TW201712918A - 金屬罩幕製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明的課題在於容易地製造高精細度的金屬罩幕。本發明是將薄膜金屬片8雷射焊接於罩幕框4而製造金屬罩幕2的金屬罩幕製造方法，包括：第1載置步驟，將厚度較所述薄膜金屬片厚且為所述薄膜金屬片的厚度的5倍以下的厚度的中間金屬片6載置於所述罩幕框；第1焊接步驟，將已載置在所述罩幕框的所述中間金屬片雷射焊接於所述罩幕框；第2載置步驟，將所述薄膜金屬片載置於已載置在所述罩幕框的所述中間金屬片之上；以及第2焊接步驟，將已載置在所述中間金屬片的所述薄膜金屬片雷射焊接於所述中間金屬片。

Description

金屬罩幕製造方法
本發明是有關於一種將金屬片（metal sheet）雷射焊接於罩幕框（mask frame）而製造金屬罩幕的金屬罩幕製造方法。
先前，作為製造有機電致發光（electroluminescence，EL）平板顯示器等時於蒸鍍步驟中使用的金屬罩幕的製造方法，已知有如下方法，即，將金屬片架設在罩幕框上，藉由自該罩幕框的上表面進行焊接而將金屬片焊接於罩幕框的指定的固定位置，從而完成金屬罩幕（例如參照專利文獻1）。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2005-005070號公報
[發明所欲解決之課題] 且說，近年來，伴隨有機EL平板顯示器等高精細化，而金屬片的薄膜化不斷發展。在金屬片已薄膜化的情況下，金屬片與罩幕框的導熱量之差增大，因而產生難以使金屬片焊接於罩幕框的問題。
例如，如圖10所示，對載置於罩幕框40的薄膜金屬片80照射焊接用的雷射光140。該情況下，因較之薄膜金屬片80，罩幕框40的導熱量極小，故在罩幕框40達到熔點之前薄膜金屬片80便達到熔點，從而成為在被照射雷射光140的位置開孔的狀態。因此，無法配合薄膜金屬片80熔解的時機來使罩幕框40熔解，從而無法使薄膜金屬片80焊接於罩幕框40。
而且，為了在罩幕框40熔解之前不會使薄膜金屬片80的被照射雷射光140的位置開孔，亦考慮使雷射光140的熱量降低，但該情況下，罩幕框40變得更不易熔解。因此，即便在該情況下，亦無法配合薄膜金屬片80熔解的時機來使罩幕框40熔解，從而無法使薄膜金屬片80焊接於罩幕框40。
如此，所述方法中，存在無法準確地使薄膜的金屬片焊接於罩幕框，從而無法容易地製造高精細度的金屬罩幕的問題。
而且，除所述方法外，亦存在下述焊接方法，即，在藉由利用焊接噴嘴擠壓金屬片而使罩幕框與金屬片之間的間隙量為0的狀態下進行焊接，但若利用焊接噴嘴擠壓金屬片則金屬片的位置會偏移，從而難以製造高精細度的金屬罩幕。
本發明的目的在於提供一種可容易地製造高精細度的金屬罩幕的金屬罩幕製造方法。 [解決課題之手段]
本發明的金屬罩幕製造方法是將薄膜金屬片雷射焊接於罩幕框而製造金屬罩幕，所述金屬罩幕製造方法的特徵在於包括：第1載置步驟，將厚度較所述薄膜金屬片厚且為所述薄膜金屬片的厚度的5倍以下的厚度的中間金屬片載置於所述罩幕框；第1焊接步驟，將已載置在所述罩幕框的所述中間金屬片雷射焊接於所述罩幕框；第2載置步驟，將所述薄膜金屬片載置於已載置在所述罩幕框的所述中間金屬片之上；以及第2焊接步驟，將已載置在所述中間金屬片的所述薄膜金屬片雷射焊接於所述中間金屬片。
