提供第一面板及第二面板，其中密封材料存在於第一面板與第二面板之間，密封材料沿整個密封路徑與第一面板及第二面板接觸， 實施第一加熱製程以沿密封路徑加熱衍生自密封材料之金屬粒子，同時密封材料沿整個密封路徑與第一面板及第二面板接觸，以使金屬粒子沿密封路徑熔融；及 與第一加熱製程分開實施第二加熱製程，以沿密封路徑在熔融之金屬粒子與第一面板之間及在熔融之金屬粒子與第二面板之間提供連續銲縫，藉此沿密封路徑生成密封，其中： 第二加熱製程係利用雷射實施。 2. 如條款1之方法，其中藉由第一加熱製程沿密封路徑熔融金屬粒子使得沿密封路徑介於熔融之金屬粒子與第一面板或第二面板之間之最大空隙具有小於500 nm之最大尺寸。 3. 如條款1或2之方法，其中第二加熱製程係利用經構形以提供具有小於50 ps之脈衝長度之脈衝之雷射實施。 4. 如任一前述條款之方法，其中提供第一面板及第二面板按順序包含以下步驟： 將密封材料沈積在第一面板上； 加熱密封材料以去除密封材料之一部分，藉此增加密封材料之剛性；及 移動第一面板及第二面板中之任一者或兩者以使得第一面板及第二面板呈面對構形，其中密封材料沿整個密封路徑與第一面板及第二面板接觸。 5. 如條款4之方法，其中該密封材料在該密封材料之該加熱後之剛性使得密封材料之高度在移動第一面板及第二面板中之任一者或兩者以使第一面板及第二面板呈面對構形期間可降低至少5%，藉此補償以下中之一或多者：第一面板之不規則性、第二面板之不規則性及第一面板相對於第二面板之未對準。 6. 如任一前述條款之方法，其中密封路徑至少部分環繞第一面板與第二面板之間之區域。 7. 如條款6之方法，其中密封路徑包含至少95%之閉合環路。 8. 如條款6或7之方法，其中連續銲縫係沿密封路徑沿複數條平行線提供。 9. 如任一前述條款之方法，其中金屬粒子包含以下中之一或多者：銀、金、鎳、鋁、銅。 10. 如任一前述條款之方法，其中金屬粒子包含金屬微粒或金屬奈米粒子。 11. 如任一前述條款之方法，其中密封材料包含保持在基質中之金屬粒子。 12. 如條款11之方法，其中基質包含液體或膏糊。 13. 如任一前述條款之方法，其進一步包含改變由密封路徑至少部分環繞之區域內氣體之壓力或組成及隨後密封該區域。 14. 如任一前述條款之方法，其中第一面板及第二面板中之任一者或兩者對可見光譜中之輻射係透明的。 15. 如任一前述條款之方法，其中第一面板及第二面板中之任一者或兩者包含透明玻璃材料、較佳矽酸鹽玻璃、更佳鈉鈣玻璃。 16. 一種製造包含第一面板及第二面板之密封單元之方法，該方法包含使用如任一前述條款之方法在第一面板與第二面板之間形成密封。 17. 一種密封單元，其係使用如條款16之方法製造。 18. 一種形成密封之設備，其包含： 沈積單元，其經構形以沿密封路徑將密封材料沈積在第一面板上； 面板處置器，其經構形以移動第一面板及第二面板中之任一者或兩者，以使得第一面板及第二面板呈面對構形，其中密封材料沿整個密封路徑與第一面板及第二面板接觸； 第一加熱單元，其經構形以沿密封路徑加熱衍生自密封材料之金屬粒子，同時密封材料沿整個密封路徑與第一面板及第二面板接觸，以使金屬粒子沿密封路徑熔融；及 第二加熱單元，其經構形以沿密封路徑在熔融之金屬粒子與第一面板之間及熔融之金屬粒子與第二面板之間提供連續銲縫，藉此沿密封路徑生成密封， 其中第二加熱單元包含經構形以提供連續銲縫之雷射。 19. 