KR20030067537A - 섀도우마스크의 제조방법 및 섀도우마스크 제조용내에칭층 도포장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 섀도우마스크의 제조방법과 섀도우마스크 제조용 내에칭층 도포장치에 관한 것으로서, 복수의 오목부를 갖는 제 1 주면 및 상기 제 1 주면과 반대측의 복수의 개구를 갖는 레지스트층이 형성된 제 2 주면을 갖는 띠형상 금속 박판(7)의 제 1 주면에, 제 1 그라비어롤(16)로 내에칭층 도포액(22)을 도포하는 공정, 상기 띠형상 금속 박판(7)을 제 2 주면측에서 백업롤(29)로 지지한 상태로 압입롤(28)에 의해 상기 제 1 주면의 오목부에 내에칭층 도포액(22)을 충전하는 공정 및 상기 띠형상 금속박판(7)의 제 1 주면의 내에칭층 도포액(22)의 막두께를 제 2 그라비어롤(16)로 제어하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

섀도우마스크의 제조방법 및 섀도우마스크 제조용 내에칭층 도포장치{METHOD OF MANUFACTURING SHADOW MASK AND APPARATUS FOR DEPOSITING ETCHING RESISTANCE LAYER THEREFOR}

본 발명은 띠형상 금속박판에 내에칭층을 형성하는 섀도우마스크의 제조방법과 섀도우마스크 제조용 내에칭층 도포장치에 관한 것이다.

최근, 칼라 디스플레이관에 이용하는 섀도우마스크에서는 고정세화(高精細化) 및 고품질화가 강하게 요구되고 있지만, 디지털 방송의 개시에 의해 마찬가지로 칼라수상관에 이용하는 섀도우마스크에서도 고정세화 및 고품질화가 강하게 요구되어, 섀도우마스크의 개구 칫수의 미세화 및 개구 칫수 편차의 저감화가 도모되고 있다.

또, 섀도우마스크는 문자나 도형 등을 표시하는 칼라디스플레이관에서는 개구 형상이 원형상이고, 일반가정에서 사용되는 칼라수상관에서는 개구 형상이 직사각형 형상이다.

그리고, 섀도우마스크의 개구는 포토에칭법에 의해 형성되고, 고정세 및 고품질이 요구되는 섀도우마스크는 주로 2단 에칭법에 의해 형성되어 있다.

이 2단 에칭에서는 띠형상 금속 박판의 제 1 주면이 되는 한쪽의 주면에 에칭에 의해 전자총 측의 작은 구멍에 대응하는 오목부를 형성한다. 이 작은 구멍에 대응하는 오목부가 형성된 면 상에 내에칭층을 형성한다. 그 후, 제 2 주면이 되는 한쪽의 주면과는 반대측의 다른 쪽의 주면을 큰 구멍에 대응하는 패턴으로 에칭하고, 큰 구멍측에서 작은 구멍에 대응하는 오목부를 관통시켜 개구를 형성한다. 또, 상기 개구의 직경은 작은 구멍 측에서 제어되어 있다.

또, 작은 구멍과 큰 구멍을 양면에서 동시에 에칭하는 양면 에칭법에서는 레지스트의 개구 칫수에 비해 에칭으로 얻어진 오목부의 개구 칫수가 커지는 사이드에칭 현상의 제어가 어렵고, 작은 구멍과 큰 구멍이 연결된 이후에도 작은 구멍의 에칭이 진행되므로 개구 직경의 제어가 어렵다. 이에 대해, 2단 에칭법에서는 제 2 에칭 공정에서는 작은 구멍은 재에칭이 되지 않도록 작은 구멍측의 오목부에 내에칭층을 충전하여, 최초의 에칭 공정의 정확한 작은 구멍 패턴을 유지할 수 있도록 하고, 금속박판 두께 보다도 작은 개구를 가능하게 하고 있다. 또, 내에칭층 도포액의 도포에는 스프레이 코터(coater), 다이 코터, 바 코터, 롤 코터, 그라비어 코터 또는 파이프덕터 노즐(PDN) 코터 등이 사용되고 있다.

그리고, 칼라 디스플레이관용의 섀도우마스크의 2단 에칭에 있어서는 자외선 경화형 수지와 그라비어롤을 이용하는 그라비어 코터를 조합한 내에칭층 형성방법이 내에칭층 도포액의 충전 성능이 높고, 에너지 절약화도 가능하고, 공정 비용도 저렴하므로 주목받고 있다. 그라비어롤을 이용하는 그라비어 코터에서는 그라비어롤은 직경 약 20mm∼60mm의 소직경의 것을 이용하여 섀도우마스크의 오목부로의 내에칭층의 형성의 누르는 힘을 증가시켜, 용이하게 섀도우마스크의 오목부 내의 공기와 치환하여, 오목부에 확실히 내에칭층 도포액을 충전하고 있다.

그러나, 칼라디스플레이관용 섀도우마스크에 비해 칼라수상관용 섀도우마스크는 판두께가 두껍고, 최초의 에칭에서의 소직경에 대응하는 오목부의 깊이도 깊고, 개구 형상이 등방적인 원형이 아니라 이방성을 가진 직사각형으로 되어 있어 내에칭층 형성공정에 있어서도 도포가 매우 어렵게 된다.

따라서, 예를 들면 일본 특개평11-92962호 공보에 기재되어 있는 바와 같이, 띠형상 금속 박판의 반송방향을 따라서 띠형상 금속 박판에 과잉인 내에칭층 도포액을 그라비어롤에 의해 도포하는 도포부와, 이 도포부의 반송방향 하류측에 위치하여 도포부에서 도포된 과잉인 내에칭층 도포액의 막두께를 소정 막 압력으로 일정해지도록 그라비어롤로 제어하는 막두께 제어부를 갖는 구성이 알려져 있다.

