KR100260657B1 - 섀도우 마스크의 제조방법 및 이것에 이용되는 내에칭층도포장치 - Google Patents

섀도우 마스크의 제조방법 및 이것에 이용되는 내에칭층도포장치 Download PDF

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마사루 니카이도
야스히사 오타케
사치코 히라하라
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니시무로 타이죠
가부시끼가이샤 도시바
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Abstract

본 발명은 칼라 수상관용 섀도우 마스크의 제조방법에 관한 것이며, 특히 이른바 2단 에칭법이라고 일컫는 방법에 관한 것으로서, 내에칭층의 도포시에 작은 구멍측의 오목부에 기포가 잔존하여 내에칭층에 결함이 발생하는 것을 방지함으로서 열린 구멍형상 및 열린 구멍직경에 편차가 없고, 얼룩 품위가 양호한 섀도우 마스크를 얻는 것으로, 닥터블레이드를 구비한 직경 약 20㎜∼약 60㎜의 그라비야롤을 띠형상 금속박판의 아랫쪽에 설치하고 그 상부에는 대향하는 지지체를 배치하지 않고, 내에칭층 도포액을 금속박판의 반송속도의 4배 내지 25배의 원주속도로 금속박판의 반송방향과 반대방향으로 회전시킨 그라비야롤에 공급하여 닥터블레이드에 의해 잉여분을 긁어낸 후에 금속박판에 도포하는 것을 특징으로 한다.

Description

섀도우 마스크의 제조방법 및 이것에 이용되는 내에칭층 도포장치
본 발명은 칼라 수상관용 섀도우 마스크의 제조방법, 특히 소위 2단 에칭법이라 불리는 방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 2단 에칭법시에 사용되는 내에칭층의 도포장치에 관한 것이다.
최근, 문자나 도형 등을 표시하는 칼라디스플레이관에 대해서는 고정밀화 및 고품질화가 강하게 요구되고 있다. 이에 수반하여, 섀도우 마스크의 열린 구멍 크기의 미세화, 및 열린 구멍 크기의 편차의 감소화를 도모하고 있다.
섀도우 마스크의 열린 구멍에는 크게 나누어 열린 구멍 형상이 원형인 것과 직사각형인 것이 있고, 문자나 도형 등을 표시하는 칼라디스플레이관에는 열린 구멍 형상이 원형형상인 섀도우 마스크가 사용되며, 일반 가정에서 사용되는 칼라 수상관에는 열린 구멍 형상이 직사각형인 섀도우 마스크가 주로 사용되고 있다.
섀도우 마스크의 열린 구멍은 종래부터 포토에칭법에 의해 형성되고 있다. 특히, 고정밀, 고품질이 요구되는 칼라디스플레이관용 섀도우 마스크는 주로, 2단 에칭법에 의해 형성되고 있다.
2단 에칭에서는 우선, 금속박판의 한쪽면에, 에칭에 의해 전자총측의 작은 구멍에 대응하는 오목부를 형성한다. 이 작은 구멍에 대응하는 오목부가 형성된 면상에 내에칭층을 형성한다. 그 후, 다른쪽 면을 큰 구멍에 대응하는 패턴으로 에칭하고 큰 구멍측으로부터 작은 구멍에 대응하는 오목부를 관통시켜 열린 구멍을 형성한다. 실질적으로 얻어진 열린 구멍의 직경은 작은 구멍측에서 제어되고 있다고 볼 수 있다.
작은 구멍과 큰 구멍 양면에서 동시에 에칭하는 양면 에칭법에서는 레지스트의 열린 구멍 크기에 비해 에칭으로 얻어진 오목부의 열린 구멍 크기가 커지는 사이드에칭 현상의 제어가 어렵고 또한, 작은 구멍과 큰 구멍이 연결된 이후에도 작은 구멍의 에칭이 진행되므로, 열린 구멍 직경의 제어가 어렵다. 이에 대해 2단에칭법에서는 제 2 에칭 공정에서는 작은 구멍은 다시 에칭이 되지 않도록 작은 구멍측의 오목부에 내에칭층을 충전하고 있다. 이에 의해, 제 1 에칭공정에서의 정확한 작은 구멍 패턴을 유지할 수 있도록 하고, 금속박판 두께 보다도 작은 열린 구멍을 가능하게 하고 있다.
내에칭층을 도포하기 위한 방법으로서는 종래부터, 스프레이 코팅기, 롤코팅기, 그라비야코팅기, PDN(파이프닥터노즐)코팅기를 사용한 방법이 사용되고 있다. 그러나, 최근의 고정밀화에 수반하여 보다 작은 직경을 갖는 열린 구멍이 필요해지고 이들 도포방법으로는 불충분해졌다. 열린 구멍이 작으면, 내에칭층을 도포했을 때, 작은 구멍측의 오목부에 기포가 잔존하기 쉽고 내에칭층에 결함을 발생시킨다. 이 때문에, 제 2 에칭공정에서 작은 구멍의 에칭 현상이 진행되기 쉽다. 사이드 에칭 현상은 열린 구멍 형상의 확대나 변형, 및 열린 구멍 직경 불량의 원인이 되고, 열린 구멍 직경에 편차가 생기면 얼룩 품위를 악화시키는 원인이 되고 있다.
또한, 최근 열린 구멍 형상이 직사각형인 칼라 수상관에도 멀티미디어용으로서 미세화가 요구되고 있고 이와 같은 칼라수상관의 섀도우마스크에도 2단 에칭법이 적용되기 시작하고 있다. 그러나, 이와 같은 직사각형 열린 구멍은 원형 열린 구멍과 비교하여 작은 구멍 형상에 이방성이 있고, 작은 구멍이 깊고, 내에칭층의 형성이 곤란하다.
본 발명은 내에칭층의 도포시에, 작은 구멍측의 오목부에 기포가 잔존하여 내에칭층에 결함이 발생하는 것을 방지함으로서 열린 구멍 형상 및 열린 구멍 직경에 편차가 없고 얼룩 품위가 양호한 섀도우 마스크의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 내에칭층의 도포시에 작은 구멍측의 오목부에 기포가 잔존하는 것을 방지하고 결함이 없는 균일한 내에칭층을 형성하는 내에칭층 도포장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 본 발명에 관한 내에칭층 도포장치의 일례를 나타내는 개략도,
도 2는 도 1에 나타난 장치로 내에칭층 도포액을 공급하기 위한 공급계를 나타내는 개략도,
도 3은 본 발명에 관한 내에칭층 도포장치의 다른 일례를 나타내는 개략도,
도 4는 본 발명에 관한 내에칭층 도포장치의 또 다른 일례를 나타내는 개략도,
도 5는 본 발명에 관한 내에칭층 도포장치의 또 다른 일례를 나타내는 개략도,
도 6은 본 발명에 관한 내에칭층 도포장치의 또 다른 일례를 나타내는 개략도,
도 7은 본 발명에 의해 얻어진 섀도우 마스크를 이용한 칼라수상관의 구성예를 나타내는 개략도,
도 8은 본 발명의 섀도우 마스크의 제조방법을 설명하기 위한 도면,
도 9는 본 발명의 섀도우 마스크의 제조방법을 설명하기 위한 도면,
본 10은 본 발명의 섀도우 마스크의 제조방법을 설명하기 위한 도면,
본 11은 본 발명의 섀도우 마스크의 제조방법을 설명하기 위한 도면,
본 12는 본 발명의 섀도우 마스크의 제조방법을 설명하기 위한 도면,
본 13은 본 발명의 섀도우 마스크의 제조방법을 설명하기 위한 도면,
본 14는 본 발명의 섀도우 마스크의 제조방법을 설명하기 위한 도면,
본 15는 본 발명의 섀도우 마스크의 제조방법을 설명하기 위한 도면, 및
본 16은 본 발명의 섀도우 마스크의 제조방법을 설명하기 위한 도면이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1:패널 2:형광 스크린
3:섀도우 마스크 4:전자총
5:전자빔 6:진공외관용기
7, 21:띠형상 금속박판 8, 108:감광막
9, 109:원판 10, 110:레지스트층
11, 111:보호 필름 12:작은 오목구멍
13:내에칭층 14:열린 구멍
16:에칭액 22, 122:와이어 롤
23:그라비야롤 24:조각부
25:내에칭층 도포액 수용부 26:도포액 공급노즐
27:내에칭층 도포액 28:닥터블레이드
29:보조 롤 31, 33, 35:다이어프램펌프
32:서비스탱크 34:작업탱크
36, 37:가열용 파이프 40:슬릿노즐
112:큰 구멍
본 발명은 첫번째로 에칭에 의해 복수의 오목부가 형성된 제 1 주면 및 복수의 개구를 갖는 레지스트층이 형성된 제 2 주면을 갖는 띠형상 금속박판을, 상기 제 1 주면을 하측으로 하여 배치하고 상기 제 1 주면의 아래쪽에 직경 약 20㎜∼약 60㎜의 그라비야롤과, 상기 그라비야(gravuer)롤 상에 내에칭층 도포액을 공급하는 부재와, 상기 그라비야롤 상에 설치된 닥터블레이드를 갖는 내에칭층 도포장치를 설치하고 상기 띠형상 금속박판을 거의 수평으로 반송하면서, 상기 그라비야롤을 상기 띠형상 금속박판의 반송속도의 4배 내지 25배의 원주속도로 상기 띠형상 금속박판의 반송방향과 반대방향으로 회전시켜 상기 제 1 주면상에 접촉하게 하고, 상기 그라비야롤이 접촉된 상기 제 1 주면상의 위치에 대해 반대측의 제 2 주면상의 위치를 자유로운 상태로 유지하면서, 상기 내에칭층 도포액을 상기 그라비야롤에 공급하고 상기 닥터블레이드에 의해 상기 그라비야롤 상의 잉여의 내에칭층 도포액을 긁어 낸 후, 상기 제 1 주면의 오목부에 충전하면서 상기 제 1 주면에 도포하여 내에칭층을 형성하는 공정 및, 상기 제 2 주면을 에칭과 함께, 상기 제 2 주면으로부터 오목부에 통하는 열린 구멍을 형성하는 공정을 구비하는 섀도우마스크의 제조방법을 제공한다.
