KR20090084416A - Apparatus of sputtering for coating transparent substrate, method of forming coated film for transparent substrate using sputtering, anti-reflection film and mirror coating film for ophthalmic lens - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 투명기재 코팅용 스퍼터링 장치, 스퍼터링을 이용한 투명 기재 코팅막 형성방법, 및 이를 이용한 안경 렌즈용 반사방지막 및 미러 코팅막에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 스퍼터링 장치로 안경 렌즈와 같은 소형의 투명 기재를 코팅하기 위한 타겟 및 코팅막의 구조를 설계하고, 상기 투명 기재의 양면에 양질의 코팅막을 동시에 형성하여 코팅 시간을 단축시키며, 스퍼터링 장치를 소형화할 수 있는 투명기재 코팅용 스퍼터링 장치 및 투명 기재 코팅막 형성방법에 관한 것이다.The present invention relates to a sputtering apparatus for coating a transparent substrate, a method for forming a transparent substrate coating film using sputtering, and an antireflection film and a mirror coating film for spectacle lenses using the same, and more particularly, a small transparent substrate such as an eyeglass lens as a sputtering device. Designing the structure of the target and coating film for coating, forming a high-quality coating film on both sides of the transparent substrate at the same time to reduce the coating time, the sputtering apparatus for transparent substrate coating and the transparent substrate coating film forming method that can reduce the sputtering device It is about.
또한, 상기한 투명기재 코팅용 스퍼터링 장치 및 투명 기재 코팅막 형성방법을 이용하여 형성된 양질의 안경 렌즈용 반사방지막 및 미러 코팅막에 관한 것이다.The present invention also relates to a high quality anti-reflection film and a mirror coating film formed by using the above-described sputtering apparatus for coating a transparent substrate and a method of forming a transparent substrate coating film.
기존의 안경 렌즈의 반사방지막(anti-reflection film) 코팅 장비인 전자빔 가열장치(electron beam evaporation system)는 증착속도가 높아 경제적이지만, 코팅막의 질이 스퍼터링(sputtering) 장치에 의해 형성된 반사방지막에 비해 떨어지며, 이온보조 장치나 기판 가열장치 등 부수적인 장비들을 필요로 하기 때문에 복잡하고 소형화할 수 없다는 단점이 있다.The electron beam evaporation system, which is an anti-reflection film coating equipment of conventional spectacle lenses, is economical due to the high deposition rate, but the quality of the coating film is inferior to that of the antireflection film formed by the sputtering device. However, since it requires additional equipment such as an ion assist device or a substrate heating device, there is a disadvantage that it cannot be complicated and miniaturized.
스퍼터링 방법은 1852년 영국인 물리학자 Willian Grove가 발명하였고, 그 후 과학적, 상업적 관심으로 다양한 흥미를 끌어왔다. 현재 스퍼터링 방법은 박막의 높은 부착력과, 다른 박막 제조 방법에 비해 박막의 조성을 쉽게 제어할 수 있다는 장점으로 인해 여러 가지 박막을 형성하는 데 광범위하게 사용되고 있다. 특히 스퍼터링 방법은 반도체나 디스플레이 화면상에 반사방지막을 코팅하거나, 또는 재료의 기계적인 특성을 향상시킬 목적으로 박막을 코팅하는데 사용되고 있다.The sputtering method was invented by the British physicist Willian Grove in 1852, and since then has attracted various interests with scientific and commercial interests. Currently, the sputtering method is widely used to form various thin films due to the high adhesion of thin films and the advantage of easily controlling the composition of thin films over other thin film manufacturing methods. In particular, the sputtering method is used to coat an anti-reflection film on a semiconductor or display screen, or to coat a thin film for the purpose of improving the mechanical properties of the material.
현재, 대형 스퍼터 코팅 시스템(sputter coating system)의 경우, 영국의 어플라이드 멀티레이어사(Applied Multilayer)에서 클로즈드 필드 마그네트론 스퍼터링 시스템(closed field magnetron sputtering system)을 이용하여 고품격의 렌즈코팅막을 대량으로 형성하고 있다. 특히, 안경 렌즈에서는 유리, CR-39, 및 폴리카보네이트(polycarbonate;PC) 안경 렌즈 상에 반사방지막을 코팅하는 데 사용되고, 조명에서는 스펙트럼 조절 코팅에 사용되며, 씨씨디(charge-coupled device; CCD)에서는 안티글레어(anti-glare; AG) 코팅에 사용되고, 액정표시장치에서는 색 분리 필터의 코팅 등에 사용되고 있다.Currently, in the case of a large sputter coating system, a high quality lens coating film is formed in large quantities using a closed field magnetron sputtering system at Applied Multilayer in the UK. . In particular, spectacle lenses are used to coat anti-reflective coatings on glass, CR-39, and polycarbonate (PC) spectacle lenses, and in lighting, spectrum-controlled coatings, and charge-coupled devices (CCDs). Is used for anti-glare (AG) coating, and is used for coating of color separation filters in liquid crystal displays.
그러나, 대형 스퍼터 코팅 시스템을 안경 렌즈의 코팅에 사용할 경우, 빠른 시간 내에 코팅이 완료되어야 하는 소형의 안경 렌즈 코팅에는 적합하지 않다. 따라서, 안경 렌즈를 신속하게 코팅할 수 있으며, 안경 렌즈의 코팅에 적합하며, 좁은 공간에 구비될 수 있는 소형의 스퍼터링 장치가 필요하다. However, when a large sputter coating system is used for the coating of spectacle lenses, it is not suitable for small spectacle lens coatings in which the coating must be completed in a short time. Therefore, there is a need for a compact sputtering device that can quickly coat spectacle lenses, is suitable for coating spectacle lenses, and can be provided in a narrow space.
