TWI805832B

TWI805832B - 平面顯示器用表層框體及其製造方法

Info

Publication number: TWI805832B
Application number: TW108130784A
Authority: TW
Inventors: 人; 中野耕一; 飯章
Original assignee: 日商日本輕金屬股份有限公司
Priority date: 2018-08-28
Filing date: 2019-08-28
Publication date: 2023-06-21
Also published as: CN112602018A; JP2020034635A; JP7061288B2; EP3845967A1; CN112602018B; TW202024799A; KR102616149B1; KR20210040152A; WO2020045299A1; US20210240072A1; US11914285B2; EP3845967A4

Abstract

本發明提供一種控制外觀色的FPD用表層框體及其有效的製造方法，能夠容易進行曝光光的散射防止及使用前的異物不附著檢查等。本發明的FPD用表層框體以具有透明氧化被膜的不銹鋼材構成，透明氧化被膜的膜厚為420nm～700nm。透明氧化被膜的表面及不銹鋼材的表面造成的反射光的干涉色，明度指數L*值為33以下較佳。

Description

平面顯示器用表層框體及其製造方法

本發明係有關於在平面顯示器(FPD)面板的製造中，防止在光蝕刻工程中使用的光罩或網罩附著異物的表層的框體及其製造方法，特別是關於大型的FPD用表層框體及其製造方法。

LSI及超LSI等半導體裝置或FPD面板藉由對半導體晶圓或FPD用底版照射光而形成圖案(光蝕刻所致的圖案形成)。其中，因為使用附著灰塵的曝光底版時該灰塵會吸收及/或反轉光，圖案無法良好地轉印(例如，圖案的變形或邊緣的不明瞭)。其結果，會損及半導體裝置及FPD面板的品質及外觀等，會產生性能及製造良率的降低的問題。

因此，關於光蝕刻的工程通常在清淨室進行，但因為在該環境下仍無法完全防止向曝光底版的灰塵附著，一般會在曝光底版的表面設置避免灰塵的表層。表層由表層框體及張設於該表層框體的表層膜構成，設置成包圍形成於曝光底版表面的圖案區域。光蝕刻時若將焦點對焦於曝光底版的圖案上，即便灰塵附著於表層膜，該灰塵也不會對轉印造成影響。

其中，從前一般的半導體用表層即便再大也是150mm角左右，但隨著近年的FPD面板的大型化，表層的大型化也跟著進展，例如，也要求超過1000mm角的大小的表層框體。在表層框體除了高尺寸精度及平坦度，要求不會因表層膜的張力變形的強度，但隨著表層框體的大型化滿足該等要求變得困難。

相對於此，例如，在專利文獻1(特開2009-3111號公報)中，揭示一種由鋁合金形成的表層框，該素材鋁合金制定成包含：以質量%計算，Mg：超過3.5%、5.5%以下、且包含Ti：0.005～0.15%、B：0.0005～0.05%的一種或二種、Fe：0.15%以下、Si：0.10%以下，殘留部具有由Al及不可避的雜質形成的組成，在該鋁合金的1萬倍的掃描型電子顯微鏡的組織觀察中，在觀察到的結晶析出物的視野內所占的合計面積率為5%以下，且在觀察到的結晶析出物中最大的結晶析出物之徑具有圓相當徑3μm以下的組織。

在上述專利文獻1記載的表層框中，將表層框的素材設為Mg含有量較高的5000系鋁合金，作為結晶析出物少的組織，除了能夠抑制白點缺陷的產生以外，即便厚度較薄也能夠確保剛性，能夠提供對應薄型液晶電視的液晶顯示器的顯著大型化的能夠大型化的鋁合金製表層框。

又，在專利文獻2(特開2006-284927號公報)中，揭示一種支持框，為具備鋁合金製的框體、及由彈性係數比前述框體大的材料形成的補強構件的支持框，前述補強構件埋入形成於前述框體的埋設凹部。

在前述專利文獻2記載的表層用支持框中，因為相較於僅以鋁合金製的框體構成的情形，彎曲剛性及切斷剛性較高，即便將其大型化也難以發生撓曲及變形。而且，因為在形成於框體的埋設凹部將補強構件埋入，能夠使框體與補強構件簡單且確實地一體化。

