KR102532423B1 - 가변 초점 렌즈용 조성물, 이를 포함하는 가변 초점 렌즈 및 그 제조방법 - Google Patents

가변 초점 렌즈용 조성물, 이를 포함하는 가변 초점 렌즈 및 그 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102532423B1
KR102532423B1 KR1020210094901A KR20210094901A KR102532423B1 KR 102532423 B1 KR102532423 B1 KR 102532423B1 KR 1020210094901 A KR1020210094901 A KR 1020210094901A KR 20210094901 A KR20210094901 A KR 20210094901A KR 102532423 B1 KR102532423 B1 KR 102532423B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light
polymer resin
mixed solution
lens
composition
Prior art date
Application number
KR1020210094901A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20230013877A (ko
Inventor
배진우
김상연
Original Assignee
한국기술교육대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국기술교육대학교 산학협력단 filed Critical 한국기술교육대학교 산학협력단
Priority to KR1020210094901A priority Critical patent/KR102532423B1/ko
Priority to PCT/KR2021/017077 priority patent/WO2023003096A1/ko
Publication of KR20230013877A publication Critical patent/KR20230013877A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102532423B1 publication Critical patent/KR102532423B1/ko

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L27/00Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L27/02Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L27/04Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing chlorine atoms
    • C08L27/06Homopolymers or copolymers of vinyl chloride
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/0008Organic ingredients according to more than one of the "one dot" groups of C08K5/01 - C08K5/59
    • C08K5/0016Plasticisers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/04Oxygen-containing compounds
    • C08K5/10Esters; Ether-esters
    • C08K5/11Esters; Ether-esters of acyclic polycarboxylic acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L1/00Compositions of cellulose, modified cellulose or cellulose derivatives
    • C08L1/08Cellulose derivatives
    • C08L1/10Esters of organic acids, i.e. acylates
    • C08L1/12Cellulose acetate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L101/00Compositions of unspecified macromolecular compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L31/00Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an acyloxy radical of a saturated carboxylic acid, of carbonic acid or of a haloformic acid; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L31/02Homopolymers or copolymers of esters of monocarboxylic acids
    • C08L31/04Homopolymers or copolymers of vinyl acetate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L67/00Compositions of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L67/02Polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L69/00Compositions of polycarbonates; Compositions of derivatives of polycarbonates
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00Simple or compound lenses
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00Simple or compound lenses
    • G02B3/0006Arrays
    • G02B3/0012Arrays characterised by the manufacturing method
    • G02B3/0031Replication or moulding, e.g. hot embossing, UV-casting, injection moulding
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00Simple or compound lenses
    • G02B3/12Fluid-filled or evacuated lenses
    • G02B3/14Fluid-filled or evacuated lenses of variable focal length

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

본 발명은 가변 초점 렌즈용 조성물, 이를 포함하는 가변 초점 렌즈 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 실시 예를 따르는 가변 초점 렌즈용 조성물은, 투광성 고분자 수지; P(VC-VA)[poly(vinyl chloride-co-vinyl acetate)]; 및 가소제;를 포함한다.