而且，本發明的金屬罩幕製造方法的特徵在於：所述罩幕框包括構成相向的兩邊的第1框部，及於與所述第1框部正交的方向上構成相向的兩邊的第2框部，所述中間金屬片載置於所述罩幕框的相向的兩邊的所述第1框部或相向的兩邊的所述第2框部。
而且，本發明的金屬罩幕製造方法的特徵在於：所述中間金屬片具有長條狀的形狀，以長邊方向與所述第1框部或所述第2框部的長邊方向平行的方式載置於所述第1框部或所述第2框部。
而且，本發明的金屬罩幕製造方法的特徵在於：所述薄膜金屬片具有長條狀的形狀，使長邊方向與所述中間金屬片的長邊方向正交，且長邊方向的兩端部以在跨越由所述第1框部與所述第2框部所形成的所述罩幕框的開口部的狀態下載置於所述中間金屬片。
而且，本發明的金屬罩幕製造方法的特徵在於：所述薄膜金屬片的厚度為20 μm以下的厚度，所述中間金屬片的厚度為30 μm以上且40 μm以下的厚度。
而且，本發明的金屬罩幕製造方法的特徵在於：所述薄膜金屬片的厚度為20 μm以下的厚度，所述中間金屬片的厚度為60 μm以上且100 μm以下的厚度，且於在所述中間金屬片的被雷射焊接的位置的所述薄膜金屬片側的表面形成著凹狀部。
而且，本發明的金屬罩幕製造方法的特徵在於：所述凹狀部的深度為如下深度，即，較藉由所述雷射焊接形成於所述中間金屬片的表面的焊接塊金（nugget）的高度深，且為所述中間金屬片的厚度的一半以下。 [發明的效果]
根據本發明的金屬罩幕製造方法，可容易地製造高精細度的金屬罩幕。
以下，參照圖式，對本發明的實施形態的金屬罩幕製造方法，以製造有機EL元件的製造步驟中進行真空蒸鍍時所使用的金屬罩幕的情況為例進行說明。圖1是從上方觀察藉由實施形態的金屬罩幕製造方法製造的金屬罩幕的立體圖。如圖1所示，金屬罩幕2包含罩幕框4、中間金屬片6、薄膜金屬片8、及間隙金屬片10。
如圖2所示，罩幕框4為中央具有矩形狀的開口部4c（參照圖3）的金屬製框。此處，開口部4c由沿罩幕框4的短邊方向延伸的兩根短邊框部4a與沿罩幕框4的長邊方向延伸的兩根長邊框部4b而包圍。而且，短邊框部4a配置於與長邊框部4b正交的方向上，兩根短邊框部4a及兩根長邊框部4b分別隔著開口部4c而相向。另外，與中間金屬片6、薄膜金屬片8及間隙金屬片10相比，罩幕框4具有充分的厚度。
中間金屬片6是於製造金屬罩幕2時，為了使薄膜金屬片8容易焊接而使用的長條的金屬板。中間金屬片6具有60 μm～100 μm的厚度，以長邊方向與長邊框部4b的長邊方向平行的方式載置於長邊框部4b上。而且，對成為焊接對象的位置即焊接位置6a（參照圖5）的載置薄膜金屬片8一側的面實施蝕刻加工，藉由該蝕刻加工而在焊接位置6a形成著凹狀部。此處，形成於焊接位置6a的凹狀部的深度為如下深度，即，較藉由雷射焊接形成於中間金屬片6的表面的焊接塊金7d（參照圖6）的高度深，且為中間金屬片6的厚度的一半以下。
薄膜金屬片8為厚度20 μm以下的長條的金屬薄板，以長邊方向與中間金屬片6的長邊方向正交的方式載置於中間金屬片6。另外，於製造金屬罩幕2的過程中，薄膜金屬片8的長邊方向的兩端部8a焊接於中間金屬片6。
間隙金屬片10為配置於薄膜金屬片8與薄膜金屬片8的間隙的長條的金屬板。另外，間隙金屬片10的長邊方向的長度形成得較薄膜金屬片8的長邊方向的長度短。