한편, 가열증착(evaporation) 방법에 의해 유리(glass) 안경 렌즈를 코팅하는 경우, SiO2의 저굴절률막과 ZrO2의 고굴절률막을 교번으로 적층하여 투과율을 증가시킨 반사방지막 코팅을 하는데, 스퍼터링 방법에서 가열증착법과 같이 두 가지의 물질을 사용하여 반사방지막을 코팅할 경우 두 종류의 타겟(target)을 필요로 하므로 스퍼터링 장치가 더욱 커지고 복잡해진다.Meanwhile, in the case of coating a glass spectacle lens by an evaporation method, a low refractive index film of SiO 2 and a high refractive index film of ZrO 2 are alternately stacked to form an antireflection coating coating having increased transmittance. In the case of coating the anti-reflection film by using two kinds of materials, such as the heat deposition method, the sputtering apparatus becomes larger and more complicated because it requires two kinds of targets.
따라서, 안경 렌즈 등의 투명기재에 적용할 수 있는 소형의 스퍼터링 장치를 구현하기 위해서는 타겟 및 코팅막의 구조 설계가 필요하다.Therefore, in order to implement a small sputtering apparatus that can be applied to a transparent substrate such as a spectacle lens, it is necessary to design the structure of the target and the coating film.
따라서, 본 발명의 목적은 스퍼터링 장치를 이용하여 안경 렌즈와 같은 투명 기재를 코팅하는 경우, 투명 기재의 코팅막의 질을 확보할 수 있는 타겟 및 코팅막의 구조를 설계하고, 이를 바탕으로 투명 기재를 신속하게 코팅할 수 있는 투명기재 코팅용 스퍼터링 장치 및 투명 기재 코팅막 형성방법을 제공하는 데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to design a structure of a target and a coating film that can ensure the quality of the coating film of the transparent substrate when coating a transparent substrate, such as a spectacle lens by using a sputtering device, and quickly The present invention provides a sputtering apparatus for coating a transparent substrate and a method for forming a transparent substrate coating film.
또한, 본 발명의 목적은 상기한 투명기재 코팅용 스퍼터링 장치 및 투명 기재 코팅막 형성방법을 이용하여 형성된 양질의 반사방지막 및 미러 코팅막을 제공하는 데 있다.It is also an object of the present invention to provide a high quality antireflection film and a mirror coating film formed by using the above-described sputtering apparatus for transparent substrate coating and a method for forming a transparent substrate coating film.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 투명기재 코팅용 스퍼터링 장치 및 투명 기재 코팅막 형성방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스퍼터링 방법을 이용하여 투명 기재에 코팅막을 형성함에 있어서, 코팅을 신속하게 수행하고 스퍼터링 장치의 소형화가 가능한 투명기재 코팅용 스퍼터링 장치 및 투명 기재 코팅막 형성방법에 관한 것이다.The present invention for achieving the above object relates to a sputtering apparatus for transparent substrate coating and a method for forming a transparent substrate coating film, and more particularly, in forming a coating film on a transparent substrate using a sputtering method, the coating is performed quickly The present invention relates to a sputtering apparatus for transparent substrate coating and a method for forming a transparent substrate coating film capable of miniaturizing a sputtering apparatus.
구체적으로, 본 발명에 따른 투명 기재용 코팅용 스퍼터링 장치는 챔버, 지지대, 제1 및 제2 타겟, 제1 및 제2 가스 공급라인을 포함한다.Specifically, the sputtering apparatus for coating for transparent substrates according to the present invention includes a chamber, a support, first and second targets, first and second gas supply lines.
상기 지지대는 챔버 내부에 구비되고, 투명 기재가 장착되는 다수의 홀더 홀을 갖는다. 상기 제1 및 제2 타겟은 실리콘(Si)으로 이루어지며, 상기 지지대의 양 측에 각각 구비되고, 상기 지지대에 장착된 투명 기재의 양면과 각각 마주본다. 상기 제1 및 제2 가스 공급라인은 상기 챔버의 상부에 구비되고, 상기 챔버 내부로 산소 및 질소 가스를 각각 주입한다. 상기 산소 및 질소 가스는 상기 챔버 내부로 각각 공급되며, 상기 투명 기재의 양면에는 SiO2 박막 및 Si3N4 박막이 교번하여 또는 중복적으로 적층된 코팅막이 각각 형성된다.The support is provided inside the chamber and has a plurality of holder holes on which a transparent substrate is mounted. The first and second targets are made of silicon (Si) and are provided on both sides of the support, respectively, and face both sides of the transparent substrate mounted on the support. The first and second gas supply lines are provided above the chamber and inject oxygen and nitrogen gas into the chamber, respectively. The oxygen and nitrogen gas are respectively supplied into the chamber, and both surfaces of the transparent substrate are formed of SiO 2 thin film and Si 3 N 4. The coating films in which the thin films are alternately or overlapped are formed, respectively.
본 발명의 실시예에서, 상기 지지대는 지지대에 수직한 회전축을 기준으로 회전되고, 상기 지지대와 상기 제1 및 제2 타겟 사이의 각 거리는 가변적으로 조절된다.In an embodiment of the present invention, the support is rotated about an axis of rotation perpendicular to the support, and the respective distances between the support and the first and second targets are variably adjusted.
또한, 본 발명은 상기한 스퍼터링 장치를 이용하여 안경 렌즈의 양면에 각각 형성된 반사방지막 또는 미러 코팅막을 제공한다. In addition, the present invention provides an anti-reflection film or a mirror coating film formed on both surfaces of the spectacle lens by using the above sputtering device.
