KR20130092565A - 다공성 실리카 나노입자를 포함하는 광학 코팅 - Google Patents

다공성 실리카 나노입자를 포함하는 광학 코팅 Download PDF

Info

Publication number
KR20130092565A
KR20130092565A KR20137004390A KR20137004390A KR20130092565A KR 20130092565 A KR20130092565 A KR 20130092565A KR 20137004390 A KR20137004390 A KR 20137004390A KR 20137004390 A KR20137004390 A KR 20137004390A KR 20130092565 A KR20130092565 A KR 20130092565A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
coating
solution
binder
substrate
optical
Prior art date
Application number
KR20137004390A
Other languages
English (en)
Inventor
개리스 웨이크필드
마틴 가드너
사샤 오스트로우스키
Original Assignee
옥스포드 에너지 테크놀로지스 엘티디.
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 옥스포드 에너지 테크놀로지스 엘티디. filed Critical 옥스포드 에너지 테크놀로지스 엘티디.
Publication of KR20130092565A publication Critical patent/KR20130092565A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/10—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
    • G02B1/11—Anti-reflection coatings
    • G02B1/111—Anti-reflection coatings using layers comprising organic materials
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/10—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
    • G02B1/11—Anti-reflection coatings
    • G02B1/113—Anti-reflection coatings using inorganic layer materials only
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B2207/00—Coding scheme for general features or characteristics of optical elements and systems of subclass G02B, but not including elements and systems which would be classified in G02B6/00 and subgroups
    • G02B2207/107—Porous materials, e.g. for reducing the refractive index
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24942—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including components having same physical characteristic in differing degree
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24942—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including components having same physical characteristic in differing degree
    • Y10T428/24992—Density or compression of components
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/249921—Web or sheet containing structurally defined element or component
    • Y10T428/249953—Composite having voids in a component [e.g., porous, cellular, etc.]
    • Y10T428/249971—Preformed hollow element-containing
    • Y10T428/249974—Metal- or silicon-containing element

Abstract

본 발명은 결합제, 및 기공이 무작위로 배향되어 있는 복수의 실리카 나노입자를 포함하는 광학 코팅, 용매, 및 기공이 무작위로 배향되어 있는 광학 코팅을 형성시키기 위한 용액, 광학 코팅의 제조 방법, 및 광학 코팅의 제조시, 기공이 무작위로 배향되어 있는 다공성 실리카 나노입자의 용도에 관한 것이다.

Description

다공성 실리카 나노입자를 포함하는 광학 코팅 {OPTICAL COATING COMPRISING POROUS SILICA NANOPARTICLES}
본 발명은 바람직하게는 가시광에 투과성이고, 바람직하게는 반사방지 특성을 제공하고, 임의로 다른 추가의 기능성을 제공하는, 다공성 실리카 나노입자를 포함하거나, 다공성 실리카 나노입자로부터 얻어지는 광학 코팅(optical coating)에 관한 것이다. 광학 코팅은 특히, 그러나 비제한적으로 안과용 기기(ophalmics) 및 안경, 태양광 전지(photovoltaic cell), 디스플레이, 윈도우(window), 발광 다이오드(light emitting diode), 및 태양열 집광기(solar concentrator)에 적용하기에 적합하다.
안경, 태양 전지(solar cell) 및 디스플레이는 일반적으로 유리 또는 폴리머 시트로 이루어진 환경에 노출되는 외부 기재(substrate)로 이루어진다. 이들은 전형적으로 1.5 내지 1.7의 굴절률을 지니며, 각 표면에 대한 입사 일광의 약 4 내지 5%를 반사하는데, 이러한 에너지는 기재를 통한 가시성(visibility)을 감소키거나, 태양 전지에서 상실된다. 이들 기재는 상기 반사율을 2% 미만으로 감소시키는 반사방지 코팅층으로 코팅될 수 있다. 도 1은 기재(2) 상의 종래의 단층 반사방지(AR) 코팅(1)을 개략적으로 도시한 것이다. AR 코팅(1)의 두께는 h이다. 반사율은 AR 코팅(1)의 전면 및 후면으로부터 반사된 광이 상쇄 간섭되도록 배열되는 경우에 감소된다. 이는 상기 코팅(1)의 두께가 코팅 매질에서의 입사광의 파장의 1/4에 해당하는 경우, 즉, 하기의 경우에 달성된다(수직 입사에 대해):
Figure pct00001
상기에서, λ는 진공 상태에서의 광의 파장이고, n1은 코팅의 굴절률이다. 이것은 코팅(1)의 굴절률(n1)이 기재(2)의 굴절률(nm)보다 낮은 양상을 띠며, 따라서, 코팅(1)과 기재(2) 간의 계면에서는 반사된 광의 π 위상 변화(phase change)가 있다. 물론 두께(h)는 코팅에서의 광의 파장의 1/4의 임의의 홀수 배수일 수 있다. 완전한 상쇄 간섭을 위해, 두 개의 반사파의 진폭(amplitude)은 서로 동일해야 한다. 이는 굴절률이 하기와 같이 부합되는 경우에 달성될 수 있다:
Figure pct00002
이를 재배열하면 하기와 같다:
Figure pct00003
공기에 대해, n0 = 1이고, 유리에 대해, nm = 1.5인데, 이는 n1=1.22로서 코팅의 이상적인 굴절률을 제공한다.
소정 렌즈로부터의 반사도(degree of reflection)는 그것의 굴절률과 관련되며, 보다 높은 굴절률은 보다 많은 반사를 초래한다. 수직 광 입사에서, 이는 굴절률 nm = 1.586의 전형적인 폴리카보네이트 렌즈에 대한 하기 식을 사용하여 간단히 계산될 수 있으며, 반사율(R)은 렌즈 표면에 대해 5.1%이고, 이는 총 10.2% 반사광을 제공한다.
Figure pct00004
반사율은 보다 높은 입사각에서 상당히 증진되며, 심지어 저조하게 반사하는 표면도 스침각(glancing angle)에서 거울과 같이 나올 수 있다. 65°의 입사각에서, 전형적인 렌즈는 각 표면에 부딪치는 광의 25% 초과를 반사시킬 것이다. 이러한 거동을 기술하는 방정식이 프레넬 방정식(Fresnel Equations)으로서 공지되어 있으며, 추가 정보는 어떠한 광학 교재, 예를 들어, 문헌(Hecht E, Optics, 2002 pp113-122)에서 찾아볼 수 있다.