Description

가변 초점 렌즈용 조성물, 이를 포함하는 가변 초점 렌즈 및 그 제조방법{Varifocal lens composition, varifocal lens having the same and manufacturing method for the same}
본 발명은 가변 초점 렌즈용 조성물, 이를 포함하는 가변 초점 렌즈 및 그 제조방법에 관한 것이다.
가변 초점 렌즈는 외부에서 제공되는 전류, 전압, 전기장 또는 자기장 등에 의해 외형 또는 내부 구조를 변화하여 초점 거리를 변화할 수 있는 렌즈를 의미한다. 이러한 가변 초점 렌즈는 액상 또는 겔(gel)상일 수 있으며, 종래의 렌즈에 비하여 적은 전력으로 작동이 가능하고 초점 가변을 위해 요구되는 공간이 적어 소형화가 가능하다.
아래의 선행기술문헌인 한국 공개특허 제10-2018-0114382호에는 투광성 고분자 수지 및 가소제를 적용하여 양면의 초점거리를 독립적으로 제어 가능한 가변 초점 렌즈를 개시한다.
한국 공개특허 제10-2018-0114382호
본 발명의 목적은 가변 초점 렌즈의 연성을 향상시킬 수 있는 가변 초점 렌즈용 조성물, 이를 포함하는 가변 초점 렌즈 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
또한, 약한 전기장에서 초점 변동이 가능하다.
또한, 내구성이 우수하다.
본 발명의 실시 예를 따르는 가변 초점 렌즈용 조성물은, 투광성 고분자 수지; P(VC-VA)[poly(vinyl chloride-co-vinyl acetate)]; 및 가소제;를 포함한다.
상기 P(VC-VA)는 아래의 분자식1을 가질 수 있다.
[분자식1]
Figure 112021083676018-pat00001
상기 투광성 고분자 수지 및 P(VC-VA)의 중량비는 1:0.9 내지 1:1.1일 수 있다.
본 발명의 실시 예를 따르는 가변 초점 렌즈는 앞서 설명한 가변 초점 렌즈용 조성물을 포함한다.
본 발명의 실시 예를 따르는 가변 초점 렌즈의 제조방법은, 용매에 투광성 고분자 수지, P(VC-VA) 및 가소제를 혼합하여 용해하여 혼합용액을 제조하는 단계; 및 상기 혼합용액의 용매를 제거하는 단계;를 포함한다.
상기 혼합용액을 제조하는 단계에서 투입하는 상기 투광성 고분자 수지 및 P(VC-VA)의 중량비는 1:0.9 내지 1:1.1일 수 있다.
상기 혼합용액을 제조하는 단계에서 투입하는 상기 가소제의 함량은, 상기 투광성 고분자 수지 및 P(VC-VA)의 중량 총합에 대하여 1:1 내지 1:11일 수 있다.
상기 혼합용액을 제조하는 단계에서, 상기 용매에 투광성 고분자 수지 및 P(VC-VA)를 혼합하여 용해한 후, 상기 가소제를 투입하는 것일 수 있다.
상기 혼합용액을 제조하는 단계에서, 상기 용매는 극성 유기용매일 수 있다.
상기 혼합용액을 제조하는 단계 이후에, 상기 혼합용액을 렌즈 몰드에 투입하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예를 따르는 가변 초점 렌즈용 조성물을 포함하는 가변 초점 렌즈 및 그 제조방법에 의해 제조된 가변 초점 렌즈는, 보다 높은 연성을 가질 수 있다.
또한, 약한 전기장에서 초점 변동이 가능하다.
또한, 내구성이 우수하다.
도 1(a)는 본 발명의 실시 예를 따르는 가변 초점 렌즈를 도시한 것이고, 도 1(b)는 도 1(a)의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 가변 초점 렌즈의 단면이며, 전원의 공급에 따른 렌즈부의 변형을 도시한 것이다.
도 3은 XRD 분석 결과를 도시한 것이다.
도 4는 광 투과율 분석 결과를 도시한 것이다.
도 5(a)는 DBA 및 비교 예1의 상대 유전율을 측정한 그래프이고, 도 5(b)는 실시 예1 내지 5의 상대 유전율을 측정한 그래프이다.
도 6(a)는 DBA 및 비교 예1의 임피던스를 측정한 그래프이고, 도 6(b)는 실시 예1 내지 5의 임피던스를 측정한 그래프이다.
도 7은 Stress-Strain 실험 결과를 도시한 것이다.
도 8은 누설 전류 실험 결과를 도시한 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 다음과 같이 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다.  또한, 본 발명의 실시 형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.  따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면 상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다. 덧붙여, 명세서 전체에서 어떤 구성요소를 "포함"한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
