안경렌즈 위에 코팅한 발수막의 성분 및 특성연구

박문찬,김대종 대한시과학회 2014 대한시과학회지 Vol.16 No.4

Purpose: This paper was to study the composition and characteristic of water-repellent films coated on a high refractive index Ophthalmic lens by no curvature. Methods: The water-repellent films on a high refractive index Ophthalmic lens were coated with thicknesses of 5nm, 10nm, 20nm, 30nm, 40nm by using the electron beam vapor deposition apparatus. ATR-FTIR equipment was used to observe the components of the films, and refractive index and thickness of the film were measured using a spectroscopic ellipsometry method. The contact angles with water and CH2I2 of the films were also obtained to see the water and oil repellency, and the coefficients of friction of the films were calculated to find the non-adhesion of the films with a dust and a foreign matter. Result: By FTIR result of observing component of the film, it was found that the water-repellent film was the organic compound containing organic fluorine. The refractive index of the film was measured with 1.6026 at 587.56nm wavelength and Abbe’s number of the film was calculated with 49 from Spectroscopic Ellipsometry method. The contact angles with water of the films were 78.1° for non-coating high refractive index lens and 109.9° when a thickness of the film was 20nm, and were increased little by little as the thickness of the film was thicker. The contact angle with CH2I2 was 34.1° for non-coating high refractive index lens and was 93.7° when a thickness of the film was 20nm. It was found that the contact angle was saturated with increasing of thickness. The kinetic coefficient of friction of the film was 0.410 for non-coating high refractive index lens, and 0.626 when a thickness of the film was 5nm. It became smaller in accordance with the thickness of the coating film, and finally 0.167 at 40nm thickness of the film. Conclusion: Water-repellent film on Ophthalmic lens was contained the organic fluorine compound, and the refractive index was 1.6026, the contact angles of water and oil repellent were 109.9° and 93.7° respectively when the coating film was 20nm thickness, the kinetic coefficient of friction of water-repellent film was 0.167 at 40nm thickness of the film. 목 적: 곡률이 없는 고 굴절률 안경렌즈위에 발수 막을 코팅하여 발수 막의 성분과 특성에 관한 연구를 하였다. 방 법: 전자빔 증착 장치를 이용하여 곡률이 없는 고 굴절률 안경렌즈위에 발수 막을 5nm, 10nm, 20nm, 30nm, 40nm로 두께로 코팅하였다. 발수 막의 성분을 관찰하기 위해 ATR-FTIR 장비를 사용하였고, 분광 타원 법을 이용하여 발수 막의 굴절률과 두께를 측정하였다. 또한 발수 발유 성을 알기위해 물과 CH2I2를 사용하여 접촉각을 구했으며, 비부착성을 알기위해 마찰계수를 구했다. 결 과: FTIR 측정 장치를 이용하여 발수 막의 성분을 관찰한 결과, 유기불소를 포함한 유기화합물이라는 알 수 있었다. 그리고 분광 타원 법에 의한 계산한 발수 막의 굴절률은 d선인 587.56nm에서 1.6026이며 아베수 49이었다. 물에 대한 접촉각은 발수코팅을 안한 고 굴절률렌즈 표면에서 78.1°이고 발수 코팅 막의 두께가 20nm일 때 109.9°이며, 그 이후 두께가 두꺼워짐에 따라 조금씩 증가한다. CH2I2에 대한 접촉각은 코팅을 안 한 고 굴절률렌즈 표면에서 34.1°이고 코팅 막의 두께가 20nm에서 93.7°이며, 그 이후 코팅 막의 두께가 커짐에 따라 접촉각이 포화되는 것을 알 수 있었다. 발수 막의 마찰계수는 코팅을 안한 고 굴절률렌즈 표면에서는 0.410이고 코팅 막의 두께가 5nm에서 0.626으로 커진 후, 두께가 두꺼워짐에 따라 점점 작아져 40nm에서 0.167이었다. 결 론: 고 굴절률렌즈위에 코팅한 발수 막은 유기불소를 포함한 유기화합물이며, 굴절률은 1.6026이었다. 발수 발유 접촉각은 코팅막이 20nm일 때 각각 109.9°과 93.7°이며, 발수 막의 동마찰계수는 코팅막의 두께가 40nm에서 0.167이었다.