그러나, 일본 특개평11-92962호 공보에 기재된 바와 같이 띠형상 금속 박판에 과잉인 내에칭층 도포액을 도포부의 그라비어롤에 의해 도포하고, 도포부에서 도포된 과잉인 내에칭층 도포액의 막두께를 소정 막 압력으로 일정해지도록 막두께 제어부의 그라비어롤로 제어하는 것이라도 디지털 방송 대응에 사용하는 칼라수상관에 사용하는 섀도우마스크에서는 유효면에서는 오목부가 직사각형이고 소직경화되어 있기 때문에, 또 유효면 외에서는 면적이 크고 깊은 오목부가 되기 때문에 충분히 내에칭층 도포액을 오목부에 충전할 수 없는 우려가 있는 문제를 갖고 있다.

본 발명은 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 내에칭층 도포액의 충전성을 향상시키고, 충전 잔여가 없는 내에칭층을 형성하여 품위를 향상시키는 섀도우마스크의 제조방법과 섀도우마스크 제조용 내에칭층 도포장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 섀도우마스크 제조용 내에칭층 도포장치를 나타내는 개략도,

도 2는 도 1에 도시한 장치의 그라비어롤(gravure roll)의 외관을 나타내는 사시도,

도 3은 도 1에 도시한 장치의 그라비어롤을 나타내는 단면도,

도 4는 칼라수상관을 나타내는 개략도,

도 5는 띠형상 금속 박판에 형성되는 섀도우마스크를 나타내는 개략도,

도 6은 섀도우마스크의 하나의 제조공정을 나타내는 단면도,

도 7은 도 6에 도시한 제조공정의 다음 제조공정을 나타내는 단면도,

도 8은 도 7에 도시한 제조공정의 다음 제조공정을 나타내는 단면도,

도 9는 도 8에 도시한 제조공정의 다음 제조공정을 나타내는 단면도,

도 10은 도 9에 도시한 제조공정의 다음 제조공정을 나타내는 단면도,

도 11은 도 10에 도시한 제조공정의 다음 제조공정을 나타내는 단면도,

도 12는 도 11에 도시한 제조공정의 다음 제조공정을 나타내는 단면도,

도 13은 도 12에 도시한 제조공정의 다음 제조공정을 나타내는 단면도 및

도 14는 도 13에 도시한 제조공정의 다음 제조공정을 나타내는 단면도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

7 : 띠형상 금속 박판 13, 14 : 전장(展張) 롤

17 : 금속롤 21 : 용기

22 : 도포액 23 : 도포액 공급 노즐

24 : 덕터블레이드 27 : 압입부

28 : 압입 롤 29 : 백업 롤

31, 32 : 감광막 34, 36 : 원판

38 : 레지스트 패턴 42 : 내에칭층

본 발명의 제 1 태양에 의하면 복수의 오목부를 갖는 제 1 주면 및 이 제 1 주면과 반대측의, 복수의 개구를 갖는 레지스트층이 형성된 제 2 주면을 갖는 띠형상 금속 박판의 제 1 주면에 제 1 그라비어롤로 내에칭층 도포액을 도포하는 공정 및 상기 띠형상 금속 박판을 제 2 주면측에서 지지재로 지지한 상태로 압입 롤에 의해 상기 제 1 주면의 오목부에 내에칭층 도포액을 충전하는 공정을 구비하는 섀도우마스크의 제조방법이 제공된다.

또, 본 발명의 제 2 태양에 의하면 복수의 오목부를 갖는 제 1 주면 및 이 제 1 주면과 반대측의, 복수의 개구를 갖는 레지스트층이 형성된 제 2 주면을 갖는 띠형상 금속 박판의 제 1 주면에 제 1 그라비어롤로 내에칭층 도포액을 도포하는 공정, 상기 띠형상 금속 박판을 제 2 주면측에서 지지재로 지지한 상태로 압입롤에 의해 상기 제 1 주면의 오목부에 내에칭층 도포액을 충전하는 공정 및 상기 띠형상금속박판의 제 1 주면의 내에칭층 도포액의 막두께를 제 2 그라비어롤로 제어하는 공정을 구비하는 섀도우마스크의 제조방법이 제공된다.

또, 본 발명의 제 3 태양에 의하면 여러 개의 오목부를 갖는 제 1 주면 및 이 제 1 주면과 반대측의, 복수의 개구를 갖는 레지스트층이 형성된 제 2 주면을 갖는 띠형상 금속박판의 제 1 주면의 오목부에 내에칭층 도포액을 도포하는 섀도우마스크 제조용 내에칭층 도포장치에 있어서, 상기 띠형상 금속 박판의 제 1 주면에 내에칭층 도포액을 도포하는 그라비어롤을 갖는 도포부 및 상기 띠형상 금속박판의 제 2 주면을 지지재로 지지한 상태에서 상기 띠형상 금속박판의 제 1 주면의 오목부에 내에칭층 도포액을 충전하는 압입 롤을 갖는 압입부를 구비하는 섀도우마스크 제조용 내에칭층 도포장치가 제공된다.

또, 본 발명의 제 4 태양에 의하면 복수의 오목부를 갖는 제 1 주면 및 이 제 1 주면과 반대측의, 복수의 개구를 갖는 레지스트층이 형성된 제 2 주면을 갖는 띠형상 금속박판의 제 1 주면의 오목부에 내에칭층 도포액을 도포하는 섀도우마스크 제조용 내에칭층 도포장치에 있어서, 상기 띠형상 금속박판의 제 1 주면에 내에칭층 도포액을 도포하는 그라비어롤을 갖는 도포부 및 상기 띠형상 금속박판의 제 2 주면을 지지재로 지지한 상태에서 상기 띠형상 금속박판의 제 1 주면의 오목부에 내에칭층 도포액을 충전하는 압입롤을 갖는 압입부 및 상기 띠형상 금속박판의 제 1 주면의 내에칭층 도포액의 막두께를 제어하는 그라비어롤을 갖는 막두께 제어부를 구비한 섀도우마스크 제조용 내에칭층 도포장치가 제공된다.