再來，表層用支持框因為防止來自光源的光的反射得到鮮明的圖案轉印像及容易進行使用前的異物不附著檢查等的目的，有將表面黑色化的必要，例如，提案有在陽極氧化被膜的細孔使有機染料等浸透而成為黑色的方法、及藉由陽極氧化處理後的電解析出黑色化的方法(例如，專利文獻3：特開2013-7762號公報)。 [先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1] 特開2009-3111號公報 [專利文獻2] 特開2006-284927號公報 [專利文獻3] 特開2013-7762號公報

[發明所欲解決的問題]

但是，即便是上述專利文獻1記載的表層框，也難以完全實現用於大型化急速進展的FPD用面板的表層框體所要求的高尺寸精度、平坦度、楊氏係數及強度等。特別是，在近年，為了使曝光區域最大化，迫切希望將表層框體的內尺寸擴大，使框變細後則無法擔保充分的剛性。

又，在上述專利文獻2記載的表層用支持框中，需要向框體的埋設凹部的形成及與補強構件的一體化等，製造工程複雜化同時變得高價。而且，在補強構件中，因為使用彈性係數比框體還大的鐵及鈦等異種材料，難以充分擔保加工精度及信頼性。

再來，將表層用支持框的表面黑色化的方法基本上關於鋁合金製的表層用支持框已經最適化，極其難以適用由其他材料形成的表層用支持框。

鑑於以上那種先前技術的問題點，本發明的目的為提供一種控制外觀色的FPD用表層框體及其有效的製造方法，能夠容易進行曝光光的散射防止及使用前的異物不附著檢查等。 [解決問題的手段]

本發明者們為了達成上述目的，就FPD用表層框體及其製造方法進行銳意研究的結果，發現將FPD用表層框體以不銹鋼材構成，利用透明氧化被膜的形成所致的干涉色等極為有效，進而完成本發明。

亦即，本發明提供一種平面顯示器(FPD)用表層框體，以具有透明氧化被膜的不銹鋼材構成；前述透明氧化被膜的膜厚為420nm～700nm。

在本發明的FPD用表層框體中，因前述透明氧化被膜的表面及前述不銹鋼材的表面造成的反射光的干涉色，明度指數L^* 值為33以下較佳。因明度指數L^* 值為33以下，防止了曝光光的散射，同時能夠容易進行使用前的異物不附著檢查等。

又，在本發明的FPD用表層框體中，前述透明氧化被膜及前述不銹鋼材的表面造成的干涉色為黑色、灰色或洋紅色較佳。因FPD用表層框體的外觀色為黑色、灰色或洋紅色，能夠更容易且確實進行使用前的異物不附著檢查等。

本發明的FPD用表層框體因為以不銹鋼材構成，作為表層框體的材質與從前使用的7000系(Al-Zn-Mg系)鋁合金、6000系(Al-Mg-Si系)鋁合金及5000系(Al-Mg系)鋁合金相比較，具有高楊氏係數。此外，不銹鋼材的楊氏係數為100GPa以上較佳、150GPa以上更佳、180GPa以上最佳。因為提高框體的楊氏係數，即便是大型FPD用的表層框體也能夠充分擔保剛性，相較於從前的表層框體能夠使框變細。

又，本發明的FPD用表層框體以透明氧化被膜不銹鋼材構成，前述透明氧化被膜的膜厚為420nm～700nm。因為在不銹鋼材的表面形成膜厚420nm～700nm的透明氧化被膜，因為透明氧化被膜的表面造成的反射光與不銹鋼材的表面造成的反射光的干涉色，能夠使明度指數L^* 值為33以下、又使外觀色為黑色、灰色或洋紅色。

又，本發明的FPD用表層框體中，前述不銹鋼材為沃斯田系不銹鋼材較佳。使用沃斯田系不銹鋼材，能夠使外觀色(干涉色)變化成黑色、灰色或洋紅色。

再來，將FPD用表層框體作為沃斯田系不銹鋼材，能夠兼備高楊氏係數與抗蝕性。而且，因為沃斯田系不銹鋼材富有延性及靭性，冷間加工性良好，能夠容易加工成所期望的框體形狀。

又，本發明的FPD用表層框體中，前述不銹鋼材為麻田系不銹鋼材較佳。在麻田系不銹鋼材的表面形成膜厚420nm～700nm的透明氧化被膜，外觀色(干涉色)成為黑色，能夠更確實防止曝光光的散射。

