롤투롤 그라비어 연속 인쇄 공정을 이용한 10 μm 이하 미세 선폭 인쇄 = Sub-10-μm printed line using direct gravure technique in roll-to-roll continuous process

국문 초록 (Abstract)

그라비어 롤 패터닝 종류는 전자조각 가공, 에칭 가공, 다이렉트 레이저 가공 방법이 있다. 그 중에 본 논문 실험에서는 다이렉트 레이저 가공을 이용하였다. 이유로는 다이렉트 레이저 가공은 컴퓨터 이미지 데이터를 받아 다양한 재질 표면에 직접 이미지 제판이 가능하다. 패턴의 깊이는 레이저 조사 시간에 따라 달라지는데, 그래픽 프로그램을 이용하여, 도면 설계 시 패턴에 그라데이션 효과를 줌으로써, 패턴의 단면의 형상을 변화를 줄 수 있다.
본 논문의 연구 목적으로는 그라비어 인쇄 방식을 통한 10 μｍ 이하 미세선 인쇄 및 레이저 각인시 그라데이션 효과가 미세선 인쇄에 미치는 영향 분석, 다이렉트 레이저 각인 시 그라데이션을 통한 잉크 전이량 변화를 통해 미세선 인쇄 제어에 대해 수행하기 위하여, 다양한 폭(25 μｍ, 45 μｍ, 65 μｍ, 85 μｍ)의 패턴에 다양한 그라데이션(20 %, 70 %, 100 %)를 인가한 패턴 가공을 진행하여 다이렉트 레이저 가공기를 이용하여 제작하였다.
인쇄한 결과로는 패턴 폭 및 그라데이션 증가에 따라 볼륨증가에 따라 전이량 증가하고 동일 폭에서 그라데이션 변화에 따른 인쇄 폭 감소 영향은 인쇄 선폭이 낮을 수록 컸다. 그러므로 미세선 인쇄를 위해서는 선폭이 작을수록 그라데이션이 작을수록 미세선 인쇄에 유리하다. 그러므로, 적절한 그라데이션을 설정한 패턴 가공을 통해 각인된 패턴 폭을 구현해 낼 수 있다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

There are many roll engraving method such as the diamond, chemical etching, and direct laser technique. Among them, the direct laser engraving technique was used for the gravure patterning because of its advantage that could directly patterning the various lines and styles from the designed computer image files. Moreover, the depth and width of pattern can be controlled by laser exposure time and intensity. Accordingly, the gradation of the pattern can be directly presented on the gravure cylinder and have the huge effect on the printability of the sub-micro-targeted pattern.
In this study, the gradation effects on the micro-pattern size and ink transfer ratio were identified. The various pattern widths of 25 μｍ, 45 μｍ, 65 μｍ, and 85 μm were engraved with gradation of 20%, 70% and 100% by direct laser machine.
As a result, the ink transfer ratio was increased as gradation increment in the same pattern width. Especially, the smaller width pattern has a much effect to the change of gradation. Thus, the sub-10-μｍ printed line can be achieved in the conditions of low pattern width and low gradation values. From this result, it is confirmed that the fine line pattern can be implemented not only the change of engraving widths but only controlling gradation factors.

목차 (Table of Contents)

• 제1장 서론 1
• 제1절 연구배경 1
• 1. 기존 생산공정 및 인쇄전자 공정 1
• 2. 그라비어 인쇄 공정을 통한 미세선 인쇄의 필요성 4
• 3. 그라비어 롤 제조 공정 6
• 4. 기존 패터닝 가공 방법 및 한계점 7
• 5. 미세선 그라비어 롤을 위한 다이렉트 레이저 가공 9
• 제2장 실험 11
• 제1절 롤 제작 및 인쇄 실험 11
• 1. 그라데이션 효과 적용한 그라비어 롤 가공 11
• 2. 설계도 상의 패턴 및 실제 각인된 패턴 그라데이션 13
• 3. 설계도 상의 패턴 및 실제 각인된 폭/높이 비교 15
• 4. 인쇄 시 장비 설정 조건 및 사용 잉크 조건 18
• 5. 측정 장비 20
• 6. 패턴 폭 및 프로파일에 따른 인쇄된 패턴 단면 형상 24
• 제3장 결론 25
• 제1절 그라데이션에 따른 변화 25
• 1. 그라데이션에 따른 잉크 전이량 및 폭 감소량 비교 25
• 2. 그라데이션에 따른 폭 및 높이 감소량, 민감도 27
• 참고문헌 30
• 부록 32
• ABSTRACT 45