其次，參照圖式對實施形態的金屬罩幕製造方法進行說明。首先，如圖3所示，間隙金屬片10載置於罩幕框4。此處，間隙金屬片10以長邊方向的兩端部位於構成罩幕框4的長邊框部4b的位置的方式跨越罩幕框4的開口部4c而載置於罩幕框4。
其次，自未圖示的金屬罩幕製造裝置中具備的未圖示的焊接用噴嘴射出雷射光，而將各間隙金屬片10的兩端部焊接於長邊框部4b。
其次，如圖4所示，以中間金屬片6的長邊方向與長邊框部4b的長邊方向平行的方式，將中間金屬片6載置於罩幕框4的長邊框部4b（第1載置步驟）。另外，間隙金屬片10的端部位於較載置中間金屬片6的位置更靠開口部4c側，因而即便將中間金屬片6載置於長邊框部4b，間隙金屬片10的端部的位置與中間金屬片6的位置亦不會重複。
接下來，金屬罩幕製造裝置將焊接用噴嘴的位置對準中間金屬片6的焊接位置6a的正上方而自焊接用噴嘴射出雷射光，如圖5所示，對焊接位置6a照射雷射光14（第1焊接步驟）。另外，圖5是將長邊框部4b及中間金屬片6沿長邊方向切斷的情況下的剖視圖。藉此，如圖6所示，焊接位置6a的被照射雷射光14的部分熔解而向下方變形，變形的熔解部分7的下方與罩幕框4接觸，從而於熔解部分7的上方形成焊接塊金7d。
若熔解部分7的下方與罩幕框4接觸，則與熔解部分7的下方接觸的罩幕框4的接觸位置4f因自中間金屬片6的熔解部分7傳遞的熱而熔解，從而使得中間金屬片6的熔解部分7與罩幕框4的接觸位置4f被焊接。
另外，如所述般，形成於焊接位置6a的凹狀部的深度因形成得較焊接塊金7d的高度深，故於藉由雷射光14而焊接位置6a熔解並形成焊接塊金7d的情況下，焊接塊金7d的高度不會超過焊接位置6a以外的位置的金屬片表面的高度。因此，即便在例如將寬幅的薄膜金屬片8載置於中間金屬片6，而薄膜金屬片8的寬度方向的端部覆蓋形成於焊接位置6a的焊接塊金7d的部分的情況下，亦可維持載置於中間金屬片6的薄膜金屬片8的平面度。
其次，如圖7所示，將薄膜金屬片8載置於已於罩幕框4的長邊框部4b焊接的中間金屬片6之上（第2載置步驟）。此處，薄膜金屬片8以長邊方向的兩端部8a位於中間金屬片6的位置的方式跨越罩幕框4的開口部4c而載置於中間金屬片6（參照圖1）。接下來，金屬罩幕製造裝置使焊接噴嘴的位置對準薄膜金屬片8的焊接位置的正上方而將雷射光14照射至焊接位置（第2焊接步驟）。藉此，如圖8所示，被照射雷射光14的部分熔解而向下方變形，變形的熔解部分9的下方與中間金屬片6接觸，從而於熔解部分9的上方形成焊接塊金9d。
若熔解部分9的下方與中間金屬片6接觸，則與熔解部分9的下方接觸的中間金屬片6的接觸位置6f，因自中間金屬片6的熔解部分9傳遞的熱而熔解。藉此，薄膜金屬片8的熔解部分9與中間金屬片6的接觸位置6f被焊接，從而完成圖1所示的金屬罩幕2。
圖9是表示將薄膜金屬片8焊接於中間金屬片6的情況下的導熱狀態的概念圖，圖10表示如先前般將薄膜金屬片80直接焊接於罩幕框40的情況下的導熱狀態的概念圖。
此處，將雷射光14、雷射光140照射至薄膜金屬片8、薄膜金屬片80的情況下的被焊接構件的導熱量E由以下的數式（1）表示。