再來，將FPD用表層框體作為麻田系不銹鋼材，能夠設為200GPa左右的楊氏係數及400HV以上的維氏硬度。而且，麻田系不銹鋼材因不含Ni而較廉價，能夠降低FPD用表層框體的材料成本。

又，本發明的FPD用表層框體中，短邊的長度為300mm以上、長邊的長度為400mm以上較佳。本發明的FPD用表層框體因為該框體以具有高楊氏係數的不銹鋼材構成，具有充分的剛性，即便框體大型化也能夠作為表層框體使用。

又，本發明也提供：一種FPD用表層框體的製造方法，包含：得到由不銹鋼材構成的框體的第一工程；將前述框體浸漬於包含鉻酸與硫酸的混合溶液中形成透明氧化被膜的第二工程。

在本發明的FPD用表層框體的製造方法中，將由不銹鋼材構成的框體浸漬於包含鉻酸與硫酸的混合溶液中能夠形成透明氧化被膜，根據該浸漬時間能夠將透明氧化被膜的膜厚以埃Å單位控制。其結果，能夠容易控制來自透明氧化被膜表面的反射光、與來自不銹鋼材表面的反射光的干涉色。

又，在本發明的FPD用表層框體的製造方法中，前述透明氧化被膜的膜厚為420nm～700nm較佳。因為透明氧化被膜的膜厚為420nm～700nm，因透明氧化被膜的表面造成的反射光、與不銹鋼材的表面造成的反射光的干涉色，能夠使表層框體的外觀作為黑色、灰色或洋紅色。其結果，防止了曝光光的散射，同時能夠容易進行使用前的異物不附著檢查等。

又，在本發明的FPD用表層框體的製造方法中，前述不銹鋼材為沃斯田系不銹鋼或麻田系不銹鋼較佳。將不銹鋼材設為沃斯田系不銹鋼或麻田系不銹鋼，除了能夠兼備高楊氏係數與抗蝕性，因為沃斯田系不銹鋼材富有延性及靭性，冷間加工性良好，能夠容易加工成所期望的框體形狀。

又，將不銹鋼材設為沃斯田系不銹鋼或麻田系不銹鋼，藉由在表面形成膜厚420nm～700nm的透明氧化被膜，能夠將外觀色(干涉色)確實設為黑色。而且，能夠設為200GPa左右的楊氏係數及400HV以上的維氏硬度。而且，麻田系不銹鋼材因不含Ni而較廉價，能夠降低FPD用表層框體的材料成本。

又，在本發明的FPD用表層框體的製造方法中，於前述第一工程中，以前述不銹鋼材的固相接合形成前述框體較佳。藉由不銹鋼材的固相接合形成FPD用表層框體的基本形狀，能夠提高材料的良率，與從不銹鋼板切出FPD用表層框體的情形相比較，能夠降低材料成本。

又，使用接合溫度較低的固相接合，能夠抑制接合棒狀不銹鋼材而構成的表層框體的應變及強度降低。其中，固相接合只要不損及本發明的效果則沒有特別限定，能夠使用從前公知的各種固相接合方法，但例如，使用摩擦攪拌接合或線性摩擦接合較佳。此外，對接合體施予削切加工，能夠得到尺寸精度高的表層框體。

在摩擦攪拌接合中藉由接合用工具的旋轉速度、移動速度及負重等能夠控制接合溫度，除了能夠控制接合部的組織，也能夠控制熱影響部的形成等。又，在線性摩擦接合中也一樣，根據線性摩擦條件(振幅、頻率及負重等)，能夠達成接合部的組織控制及熱影響部的抑制等。再來，在線性摩擦接合中不需要消耗品接合用工具，能夠降低接合成本。

使用電弧溶接及雷射溶接等的溶融溶接接合壓出材彼此，因為接合部會成為急冷凝固組織而與母材間的機械及熱性質的差異會變大，用於要求高尺寸精度及信頼性等的表層框體是困難的。又，在溶融溶接中雖有在接合部形成小氣孔缺陷的情形，但在表層框體中即便是極小的缺陷也會成為深刻的問題。相對於此，摩擦攪拌接合或線性摩擦接合所致的被接合材的變形極小，而且接合部(攪拌部)基本上會成為不伴隨溶融凝固的再結晶組織，能夠使與母材間的差異較小。