본 발명은 두번째로 에칭에 의해 복수의 오목부가 형성된 제 1 주면 및 복수의 개구를 갖는 레지스트층이 형성된 제 2 주면을 갖는 띠형상 금속박판을 준비하고 상기 제 1 주면에 제 1 내에칭층 도포장치를 설치하여 내에칭층 도포액을 미리 공급하는 공정,
상기 제 1 주면을 하측으로 하여 배치하고 상기 제 1 주면에 직경 약 20㎜∼약 60㎜의 그라비야롤과, 상기 그라비야롤 상에 내에칭층 도포액을 공급하는 부재와, 상기 그라비야롤 상에 설치된 닥터블레이드를 갖는 제 2 내에칭층 도포장치를 설치하고, 상기 띠형상 금속박판을 거의 수평으로 반송하면서 상기 그라비야롤을 상기 띠형상 금속박판의 반송속도의 4배 내지 25배의 원주속도로 상기 띠형상 금속박판의 반송방향과 반대 방향으로 회전시켜서 상기 제 1 주면상에 접촉하게 하고, 상기 그라비야롤이 접촉된 상기 제 1 주면상의 위치에 대해 반대측의 제 2 주면상의 위치를 자유로운 상태로 유지하면서, 상기 내에칭층 도포액을 상기 그라비야롤에 공급하고 상기 닥터블레이드에 의해 상기 그라비야롤 상의 잉여의 내에칭층 도포액을 긁어 낸 후, 상기 제 1 주면에 도포하고, 미리 공급된 도포액층의 두께를 규제하여 내에칭층을 형성하는 공정 및, 상기 제 2 주면을 에칭하고, 상기 제 2 주면으로부터 오목부로 통하는 열린 구멍을 형성하는 공정을 구비하는 섀도우 마스크의 제조방법을 제공한다.
상기 제 2 발명에 의한 내에칭층 도포액을 미리 공급하는 공정으로서는 다음과 같은 것이 있다.
제 1 바람직한 공정으로서는 상기 제 1 발명과 동일한 공정, 즉 에칭에 의해 복수의 오목부가 형성된 제 1 주면 및 복수의 개구를 갖는 레지스트층이 형성된 제 2 주면을 갖는 띠형상 금속박판을 상기 제 1 주면을 아래로 하여 거의 수평으로 반송하면서, 직경 약 20㎜∼약 60㎜의 그라비야롤과, 상기 그라비야롤 상에 내에칭층 도포액을 공급하는 내에칭층 도포액 공급부재와, 상기 그라비야롤 상에 설치된 닥터블레이드를 갖는 내에칭층 도포장치의 그라비야롤을, 상기 띠형상 금속박판의 반송속도의 4배 내지 25배의 원주속도로 상기 띠형상 금속박판의 반송방향과 반대방향으로 회전시켜 상기 제 1 주면상에 접촉하게 하고, 상기 그라비야롤이 접촉된 상기 제 1 주면상의 위치에 대해 반대측의 제 2 주면상의 위치를 자유로운 상태로 유지하면서, 상기 내에칭층 도포액을, 상기 그라비야롤에 공급하고 상기 닥터블레이드에 의해 상기 그라비야롤 상의 잉여의 내에칭층 도포액을 긁어 낸 후, 상기 제 1 주면에 도포하고 내에칭층 도포액을 공급하는 공정을 들 수 있다.
또한, 제 2 바람직한 공정으로서는 금속박판의 반송속도에 대한 상기 그라비야롤의 원주속도를 4배보다 작게 하는 것 이외는 제 1 바람직한 공정과 동일한 공정을 들 수 있다.
또한, 제 3 바람직한 공정으로서는 상기 그라비야롤로부터 잉여의 내에칭층 도포액을 긁어 내는 닥터블레이드를 제외한 이외에는 제 1 바람직한 공정과 동일한 공정을 들 수 있다. 이 경우는, 그라비야롤의 원주속도는 특별히 한정되지 않는다.
제 4 바람직한 공정으로서는 그라비야롤을 사용하지 않고 슬릿노즐을 사용한 내에칭층 도포장치를 사용하여 내에칭층을 형성하는 공정을 들 수 있다.
본 발명은 세번째로 직경 약 20㎜∼약 60㎜의 그라비야롤과, 상기 그라비야롤 상에 내에칭층 도포액을 공급하는 부재와, 상기 그라비야롤 상에 설치된 닥터블레이드를 구비하는 섀도우 마스크용 레지스트층 도포장치에 있어서,
에칭에 의해 복수의 오목부가 형성된 제 1 주면 및 복수의 개구를 가지고 레지스트층이 형성된 제 2 주면을 갖고, 또한 제 1 주면을 하측으로 하여 배치된 거의 수평으로 반송되는 띠형상 금속박판에 대해 상기 제 1 주면측에 배치되고 상기 그라비야롤을 상기 띠형상 금속박판의 반송속도의 4배 내지 25배의 원주속도로 상기 띠형상 금속박판의 반송방향과 반대방향으로 회전시켜 상기 제 1 주면상에 접촉하게 하고, 상기 그라비야롤이 접촉된 상기 제 1 주면상의 위치에 대해 반대측의 제 2 주면상의 위치를 자유로운 상태로 유지하면서 상기 내에칭층 도포액을 상기 그라비야롤에 공급하고, 상기 닥터블레이드에 의해 상기 그라비야롤 상의 잉여의 내에칭층 도포액을 긁어 낸 후, 상기 제 1 주면의 오목부에 충전하면서 상기 제 1 주면에 도포하고 내에칭층을 형성하는 섀도우마스크용 내에칭층 도포장치를 제공한다.
본 발명은 네번째로 제 1 도포장치와, 직경 약 20㎜∼약 60㎜의 그라비야롤과, 상기 그라비야롤 상에 내에칭층 도포액을 공급하는 부재와, 상기 그라비야롤상에 설치된 닥터블레이드를 갖는 제 2 도포장치를 구비하는 섀도우 마스크용 레지스트층 도포장치에 있어서,
상기 제 1 도포장치는 에칭에 의해 복수의 오목부가 형성된 제 1 주면 및 복수의 개구를 가진 레지스트층이 형성된 제 2 주면을 갖는 띠형상 금속박판의 제 1 주면측에 배치되고 상기 제 2 도포장치는 제 1 주면을 하측으로 하여 배치된 거의 수평으로 반송되는 상기 띠형상 금속박판에 대해, 상기 제 1 주면측에 배치되고 상기 그라비야롤을 상기 띠형상 금속박판의 반송속도의 4배 내지 25배의 원주속도로, 상기 띠형상 금속박판의 반송방향과 반대방향으로 회전시켜 상기 제 1 주면상에 접촉시키며, 상기 그라비야롤이 접촉된 상기 제 1 주면상의 위치에 대해 반대측의 제 2 주면상의 위치를 자유로운 상태로 유지하면서, 상기 내에칭층 도포액을, 상기 그라비야롤에 공급하고 상기 닥터블레이드에 의해 상기 그라비야롤 상의 잉여의 내에칭층 도포액을 긁어 낸 후, 상기 제 1 주면에 도포하고 내에칭층을 형성하는 섀도우마스크용 내에칭층 도포장치를 제공한다.