상기 언급된 바와 같이, 반사방지 코팅층의 두께는 두 파 간의 위상 차를 좌우하고, 층의 굴절률은 반사된 파들의 진폭을 좌우한다. 코팅 시스템의 거동은 하기 방정식에 의해 기술되며, 여기서 굴절률 n1의 코팅이 굴절률 n m 의 렌즈에 적용된다:
Figure pct00005
상기 용어 k0 및 h는 각각 입사광의 위상 각(phase angle) 및 필름의 광학적 두께이다. 입사광 파장(λ0) 및 필름 두께 d= λ0/4 n 1 에 대해, 방정식 2는 하기와 같이 단순화된다:
Figure pct00006
이에 따라, 코팅의 굴절률이 렌즈의 굴절률의 제곱근인 경우, 반사율(R)은 0%이 된다. 따라서, 폴리카보네이트 렌즈에 있어서, 렌즈 표면에 대해 굴절률 1.26의 두께가 110nm인 코팅은 가시 스펙트럼의 중심인 550nm에서 제로 반사율을 가질 것이다.
이는 반사율 문제에 대한 가장 간단한 해결안이지만, 이러한 코팅에 대한 선택은 제한되어 있다. 가장 낮은 기지의 굴절률을 지닌 물질은 전형적인 렌즈 표면으로부터 반사율을 단지 1.3 내지 1.5%로 감소시키고 어떠한 경우에도 수용성인 MgF2(굴절률=1.38) 또는 CaF2(굴절률=1.43)와 같은 플루오라이드인 경향이 있는데, 이는 캡슐화층을 필요로 하고, 이러한 캡슐화층은 반사 방지 특성을 더욱 저하시킨다.
안경 적용에 있어서, AR 코팅은 광투과를 증가시키고, 내측 렌즈 표면 내 반사율을 감소시키는데 사용되는데, 이는 착용자의 눈을 손상시킬 수 있다.
디스플레이 적용에 있어서, AR 코팅은 디스플레이의 가시성(viewability)을 줄이는, 반사율을 감소시키는데, 즉, 눈부심(glare)을 감소시키는데 사용된다. 이러한 코팅의 또 다른 바람직한 특성은 광시야각(wide viewing angle)에 걸쳐 반사율을 감소시키는 것이다. 이러한 경우, AR 코팅은 유리가 사용될 수도 있기는 하지만, 주로 플라스틱 기재에 적용된다.
그러나, 종래의 AR 코팅은 많은 문제점이 있다. 요망되는 낮은 굴절률(refractive index)을 지닌 적합한 코팅 물질을 발견하기가 어렵다. 그러한 코팅은 전형적으로 고가의 처리를 요하고, 태양열 집광기용 플라스틱 윈도우와 같은 유리 이외의 기재를 사용하는 것이 어려운 화학적 증기 증착(chemical vapour deposition(CVD)) 또는 물리적 증기 증착(physical vapour deposition(PVD))과 같은 기술에 의해 적용된다. 또한, 이러한 부재에 사용되는 일반적인 고분자 물질의 상대적으로 비활성인 표면 화학은 이후 코팅된 층의 낮은 부착력을 유발할 수 있다.
상기 분석은, 최적의 반사방지 특성이 어느 한 특정 입사각에 대한 어느 한 파장에서만 달성되고, 다른 파장 및 입사각에서는, 반사방지율이 저하되고, 이에 따라 태양 전지 또는 디스플레이의 가독성(readability)이 감소됨을 보여준다. 광대역 AR 코팅(즉, 소정의 파장 범위 및 입사각에 걸쳐 유용한 반사 방지 특성을 제공하는 코팅)은 상이한 굴절률의 여러 층을 사용함으로써 달성될 수 있지만, 이는 복잡함과 제작 비용을 증가시켜서, 태양 전지 또는 디스플레이를 더욱 고가이게 하고, 경제적 실행가능성을 더욱 낮게 한다. 또한, 소위 '자정(self-cleaning)' 코팅과 같은 태양 전지에 바람직하게 존재할 수 있는 다른 기능성 코팅 이외에 AR 코팅을 적용하는 것에 의한 문제(예를 들어, 부착력)가 있을 수 있다.
본 출원인의 선행 특허 출원 WO 2010/106326(본 출원의 우선일 이전에 출원되었으나, 우선일 이후에 공개됨)에서는, 효과적인 광대역 단층 반사 방사 코팅이 스핀(spin), 딥(dip), 웹(web) 또는 롤(roll) 코팅과 같은 간단한 저온 습식 화학적 코팅 기술에 의해 형성될 수 있으며, 이러한 반사방지 코팅은 낮은 굴절률의 다공성 실리카 나노입자 및 기계적 강도를 제공하는데 사용되는 결합제로 구성될 수 있음이 제안되었다.
예를 들어, US 2009-0220774 A1는 기공 구조(pore structure)를 템플레이팅(templating)하는데 사용되는 양이온성 계면활성제를 사용함으로써 형성된 규칙적 육각형 배열의 기공들로 이루어진 메조다공성(mesoporous) 실리카 나노입자를 사용하는 것을 제안하고 있다. 이들 입자는 코팅이 베이킹되기 전에, 바람직하게는 500℃ 초과의 온도에서 기재에 적용되어, 계면활성제를 제거하고, 층을 치밀화한다. 그러나, 이는 높은 베이킹 온도로 인해 폴리머 기재에 대한 사용을 허용하지 않는다. 결합제 시스템 결여 및 베이킹으로 인한 나노입자의 소결도는 상기 시스템의 기계적 유연성(mechanical flexibility) 및 플렉스(flex) 및 충격을 견디어 내는 능력을 감소시킨다.
또한, JP 2009-40967는 입자가 4차 암모늄 염의 양이온성 계면활성제에 의해 템플레이팅된 규칙적인 배열의 기공으로 형성되는 메조다공성 실리카 나노입자 시스템을 사용하는 것을 제안하고 있다. 입자 형성 후, 계면활성제는 산 용액에 의해 제거되고, 반사 방지 코팅은 결합제 시스템 중에 입자를 분산시키고, 결합제 시스템을 건조하고 경화하기 전에 이를 적합한 기재 상에 도입시킴으로써 형성된다. 나노입자 내 이러한 규칙적인 기공 구조, 및 계면활성제의 특성은 계면활성제의 완전 제거를 보다 용이하게 한다. 그러나, 이러한 규칙적인 구조는 기공이 모세관력에 의한 결합제 및 용매의 기공 시스템으로의 진입에 대해 개방되어 있음을 의미한다. 이러한 결합제 및 용매의 진입은 형성된 입자의 굴절률을 증대시킴으로써 반사 방지 성능을 열화시킨다.