又，本發明的FPD用表層框體的製造方法中，最終的表層框體的短邊的長度為300mm以上、長邊的長度為400mm以上、最大寬度為6mm以下較佳。在本發明的FPD用表層框體的製造方法中，因為將具有高楊氏係數的不銹鋼材以固相接合即摩擦攪拌接合進行接合，在將框體大型化同時縮小板幅的情形中，也能夠得到良好的框體。此外，從FPD用表層框體的內寸擴大的觀點來看，框的最大寬度為5mm以下更佳。

又，在本發明的FPD用表層框體的製造方法中，於第一工程中，接合具有略相同形狀及大小的4個不銹鋼材(棒材)較佳。將構成表層框體的不銹鋼材(棒材)的形狀及大小統一，能夠使接合的作業性提升，能夠降低製造成本。 [發明的效果]

根據本發明，能夠提供一種FPD用表層框體及其有效的製造方法，能夠容易進行曝光光的散射防止及使用前的異物不附著檢查等。

以下，參照圖式詳細說明關於本發明的FPD用表層框體及其製造方法的代表實施形態，但本發明不僅限於該等。又，實施形態的構成要素其一部分或全部能夠適宜組合。此外，以下的說明中，相同或相當部分有附加相同符號，省略重覆的說明的情形。又，圖式為用來概念地說明本發明者，表現出的各構成要素的尺寸及其等的比例有與實際不同的情形。

1．FPD用表層框體如圖1、圖2所示，FPD用表層框體1以具有透明氧化被膜4的不銹鋼材2構成。更具體來說，FPD用表層框體1具備：由不銹鋼材2構成的框體(以後，有稱為「不銹鋼製框體」的情形。)3、及形成於不銹鋼製框體3的透明氧化被膜4。FPD用表層框體1因為以不銹鋼材構成，作為表層框體的材質與從前使用的鋁合金相比較，具有高楊氏係數。此外，不銹鋼材的楊氏係數為100GPa以上較佳、150GPa以上更佳、180GPa以上最佳。因為提高框體的楊氏係數，即便是大型FPD用的表層框體也能夠充分擔保剛性，相較於從前的表層框體能夠使框變細。

因為不銹鋼製框體3以具有高楊氏係數的不銹鋼材構成，即便降低不銹鋼製框體3的剖面積也夠維持在大型FPD用表層框體1要求的剛性，因該剖面積的降低能夠擴大框體的內寸的同時，能夠得到具有高尺寸精度及平坦度的FPD用表層框體1。

用於不銹鋼製框體3的不銹鋼材，只要不損及本發明的效果則沒有特別限定，能夠使用從前公知的各種不銹鋼材，但從擔保抗蝕性的觀點來看，使用沃斯田系不銹鋼材較佳、從楊氏係數及硬度的觀點來看，使用麻田系不銹鋼材較佳。

其中，作為沃斯田系不銹鋼材，例如，能夠使用以JIS規格規定的SUS301、SUS301L、SUS301J1、SUS302B、SUS303、SUS304、SUS304Cu、SUS304L、SUS304N1、SUS304N2、SUS304LN、SUS304J1、SUS304J2、SUS305、SUS309S、SUS310S、SUS312L、SUS315J1、SUS315J2、SUS316、SUS316L、SUS316LN、SUS316Ti、SUS316J1、SUS316J1L、SUS317、SUS317L、SUS317LN、SUS317J1、SUS317J2、SUS836L、SUS890L、SUS321、SUS347、SUSSXM7、SUSXM15J1。

又，作為麻田系不銹鋼材，例如，能夠使用以JIS規格規定的SUS403、SUS410、SUS410S、SUS420J1、SUS420J2、SUS440A。

不銹鋼製框體3例如藉由從不銹鋼板切出而得到，沒有接合部等的特性不同的區域較佳、具有接合部時為固相接合部較佳。溶融溶接部成為急冷凝固組織與母材的機械性質的差異會變大，但固相接合部基本上成為再結晶組織而能夠縮小與母材的機械性質的差異。而且，因為固相接合時的入熱較小，能夠抑制表層框體的顯著變形及強度降低。