가변 초점 렌즈용 조성물
본 발명의 실시 예를 따르는 가변 초점 렌즈용 조성물은, 투광성 고분자 수지; P(VC-VA)[poly(vinyl chloride-co-vinyl acetate)]; 및 가소제;를 포함한다. 상기 조성물은 분말 또는 용매에 용해된 액상으로 제공될 수 있다.
P(VC-VA)[poly(vinyl chloride-co-vinyl acetate)]는 비닐클로라이드 및 비닐아세테이트의 체인(chain)이 상호간에 연결되어 형성된 고분자 물질이다. 상기 P(VC-VA)가 투광성 고분자 수지에 첨가됨으로써 투광성 고분자 수지 체인의 쌍극자-쌍극자 분자간 상호작용이 감소하게 되어, 제조된 물질의 연성이 증가할 수 있다. 이 경우, 투광성 고분자 수지 및 P(VC-VA) 혼합물에 가소제가 투입되더라도 충분한 연성을 확보할 수 있다. 상기 P(VC-VA)는 아래의 분자식1로 표현될 수 있다. 상기 P(VC-VA)의 분자량은 연성을 고려하여 100,000 이상일 수 있다.
[분자식1]
Figure 112021083676018-pat00002
(여기서 x 및 y는 임의의 수 임).
또한, 상기 P(VC-VA)는 아래의 화학식1로 표현될 수 있다.
[화학식1]
[-CH2CH(Cl)-]x[-CH2CH(O2CCH3)-]y
(여기서 x 및 y는 임의의 수 임).
투광성 고분자 수지는 투명성 및 가요성을 가지는 고분자 물질로서 렌즈의 형상을 유지하고 입사된 파장을 굴절하는 기능을 수행한다. 상기 투광성 고분자 수지는 PVC(Poly vinyl chloride), PC(PolyCarbonate), PET(PolyEthylene Terephthalate) 및 TAC(TriAcetate Cellulose) 중 적어도 어느 하나일 수 있으며, 바람직하게는 투과성 및 가공이 용이한 PVC일 수 있다. 상기 투광성 고분자 수지의 분자량은 연성 등을 고려하여 150,000 이상일 수 있다.
PVC는 아래의 분자식2로 표현될 수 있다.
[분자식2]
Figure 112021083676018-pat00003
(여기서 n은 자연수임.)
상기 가소제는 투광성 고분자 수지 및 P(VC-VA)를 경화하여 겔(gel)상으로 변환하는 기능을 수행한다. 이를 통해 상기 가소제는 누설 전류를 낮출 수 있다. 상기 가소제는 특별히 제한하지 않지만 DBA(Dibutyl Adipate)일 수 있다.
상기 DBA는 아래의 분자식3으로 표현될 수 있다.
[분자식3]
Figure 112021083676018-pat00004
상기 투광성 고분자 수지 및 P(VC-VA)의 중량비는 1:0.9 내지 1:1.1일 수 있다. 상기 투광성 고분자 수지 및 P(VC-VA) 사이의 상호작용에 의해 우수한 연성을 확보할 수 있도록 하기 위해 상기 투광성 고분자 수지 및 P(VC-VA)의 함량은 1:0.9 내지 1:1.1이 바람직하며, 보다 바람직하게는 1:1일 수 있다.
상기 혼합용액을 제조하는 단계에서 투입하는 상기 가소제의 함량은, 상기 투광성 고분자 수지 및 P(VC-VA)의 중량 총합에 대하여 1:1 내지 1:11일 수 있고, 보다 바람직하게는 1:1 내지 1:3일 수 있다. 가소제의 함량이 너무 낮은 경우에는 가소제 첨가에 따른 효과가 나타나지 않을 수 있고, 가소제의 함량이 너무 높은 경우에는 변형이 쉽게 일어나지 않아 변형을 위해 많은 전력이 소모되거나 파손될 우려가 있다.
가변 초점 렌즈
본 발명의 실시 예를 따르는 가변 초점 렌즈(100)는 앞서 설명한 가변 초점 렌즈용 조성물을 포함한다. 도 1을 참조하면, 상기 가변 초점 렌즈(100)는 가변 초점 렌즈용 조성물을 포함하여 제작된 렌즈부(110), 상기 렌즈부(110)의 상부 및 하부에 배치된 상부기판(120) 및 하부기판(130)을 포함할 수 있다. 상기 상부기판(120) 및 하부기판(130)은 상기 렌즈부(110)의 곡면이 배치되는 중공을 포함하고, 상기 렌즈부(110)에 접촉하여 전류를 흐르도록 하는 전극을 포함할 수 있다. 도 2는 도 1의 가변 초점 렌즈의 단면이며, 전원의 공급에 따른 렌즈부의 변형을 도시한 것이다. 도 2(a)는 전류를 인가하지 않는 경우이고, 도 2(b)는 하부기판의 전극을 통해 전류를 인가한 경우이고, 도 2(c)는 상부기판의 전극을 통해 전류를 인가한 경우이고, 도 2(d)는 상부기판 및 하부기판의 전극을 통해 전류를 인가한 경우에다. 이와 같이, 본 발명의 실시 예를 따르는 가변 초점 렌즈는 전류의 인가 방법에 따라 양면의 형상을 제어할 수 있다.
