KR20210122706A - 금속박판구조체 및 금속박판 제조방법, 금속박판을 포함하는 메탈 마스크 - Google Patents

금속박판구조체 및 금속박판 제조방법, 금속박판을 포함하는 메탈 마스크 Download PDF

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Abstract

본 발명은 테두리 영역의 손상이 방지되도록 보호층이 형성된 금속박판구조체, 금속박판 제조방법 및 금속박판을 포함하는 메탈 마스크에 관한 것으로서, 본 발명의 일 형태에 따르면, 내측에 유기물 증착용 홀을 형성하는 유효영역과 상기 유효영역 외측의 테두리 영역이 형성된 금속박판; 상기 금속박판의 상기 테두리 영역의 일면 또는 양면에 형성되는 보호층;을 포함하는 금속박판구조체가 개시된다.

Description

금속박판구조체 및 금속박판 제조방법, 금속박판을 포함하는 메탈 마스크{Metal sheet Structure and Method for Manufacturing the Metal sheet and Metal Mask having the Same}
본 발명은 테두리 영역의 손상이 방지되는 금속박판구조체, 금속박판 제조방법 및 금속박판을 포함하는 메탈 마스크에 관한 것이다.
파인 메탈 마스크 (Fine Metal Mask)는 일정한 간격으로 홀이 형성된 금속 박판으로 유기발광다이오드 패널 등의 제조 공정에서 화소를 형성하는 데 사용되는 중요한 부품이다.
현재 대부분의 파인 메탈마스크는 포토 리소그래피 방식을 채택하고 있으며, 상기 금속 박판의 일면 또는 양면에 적용된 감광성 레지스트에 의해 노출된 영역이 에칭 공정에서 식각되어 홀을 형성하게 된다.
이 때, 도 1에 도시된 바와 같이, 공정 처리 조건을 고려하여 감광성 레지스트(14)가 금속 박판(12)의 양 단부 일부 금속 박판(12)의 테두리영역(16: 테두리로부터 1~20mm이내의 영역)를 덮지 않고 적용됨에 따라, 금속박판이 노출된다.
상기 금속박판(12)의 노출된 테두리 영역(16)은 에칭공정에서 식각식각액(18: Etchant)에 반응하여 홀 형성 영역이 아님에도 불구하고, 훼손 또는 과도하게 박막화 되는 문제가 발생하였다.
이에 의해, 첫째, 공정 유동 중 금속 박판의 찢어짐 및 뒤틀림 또는 휘어짐이 발생한다.
둘째, 메탈 마스크의 기판 폭이 좁아지면서 공정 유동 유효면적 또한 없어지거나 사라지게 되며, 이로 인해 후 공정중 인장공정에 적용할 수 있는 면적이 좁아져 유동이 불가능해 지는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 금속 박판 테두리 영역의 에칭을 방지하여 형상 보존 또는 공정 유동성을 향상시키는 금속박판구조체, 금속박판 제조방법 및 금속박판을 포함하는 메탈 마스크를 제공하는 것이 과제이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 형태에 따르면, 내측에 유기물 증착용 홀을 형성하는 유효영역과 상기 유효영역 외측의 테두리 영역이 형성된 금속박판; 상기 금속박판의 상기 테두리 영역의 일면 또는 양면에 형성되는 보호층;을 포함하는 금속박판구조체가 제공된다.
상기 보호층은, 상기 금속박판과 서로 다른 재질로 형성될 수 있다.
상기 보호층은 상기 금속박판에 홀을 형성하는 식각액에 저항성을 가진 재질인 수지층 또는 제4족 또는 제6족 계열 금속 중 어느 하나 이상을 포함한 재질로 형성될 수 있다.
상기 보호층은, 10 ~ 50㎛ 두께로 형성될 수 있다.