FPD用表層框體1的短邊(圖1的A)的長度通常為300mm以上、較佳為500mm以上、更佳為700mm以上，上限雖沒有特別限定，但通常為3000mm以下。FPD用表層框體1的長邊(圖1的B)的長度通常為400mm以上、較佳為600mm以上、更佳為900mm以上，上限雖沒有特別限定，但通常為4000mm以下。FPD用表層框體1的短邊及長邊的長度若是上述下限值以上，即便對大型FPD面板也容易抑制向曝光底版的灰塵的影響。又，FPD用表層框體1因為不銹鋼製框體3以具有高楊氏係數的不銹鋼材構成，即便框體大型化也能夠充分作為表層框體使用。

FPD用表層框體1的框的最大寬度(圖2的W)為6mm以下較佳、5mm以下更佳。FPD用表層框體1因為以具有高楊氏係數的不銹鋼材2構成，即便縮小框幅也能夠擔保剛性。其中，將框的最大寬度設為6mm以下能夠抑制框體附近的曝光不良，設為5mm以下能夠更加擴大FPD用表層框體1的內寸。

不銹鋼製框體3的表面形成透明氧化被膜4。透明氧化被膜4的膜厚通常為420nm以上、較佳為430nm以上、更佳為440nm以上、再佳為450nm以上、特佳為460nm以上，通常為700nm以下、較佳為600nm以下、更佳為550nm以下、再佳為500nm以下、特佳為480nm以下。因為透明氧化被膜4的膜厚為上述範圍內，因透明氧化被膜4的表面造成的反射光、與不銹鋼材2的表面造成的反射光的干涉色，能夠使FPD用表層框體1的明度指數L^* 值成為所期望的值，又，能夠使外觀色成為黑色、灰色或洋紅色。與一般塗裝等不同，因為透明氧化被膜4的膜厚極薄，能夠使及於FPD用表層框體1的尺寸精度等的被膜的影響停留在最小限。在本說明書中，透明氧化被膜4的膜厚指的是由實施例記載的方法測定到的值。

FPD用表層框體1的明度指數L^* 值通常為33以下、較佳為32以下、更佳為31以下、特佳為30以下。若明度指數L^* 值在上述範圍內，容易防止曝光光的散射，同時能夠容易進行使用前的異物不附著檢查等。在本說明書中，明度指數L^* 值為藉由實施例記載的方法測定的值。

又，FPD用表層框體1的外觀色為透明氧化被膜4的表面造成的反射光與不銹鋼材2的表面造成的反射光的干涉色，因為非染料及顏料所致的發色，長時間曝露於強光中顏色也沒有變化。

透明氧化被膜4的組成及微細構造只要不損及本發明的效果則沒有特別限制，調節膜厚使得FPD用表層框體1的明度指數L^* 值成為所期望的值較佳。又，透明氧化被膜4，在形成於不銹鋼材2的表面的多孔質氧化被膜中，在該多孔質氧化被膜產生的孔被阻塞者更佳。該種透明氧化被膜4，能夠藉由將不銹鋼製框體3(不銹鋼材2)浸漬於加溫的鉻酸與硫酸的混合溶液中而得到透明的多孔質氧化被膜，再來在該多孔質氧化被膜的孔之中使鉻氧化物析出而得到。將透明多孔質氧化被膜的孔以鉻氧化物塞住，能夠使被膜硬度與抗蝕性提升。

又，透明氧化被膜4為使不銹鋼材2自體的氧化被膜成長者較佳。藉此，透明氧化被膜4，例如，因為並非如同鍍膜被膜那樣是在金屬表面使別的物質附著者，而具有極良好的密著性，使透明氧化被膜4形成後也能夠施予彎曲加工及輕度的加壓加工等。

FPD用表層框體1的剖面形狀只要不損及本發明的效果則沒有特別限制，雖能設為從前公知的各種形狀，但張設表層膜的上邊及設置黏接用黏著層的下邊是平行的四邊形較佳。在FPD用表層框體1的上邊用來張設表層膜的寬度是必要的，在下邊用來設置黏接用黏著層並黏接至曝光底版的寬度是必要的。

