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문제 정의
- 본 실험에서는 TEOS sol에 PEG를 첨가 후, 코팅막을 열처리하여 PEG가 열분해 됨에 따라 다공성 구조를 갖는 반사 방지막을 제조하였다. 그래서 우선 PEG가 함유한 코팅액 열분해 특성을 확인해 보았다.
제안 방법
- 유리 기판의 한쪽면만 코팅하기 위해서 준비된 기판에 마스킹 테이프를 이용하여 처리하였다. 기판을 코팅 용액에 침적한 후 인상 속도 0.1, 0.2, 0.3mm/sec로 코팅하였다.
- 코팅된 기판의 가시광 투과율 (380~780nm)을 확인하기 위하여 UV-vis spectrophotometer(V-570, JASCO)를 사용하였다. 반사율, 굴절률 그리고 막 두께를 측정하기 위해서 thin-film analyzer(F20-UV, FILMETRICS)를 사용하였고, 막의 다공성, 표면 구조, 막 두께를 확인하기 위해서 field emission scanning electron microscope(FE-SEM, JSM 6700, JEOL)을 측정하였다.
- 본 실험에서는 TEOS sol에 PEG를 첨가 후, 코팅막을 열처리하여 PEG가 열분해 됨에 따라 다공성 구조를 갖는 반사 방지막을 제조하였다. 그래서 우선 PEG가 함유한 코팅액 열분해 특성을 확인해 보았다.
- 본 연구에서는 나노 다공성 single layer 반사방지 코팅막을 제조하기 위하여 TEOS sol에 PEG를 4.0wt% 첨가하여 코팅액을 제조한 후, dip coating법을 이용하여 인상 속도를 변화시켜 코팅막을 제조하였으며, 인상 속도에 따른 코팅막의 구조적 특성과 광학적 특성을 확인하였다. 나노 다공성 박막을 제조하기 위하여 첨가한 PEG의 열분해 특성을 TG-DTA 분석으로 확인한 결과 고분자 폴리머 PEG는 450~500℃에서 완전 연소되었다.
- 본 연구에서는 유리 기판 위에 저굴절율을 갖는 single layer 코팅막을 제조하기 위하여 코팅액에 poly ethylene glycol(PEG)을 혼합한 후 최종 코팅막 열처리 중에 PEG가 분해되어 다공질을 갖는 박막을 제조하였으며, 코팅막의 두께를 제어하기 위하여 dip coating시 인상 속도를 변화시켜 박막을 제조하였으며, 각 조건에 따라 제조된 코팅막의 투과율, 반사율, 표면 미세구조, 막 두께 그리고 굴절률을 확인하였다.
- 코팅을 하기 위해 기판을 준비하는 과정은 slide glass를 EtOH을 이용하여 초음파 세척을 5분 간 진행 후 air blower를 이용하여 표면의 EtOH를 제거, 상온에서 5분간 건조하였다. 유리 기판의 한쪽면만 코팅하기 위해서 준비된 기판에 마스킹 테이프를 이용하여 처리하였다. 기판을 코팅 용액에 침적한 후 인상 속도 0.
대상 데이터
- 박막을 코팅하기 위해서는 sol-gel법을 이용한 용액제조가 필요하다. 코팅용액을 제조하기 위하여 출발물질로는 TEOS(tetraethly orthosilicate), EtOH(ethylalcoholanhydrous), HNO3(nitricacid), PEG(polyethyleneglycol), H2O를 사용하였다. 용액을 합성하기 위하여 출발물질은 각각 TEOS : EtOH : H2O : HNO3＝0.
이론/모형
- 코팅된 기판의 가시광 투과율 (380~780nm)을 확인하기 위하여 UV-vis spectrophotometer(V-570, JASCO)를 사용하였다. 반사율, 굴절률 그리고 막 두께를 측정하기 위해서 thin-film analyzer(F20-UV, FILMETRICS)를 사용하였고, 막의 다공성, 표면 구조, 막 두께를 확인하기 위해서 field emission scanning electron microscope(FE-SEM, JSM 6700, JEOL)을 측정하였다.
성능/효과
- 2mm/sec로 코팅한 박막이 그림에서 보듯이 제일 낮은 반사율을 보이며, 그 이유는 굴절률 값이 제일 작기 때문이라 판단된다. 각 코팅막의 굴절률 및 코팅막의 두께를 확인하기 위하여 thin-film analyzer (F20-UV, FILMETRICS)를 사용하여 측정한 결과 인상 속도가 각각 0.1, 0.2, 0.3mm/sec일 때, 코팅막의 굴절률 값은 n=1.42, n=1.29, n=1.32를 나타내었으며, 코팅막의 두께는 약 145nm, 99nm, 90nm로 확인되었다.
- 5%가 된다. 그러므로 본 연구에서 제조한 반사 방지막의 경우에 0.1mm/sec, 0.2mm/sec, 0.3mm/sec의 인상 속도로 코팅한 반사방지 코팅 유리의 한쪽 면에서의 평균 반사율은 각각 3.35%, 0.62%, 1.01%로 확인되었다. 이 결과는 세 가지 인상 속도 조건 중 0.
- 그림 4는 인상 속도에 따라 제조된 single layer 반사 방지막 코팅유리의 투과율 결과이다. 그림에서 보듯이 기판으로 사용한 유리 기판의 평균 가시광선 투과율 (380nm ~ 780nm)이 약 91.0%일 때, 0.1, 0.2, 0.3mm/sec의 인상 속도로 코팅한 반사방지 코팅 유리의 평균 투과율은 각각 93.0%, 95.0%, 94.7%로 확인되었다. 이중 0.
- 0wt% 첨가하여 코팅액을 제조한 후, dip coating법을 이용하여 인상 속도를 변화시켜 코팅막을 제조하였으며, 인상 속도에 따른 코팅막의 구조적 특성과 광학적 특성을 확인하였다. 나노 다공성 박막을 제조하기 위하여 첨가한 PEG의 열분해 특성을 TG-DTA 분석으로 확인한 결과 고분자 폴리머 PEG는 450~500℃에서 완전 연소되었다. 인상 속도를 0.
- 나노 다공성 박막을 제조하기 위하여 첨가한 PEG의 열분해 특성을 TG-DTA 분석으로 확인한 결과 고분자 폴리머 PEG는 450~500℃에서 완전 연소되었다. 인상 속도를 0.1, 0.2, 0.3mm/sec로 변화시켜 제조한 코팅막의 투과율은 각각 93.0%, 95.0%, 94.7%로 투과율 향상을 나타내었고, 반사율은 각각 3.35%, 0.62%, 1.01%로 낮아졌다. 특히, 0.
- 01%로 낮아졌다. 특히, 0.2mm/sec의 인상 속도에 의해 제조된 박막은 굴절률이 약 n=1.29이며 박막의 두께가 약 99nm이기 때문에 가시광선 영역에서 낮은 반사율과 높은 투과율을 갖는 우수한 반사방지 코팅막의 특성을 보여주었다.
후속연구
- 24의 값을 가질 때 나타낸다. 그러므로 향후 본 연구에서 제조한 박막의 굴절률 (n=1.29)을 좀 더 낮추면 더욱 성능이 우수한 single layer 반사 방지막 제조가 가능하다고 판단한다.
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