나노 구조 형태에 따른 안경렌즈 코팅 막의 굴절률에 관한 연구

박문찬 대한시과학회 2015 대한시과학회지 Vol.17 No.3

목 적: 곡률이 없는 안경렌즈 위에 하드 코팅 막과 SiO2 막을 쌓은 후, FDTD를 사용하여 원기둥 hole 나노 구조물을 설계하고, 나노 구조 형태에 따른 안경렌즈 코팅막의 굴절률을 연구하였다. 방 법: 시뮬레이터 설계에서 안경렌즈 위에 하드코팅 막을 1.5 μm로 하고, 그 위에 SiO2 막을 100 nm에 서 900 nm까지 변화시켰으며, SiO2 막에 원기둥 hole 모양의 나노 구조를 만들고 원기둥 hole의 배열을 hexagonal로 하였다. 원기둥 hole 깊이와 주기를 고정하고 hole 반경을 변화시켜 반사율이 최소가 되는 파장위치를 찾아 나노 SiO2 막의 굴절률을 계산하였다. 그리고 원기둥 hole 반경과 주기를 고정하고 깊이를 변화시켜 깊이에 따른 반사스펙트럼을 관찰했으며, 또한 원기둥 hole 깊이를 고정시키고 반경과 주기를 변화시켜 주기에 따른 반사스펙트럼을 관찰했다. 또한 원기둥 hole의 반사율 스펙트럼을 좀 더 자세히 분석하기 위해서 원기둥 hole의 배열을 square로 했을 때 반사율 스펙트럼도 관찰하였다. 결 과: 원기둥 hole 깊이를 100 nm로, 주기를 300 nm로 고정하고 반경을 변화시킨 결과, hole 반경이 70 nm일 때 반사율이 영인 파장위치는 508 nm이었다. 이 때, 나노 SiO2 막의 굴절률은 소멸간섭 조건에 의해 계산한 값은 1.27이고, 진폭 조건으로는 1.24로 거의 비슷한 값을 가짐을 알 수 있었다. 그리고 원기둥 hole 높이가 100 nm 이상에서는 간섭현상이 일어나며 높이가 커질수록 반사율이 최대 최소를 이루는 파장의 개수가 점점 많아짐을 알 수 있었다. 또한 시뮬레이션 주기는 100 nm에서 300 nm까지는 반사방지막 효과가 나타나고 400 nm 이상에서는 반사방지막 효과와 회절이 합쳐진 현상이 나타남을 알 수 있었다. 결 론: 반사율이 영일 때 나노 SiO2 막의 굴절률은 소멸 간섭조건에 의해 계산한 값은 1.27이고, 진폭조 건으로는 1.24이다. 또한 시뮬레이션 주기는 100 nm에서 300 nm까지는 반사방지막 효과가 나타나다가 400 nm 이상에서는 반사방지막 효과와 회절이 합쳐진 현상이 나타남을 알 수 있었다. Purpose: A refractive index according to a nanostructured shape was investigated, which was accumulated a hard-coating film and a SiO2 film on an Ophthalmic lens with no curvature and was designed as hole using a FDTD simulator. Method: the hard-coating film with 1.5 μm thickness and the SiO2 film with varying from 100 nm to 900 nm were designed on the lens. The nanostructures were made of cylindrical holes in the SiO2 film and an arrangement of the holes was hexagonal in the simulator. the radii of the holes were changed when the depths of the holes and the periods of the holes were fixed, and the refractive indexes of the SiO2 nanostructures were calculated to find the position of wavelength where the reflection was at a minimum. And the reflection spectra were observed according to the depth when the depth of the holes was changed at the fixing radius and period of the holes. And also the reflection spectra were observed according to the depth at the fixing radius and period of the holes. In addition, when the holes were arranged in square to analyze the spectra according to the period, the reflection spectra were observed. Result: The radii of the holes were changed at the fixing depth of 100 nm and the fixing period of 300 nm, and in the radius of 70 nm the position of wavelength was 508 nm where reflectance was zero. At this time, the refractive index of the SiO2 nanostructure was 1.27 by the destructive interference condition, while the index was 1.24 by the amplitude condition. Two values were found to be similar. And a interference was taking place in the height of 100 nm or more, and the number of wavelength of forming the maximum and minimum reflectivity in shape was increased as the height was deeper. In addition, anti-reflection effect appeared in the period of 100 nm to 300 nm and anti-reflection effect and diffraction phenomena were combined in the period of above 400 nm. Conclusion: the refractive index of the SiO2 nanostructure was 1.27 by the destructive interference condition, while the index was 1.24 by the amplitude condition. In addition, anti-reflection effect appeared in the period of 100 nm to 300 nm, anti-reflection effect and diffraction phenomena were combined in the period of above 400 nm.