FPD用表層框體1的平坦度較佳為150μm以下、更佳為100μm以下。藉由使FPD用表層框體1的平坦度提升，能夠使將表層貼附至曝光底版時的FPD用表層框體1的變形量減小。此外，在本說明書中平坦度，藉由在FPD用表層框體1的各角部4點與4邊的中央4點的合計8點測定高度算出假想平面，從該假想平面起算的各點的距離之中，能夠由最高點減去最低點的差來算出。

又，使用FPD用表層框體1，能夠構成各種表層。本實施形態的表層具備：FPD用表層框體1、設於FPD用表層框體1的上面的表層膜。再來，表層具備設於FPD用表層框體1的下面的保護膜也可以。這種表層，例如，能夠藉由在FPD用表層框體1的上面覆設透明性的表層膜，同時在FPD用表層框體1的下面形成黏接層，在該黏接層的下面將保護膜可剝離地覆設而得到。根據本實施形態的FPD用表層框體1，因為具備由不銹鋼材2構成的框體3，構成表層時，即便是因擴大框體3的內寸而框體3的寬度變窄時，也因維持剛性而難以產生變形等。此外，藉由從前公知的各種表面處理及表面被覆能夠將FPD用表層框體1黑色化，能夠迴避曝光時的光的反射造成轉印圖案不鮮明的問題。

2．FPD用表層框體的製造方法如圖3所示，本實施形態的FPD用表層框體的製造方法，包含：得到由不銹鋼材構成的框體的第一工程(S01)、將框體浸漬於包含鉻酸與硫酸的混合溶液中形成透明氧化被膜的第二工程(S02)。以下，詳細說明包含任意工程的各工程等。

(1)第一工程(S01：框體成形工程) 第一工程(S01)為用來得到不銹鋼製框體3的工程，因應必要對不銹鋼材2施予接合及削切等，為能夠以高尺寸精度得到用於FPD用表層框體1的不銹鋼製框體3的工程。

不銹鋼材2具有充分的大小時，能夠從不銹鋼材2切出不銹鋼製框體3。另一方面，將不銹鋼材2固相接合也能夠得到不銹鋼製框體3，此時能夠提高不銹鋼材2的良率。此外，對由切出或固相接合得到的不銹鋼製框體3再進行削切加工也可以。以下，詳細說明關於利用固相接合得到不銹鋼製框體3的工程。

1．不銹鋼材的固相接合不銹鋼材的固相接合為任意的工程，用來將不銹鋼材2固相接合得到接近FPD用表層框體1的形狀的接合體的工程。因為將不銹鋼材2固相接合形成FPD用表層框體1的基本形狀，能夠提高材料的良率，與從不銹鋼板切出FPD用表層框體1的情形相比較，能夠降低材料成本。

又，使用接合溫度較低的固相接合，能夠抑制接合板狀不銹鋼材2而構成的表層框體的變形及強度降低。其中，固相接合只要不損及本發明的效果則沒有特別限定，能夠使用從前公知的各種固相接合方法，但例如，使用摩擦攪拌接合或線性摩擦接合較佳。

使用摩擦攪拌接合接合不銹鋼材2時，在接合溫度有使用強度比不銹鋼材2還高的材質的接合用工具的必要。該接合用工具的材質只要能達成摩擦攪拌接合則沒有特別限定，例如，能夠使用超硬合金、氮化矽或pc-BN等陶瓷、W-Re等高熔點金屬。

在此，使用電弧溶接及雷射溶接等的溶融溶接來接合壓出材彼此，因為接合部會成為急冷凝固組織而與母材間的機械及熱性質的差異會變大，用於要求高尺寸精度及信頼性等的FPD用表層框體1是困難的。又，在溶融溶接中雖有在接合部形成小氣孔缺陷的情形，但在FPD用表層框體1中即便是極小的缺陷也會成為深刻的問題。相對於此，摩擦攪拌接合或線性摩擦接合所致的被接合材的變形極小，而且接合部(攪拌部)基本上會成為不伴隨溶融凝固的再結晶組織，能夠使與母材間的差異較小。

又，如同上述，用於FPD用表層框體1的不銹鋼材2，只要不損及本發明的效果則沒有特別限定，能夠使用從前公知的各種不銹鋼材，但從擔保抗蝕性的觀點來看，使用沃斯田系不銹鋼材較佳、從楊氏係數及硬度的觀點來看，使用麻田系不銹鋼材較佳。