상기 보호층은 서로 같거나 또는 서로 다른 재질로서 다수의 층으로 형성될 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 형태에 따르면, 내측에 유기물 증착용 홀을 형성하는 유효영역과 상기 유효영역 외측의 테두리 영역이 형성된 금속박판; 상기 금속박판의 상기 테두리 영역의 일면 또는 양면에 형성되는 내식 금속층;을 포함하는 금속박판구조체가 개시된다.
본 발명의 또 다른 형태에 따르면, 내측에 유기물 증착용 홀을 형성하는 유효영역과 상기 유효영역 외측의 테두리 영역을 포함하는 금속박판을 준비하는 단계; 상기 테두리 영역의 일부 또는 상기 금속박판 전체에 보호층을 형성하는 단계; 상기 유효영역에 레지스트를 형성하는 단계; 상기 레지스트가 형성되지 않고 노출된 상기 금속박판의 유효영역을 에칭하여 홀을 형성하는 에칭 단계; 및 상기 레지스트를 제거하는 단계;를 포함하는 금속박판의 제조방법이 제공된다.
상기 보호층을 형성하는 단계에서, 상기 보호층은 롤러를 이용한 라미네이트 방식으로 형성될 수 있다.
상기 보호층을 형성하는 단계에서, 상기 보호층은 스퍼터링을 통해 상기 레지스트가 형성된 금속박판의 표면에 증착될 수 있다.
상기 보호층이 증착된 후, 상기 보호층이 상기 레지스트의 패턴에 덧입혀진 부분 또는 에칭해야할 패턴에 덧입혀진 부분을 제거하는 제거공정이 더 포함될 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 형태에 따르면, 전술한 금속박판구조체에 의해 제조되어 유효영역에 유기물 증착용 홀이 형성된 금속박판을 포함하는 메탈마스크가 제공될 수 있다.
본 발명의 금속박판구조체, 금속박판 제조방법 및 금속박판을 포함하는 메탈 마스크에 따르면, 금속 박판의 테두리 영역에 보호층이 형성됨으로써 에칭을 방지하므로, 금속 박판의 파손 및 휘어짐 등이 방지되며, 공정 유동 유효면적을 보장할 수 있다. 이에 의해 금속 박판의 인장력 등의 물성 등이 보존되어 홀 가공성을 향상시키는 효과가 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
아래에서 설명하는 본 출원의 바람직한 실시예의 상세한 설명뿐만 아니라 위에서 설명한 요약은 첨부된 도면과 관련해서 읽을 때에 더 잘 이해될 수 있을 것이다. 본 발명을 예시하기 위한 목적으로 도면에는 바람직한 실시예들이 도시되어 있다. 그러나, 본 출원은 도시된 정확한 배치와 수단에 한정되는 것이 아님을 이해해야 한다.
도 1은 종래의 메탈 마스크를 도시한 도면
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 메탈 마스크를 도시한 도면;
도 3은 금속 박판에 보호층을 형성하기 위한 일 예를 도시한 도면;
도 4는 금속 박판에 보호층을 형성하기 위한 다른 예를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 메탈 마스크 제조방법의 일 실시예를 도시한 순서도 이다.
이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.
이하, 본 발명의 금속박판구조체의 일 실시예에 대해서 설명하기로 한다.
도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 금속박판구조체는, 메탈 마스크의 베이스를 형성하는 금속 박판(110) 및 상기 금속 박판(110)의 테두리 영역의 일면 또는 양면에 형성되는 보호층(130)을 포함할 수 있다.
상기 금속 박판(110)은 유기물 증착용 홀이 형성되는 유효영역(122)과 상기 유효영역(122) 외측의 테두리 영역(120)이 형성될 수 있다.
일반적으로, 상기 금속 박판(110)은 사각형의 판재 형태일 수 있으며, 상기 테두리 영역(120)은 사각형의 금속 박판(110)에서 서로 마주보는 두 변 또는 4개의 변에 형성될 수 있다.
상기 보호층(130)은 식각액(150)(Etchant)에 대한 내식성을 가지는 금속 재질일 수 있다. 물론, 상기 금속 박판(110)의 홀 형성 영역은 식각액(150)에 의해 식각이 이루어져야 하므로, 상기 보호층(130)과 금속 박판(110)은 서로 다른 재질로 형성될 수 있다.