이하, 본 발명의 실시예에 대해 도면을 참조하여 설명한다.

우선, 칼라수상관에 대해 도 4를 참조하여 설명한다.

도 4에 도시한 바와 같이, 칼라수상관(1)은 내부를 진공으로 유지하는 진공 외관용기로서의 유리벌브(2)를 갖고, 이 유리벌브(2)내의 기단(基端)측에는 3개의 전자빔을 형성, 변조 및 수속시키는 전자총(3)이 설치되고, 유리벌브(2)의 선단(先端)측에는 유리벌브(2)의 일부를 구성하는 패널(4)이 배치되어 있다. 또, 이 패널(4)의 내면에는 전자총(3)으로부터의 3개의 전자빔이 각각 사돌하는 것에 의해 적, 녹 및 청의 3색을 각각 발광하는 형광체층을 갖는 형광스크린(5)이 설치되어 있다. 또, 이 전자총(3) 및 형광스크린(5) 사이의 유리벌브(2)의 외측에는 전자빔의 위치를 컨트롤하여 화면 전체에 전자빔을 주사하는 도시하지 않은 편향요크가 설치되어 있다.

또, 형광스크린(5)으로부터 소정 간격 떨어져 대향하고, 전체 면에 다수의 직사각형 형상의 개구가 소정 크기, 피치로 배열되어 있는 색선별 전극으로서의 섀도우마스크(6)가 설치되어 있다. 또, 섀도우마스크(6)는 상기 개구에 의해 전자총(3)으로부터 방출된 3개의 빔을 선별하여 각각 대응하는 형광체층에 기하학적으로 1대 1로 대응시키도록 각각 소정의 형광체층에 정확히 사돌시키는 역할을 갖는다.

섀도우마스크(6)는 칼라수상관(1)의 제조공정에서 형광스크린(5)을 형성할 때의 포토마스크로서도 사용되므로, 섀도우마스크(6)의 개구 직경의 편차나 불균형의 품위는 그대로 형광스크린(5)의 스트라이프 직경이나 불균형의 품위에 영향을 미친다. 이 때문에 칼라수상관(1)의 표시 품위를 올리기 위해서는섀도우마스크(6)의 품위를 올릴 필요가 있다.

본 실시예의 제조방법 및 제조장치에 의해 얻어진 섀도우마스크(6)는 개구의 형상 및 직경에 편차가 없고, 불균형 품위가 양호하기 때문에 표시 품위가 양호한 칼라수상관의 제조를 가능하게 한다.

또, 이 섀도우마스크(6)는 도 5에 도시한 바와 같이 띠형상 금속 박판(7)으로부터 그 길이방향을 따라서 복수개 연속적으로 형성된다. 그리고, 섀도우마스크(6)의 둘레 테두리에는 불필요 부분으로 잘라버리는 경계가 되는 테두리 선부(8)가 형성되며, 이 테두리 선부(8)로 섀도우마스크(6)를 띠형상 금속 박판(7)으로부터 잘라낸다. 또, 테두리선부(8)의 안쪽 중앙부에는 거의 직사각형 형상으로 다수의 개구가 형성되는 영역인 유효부(9)가 있고, 또 프레스 성형성을 확보하기 위한 하프에치부나 노치부 또는 제조 정보가 기재되는 악세사리부 등의 기타 부분(10)이 있다.

계속해서, 도 1을 참조하여 섀도우마스크(6)를 제조하는 섀도우마스크 제조용 내에칭층 도포장치에 대해 설명한다.

이 섀도우마스크 제조용 내에칭층 도포장치는 도 1에 도시한 바와 같이 2단의 도포부가 되는 상류측의 도포장치(11) 및 막두께 제어부가 되는 하류측의 도포장치(12)를 갖고 있고, 상기 상류측의 도포장치(11) 및 하류측의 도포장치(12)에는 섀도우마스크의 기재인 예를 들면 36중량%의 니켈을 함유하는 철 니켈 합금인 인바(invar)재로 이루어진 띠형상 금속 박판(7)이 걸려 있다. 즉, 각각의 도포장치(11, 12)는 도시하지 않은 구동장치에 대해 상하방향의 이동이 가능한 2개의 전장(展張) 롤(13, 14)를 갖고 있고, 이들 전장 롤(13, 14)의 하면에 띠형상 금속 박판(7)이 설치되고, 이들 전장 롤(13, 14)에 의해 아래쪽을 향해 힘이 가해진 상태로 반송되어, 이들 도포장치(11, 12)의 부분에서는 띠형상 금속 박판(7)은 거의 수평으로 주행하고 있다.

또, 전장롤(13, 14)사이의 띠형상 금속박판(7)의 아래쪽에는 약 20mm∼약60mm의 직경의 그라비어롤(16)이 배치되어 있다. 이 그라비어롤(16)은 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 중심에 예를 들면 스텐레스강으로 이루어진 금속롤(17)을 갖고, 필요에 따라서 이 금속롤(17)의 주위에 바탕 처리를 하고, 이 바탕 처리된 금속롤(17)의 주위에 비커스 경도 1000이상, 공공율(空孔率) 5%이하, 바람직하게는 3.5% 이하의 산화크롬으로 이루어진 세라믹스재(18)을 용사하여, 표면을 연마하는 것에 의해 형성되어 있다. 또, 세라믹스재(18)의 외주에는 내에칭층 도포액을 충전하는 조각부(19)가 레이저 가공에 의해 형성되어 있다.