또한, 본 발명에 따른 투명 기재 코팅막 형성방법은, 투명 기재를 지지대에 장착하여 상기 챔버 내부에 구비하는 단계(S1), 상기 투명 기재의 양면에 실리콘(Si)으로 이루어진 타겟을 각각 위치시키는 단계(S2); 챔버의 내부에 산소 가스를 주입하여 상기 투명 기재의 양면에 SiO2 박막을 각각 형성하는 단계(S3); 및 챔버의 내부에 질소 가스를 주입하여 상기 투명 기재의 양면에 Si3N4 박막을 각각 형성하는 단계(S4)를 포함한다. 본 발명에서 S3 단계 및 S4 단계가 반복 수행되고, 상기 투명 기재의 양면에 동일한 구조의 코팅막이 동시에 형성된다.In addition, the method for forming a transparent substrate coating film according to the present invention includes mounting a transparent substrate on a support (S1) and providing the inside of the chamber, and positioning the targets made of silicon (Si) on both sides of the transparent substrate, respectively ( S2); Injecting oxygen gas into the chamber to form SiO 2 thin films on both sides of the transparent substrate (S3); And injecting nitrogen gas into the chamber to form Si 3 N 4 on both sides of the transparent substrate. Forming each thin film (S4) is included. In the present invention, steps S3 and S4 are repeatedly performed, and coating films having the same structure are simultaneously formed on both surfaces of the transparent substrate.
본 발명의 실시예에서, 상기 코팅막의 구조는 맥클리오드 프로그램(macleod program)에 의해 결정될 수 있다.In an embodiment of the present invention, the structure of the coating film may be determined by a macleod program.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 투명 기재가 안경 렌즈이고, 상기 코팅막이 반사방지막인 경우, S3 단계 및 S4 단계에서 상기 투명 기재상에 102nm 두께의 SiO2 박막, 15.95nm 두께의 Si3N4 박막, 19.21nm 두께의 SiO2 박막, 102nm 두께의 Si3N4 박막, 및 81.3nm 두께의 SiO2 박막을 순차적으로 적층하여 5층 구조의 반사방지막을 형성할 수 있다.In an embodiment of the present invention, when the transparent substrate is an eyeglass lens and the coating film is an antireflection film, SiO 2 having a thickness of 102 nm on the transparent substrate in steps S3 and S4. Thin film, 15.95 nm thick Si 3 N 4 Thin film, 19.21 nm thick SiO 2 Thin film, 102 nm thick Si 3 N 4 Thin film, and 81.3 nm thick SiO 2 Thin films may be sequentially stacked to form an antireflection film having a five-layer structure.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 투명 기재가 안경이고, 상기 코팅막이 미러 코팅막인 경우, S3 단계 및 S4 단계에서, 상기 투명 기재상에 51.28nm의 두께를 갖는 Si3N4 박막, 53.53nm의 두께를 갖는 SiO2 박막, 55.4nm의 두께를 갖는 Si3N4 박막, 67.64nm의 두께를 갖는 SiO2 박막, 135.86nm의 두께를 갖는 Si3N4 박막, 및 56.61nm의 두께를 갖는 SiO2 박막을 순차적으로 적층하여 6층 구조의 블루 컬러 코팅막을 형성할 수 있다.In an embodiment of the present invention, when the transparent substrate is glasses and the coating film is a mirror coating film, in the step S3 and S4, Si 3 N 4 thin film having a thickness of 51.28nm on the transparent substrate, 53.53nm SiO 2 with thickness Thin film, Si 3 N 4 with thickness of 55.4 nm Thin film, SiO 2 with a thickness of 67.64 nm Thin film, Si 3 N 4 with thickness of 135.86 nm Thin film, and SiO 2 having a thickness of 56.61 nm The thin films may be sequentially stacked to form a blue color coating film having a six-layer structure.
또한, S3 단계 및 S4 단계에서, 상기 투명 기재상에 66.2nm 두께의 Si3N4박막, 22.76nm 두께의 SiO2박막, 56.58nm 두께의 Si3N4박막, 140.35nm 두께의 Si3N4 박막, 152.35nm 두께의 SiO2박막, 70.16nm 두께의 Si3N4박막, 및 121.87nm 두께의 SiO2 박막을 순차적으로 적층하여 7층 구조의 그린 컬러 코팅막을 형성할 수 있다.Further, in steps S3 and S4, a 66.2 nm thick Si 3 N 4 thin film, a 22.76 nm thick SiO 2 thin film, a 56.58 nm thick Si 3 N 4 thin film, and a 140.35 nm thick Si 3 N 4 layer were formed on the transparent substrate. Thin films, 152.35 nm thick SiO 2 thin films, 70.16 nm thick Si 3 N 4 thin films, and 121.87 nm thick SiO 2 thin films Thin films may be sequentially stacked to form a green color coating film having a seven-layer structure.
또한, S3 단계 및 S4 단계에서, 상기 투명 기재상에 83.59nm의 두께를 갖는 Si3N4 박막, 144.86nm의 두께를 갖는 SiO2박막, 11.82nm의 두께를 갖는 Si3N4 박막, 129.93nm의 두께를 갖는 SiO2 박막, 90.01nm의 두께를 갖는 Si3N4박막, 및 88.37nm의 두께를 갖는 SiO2박막이 순차적으로 증착된 6층 구조의 골드 컬러 코팅막을 형성할 수 있다.Further, in step S3 and step S4, Si having a thickness of 83.59nm on the transparent substrate 3 N 4 thin film, Si 3 N 4 having a SiO 2 thin film, the thickness of 11.82nm having a thickness of 144.86nm Thin film, SiO 2 with a thickness of 129.93 nm A 6-layer gold color coating film in which a thin film, a Si 3 N 4 thin film having a thickness of 90.01 nm, and a SiO 2 thin film having a thickness of 88.37 nm may be sequentially formed.