상기 제 4 발명에 사용되는 제 1 에칭층 도포장치로서는 다음과 같은 것이 있다.
제 1 바람직한 도포장치로서는 제 1 직경 약 20㎜∼약 60㎜의 그라비야롤과, 상기 그라비야롤 상에 내에칭층 도포액을 공급하는 내에칭층 도포액 공급부재와, 상기 그라비야롤 상에 설치된 닥터블레이드를 갖는 도포장치를 들 수 있고, 여기에서 상기 그라비야롤은 상기 띠형상 금속박판의 반송속도의 4배 내지 25배의 원주속도로, 상기 띠형상 금속박판의 반송방향과 반대방향으로 회전시켜 상기 제 1 의 주면상에 접촉되고 상기 그라비야롤이 접촉된 상기 제 1 주면상의 위치에 대해 반대측의 제 2 주면상에 위치를 자유로운 상태로 유지하면서, 상기 내에칭층 도포액이 상기 그라비야롤에 공급되고 상기 제 1 닥터블레이드에 의해 상기 그라비야롤 상의 잉여의 내에칭층 도포액을 긁어 낸 후, 상기 제 1 주면에 도포된다.
제 2 바람직한 도포장치로서는 금속박판의 반송속도에 대한 상기 그라비야롤의 원주속도를 4배보다 작게 하는 것 이외에는 제 1 바람직한 도포장치와 동일한 도포장치를 들 수 있다.
제 3 바람직한 도포장치로서는 상기 그라비야롤로부터 잉여의 내에칭층 도포액을 긁어 내는 닥터블레이드를 제외하는 이외에는, 제 1 바람직한 도포장치와 동일한 도포장치를 들 수 있다. 이 경우에는 그라비야롤의 원주속도는 특별히 한정되지 않는다.
제 4 바람직한 도포장치로서는 그라비야롤을 사용하지 않고 슬릿노즐을 사용한 내에칭층 도포장치를 들 수 있다.
제 4 발명은 제 1 도포장치에 의해 도포된 상기 내에칭층 도포액의 도포층의 두께를 제 2 도포장치에 의해 더욱 규제하여 내에칭층을 형성하는 섀도우 마스크용 내에칭층 도포장치를 제공한다.
본 발명에 관한 섀도우 마스크의 제조방법은 에칭에 의해 복수의 오목부가 형성된 제 1 주면 및 복수의 개구를 갖는 레지스트층이 형성된 제 2 주면을 갖는 띠형상 금속박판을, 제 1 주면을 하측으로 하여 배치하고 제 1 주면의 아래쪽에 직경 약 20㎜∼약 60㎜의 그라비야롤과, 그라비야롤 상에 내에칭층 도포액을 공급하는 부재와, 그라비야롤 상에 설치된 닥터블레이드를 갖는 내에칭층 도포장치를 적어도 1개 설치하며, 띠형상 금속박판을 거의 수평으로 반송하면서 그라비야롤을 띠형상 금속박판의 반송속도의 4배 내지 25배의 원주속도로 띠형상 금속박판의 반송방향과 반대 방향으로 회전시켜 제 1 주면상에 접촉하게 하고, 그라비야롤이 접촉된 제 1 주면상의 위치에 대해 반대측의 제 2 주면상의 위치를 자유로운 상태로 유지하면서 내에칭층 도포액을, 그라비야롤에 공급하고 닥터블레이드에 의해 그라비야롤 상의 잉여 내에칭층 도포액을 긁어 낸 후, 제 1 주면에 도포하고, 내에칭층을 형성하는 공정, 및
제 2 주면을 에칭하고 제 2 주면으로부터 오목부에 통하는 열린 구멍을 형성하는 공정을 구비한다.
여기에서 「제 2 주면상의 위치를 자유로운 상태로 유지하는 것」은 제 2 주면상에 그라비야롤에 대향하는 예를 들어 백롤(back roll)과 같은 지지부재가 존재하지 않는 것을 말한다.
그라비야롤로서는 그 표면에 조각된 소정 깊이의 홈, 또는 그 표면에 감겨진 가는 금속 와이어를 갖고, 예를 들어 직경 약 20㎜∼약 60㎜라는 비교적 작은 직경을 갖는 롤을 사용할 수 있다.
에칭에 의해 복수의 오목부를 형성하는 데에는, 예를 들어 제 1 주면에 복수의 개구를 갖는 제 1 에칭용 레지스트층 및 상기 제 2 주면에 복수의 개구를 갖는 제 2 에칭용 레지스트층이 형성된 상기 띠형상 금속박판을 준비하여 상기 제 1 주면을 에칭에 제공할 수 있다.
본 발명에서는 직경 약 20㎜∼약60㎜로 소직경의 그라비야롤을 반대방향으로 고속으로 회전시킴으로써 큰 전단력이 발생하고 오목부로 내에칭층 형성의 누름력을 증가시키며, 용이하게 오목부내의 공기와 치환하고 섀도우 마스크의 작은 구멍 오목부와 같은 요철 기재의 오목부에 용이하게 도포액을 충전하는 것이 가능해진다.
또한, 본 발명에서는 닥터블레이드에 의해 그라비야롤 표면으로부터 잉여의 내에칭층 형성제를 긁어 내어 도포하므로, 일정한 막두께를 용이하게 얻을 수 있다.
본 발명의 섀도우 마스크의 제조방법에 사용되는 내에칭층 형성제로서 수용성의 열경화형 수지, 용제 타입의 열경화형 수지, 무용제 타입의 UV경화형 수지, 용융 수지 등을 사용할 수 있다. 특히 무용제 타입의 UV경화형 수지가 본 발명의 섀도우 마스크의 제조장치에 적당하다. 내에칭층 형성제가 UV경화형 수지인 경우, 도포된 수지막의 경화에는 UV경화램프를 사용할 수 있다.
바람직한 것은 제 2 주면상의 위치보다도 후단에 보조롤을 더 설치할 수 있다. 이것에 의해 공기의 치환, 막두께의 제어가 보다 효과적으로 실시된다.
또한, 도포시에서의 내에칭층 형성제의 점도는 바람직한 것은 40cps∼1500cps, 더욱 바람직한 것은 70∼200cps로 조정되고 있다. 또한, 도포시에서의 내에칭층 형성제의 온도는 바람직한 것은 20℃∼70℃, 더욱 바람직한 것은 30∼50℃로 조정되고 있다. 본 발명에 사용되는 도포장치는 비교적 열 용량이 작으므로 도포액의 가열도포가 용이하게 가능하고 20℃∼70℃로 가열된 내에칭층 형성제를 준비하여 공급할 수 있다. 본 발명에 사용되는 도포장치는, 그 온도조정을 용이하게 실시하고 예를 들어 점도 및 표면장력 등이 양호한 최적의 도포액 조건에서, 도공작업을 할 수 있게 되어 있다. 이 경우, 금속박판은 도포전에 20℃∼70℃로 가열해 둠으로써 더욱 도포상태를 좋게 할 수 있다.
또한, 이 방법에는 필요에 따라서 내에칭층 도포장치를 1개 또는 2개 이상 설치할 수 있다. 내에칭층 도포장치를 2개 이상 설치한 경우에는 오목부의 공기를 도포액으로 보다 확실하게 치환하고 오목부에 도포액을 충전시키며, 막두께를 보다 양호하게 제어할 수 있다.
이 내에칭층 도포장치가 1개만 설치되는 경우에는 오목부의 공기를 도포액으로 충분히 치환하고 막두께를 제어할 수 있다. 이 방법은, 예를 들어 깊이 40 내지 50㎛, 구멍 직경 80 내지 120㎛ 이상의 크기, 및 도트형상을 갖는 오목부 등에 바람직하게 적용할 수 있다. 그러나, 오목부의 크기 및 형상에 따라서는 공기의 치환, 막두께의 제어가 충분히 이루어지지 않는 것이 있다.
