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제안 방법
- 1 (a)에 나타낸 것과 같은 다층박막 반사방지 코팅구조와 Fig. 1 (b)에 나타낸 것과 같은 3층 형태의 Gaussian gradient-index profile의 불연속 근사 반사방지 코팅구조(SiO2=90 nm, MgF2=30 nm) 및 3층 형태의 quarter-wavelength 근사 반사방지 코팅구조(SiO2=94 nm, MgF2=99 nm) 등의 반사방지 코팅구조를 설계를 하였고, 인젝션 몰드 열중합 공정으로 제조된 안경렌즈에 E-beam evaporator를 이용하여 설계된 반사방지 코팅 구조의 박막을 코팅하였다(렌즈의 단면코팅 또는 양면코팅). 박막의 코팅 공정은 인젝션 몰드 방법으로 생산된 안경렌즈를 적당한 크기로 자르고 세척한 후, 폴리머 렌즈의 표면경도를 강화하기 위하여 dipping 법으로 하드 코팅층을 형성한 다음, 안경렌즈를 회전하는 안경렌즈 zig에 장착하고 5 × 10-5 Torr 이하에서 진공증착 하였다[16].
- 3. Reflectance spectra of a polymer lens (n=1.56) without ARC, with both side coating of discrete approximation of Gaussian gradient-index profile (Gaussian GI approximation-BS) ARC, and single side coating of discrete approximation of Gaussian gradient-index profile (Gaussian GI approximation-SS) ARC by E-beam evaporation. The thickness of SiO2, and MgF2 are 90 nm, and 30 nm, respectively.
- 4. Reflectance spectra of a polymer lens (n=1.56) without ARC, with both side coating of quarter -wavelength approximation (QW approximation -BS) ARC, and single side coating of quarter-wavelength approximation (QW approximation-SS) ARC. The thickness of SiO2, and MgF2 are 94 nm, and 99 nm, respectively.
- 5. Reflectance spectra of a polymer lens without ARC, with multi-layer both side coating (ML-BS) ARC, both side coating of discrete approximation of Gaussian gradient-index profile (Gaussian GI approximation-BS) ARC, and both side coating of quarter-wavelength approximation (QW approximation-BS) ARC by E-beam evaporation. (a) n=1.
- 굴절률 1.56, 1.60, 1.67의 폴리머 안경렌즈는 플라스틱 렌즈의 원재료인 모노머 및 알킬인산에스터(alkyl phosphoric ester)로 이루어진 이형제(MR inner releaser, Mitsui Chemicals Inc, Japan), 이염화이부틸주석(dibutyltin dichloride)으로 이루어진 촉매제의 혼합물을 교반한 후, 인젝션 몰드 방법의 열중합 공정으로 제조하였다.
- 박막의 굴절률은 박막의 porosity에 의해 크게 좌우된다[1, 2]. 따라서 Ellipsometer를 이용하여 각 박막의 굴절률을 분석하였고, 그 결과를 Fig. 1에 나타내었다. 분석결과 SiO2, ZrO2, ITO, CR10, MgF2 박막의 굴절률은 벌크(bulk) 소재의 굴절률과 크게 다르지 않았다[16].
- 67의 폴리머 안경렌즈를 인젝션 몰드 열중합공정으로 제조하였다. 또한 Fig. 1과 같은 다층박막 반사방지 코팅구조 및 3층 박막의 Gaussian gradient-index profile의 불연속 근사(discrete approximation of Gaussian gradient-index profile) 반사방지 코팅구조[10], 3층 박막의 quarter-wavelength 근사 반사방지 코팅구조 등의 다양한 반사방지 코팅구조를 설계하여 E-beam 증착기술로 안경렌즈에 코팅한 후 반사방지 코팅효과를 조사하였다.
- 본 연구에서는 굴절률 1.56, 1.60, 1.67을 갖는 폴리머 안경렌즈를 인젝션 몰드 열중합 공정으로 제조한 다음, 다양한 반사방지 코팅설계(다층박막 AR 코팅구조, Gaussian gradient-index profile의 불연속 근사 AR 코팅구조, quarter-wavelength 근사 AR 코팅구조)를 적용하여 폴리머 안경렌즈의 반사방지 코팅효과를 분석하였으며, 다음과 같은 결론을 내릴 수 있다.
- 본 연구에서는 기존의 유리 안경렌즈에 비하여 무게가 가볍고 가격이 저렴하여 대중적으로 인기가 많은 굴절률 1.56, 1.60 및 1.67의 폴리머 안경렌즈를 인젝션 몰드 열중합공정으로 제조하였다. 또한 Fig.
- 안경렌즈의 광학적 특성은 UV-visible spectrometer로 분석하였고, AR 코팅에 적용되는 소재의 굴절률 및 증착율, 표면 거칠기 등은 Si 웨이퍼(Si\SiO2(300 nm))위에 각각의 박막을 AR 증착 공정과 동일한 증착조건으로 준비하여 Ellipsometer 및 원자힘 현미경(AFM)으로 분석하였다.
- 인젝션 몰드 열중합 공정으로 제조된 굴절률 1.56의 폴리머 안경렌즈에 dip-coating법으로 하드코팅 공정을 수행한 다음, Fig. 1 (a)에 나타낸 것과 같은 다층박막 AR 코팅구조를 폴리머 안경렌즈의 단면 또는 양면에 코팅하였고, 렌즈의 광학적 특성을 UV-visible spectrometer로 분석하여 반사율을 Fig. 2에 나타내었다. 하드코팅 공정까지 적용된 폴리머 안경렌즈의 가시광선 영역(400 nm ∼ 700 nm)에서의 평균 반사율은 5.
- 진공증착 된 박막은 증착시스템 및 공정에 따라 박막의 품질이 크게 좌우되므로, 폴리머 안경렌즈의 반사방지 코팅 층으로 적용하기 전에 동일한 코팅조건으로 AR 코팅층을 구성하는 SiO2, ZrO2, ITO, CR10, MgF2 박막을 Si 웨이퍼 위에 코팅하여 각각의 물리적 특성을 분석하였다. 박막의 굴절률은 박막의 porosity에 의해 크게 좌우된다[1, 2].
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