S3 및 S4 단계에서, 상기 지지대는 상기 타겟에 수직한 회전축을 기준으로 회전하며, 상기 지지대 및 상기 타겟 사이의 거리가 가변적으로 조절될 수 있다.In the step S3 and S4, the support is rotated based on the axis of rotation perpendicular to the target, the distance between the support and the target can be variably adjusted.
전술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 스퍼터링 방법에 의해 안경 렌즈를 코팅하므로 코팅막의 질을 개선할 수 있다. 그에 따라 안경 렌즈의 고급화를 꾀할 수 있다. 또한 스퍼터링 장치의 소형화가 가능하고, 다양한 렌즈 홀더 홀을 갖는 지지대를 이용하여 다품종 소량의 안경렌즈를 생산할 수 있으므로 Rx 주문형 안경 렌즈 코팅시장에 대비할 수 있다. According to the present invention as described above, since the spectacle lens is coated by the sputtering method it is possible to improve the quality of the coating film. Accordingly, the spectacle lens can be upgraded. In addition, it is possible to miniaturize the sputtering device and to prepare a small amount of various kinds of spectacle lenses by using a support having various lens holder holes, thereby preparing for the Rx custom spectacle lens coating market.
나아가, 안경 렌즈의 양면 코팅이 가능하므로 렌즈의 코팅 시간 및 비용을 절감할 수 있다.Furthermore, since both surfaces of the spectacle lens can be coated, the coating time and cost of the lens can be reduced.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명이 하기의 실시예에 의하여 제한되는 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be described in detail by explaining embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited by the following examples.
한편, 본 발명의 실시예에서는 투명 기재가 안경 렌즈인 경우에 한하여 설명한다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 안경 렌즈 이외의 유리, 투명 플라스틱과 같은 투명 기재에 적용될 수 있다.On the other hand, in the embodiment of the present invention will be described only when the transparent substrate is a spectacle lens. However, the present invention is not limited thereto and may be applied to transparent substrates such as glass and transparent plastics other than spectacle lenses.
스퍼터링 장치에 대하여 설명하기 전에, 안경 렌즈를 스퍼터링 장치에 적용하여 양질의 코팅막(본 발명의 실시예에서는 반사방지막 및 미러 코팅막)을 형성하기 위한 타겟 및 코팅막의 구조를 최적화하는 과정을 살펴본다, 이후 이를 바탕으로 스퍼터링 장치에 대해 설명한다. Before describing the sputtering apparatus, a process of optimizing the structure of the target and the coating layer for forming a high quality coating film (antireflection film and mirror coating film in the embodiment of the present invention) by applying the spectacle lens to the sputtering device will be described. Based on this, a sputtering apparatus is demonstrated.
스퍼터링 장치를 소형화하기 위해 한가지 물질을 이루어진 타겟을 선택하고, 상기 타겟을 이용하여 안경 렌즈을 코팅한 경우 원하는 수준의 반사율을 갖는 반사방지막 및 미러 코팅막이 구현되도록 상기 반사방지막 및 미러 코팅막의 구조를 최적화할 필요가 있다. In order to miniaturize the sputtering apparatus, a target made of one material is selected, and when the spectacle lens is coated using the target, the structures of the anti-reflection film and the mirror coating film are optimized to realize the anti-reflection film and the mirror coating film having a desired level of reflectance. There is a need.
구체적으로, 타겟의 종류를 Si 한가지로 정하고, 산소(O2 )가스를 제공하여 SiO2의 저굴절률 박막을 형성하고, 그 위에 질소(N2)가스를 제공하여 Si3N4 고굴절률 박막을 형성한다. 이때 Si3N4의 k(소멸 계수)값이 흔히 이용하는 다른 물질보다 크므로 SiO2 물질과 Si3N4 물질로 반사방지막 코팅과 미러(mirror) 코팅이 가능한지 알아보기 위해 맥클리오드 프로그램(macleod program) 이용하여 전산모의를 아래와 같이 하였다. 이때, 사용한 SiO2와 Si3N4의 n(굴절률) 과 k 값은 맥클리오드 프로그램에 있는 데이터를 사용하였으며, 그 결과를 표 1에 기재하였다.Specifically, the type of target is set to one Si, oxygen (O 2 ) Gas to form a low refractive index thin film of SiO 2 , and nitrogen (N 2 ) gas is provided thereon to form a Si 3 N 4 high refractive index thin film. Since the k (dissipation factor) value of Si 3 N 4 is larger than that of other commonly used materials, the macleod program is used to find out whether SiO 2 and Si 3 N 4 materials can be used for anti-reflective coating and mirror coating. The computer simulation was performed as follows. At this time, n (refractive index) and k value of the used SiO 2 and Si 3 N 4 were used in the McLeod program, the results are shown in Table 1.
표 1에 기재된 바와 같이, 반사방지막의 구조의 최적조건은 기재상에 SiO2 박막, Si3N4박막, SiO2박막, Si3N4박막, 및 SiO2박막이 순차적으로 적층된 5층 구조이며 그 두께는 각각 102nm, 15.95nm, 19.21nm, 102nm, 81.3nm 이다. As shown in Table 1, the optimum condition of the structure of the antireflection film was SiO 2 on the substrate. A five-layer structure in which a thin film, a Si 3 N 4 thin film, a SiO 2 thin film, a Si 3 N 4 thin film, and a SiO 2 thin film is sequentially stacked is 102 nm, 15.95 nm, 19.21 nm, 102 nm, and 81.3 nm, respectively.