다음에 설명하는 섀도우 마스크의 제조방법은 이와 같은 경우에 적용할 수 있고 본 발명에 관한 섀도우 마스크 제조방법의 바람직한 태양 중 하나를 나타낸다. 이 방법에서는 제 1 및 제 2 내에칭층 도포장치를 적어도 2개 늘어 세우고, 2단 배열하며, 적어도 2단계의 공정으로 도포를 실시한다.
상세하게 서술하면, 이 바람직한 태양에 의하면, 에칭에 의해 복수의 오목부가 형성된 제 1 주면 및 복수의 개구를 갖는 레지스트층이 형성된 제 2 주면을 갖는 띠형상 금속박판을 준비하고 제 1 주면에, 제 1 내에칭층 도포장치를 설치하고 내에칭층 도포액을 미리 공급하는 공정,
제 1 주면을 하측으로 하여 배치하고 제 1 주면에 직경 약 20㎜∼약 60㎜의 그라비야롤과 그라비야롤 상에 내에칭층 도포액을 공급하는 부재와, 그라비야롤상에 설치된 닥터블레이드를 갖는 제 2 내에칭층 도포장치를 설치하고, 띠형상 금속박판을 거의 수평으로 반송하면서 그라비야롤을 띠형상 금속박판의 반송속도의 4배 내지 25배의 원주속도로 띠형상 금속박판의 반송방향과 반대 방향으로 회전시켜 제 1 주면상에 접촉하게 하고, 그라비야롤이 접촉된 제 1 주면상의 위치에 대해 반대측의 제 2 주면상의 위치를 자유로운 상태로 유지하면서 내에칭층 도포액을, 그라비야롤에 공급하고 닥터블레이드에 의해 그라비야롤상의 잉여 내에칭층 도포액을 긁어 낸 후, 제 1 주면에 도포하고 미리 공급된 도포액의 층의 두께를 규제하여 내에칭층을 형성하는 공정, 및
제 2 주면을 에칭하고, 제 2 주면으로부터 오목부에 통하는 열린 구멍을 형성하는 공정을 구비하는 섀도우 마스크의 제조방법이 제공된다.
제 1 내에칭층 도포장치로서는 예를 들어 제 2 에칭액 도포장치와 동일한 구성을 갖는 도포장치, 즉 직경 약 20㎜∼약 60㎜의 그라비야롤과, 그라비야롤상에 내에칭층 도포액을 공급하는 내에칭층 도포액 공급부재와, 그라비야롤상에 설치된 닥터블레이드를 갖는 장치를 사용할 수 있다. 이 장치에서는 서로 동일한 구성을 갖는 제 1 및 제 2 내에칭층 도포장치를 2개 늘어세워 2단 배열하고 2공정으로 도포를 실시할 수 있다.
또한, 그밖에 슬릿 코팅기를 사용한 도포장치, 또는 닥터블레이드를 사용하지 않은 것 이외에는 제 1 내에칭층 도포장치와 동일한 구성을 갖는 도포장치 등이 바람직하게 사용된다.
슬릿 코팅기를 사용한 경우, 및 닥터블레이드를 사용하지 않는 경우, 내에칭층 도포액을 금속박판상에 과잉으로 공급할 수 있다. 닥터블레이드를 사용하지 않은 경우에는 그라비야코팅기의 원주속도를 임의의 속도로 회전시킬 수 있다.
또한, 제 2 내에칭층 도포장치와 동일한 구성을 갖는 도포장치를 사용한 경우는, 그라비야코팅기의 원주속도를 금속박판의 반송속도에 대해, 4내지 25배로 유지하고 적량의 내에칭층 도포액이 공급되며, 4배 이하로 유지되면, 과잉의 내에칭층 도포액이 공급될 수 있다.
슬릿 코팅기를 사용하는 경우는, 띠형상 금속박판은 상측을 향하게 되는 것이 바람직하다. 그라비야코팅기를 사용하는 경우는, 띠형상 금속박판은 하측을 향하는 것이 바람직하다.
이 장치를 사용한 도포방법에서는 제 1 도포장치에 의해 도포된 도포액의 도포층의 두께를, 제 2 도포장치에 의해 더 규제하여 내에칭층을 형성하고 있으므로, 오목부 내의 공기를 내에칭층 도포액으로 충분히 치환한 후, 제 2의 도포장치에서 막두께의 제어를 충분히 실시할 수 있다.
또한, 이 장치를 사용한 방법에 의하면 보다 깊은 오목부, 보다 가는 오목부, 또한 레지스트가 남은 상태의 섀도우 마스크의 작은 구멍 오목부에도 도포후의 충분한 충전이 가능해진다.
제 1 내에칭층 도포장치에서는 내에칭층 도포액을 금속박판 상에 미리 공급한다. 그리고, 제 2 도포장치에 의해, 미리 공급된 에칭층 도포액으로 오목부의 공기를 충분히 치환하면서 도포작업을 실시함과 동시에, 막두께를 제어할 수 있다.
또한, 이 방법은 열린 구멍 형상이 직사각형의 대형 일반용 칼라수상관용의 판 두께가 두꺼운 섀도우 마스크의 2단 에칭 등, 예를 들어 깊이 80 내지 120㎛, 70㎛ X 170㎛ 내지 200㎛ X 700㎛의 크기의 직사각형의 오목부에도 바람직하게 적용할 수 있다. 특히, 과잉의 에칭층 도포액이 주어지면, 에칭층 도포액이 부족하지 않고 직사각형의 오목부 내의 공기를 충분히 치환할 수 있다.
또한, 제 1 에칭 후에, 작은 구멍 오목부 주위의 레지스트층을 박리하는 공정을 생략해도 내에칭층 도포액의 도포충전이 가능해지므로, 저비용화를 도모할 수 있다.
또한, 상술한 발명의 방법에서는, 섀도우 마스크의 소망의 열린 구멍 크기 및 개구 형상에 따라서 사용하는 도포장치를 적절하게 선택할 수 있다.
이하, 도면을 사용하여 본 발명을 구체적으로 설명한다.
도 1은 제 1 발명에 관한 내 에칭층 도포장치의 한 예를 나타낸 개략도이다.
도 1에서 "21"은 섀도우마스크의 기재인 띠형상의 금속박판이다. 띠형상 금속박판(21)은 도시하지 않은 구동장치에 의해 상하방향의 이동이 가능한 2개의 와이어롤(22,122)에 놓여있다. 띠형상 금속박판(21)은 도면의 우측으로부터 좌측을 향해서 반송되고 있고 도포영역에서는 거의 수평으로 주행하고 있다. 금속박판(21)의 아래방향에는 약 20㎜∼약 60㎜의 직경을 갖는 그라비야롤(23)이 설치되어 있다. 그라비야롤(23)은 직접 또는 간접적으로 도시하지 않은 구동 모터에 의해 고속으로 금속박판(21)의 주행방향과 역방향으로 회전된다. 그라비야롤(23)의 외부 둘레 표면에는 내에칭층 도포액을 충전하는 조각부(24)가 설치되어 있다. 이 그라비야롤(23)의 조각부(24)에는 피치가 약 0.120㎜∼0.260㎜, 깊이가 약 30㎛∼100㎛로 롤축에 대해 거의 70。 기울어진 홈이 나선형상으로 설치되어 있다. 이 그라비야롤(23)의 아래쪽에는 도시하지 않은 기대상에 배치된 내에칭층 도포액의 오버플로우분을 받기 위한 용기(25)가 고정되어 있다. 이 용기(25) 상에는 그라비야롤(23)에 내에칭층 도포액(27)을 공급하는 도포액 공급 노즐(26)이 설치되어 있다. 또한, 그라비야롤(23)의 조각부(24) 상의 도포액 공급 노즐(26)에서 공급된 내에칭층 도포액(27)이 금속박판(21)으로 이동하기 직전의 위치에는 닥터블레이드(28)가 설치되어 있다. 닥터블레이드(28)에 의해, 그 조각부(24)에 도포되어 있는 잉여의 내에칭층 도포액(27)을 긁어 낼 수 있다.
