피코초 레이저를 이용한평판디스플레이용 유리기판의 가공특성

Abstract

기존에 정밀미세가공에서 많이 사용하는 나노초 레이저 기술은 그 동안 수많은 실험과 결과로 인해 많은 발전을 이루었다. 특히 Nd:YAG를 매질로 사용하는 나노초 기술은 기존 CO2 레이저보다 초점깊이와 초점크기에 있어서 10배나 더 우수한 장점을 가지고 있어 정밀미세 가공에 많이 사용되었다. 하지만 나노초 레이저가 가지는 큰 단점인 HAZ로 인해 정밀미세가공에 한계가 보였다. 이 HAZ란 Heat Affected Zone을 뜻하는데 특히, 디스플레이용 유리 기판 절단에서는 HAZ에 의한 영향 및 Crack에 민감하여 정밀 디스플레이용 유리 기판 절단 가공에서 나노초 레이저를 사용하여 발표한 연구결과는 있었지만 실제로 산업현장에서 쓰이는 경우는 많지 않았다. 이 HAZ의 영향을 받지 않기 위해서는 열 영향을 받기 전에 가공이 될 수 있는 극초단 펄스의 레이저가 필요하였으며 이를 위해서 Ti:Sapphire를 매질로 사용하는 펨토초 레이저 기술이 등장 하였다. 펨토초 레이저는 초기에는 측정용으로 쓰였지만 출력 및 안전성이 크게 향상되는 기술들이 개발되면서 정밀미세가공용으로 사용되기 시작하였다. 하지만 펨토초 레이저 기술은 구성 광학계의 특성상 평균출력이 낮은 단점을 가지고 있다. 이러한 펨토초 레이저를 보완하기 위하여 나온 레이저가 피코초 레이저 이다. 이 피코초 레이저는 Nd:YVO4를 매질로 사용하며 Mode-Locking방식을 사용하여 출력하는데 기존 펨토초 레이저에 비하여 출력이 높을 뿐만 아니라 구성 광학계가 펨토초 레이저보다 간단하다. 하지만 현재 피코초 레이저를 이용한 디스플레이용 유리 기판 절단 가공 연구 결과가 많지 않다는 단점이 있다. 그래서 본 논문에서는 피코초 레이저로 디스플레이용 유리 기판 절단을 하여 절단 공정 조건을 찾고 특성에 대해 연구를 수행하였다.