如條款18之設備，其中雷射經構形以提供具有小於50ps之脈衝長度之脈衝。 20. 如條款18或19之設備，其進一步包含： 第三加熱單元，其經構形以藉由加熱去除密封材料之一部分，藉此增加密封材料之剛性，其中： 面板處置器經構形以在藉由第三加熱單元增加密封材料之剛性後，使第一面板及第二面板中之任一者或兩者移動至面對構形。 21. 如條款18至20中任一者之設備，其中密封路徑至少部分環繞第一面板與第二面板之間之區域。 22. 如條款21之設備，其進一步包含氣體控制及密封裝置，其經構形以改變由密封路徑至少部分環繞之區域內氣體之壓力或組成及隨後密封該區域。
1‧‧‧第一面板
2‧‧‧第二面板
4‧‧‧密封材料
4a‧‧‧內表面
4b‧‧‧外表面
5‧‧‧密封單元
6‧‧‧區域
8‧‧‧電子器件
11‧‧‧沈積單元
12‧‧‧加熱單元
13‧‧‧面板處置器
21‧‧‧加熱單元
22‧‧‧加熱單元
22a‧‧‧第一加熱單元子單元
22b‧‧‧第二加熱單元子單元
24‧‧‧閉合環路
26‧‧‧空隙
41-43‧‧‧平行線、平行焊接線
現將參考附圖以實例方式進一步闡述本發明，其中： 圖1係使用實施例之方法形成之密封單元之示意性俯視圖； 圖2係圖1之密封單元沿線A-A之示意性側面剖視圖； 圖3繪示形成至少95%之閉合環路之實例密封路徑； 圖4係透過面板觀察之密封路徑之一部分之示意性俯視圖，其顯示密封材料中之複數條平行焊接線； 圖5-11係繪示形成密封之實例方法中之階段之示意性側視圖； 圖12繪示自白光干涉計獲得之數據，其在密封材料經處理以增加密封材料之剛性及隨後藉由使面板呈面對構形從而使密封材料夾於其間而使密封材料隨後平坦化後，量測密封材料之一部分之表面輪廓； 圖13係顯示使密封材料內之金屬粒子熔融後密封材料之表面之SEM影像； 圖14繪示自白光干涉計獲得之數據，該白光干涉計在自面板之相應部分去除焊接部分後，量測密封材料之焊接部分之表面輪廓；且 圖15繪示自白光干涉計獲得之數據，該白光干涉計在自面板之相應部分去除焊接部分後，量測對應於圖14中所顯示密封材料之焊接部分之面板部分之表面輪廓。

Claims (22)

  1. 一種形成密封之方法，該方法包含： 提供第一面板及第二面板，其中密封材料存在於該第一面板與該第二面板之間，該密封材料沿整個密封路徑與該第一面板及該第二面板接觸， 實施第一加熱製程以沿該密封路徑加熱衍生自該密封材料之金屬粒子，同時該密封材料沿整個該密封路徑與該第一面板及該第二面板接觸，以使該等金屬粒子沿該密封路徑熔融；及 實施與該第一加熱製程分開之第二加熱製程，以沿該密封路徑在該等熔融之金屬粒子與該第一面板之間及該等熔融之金屬粒子與該第二面板之間提供連續焊接，藉此沿該密封路徑生成密封，其中： 該第二加熱製程係利用雷射實施。
  2. 如請求項1之方法，其中該等金屬粒子藉由該第一加熱製程沿該密封路徑之該熔融使得沿該密封路徑在該等熔融之金屬粒子與該第一面板或該第二面板之間之最大空隙具有小於5微米之最大尺寸。
  3. 如請求項1或2之方法，其中該第二加熱製程係利用經構形以提供具有小於50 ps之脈衝長度之脈衝之雷射實施。
  4. 如請求項1或2之方法，其中該第一面板及該第二面板之該提供按順序包含以下步驟： 將該密封材料沈積在該第一面板上； 加熱該密封材料以去除該密封材料之一部分，藉此增加該密封材料之剛性；及 移動該第一面板及該第二面板中之任一者或兩者，以使得該第一面板及該第二面板呈面對構形，其中該密封材料沿整個該密封路徑與該第一面板及該第二面板接觸。