가간섭성과 비가간섭성이 혼합된 안경렌즈 다층막에서 반사율 특성 연구

박문찬,박일석 한국안광학회 2019 한국안광학회지 Vol.24 No.4

Purpose: The reflectance characteristics of a spectacle multilayer with mixed coherence and incoherence were studied. Methods: Spectacle multilayers with mixed coherence and incoherence were designed in an optical design program using the optical constants of SiO2, ZrO2 and hard-coating films, and the reflectance due to the difference in refractive index between the hard material and the spectacle lens and the reflectance according to incident angle were observed. Results: The reflectance of the spectacle substrate and hard film was caused by some periodic oscillation due to the partial coherence of the hard coating layer. The reflectance of the spectacle lens with mixed coherence and incoherence was slightly smaller than twice the reflectance designed only on one side. As the difference in refractive index between the hard material and the spectacle substrate increased, the reflectance increased. The phenomenon of reflectance in TM mode was closely related to the Brewster angle, and the reflectance of non-polarized light took the average value of the reflectance of TM mode and TE mode. Conclusions: The spectacle multilayer should be considered on both sides, and the with mixed coherence and incoherence should be used to calculate the correct reflectance of the spectacle lens. 목적: Coherent-incoherent 안경렌즈 다층막에서 반사율 특성을 연구하고자 한다. 방법: SiO2와 ZrO2막, 하드 코팅막 의 광학 상수를 이용하여 광학설계 프로그램에서 coherent-incoherent 안경렌즈 다층막을 설계하고, 이를 안경모재와 하드 코팅막의 굴절률 차이에 의한 반사율과 입사각에 따른 반사율을 관찰하였다. 결과: 안경모재와 하드 코팅막의 반사율은 약간의 주기적인 진동을 하는데, 이는 하드막에서 부분 가간섭성(partial coherence)이 나타나기 때문이라고 여겨진다. 안경렌즈의 가간섭성과 비가간섭성을 혼합한 박막에 의한 반사율이 한 면만을 설계한 반사율의 두 배보다 조금 작게 나오며, 하드 코팅막과 안경모재의 굴절률 차이가 커짐에 따라 반사율이 커짐을 알 수 있었다. TM모드에 서 빛의 반사율의 현상은 Brewster각과 밀접한 관계가 있으며, 비 편광된 빛에서의 반사율은 TM모드와 TE모드의 반 사율의 평균값을 취하는 것을 알 수 있었다. 결론: 안경렌즈의 정확한 반사율을 계산하기 위해 안경렌즈 다층막을 양 면으로 고려해야 하며 가간섭성과 비가간섭성을 혼합한 다층막으로 고려해 설계하여야 한다.