가변 초점 렌즈의 제조방법
본 발명의 실시 예를 따르는 가변 초점 렌즈의 제조방법은, 용매에 투광성 고분자 수지, P(VC-VA) 및 가소제를 혼합하여 용해하여 혼합용액을 제조하는 단계; 및 상기 혼합용액의 용매를 제거하는 단계;를 포함한다.
상기 혼합용액을 제조하는 단계에서, 상기 용매는 극성 유기용매일 수 있다. 이는 투광성 고분자 수지 및 P(VC-VA)를 쉽게 용해하기 위함이다. 상기 극성 유기용매는, 다이옥산, 테트라하이드로퓨란(THF), 아세톤, 디메틸 설폭사이드(DMSO), 디메틸포 름아마이드(DMF) 및 1-메틸-2-피롤리돈(NMP) 중 어느 하나일 수 있다.
상기 투광성 고분자 수지, P(VC-VA) 및 가소제는 앞서 가변 초점 렌즈의 조성물에서 설명한 것이다. 상기 혼합용액을 제조하는 단계에서 투입하는 상기 투광성 고분자 수지 및 P(VC-VA)의 중량비는 1:0.9 내지 1:1.1일 수 있다. 또한, 상기 혼합용액을 제조하는 단계에서 투입하는 상기 가소제의 함량은, 상기 투광성 고분자 수지 및 P(VC-VA)의 중량 총합에 대하여 1:1 내지 1:11일 수 있다.
상기 혼합용액을 제조하는 단계는 용매를 준비하는 단계, 투광성 고분자 수지 및 P(VC-VA)를 준비하는 단계, 상기 용매에 투광성 고분자 수지 및 P(VC-VA)를 혼합하여 용해하는 단계 및 가소제를 혼합하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 투광성 고분자 수지 및 P(VC-VA)를 준비하는 단계는 상기 투광성 고분자 수지 및 P(VC-VA)를 정제하는 단계를 포함할 수 있다. 이를 통해 상기 투광성 고분자 수지 및 P(VC-VA)가 용매에 완전히 용해되고 분산되도록 할 수 있으며, 이를 통해 상기 투광성 고분자 수지 및 P(VC-VA) 사이의 결합구조를 향상하여 연성을 보다 높일 수 있다. 상기 정제하는 단계는 상기 투광성 고분자 수지 및 P(VC-VA)를 극성 용매에 용해하는 단계, 용해된 상기 투광성 고분자 수지 및 P(VC-VA)를 유기용매에 침전하는 단계, 건조하여 상기 투광성 고분자 수지 및 P(VC-VA) 분말을 수득하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 가소제를 혼합하는 단계는 혼합용액을 교반기에서 교반하는 단계를 포함할 수 있다. 본 단계는 투광성 고분자 수지, P(VC-VA) 및 가소제가 용매에 용해되도록 적절한 조건에서 수행할 수 있으며, 상온에서 수행할 수 있다.
상기 혼합용액의 용매를 제거하는 단계는 상온에서 건조하는 단계 및 진공 오븐에서 처리하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 상온에서 건조하는 단계는 2 내지 5일 동안 수행할 수 있으며, 이후 용매가 감소된 혼합용액을 진공 오븐에 투입하여 상온에서 12 내지 48시간 동안 처리함으로써 나머지 용매를 제거할 수 있다.
상기 혼합용액을 제조하는 단계 이후에, 상기 혼합용액을 렌즈 몰드에 투입하는 단계를 더 포함할 수 있다. 본 단계는 렌즈부의 두께, 형상을 제어하는 단계이다. 본 단계는, 혼합용액의 용매를 제거하는 단계 중에 수행할 수도 있다. 혼합용액의 용매가 어느 정도 제거되어 상기 혼합용액의 적당한 점도를 가진 상태가 된 후에 렌즈 몰드에 투입하고 나머지 용매를 마저 제거할 수 있다. 이를 통해 렌즈부의 형상을 보다 쉽게 제어할 수 있고, 표면 상태를 보다 우수하게 제조할 수 있다.
다음으로, 상기 렌즈부의 상부 및 하부에 각각 상부기판 및 하부기판을 배치할 수 있다. 상기 상부기판 및 하부기판은 앞서 설명한 것과 동일한 것이다.
실시 예: 가변 초점 렌즈의 제조
용매로 THF(Sigma- Aldrich , 99.9 %, CAS : 109-99-9)를 준비하였고, PVC 분말 (Scientific Polymer Products, Inc., Mw 275,000, CAS : 9002-86-2) 및 P (VC-VA) 분말(Scientific Polymer Products, Mw 115,000, CAS : 9003-22-9)을 준비하였다. PVC 분말과 P (VC-VA) 분말을 정제하기 위해 각각 1g을 20ml의 THF 용매에 녹인 후 메탄올에 침전시켰다. 다음으로 이를 건조하여 정제함으로써 정제된 PVC 분말과 P (VC-VA) 분말을 수득하였다. 이렇게 준비된 PVC 분말과 P(VC-VA) 분말 1g을 10ml의 THF 용매에 혼합하여 완전히 용해하였다. 다음으로 가소제로 DBA (Sigma-Aldrich, CAS : 105-99-7)를 준비하여 상기 용액에 9g을 혼합하였고, 교반기로 400 rpm에서 4 시간 동안 교반 하였다. 다음으로 상기 혼합용액을 유리 접시에 붓고 상온에서 3일 동안 저장하여 용매를 제거하였다. 이렇게 겔화된 혼한용액을 진공 오븐에 투입하여 24시간 동안 처리하여 용매를 제거함으로써 가변 초점 렌즈의 렌즈부를 제조하였다. 다음으로 상기 렌즈부의 상부 및 하부에 각각 상부기판 및 하부기판을 배치하여 가변 초점 렌즈를 제조하였다.