그리고, 상류측의 도포장치(11)의 그라비어롤(16)의 조각부(19)에는 예를 들면 피치가 약 0.35mm∼0.50mm, 깊이가 약 0.15mm∼0.3mm이고, 그라비어롤(16)의 중심축에 대해 약 45°∼70°경사진 홈이 나선형상으로 설치되어 있다. 한편, 하류측의 도포장치(12)의 그라비어롤(16)의 조각부(19)에는 상류측의 도포장치(11)의 그라비어롤(16)보다 눈이 촘촘한, 예를 들면 피치가 약 0.15mm∼0.20mm, 깊이가 약 0.04mm∼0.08mm이고 그라비어롤(16)의 중심축에 대해 약 45°∼70°경사진 홈이 나선형상으로 설치되어 있다.

그리고, 그라비어롤(16)은 도시하지 않은 구동모터에 의해 직접 또는 간접적으로 고속으로 띠형상 금속 박판(7)의 주행방향과 역방향으로 회전된다.

또, 이 그라비어롤(16)의 아래쪽에는 도시하지 않은 기대 상에 얹어 설치된 내에칭층 도포액의 과다분을 받는 용기(21)가 고정되어 있다.

그리고, 이 용기(21)상에는 그라비어롤(16)에 예를 들면 무용제 타입의 자외선 경화성 수지를 함유하는 내에칭층 도포액(22)을 공급하는 도포액 공급 노즐(23)이 설치되어 있다. 또, 이 도포액 공급 노즐(23)에는 그라비어롤(16)의 조각부(19)상의 도포액 공급 노즐(23)로부터 공급된 내에칭층 도포액(22)이 띠형상 금속 박판(7)으로 이동하기 직전의 위치에, 잉여의 내에칭층 도포액(22)을 닦아내는 덕터블레이드(24)가 덕터블레이드 누름기(25)에 의해 눌려져 설치되어 있다. 한편, 도포액 공급노즐(23)의 하부에는 내에칭층 도포액(22)의 공급량을 규제하고, 또 액체 떨어짐을 방지하는 나일론 블레이드(26)가 부착되어 있다.

내에칭층 도포액(22)의 도포시에는 전장 롤(13, 14)의 하면은 그라비어롤(16)과 접해 있는 띠형상 금속박판(7)의 상측 표면보다 아래쪽에 위치하도록 되어 있고, 그라비어롤(16)과 띠형상 금속 박판(7)이 이루는 각도 및 접촉 면적을 규제하여, 띠형상 금속박판(7)의 윗쪽의 그라비어롤에 대향하는 부분에는 백롤 등의 지지부재가 설치되어 있으므로 주행하고 있는 띠형상 금속박판(7)의 제 2 주면은 자유상태이다. 한편, 내에칭층 도포액(22)의 비도포시에는 전장 롤(13, 14)은 상측으로 이동하여, 띠형상 금속박판(7)의 하면을 그라비어롤(16)로부터 떨어지게 하고 있다.

그리고, 상류측의 도포장치(11)와 하류측의 도포장치(12) 사이에는압입부(27)가 있다.

이 압입부(27)에는 띠형상 금속박판(7)의 제 1 주면에 대향하여 압입 롤(28)이 설치되고, 이 압입 롤(28)의 바로 위에 대향하여 띠형상 금속 박판(7)을 끼워 띠형상 금속 박판(7)의 상면인 제 2 주면상에 압입 롤(28)의 지지재로서의 백업 롤(29)이 설치되어 있다. 또, 압입롤(28)은 그라비어롤(16)과 마찬가지로 금속롤의 주위에 산화크롬 등의 무구(無垢)의 세라믹스재가 용사되어 있다.

한편, 백업 롤(29)은 탄성체로 형성되어 있다. 또, 압입 롤(28)과 백업 롤(29)의 틈은 조정 가능하며, 상기 압입 롤(28)과 백업 롤(29)의 틈을 조정하는 것으로 압입 롤(28)에 의한 내에칭층 도포액(22)의 누르는 힘이 설정된다. 또, 압입롤(28) 및 백업 롤(29)은 자유 회전하고, 띠형상 금속 박판(7)의 반송 속도와 거의 동일 주속으로 띠형상 금속 박판(7)의 반송방향과 같은 방향으로 회전하고 있다.

그리고, 상류측의 도포장치(11)의 그라비어롤(16)로 과잉으로 충전·도포된 내에칭층 도포액(22)을 백업 롤(29)에 의해 띠형상 금속박판(7)의 상면인 제 2 주면측을 지지하고, 압입롤(28)에 의해 내에칭층 도포액(22)을 누르면서 보충 충전하고, 상류측의 도포장치(11)의 그라비어롤(16)로 충전 잔여부를 강제적으로 내에칭 도포액으로 치환하여 내에칭층 도포액(22)을 충전한다.

계속해서, 상기 실시예의 섀도우마스크 제조용 내에칭층 도포장치의 동작에 대해 도 6∼도 14를 참조하여 설명한다.

우선, 띠형상 금속박판(7)의 표면에 부착하는 압연유나 녹방지유를 탈지하고, 세정하여 건조한다. 그 후, 도 6에 도시한 바와 같이, 띠형상 금속 박판(7)의 하면의 제 1 주면 및 상기 제 1 주면과 반대측의 상면인 제 2 주면의 양면에 카제인 및 중크롬산염을 주성분으로 하는 수용성 감광제를 소정 두께로 도포하고, 건조하는 것에 의해 두께 수㎛의 감광막(31, 32)을 형성한다.