又，接合不銹鋼材2製造不銹鋼製框體3時，於第一工程中，接合具有略相同形狀及大小的4個不銹鋼材2較佳。將構成表層框體的不銹鋼材2的形狀及大小統一，能夠使接合的作業性提升，能夠降低製造成本。

2．接合體的削切加工對在預備工程1得到的不銹鋼材2的接合體施予削切加工，能夠得到不銹鋼製框體3、及最終的FPD用表層框體1的形狀。

削切加工後的框體的短邊長度為300mm以上、長邊長度為400mm以上、最大寬度為6mm以下較佳。FPD用表層框1作為全體要求均質且高剛性，但在具有接合部時，將具有高楊氏係數的不銹鋼材2以固相接合接合，將框體大型化同時縮小板寬度時也一樣能夠得到良好的框體。此外，從FPD用表層框體1的內寸擴大的觀點來看，框的最大寬度為5mm以下更佳。

其中，因接合造成的變形等成為問題時，將接合體加壓退火後，施予削切加工較佳。與使用溶融溶接的情形相比，以固相接合得到的框體的變形雖變小，但FPD用表層框1要求極高的尺寸精度。相對於此，對接合體施予加熱退火除去內部變形，能夠使削切加工後的框體尺寸精度更為提升。

(2)第二工程(S02：透明氧化被膜形成工程) 第二工程(S02)為用來將在第一工程(S01)得到的不銹鋼製框體3浸漬於包含鉻酸與硫酸的混合溶液中形成透明氧化被膜的工程。藉由第二工程(S02)能夠決定FPD用表層框體1的外觀色。

藉由將不銹鋼製框體3浸漬入加溫的鉻酸及硫酸的混合發色溶液中，能夠在不銹鋼材2的表面形成透明氧化被膜4。在混合發色溶液中成長的氧化被膜為多孔質，維持原狀有被膜硬度及抗蝕性不充足的情形。在此，硬度被膜及抗蝕性不充分時，水洗之後在鉻酸系的溶液中將製品作為陰極電解，在氧化被膜的孔之中使鉻氧化物析出將孔塞住較佳。

FPD用表層框體1的外觀色能夠藉由透明氧化被膜4的膜厚控制，透明氧化被膜4的膜厚為420nm～700nm的範圍較佳。將透明氧化被膜4的膜厚設為420nm～700nm雖能使FPD用表層框體1的明度指數^* L值成為33以下，但該值也會有因不銹鋼製框體的表面狀態而微妙發生變化的情形，因應所期望的值或外觀色微調整透明氧化被膜4的膜厚較佳。

其中，透明氧化被膜4的膜厚能以埃Å單位調整。具體來說，量測混合發色溶液中不銹鋼製框體與鉑的測定電極間的電位差(mV單位)，利用該電位差隨著透明氧化被膜4的成長而變化的特性決定浸漬時間即可。

能以透明氧化被膜4發色的顏色也相依於不銹鋼的種類，沃斯田系不銹鋼材的情形雖能夠是琥珀色、藍色、灰色、金色、洋紅色、綠色及其中間色，但黑色、灰色或洋紅色較佳。又，麻田系不銹鋼材的情形原則上僅成為黑色。

以上，雖說明有關本發明的代表的實施形態，但本發明不限於此，可以進行各種設計變更，該等設計變更全部包含於本發明的技術範圍中。 [實施例]

≪實施例≫ 對JIS-SUS303的板材施予削切加工，得到長邊940mm、短邊760mm、框寬度6mm及框厚6mm的不銹鋼製框體。

接著，將不銹鋼製框體脱脂及水洗後，在股份公司東陽理化學研究所製的混合發色溶液(鉻酸與硫酸的混合溶液)中浸漬75秒形成透明氧化被膜。之後，進行水洗及乾燥得到FPD用表層框體。實施例的FPD用表層框體的透明氧化被膜的膜厚為490nm。在本實施例中，透明氧化被膜的膜厚測定，藉由將切斷FPD用表層框體得到的試料的剖面利用掃描電子顯微鏡(SEM)(日立製作所製，型號：S-4500)觀察，從觀察照片算出上面、內側面、外側面的被膜厚度，求出該等被膜厚度的平均值來進行。得到的FPD用表層框體的外觀照片示於圖4。在FPD用表層框體沒有確認到變形或損傷，得知能夠得到具有充分剛性及尺寸精度的大型FPD用表層框體。又，FPD用表層框體的外觀色成為洋紅色。