도포시에는 와이어롤(22,122)의 하면은, 그라비야롤(23)과 접하고 있는 금속박판(21)의 상측 표면부터 아래쪽에 위치하게 되어 있고, 그라비야롤(23)과 금속박판(21)이 이루는 각도, 접촉면적을 규제하고 있다. 또한, 비도포시에는 와이어롤(22,122) 은 상측으로 이동하고 금속박판(21)의 아랫면을 그라비야롤(23)로부터 분리하게 되어 있다. 또한, 그라비야롤이 배치되는 위치에서 금속박판의 상면은 예를 들어 백롤 등의 지지롤이 설치되지 않고 자유상태가 되어 있다.
본 발명에 의한 도포장치는 직경 약 20㎜∼약 60㎜로 한 소직경의 그라비야롤(23)을 사용하고 있으므로, 금속박판(21)과의 접촉면적이 작다. 또한, 그 도포부에서 금속박판(11)의 주행속도와, 그라비야롤(23)의 원주속도를 다르게 설정하여 상대적으로 큰 원주속도로 역회전시켜 도포시에 큰 전단력을 발생시킬 수 있다. 그 결과, 오목부에 내에칭층 도포액을 누르는 힘이 증강되고 오목부내의 공기를 내에칭층 도포액으로 용이하게 치환할 수 있다. 이와 같이 하여, 본 발명에 의하면, 요철인 금속박판(21)에도 내에칭층 도포액(27)을 용이하게 도포 충전할 수 있다. 또한, 닥터블레이드(28)에 의해 조각부(24) 상의 내에칭층 도포액(27)의 층을, 항상 소정의 균일한 두께로 조정하고 나서 금속박판(21)에 공급하고 있으므로, 안정된 막두께, 도포작업 상태가 얻어진다.
도 2는 도 1의 도포액 공급 노즐(26)에, 가열한 내에칭층 도포액(27)을 공급하기 위한 도포액 공급계를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 2에서 "31"은 오버플로우를 받기 위한 용기(25) 상에 저장된 내에칭층 도포액(27)을, 서비스탱크로 보내기 위한 다이어프램펌프이다. 서비스탱크(32)에 보내진 내에칭층 도포액(27)은 여기에서 탈포처리 및 가열처리되고 다이어프램펌프(33)에 의해 작업탱크(34)에 보내진다. 내에칭층 도포액(27)은 작업탱크(34)에서 최종의 도포작업 온도로 가열 조정된 후 다이어프램펌프(35)에 의해 도포액 공급 노즐(26)로 보내진다. 또한, "36" 및 "37"은 서비스 탱브(32) 및 작업탱크(34)를 가열하는 온수를 흘려 보내기 위한 파이프이다.
이 도 1 및 도 2에 도시한 내에칭층 도포장치를 사용한 2단 에칭법의 공정의 흐름은 다음과 같이 된다.
(제 1 에칭공정)
우선, 양면에 소정 패턴의 개구를 갖는 레지스트막이 형성된 띠형상 금속박판을 준비한다. 이 개구에서는 금속박판표면이 노출되어 있다. 레지스트막이 형성된 띠형상 금속박판의 한쪽면을 하측으로 하여 에칭함으로써 개구부분의 금속박판 표면에 오목부를 형성한다. 이 후, 이 면의 레지스트막을 박리한다.
(내에칭층 형성공정)
다음에 상기 제 1 에칭공정에 의해 오목부가 형성된 면을 하측으로 하여 본 발명의 내에칭층 도포장치를 이용하여 내에칭층 도포액을 도포하고, 상기 오목부내에 내에칭층 도포액을 층전하고 내에칭층을 형성한다. 이 장치에서는 직경 약 20㎜∼약 60㎜의 그라비야롤이 속도 V(m/분)로 주행하고 있는 띠형상의 금속박판의 아랫쪽에 배치된다. 그라비야롤은 원주속도 약 4V(m/분)∼25V(m/분)이상의 속도로 금속박판의 반송 방향과 반대방향으로 회전된다. 이 때, 그라비야롤이 배치되는 위치에 있어서 금속박판의 상면은 자유상태가 되어 있다. 그라비야롤의 표면에 상기 내에칭층 도포액을 공급하고, 상기 그라비야롤의 표면에서 닥터블레이드로 잉여 내에칭층 도포액을 긁어내고 띠형상 금속박판의 하면에 에칭층 도포액을 도포한다.
(제 2 에칭공정)
그 후, 띠형상 금속박판을 에칭처리에 제공함으로서 내에칭층이 설치된 면과 반대측 면에 레지스트의 개구에 따라서 에칭을 실시하고, 제 1 에칭 공정에서 형성된 오목부로 통하는 열린 구멍을 형성한다.
도 3에는 제 2 발명에 관한 내에칭층 도포장치의 일례를 나타내는 개략도를 나타낸다.
도 3에 나타낸 내에칭층 도포장치는 도 1에 나타난 도포장치와 동일한 구성을 갖는 도포장치를 두 개 배열한 구조를 갖는다.
도 3에 나타난 장치에서는 도 1의 도포장치에 의해 오목부 내의 공기를 내에칭층 도포액으로 충분히 치환한 후, 제 2 도포장치에서 막두께의 제어를 충분히 실시할 수 있다. 또, 이 장치를 이용하면 깊은 오목부 보다 좁은 오목부 또한, 레지스트가 남은 상태의 섀도우 마스크의 작은 구멍 오목부에도 도포액의 충분한 충전이 가능하게 된다.
도 4에 제 2 발명에 관한 내에칭층 도포장치의 다른 일례를 나타내는 개략도를 나타낸다.
도 4에 나타난 내에칭층 도포장치는 닥터블레이드(28)를 설치하지 않은 것 이외는 도 1에 나타난 장치와 동일한 구성을 갖는 제 1 도포장치와 그 후단에 배치된 도 1에 나타난 도포장치와 동일한 구성을 갖는 제 2 도포장치를 갖는다.
도 5에 제 2 발명에 관한 내에칭층 도포장치의 또 다른 예를 나타내는 개략도를 나타낸다.
도 5에 나타난 내에칭층 도포장치는 제 1 도포장치로서 설치된 슬릿노즐(40)과 그 후단에 배치된 도 1에 나타난 도포장치와 동일한 구성을 갖는 제 2 도포를 갖는다.
또한, 도 5에 나타난 장치에서는 전단에 슬릿노즐(40)을 이용하기 위해, 전단에서는 피도포면을 위로 하고 후단에서는 피도포면이 아래가 되도록 금속박판을 배치하고 있다.
도 4 및 도 5에 나타난 장치를 이용하면 제 1 도포장치에 의해 내에칭층 도포액을 금속박판상에 과잉으로 공급하고 그 후, 제 2 도포장치에 의해 과잉으로 공급된 에칭층 도포액을 오목부로 밀어넣으면서 동시에 막두께를 제어하고 원하는 두께의 균일한 도포층을 형성할 수 있다.
또한, 도 4 및 도 5에 나타난 장치에 의하면, 도 1 및 도 3에 나타난 장치에서는 충전할 수 없는 깊이를 갖는 오목부에도 도포액의 충전이 가능하게 된다.
도 6에 나타난 장치는 제 1 발명에 관한 내에칭층 도포장치의 바람직한 태양 중 하나를 나타내는 개략도이다.
도시한 바와 같이, 이 장치는 그라비야롤(23)이 접촉된 면상의 위치에 대해서 반대측 면상의 위치보다도 조금 하류에 보조롤(29)이 설치되어 있는 이외는, 도 1에 나타난 장치와 동일한 구성을 갖는다. 보조롤(29)을 이용하면 오목부의 공기를 보다 효과적으로 내에칭층 도포액으로 치환하여 보다 양호한 막두께 제어를 실시할 수 있다. 또한, 보조롤(29)을 이용한 내에칭층 도포장치는 예를 들면 도 3에 나타난 장치와 같이 도포장치를 두 개 설치하지 않고서도, 구멍 직경이 비교적 작고 깊이가 깊은 오목부에도 충분히 적용할 수 있다.
이하에 본 발명의 방법에 의해 얻어진 섀도우 마스크를 이용한 칼라 수상관의 일례를 설명한다.
도 7은 본 발명의 방법에 의해 얻어진 섀도우 마스크를 이용한 칼라 수상관의 일례를 나타내는 개략도이다.