위 제조 예에서 PVC, P(VC-VA) 및 DBA의 함량에 따라 표 1과 같이 비교 예 및 실시 예를 구분하였다.
분류 PVC 함량(g) P(VC-VA) 함량(g) DBA 함량(g) 표시
비교 예1 0.5 0.5 0 SPNIPGel0
실시 예1 0.5 0.5 3 SPNIPGel3
실시 예2 0.5 0.5 5 SPNIPGel5
실시 예3 0.5 0.5 7 SPNIPGel7
실시 예4 0.5 0.5 9 SPNIPGel9
실시 예5 0.5 0.5 11 SPNIPGel11
XRD 분석
실시 예1 내지 5의 렌즈부를 샘플로 하여, X선 회절장치(Empyrean, PANalytical)를 사용하여 40kV, 30mA 조건에서 XRD 분석을 수행하였다. 도 3은 XRD 분석 결과를 도시한 것이다. 도 3을 참조하면, 렌즈부의 구조가 비정질(amorphous structure)임을 나타내는 피크가 7 및 20도에서 나타남을 알 수 있다. 이때, DBA의 함량이 높을 수로 피크가 얇아지고 뚜렷하였다. 본 분석을 통해 실시 예들은 비정질의 폴리머 사슬로 연결된 미세 결정을 가지고 있음을 알 수 있다.
광 투과율 분석
실시 예1 내지 5의 렌즈부를 샘플로 하여, UV-vis 분광 광도계(HP 8452, HP,USA)를 사용하여 수행하였다. 도 4는 광 투과율 분석 결과를 도시한 것이다. 도 4를 참조하면 모든 실시 예에서 가시광선 영역에 대한 광 투과율을 나타냈다. 이는 DBA가 PVC의 비정질 영역에서 완전하게 혼합되었으며, 가소화 효과에 의해 PVC 폴리머 체인의 결정화를 효과적으로 방지하였으며, 이를 통해 미세 결정이 초래된 것으로 이해할 수 있다.
상대 유전율 분석
상대 유전율은 상온에서 2V의 신호 진폭으로 1Hz 내지 1MHz의 주파수 범위에서 측정하였다. 도 5(a)는 DBA 및 비교 예1의 상대 유전율을 측정한 그래프이고, 도 5(b)는 실시 예1 내지 5의 상대 유전율을 측정한 그래프이다. 도 5를 참조하면, 비교 예1의 경우 주파수 전 범위에서 변화가 없으며, 상대적으로 낮은 값을 유지하였다. 실시 예1 내지 5의 경우 낮은 주파수 범위에서 유전율이 크게 증가한 것을 알 수 있다. 도한, 실시 예에서 DBA의 함량이 높을수록 낮은 주파수 범위에서의 유전율이 높은 것을 알 수 있다.
임피던스 분석
임피던스 분석은 1260 임피던스 분석기(Solartron Analytical Co., Farnborough, UK)를 사용하였다. 도 6(a)는 DBA 및 비교 예1의 임피던스를 측정한 그래프이고, 도 6(b)는 실시 예1 내지 5의 임피던스를 측정한 그래프이다. 도 6을 참조하면, 실시 예1 내지 5에서 DBA의 첨가로 인하여 낮은 주파수 영역에서 임피던스가 감소함을 알 수 있다.
Stress-Strain 실험
Stress-Strain 실험은 외부 영향에 따른 변형 정도를 분석하기 위해 실행하였다. 실시 예1 내지 5를 덤벨 모양의 시편으로 제작하고 범용 시험기(Tinius Olsen, H5KT)를 이용하여 ASTM D638 시험법에 따라 수행하였다. 도 7은 Stress-Strain 실험 결과를 도시한 것이다. 도 7을 참조하면, 실시 예1 및 2의 경우 매우 높은 변형 정도를 보였으나, 실시 예3 및 4는 낮은 변형 정도를 보였으며, 실시 예5는 낮은 Stress 조건에서도 찢어지는 현상을 보였다.
누설 전류 실험
누설 전류 실험은 상온에서 400V / mm의 인가 된 전기장에서 potentiostat / galvanostat (Biologic Science Instruments, SP300)를 사용하여 측정하였다. 도 8은 누설 전류 실험 결과를 도시한 것이다. 도 8을 참조하면, 실시 예1 및 2는 실시 예 3 내지 5에 비하여 낮은 누설전류를 보임을 알 수 있다.
본 발명은 상술한 실시 형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.
100: 가변 초점 렌즈, 110: 렌즈부, 120: 상부기판, 130: 하부기판