測定FPD用表層框體的短邊2處及長邊2處的合計4處的明度指數L^* 值。在本實施例中，明度指數L^* 值的測定，藉由將FPD用表層框體的表面以分光色差計(日本電色工業製，型號：NF777)測定，將各邊的測定值藉進行平均來進行。各測定值及其平均值示於表1。明度指數L^* 值最大也是32.01，在全部區域成為33以下。

對得到的FPD用表層框體施予拉伸試驗，從應力-應變曲線求出楊氏係數為198.8GPa。又，拉伸強度為617MPa、0.2%耐力為236MPa從前已知的A5052鋁合金製的FPD用表層框體的楊氏係數為69GPa左右，得知得到的FPD用表層框體具有高楊氏係數。在本實施例中，拉伸試驗利用拉伸試驗機(島津製作所製，型號AG-IS 100kN)進行測定。拉伸強度、耐力、延伸以JIS Z2241為準進行測定。楊氏係數從應力-延伸曲線求出。拉伸試驗的條件，到楊氏係數及耐力測定為止將十字頭變位速度設為0.5mm/ min，其後為5mm/min。

≪比較例1≫ 除了將向混合發色溶液中的浸漬時間設為50秒以外與實施例一樣，得到FPD用表層框體。比較例1的FPD用表層框體的透明氧化被膜的膜厚為400nm。

又，與實施例同樣測定明度指數L^* 值。得到的各測定值及其平均值示於表1。FPD用表層框體的外觀色成為藍色，明度指數L^* 值為35以上。

≪比較例2≫ 除了將向混合發色溶液中的浸漬時間設為65秒以外與實施例一樣，得到FPD用表層框體。比較例2的FPD用表層框體的透明氧化被膜的膜厚為220nm。

又，與實施例同樣測定明度指數L^* 值。得到的各測定值及其平均值示於表1。FPD用表層框體的外觀色成為金色，明度指數L^* 值為34以上。

1:FPD用表層框體 2:不銹鋼材 3:不銹鋼製框體(框體) 4:透明氧化被膜

[圖1] 實施形態的FPD用表層框體的斜視圖。 [圖2] 實施形態的FPD用表層框體1的C-C’剖面圖。 [圖3] 實施形態的FPD用表層框體的製造方法的工程圖。 [圖4] 實施例得到的FPD用表層框體的概觀照片。

1:FPD用表層框體

Claims

一種平面顯示器(FPD)用表層框體，以具有透明氧化被膜的不銹鋼材構成；前述透明氧化被膜的膜厚為420nm~700nm；短邊的長度為300mm以上；長邊的長度為400mm以上；框的最大寬度為6mm以下。
如請求項1記載的FPD用表層框體，其中，因前述透明氧化被膜的表面及前述不銹鋼材的表面造成的反射光的干涉色，明度指數L*值為33以下。
如請求項1或2記載的FPD用表層框體，其中，前述干涉色為黑色、灰色或洋紅色。
如請求項1或2記載的FPD用表層框體，其中，前述不銹鋼材為沃斯田系不銹鋼材。
如請求項1或2記載的FPD用表層框體，其中，前述不銹鋼材為麻田系不銹鋼材。
一種FPD用表層框體的製造方法，包含：得到由不銹鋼材構成的框體的第一工程；將前述框體浸漬於包含鉻酸與硫酸的混合溶液中形成透明氧化被膜的第二工程；將前述框體短邊的長度設為300mm以上，長邊的長度設為400mm以上；將框的最大寬度設為6mm以下。
如請求項6記載的FPD用表層框體的製造方法，其中，前述透明氧化被膜的膜厚為420nm~700nm。
如請求項6或7記載的FPD用表層框體的製造方法，其中，前述不銹鋼材為沃斯田系不銹鋼或麻田系不銹鋼。
如請求項6或7記載的FPD用表層框體的製造方法，其中，以前述不銹鋼材的固相接合形成前述框體。
如請求項6或7記載的FPD用表層框體的製造方法，其中，在前述固相接合使用摩擦攪拌接合或線性摩擦接合。