도 1은 본 발명에 따라 설계된 반사방지막의 반사율을 나타낸 그래프이다.1 is a graph showing the reflectance of the antireflection film designed according to the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따라 설계된 최적 조건의 반사방지막의 경우 가시영역 430nm와 610nm 근처에서 그 반사율이 거의 0%에 가까우며 그 외 가시광선 영역에서는 대략 1% 로 나타난다. 따라서, 본 발명의 일 실 시예에 따른 반사방지막은 안경 렌즈의 반사방지막으로 이용될 수 있다.As shown in FIG. 1, the antireflection film of an optimal condition designed according to an embodiment of the present invention has a reflectance near 0% in the visible region of 430 nm and 610 nm and is approximately 1% in the other visible region. . Therefore, the anti-reflection film according to one embodiment of the present invention may be used as an anti-reflection film of the spectacle lens.
또한, Si 타겟으로 안경 렌즈를 미러 코팅하는 경우, 색상에 따른 반사율 곡선은 레이볼드사(Leybold)에서 소개한 미러 코팅 곡선을 참고하고, 맥클리오드 프로그램을 이용하여 전산모의를 하였다. 그 결과를 표2 내지 표 4에 각각 나타내었다.In addition, in the case of mirror coating the spectacle lens with the Si target, the reflectance curve according to the color was referred to the mirror coating curve introduced by Leybold, and the computer simulation was performed using the McCleod program. The results are shown in Tables 2 to 4, respectively.
표 2에 기재된 바와 같이, 블루 컬러 미러 코팅막의 최적조건은 기재상에 Si3N4 박막, SiO2박막, Si3N4박막, SiO2박막, Si3N4박막, 및 SiO2 박막이 순차적으로 적층된 6층 구조이며, 그 두께는 각각 51.28nm, 53.53nm, 55.4nm, 67.64nm, 135.86nm, 56.61nm 이다. As shown in Table 2, the optimum conditions for the blue color mirror coating film were Si 3 N 4 thin film, SiO 2 thin film, Si 3 N 4 thin film, SiO 2 thin film, Si 3 N 4 thin film, and SiO 2 on the substrate. It is a six-layer structure in which thin films are sequentially stacked, and their thicknesses are 51.28 nm, 53.53 nm, 55.4 nm, 67.64 nm, 135.86 nm, and 56.61 nm, respectively.
표 3에 기재된 바와 같이, 그린 컬러 미러 코팅막의 최적 조건은 Si3N4박막, SiO2박막, Si3N4박막, Si3N4박막, SiO2박막, Si3N4박막, 및 SiO2박막이 순차적으로 적층된 7층 구조이며, 그 두께는 66.2nm, 22.76nm, 56.58nm, 140.35nm, 152.35nm, 70.16nm, 121.87nm이다.As shown in Table 3, the optimum conditions of the green color mirror coating film were Si 3 N 4 thin film, SiO 2 thin film, Si 3 N 4 thin film, Si 3 N 4 thin film, SiO 2 thin film, Si 3 N 4 thin film, and SiO 2 It is a seven-layer structure in which thin films are sequentially stacked, and their thicknesses are 66.2 nm, 22.76 nm, 56.58 nm, 140.35 nm, 152.35 nm, 70.16 nm, and 121.87 nm.
표 4에 기재된 바와 같이, 그린 컬러 미러 코팅막의 최적 조건은 Si3N4 박막, SiO2 박막, Si3N4 박막, SiO2박막, Si3N4 박막, SiO2 박막이 순차적으로 적층된 6층 구조이며, 그 두께는 각각 83.59nm, 144.86nm, 11.82nm, 129.93nm, 90.01nm, 88.37nm이다.As shown in Table 4, the optimum condition of the green color mirror coating film is Si 3 N 4 Thin films, SiO 2 thin films, Si 3 N 4 Thin films, SiO 2 thin films, Si 3 N 4 Thin film, SiO 2 It is a six-layer structure in which thin films are sequentially stacked, and their thicknesses are 83.59 nm, 144.86 nm, 11.82 nm, 129.93 nm, 90.01 nm, and 88.37 nm, respectively.
도 2은 본 발명에 따라 설계된 미러 코팅막의 반사율을 나타낸 그래프이다. 2 is a graph showing the reflectance of the mirror coating film designed according to the present invention.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따라 설계된 최적 조건의 블루 컬러 코팅막의 경우 410nm 영역에서 반사율이 최대 50% 인 반사율 곡선을 가지며, 최적 조건의 그린 컬러 코팅막의 경우 410nm 영역에서 반사율이 40%인 피크와 510nm영역에서 반사율이 30%인 피크를 나타내는 반사율 곡선을 갖고, 골드 컬러 코팅막의 경우 500 nm영역 이상에서 그 반사율이 25%이상인 반사율 곡선을 갖는다. 나타낸다. 이처럼 세 컬러 코팅막의 반사율 그래프가 레이볼드사(Leybold)에서 소개한 미러 코팅 곡선의 형태에 근접하므로, 본 발명의 일 실시예에 따른 미러 코팅막은 안경 렌즈의 미러 코팅막으로 이용될 수 있다.As shown in FIG. 2, the blue color coating film having an optimal condition designed according to an embodiment of the present invention has a reflectance curve having a reflectance of up to 50% in the 410 nm area, and the green color coating film having an optimal condition in the 410 nm area. It has a reflectance curve showing a peak having a reflectance of 40% and a peak having a reflectance of 30% in a 510 nm region, and a gold color coated film has a reflectance curve having a reflectance of 25% or greater in a 500 nm region or more. Indicates. Since the reflectance graph of the three color coating film is close to the shape of the mirror coating curve introduced by Raybold, the mirror coating film according to an embodiment of the present invention can be used as a mirror coating film of the spectacle lens.