Claims (13)

  1. 투광성 고분자 수지;
    P(VC-VA)[poly(vinyl chloride-co-vinyl acetate)]; 및
    가소제;를 포함하는,
    가변 초점 렌즈용 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 P(VC-VA)는 아래의 분자식1을 갖는 것인,
    가변 초점 렌즈용 조성물:
    [분자식1]
    Figure 112021083676018-pat00005
    .
  3. 제1항에 있어서,
    상기 투광성 고분자 수지 및 P(VC-VA)의 중량비는 1:0.9 내지 1:1.1인,
    가변 초점 렌즈용 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 투광성 고분자 수지는 PVC(Poly vinyl chloride), PC(PolyCarbonate), PET(PolyEthylene Terephthalate) 및 TAC(TriAcetate Cellulose) 중 적어도 어느 하나인,
    가변 초점 렌즈용 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 가소제는 DBA(Dibutyl Adipate)인,
    가변 초점 렌즈용 조성물.
  6. 가변 초점 렌즈용 조성물을 포함하는 가변 초점 렌즈로서,
    상기 가변 초점 렌즈용 조성물은 제1항의 것인,
    가변 초점 렌즈.
  7. 용매에 투광성 고분자 수지, P(VC-VA) 및 가소제를 혼합하여 용해하여 혼합용액을 제조하는 단계; 및
    상기 혼합용액의 용매를 제거하는 단계;를 포함하는,
    가변 초점 렌즈의 제조 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 혼합용액을 제조하는 단계에서 투입하는 상기 투광성 고분자 수지 및 P(VC-VA)의 중량비는 1:0.9 내지 1:1.1인,
    가변 초점 렌즈의 제조 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 혼합용액을 제조하는 단계에서 투입하는 상기 가소제의 함량은, 상기 투광성 고분자 수지 및 P(VC-VA)의 중량 총합에 대하여 1:1 내지 1:11인,
    가변 초점 렌즈의 제조 방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 혼합용액을 제조하는 단계에서,
    상기 용매에 투광성 고분자 수지 및 P(VC-VA)를 혼합하여 용해한 후, 상기 가소제를 투입하는 것인,
    가변 초점 렌즈의 제조 방법.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 혼합용액을 제조하는 단계에서,
    상기 용매는 극성 유기용매인,
    가변 초점 렌즈의 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 극성 유기용매는, 다이옥산, 테트라하이드로퓨란(THF), 아세톤, 디메틸 설폭사이드(DMSO), 디메틸포 름아마이드(DMF) 및 1-메틸-2-피롤리돈(NMP) 중 어느 하나인,
    가변 초점 렌즈의 제조 방법.
  13. 제7항에 있어서,
    상기 혼합용액을 제조하는 단계 이후에,
    상기 혼합용액을 렌즈 몰드에 투입하는 단계를 더 포함하는,
    가변 초점 렌즈의 제조 방법.