  5. 如請求項4之方法，其中該密封材料在該密封材料之該加熱後之剛性使得該密封材料之高度在該第一面板及該第二面板中之任一者或兩者之該移動以使該第一面板及該第二面板呈該面對構形期間可降低至少5%，藉此補償以下中之一或多者：該第一面板之不規則性、該第二面板之不規則性及該第一面板相對於該第二面板之未對準。
  6. 如請求項1或2之方法，其中該密封路徑至少部分環繞該第一面板與該第二面板之間之區域。
  7. 如請求項6之方法，其中該密封路徑包含至少95%之閉合環路。
  8. 如請求項6之方法，其中該連續焊接係沿該密封路徑沿複數條平行線提供。
  9. 如請求項1或2之方法，其中該等金屬粒子包含以下中之一或多者：銀、金、鎳、鋁、銅。
  10. 如請求項1或2之方法，其中該等金屬粒子包含金屬微粒或金屬奈米粒子。
  11. 如請求項1或2之方法，其中該密封材料包含保持在基質中之該等金屬粒子。
  12. 如請求項11之方法，其中該基質包含液體或膏糊。
  13. 如請求項1或2之方法，其進一步包含改變至少部分地由該密封路徑環繞之區域內氣體之壓力或組成及隨後密封該區域。
  14. 如請求項1或2之方法，其中該第一面板及該第二面板中之任一者或兩者對可見光譜中之輻射係透明的。
  15. 如請求項1或2之方法，其中該第一面板及該第二面板中之任一者或兩者包含透明玻璃材料、較佳矽酸鹽玻璃、更佳鈉鈣玻璃。
  16. 一種製造包含第一面板及第二面板之密封單元之方法，該方法包含使用如請求項1至15中任一項之方法在該第一面板與該第二面板之間形成密封。
  17. 一種密封單元，其係使用如請求項16之方法製造。
  18. 一種形成密封之設備，其包含： 沈積單元，其經構形以沿密封路徑將密封材料沈積在第一面板上； 面板處置器，其經構形以移動該第一面板及該第二面板中之任一者或兩者，以使得該第一面板及該第二面板呈面對構形，其中該密封材料沿整個密封路徑與該第一面板及該第二面板接觸； 第一加熱單元，其經構形以沿該密封路徑加熱衍生自該密封材料之金屬粒子，同時該密封材料沿整個該密封路徑與該第一面板及該第二面板接觸，以使該等金屬粒子沿該密封路徑熔融；及 第二加熱單元，其經構形以沿該密封路徑在該等熔融之金屬粒子與該第一面板之間及該等熔融之金屬粒子與該第二面板之間提供連續焊接，藉此沿該密封路徑生成密封， 其中該第二加熱單元包含經構形以提供該連續焊接之雷射。
  19. 如請求項18之設備，其中該雷射經構形以提供具有小於50 ps之脈衝長度之脈衝。
  20. 如請求項18或19之設備，其進一步包含： 第三加熱單元，其經構形以藉由加熱去除該密封材料之一部分，藉此增加該密封材料之剛性，其中： 該面板處置器經構形以在藉由該第三加熱單元增加該密封材料之剛性後，使該第一面板及該第二面板中之任一者或兩者移動成為該面對構形。
  21. 如請求項18或19之設備，其中該密封路徑至少部分環繞該第一面板與第二面板之間之區域。
  22. 如請求項21之設備，其進一步包含氣體控制及密封裝置，其經構形以改變至少部分地由該密封路徑環繞之該區域內氣體之壓力或組成且隨後密封該區域。
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