문헌( Chem. Mater. 2010, 22, 12-14(Hoshikawa et al))은, 기공이 필수적으로 입자를 통해 흐르는 규칙적으로 이격되어 있는 기둥인 입자를 기술하고 있다. 입자의 곡률 및 어떠한 표면 기공 구조가 최저 에너지 표면 상태가 아니라는 사실에 기인하여, 입자 표면에서 이들 입자의 약간의 확장 및 곡률이 존재한다. 입자가 작아지게 됨에 따라, 입자 표면에서 이러한 왜곡된 영역은 대체적으로 입자 부피의 보다 큰 비율이 되지만, 입자의 필수 내부 구조는 온전하게 남아 있는다. 이러한 구조는 기공을 통해 액체의 자유 흐름을 멈추게 할 것이 없음에 따라, 모세관 현상 및 결합제 물질로의 기공 충전을 유도한다.
본 발명의 목적은 상기 문제점의 몇몇 또는 어느 하나를 적어도 일부 해소하는 것이다.
광범위한 실리카 나노입자가 광범위한 적용에 대해 당해 공지되어 있다. 이러한 광범위한 적용 내에서, 실리카 나노입자의 특정 유형은 NanoScape AG에 의해 생산되고, 상표명 NMC-1-PH 및 NMC-1-Si로 판매된다. 본 발명이 이루어질 즈음에, 이들 입자에 대한 용도는 공지되어 있지 않았다. 놀랍게도, 본 발명자들에 의해 이들 나노입자가 AR 코팅에 포함되어 개선된 광학 특성을 제공할 수 있음이 밝혀졌다.
본 발명에 사용되는 실리카 나노입자는 다공성이고, 바람직하게는 실질적으로 모든 기공(더욱 바람직하게는 모든 기공)이 1 내지 10nm 범위, 바람직하게는 1 내지 5nm 범위, 더욱 바람직하게는 1 내지 3nm 범위의 평균 기공 직경을 지닌다. 기공은 무작위로 배향된다. 나노입자의 기공은 바람직하게는 적어도 부분적으로 소수성 층을 포함하는 내부 표면을 지닌다.
따라서, 본 발명은 결합제, 및 기공이 무작위로 배향되어 있는 복수의 다공성 실리카 나노입자를 포함하는 광학 코팅을 제공한다.
용어 "나노입자"는 본 발명과 관련하여 1 내지 100nm 범위의 평균 직경을 지닌 입자를 나타내는데 사용된다. 바람직하게는, 나노입자는 1 내지 50nm 범위, 더욱 바람직하게는 10 내지 40nm 범위, 더욱 더 바람직하게는 20 내지 30nm 범위의 평균 직경을 지닌다.
용어 "무작위로 배향된다"는 본 발명과 관련하여 반복되는(또는 부분적으로 또는 전체적으로 대칭적인) 구조를 형성하지 않는 기공을 나타내는데 사용된다. 이의 예는 사행성 통로(tortuous path)를 갖고/거나, 무질서적이고/거나, 비균일이고/거나, 비주기적이고/거나, 불규칙적이고/거나, 비대칭적인 기공이다.
용어 "친수성"은 본 발명과 관련하여 표면이 90°미만의 물접촉각(water contact angle)을 갖는 물질을 나타내는데 사용된다. 용어 "소수성"은 본 발명과 관련하여 표면이 90°초과의 물접촉각을 갖는 물질을 나타내는데 사용된다.
또한, 본 발명은 상기 기술된 바와 같은 광학 코팅과 소정 물질이 조합물에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 기공이 무작위로 배향되어 있는, 복수의 다공성 실리카 나노입자 및 용매를 포함하는 광학 코팅을 형성하기 위한 용액에 관한 것이다. 몇몇 구체예에서, 용액은 또한 결합제를 포함한다. 다른 구체예에서, 결합제 및 용매를 포함하는, 광학 코팅을 형성하기 위한 추가의 용액이 제공한다.
또한, 본 발명은 광학 코팅의 제조시, 기공이 무작위로 배향되어 있는, 다공성 실리카 나노입자의 용도에 관한 것이다.
본 발명의 또 다른 양태는 광학 코팅을 제조하는 방법으로서, 상기 방법은
(i) 결합제, 용매, 및 기공이 무작위로 배향되어 있는 복수의 다공성 실리카 나노입자를 포함하는 광학 코팅을 형성하기 위한 용액, 또는 (ii) 한 용액은 결합제 및 용매를 포함하고, 한 용액은 기공이 무작위로 배향되어 있는, 복수의 다공성 실리카 나노입자를 포함하는, 광학 코팅을 형성하기 위한 두 개의 용액을 준비하고;
상기 용액 또는 용액들을 기재에 적용하고;
상기 용액 또는 용액들로부터 용매를 제거하여 광학 코팅을 형성시키는 것을 포함하는 방법을 제공한다.
기공은 적어도 부분적으로 소수성층을 포함하는 내부 표면을 지니는 것이 바람직하며, 상기 층은 바람직하게는 유기층이고, 더욱 바람직하게는 폴리머이다. 나노입자는 결합제 내에 분포되는 것이 바람직하다.
두 개의 광학 코팅 용액이 상기 기술된 방법으로 제조되는 경우, 이들 용액은 바람직하게는 기재에 별개로, 그리고 연속해서 적용된다.