導熱量E（W）＝被焊接的部分的面積A（mm2 ）/被焊接構件的厚度B（μm）×被焊接構件的導熱率C（W/mK）×雷射光的溫度D（℃）…（1） 另外，在將薄膜金屬片8焊接於中間金屬片6的情況下、及將薄膜金屬片80直接焊接於罩幕框40的情況下的任一情況下，被焊接的部分的面積A（mm2 ）、雷射光的溫度D（℃）均不會發生變化。而且，被焊接構件的導熱率C（W/mK）無論於被焊接構件為中間金屬片6還是罩幕框40均不會發生變化。因此，僅被焊接構件的厚度B（μm）對被焊接構件的導熱量E（W）造成影響。具體而言，被焊接構件的厚度B（μm）越厚，被焊接構件的導熱量E（W）越小，被焊接構件達到熔點為止的時間延長。另一方面，被焊接構件的厚度B（μm）越薄，被焊接構件的導熱量E（W）越大，被焊接構件達到熔點為止的時間縮短。
因此，如圖9所示，將厚度較罩幕框4薄的中間金屬片6作為薄膜金屬片8的被焊接構件的情況下直至中間金屬片6的接觸位置6f達到熔點為止的時間，要較如圖10所示將罩幕框40直接作為薄膜金屬片80的被焊接構件的情況下直至罩幕框40的接觸位置40f達到熔點的時間短。由此，藉由使薄膜金屬片8與罩幕框4之間夾著厚度較罩幕框4薄的中間金屬片6，並將中間金屬片6作為薄膜金屬片8的被焊接構件，而可縮小從薄膜金屬片8的被照射雷射光14的部分熔解開始到中間金屬片6的接觸位置6f達到熔點為止的時間上的間隔。
由此，不會如先前般，於被焊接構件熔解前在薄膜金屬片開孔，且可配合薄膜金屬片8的熔解而使中間金屬片6熔解，從而可於準確的時機將薄膜金屬片8焊接於中間金屬片6。
根據本實施形態的金屬罩幕製造方法，將中間金屬片6暫時焊接於罩幕框4，進而將薄膜金屬片8焊接於中間金屬片6，藉此可準確地焊接罩幕框4、中間金屬片6、薄膜金屬片8，因而可容易地製造高精細度的金屬罩幕。
而且，所述實施形態中，中間金屬片6只要可將薄膜金屬片8焊接，則亦可不必為長條狀。
而且，所述實施形態中，中間金屬片6的厚度亦可不必為60 μm～100 μm的厚度，只要其厚度較薄膜金屬片8厚且為薄膜金屬片8的厚度的5倍以下即可。
而且，所述實施形態中，亦可不必對中間金屬片6實施蝕刻加工。該情況下，中間金屬片6的厚度較佳為30 μm以上且40 μm以下的厚度。
而且，所述實施形態中，罩幕框4具備兩根短邊框部4a及兩根長邊框部4b，亦可具備相同長度的四根框。
而且，所述實施形態中，中間金屬片6亦可以長邊方向與短邊框部4a的長邊方向平行的方式載置於短邊框部4a上。
2‧‧‧金屬罩幕
4、40‧‧‧罩幕框
4a‧‧‧短邊框部
4b‧‧‧長邊框部
4c‧‧‧開口部
4f、6f、40f‧‧‧接觸位置
6‧‧‧中間金屬片
6a‧‧‧焊接位置
7、9‧‧‧熔解部分
7d、9d‧‧‧焊接塊金
8、80‧‧‧薄膜金屬片
8a‧‧‧兩端部
10‧‧‧間隙金屬片
14、140‧‧‧雷射光
A‧‧‧被焊接的部分的面積
B‧‧‧被焊接構件的厚度
圖1是從上方觀察藉由實施形態的金屬罩幕製造方法製造的金屬罩幕的立體圖。 圖2是從上方觀察實施形態的金屬罩幕製造方法中使用的罩幕框的立體圖。 圖3是表示實施形態的金屬罩幕製造方法中將間隙金屬片載置於罩幕框的狀態的立體圖。 圖4是表示實施形態的金屬罩幕製造方法中將中間金屬片載置於罩幕框的狀態的立體圖。 圖5是表示實施形態的金屬罩幕製造方法中對載置於罩幕框的中間金屬片照射雷射光的狀態的剖視圖。 圖6是表示實施形態的金屬罩幕製造方法中載置於罩幕框的中間金屬片藉由雷射光而熔解後的狀態的剖視圖。 