KR20030049053A - 튜브형 탄소막을 입힌 광학렌즈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광학렌즈위에 탄소나노튜브를 성장시켜 광학적, 물리적, 화학적

으로 안정한 렌즈를 만들기 위해 고안되었다. 상세하게는 광학렌즈로 사용

되는 유리, 플라스틱 또는 합성물질로 만들어진 렌즈위에 튜브형태의 탄소

를 주요하게는 수직, 수평 또는 기타의 각도로 성장시킴으로서 일차적으로

는 광학적으로 우수한 성질을 가지는 렌즈를 얻을수있고, 물리적으로는 경도

10에 가까운 탄소막이 강한 저항력을 형성하므로 긁힘이나 마모등의 변형이

없는 내구성이 높은 광학렌즈를 얻을수있으며, 또한 튜브형 탄소 막은

여러가지 약품및 부식등에 강한 화학적 안정성을 가지고 있음으로서 렌즈

본래의 광학적인 기능은 물론 상기와 같은 우수한 기능성의 렌즈를 가능하게

한다.

Description

튜브형 탄소막을 입힌 광학렌즈{Carbon nano-tube thin film deposited on optical lens}

본 발명은 광학렌즈위에 튜브형태로 말린 탄소의 얇은 막을 입힌 것으로서

상세하게는 탄소계열의 화합물 가스를 이용하여 화학적 기상 플라즈마(CVD)

방법을 이용하여 증착시키는 방법과 hot filament를 통과시켜 튜브형태의

탄소막을 얻는 방법, Arc discharge를 이용하는 방법, Laser Ablation을

이용하는 방법등으로 나뉜다. 종래에 기술로는 광학렌즈 위에 다이아몬드

와 성질이 비슷한 탄소(Dimond like Carbon)를 입히는 기술이 개발된바

있으나 대면적의 증착의 어려움에 따른 기술적인 문제점과 생산비용의 문제

등으로 실제 기술의 상용화에 어려움이 많이있었다. 그러나 본 발명은 DLC

에 비해 우수한 광학적인 성질을 가지며 대면적의 증착을 기대할수있고

이로인하여 생산 비용의 절감및 CNT의 여러가지 광학, 물리, 화학적인

안정성을 가진 광학렌즈를 기대할수있다. 또한 기존의 렌즈에 수 mm의

망크기를 가지는 사각형의 그물모양의 SiO₂를 강제적으로 증착시켜 광학적인

성질을 가지는 광학렌즈를 구성한바 있는데, 본 발명은 이보다 훨씬 작은 단

위인, 크게는 마이크로 미터 크기의 직경에서부터 적게는 나노미터 크기

까지의 직경을 가지는 튜브를 형성함으로써, 기존에 시도되었던 SiO₂의 그물

망이 형성된 렌즈보다도 광학적인 효과가 매우 뛰어나다.

본 발명에서는 광학적 렌즈의 기능향상과 물리, 화학적인 안정성을 도모하

는데 그 목적이 있다. 광학적 렌즈의 특성상 표면의 증착 물질에 따라 반

사율 흡수율의 차이가 나게 되는데 튜브형태의 탄소구조는 빛의 왜곡이 없고

또한 반사보다 흡수율이 높아서 광학적으로 우수한 성질을 가지게된다. 또한

모오스 경도게 기준 경도 10의 탄소분자들이 강하게 얽혀서 이루는 튜브형태

의 기둥은 기존의 어떠한 물질의 표면저항보다도 강한 특성을 가짐으로서

공기중 물속 또는 기타의 악조건에서도 렌즈기능에 손상을 미치는 결함을

발생시키지 않는다. 또한 화학적인 안정성에 있어서도 매우 뛰어난 성능을

보인다. 본 발명은 안경렌즈, 카메라 렌즈, 망원렌즈등 광학적인 기능성이

요구되는 렌즈의 안정성및 기능성을 향상시킬것으로 기대된다.

도1은 광학렌즈의 표면위에 단층의 튜브형 탄소막이 입혀진 것을 나타낸다.

도2는 광학렌즈의 표면위에 튜브형 탄소막을 입힌후 여러층 코팅을 한경우

이다

도3은 광학렌즈의 표면위에 여러층코팅후 튜브형 탄소막이 입혀진 경우이다.

도4는 광학렌즈의 표면위에 단층의 튜브형 탄소막을 입힌후 멀티코팅한 다음

다시 단층의 튜브형 탄소막을 입힌경우이다.

그림 설명

1: 렌즈

2: 탄소나노 튜브막

3: 멀티코팅막

4: 탄소나노 튜브막

렌즈, 탄소나노튜브막,멀티코팅막

본 발명의 최우선적인 과제는 여러가지 특성을 가지는 렌즈에 제작에 있다.

광학적인 렌즈의 제작에 있어서 증착되는 물질에 따라 렌즈의 굴절율을 높

이고 투과율을 떨어트리는 등의 렌즈로서의 기능저하 역활을 하는 경우에

비해 본 발명에서 사용된 튜브형 탄소막대를 렌즈에 증착시키는 경우에는

이러한 효과를 감소시키고 렌즈의 투과율을 증대시키는 효과를 기대한다.

또한 표면저항의 극대화및 화학적인 안정성으로 인하여 산업현장에서 또는

안경렌즈, 카메라 렌즈등 기존의 여러목적으로 사용되어진 광학렌즈에 있

어서 기존의 물질로 증착되어진 렌즈는 지리적(바닷가등 염분 포함한 지역

에서는 증착물질이 쉽게 변형됨) 또는 직업적으로 땀(염분포함)을 많이 흘

리는 분야 또한 화학약품에 쉽게 노출되는 지역등에서 그 기능성막이 매우

불안정한 하였는바 본 발명에서는 여러경우의 광학적, 물리-화학적으로

안정된 광학렌즈의 사용이 가능할것이다. 또한 더욱 우수한 기능성의 광학

렌즈를 얻기위하여 렌즈표면에 단일막의 탄소나노튜브막 형성은 물론 굴절율

감소및 반사색깔을 위한 여러층 증착에 있어서도 가장 밑부분 이나 가장

윗부분, 또는 위 아래 모두에 탄소튜브막을 입힘으로서 광학렌즈 표면의

굴절율을 감소시키고 원하는 반사색과 기능을 가지는 광학렌즈를 구현할수

있다.

Claims (2)

1. 광학렌즈에 있어서 튜브형태를 이루는 탄소의 증착을 목적으로 탄소화합물

   계열의 메탄, 에탄, 프로판 또는 주요하게 아세틸렌 등의가스를 사용하고,

   그 증착방법에 있어서 CVD(Chemical Vapor Deposition), Hot filament, Arc

   discharge, Laser Ablation등의 방법을 사용하여 탄소나노튜브를 수평,

   수직 또는 기타의 각도로 CNT(Carbon Nano-Tube)를 단일막으로 성장시킨

   안경렌즈, 카메라 렌즈, 망원렌즈 등의 광학렌즈.
2. 청구항 1과 같은 광학렌즈에 있어서 튜브형 탄소의 단일막을 형성전 또는

   형성후에 렌즈의 기능향상을 위하여 여러층의 멀티코팅을 함께 시행한

   광학렌즈