상기 언급된 바와 같이, 놀랍게도 본 발명자들에게 의해 (이전에 어떠한 공지의 용도를 갖지 않은) 기술된 실리카 나노입자가 개선된 특성을 지닌 광학 코팅으로 포뮬레이팅될 수 있음이 밝혀졌다. 어떠한 이론에 결부되고자 바라지 않지만, 이러한 놀라운 개선은 무작위로 배향되어 있는 기공을 지닌 다공성 나노입자에 기인하고, 이러한 기공의 사행성 통로는 액체 진입(즉, 광학 코팅 내 결합제의 진입)을 감소시키는 효과를 지니는 것으로 여겨진다. 기공은 얇은(예를 들어, 단층) 유기 층, 바람직하게는 폴리머로, 몇몇 구체예에서는 폴리스티렌으로 코팅될 수 있다. 본 발명에 사용되는 나노입자는 복잡한 사행성 통로로 배열된 기공의 무작위 집합체로 이루어진다. 이러한 유형의 구조는, 임의로 소수성 내부 기공 코팅과 함께, 입자 코어로의 결합제 진입을 막는 경향이 있어서 입자들이 결합제 중에서 부동화될 경우 입자들의 낮은 굴절률을 유지시킨다.
실리카 나노입자의 기공의 무작위 배향은, 나노입자가 결합제와 함께 코팅으로 포뮬레이팅되는 경우, 얇은 유기 내부 표면을 제외하고는, 기공이 주로 공기 충전(즉, 기공 용적의 50% 이상이 공기임)됨을 의미한다. 내부 기공 구조의 무작위 특성으로 인해, 바람직하게는 실질적으로 기공으로 결합제가 진입되지 않는다. 이는, 코팅의 굴절률을 1.20 미만으로 유지시킨다. 이러한 효과는 기공이 적어도 부분적으로 소수성 층을 포함하는 내부 표면을 지니고, 결합제가 친수성인 경우에 증진된다. 바람직하게는, 나노입자의 외부 표면(즉, 기공 제외)은 친수성이다.
결합제는 무기 또는 유기일 수 있다. 광학 코팅에 있어서, 결합제는 입자를 둘러싸고, 필름에 기계적 강도를 제공하는 작용을 한다. 결합제는 바람직하게는 친수성 결합제이다. 특히 바람직한 결합제는 테트라에톡시실란(TEOS) 또는 MP-1154D(SDC Technologies)을 포함한다. MP-1154D는 3-글리시독시프로필트리메톡시실란(GPTMS)을 포함하는 실론산-기반 하드코트(hardcoat)이며, 광학적 적용에 있어서 하드코트로서 공지되어 있다. 그러나, 놀랍게도 본 발명자들에게 의해 MP-1154D이 본 발명의 광학 코팅을 제공하기 위한 상기 기술된 실리카 나노입자와 상용성(compatible)인 결합제인 것으로 밝혀졌다.
하부 기재에 대해 유사한 특성(즉, 결합제가 기재에 부착되게 하는 화학적 상용성(compatibility))을 지닌 결합제 선택은 코팅에 상당한 뒤틀림을 유도하는 로드(load) 하에서도 취성 및 계면의 필름 결함을 감소시키거나 실질적으로 없앨 수 있다. 적합한 조합물의 예는 (i) TEOS 결합제 및 유리 기재, 및 (ii) TEOS 결합제 및 TAC 기재를 포함한다.
몇몇 구체예에서, 광학 코팅이 적용되어야 하는 기재 표면은 광학 코팅 용액의 적용 전에 처리된다. 몇몇 구체예에서, 이러한 표면 처리는 코팅과 기재 간의 부착력을 증진시키기 위해 기재에 프라이머 또는 하드코트를 적용하는 형태일 수 있다. 적합한 프라이머는 수중 폴리우레탄인 PR1165과 같은 폴리우레탄 기반 프라이머를 포함한다. PR1165는 폴리카보네이트 기재와 실록산 MP-1154D을 포함하는 층 사이에 사용하기에 특히 적합하다.
다른 구체예에서, 표면 처리는 기재 표면의 화학적 또는 물리적 특성을 변경하는 것을 포함할 수 있다. 이는 기재의 표면 에너지를 증가시키기 위해 이루어질 수 있다. 이러한 처리는 산(예를 들어, 염산 또는 황산), 또는 염기(예를 들어, 수산화나트륨)으로의 처리, 또는 플라즈마 또는 코로나 처리를 포함할 수 있다. 산 또는 염기 처리는 기재 표면을 가수분해할 수 있으며, 이러한 모든 처리는 기재 표면을 산화 및/또는 에칭하는데 사용될 수 있다. 기재 표면 상의 결합을 가수분해하는 것은 보다 극성의 표면을 제공하고, 이로써 극성 상호작용을 증대시킬 수 있다. 산화 및 에칭은 표면 조도(surface roughness) 및 접촉 면적을 증대시킬 수 있다. 가수분해, 산화 및 에칭은 모두 기재와 결합제 간의 상용성(및 이에 따른 부착력)을 개선시키기 위해 사용될 수 있다.
바람직한 기재는 폴리카보네이트, 유리, 트리아세테이트 셀룰로즈(TAC) 및 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)를 포함한다. 이들 기재, 특히 폴리카보네이트는 프라이머의 적용과 같은 표면 처리와 함께 또는 그러한 표면 처리 없이, 광학 코팅이 적용되는 하드코트(예를 들어 MP-1154D)를 포함할 수 있다.
폴리카보네이트 기재에 대해 바람직한 표면 처리(상기 기술된 바와 같은 하드코트와 함께 또는 없이)는 플라즈마 처리, 바람직하게는 산소 중에서의 플라즈마 처리(바람직하게는 1분 동안 1 bar)를 포함한다.
TAC 기재에 대해 바람직한 표면 처리는 염기로의 처리를 포함한다. 염기는 바람직하게는 물과 함께 용액으로, 일반적으로 약 10%w/w 농도로 존재하는 수산화나트륨인 것이 바람직하다. 염기로의 처리 후에 물로의 세척이 이어지는 것이 바람직하다.
PMMA 기재에 대해 바람직한 표면 처리는 산으로의 처리 또는 염기로의 처리를 포함한다. 바람직한 산은 황산, 바람직하게는 3M 수용액이다. 바람직한 염기는 에틸아민 디아민, 바람직하게는 이소프로판올 중의 1M 용액이다. 바람직하게는, 산 또는 염기로의 처리 후에 물 및/또는 IPA로의 세척이 이어진다.
모든 기재는 바람직하게는 사용 전에, 표면 처리 전 또는 후에 세척된다. 세척은 비이온성 계면활성제 용액 및/또는 이소프로판올 및/또는 아세톤 및/또는 물, 임의로 초음파로 이루어질 수 있다. 바람직하게는, 비이온성 계면활성제는 친수성 폴리에틸렌기 및 소수성기, 예컨대 Triton X-100(바람직하게는 수중 1wt% 용액)를 지닌다. 초음파 이후에 물 및/또는 이소프로판올로의 세척이 이어지는 것이 바람직하다.