圖7是表示實施形態的金屬罩幕製造方法中對載置於中間金屬片的薄膜金屬片照射雷射光後的狀態的剖視圖。 圖8是表示實施形態的金屬罩幕製造方法中載置於中間金屬片的薄膜金屬片藉由雷射光而熔解後的狀態的剖視圖。 圖9是表示實施形態的金屬罩幕製造方法中將薄膜金屬片焊接於中間金屬片的情況下的導熱狀態的概念圖。 圖10是表示現有的金屬罩幕製造方法中將薄膜金屬片直接焊接於金屬框的情況下的導熱狀態的概念圖。
2‧‧‧金屬罩幕
4‧‧‧罩幕框
6‧‧‧中間金屬片
6a‧‧‧焊接位置
8‧‧‧薄膜金屬片
8a‧‧‧兩端部
10‧‧‧間隙金屬片

Claims (7)

  1. 一種金屬罩幕製造方法，其將薄膜金屬片雷射焊接於罩幕框而製造金屬罩幕，所述金屬罩幕製造方法的特徵在於包括： 第1載置步驟，將厚度較所述薄膜金屬片厚且為所述薄膜金屬片的厚度的5倍以下的厚度的中間金屬片載置於所述罩幕框； 第1焊接步驟，將已載置在所述罩幕框的所述中間金屬片雷射焊接於所述罩幕框； 第2載置步驟，將所述薄膜金屬片載置於已載置在所述罩幕框的所述中間金屬片之上；以及 第2焊接步驟，將已載置在所述中間金屬片的所述薄膜金屬片雷射焊接於所述中間金屬片。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的金屬罩幕製造方法，其中所述罩幕框包括：構成相向的兩邊的第1框部，以及於與所述第1框部正交的方向上構成相向的兩邊的第2框部， 所述中間金屬片載置於所述罩幕框的相向的兩邊的所述第1框部或相向的兩邊的所述第2框部。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的金屬罩幕製造方法，其中所述中間金屬片具有長條狀的形狀，以長邊方向與所述第1框部或所述第2框部的長邊方向平行的方式載置於所述第1框部或所述第2框部。
  4. 如申請專利範圍第2項或第3項所述的金屬罩幕製造方法，其中所述薄膜金屬片具有長條狀的形狀，在使長邊方向與所述中間金屬片的長邊方向正交，且長邊方向的兩端部以跨越由所述第1框部與所述第2框部所形成的所述罩幕框的開口部的狀態下載置於所述中間金屬片。
  5. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的金屬罩幕製造方法，其中所述薄膜金屬片的厚度為20 μm以下的厚度， 所述中間金屬片的厚度為30 μm以上且40 μm以下的厚度。
  6. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的金屬罩幕製造方法，其中所述薄膜金屬片的厚度為20 μm以下的厚度， 所述中間金屬片的厚度為60 μm以上且100 μm以下的厚度，且於在所述中間金屬片的被雷射焊接的位置的所述薄膜金屬片側的表面形成著凹狀部。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的金屬罩幕製造方法，其中所述凹狀部的深度為較藉由所述雷射焊接形成於所述中間金屬片的表面的焊接塊金的高度深，且為所述中間金屬片的厚度的一半以下的深度。
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