이하에서는 본 발명에 따른 투명 기재 코팅용 스퍼터링 장치 및 투명 기재 코팅막 형성방법에 대해 설명한다. Hereinafter, a sputtering apparatus for coating a transparent substrate and a method of forming a transparent substrate coating film according to the present invention.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 기재 코팅용 스퍼터링 장치를 나타낸 도면이다. 도 4는 도 3에 도시된 지지대를 나타낸 평면도이다.3 is a view showing a sputtering apparatus for coating a transparent substrate according to an embodiment of the present invention. 4 is a plan view showing the support shown in FIG.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 기재 코팅용 스퍼터링 장치(100)는 챔버(60), 지지대(20), 제1 및 제2 타겟(31, 32), 제1 및 제2 가스 공급라인(51, 52)을 포함한다.3 and 4, the
상기 지지대(20)는 챔버(10) 내부의 중심부에 구비되고, 안경 렌즈(10)가 장착된다. 도 4에 도시된 바와 같이 상기 지지대(20)는 일예로 원판 형상으로 형성될 수 있으며, 다수의 안경 렌즈가 장착될 수 있는 다수의 홀더 홀(21)을 갖는다. 상기 홀더 홀(21)에 의해 안경 렌즈의 양면이 노출된다. 상기 지지대에 장착되는 안경 렌즈(10)의 직경에 따라 상기 홀더 홀(21)의 사이즈는 달리 형성할 수 있으며, 그 개수 또한 조절가능하다. 본 실시예에서, 상기 지지대(20)는 4개의 홀더 홀(21)을 가지므로 2조의 안경렌즈를 한꺼번에 코팅할 수 있다. The
상기 지지대(20)는 상기 다수의 홀더 홀(21) 사이에 형성되고, 상기 홀더 홀(21)의 직경보다 작은 직경을 갖는 보조 홀(22)을 더 가질 수 있다. 상기 보조 홀(22)은 진공 펌프를 이용하여 챔버(60)의 내부를 진공 상태로 형성할 때, 상기 지지대(20) 앞쪽에 있는 가스를 원활히 뽑아내기 위한 것이다. The
또한, 상기 지지대(20)는 안경 렌즈의 코팅막 형성시 상기 지지대에 수직한 회전축을 기준으로 회전된다. 상기 지지대(20)를 회전시킴으로써, 코팅막을 균일하게 형성하여 코팅막의 특성을 향상시킬 수 있다.In addition, the
도 3을 다시 참조하면, 상기 제1 및 제2 타겟(31, 32)은 실리콘(Si)으로 이루어지며, 챔버(60)의 내부에서 상기 지지대(20)의 양측에 각각 구비되어 상기 지지대(20)에 장착된 안경 렌즈(10)의 양면과 각각 마주본다. 상기 제1 및 제2 타겟(31, 32)을 상기 안경 렌즈(10)의 양측에 각각 구비하여 상기 안경 렌즈 코팅시 안경 렌즈(10)의 양면을 동시에 코팅함으로써, 코팅시간을 단축시키고, 안경 렌즈의 코팅 비용을 절감할 수 있다. 상기 제1 및 제2 타겟(31, 32)은 캐소드 전극과 각각 연결된다.Referring to FIG. 3 again, the first and
도 3에는 도시하지 않았지만, 상기 제1 및 제2 타겟(31, 32)과 캐소드 전극이 구비된 측의 챔버에는 전원을 제공하는 전원 라인이 연결된다. 또한, 전원 라인 옆으로 냉각수 공급 라인이 있어 코팅막을 형성하는 동안 뜨거워진 제1 및 제2 타겟(31, 32)을 냉각시킨다. Although not shown in FIG. 3, a power line for supplying power is connected to the chamber on the side where the first and
한편, 상기 제1 타겟(31) 및 상기 지지대(20) 사이의 거리와 상기 제2 타겟(32) 및 상기 지지대(20) 사이의 거리는 가변적으로 조절될 수 있다. 상기 거리를 조절하여 플라즈마의 온도로 인해 안경 렌즈(10)가 변형되는 것을 방지할 수 있다. 일예로, 각각의 거리를 12.5cm 내지 20cm로 가변적으로 조절하여 플라즈마 온도로 인한 CR-39 렌즈의 변형을 방지할 수 있었다.Meanwhile, the distance between the
또한, 도 3에는 도시하지 않았지만, 상기 챔버(60)의 일측에는 스퍼터링에 사용될 아르곤 가스를 상기 챔버(60) 내부로 공급하는 공급부가 구비된다.In addition, although not shown in Figure 3, one side of the
상기 제1 및 제2 가스 공급라인(51, 52)은 상기 챔버(60)의 상부에 구비되고, 상기 챔버 내부(60)로 산소 및 질소 가스를 각각 주입한다. 제1 및 제2 타겟(31, 32)으로부터 튀어나온 Si과 산소 가스 및 질소 가스가 잘 반응하도록 상기 제1 및 제2 가스 공급라인(51, 52)의 노즐은 제1 및 제2 타겟(31, 32) 향하도록 구비할 수 있다. The first and second
상기 산소 및 질소 가스는 상기 챔버(60) 내부로 각각 공급되며, 상기 안경 렌즈(10)의 양면에는 SiO2 박막 및 Si3N4 박막이 교번하여 또는 중복하여 적층된 코팅막이 각각 형성된다. 따라서, 안경 렌즈(10)의 양면을 동시에 코팅함으로써, 코팅 시간을 단축할 수 있고, 코팅 비용을 절감할 수 있다. The oxygen and nitrogen gas are respectively supplied into the