계속해서, 섀도우마스크(6)의 개구의 전자총(3)측의 오목부인 작은 구멍(33)에 대응하는 패턴이 형성된 원판(34) 및 형광스크린(5)측의 큰 구멍(35)에 대응하는 패턴이 형성된 원판(36)을 갖는 한쌍의 포토마스크를 이용하여, 도 7에 도시한 바와 같이 양면의 감광막(31, 32)에 원판(34, 36)을 각각 밀착시킨 상태로 노광하여, 상기 원판(34, 36)의 패턴을 인화한다.

그 후, 각각의 패턴이 인화된 감광막(31, 32)을 물로 현상하고, 미감광부를 제거하여 띠형상 금속박판(7)의 표면의 일부를 노출시켜서, 도 8에 도시한 바와 같이 한쌍의 원판(34, 36)의 패턴에 대응하는 레지스트층으로서의 레지스트 패턴(37, 38)을 형성한다.

또, 도 9에 도시한 바와 같이 레지스트 패턴(38)이 형성된 제 2 주면측에 CPP 등의 내에칭성 수지 필름에 점착재를 도포한 구성을 갖는 보호필름(41)을 점착한다. 한편, 레지스트 패턴(37)이 형성된 제 1 주면측에는 염화 제 2 철용액으로 이루어진 에칭액을 분무하여 제 1 에칭을 실시하고, 이 제 1 에칭에 의해 레지스트 패턴(37)이 형성된 제 1 주면측의 금속 노출부분에 섀도우마스크(6)의 전자총(3)측의 작은 구멍(33)을 형성한다.

그리고, 이 제 1 에칭의 종료 후에 물을 띠형상 금속박판(7)에 산포하여, 도10에 도시한 바와 같이 띠형상 극속박판(7)의 제 1 주면, 특히 작은 구멍(33)내에 잔존하는 에칭액을 균일하고 고속으로 치환 세정하여 작은 구멍(33)내에 잔존하는 에칭액을 제거한다.

계속해서, 제 1 에칭이 종료된 제 1 주면측의 레지스트 패턴(37)을 수산화나트륨 수용액으로 박리 제거하고, 물세척 및 건조시킨 후, 레지스트 패턴(38)측에 형성한 보호필름(41)을 제거한다. 그리고, 도 11에 도시한 바와 같이 도포장치(11, 12) 및 압입부(27)를 이용하여 작은 구멍(33)내를 포함하는 제 1 주면측에 내에칭층 도포액(22)을 도포한 후, 도포된 내에칭층 도포액(22)에 도시하지 않은 UV램프에 의해 자외선을 조사하고, 내에칭층 도포액을 UV 경화하여 내에칭층(42)을 형성한다.

이 내에칭층(42)을 형성할 때는 상류측의 도포장치(11)의 그라비어롤(16)의 눈이 촘촘한 조각부(19)에서 내에칭층 도포액(22)을 대량으로 유지하고, 제 1 주면의 작은 구멍(33)내에 내에칭층 도포액(22)을 압입하면서 작은 구멍(33)내의 공기와 내에칭층 도포액(22)을 충분히 치환한다. 계속해서, 이 상류측의 도포장치(11)의 그라비어롤(16)에 의해 과잉으로 도포된 내에칭층 도포액(22)을 백업롤(29)에 의해 띠형상 금속박판(7)의 상면인 제 2 주면측을 지지한 상태로 압입롤(28)에 의해 내에칭층 도포액(22)을 압입하면서 상류측의 도포장치(11)에서 충전 잔여가 된 부분의 작은 구멍(33)에, 및 유효면 외에서는 면적이 크고 더 깊은 오목부에 내에칭층 도포액(22)을 보충 충전한다.

그 후, 하류측의 도포장치(12)의 그라비어롤(16)의 눈이 촘촘한 조각부(19)에 의해 잉여의 내에칭층 도포액(22)을 닦아내고, 내에칭층 도포액(22)의 막두께를 제어한다.

이와 같이 2개의 도포장치(11, 12) 및 압입부(27)을 이용하면 작은 구멍(33)의 깊은 오목부, 보다 깊고 면적의 깊은 노치부, 스커트부의 큰 직경의 하프 도트부, 그외 악세사리부에도 내에칭층 도포액(22)의 충분한 충전이 가능해진다. 또, 상류측의 도포장치(11)의 그라비어롤(16)의 조각부(19)쪽이 하류측의 도포장치(12)의 그라비어롤(16)의 조각부(19)보다 눈이 성기고, 보다 많은 내에칭층 도포액(22)을 대량으로 유지할 수 있도록 되어 있으므로 작은 구멍(33)이 깊어도 상류측의 도포장치(11)의 그라비어롤(16)로 내에칭층 도포액(22)을 충분히 공급할 수 있다. 한편, 하류측의 도포장치(12)의 그라비어롤(16)은 조각부(19)의 눈이 촘촘하기 때문에 잉여의 내에칭층 도포액(22)을 닦아낼 수 있다. 이와 같이 하여 내에칭층 도포액(22)을 평탄화하여 막두께를 균일하게 제어할 수 있다.

그 후, 내에칭층(42)상에 보호필름(43)을 점착한다.

계속해서, 도 12에 도시한 바와 같이 레지스트 패턴(38)이 형성되어 있는 제 2 주면측을 염화 제 2 철용액의 에칭액을 스프레이하는 것에 의해 제 2 에칭을 실시하고, 레지스트 패턴(38)이 형성되어 있는 제 2 주면측에 섀도우마스크(6)의 형광스크린(5)측의 큰 구멍(35)을 형성하여, 작은 구멍(33)과 관통시켜 개구(44)를 형성한다.

그리고, 이 제 2 에칭의 종료 후, 띠형상 금속박판(7)에 물을 산포하고, 도 13에 도시한 바와 같이 띠형상 금속 박판(7)의 표면, 특히 큰 구멍(35)내에 잔존하는 내에칭층 도포액(22)을 물로 균일하게, 또 고속으로 치환하여 내에칭층 도포액(22)을 제거한다.