이와 같은, 보호층(130)은 니켈(Ni) 및 철(Fe)을 제외한 재질일 수 있다. 또한, 상기 보호층(130)은 제4족 또는 제6족 계열 금속 중 어느 하나 이상의 재질을 포함할 수 있다.
이와 같은 보호층(130)은 상기 금속 박판(110)에 인쇄하거나 라미네이트, 증착, 접착 또는 도금 등의 방식으로 형성될 수 있다.
이 때, 상기 보호층(130)은 상기 금속 박판(110)의 테두리 영역(120) 또는 금속 박판(110)의 전면에 형성될 수 있으며, 이 때, 상기 식각액(150)에 저항성을 가진 레지스트(140)가 형성될 부분에는 형성되지 아니할 수도 있다.
즉, 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 보호층(130)과 상기 레지스트(140)가 형성된 금속 박판(110)에 식각액(150)(Etchant)이 적용되면, 레지스트(140)에 의해 형성된 패턴 및 상기 패턴의 인근 영역에만 식각액(150)이 반응하여 상기 금속 박판(110)의 상기 테두리 영역(120)에는 에칭이 발생하지 않을 수 있다.
즉, 상기 금속 박판(110)의 테두리 영역에 이종 금속 접합 또는 화학적/물리적 증착을 하게 되면 식각액(150)에 대한 손상을 방지할 수 있으므로, 상기 금속 박판(110)의 테두리 영역(120)에 에칭이 발생되지 않을 수 있다. 또한, 금속 박판(110)의 테두리에 손상이 없으므로 가용범위가 넓어지게 되고, 공정 유동 시 홀 형성 영역의 보존이 이루어질 수 있다.
상기 보호층(130)은 식각액(150)에 대한 내식성을 가지는 수지층일 수도 있다. 상기 식각액(150)이 내식성을 가진 수지층일 경우 상기 금속 박판(110)의 테두리 영역(120) 또는 상기 테두리 영역을 포함한 전면에 코팅, 접착 또는 라미네이트 방식으로 형성될 수 있다.
도 3에서는 상기 금속 박판(110)에 레지스트(140)를 형성하기 전에 이종의 금속 소재의 보호층(130)을 롤러(160) 등을 적용한 라미네이트 방식으로서 형성되는 일 실시예를 도시하고 있다.
이 때, 상기 이종 금속재질의 보호층(130)은 상기 금속 박판(110)의 테두리 영역(120)의 일면과 양면에 형성될 수도 있다.
상기 보호층(130)은 전술한 바와 같이, 티타늄(Ti) 크롬(Cr), 몰리브덴(MO)등의 니켈(Ni), 철(Fe)을 제외한 금속 또는 과수 또는 염화제2철, 염산, 황산에 반응이 없는 금속 재질일 수 있다.
또한, 상기 금속 박판(110)은 니켈(Ni)계열의 합금일 수 있다.
또 다른 실시예로서, 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 스퍼터링을 통해 레지스트(140)가 형성된 금속 박판(110)의 표면에 증착될 수 있다.
즉, 금속 박판(110)의 표면에 레지스트(140)를 형성한 후, 이렇게 레지스트(140)가 형성된 금속 박판(110)의 표면에 니켈(Ni)계열의 합금의 금속 박판(110)과는 다른 종류의 금속 보호층(130)이 스퍼터링 방식에 의해 증착되는 것이다.
이 때, 증착 방법으로는 교류(RF) 또는 직류 (DC) 방식의 증착방법이 적용되거나 또는 화학적 증착법(CVD)방식이 적용될 수도 있을 것이다.
이때 상기 레지스트(140)는 보호층(130)의 증착 시, 홀 가공 영역을 보호하는 역할로서, 홀 가공 영역을 개구하는 레지스트와 동일하거나 또는 상이할 수 있다.
이러한 증착 공정후에는 도 4의 (b) 및 (c)에 도시된 바와같이, 상기 레지스트(140)의 패턴에 덧입혀진 부분 또는 에칭해야할 패턴에 덧입혀진 보호층(130)을 제거하는 공정이 추가로 수행될 수도 있다.
이 때, 상기 보호층(130)의 두께는 10 ~ 50㎛, 바람직하게는 10~30㎛ 일 수 있다. 즉, 상기 보호층(130)은 상기 레지스트(140)의 두께와 유사하거나 또는 다소 얇은 수준으로 형성되어 공정 유동성을 확보할 수 있다.
또한, 전술한 실시예 들에서는 상기 보호층(130)이 단일층으로 형성되는 것을 예로 들어 설명하였으나, 상기 보호층(130)은 단일층 이외에 2개층 이상의 복수개의 층으로 형성될 수도 있을 것이다. 물론, 이 때 각 층을 형성하는 소재는 동일재질이거나 또는 서로 다른 재질일 수 있다.
이러한 금속 박판의 제조방법은, 도 5에 도시된 바와 같이, 내측에 유기물 증착용 홀을 형성하는 유효영역과 상기 유효영역 외측의 엣지(테두리)영역을 포함하는 금속박을 준비하는 단계(S110), 상기 테두리 영역의 일부 또는 전체에 보호층(130)을 형성하는 단계(S120), 상기 유효영역의 일면 또는 양면에 에칭 레지스트(140)를 형성하는 단계(S130), 상기 레지스트(140)가 형성되지 않고 노출된 상기 유효영역의 금속박을 에칭하여 홀을 형성하는 단계(S140) 및 상기 에칭 레지스트(140)를 제거하는 단계(S150)를 포함할 수 있다.
이때, 상기 테두리 영역은 상기 금속 박판(110)의 양측 가장자리 단부의 테두리 영역(120)을 포함할 수 있다.
또는, 상기 테두리 영역에 보호층(130)을 형성하는 단계(S120)는, 상기 양측 가장자리 단부를 포함하여 보호층(130)을 형성할 수 있다.
이 때, 상기 테두리 영역에 보호층(130)을 형성하는 단계(S120)는, 상기 홀을 형성하는 단계에서 사용하는 에칭액에 대한 내식성 금속을 인쇄, 라미네이트, 증착, 접착 또는 도금으로 형성할 수 있다.
상기 보호층(130)은 상기 금속박판과 상이한 재질의 금속으로서, Ni 및 Fe을 제외하거나 제4족 또는 제6족 계열 금속중 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 상기 테두리영역에 보호층(130)을 형성하는 단계(S120)는, 상기 홀을 형성하는 단계에서 사용하는 에칭액에 대한 내식성 수지층을 코팅, 접착 또는 롤러 등을 이용한 라미네이트로 형성할 수 있다.
또한, 상기 보호층(130)은 스퍼터링을 통해 상기 레지스트가 형성된 금속 박판(110)의 표면에 증착될 수 있다.
이 경우, 상기 보호층을 형성하는 단계(S120)는 상기 레지스트가 형성되는 단계(S130)후에 형성될 수 있다.
또한, 상기 보호층(130)이 스퍼터링을 통해 증착된 경우, 상기 보호층이 상기 레지스트의 패턴에 덧입혀진 부분 또는 에칭해야할 패턴에 덧입혀진 부분을 제거하는 제거공정이 추가적으로 수행될 수 있다.
상기 보호층(130)이 형성된 후에는, 상기 금속박판(110)에 레지스트(140)를 형성하는 단계(S130)가 수행될 수 있다. 또한, 상기 레지스트(140)가 형성된 후에는 식각액(150)으로서, 엣칭을 수행(S140)하고, 엣칭이 수행된 후에는 상기 레지스트(140)를 제거하는 단계(S150)가 수행될 수 있다.
또는, 상기 금속박판의 제조방법은 내측에 유기물 증착용 홀을 형성하는 유효영역(122)과 상기 유효영역(122) 외측의 테두리영역(120)을 포함하는 금속박판을 준비하는 단계, 상기 유효영역(122)의 일면 또는 양면에 에칭 레지스트(140)를 형성하는 단계, 상기 레지스트(140)가 형성되지 않고 노출된 상기 유효영역(122)의 금속박을 에칭하여 홀을 형성하는 단계, 상기 에칭 레지스트(140)를 제거하는 단계를 포함하고, 상기 금속박판(110)의 테두리영역(120)에는 유효영역과 상이한 금속재질의 내식 금속층(130)이 형성될 수 있다.
상기 내식 금속층은 니켈(Ni) 및 철(Fe)을 제외한 제4족 또는 제6족 계열 금속중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 상기 테두리 영역은 유효영역 금속재질의 금속층을 중심으로 양면에 내식성 금속층이 형성될 수 있다.
또한, 상기 금속판은 유효영역과 테두리영역의 두께가 동등수준일 수 있다.
이와 같이 제조된 금속박판(110)은 유효영역(122)에 유기물 증착용 홀이 형성되며, 테두리 영역(120)은 에칭등이 이루어지지 않은 온전한 상태일 수 있다. 이와 같이 제조된 금속박판(110)을 후가공을 통해 메탈 마스크로 제조할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.
110: 금속 박판 120: 테두리
130: 보호층 140: 레지스트
150: 식각액 160: 롤러

Claims (11)

  1. 내측에 유기물 증착용 홀을 형성하는 유효영역과 상기 유효영역 외측의 테두리 영역이 형성된 금속박판;
    상기 금속박판의 상기 테두리 영역의 일면 또는 양면에 형성되는 보호층;
    을 포함하는 금속박판구조체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 보호층은, 상기 금속박판과 서로 다른 재질로 형성되는 금속박판구조체.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 보호층은 상기 금속박판에 홀을 형성하는 식각액에 저항성을 가진 재질인 수지층 또는 제4족 또는 제6족 계열 금속 중 어느 하나 이상을 포함한 재질로 형성되는 금속박판구조체.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 보호층은, 10 ~ 50㎛ 두께로 형성되는 금속박판구조체.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 보호층은 서로 같거나 또는 서로 다른 재질로서 다수의 층으로 형성되는 금속박판구조체.
  6. 내측에 유기물 증착용 홀을 형성하는 유효영역과 상기 유효영역 외측의 테두리 영역이 형성된 금속박판;
    상기 금속박판의 상기 테두리 영역의 일면 또는 양면에 형성되는 내식 금속층;
    을 포함하는 금속박판구조체.
  7. 내측에 유기물 증착용 홀을 형성하는 유효영역과 상기 유효영역 외측의 테두리 영역을 포함하는 금속박판을 준비하는 단계;
    상기 테두리 영역의 적어도 일부 또는 전체에 보호층을 형성하는 단계;
    상기 유효영역에 레지스트를 형성하는 단계;
    상기 레지스트가 형성되지 않고 노출된 상기 금속박판의 유효영역을 에칭하여 홀을 형성하는 에칭 단계; 및
    상기 레지스트를 제거하는 단계;
    를 포함하는 금속박판의 제조방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 보호층을 형성하는 단계에서,
    상기 보호층은 롤러를 이용한 라미네이트 방식으로 형성되는 금속박판의 제조방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 보호층을 형성하는 단계에서,
    상기 보호층은 스퍼터링을 통해 상기 레지스트가 형성된 금속박판의 표면에 증착되는 금속박판의 제조방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 보호층이 증착된 후,
    상기 보호층이 상기 레지스트의 패턴에 덧입혀진 부분 또는 에칭해야할 패턴에 덧입혀진 부분을 제거하는 제거공정을 더 포함하는, 금속박판의 제조방법.
  11. 제1항 내지 제6항중 어느 한 항의 금속박판구조체에 의해 제조되어 유효영역에 유기물 증착용 홀이 형성된 금속박판을 포함하는 메탈마스크.
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