또한, 한 종류의 Si만으로 이루어진 타겟을 이용하여 안경 렌즈(10)에 SiO2 의 저굴절률 박막 및 Si3N4의 고굴절률 박막이 교번하여 또는 중복하여 적층된 반사방지막 또는 미러 코팅막을 형성할 수 있으므로 두 종류 이상의 물질로 각각 이루어진 타겟을 이용하는 경우보다 스퍼터링 장치를 단순화 및 소형화할 수 있다.In addition, an antireflection film or a mirror coating film in which a low refractive index thin film of SiO 2 and a high refractive index thin film of Si 3 N 4 are alternately or overlapped may be formed on the
본 발명에 따른 스퍼터링 장치(100)는 상기 안경 렌즈(10)의 코팅시 챔버(60) 내부를 저진공 상태에서 고진공 상태로 만드는 터보 펌프(40)를 더 포함할 수 있다. 본 실시예에서 상기 터보 펌프(40)는 챔버(60)의 하부에 구비된다. 상기 터보 펌프(40)를 이용하는 경우, 챔버(60) 내부를 수 분 이내에 저진공 상태에서 고진공 상태로 만들 수 있다. 따라서 안경 렌즈(10)이 코팅 시간을 단축할 수 있다. 또한, 도 3에는 도시하지 않았지만, 챔버(60) 내부를 저진공 상태로 만드는 로터리 펌프(rotary pump)가 상기 챔버(60)의 하부에 구비된다.The
일반적으로 가열증착법에서는 확산 펌프(diffusion pump)를 사용하여 저진공 상태에서 고진공 상태로 조절한 후 코팅을 한다. 이때, 확산 펌프로 챔버 내부를 고진공 상태로 만드는데 소요되는 시간은 일반적으로 수 십분 걸리기 때문에, 소량으로 안경 렌즈를 코팅하는 환경에서는 적합하지 않다. 따라서 본 발명에서는 안경렌즈의 코팅 전 과정을 20분 이내로 완료하기 위해서 확산 펌프 대신 터보 펌프를 이용하여 챔버(60) 내부를 수 분 이내에 저진공 상태에서 고진공 상태로 만든 후에 가스를 공급한다.In general, the thermal evaporation method uses a diffusion pump to control the coating from a low vacuum state to a high vacuum state. At this time, the time required to make the inside of the chamber with a high vacuum in the high vacuum state is usually several ten minutes, which is not suitable in an environment in which the spectacle lens is coated in a small amount. Therefore, in the present invention, in order to complete the entire coating process of the spectacle lens within 20 minutes, the gas is supplied after making the inside of the
도 5는 본 발명의 일 실시예 따른 투명 기재 코팅용 스퍼터링 장치를 구비하는 스퍼터링 시스템을 나타낸 도면이다.5 is a view showing a sputtering system having a sputtering apparatus for coating a transparent substrate according to an embodiment of the present invention.
도 5에 도시된 바와 같이, 투명 기재 코팅용 스퍼터링 시스템(500)은 본 발명에 따른 투명 기재 코팅용 스퍼터링 장치(100), 모니터(200), 및 컨트롤러(300)를 포함한다. 상기 스퍼터링 시스템(500)의 왼쪽 상부에는 스퍼터링 장치(100)가 구비된다. 도 5에 도시하지는 않았지만, 상기 스퍼터링 장치(100)의 상부에 제1 및 제2 가스 공급라인이 설치된다. 상기 스퍼터링 장치(100)의 정면 왼쪽에는 캐소드 전극이 구비되며, 정면 오른쪽에는 챔버 창이 구비된다. 또한, 상기 스퍼터링 장치(100)의 하부로 터보 펌프와 로터리 펌프가 있다.As shown in FIG. 5, the
상기 모니터(200)는 상기 스퍼터링 시스템(500)의 오른쪽 상부에 구비되고, 상기 모니터(200)를 통하여 스퍼터링 장치(100)를 용이하게 제어할 수 있다. 상기 컨트롤러(300)는 상기 스퍼터링 장치(100)와 전기적으로 연결되어, 상기 스퍼터링 장치(100)를 제어한다. 상기 컨트롤러(300)는 가스 유량 컨트롤러(310), 진공 게이지(320) 및 전원 공급부(power supply, 330)을 포함한다. 상기 가스 유량 컨트롤러(310)는 아르곤(Ar), 산소 가스, 및 질소 가스의 MFC(mass flow controller)로 구성되며, 코팅 시 상기 아르곤(Ar), 산소 가스, 및 질소 가스의 공급량을 각각 조절할 수 있다. 상기 진공 게이지(320)는 상기 스퍼터링 장치(100)의 챔버 내의 진공도를 조절할 수 있다. 전원 공급부(330)는 안경 렌즈의 코팅 시 전류, 전압, 주파수와 효율(duty)를 조절할 수 있다.The
이하에서는 도 3 및 도 4를 참조하여 안경 렌즈의 양면에 코팅막을 형성하는 과정을 설명한다.Hereinafter, a process of forming a coating film on both surfaces of the spectacle lens will be described with reference to FIGS. 3 and 4.