KR1020210094901A 2021-07-20 2021-07-20 가변 초점 렌즈용 조성물, 이를 포함하는 가변 초점 렌즈 및 그 제조방법 KR102532423B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210094901A KR102532423B1 (ko) 2021-07-20 2021-07-20 가변 초점 렌즈용 조성물, 이를 포함하는 가변 초점 렌즈 및 그 제조방법
PCT/KR2021/017077 WO2023003096A1 (ko) 2021-07-20 2021-11-19 가변 초점 렌즈용 조성물, 이를 포함하는 가변 초점 렌즈 및 그 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210094901A KR102532423B1 (ko) 2021-07-20 2021-07-20 가변 초점 렌즈용 조성물, 이를 포함하는 가변 초점 렌즈 및 그 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20230013877A KR20230013877A (ko) 2023-01-27
KR102532423B1 true KR102532423B1 (ko) 2023-05-15

Family

ID=84979414

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210094901A KR102532423B1 (ko) 2021-07-20 2021-07-20 가변 초점 렌즈용 조성물, 이를 포함하는 가변 초점 렌즈 및 그 제조방법

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR102532423B1 (ko)
WO (1) WO2023003096A1 (ko)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999002651A1 (en) 1997-07-08 1999-01-21 The Regents Of The University Of Michigan Optical fiberless sensors
KR100979253B1 (ko) 2005-08-23 2010-08-31 세이코 프레시죤 가부시키가이샤 초점거리 가변 렌즈와 이를 이용한 초점거리 조절 장치 및촬상 장치
US20130242368A1 (en) 2010-12-09 2013-09-19 Kilolambda Technologies Ltd. Fast response photochromic composition and device