마모에 대한 저항력을 개선시키기 위해 추가 코팅이 광학 코팅에 적용될 수 있다. 바람직한 코팅은 Fluorolink S10(Solvay Solexis)와 같은 에톡시실란 말단기를 지닌 퍼플루오로폴리에테르를 포함한다. 바람직하게는, 이러한 코팅은 바람직하게는 물 및/또는 아세트산과 함께, 이소프로판올 중의 용액으로서 적용된다.
바람직하게는, 광학 코팅 용액(들)에 사용되는 용매는 알콜, 더욱 바람직하게는 이소프로판올을 포함한다. 바람직하게는, 결합제가 TEOS인 경우, 광학 코팅 용액은 산, 바람직하게는 염산을 포함한다. 염산은 TEOS의 가수분해에 촉매 작용을 하며, 이러한 가수분해는 알콜을 방출하고, 반응성 실란올(Si-OH)기를 생성한다. 이후, 이들 실란올기에는 축합 반응이 일어나 -Si-O-Si- 결합을 형성하여, 연속적인 실리카 네트워크를 형성한다. 산의 내포는, 또한 그것이 축합 반응을 느리게 하여 광을 산란시키기에 충분히 크지 않은(즉, 물질을 광투과성으로 유지시키는) 폴리머 실리카 사슬(polymeric silica chain)을 형성하기 때문에 유리하다.
바람직하게는, 광학 코팅은 반사 방지(AR) 코팅이다. 용어 "반사 방지 코팅"은 본 발명과 관련하여 기재에 적용되는 경우, 기재에 의해 반사되는 입사광(또는 그 밖의 전자기 방사선)의 양을 감소시키는 코팅을 나타내는데 사용된다.
바람직하게는 광학 코팅은 나노압입(nanoindentation)에 의해 측정하는 경우, 전형적으로 0.7 GPa 초과, 또는 더욱 바람직하게는 1.0 GPa 초과의 경도를 나타낼 수 있다. 또한, 바람직하게는, 광학 코팅은 하부 기재의 탄성 계수의 절반 초과 및 두 배 미만의 탄성 계수를 지닌다. 더욱 바람직하게는, 광학 코팅은 기재의 탄성 계수의 ±25% 내, 더욱 더 바람직하게는 ±10% 내의 탄성 계수를 지니며, 몇몇 구체예에서, 기재의 탄성 계수와 실질적으로 동일하다. 이러한 방식으로, 탄성 계수는 하부 기재와 매칭될 수 있으며, 이는 필름이 상당히 플렉싱될 수 있음을 나타낸다. 본 발명을 구현하는 코팅은 취성 결함 없이(즉, 플라스틱 변형, 예를 들어, 크랙킹(cracking) 및/또는 박리(delamination) 없이) 가요성 기재, 예를 들어, 폴리머 기재에 대한 코팅 두께에 10배(바람직하게는 10배 초과)로 플렉싱되는 것이 바람직하다. 이러한 플렉스는 심지어 무기 결합제를 포함하는 코팅이 폴리머 기재 상에 사용되는 경우에도 보여진다. 이러한 놀라운 결과는 나노입자의 복합 다공성 실리카-유기 구조에 대한 또 다른 특징이다.
광학 코팅은 전형적으로 1.0 내지 1.4 범위의 굴절률을 지닌다. 코팅이 기재 굴절률의 제곱근의 ±20%, 더욱 바람직하게는 ±15%, 더욱 더 바람직하게는 ±10%의 굴절률을 지니는 것이 바람직하다. 유리 기재는 전형적으로 1.5의 굴절률을 지니며, 폴리카보네이트 기재는 일반적으로 1.58의 굴절률을 지닌다. 결합제는 전형적으로 약 1.5의 굴절률을 지니며, 나노입자는 약 1.16의 굴절률을 지닌다. 이에 따라, 입자와 결합제 혼합물의 굴절률은 나노입자에 대한 결합제의 비율을 변경함으로써 특정 기재에 대해 조정될 수 있다. 이는 시스템이 코팅의 굴절률을 최적화하도록 하여 반사 방지 코팅 필름의 경우에 광학 코팅의 반사도를 최소화한다.
바람직하게는, 300nm 내지 1900nm 범위의 하나 이상의 파장에서 본 발명의 광학 코팅을 지닌 한면 코팅을 지닌 기재 상의 입사광에 대한 굴절률은 2% 미만, 더욱 바람직하게는 1.5% 미만이다.
본 명세서에서, 예를 들어 "광학 코팅"에서와 같이 용어 "광학"이 사용되는데, 이러한 용어는 단지 가시광으로의 어떠한 제한을 내포하는 것으로 의도되지 않는다. 본 발명은 필요에 따라, 예를 들어, 적어도 자외선(UV) 또는 적외선(IR)을 포함하는 전자기 스펙트럼의 다른 부분에도 적용될 수 있다. 본 발명의 코팅은 또한 일부 문맥에서 필름으로서 언급된다.
이제 본 발명의 구체예가 첨부되는 도면을 참조하여 단지 예시적으로 기술될 것이다.
도 1은 기재에 제공된 종래의 균일한 두께의 단층 AR 코팅을 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 태양 전지 적용을 위한 유리 기재 상의 본 발명의 광학 코팅의 단면에 대한 주사전자현미경사진(Scanning Electron Micrograph)이다.
도 3은 도 2의 광학 코팅의 반사 방지 성능을 보여주는 가시 파장 범위에서의 반사율 곡선이다.
도 4는 안과 적용시에 사용하기 위한 실리콘 하드코트 처리된 폴리카보네이트(PC) 기재 상의 본 발명의 광학 코팅의 단면에 대한 전사주사현미경사진이다.
도 5는 도 4의 광학 코팅의 반사 방지 성능을 보여주는 투과율 곡선이다.
도 6은 본 발명의 실리카 나노입자의 투과전자현미경(Transmission Electron Microscopy)(TEM) 이미지이다.
본 발명의 나노입자는 바람직하게는 개방 또는 다공성 구조를 지닌다. 이러한 입자의 예는 도 6에 도시되어 있다. 이들 다공성 입자는, 물질의 다공성 특성 및 기공의 무작위 배향이 굴절률을 감소시키기 때문에(즉, 굴절률이 공기 및 입자 물질의 굴절률의 평균이 됨) 본 발명의 반사 방지 코팅에 사용된다. 그와 같이, 코팅은 표면에 적용되어 유리와 공기 사이 중간에 근접하는 굴절률을 제공할 수 있다.
나노입자의 기공은 바람직하게는 소수성 층, 바람직하게는 유기 층, 더욱 바람직하게는 폴리머로 적어도 부분적으로 코팅된다. 유기 및/또는 폴리머층은 페닐 또는 알킬기를 포함할 수 있다. 이들 기는 할로겐 및/또는 아민 기로 치환될 수 있다. 몇몇 구체예에서, 유기 층은 하나 이상의 트리알킬아민 또는 트리에탄올아민을 포함한다. 폴리머는 단층으로 존재할 수 있다. 폴리머는 예를 들어, 유기 폴리머를 포함할 수 있다. 몇몇 구체예에서, 폴리머는 폴리스티렌 및/또는 폴리 비닐 부타디엔을 포함할 수 있다. 소수성 층은 바람직하게는 각 입자 중량의 50wt% 미만, 더욱 바람직하게는 40wt% 미만, 더욱 더 바람직하게는 30wt% 미만이다.
가장 바람직하게는, 다공성 입자는 필름의 어떠한 표면 조도를 30nm 미만으로 감소시키기 위해 크기 범위가 20 내지 30nm 내에 있다.
본 발명의 구체예에 사용하기 위한 입자의 합성
다공성 실리카 나노입자는 전형적으로 알콕시실란(예컨대 테트라메틸오르쏘실리케이트 및 테트라에틸오르쏘실리케이트)의 가수분해 후 가수분해된 전구체의 축중합(co-condensation)에 의해 무기 실리카 폴리머를 생성함으로써 제조된다. 미립 구조물을 생성하기 위해, 반응이 염기의 존재 하에서 촉매작용되고, 이것이 축합반응을 가속화시킨다. 어떠한 적합한 염기, 예를 들어, 암모니아, NaOH 또는 KOH가 사용될 수 있다. 따라서, 반응은 전형적으로 알칼리 용액 중에서 수행되는데, 이는 전형적으로 염기 수용액이다. 전형적으로, 이 반응은 대형의 치밀한 구형 실리카 입자를 형성할 것이다.
폴리머 템플레이팅제(polymeric templating agent)의 내포는 입자의 구조적 변경 및 무작위로 배향되어 있는 기공 구조의 발달을 야기한다. 예를 들어, 폴리스티렌이 상기 반응과 동일한 용액 중에서 중합되는 경우, 유기 폴리머에 의해 점유된 공간은 실리카에 의해 점유될 수 없고, 이에 따라 실리카가 폴리머 주변에서 성장하여, 긴밀하게 혼합된 유기/무기 입자를 형성하게 된다. 실리카가 아니라 폴리머를 용매시키는 용매에 의한 템플레이팅 폴리머의 제거는 폴리머 제거로부터 형성되는, 기공을 지닌 실리카 입자를 형성한다. 실리카 표면으로부터 폴리머의 완전한 제거에 대한 표면 에너지 증가가 지나치게 크기 때문에 폴리머 제거는 결코 완벽하지 않다. 따라서, 소정의 폴리머 코팅이 기공 내부 표면 상의 실리카 나노입자 내에 보유된다.
전체 입자 크기는 수중유 에멀젼을 형성함으로써 제어된다. 에멀젼 점적은 입자가 점적 도메인 이상으로 성장하지 못하게 작용한다. 점적 크기는 오일, 물의 비, 및 에멀젼화제 타입 및 농도에 의해 제어된다. 이에 따라, 적합한 조건 하에서, 입경 및 직경 분포는 20 내지 30 nm의 바람직한 범위 내에서 유지될 수 있다.
상기 기술된 바와 같이 제조된 다공성 실리카 입자는, 기공 구조가 무작위 배향되고, 기공 내부 표면이 소수성 층으로 코팅되고, 입자의 외부 표면은 친수성이 되게 된다.
광학 코팅
입자는 기재, 예컨대 유리 또는 폴리머 상에 코팅층을 생성시키기 위해 사용된다. 코팅의 평균 두께는 바람직하게는 75 내지 500 nm, 더욱 바람직하게는 75 내지 300 nm, 더욱 더 바람직하게는 100 내지 200 nm의 범위이다. 코팅의 평균 표면 조도는 원자력간현미경(atomic force microscopy)(AFM) 또는 간섭계(interferometry)에 의해 측정하는 경우, 2 내지 50 nm, 더욱 바람직하게는 5 내지 30nm, 더욱 더 바람직하게는 10 내지 30nm의 범위인 것이 바람직하다.
광학 코팅은 결합제 및 용매 중에 상기 입자를 포뮬레이팅하여 광학 코팅 용액을 형성시킴으로써 얻어질 수 있다.
결합제는, 실리케이트, 실리카, 실리콘 기반 폴리머, 실록산 기반 폴리머, 아크릴레이트 기반 폴리머, 셀룰로즈, 셀룰로즈 유도체, 또는 비닐 알콜 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 언급된 바와 같이, 본 발명의 코팅 용액은 용매를 포함한다. 용매는, 바람직하게는 알콜, 바람직하게는 50%v/v 이상의 수준으로 알콜을 포함한다. 바람직한 알콜은 메탄올, 에탄올, 프로판올 또는 부탄올을 포함한다. 특히 바람직한 알콜은 이소프로판올이다.
코팅 용액은 추가로 그 박의 성분들, 예컨대, 물, 산(바람직하게는 염산), 및/또는 실리콘을 포함할 수 있다. 이들 추가의 성분들은 코팅 용액의 점도 및 입자의 분산을 제어하는데 유용하다.
상기 기술된 코팅 용액은 기재 상에서의 스핀 코팅(spin coating), 딥 코팅(dip coating), 롤투롤 코팅(roll to roll coating), 스프레이 코팅(spray coating) 및 웹코팅(webcoating)을 포함하나, 이로 제한되는 것은 아닌 표준 습식 화학적 코팅 기술에 의해 기재에 적용될 수 있다.
기재는, 예를 들어, 유리, 석영, 폴리카보네이트, 실리콘 하드코트 처리된 폴리카보네이트, 아크릴레이트 코팅된 폴리카보네이트, 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 및 셀룰로즈 트리아세테이트(TAC) 중 하나일 수 있다.
코팅 용액은 건조되고, 임의로 기재 상에서 경화되어 광학 코팅을 형성할 수 있다. 건조는 임의로 가열을 포함하는, 용매를 제거하는 공정이다. 건조는 경화와 동시에 수행될 수 있거나, 별개의 공정을 구성할 수 있다. 몇몇 구체예에서, 경화는 50 내지 250℃, 더욱 바람직하게는 80 내지 140℃ 범위의 온도를 유지함으로써 수행되고; 대안적으로, UV 경화는 주위 온도 또는 승온(즉, 25℃ 초과)에서 수행된다. 사용되는 승온은 기재 및 결합제에 의거하여 당업자들에게 의해 선택될 수 있다.
광학 코팅 및 하부 기재의 결합은 결합제에 대한 입자 비율의 조절에 의해, 그리고 결합제의 선택에 의해 매칭될 수 있다. 광학 코팅은 바람직하게는 기재가 1.5의 굴절률을 갖는 경우, 40 내지 60wt% 나노입자, 더욱 바람직하게는 48 내지 54wt%, 더욱 더 바람직하게는 50 내지 52wt%, 가장 바람직하게는 약 51wt% 나노입자를 포함하는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 광학 코팅의 나머지는 결합제, 및 임의로 사용된 어떠한 첨가제이다. 이러한 매칭은 광학 코팅의 경도를 유지하면서, 예를 들어, 표면을 때리는 샌드 입자로부터의 임팩트(impact) 동안 또는 연속적인 가압 하에 코팅이 플렉싱되게 한다.
실시예
실시예 1 - 태양 전지 적용을 위한 유리 기재 상의 광학 코팅
메탄올 중의 1.4% w/v 메조다공성 실리카 나노입자(상기 기재된 바와 같음)의 용액을 입자 공급원(용액 A)으로 사용하였다. 메조다공성 실리카 입자의 평균 입경은 20 내지 30 nm이었다. 100μl 테트라에틸 오르쏘실리케이트(TEOS), 2ml 이소프로판올(IPA) 및 50μl 염산을 포함하는 결합제 용액을 제조하였다(용액 B). 10분 동안 60℃에서 아세톤으로, 10분 동안 60℃에서 IPA으로 세척함으로써 유리 기재를 준비한 후, 건조시켰다. 기재의 치수는 25 mm x 25 mm였다.
스핀 코터를 사용하여 광학 코팅을 제조하였다. 기재를 4200rpm에서 스피닝하고, 270μl의 용액 B를 기재 상에 함침시키고, 계속해서 25초 동안 스피닝하였다. 이후, 270μl의 용액 A를 기재 상에 함침시키고, 이를 25초 동안 4200rpm에서 스피닝하였다. 이후, 이들 두 함침 단계를 반복하여 요구되는 광학적 및 기계적 특성을 지닌 최종 코팅을 얻었다.
형성된 광학 코팅의 구조가 도 2에서 단면으로 도시되어 있으며, 여기서 광학 코팅(1)은 유리 기재(2) 상에 있으며, 코팅되지 않은 유리 기재와 비교한 반사율 특성이 도 3에 제시된다. 알 수 있는 바와 같이, 390 내지 750 nm 범위의 가시광의 모든 파장에 대한 반사율은 2% 미만이었으며, 실제로 그러한 1.5% 보다 낮았다. 이러한 낮은 반사율은 또한 300 내지 1900 nm 범위의 파장에 대해서도 달성될 수 있다.
실시예 2 - 안과 적용을 위한 폴리카보네이트 기재 상의 실리카 입자 및 실리콘 결합제
메조다공성 실리카 나노입자(상기 기재된 바와 같음)의 1g 용액(에탄올 중 4.7% wt)을 2.35ml의 이소프로판올로 희석하여 1.4% wt 용액(용액 A)을 얻었다. SDC Coatings(Anaheim, CA)으로부터의 열경화성 하드코트 MP1154D를 결합제로서 사용하였다. 1ml MP1154D의 결합제 용액을 1ml의 이소프로판올로 희석하여 10 wt% 결합제 용액(용액 B)을 얻었다. 3.4ml의 용액 A를 0.6ml 용액 B와 혼합하여 광학 코팅 용액(용액 C)을 얻었다. 폴리카보네이트 렌즈를 PR-1165(SDC)로 프라이밍시키고, MP-1154D(SDC)를 사용하여 하드코팅하였다. 이후, 렌즈를 60초 동안 4000 rpm에서 스피닝하였다. 500μl의 용액 C를 스피닝 동안 렌즈 중앙에 함침시켰다. 이후, 형성된 광학 코팅을 공기 중에서 4시간 동안 129℃에서 경화시켜, 광학 코팅(1), 실리콘 하드코트(2) 및 폴리카보네이트 기재(3)를 포함하는 도 4에 도시된 코팅을 생성하였다. 반사 방지층(광학 코팅)이 있거나 없는 기재가 도 5에 도시되어 있으며, 코팅에 의한 보다 큰 투과율은 반사도에서의 감소를 입증한다.
실시예 3 - MP-1154D 하드코트 및 플라즈마 처리된 폴리카보네이트 기재 상의 실리카 입자 및 TEOS 결합제
MP-1154D 하드코트로 코팅된, 5x5cm 크기로 측정되는 폴리카보네이트 플라크를 1분 동안 50% 파워 및 1 Bar 산소로 Pico System 플라즈마 처리기를 사용하여 산소 중에서 플라즈마 처리하였다.
이소프로판올 중의 1.5g의 5wt% SiO2 메조다공성 실리카 입자의 용액을 13.5g의 이소프로판올로 희석하였다. 결합제 용액을 4.5g의 테트라에톡시실란, 20g의 HPLC 등급의 이소프로판올 및 0.5g의 1M HCl로부터 제조하고, 희석된 메조다공성 실리카 콜로이드와 혼합하여 광학 코팅 용액을 형성하였다. 이후, PC 플라크를 용액 중에 딥 코팅(dip coating)하고, 80mm/min로 인출하였다. 이후, 기재를 30초 동안 주위 공기 중에서 건조시킨 후, 딥 공정을 4회 반복하였다. 실리카 입자는 기재 상에 형성되는 광학 코팅의 51wt%를 구성하였다.