안경 렌즈(10)를 지지대(20)의 홀더 홀(21)에 장착하여 상기 챔버(60) 내부에 구비한다. 상기 지지대의(20)의 양측에 실리콘(Si)으로 이루어진 제1 및 제2 타겟(31, 32)을 각각 구비하여 상기 안경 렌즈(10)의 양면이 상기 타겟(31, 32)과 각각 마주보도록 한다. 챔버(60)의 내부를 로터리 펌프를 이용하여 저진공 상태로 만든 후에 터보 펌프(40)를 이용하여 저진공 상태에서 고진공 상태로 만든다.The
이후, 아르곤, 산소 가스, 질소 가스를 챔버(60) 내부로 주입한다. 구체적으로, 챔버 내부에 아르곤, 산소 가스를 공급하여 상기 안경 렌즈(10)의 양면에 SiO2 박막을 각각 형성한다. 또한, 챔버의 내부에 아르곤, 질소 가스를 공급하여 상기 안경 렌즈(20)의 양면에 Si3N4 박막을 각각 형성한다. SiO2 박막 및 Si3N4 박막을 형성하는 과정은 원하는 구조의 코팅막을 형성하는 동안 반복 수행된다. 또한, 코팅막의 구조에 따라 SiO2 박막 및 Si3N4 박막의 형성 순서는 변경된다.Thereafter, argon, oxygen gas, and nitrogen gas are injected into the
상기 안경 렌즈(10)의 양면에 코팅막을 형성하는 동안 상기 지지대(20)는 상기 지지대(20)에 수직한 회전축을 기준으로 회전하여, 상기 안경 렌즈(10)의 양면에 균일한 코팅막을 형성할 수 있다. 또한, 코팅시 상기 지지대(20)과 상기 제1 및 제2 타겟(31, 32) 사이의 거리를 가변적으로 조절하여 안경 렌즈(10)의 변형을 방지할 수 있다.While the coating film is formed on both surfaces of the
이처럼, 본 발명에 따른 스퍼터링 장치 및 코팅막 형성 방법을 이용하는 경우 안경 렌즈의 양면에 동일한 구조의 코팅막을 동시에 형성할 수 있다. 이로 인해, 코팅막 제조시간 및 제조비용을 감소할 수 있으며, 스퍼터링 장치를 소형화할 수 있다.As such, when the sputtering apparatus and the coating film forming method according to the present invention are used, coating films having the same structure may be simultaneously formed on both surfaces of the spectacle lens. As a result, the coating film manufacturing time and manufacturing cost can be reduced, and the sputtering apparatus can be miniaturized.
또한, 본 발명은 상기한 투명기재 코팅용 스퍼터링 장치 및 투명 기재 코팅막 형성방법을 이용하여 안경 렌즈의 양면에 각각 형성된 반사방지막 또는 미러 코팅막을 제공한다. In addition, the present invention provides an anti-reflection film or a mirror coating film formed on both surfaces of the spectacle lens by using the above-mentioned sputtering apparatus for coating a transparent substrate and a method for forming a transparent substrate coating film.
도 6은 본 발명의 스퍼터링 장치에 의해 형성된 안경 렌즈의 반사방지막을 나타낸 단면도이다.6 is a cross-sectional view showing an antireflection film of the spectacle lens formed by the sputtering apparatus of the present invention.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 스퍼터링 장치를 이용하여 안경 렌즈(10)를 코팅하는 경우, 안경 렌즈(10)의 양면에 반사방지막(AR)이 각각 형성할 수 있다. 상기 반사방지막(AR)은 앞서 설명한 최적화된 구조에 따라 형성되었다. 즉, 상기 반사방지막(AR)은 102nm 두께의 SiO2박막(1), 15.95nm 두께의 Si3N4박막(2), 19.21nm 두께의 SiO2박막(3), 102nm 두께의 Si3N4박막(4), 및 81.3nm 두께의 SiO2박막(5)이 순차적으로 형성된 5층 구조를 가지면, 이러한 구조에서 상기 반사방지막(AR)의 반사율이 최소가 됨을 앞서 확인하였다.As shown in FIG. 6, when the
도 1은 본 발명에 따라 설계된 반사방지막의 반사율을 나타낸 그래프이다. 1 is a graph showing the reflectance of the antireflection film designed according to the present invention.
도 2은 본 발명에 따라 설계된 미러 코팅막의 반사율을 나타낸 그래프이다. 2 is a graph showing the reflectance of the mirror coating film designed according to the present invention.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 기재 코팅용 스퍼터링 장치를 나타낸 도면이다. 3 is a view showing a sputtering apparatus for coating a transparent substrate according to an embodiment of the present invention.
도 4는 도 3에 도시된 지지대를 나타낸 평면도이다.4 is a plan view showing the support shown in FIG.
도 5는 본 발명의 일 실시예 따른 투명 기재 코팅용 스퍼터링 장치를 구비하는 스퍼터링 시스템을 나타낸 도면이다.5 is a view showing a sputtering system having a sputtering apparatus for coating a transparent substrate according to an embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 스퍼터링 장치에 의해 형성된 안경 렌즈의 반사방지막을 나타낸 단면도이다.6 is a cross-sectional view showing an antireflection film of the spectacle lens formed by the sputtering apparatus of the present invention.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
10 -- 안경 렌즈 20 -- 지지대10-eyeglass lens 20-support
21 -- 홀더 홀 31, 32 -- 제1 및 제2 타겟21-
40 -- 터보 펌프 60 -- 챔버40-turbopump 60-chamber
100 -- 투명 기재 코팅용 스퍼터링 장치100-Sputtering Device for Transparent Substrate Coating
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KR101255591B1 (en) * | 2011-04-30 | 2013-04-16 | 한국생산기술연구원 | Coating apparatus for uniform coating |
WO2016108077A1 (en) * | 2014-12-31 | 2016-07-07 | Essilor International (Compagnie Generale D'optique) | Method of mirror coating an optical article and article thereby obtained |
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101255591B1 (en) * | 2011-04-30 | 2013-04-16 | 한국생산기술연구원 | Coating apparatus for uniform coating |
WO2016108077A1 (en) * | 2014-12-31 | 2016-07-07 | Essilor International (Compagnie Generale D'optique) | Method of mirror coating an optical article and article thereby obtained |
CN107109652A (en) * | 2014-12-31 | 2017-08-29 | 埃西勒国际通用光学公司 | Method for carrying out speculum coating to optical article |
US10745820B2 (en) | 2014-12-31 | 2020-08-18 | Essilor International | Method of mirror coating an optical article and article thereby obtained |
CN107109652B (en) * | 2014-12-31 | 2021-01-26 | 依视路国际公司 | Method for mirror coating an optical article |
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