그 후, 띠형상 금속박판(7)의 제 1 주면측에 점착된 보호필름(43)을 제거하고, 그 후 도시하지 않은 박리장치에서 고온의 수산화나트륨 수용액에 의해 큰 구멍(35)이 형성된 제 2 주면측의 레지스트 패턴(38) 및 작은 구멍(33)이 형성된 제 1 주면측의 내에칭층(42)을 박리 제거한다. 또, 띠형상 금속 박판(7)을 물세척하여 건조하는 것에 의해 도 14에 도시한 바와 같이 작은 구멍(33) 및 큰 구멍(35)이 연통된 복수의 직사각형 형상의 개구(44)가 띠형상 금속박판(7)에 형성된다.

상기 실시예에 의하면 그라비어롤(16)을 직경 약 20mm∼약 60mm의 소직경으로 하여 띠형상 금속박판(7)과의 접촉 면적을 작게 하고, 또 띠형상 금속박판(7)의 반송방향에 대해 그라비어롤(16)을 역방향으로 고속으로 회전시키는 것에 의해 큰 전단력이 발생하고, 소직경(33)으로의 내에칭층 도포액(22)의 압입력을 증대시켜, 소직경(33)내의 공기와 치환을 용이하게 하고, 요철이 있는 띠형상 금속박판(7)을 이용해도 소직경(33)에 용이하게 내에칭층 도포액(22)을 충전할 수 있고, 또 그것으로도 충전이 불충분한 경우는 압입롤(28)에서 보충 충전이 가능하므로 내에칭층의 형성이 용이해진다.

또, 그라비어롤(16)은 표면이 비커스 경도 1000이상, 공공율 5% 이하의 세라믹스재(18)로 형성되어 있기 때문에, 마모가 감소하고, 또 파편의 발생이 방지된다. 또, 세라믹스재(18)의 내에칭층 도포액(22)을 유지하는 조각부(19)가 레이저 가공으로 조각되어 있기 때문에 띠형상 금속 박판(7)으로의 손상이 적고, 그라비어롤(16) 자체도 수명이 길어지게 된다.

또, 모든 도포장치(11, 12)의 모든 그라비어롤(16)의 표면에 세라믹스재(18)를 형성할 필요가 없고, 마모가 큰 그라비어롤(16)의 표면에만 세라믹스재(18)를 형성해도 좋다. 또, 금속롤(17)에 세라믹스재(18)를 용이하게 용사할 수 있는 것이면 그라비어롤(16)의 표면에 세라믹스재(18)를 용사하기 전에 금속롤(17)의 외부둘레면에 바탕 처리를 하지 않아도 좋다.

또, 모든 그라비어롤(16)도 금속롤에 전조나 레이조 조각으로 내에칭층 도포액을 유지하는 조각부를 가공한 것, 또는 금속롤(16)상에 경질의 크롬 도금 등의 내마모 처리를 한 것이라도 관계없다.

또, 그라비어롤(16)의 세라믹스재(18)에 산화크롬을 사용하는 것에 의해 경제정이 있고 내마모성이 있는 동시에 레이저 가공도 용이해지지만, 레이저 가공이 가능하면 산화크롬 이외의 것을 사용할 수도 있다.

또, 압입롤(28) 및 백업롤(29)은 어느 하나 또는 양쪽에 금속롤을 사용해도 좋고, 압입롤(28)은 세라믹스재로서 산화크롬에 한정되지 않고 지르코니아라도 좋고, 압입성이 좋고 공회전이 없는 것이라면 좋다.

또, 덕터블레이드(24)에 의해 그라비어롤(16)의 조각부(19)상의 내에칭층 도포액(22)의 두께를 항상 소정의 균일한 두께로 조정하고 나서 띠형상 금속 박판(7)에 공급하고 있기 때문에 안정된 막두께, 도공상태가 얻어진다.

상기 실시예에서는 내에칭층 도포액(22)으로서는 무용제 타입의 UV경화형 수지를 이용했지만, 수용성 열경화형 수지, 수용성 카제인 수지, 카제인과 아크릴수지의 혼합물, 용제 타입의 열경화형 수지 또는 핫멜트 수지 등 어떤 것도 사용할 수 있다.

또, 상기 실시예에서는 상류측의 도포장치(11) 및 하류측의 도포장치(12) 모두 덕터블레이드(24)를 사용했지만, 상류측의 도포장치(11)에서는 내에칭층 도포액(22)을 충분히 공급하기 때문에 덕터블레이드를 설치하지 않고 내에칭층 도포액(22)을 띠형상 금속박판(7)상에 과잉으로 공급해도 좋다.

여기서, 상기 실시예에 기초한 실험결과에 대해 하기 표 1을 참조하여 설명한다.

	도포장치	대상	판두께[mm]	깊이[㎛]	충전율(%)
					유효부	기타
실시예 1	2단	CPT	0.20	130	100	100
실시예 2	2단	CPT	0.25	160	100	100
실시예 3	2단	CPT	0.25	200	100	100
비교예 1	2단	CPT	0.12	50	100	100
비교예 2	2단	CPT	0.20	130	95	50
비교예 3	2단	CPT	0.25	160	90	35

우선, 압입부(27)를 설치한 실시예 1, 2, 3과 압입부를 설치하지 않은 비교예 1, 2, 3에 대해 실험을 실시했다.

비교예 1에서는 판두께 0.12mm의 띠형상 금속 박판으로 두께 50㎛의 작은 구멍(33) 그외의 오목부를 갖는 칼라디스플레이관(CDT)의 섀도우마스크에 내에칭층 도포액(22)을 도포한 바, 개구(44)가 형성되는 유효부(9) 및 테두리선부(8), 노치부 및 악세사리부 등의 그외의 부분(10)의 전부에 내에칭층 도포액(22)이 100% 충전되었다.