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IE56908B1 (en) * 1983-09-08 1992-01-29 Minnesota Mining & Mfg Polymer blends with high water absorption
US5757459A (en) * 1995-03-03 1998-05-26 Vision-Ease Lens, Inc. Multifocal optical elements
KR101922098B1 (ko) 2017-04-10 2018-11-26 한국기술교육대학교 산학협력단 가변 초점 양볼록 렌즈
JP7233082B2 (ja) * 2017-12-28 2023-03-06 国立大学法人信州大学 光学素子、マイクロレンズアレイ、及び光学素子の作製方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999002651A1 (en) 1997-07-08 1999-01-21 The Regents Of The University Of Michigan Optical fiberless sensors
KR100979253B1 (ko) 2005-08-23 2010-08-31 세이코 프레시죤 가부시키가이샤 초점거리 가변 렌즈와 이를 이용한 초점거리 조절 장치 및촬상 장치
US20130242368A1 (en) 2010-12-09 2013-09-19 Kilolambda Technologies Ltd. Fast response photochromic composition and device

Also Published As

Publication number Publication date
KR20230013877A (ko) 2023-01-27
WO2023003096A1 (ko) 2023-01-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5029613B2 (ja) ポリマーアロイの製造方法
KR102532423B1 (ko) 가변 초점 렌즈용 조성물, 이를 포함하는 가변 초점 렌즈 및 그 제조방법
CN104072954B (zh) 一种聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯复合材料及其制备方法
KR101201387B1 (ko) 낮은 열팽창계수를 갖는 환형올레핀계 수지 플렉시블 기판
Lee Silk sericin retards the crystallization of silk fibroin
Li et al. Facile preparation for robust and freestanding silk fibroin films in a 1‐butyl‐3‐methyl imidazolium acetate ionic liquid system
WO2002081565A1 (en) Polymer resin for ion beam or ion injection treatment to give surface conductiveness
KR102675481B1 (ko) 광투과성 고분자 및 poly(vinyl chloride-co-vinyl acetate)를 포함하는 가변 초점 렌즈용 조성물, 이를 포함하는 가변 초점 렌즈 및 그 제조방법
KR20230025216A (ko) 광투과성 고분자 및 poly(vinyl chloride-co-vinyl acetate)를 포함하는 가변 초점 렌즈용 조성물, 이를 포함하는 가변 초점 렌즈 및 그 제조방법
Alfarhan et al. Chemically recyclable crosslinked thiol‐ene photopolymers via thiol‐disulfide exchange reactions
Liu et al. Silk‐inspired polyurethane containing GlyAlaGlyAla tetrapeptide. I. Synthesis and primary structure
KR102175497B1 (ko) 폴리아릴렌 설파이드 수지 조성물, 이의 제조방법 및 이로부터 제조된 성형품
KR102619503B1 (ko) poly(vinyl chloride-co-vinyl acetate)를 포함하는 가변 초점 렌즈용 조성물, 이를 포함하는 가변 초점 렌즈 및 그 제조방법
Moonsri et al. Fibroin membrane preparation and stabilization by polyethylene glycol diglycidyl ether
CN110698829B (zh) 一种耐低温高韧性复合材料
KR20230084858A (ko) 친환경 가소제를 포함하는 렌즈용 조성물 및 이를 이용한 렌즈의 제조방법
KR102556641B1 (ko) TBC, PDMS 및 Oleic acid 중 적어도 어느하나가 내부 가소화된 PVC를 포함하는 가변 초점 렌즈용 조성물 및 이를 포함하는 가변 초점 렌즈
KR20230084859A (ko) 사이클로헥산계 친환경 가소제를 포함하는 렌즈용 조성물 및 이를 이용한 렌즈의 제조방법
CN108587076A (zh) 一种纳米改性聚酯材料的制备方法
KR102442721B1 (ko) 고분자 렌즈 및 그 제조방법
Chen et al. Synthesis and characterization of spinning poly (acrylonitrile‐co‐silk fibroin peptide) s
KR20170059897A (ko) 폴리아릴렌 설파이드 수지 및 그의 제조 방법
Azevedo et al. Development of new poly (ϵ‐caprolactone)/chitosan films
Kaewpirom et al. Optical and structural properties of insoluble and flexible biodegradable regenerated silk films for optically transparent hydrophilic coating of medical devices
KR20190037496A (ko) 폴리에스터 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant