KR102028920B1 - 금속 발색 방법 - Google Patents

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Abstract

본 개시의 일 실시예에 따른 금속을 발색하는 방법을 제공한다. 상기 금속을 발색하는 방법은 금속표면에 감광제를 코팅하는 단계, 상기 감광제의 사전결정된패턴을 만들기 위해 마스크를 상기 금속표면 위에 장치하는 단계, 상기 마스크가 장치된 금속표면에 자외선식각을 적용하여 상기 감광제가 상기 사전결정된 패턴과 사전결정된 간격을 가지고 제거되는 단계, 식각용액을 사용하여 금속표면에 미세요철을 만드는 단계, 표면에 미세요철이 생성된 금속을 남은 상기 감광제를 제거하고 발색용액에 침지시키는 단계를 포함할 수 있다.

Description

금속 발색 방법{METHOD FOR COLORING METAL}
본 발명은 금속을 발색하는 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 식각용액과 발색용액을 사용하여 금속을 발색하는 방법에 관한 것이다.
식각공정은 감광제(포토레지스트)를 마스크로 하여 선택적인 영역에 금속막을 남기는 공정을 의미하며, 통상적으로 플라즈마 등을 이용한 건식식각 또는 식각용액을 이용하는 습식식각이 사용된다.
감광제 (Photoresist)는 판, 박막 위에 도포되어서 감광막을 형성시키는 재료이며 마스크를 통해 선택적으로 빛에 노출되게된다. 빛이 조사된 부분이 현상액에 녹는 양성 감광제와 빛이 조사된 부분이 현상할 때 녹지 않는 음성 감광제가 있다.
금속판 중에는 표면이 발색되어 금속판 원래의 칼라가 아닌 다른 칼라를 가지는 것도 있다. 이러한 발색 금속판은 황산과 크롬산을 포함하여 이루어진 산화발색용액에 금속판을 침지시켜 금속판의 표면이 산화되면서 변색되도록 하여 제작된다.
다만 기존의 기술들은 금속표면에 균일하게 산화되어 음영조절이 불가능한 단점이 있다. 이러한 이유로 다양하고 아름다운 발색을 위한 기술의 수요가 있다.
본 개시는 전술한 배경기술에 대응하여 안출된 것으로, 본 개신내용의 다양한 목적 중 하나의 목적은 금속에 식각용액과 자외선식각을 이용해서 패턴을 새긴뒤 발색용액을 사용하여 금속을 발색시키기 위한 것이다.
위에서 언급된 본 발명의 기술적 과제 외에도, 본 발명의 다른 특징 및 이점들이 이하에서 기술되거나, 그러한 기술 및 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
전술한 바와 같은 과제를 실현하기 위한 본 개시의 일 실시예에 따른 금속을 발색하는 방법을 제공한다. 상기 금속을 발색하는 방법은 금속표면에 감광제를 코팅하는 단계, 상기 감광제의 사전결정된패턴을 만들기 위해 마스크를 상기 금속표면 위에 장치하는 단계, 상기 마스크가 장치된 금속표면에 자외선식각을 적용하여 상기 감광제가 상기 사전결정된 패턴과 사전결정된 간격을 가지고 제거되는 단계, 식각용액을 사용하여 금속표면에 미세요철을 만드는 단계, 표면에 미세요철이 생성된 금속을 남은 상기 감광제를 제거하고 발색용액에 침지시키는 단계를 포함할 수 있다.
대안적으로, 상기 침지시키는 단계의 패턴은, 사전결정된 온도의 발색 용액을 사용하여 사전결정된 침지시간동안 수행 될 수 있다.
또한, 상기 금속의 발색을 상이하게 하기 위하여 상기 미세요철의 상기 사전결정된 패턴의 종류와 상기 사전결정된 간격은 변화가능할 수 있다.
또한, 상기 금속 표면에 발색되는 색상의 밝기는 상기 미세 요철의 깊이에 따라 결정되는, 상기 미세요철의 홈이 깊을 경우 상기 금속표면의 다른표면에 비해 음영이 더 진한 색을 띄을수 있다.
또한, 상기 금속 표면에 발색되는 색상의 밝기는 상기 미세 요철의 간격에 따라 결정될 수 있다.
본 개시내용의 일 실시예에 따라, 금속을 발색함으로써, 식각으로 형성된 패턴에 따라 금속의 음영이 달라지는 효과가 있다.
이 밖에도, 본 개시내용과 관련하여 후술될 실시 예들을 통해 본 발명의 또 다른 특징 및 이점들이 새롭게 파악될 수도 있을 것이다.
도 1은 본 개시내용의 일 실시예에 따라 발색하려는 금속에 의해 구현되는 예시적인 동작들의 순서도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 금속을 감광제로 코팅하고 마스크를 장치하여 자외선을 선택적으로 조사하는 공정을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 금속의 표면에서 감광제가 사전결정된 패턴의 깊이와 간격이 형성된 모습을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 금속의 표면에서 식각용액에 침지시킨 후 식각이 완료된 모습을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 감광제를 제거하고 발색용액에 침지시켜 금속을 발색한 모습을 나타낸 도면이다.
다양한 실시예들이 이제 도면을 참조하여 설명되며, 전체 도면에서 걸쳐 유사한 도면번호는 유사한 구성요소를 나타내기 위해서 사용된다. 본 명세서에서, 다양한 설명들이 본 개시의 이해를 제공하기 위해서 제시된다. 그러나 이러한 실시예들은 이러한 구체적인 설명 없이도 실행될 수 있음이 명백하다.
본 명세서에서 사용되는 용어 “금속”은 철, 알루미늄, 구리, 텅스텐 일 수 있지만, 이들로 제한되는 것은 아니다.
제시된 실시예들에 대한 설명은 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 개시를 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 개시의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 개시는 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.