나노 구조를 이용한 초발수용 안경렌즈의 반사방지 효과에 대한 FDTD 시뮬레이션

박문찬 대한시과학회 2015 대한시과학회지 Vol.17 No.2

목 적: 곡률이 없는 안경렌즈 위에 하드 코팅 막과 SiO2 막을 쌓은 후, FDTD(Finite-difference time-domain) 시뮬레이션을 이용하여 평균 반사율을 계산하고 나노 구조 형태에 따른 반사방지 효과를 연 하였다. 방 법: 시뮬레이터 설계에서 굴절률이 1.55인 안경렌즈 위에 하드발수막을 3μm로 하고, 그 위에 SiO2 막을 100nm에서 900nm의 두께로 변화시켰으며, SiO2 막에 역원추 모양의 나노 구조를 만들었다. 역원추 체적비를 최적으로 만들기 위해 역원추의 배열을 육방정 형태로 하였다. 시뮬레이션 주기와 역원추 깊이와 반지름을 변화시켰으며, 또한 최적의 반사방지 효과를 찾기 위해 평균 반사율 등고선 지도를 만들었다. 결 과: 안경렌즈의 평균 반사율을 얻은 결과, 시뮬레이션 주기는 100nm에서 300nm일 때 역원추 깊이는 700nm 이상에서 최적상태였으며, 역원추 반경은 시뮬레이션 주기의 반일 때 최적이 되었으며, 최적상태에 서 안경렌즈의 평균 반사율은 0.15%이었다. 결 론: 안경렌즈 코팅막을 역원추 나노 구조로 만들면 안경렌즈에서 초발수 현상이 나타날 뿐 아니라, 반사방지 효과가 나타나 안경렌즈의 여러 층의 반사방지막 코팅을 대신할 수 있으리라 기대된다 Purpose: This paper was to study the antireflection effect with the pattern of nanostructures by calculating the reflectance, which were coated on Ophthalmic lenses with no curvature. Method: The reflectances for the nanostructures on the lenses were calculated using the FDTD simulator. A hard-coating on the lens with a refractive index of 1.55 was coated with a thickness of 3μm, and the thickness of the SiO2 film on a hard-coating was varied from 100nm to 900nm. Nanostructures made in SiO2 layer formed a inverted cone shape, which was arranged as hexagonal to make the volume fraction maximum in SiO2 layer. The period, depth, and radius of the inverted cone were varied. Also the contour map of reflectances was made to find the best antireflection effect. Results: The results of calculating the reflectance of the lens with no curvature were that the simulation period was optimal at between 100nm and 300nm. the optimal of inverted cone depth was above 700nm, and the optimum was that the cone radius was half of period. The average reflectance of the spectacle lens was 0.15% in the optimum state. Conclusion: It was expected that a inverted cone nanostructures on the Ophthalmic lens made the lens superhydrophobic, and was substitute for the antireflection multilayer of the lens.

저온 상압 플라즈마 표면처리 시 power 변화에따른 RGP렌즈 표면성질 연구

박문찬 한국안광학회 2018 한국안광학회지 Vol.23 No.4

Purpose: This study was conducted to observe the surface properties of an RGP lens based on power changes by a plasma torch at a low temperature and under atmospheric pressure. Methods: A lens bar with a diameter of 13 mm and length of 300 mm was cut flatly to a thickness of 3 mm and polished by a grinder. Subsequently, a plasma treatment was performed by changing the power to 200, 250, 300, 350, and 400 W, using an atmospheric plasma power source, which was injected with air. The contact angle and transmittance of the RGP lens were measured, and XPS was used to observe the change of the RGP lens surface composition. Results: When the plasma was treated at 200 W, the contact angle was reduced to 31.3° as compared to the case without the plasma treatment. It was seen that the contact angle decreased slightly as the power increased from 250 to 400 W, by steps of 50 W, which was due to an increase of the hydrophilic O-C=O from the XPS analysis. The average transmittance of the plasma treatment at 200 W was not significantly different from that without the plasma treatment, but it decreased gradually as the power increased beyond 250 W. Conclusions: As the power applied to the plasma increased, the contact angle on the surface of the RPG lens became smaller, and the transmittance of the lens decreased slightly. The decrease in the contact angle was due to an increase of hydrophilic molecules on the surface of the RGP lens. 목적: RGP 렌즈 위에 플라즈마 처리를 power 변화에 따라 RGP 렌즈의 물성 변화를 관찰하고자 하였다. 방법: 지름이 13 mm이고 길이가 300 mm인 렌즈 봉을 3mm의 두께로 편평하게 자른 후 연마기로 연마하였다. 그 후 저온 상압 플라즈마 전원 장치를 이용하여 가스는 공기를 주입시키고 power를 200 W, 250 W, 300 W, 350 W, 400 W로 변화시켜가며 플라즈마 처리를 하였다. RGP 렌즈의 접촉각과 투과율을 측정하였고, 표면의 성분 변화를 관찰하기 위해 XPS 분석을 하였다. 결과: 200 W로 플라즈마를 처리했을 때 접촉각이 플라즈마 처리를 하지 않았을 경우와 비교하여 31.3°로 많이 줄었다. 그 후 250 W에서 50 W씩 증가하여 400 W까지 power가 증가함에 따라 접촉각이 조금씩 감소하는 것은 XPS분석으로부터 친수기인 O-C=O가 증가하기 때문이라는 것을 알 수 있다. 200 W로플라즈마 처리를 했을 경우의 평균투과율이 플라즈마 처리를 하지 않았을 경우의 평균투과율에 비해 큰 변화가 없으나 250 W 이상에서 power가 점점 커짐에 따라 평균투과율이 점점 감소함을 알 수 있었다. 결론: 플라즈마 power 가 커짐에 따라 RPG 렌즈 표면이 접촉각이 점점 작아지고 투과율이 조금씩 떨어짐을 알 수 있었다. 플라즈마 power 가 커짐에 따라 접촉각이 작아지는 현상은 플라즈마 처리로 인해 RGP 렌즈 표면에 친수성 분자가 증가하기 때문에 나타난다고 여겨진다.