이 섀도우 마스크형 칼라 수상관은 도 7에 나타난 바와 같이 진공외관용기(6)와 이 진공 외관용기(6)의 일부를 구성하는 패널(1)의 내면에 설치된 적, 녹, 청의 3색 발광의 형광체층으로 이루어진 형광 스크린(2)과, 형광 스크린(2)에서 소정 간격 떨어져 그 전면에 다수의 열린 구멍이 소정의 크기, 피치로 배열된 색선별 전극으로서 본 발명에 의해 얻어진 섀도우 마스크(3)가 위치되어 있다. 본 발명에 의해 얻어진 섀도우 마스크는 열린 구멍형상 및 열린 구멍 직경에 편차가 없고 얼룩품위가 양호하기 때문에 전자총(4)에서 방출된 전자빔(5)이 각각 소정의 형광체층에 의해 정밀하게 랜딩되도록 선별된다.
<실시예>
(실시예 1)
도 8 내지 도 16은 2단 에칭법의 흐름과 금속박판의 단면형상의 변화를 나타내는 도면이다. 우선 금속박판(7)으로서 36중량%의 니켈을 함유하는 철니켈합금으로 이루어지는 0.12㎜두께의 인바재를 준비한다.
(감광막 형성공정)
금속박판(7)의 표면에 부착하는 압연유와 녹방지유를 탈지·세정하여 건조한다. 그 후, 도 8에 나타난 바와 같이 금속박판(7)의 양면에 카세인, 중크롬산염을 주성분으로 하는 수용성의 감광제를 소정 두께 도포하고 건조함으로서 두께가 수 ㎛의 감광막(8,108)을 형성한다.
(노광공정)
다음에 섀도우 마스크의 열린 구멍의 전자총측의 작은 구멍에 대응하는 패턴이 형성된 원판(9) 및 형광 스크린측의 큰 구멍에 대응하는 패턴이 형성된 원판(109)으로 이루어진 한 쌍의 포토 마스크를 준비했다. 도 9에 나타난 바와 같이 감광막(8,108)에 원판(9,109)을 각각 밀착하여 노광하고 이들 원판(9,109)의 패턴을 구워 붙였다.
(현상공정)
그 후, 패턴을 구워 붙인 양면의 감광막(8)을 물로 현상하고 미감광부를 제거하여 금속표면의 일부를 노광시켰다. 이에 의해 도 10에 나타난 바와 같이 한 쌍의 원판(9,109)의 패턴에 대응하는 패턴으로 이루어진 레지스트 패턴(10,110)을 형성했다.
(제 1 에칭공정)
또한, 도 11에 나타난 바와 같이 레지스트(110)가 형성된 면측에 CPP 등의 내에칭성 수지 필름에 점착재를 도포한 구성을 갖는 보호 필름(111)을 점착했다. 또, 레지스트(10)가 형성된 면측에는 염화 제 2 철용액을 에칭액으로서 스프레이함으로서 에칭을 실시했다. 에칭에 의해 이 레지스트(10)의 형성된 면측의 금속 노출부분에 섀도우 마스크의 전자총의 작은 오목구멍(12)을 형성했다.
(제 1 에칭 정지공정)
제 1 에칭 종료후, 공업용수를 금속박판(7)에 살포하고 금속박판(7)의 표면 특히 작은 오목구멍(12) 내에 잔재하는 에칭액(16)을 공업용수에 의해 균일하게 고속으로 치환 세정한다. 이에 의해 도 12에 나타난 바와 같이 금속박판(7)의 표면, 특히 작은 오목구멍(12)내에 잔재하는 에칭액(16)을 제거한다.
(내에칭층 형성공정)
다음에 에칭이 종료한 "12"측의 레지스트층(10)을 수산화 나트륨 수용액으로 박리 제거하고 공업용수 및 순수한 물로 스프레이 물세정 및 건조한 후, 레지스트(110)측에 형성된 보호 필름(111)을 제거하고, 도 13에 나타난 바와 같이 작은 오목구멍(12)내에 도 1 및 도 2에 나타난 도포장치를 이용하여 내에칭층 도포액을 도포 충전했다. 내에칭 도포액으로서는 수용성의 카세인아크릴 수지로 이루어지는 내에칭층 도포액을 이용했다. 도포액의 점도는 25℃에서 60cps이었다.
그 후, 수용성의 카세인아크릴 수지로 이루어진 내에칭층 도포액의 경우는 150℃에서 4분 열건조하여 내에칭층(13)을 형성했다. 얻어진 내에칭 막두께는 15㎛ 내지 20㎛이었다. 다시 이 내에칭층(13)상에 보호 필름(11)을 점착했다.
(제 2 에칭공정)
도 14에 나타난 바와 같이 레지스트(110)의 형성된 면측을 염화 제 2 철용액으로 이루어진 에칭액을 스프레이함으로서 에칭하고 레지스트(11)가 형성된 면측에 섀도우 마스크의 형광 스크린측의 큰 구멍(112)을 형성하여 작은 오목구멍(12)과 관통시켜 열린 구멍을 형성했다.
(에칭 정지공정)
그리고 이 제 2 에칭 종료후, 공업용수를 금속박판(7)에 살포하고 금속박판(7)의 표면, 특히 큰 오목구멍(112)내에 잔재하는 에칭액(16)을 공업용수로 균일하게 고속으로 치환했다. 이렇게 하여 도 15에 나타난 바와 같이 금속박판(7)의 표면 특히 큰 오목구멍(112)내에 잔재하는 에칭액(16)을 충분히 제거했다.
이 후, 상기 다른 쪽 면측에 점착된 보호 필름(111)을 제거하고 그 후, 도시하지 않은 박리장치를 이용하여 수산화 나트륨 수용액에 의해 큰 구멍(112)이 형성된 면측의 레지스트(110) 및 작은 구멍(12)이 형성된 면측의 내에칭층(13)을 박리 제거했다. 다음에 물세정, 건조함으로서 도 16에 나타난 바와 같이 작은 구멍(12)과 큰 구멍(112)이 연통한 복수의 도트형상의 열린 구멍(14)을 금속박판상에 형성했다. 본 실시예에 관한 섀도우 마스크의 작은 구멍 직경은 120㎛, 작은 구멍의 깊이는 50㎛이고 열린 구멍의 피치는 0.25㎜이었다.
이상의 제조공정에 있어서, 내에칭층 형성공정의 띠형상 금속박판의 반송 속도에 대한 그라비야롤의 원주속도의 비를 1.07 내지 25.2로 변화시키고, 각각 내에칭층 형성공정 후에 구멍메움 성질 즉 작은 구멍이 내에칭층에 의해 충전되어 있는 상태를 검사했다. 또한, 제 2 에칭후에 구멍직경 불량의 발생 유무를 검사했다. 구멍메움 성질과 구멍직경 불량의 발생을 종합 평가하여 표 1에 나타낸다. 또한, 표 중 ○은 충전상태도 양호하고 제 2 에칭후도 문제가 없는 경우, △는 제품 10개 가운데 1개에 한 부분정도의 충전불량이 있고 제 2 에칭에서 문제가 생긴 경우, ×는 충전생태가 불완전하고 제 2 에칭에서 다수의 결함이 생기 경우를 나타낸다.
(실시예 2)
작은 구멍 직경을 80㎛, 작은 구멍의 깊이를 40㎛, 열린 구멍의 피치는 0.20㎜으로 설정하는 것 이외는, 실시예 1과 동일하게 섀도우 마스크를 제조하여 각각 종합 평가를 실시했다. 그 결과를 표 1에 나타낸다.
(실시예 3)
열린 구멍의 크기를 70×170㎛, 형상을 직사각형, 작은 구멍의 깊이를 40㎛로 하는 것 이외는, 실시예 1과 동일하게 섀도우 마스크를 제작하여 각각 종합평가를 실시했다. 그 결과를 표 1에 나타낸다.
(비교예 1 내지 비교예 3)
내에칭층 형성공정에 있어서 도 1 및 도 2에 나타난 도포장치에 대신하여 종래의 파이프닥터노즐코팅기를 사용하는 것 이외는, 각각 실시예 1 내지 실시예 3과 동일하게 섀도우 마스크를 제조하여 각각 조합평가를 실시했다. 그 결과를 표 1에 나타낸다.