도 1은 본 개시내용의 일 실시예에 따라 발색하려는 금속에 의해 구현되는 예시적인 동작들의 순서도를 도시한다.
도 1에서 도시되는 동작들은 예시적인 것이며, 구현에 따라 도 1의 동작들 중 일부가 생략될 수 있거나 또는 추가 동작이 부가될 수도 있다.
금속 발색 장치(200)는 금속 표면에 감광제(202)를 코팅할 수 있다(101). 감광제(202)는 ArF를 포함할 수 있으며 본 개시는 이에 제한되지 않는다.
금속 발색 장치(200)는 금속 표면의 적어도 일부를 가리는 마스크를 금속(201) 표면 위에 위치시킬 수 있다(102).
마스크(203)는 감광제(202)에 적용되는 자외선을 가리기 위한 것으로서, 금속(200) 표면의 일부를 가려 금속 표면이 선택적으로 식각되도록 할 수 있다. 마스크(203)는 금속 표면이 사전결정된 패턴과 사전결정된 간격의 미세요철(223)을 가지도록 금속 표면에서 식각되지 않도록 하는 부분에 위치할 수 있다.
금속 발색 장치(200)는 상기 마스크(203)가 위치된 금속(201)표면에 자외선을 조사하여 상기 감광제(202)의 적어도 일부를 사전결정된 패턴과 사전결정된 간격으로 제거할 수 있다(103).
금속 발색 장치(200)는 상기 금속표면에 사전결정된 패턴과 사전결정된 간격을 가지는 미세요철(223)을 생성하기 위해 금속에 식각용액을 적용할 수 있다(104).
식각용액은 옥살산 계열, 인산염 계열 화합물, 탄화수소 계열 화합물 및 탈이온수를 포함하는 IZO 막 식각용액을 포함하며 본 개시는 이에 제한되지 않는다. 금속 표면에 식각용액이 적용되는 경우 감광제(202)로 코팅된 부분 이외의 부분은 식각용액에 의해 용해되어 금속 표면에 사전결정된 패턴과 사전결정된 간격을 가지는 미세 패턴이 생성될 수 있다.
금속 발색 장치(200)는 표면에 미세요철(223)이 생성된 금속을 남은 상기 감광제(202)를 제거하여 발색용액에 침지시킬 수 있다(105).
금속 발색 장치(200)는 발색 용액에 금속을 침지시켜 금속 표면을 발색시킬 수 있다.
발색 용액은 황산과 크롬산을 포함하며 본 개시는 이에 제한되지 않는다.
금속 발색 장치(200)는 사전결정된 온도의 발색 용액을 사용하여 사전결정된 침지시간동안 금속을 발색용액에 침지시킬 수 있다.
사전결정된 온도는 -50~150도이고 시간은 10분~90분이다. 예를 들어 발색용액 황산에 따라 브라운, 블루, 골드, 레드, 그린, 블랙 등 색상으로 발색될 수 있다. 이경우, 금속 표면에 새겨진 미세 패턴에 의하여 금속 표면에서 발색되는 색상의 밝기, 강도 등이 변화될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 금속을 감광제(202)로 코팅하고 마스크(203)를 장치하여 자외선을 선택적으로 조사하는 공정을 나타낸 도면이다.
도 2의 금속 발색 장치(200)는 감광제(202)로 코팅되고 마스크(203)로 가려진 금속(202) 표면에 자외선을 조사할 수 있다. 금속 발색 장치(200)는 자외선을 조사하여 금속 표면에 코팅된 감광제(202)를 제거할 수 있으며, 마스크(203)에 의해서 감광제(202)는 선택적으로 제거될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 금속의 표면중 마스크(203)가 없는 부분의 감광제(202)가 제거된 모습이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 금속의 표면에서 식각용액에 침지시킨 후 식각이 완료된 모습을 나타낸 도면이다.
금속 표면에서 감광제(202)가 코팅되어 있는 부분은 식각용액과 반응하지 않고, 코팅이 없는 부분은 식각용액과 반응 하게 되어 금속 표면에 미세요철(223)이 생성된다.
감광제(202)의 코팅이 벗겨진 부분의 크기에 기초하여 금속 표면에 홈의 깊이가 결정될 수 있다. 식각용액과 금속표면과의 반응시간에 따라 금속표면의 홈의 깊이가 결정될 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 감광제(202)를 제거하고 발색용액에 침지시켜 금속을 발색한 모습을 나타낸 도면이다.
발색 처리된 금속 표면은 미세요철(223)의 간격이 좁은 경우, 간격이 넓은 부분에 비해 색상을 표현하는 산화물(232)의 단위 너비당 양이 증가하게 되어, 미세 요철의 간격이 넓은 곳에 비하여 진한색상이 되거나 동일한 색상에서 밝기가 낮게 표현될 수 있다.
금속 표면에서 미세 요철이 깊은 부분은 미세 요철이 얕은 부분에 비하여 색상을 표현하는 산화물(232)이 두껍게 존재하게 되어 미세 요철이 얕은 부분에 비하여 진한 색상이 발색되거나 동일한 색상에서 밝기가 낮게 표현될 수 있다.
상기에서 본 발명의 특정한 실시예가 설명 및 도시되었지만 본 발명이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 가능성 이 있는 것은 자명한 일이다. 따라서, 본 발명의 청구범위의 사상이나 범위를 일탈하지 않는 범위내에서 다양한 변형 실시예들과 균등물등이 가능하므로, 이와 같은 것들은 본 발명의 청구범위 안에 속한다고 해야 할 것이다.
200: 금속 발색 장치
201: 금속
202: 감광제
203: 마스크
211: 감광제가 사전결정된 패턴에 따라 일부 제거된 금속
212: 제거되지 않고 남은 감광제
223: 미세요철
231: 발색용액에 의해 발색이 완료된 금속
232: 산화물

Claims (4)

  1. 금속 발색 장치에서 수행되는 금속 발색 방법으로서,
    금속표면에 감광제를 코팅하는 단계;
    상기 금속표면의 적어도 일부를 가리는 마스크를 상기 금속표면 위에 위치시키는 단계;
    상기 마스크가 위치된 금속표면에 자외선을 적용하여 상기 감광제의 적어도 일부를 사전결정된 패턴과 사전결정된 간격으로 제거하는 단계;
    상기 금속표면에 사전결정된 패턴과 사전결정된 간격을 가지는 미세요철을 생성하기 위해 금속에 옥살산 계열 화합물, 인산염 계열 화합물, 탄화수소 계열 화합물 및 탈이온수를 포함하는 식각용액을 적용하는 단계; 및
    표면에 미세요철이 생성된 금속을 남은 상기 감광제를 제거하여 황산에 침지시키는 단계;
    를 포함하고,
    상기 침지시키는 단계는 사전결정된 온도의 발색 용액을 사용하여 사전결정된 침지시간동안 수행되는,
    금속 발색 장치에서 수행되는 금속 발색 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 금속의 발색을 상이하게 하기 위하여 상기 미세요철의 상기 사전결정된 패턴의 종류와 상기 사전결정된 간격은 변화가능한,
    금속 발색 장치에서 수행되는 금속 발색 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 금속표면에 발색되는 색상의 밝기는 상기 미세요철의 깊이에 따라 결정되는,
    상기 미세요철의 홈이 깊을 경우 상기 금속표면의 다른 표면에 비해 음영이 더 진한 색을 띄는,
    금속 발색 장치에서 수행되는 금속 발색 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 금속표면에 발색되는 색상의 밝기는 상기 미세요철의 간격에 따라 결정되는,
    금속 발색 장치에서 수행되는 금속 발색 방법.

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