계속해서, 실시예 1 및 비교예 2에서는 판두께 0.20mm의 띠형상 금속박판으로 깊이 130㎛의 작은 구멍(33) 그외의 오목부를 갖는 칼라수상관(CPT)의 섀도우마스크에 내에칭층 도포액을 도포했다.

그 결과, 비교예 2의 압입부를 갖지 않은 장치에서는, 개구(44)가 형성되는 유효부(9)에서는 내에칭층 도포액(22)이 95%밖에 충전되지 않고, 테두리선부(8), 노치부 및 악세사리부 등의 그외의 부분(10)에서는 내에칭층 도포액(22)이 50% 밖에 충전되지 않았다.

이에 대해, 실시예 1의 압입부(27)를 갖는 장치에서는, 개구(44)가 형성되는 유효부(9) 및 테두리선부(8), 노치부 및 악세사리부 등의 그외의 부분(10) 전부에 내에칭층 도포액(22)이 100% 충전되어, 압입부(27)를 설치하는 것에 의해 내에칭층 도포액(22)의 충전을 확실히 할 수 있었다.

또, 실시예 2 및 비교예 3에서는 판두께 0.25mm의 띠형상 금속 박판으로 깊이 160㎛의 소직경(33) 그외의 오목부를 갖는 칼라수상관(CPT)의 섀도우마스크에 내에칭층 도포액을 도포했다.

그 결과, 비교예 3의 압입부를 갖지 않은 장치에서는, 개구(44)가 형성되는 유효부(9)에서는 내에칭층 도포액(22)이 90% 밖에 충전되지 않고, 테두리선부(8), 노치부 및 악세사리부 등의 그외의 부분(10)에서는 내에칭층 도포액(22)이 35% 밖에 충전되지 않았다.

이에 대해, 실시예 2의 압입부(27)를 갖는 장치에서는 개구(44)가 형성되는 유효부(9) 및 테두리선부(8), 노치부 및 악세사리부 등의 그외의 부분(10) 전부에내에칭층 도포액(22)이 100% 충전되어 압입부(27)를 설치하는 것에 의해 내에칭층 도포액(22)의 충전을 확실히 할 수 있었다.

또, 실시예 3에서는 판두께 0.25mm의 띠형상 금속 박판에서 깊이 200㎛의 작은 구멍(33) 그외의 오목부를 갖는 칼라수상관(CPT)의 섀도우마스크에 내에칭층 도포액을 도포한 바, 개구(44)가 형성되는 유효부(9) 및 테두리선부(8), 노치부 및 악세사리부 등의 그외의 부분(10) 전부에 내에칭층 도포액(22)이 100% 충전되어, 압입부(27)를 설치하는 것에 의해 내에칭층 도포액(22)의 충전을 확실히 할 수 있었다.

그리고, 섀도우마스크(6)의 개구(44)의 직경은 2단 에칭의 경우에는 작은 구멍(33)으로 제어되기 때문에, 유효부(9)의 작은 구멍(33)에 확실히 내에칭층 도포액(22)을 충전하는 것에 의해 작은 구멍(33)의 직경을 일정하게 할 수 있고, 개구구멍(44)의 직경 편차가 적은, 불균형 품위가 양호한 섀도우마스크(6)를 형성할 수 있었다.

또, 테두리선부(8), 노치부 및 악세사리부 등의 그외의 부분(10) 전부에도 내에칭층 도포액(22)이 확실히 충전되는 것에 의해 테두리선부(8), 노치부 및 악세사리부 등의 그외의 부분(10)이 에칭되어 제조공정 중에 분리되어 버리는 것을 방지할 수 있어 제조 수율을 향상할 수 있었다.

또, 본 실시예에서는 제 1 에칭이 종료된 제 1 주면측의 레지스트 패턴(37)을 수산화나트륨 수용액으로 박리 제거하여, 물세척 및 건조시킨 후 레지스트 패턴(38)측에 형성된 보호 필름(41)을 제거하고, 내에칭층(42)을 형성했지만, 제 1에칭전에 보호필름(41)을 부착하지 않고 제 1 에칭을 실시해도 관계없다.

또, 제 1 에칭이 종료된 제 1 주면측의 레지스트 패턴(37)을 박리 제거하지 않고 내에칭층을 형성해도 관계없다.

이상과 같이, 본 발명의 태양에 의하면 그라비어롤로 과잉인 내에칭 도포액을 충전·도포한 후, 압입롤로 제 1 주면의 오목부에 내에칭층 도포액을 보충 충전하는 것에 의해 오목부의 기포가 잔존하지 않고 오목부에 강제적으로 내에칭 도포액을 충전할 수 있어 충전 불균형이 없어지고, 또 이 내에칭층 도포액이 충전된 띠형상 금속 박판의 제 1 주면의 내에칭층 도포액의 막두께를 그라비어롤로 제어하는 것에 의해 내에칭층 도포액을 더 평탄화하여 도포할 수 있고, 이에 의해 섀도우마스크의 편차가 적어져 품위가 향상된다.

Claims (16)

1. 복수의 오목부를 갖는 제 1 주면 및 상기 제 1 주면과 반대측의, 복수의 개구를 갖는 레지스트층이 형성된 제 2 주면을 갖는 띠형상 금속 박판의 제 1 주면에 제 1 그라비어롤(gravure roll)로 내에칭층 도포액을 도포하는 공정 및

   상기 띠형상 금속 박판을 제 2 주면측에서 지지재로 지지한 상태로 압입 롤에 의해 상기 제 1 주면의 오목부에 내에칭층 도포액을 충전하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 섀도우마스크의 제조방법.
2. 복수의 오목부를 갖는 제 1 주면 및 상기 제 1 주면과 반대측의, 복수의 개구를 갖는 레지스트층이 형성된 제 2 주면을 갖는 띠형상 금속 박판의 제 1 주면에 제 1 그라비어롤로 내에칭층 도포액을 도포하는 공정,

   상기 띠형상 금속 박판을 제 2 주면측에서 지지재로 지지한 상태로 압입롤에 의해 상기 제 1 주면의 오목부에 내에칭층 도포액을 충전하는 공정 및

   상기 띠형상 금속박판의 제 1 주면의 내에칭층 도포액의 막두께를 제 2 그라비어롤로 제어하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 섀도우마스크의 제조방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 제 1 및 제 2 그라비어롤의 적어도 한쪽이 띠형상 금속 박판의 반송속도의 4배∼25배의 주속으로 띠형상 금속박판의 반송방향과 역방향으로 회전하고 있는 것을 특징으로 하는 섀도우마스크의 제조방법.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 제 1 및 제 2 그라비어롤의 적어도 한쪽이 외주면에 설치된 세라믹스재의 표면에 형성되고, 내에칭층 도포액을 유지하는 조각부를 구비하는 것을 특징으로 하는 섀도우마스크의 제조방법.
5. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

   제 1 및 제 2 그라비어롤은 각각 표면에 내에칭층 도포액을 유지하는 조각부를 갖고, 상기 제 1 그라비어롤의 표면의 조각부가 상기 제 2 그라비어롤의 조각부보다 눈이 성긴 것을 특징으로 하는 섀도우마스크의 제조방법.
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 지지재는 백업롤로 구성되며, 상기 백업롤 및 상기 압입롤은 띠형상 금속박판의 반송속도와 거의 같은 주속으로 띠형상 금속 박판의 반송방향과 같은 방향으로 회전하는 것을 특징으로 하는 섀도우마스크의 제조방법.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 백업롤은 탄성체인 것을 특징으로 하는 섀도우마스크의 제조방법.
8. 제 1 항, 제 2 항 및 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 압입롤은 금속롤과 상기 금속롤의 외부둘레면에 피복된 세라믹스재를 포함하는 것을 특징으로 하는 섀도우마스크의 제조방법.
9. 복수의 오목부를 갖는 제 1 주면 및 상기 제 1 주면과 반대측의, 복수의 개구를 갖는 레지스트층이 형성된 제 2 주면을 갖는 띠형상 금속 박판의 제 1 주면의 오목부에 내에칭층 도포액을 도포하는 섀도우마스크 제조용 내에칭층 도포장치에 있어서,

   상기 띠형상 금속박판의 제 1 주면에 내에칭층 도포액을 도포하는 그라비어롤을 갖는 도포부, 및

   상기 띠형상 금속박판의 제 2 주면을 지지재로 지지한 상태로 상기 띠형상 금속박판의 제 1 주면의 오목부에 내에칭층 도포액을 충전하는 압입롤을 갖는 압입부를 구비하는 것을 특징으로 하는 섀도우마스크 제조용 내에칭층 도포장치.
10. 복수의 오목부를 갖는 제 1 주면 및 상기 제 1 주면과 반대측의, 복수의 개구를 갖는 레지스트층이 형성된 제 2 주면을 갖는 띠형상 금속박판의 제 1 주면의 오목부에 내에칭층 도포액을 도포하는 섀도우마스크 제조용 내에칭층 도포장치에 있어서,

    상기 띠형상 금속박판의 제 1 주면에 내에칭층 도포액을 도포하는 그라비어롤을 갖는 도포부,

    상기 띠형상 금속박판의 제 2 주면을 지지재로 지지한 상태로 상기 띠형상 금속 박판의 제 1 주면의 오목부에 내에칭층 도포액을 충전하는 압입롤을 갖는 압입부, 및

    상기 띠형상 금속박판의 제 1 주면의 내에칭층 도포액의 막두께를 제어하는 그라비어롤을 갖는 막두께 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 섀도우마스크 제조용 내에칭층 도포장치.
11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,

    상기 제 1 및 제 2 그라비어롤의 적어도 한쪽이 띠형상 금속 박판의 반송속도의 4배∼25배의 주속으로 띠형상 금속 박판의 반송방향과 역방향으로 회전하고 있는 것을 특징으로 하는 섀도우마스크 제조용 에칭층 도포장치.
12. 제 9 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 제 1 및 제 2 그라비어롤의 적어도 한쪽이 외주면에 설치된 세라믹스재의 표면에 형성되고, 내에칭층 도포액을 유지하는 조각부를 구비하는 것을 특징으로 하는 섀도우마스크 제조용 내에칭층 도포장치.
13. 제 10 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,

    제 1 및 제 2 그라비어롤은 각각 표면에 내에칭층 도포액을 유지하는 조각부를 갖고, 상기 제 1 그라비어롤의 표면의 조각부가 상기 제 2 그라비어롤의 조각부보다 눈이 성긴 것을 특징으로 하는 섀도우마스크 제조용 내에칭층 도포장치.
14. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,

    상기 지지재는 백업롤로 구성되며, 상기 백업롤 및 상기 압입롤은 띠형상 금속박판의 반송속도와 거의 같은 주속으로 띠형상 금속 박판의 반송방향과 같은 방향으로 회전하는 것을 특징으로 하는 섀도우마스크 제조용 내에칭층 도포장치.
15. 제 14 항에 있어서,

    상기 백업롤은 탄성체인 것을 특징으로 하는 섀도우마스크 제조용 내에칭층 도포장치.
16. 제 9 항, 제 10 항 및 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 압입롤은 금속롤과, 상기 금속롤의 외주면에 피복된 세라믹스재를 포함하는 것을 특징으로 하는 섀도우마스크 제조용 내에칭층 도포장치.