종 합 평 가
실시예 반송속도에 대한 그라비야롤의 속도비
1.07 3.14 3.77 6.28 12.6 24.1 25.2
1 × × △ ○ ○ ○ △
2 × × △ ○ ○ ○ △
3 × × △ ○ ○ ○ △
비교예 1 -- ○
2 -- △
3 -- △
표 1에서 알 수 있듯이 금속박판의 주행속도에 대한 그라비야롤의 원주속도를 대략 4 이상 25이하로 하면, 종래 이상의 충전성을 얻을 수 있는 것을 알았다. 또한, 본 발명을 이용하면 종래의 방법으로는 충전이 어려웠던 직사각형 열린 구멍에서 작은 구멍 직경이 작아 충전이 어려웠던 것과 작은 구멍이 깊어 충전이 어려웠던 것이라도 용이하게 충전 할 수 있는 것을 알았다.
또, 금속박판의 주행속도에 대한 그라비야롤의 원주속도를 대략 4이상 25이하로 하여 얻어진 내에칭층은 두께도 막의 질도 균일하고, 각 섀도우 마스크도 뛰어난 품위를 갖는 것이었다. 이에 의해 본 발명을 이용함으로서 제 2 단 에칭공정에서 작은 구멍의 원하지 않는 에칭 현상을 방지하고 양호한 섀도우 마스크를 얻을 수 있는 것을 알았다.
(실시예 4)
내에칭층 형성공정에 있어서, 수용성 카세인아크릴 수지로 이루어진 내에칭층 도포액을 이용하는 대신에 50℃에서 100cps의 점도를 갖는 무용제 타입의 아크릴레이트 수지-아크릴산 에스테르모노머-광중합 개시제로 이루어진 UV경화형의 내에칭층 도포액을 이용한 이외는, 실시예 1과 동일하게 섀도우 마스크를 제조하여 각각 종합평가를 실시했다. 그 결과를 표 2에 나타낸다.
(실시예 5)
원하는 열린 구멍의 작은 구멍직경을 80㎛, 작은 구멍의 깊이를 40㎛, 열린 구멍의 피치를 0.20㎜으로 설정하는 것 이외는, 실시예 5와 동일하게 섀도우 마스크를 제조하여 각각 종합평가를 실시했다. 그 결과를 표 2에 나타낸다.
(실시예 6)
원하는 열린 구멍의 작은 구멍직경을 70×170㎛, 형상을 직사각형, 작은 구멍의 깊이를 40㎛로 한 이외는, 실시예 4와 동일하게 섀도우 마스크를 제조하여 각각 종합평가를 실시했다. 그 결과를 표 2에 나타낸다.
(실시예 7)
금속박판의 두께를 0.22㎜, 원하는 열린 구멍의 작은 구멍직경을 130×450㎛, 형상을 직사각형, 작은 구멍의 깊이를 80㎛, 열린 구멍의 피치를 0.65㎜로 설정하는 것 이외는, 실시예 4와 동일하게 섀도우 마스크를 제조하여 각각 종합평가를 실시했다. 그 결과를 표 2에 나타낸다.
(실시예 8)
내에칭층 형성공정에 있어서, 도 4에 나타난 장치를 사용하여 금속박판의 두께를 0.25㎜, 원하는 열린 구멍의 작은 구멍의 직경을 130×550㎛, 형상을 직사각형, 작은 구멍의 깊이를 100㎛, 열린 구멍의 피치를 0.60㎜로 설정하는 것 이외는, 실시예 4와 동일하게 섀도우 마스크를 제조하여 각각 종합평가를 실시했다. 그 결과를 표 2에 나타낸다.
(비교예 4 내지 비교예 8)
내에칭층 형성공정에 있어서 종래 파이프닥터노즐코터를 사용하는 이외는 각각 실시예 4 내지 실시예 8과 동일하게 섀도우 마스크를 제작하여 종합평가를 실시했다. 그 결과를 표 2에 나타낸다.
종합평가
실시예 반송속도에 대한 그라비야롤의 속도비
1.07 3.14 3.77 6.28 12.6 24.1 25.2
4 × △ ○ ○ ○ ○ △
5 × △ ○ ○ ○ ○ △
6 × × ○ ○ ○ ○ △
7 × × △ ○ ○ ○ △
8 × × × ○ ○ ○ △
비교예 4 -- ○
5 -- △
6 -- △
7 -- ×
8 -- ×
(실시예 9)
내에칭층 형성공정에 있어서, 에칭이 종료된 "12"측의 레지스트(10)를 금속박판(7) 표면에 남기고 도포장치를 각각 도 1 및 도 2에 나타난 1단 배열장치, 도 6에 나타난 보조 롤부착 1단 배열장치, 도 4에 나타난 블레이드가 없는 장치와 블레이드가 있는 장치와 2단 배열장치 및 도 3에 나타난 블레이드가 있는 장치인 2단 배열장치로 변경하는 이외는 실시예 4와 동일하게 섀도우 마스크를 제조했다. 내에칭층의 막두께는 1단 배열의 경우는 30㎛∼40㎛, 2단 배열 및 보조롤 구비인 경우는 15㎛∼20㎛이었다.
각 섀도우 마스크에 대해서 종합평가를 실시했다. 얻어진 결과를 표 3에 나타낸다.
도포장치의 구성 종합평가
반송속도에 대한 그라비야롤의 속도비
3.14 3.77 4.83 9.69 14.6 19.3 24.1
1단 배열 × × × △ ○ ○ ○
1단 배열+ 보조롤 × × △ ○ ○ ○ ○
2단 배열 블레이드없음+블레이드부착 × △ ○ ○ ○ ○ ○
2단 배열 블레이드부착×2 × △ ○ ○ ○ ○ ○
표 3에 의해 어떤 경우도 종래의 내에칭층 형성방법에서는 충전이 어려웠던 레지스트 패턴 박리전의 도포충전에서도 본 발명의 내에칭층 도포장치를 이용하여 금속 박판체의 주행 속도에 대한 그라비야롤의 원주속도를 적절하게 선택한다면 도포 충전이 가능하다는 것을 알았다. 또한, 레지스트패턴을 미리 박리 제거하지 않아도 좋기 때문에 공정 전체의 간략화가 가능하게 된다.
또한, 1단 배열이라도 속도비가 약 10이상으로 양호한 도포상태를 얻을 수 이었지만, 막두께가 두껍다는 문제가 있기 때문에 2단 배열 또는 보조롤 구비의 경우가 바람직하다.
본 발명에 의하면, 금속박판의 반송 속도에 대해서 4 내지 25배의 고속으로 금속박판의 반송방향에 대해 반대방향으로 회전시킨 작은 직경의 그라비야롤을 사용하여 내에칭층 도포액을 도포함으로서 내에칭층 도포액을 섀도우 마스크의 작은 구멍오목부와 같은 요철 기재의 오목부에 용이하게 충전하는 것이 가능하게 된다.
본 발명을 이용하여 얻어진 내에칭층은 특히 오목부내에서 기포의 잔재가 적고 균일한 내에칭층이 얻어진다. 그 결과, 제 2단 에칭공정에서 작은 구멍의 원하지 않는 에칭 현상을 방지하고 품위가 뛰어난 섀도우 마스크를 얻을 수 있다.

Claims (16)

  1. 에칭에 의해 복수의 오목부가 형성된 제 1 주면 및 복수의 개구를 갖는 레지스트층이 형성된 제 2 주면을 갖는 띠형상 금속박판을 상기 제 1 주면을 하측으로 하여 배치하고,
    상기 제 1 주면의 아래쪽에 직경 20㎜∼60㎜의 그라비야롤과, 상기 그라비야롤상에 내에칭층 도포액을 공급하는 부재와, 상기 그라비야롤 상에 설치된 닥터블레이드를 갖는 내에칭층 도포장치를 설치하고,
    상기 띠형상 금속박판을 수평으로 반송하면서 상기 그라비야롤을 상기 띠형상 금속박판의 반송 속도의 4배 내지 25내의 원주속도로 상기 띠형상 금속박판의 반송방향과 반대방향으로 회전시켜, 상기 제 1 주면상에 접촉시키고 상기 그라비야롤이 접촉된 상기 제 1 주면상의 위치에 대해서 반대측 제 2 주면상의 위치를 자유로운 상태를 유지하면서, 상기 내에칭층 도포액을 상기 그라비야롤에 공급하고,
    상기 닥터블레이드에 의해 상기 그라비야롤상의 잉여 내에칭층 도포액을 긁어낸 후, 상기 제 1 주면에 도포하여 내에칭층을 형성하는 공정과,
    상기 제 2 주면을 에칭하고 상기 제 2 주면에서 오목부로 통하는 열린 구멍을 형성하는 공정을 구비하는 섀도우 마스크 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 주면상의 위치보다도 후단에 보조롤을 더 설치하는 것을 특징으로 하는 섀도우 마스크의 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 내에칭층 도포액은 UV경화형의 수지인 것을 특징으로 하는 섀도우 마스크의 제조방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 주면에 복수의 개구를 갖는 제 1 에칭용 레지스트층 및 상기 제 2 주면에 복수의 개구를 갖는 제 2 에칭용 레지스트층이 형성된 상기 띠형상 금속박판을 준비하고, 상기 제 1 주면을 에칭함으로서 상기 오목부를 형성하는 것을 특징으로 하는 섀도우 마스크의 제조방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 내에칭층 도포액은 상기 제 1 에칭용 레지스트층을 제거하기 전에 도포되는 것을 특징으로 하는 섀도우 마스크의 제조방법.