인간관계 교육프로그램의 구안 적용을 통한 비사회적 행동교정

박문찬 韓國敎員大學校 敎育硏究院 1988 敎員敎育 Vol.4 No.1

본 연구는 인간관계 교육 프로그램을 통하여 친화적인 아동들의 인간관계를 형성하여 비사회적 행동을 교정하고자 시도한 현장 실천 연구이다. 현대 산업 사회의 가속적인 발전과 인구의 도시 집중화로 인한 학급당 인구수의 증가, 시험 등은 지나친 경쟁심과 이기심을 불러 일으켰고 그 결과 인간의 존엄성을 상실하게 하였으며 교사와 학생의 관계는 물론 학생상호간의 관계 마저 저해하고 있다. 이와 같은 문제점으로 인하여 몇몇 어린이는 학교에서 즐겁고 재미있게 생활하지 못하고 지나치게 위축되어 있거나 고립되어 있다. 따라서 이와 같이 고립되어 있거나 위축되어 있는 어린이를 발견하고 친화적인 인간관계를 형성할 수 있는 분위기를 조성하여 비사회적인 아동들의 문제행동을 교정해서 그들로 하여금 즐겁고 보람된 나날을보낼 수 있도록 하는데 연구의 목적을 두고 본 연구를 추진하였으며 구체적인 목적은 다음과 같다.

슬릿 램프용 대역 투과필터 제작 및 특성연구

박문찬 대한시과학회 2017 대한시과학회지 Vol.19 No.3

목 적 : 슬릿 램프용 450nm~500nm 대역 투과필터를 제작하고, 이에 관한 특성 연구를 하였다. 방 법 : 대역 투과필터 설계 시 장파장 투과필터와 단파장 투과필터를 설계한 후 합성하였다. 설계 데이터를 기반으로 전자 빔 증착 장치를 사용하여 장파장 투과필터와 단파장 투과필터와 슬릿 램프용 450nm~500nm 대역 투과필터를 제작하였다. 제작한 필터의 단면을 보기 위하여 SEM사진을 찍었고, 필터의 광투과율을 측정하기 위해 분광광도계를 사용하였다. 결 과 : 제작한 단파장 투과필터는 설계치와 비슷하나 파장 490nm 근처와 350nm~400nm에서 차이가 난다. 이는 층 수 가 커짐에 따라 박막의 균일도가 안 좋아져서 필터의 굴절률에 약간 변화를 주어 투과율 스펙트럼의 경사도가 큰 부분에서 차이가 나는 것으로 여겨진다. 장파장 투과필터는 설계치의 비슷하며 실험치가 전체적으로 오른쪽으로 약간 이동됨을 알 수 있다. 그러므로 제작한 450nm~500nm 대역 투과필터는 450nm에서는 장파장 투과필터의 오른쪽 이동으로 인해 설계된 대역 투과필터 안쪽으로 들어가고 500nm에서는 투과율이 약 20% 떨어지는 것을 알 수 있었다. 또한 제작한 필터의 단면은 SEM사진으로부터 단파장 투과필터와 장파장 투과필터의 두께를 알 수 있었다. 결 론 : BK7 유리 한 면에는 단파장 투과필터를 제작하고 다른 한 면에는 장파장 투과필터를 제작하여 450nm~500nm 대역 투과필터를 만들었고, 이 필터를 사용하여 눈의 건조 상태나 콘택트렌즈와 각막 틈새를 파악할 때 관찰고자 하는 부위의 명도대비를 높이고자 한다. Purpose: The 450nm~500nm bandpass filters for slit lamp were fabricated and the characteristics of these filters were studied. Methods: The 450nm~500nm bandpass filter was designed by combining a longpass filter and a shortpass filter, which were based on the data of the 450nm~500nm bandpass filter design and were fabricated by electron beam evaporation apparatus. SEM photographs were taken to observe the cross section of the fabricated filters, and the spectrophotometer was used to measure the transmittance of the filters. Results: The experimental values of the fabricated shortpass filter were similar to the design values, but differed from the design values at a wavelength of about 490 nm and 350 nm to 400 nm. These differences were considered to be due to the fact that as the number of layers increased, the uniformity of the thin film became poor and the refractive index of the filter was changed slightly, resulting in a large difference in the slope of the transmittance. The experimental values of the fabricated longpass filter were similar in design values and the experimental curve was slightly shifted to the right as a whole. Therefore, the experimental curve of the 450 nm~ 500nm bandpass filter was shifted a little into the design curve of bandpass filter at 450 nm wavelength due to the right shift of the experimental curve of the longpass filter and the transmittance dropped about 20% at 500 nm wavelength. From the SEM photographs, the thicknesses of the fabricated shortpass filter and longpass filter were found by observing the cross section of the filters. Conclusions: The shortpass filter was fabricated on one side of the BK7 glass and the longpass filter was fabricated on the other side, and therefore the 450nm ~ 500nm bandpass filter was fabricated. The 450nm ~ 500nm bandpass filter was to increase the contrast of the area we want to see in observing the dry of the eye and the gap between contact lens and cornea.

나노 구조 층을 포함한 안경렌즈 3층 코팅 막의 반사방지에 관한 연구

박문찬 대한시과학회 2015 대한시과학회지 Vol.17 No.4

목 적: 곡률이 없는 안경렌즈 위에 나노 구조 층을 포함한 안경렌즈 3층 코팅 막의 반사방지에 관한 연구 를 하였다. 방 법: 시뮬레이터 설계에서 안경렌즈 위에 하드코팅 막을, 그 위에 Al2O3/ ZrO2/Al2O3(나노 구조) 막을 쌓았다. 원기둥 hole 반경, 두께, 주기와 ZrO2 막의 두께에 따른 반사율 스펙트럼을 관찰하여 최적의 반사 방지막을 찾았다. 결 과: 나노 원기둥 hole 주기와 두께를 고정하고 반경을 변화시키면서 반사율 스펙트럼을 관찰한 결과, 반경이 70 nm일 때 파장 450 nm에서 650 nm까지 반사율이 0%에 가까웠다. 그리고 나노 원기둥 hole 주기와 반경을 고정하고 두께를 변화시키면서 반사율 스펙트럼을 관찰한 결과, 나노 원기둥 hole 높이가 약 100 nm 에서 최적의 반사율 스펙트럼을 얻을 수 있었다. 또한 나노 원기둥 hole 주기와 반경을 변화시키면서 반사율 스펙트럼을 관찰한 결과, 주기 200 nm 이하에서는 최적의 반사율 스펙트럼을 나타내었다. ZrO2 막의 두께를 변화시킨 결과 130 nm에서 반사방지막 코팅이 최적화됨을 알 수 있었다. 결 론: Al2O3/ ZrO2/Al2O3(나노 구조) 막으로 이루어진 안경렌즈 3층 코팅 막의 반사방지막에 관한 연구 한 결과, 나노 원기둥 hole 반경은 70 nm에서, 높이는 100 nm에서, 주기는 200 nm 이하에서, ZrO2 막의 두께는 130 nm에서 반사율 스펙트럼이 최적이 되었다. Purpose: The antireflection film coated three multilayer including a nanostructure on Ophthalmic lens with no curvature was studied. How: Al2O3/ZrO2/Al2O3 on hard-coating film and nano-structure made nano-cylindrical hole in the top Al2O3 layer were designed on the lens. The best anti-reflective coating was found by observing the reflection spectrum according to the radius, height, period of the nano-cylindrical hole and the thickness of the ZrO2 layer. Result: The radii of the nano-cylindrical holes were changed while the depth and the period were fixed. The reflectance was close to 0% in the radius of 70 nm where the position of wavelength was at 450 nm to 650 nm. The heights of the nano-cylindrical holes were changed while the radius and the period were fixed. The reflectance spectrum revealed that the height of the nano-cylindrical hole was optimal at about 100 nm. In addition, the period and the radius of the nano-cylindrical hole were changed. The reflectance spectrum gave the best in the period 200 nm or less. It was found that the anti-reflection film coating was optimal at the thickness of 130 nm in ZrO2. Conclusion: The anti-reflection coating consisted of Al2O3/ZrO2/Al2O3 film with nano-layer on the spectacle lens was studied, and the optimal reflectance spectrum was found at the radius of 70 nm, at the height of 100 nm, at the period of below 200 nm. In addition, the optimal reflectance spectrum was found at a the ZrO2 thickness of 130 nm.

RGP 렌즈 위 코팅한 HEMA/GDMA 박막의 물성 연구

박문찬 한국안광학회 2018 한국안광학회지 Vol.23 No.4

Purpose: This study was performed to characterize the physical properties of HEMA/GDMA thin films coated on an RGP lens. Methods: A lens bar with a diameter of 13 mm and length of 300 mm was flatly cut to a thickness of 3 mm and polished using a grinder. Then, various HEMA/GDMA thin films were coated on the RGP lens and their optical constants measured using VASE. The contact angle and transmittance of the thin film were measured, and its modulus and hardness were determined using a nanoindentation instrument. Results: The refractive index of the RGP lens was 1.456 and that of the thin film (sample 1) with HEMA coated on the RGP lens was 1.475. The contact angle of sample 1 was much smaller than that of the RGP lens, and the contact angle was slightly decreased with increasing GDMA concentration in samples 2, 3, and 4. The transmittance change of the RGP lens due to the soft lens coating was largely unchanged. The average elastic modulus and hardness of sample 1 coated with the soft lens were reduced more than those of the RGP lens. For samples 2, 3, and 4, no significant change was observed as a result of composition changes in the soft lens. Conclusions: The contact angles of the HEMA/GDMA thin films were smaller than those of the RGP lenses. The HEMA/GDMA thin films showed a smaller contact angle with increasing GDMA concentration and the transmittance of various HEMA/GDMA films were largely unchanged. 목적: RGP 렌즈 위에 여러 가지 종류 HEMA/GDMA 박막을 만들고 그의 물리적 성질을 연구하였다. 방법: 지름이 13 mm이고 길이가 300 mm인 렌즈봉을 3 mm의 두께로 편평하게 자른 후 연마한 후 RGP 렌즈 위에 여러 가지 HEMA/GDMA 박막을 만들었다. RGP 렌즈와 HEMA/GDMA 박막의 광학상수을 VASE를 이용하여 측정하였다. RGP 렌즈와 여러 가지 HEMA/GDMA 박막의 접촉각과 투과율을 측정하였다. 또한 RGP 렌즈와 여러 가지 HEMA/ GDMA 박막의 탄성계수와 경도를 nanoidentator를 이용하여 측정하였다. 결과: RGP 렌즈의 굴절률 1.456이고 RGP 렌즈 위에 HEMA를 코팅한 박막(sample 1)의 굴절률이 1.475이다. sample 1의 접촉각은 RGP 렌즈에 비해 많이 줄고, 그 후 sample 2, sample 3, sample 4에서는 GDMA 농도가 증가함에 따라 접촉각이 조금씩 감소한다. 소프트렌즈 코팅에 의한 RGP 렌즈의 투과율 변화는 거의 없는 것을 알 수 있었다. 평균 탄성계수와 평균 경도는 소프트렌즈를 코팅한 sample 1은 RGP 렌즈보다 많이 줄고, sample 2, 3, 4에서는 소프트 렌즈를 코팅한 sample 성분 변화에 따라 큰 변화가 없는 것을 알 수 있었다. 결론: HEMA를 코팅한 박막에서는 RGP 렌즈에 비해 접촉각이 많이작아지고 여러 가지 HEMA/GDMA 박막에서는 GDMA 농도가 커짐에 따라 렌즈 표면의 접촉각이 조금씩 작아지는 것을 알 수 있었고, 여러 가지 HEMA/GDMA 코팅한 박막의 투과율은 거의 변화가 없음을 알 수 있었다.

HCD 이온플레이팅 장치 제작 및 Stainless Steel 위에TiN 박막의 미세색상변화에 따른 XPS분석

박문찬,이종근,최광호,차정원,김응순,박진흥 한국안광학회 2010 한국안광학회지 Vol.15 No.4

Purpose: HCD ion plating apparatus by hollow cathod discharge method was fabricated and TiN films were deposited on stainless steel by this apparatus with increasing in N2 gas flow and the fine color changes of TiN films were analyzed. Methods: The spectroradiometer and spectrophotometer were used to observe optically the fine color changes of TiN thin films, and XPS was used to analyze the compositions of TiN thin films with increasing in N2 gas flow. Results: The color coordinate of TiN thin film with N2 120 sccm gas flow showed (0.382, 0.372) which had the mixed colors of gold and silver, and the color coordinate changed to the increasing value of (x,y) with increasing in N2 gas flow which indicated the deep gold color. It was found that the slopes of the reflectances at 550nm were increased with increasing in N2 gas flow. And from the Ti scans using XPS, it was found that the peak heights of 455 eV derived from TiN composition were increased with increasing in N2 gas flow, while the peak heights of 459 eV from TiO2 composition were decreased. Conclusions: The results obtained above were that the color of TiN film with 120 sccm N2 gas flow had been observed from the mixed color of silver and gold due to TiC, TiO2, TiN on the surface and TiN, TiO2 inside film, and the color of TiN films changed a deep gold color with increasing in N2 gas flow due to increasing TiN composition. 목적: Hollow Cathode Discharge방법을 이용한 HCD 이온플레이팅 장비를 제작하였고, 이 장비를 이용하여 stainless steel 위에 TiN 박막을 질소 가스양을 변화하면서 코팅하였으며, 이때 TiN 박막의 미세색상변화를 분석하 였다. 방법: 질소 가스에 대한 TiN박막의 미세색상변화를 광학적으로 관찰하기 위해 분광복사계와 분광광도계를 사 용하였고, 질소 가스에 대한 TiN 박막의 성분 변화를 알기위해 XPS로 분석하였다. 결과: 질소가스 120 sccm의 TiN 박막의 CIE 색좌표는 (0.382, 0.372)로 은색과 금색의 혼합색으로 나타나고 질소 가스양이 증가함에 따라 x, y값 둘 다 조금씩 커져 금색이 점점 진해지는 것을 알 수 있었다. 또한 분광광도계에 의한 TiN 박막의 반사율에 있어서 질 소 가스양이 증가함에 따라 550 nm 파장근처에서의 반사율의 기울기가 대체적으로 점점 커지는 것을 알 수 있었 다. 그리고 XPS를 사용하여 Ti scan 한 결과, TiO2 성분에서 유래된 458 eV의 조그마한 피크는 조금씩 더 들어가 며 TiN 성분에서 유래된 455 eV의 큰 피크는 약간씩 커지는 것을 볼 수 있었다. 결론: 질소 가스양이 120 sccm인 TiN 박막에서는 표면에 있는 TiC 성분과 표면과 내부에 존재하는 TiO2, TiN 성분으로 인해 은색과 금색의 혼합색 으로 나타났으나, 질소 가스양이 증가함에 따라 TiN 성분이 다른 성분에 비해 점점 많아져 금색이 점점 진해진 것 으로 유추할 수 있었다.