  6. 에칭에 의해 복수의 오목부가 형성된 제 1 주면 및 복수의 개구를 갖는 레지스트층이 형성된 제 2 주면을 갖는 띠형상 금속박판을 준비하고, 상기 제 1 주면에 제 1 내에칭층 도포장치를 설치하여 내에칭층 도포액을 미리 공급하는 공정,
    상기 1 주면을 하측으로 하여 배치하고 상기 제 1 주면에 직경 20㎜∼60㎜의 그라비야롤과 상기 그라비야롤상에 내에칭층 도포액을 공급하는 부재와, 상기 그라비야롤상에 설치된 닥터블레이드를 갖는 제 2 내에칭층 도포장치를 설치하고, 상기 띠형상 금속박판을 수평으로 반송하면서 상기 그라비야롤을 상기 띠형상 금속박판의 반송속도의 4배 내지 25배의 원주속도로 상기 띠형상 금속박판의 반송방향과 반대방향으로 회전시켜 상기 제 1 주면상에 접촉시키고, 상기 그라비야롤이 접촉된 상기 제 1 주면상의 위치에 대해서 반대측의 제 2 주면상의 위치를 자유로운 상태로 유지하면서, 상기 내에칭층 도포액을 상기 그라비야롤에 공급하고, 상기 닥터블레이드에 의해 상기 그라비야롤상의 잉여 내에칭층 도포액을 긁어낸 후, 상기 제 1 주면에 도포하고 동시에 미리 공급된 도포액의 층 두께를 규제하여 내에칭층을 형성하는 공정, 및
    상기 제 2 주면을 에칭하여 상기 제 2 주면에서 오목부로 통하는 열린 구멍을 형성하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 섀도우 마스크의 제조방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 내에칭층 도포장치는 직경 20㎜∼60㎜의 그라비야롤과, 그라비야롤 상에 내에칭층 도포액을 공급하는 내에칭층 도포액 공급부재를 갖고,
    상기 내에칭층 도포액을 미리 공급하는 공정은 상기 띠형상 금속박판을 수평으로 반송하면서 상기 그라비야롤을 상기 띠형상 금속박판의 반송방향과 반대방향으로 회전시켜 상기 제 1 주면상에 접촉시키고 상기 그라비야롤이 접촉된 상기 제 1 주면상의 위치에 대해서 반대측의 제 2 주면상의 위치를 자유로운 상태를 유지하면서 상기 제 1 주면에 도포하여 내에칭층 도포액을 공급하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 섀도우 마스크의 제조방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 내에칭층 도포장치의 상기 그라비야롤상에 닥터블레이드가 더 설치되며, 상기 내에칭층 도포액은 상기 그라비야롤에 공급되며 상기 닥터블레이드에 의해 잉여 내에칭층 도포액을 긁어낸 후, 상기 제 1 주면에 공급되는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 섀도우 마스크의 제조방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 내에칭층 도포장치의 상기 그라비야롤의 원주속도는 상기 띠형상 금속박판의 반송속도의 4배 내지 25배의 원주속도인 것을 특징으로 하는 섀도우 마스크의 제조방법.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 내에칭층 도포장치는 슬릿노즐을 구비하는 것을 특징으로 하는 섀도우 마스크의 제조방법.
  11. 직경 20㎜∼60㎜의 그라비야롤과, 상기 그라비야롤상에 내에칭층 도포액을 공급하는 부재와, 상기 그라비야롤 상에 설치된 닥터블레이드를 구비하는 섀도우 마스크용 레지스트층 도포장치에 있어서,
    에칭에 의해 복수의 오목부가 형성된 제 1 주면 및 복수의 개구를 갖는 레지스트층이 형성된 제 2 주면을 갖고, 동시에 제 1 주면을 하측으로 하여 배치된 수평으로 반송되는 띠형상 금속박판에 대하여 상기 제 1 주면측에 배치되고 상기 그라비야롤을 상기 띠형상 금속박판의 반송 속도의 4배 내지 25배의 원주속도로 상기 띠형상 금속박판의 반송방향과 반대방향으로 회전시켜 상기 제 1 주면상에 접촉시키고, 상기 그라비야롤이 접촉된 상기 제 1 주면상의 위치에 대해서 반대측의 제 2 주면상의 위치를 자유로운 상태를 유지하면서, 상기 내에칭층 도포액을 상기 그라비야롤에 공급하여 상기 닥터블레이드에 의해 상기 그라비야롤상의 잉여 내에칭층 도포액을 긁어낸 후, 상기 제 1 주면에 도포하고 내에칭층을 형성하는 것을 특징으로 하는 섀도우 마스크용 내에칭층 도포장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 2 주면상의 위치보다도 후단에 보조롤을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 섀도우 마스크용 내에칭층 도포장치.
  13. 제 1 내에칭층 도포장치와, 상기 제 1 내에칭층 도포장치의 후단에 위치하고 직경 20㎜∼60㎜의 그라비야롤과, 상기 그라비야롤 상에 내에칭층 도포액을 공급하는 부재와, 상기 그라비야롤상에 설치된 닥터블레이드를 갖는 제 2 내에칭층 도포장치를 구비하는 섀도우 마스크용 내에칭층 도포장치에 있어서,
    상기 제 2 내에칭층 도포장치는 에칭에 의해 복수의 오목부가 형성된 제 1 주면 및 복수의 개구를 갖는 레지스트층이 형성된 제 2 주면을 갖는 띠형상 금속박판의 제 1 주면을 하측으로 하여 배치된 수평으로 반송되는 상기 띠형상 금속박판에 대하여, 상기 제 1 주면측에 배치되고 상기 그라비야롤을 상기 띠형상 금속박판의 반송 속도의 4배 내지 25배의 원주속도로 상기 띠형상 금속박판의 반송방향과 반대방향으로 회전시켜 상기 제 1 주면상에 접촉시키고, 상기 그라비야롤이 접촉된 상기 제 1 주면상의 위치에 대하여 반대측의 제 2 주면상의 위치를 자유로운 상태로 유지하면서 상기 내에칭층 도포액을 상기 그라비야롤에 공급하며, 상기 그라비야롤에 의해 상기 그라비야롤상의 잉여 내에칭층 도포액을 긁어낸 후, 상기 제 1 주면에 도포하고, 상기 제 1 내에칭층 도포장치에 의해 도포된 상기 내에칭 도포액의 도포량의 두께를 제 2 내에칭층 도포장치로 더욱 규제하여 내에칭층을 형성하는 것을 특징으로 하는 섀도우 마스크용 내에칭층 도포장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 내에칭층 도포장치는 상기 제 1 주면을 하측으로 하여 배치된 수평으로 반송되는 띠형상 금속박판에 대하여 상기 제 1 주면측에 배치되고 직경 20㎜∼60㎜의 그라비야롤과, 상기 그라비야롤상에 내에칭층 도포액을 공급하는 내에칭층 도포액 공급부재와, 상기 제 1 그라비야롤상에 설치된 제 1 닥터블레이드를 갖는 것을 특징으로 하는 섀도우 마스크용 내에칭층 도포장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 1 내에칭층 도포장치의 상기 그라비야롤의 원주속도는 상기 띠형상 금속박판의 반송 속도의 4배 내지 25배의 원주속도인 것을 특징으로 하는 섀도우 마스크용 내에칭층 도포장치.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 에칭 도포장치는 슬릿노즐을 구비하는 것을 특징으로 하는 섀도우 마스크용 내에칭층 도포장치.
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