이들 샘플의 최대 투과율은 97.8%(UV/VIS 분광법을 사용하여 측정됨)였으며, 코팅은 티슈 내마모성(tissue abrasion resistant)이었다. 모든 예에 있어서, 내마모성을 BS ISO 9211-4:2006 Optics 및 광학 기기 - Optical Coatings. Part 4 Specific Test Methods에 따라서 시험하였다. 이는 치즈 클로쓰(cheese cloth)/티슈 또는 스틸 울(steel wool)로의 10회 스트로크(stroke)를 포함하였다.
추가로, 소수성 탑 코팅을 ARC의 광학 특성에 대해 상당한 악영향 없이 적용시켰다. 이를 달성하기 위해, 150g의 HPLC 등급의 이소프로판올, 6.4g의 탈이온수, 1.6g의 Fluorolink S10(Solvay Solexis) 및 1.6g의 아세트산으로 이루어진 용액을 제조하였다. 상기 용액을 사용하여 상기 기술된 디핑 공정에 의해 단층 코팅을 적용시켰다. 광학 특성은 영향받지 않았지만, 스틸 울 내마모성이 얻어졌다.
실시예 4 - MP-1154D 하드코트를 지닌 유리 기재 상의 실리카 입자 및 TEOS 결합제
동일한 코팅 용액을 상기 기술된 바와 같이 사용하였으나, 기재를 유리 현미경 슬라이드로 교체하였다. 슬라이드를 10분 동안 Triton X-100를 사용하여 초음파처리함으로써 세척한 후, 탈이온수로 철저히 헹구고, 압축 공기를 사용하여 건조시켰다. 추가의 표면 처리는 사용되지 않았다.
슬라이드를 상기 기술된 바와 같이 준비하였으며, 슬라이드는 98.5%의 최대 투과율 및 티슈 내마모성을 지녔다. 또한, 실리카 입자는 기재 상에 형성되는 필름의 51%를 구성하였다. 소수성 Fluorolink S10 코팅의 적용이 스틸 울 내마모성을 제공하였다.
실시예 5 - NaOH 처리된 폴리카보네이트 기재(CR-39) 상의 실리카 입자 및 MP1154D 결합제
CR39 렌즈를 10분 동안 Triton X-100의 1wt% 용액으로 초음파처리한 후, 탈이온수로 철저히 헹구고, HPLC 등급의 이소프로판올로 헹구고, 압축 공기를 사용하여 건조시켰다. 이후, 렌즈를 실온에서 10분 동안 10wt% 수산화나트륨 용액에 침지시켰다.
"입자"로서 언급되는, 이소프로판올 중의 1.4wt% 메조다공성 실리카 나노입자 용액을 "결합제"로서 언급되는, 10wt% MP-1154D 용액(HPLC 등급의 이소프로판올을 사용하여 20%wt 용액으로 제공되는 것으로부터 희석됨)과 혼합하여 광학 코팅 용액을 형성하였다. 두 용액을 88wt% 입자와 나머지로 결합제의 비율로 혼합하였다.
오목 렌즈 표면을 500μL의 ARC 용액을 분배한 후, 렌즈를 30초 동안 4000rpm으로 스피닝함으로써 코팅하였다. 렌즈의 볼목면을 렌즈 중심에 1000ul의 ARC 용액을 분배하기 전에 먼저 4000rpm으로 스피닝한 후, 추가의 30초 동안 스피닝하였다.
렌즈를 110℃에서 3시간 동안 경화시켰다. 실리카 입자는 기재 상에 형성되는 광학 코팅의 50.7wt%를 구성하였다. 형성되는 코팅은 렌즈의 최대 광투과율을 88%에서 97%로 증가시켰으며, 티슈와의 수동 마모에 대해 저항성을 지녔다.
실시예 6 - MP1154D 하드코트 및 NaOH 처리된 폴리카보네이트 기재(CR-39) 상의 실리카 입자 및 MP1154D 결합제
CR39 렌즈를 10분 동안 Triton X-100의 1wt% 용액으로 초음파처린한 후, 탈이온수로 철저히 헹구고, HPLC 등급의 이소프로판올로 헹구고, 압축 공기를 사용하여 건조시켰다. 이후, 렌즈를 PR-1165 중에 디핑하고, 252mm/min의 속도로 인출하고, 15분간 공기 건조시켰다. 렌즈를 MP-1154D 하드코트 용액 중에 디핑하고, 252mm/min로 인출하였다. 렌즈를 3시간 동안 110℃에서 경화시켰다. 완전히 경화된 렌즈를 실온에서 10분 동안 10wt% 용액의 수산화나트륨 용액에 침지시켰다.
"입자"로서 언급되는, 이소프로판올 중의 1.4wt% 메조다공성 실리카 나노입자 용액을 "결합제"로서 언급되는, 10wt% MP-1154D 용액(HPLC 등급의 이소프로판올을 사용하여 20%wt 용액으로 제공되는 것으로부터 희석됨)과 혼합하여 광학 코팅 용액을 형성하였다. 두 용액을 88wt% 입자와 나머지로 결합제의 비율로 혼합하였다.
오목 렌즈 표면을 500μL의 ARC 용액을 분배한 후, 렌즈를 30초 동안 4000rpm으로 스피닝함으로써 코팅하였다. 렌즈의 볼목면을 렌즈 중심에 1000ul의 ARC 용액을 분배하기 전에 먼저 4000rpm으로 스피닝한 후, 추가의 30초 동안 스피닝하였다.
렌즈를 110℃에서 3시간 동안 경화시켰다. 실리카 입자는 기재 상에 형성되는 광학 코팅의 50.7wt%를 구성하였다. 형성되는 코팅은 렌즈의 최대 광투과율을 88%에서 97%로 증가시켰으며, 티슈와의 수동 마모에 대해 저항성을 지녔다.
실시예 7 - MP1154D 하드코트 및 플라즈마 처리된 폴리카보네이트 기재 상의 실리카 입자 및 MP1154D 결합제
더 노빌 그룹(The Norville Group)으로부터 입수한 SDC Technologies MP-1154D 하드코트로 코팅된 사전-준비된 PC 렌즈를 사용하였다. 렌즈를 1분 동안 50% 파워 및 1 Bar 산소로 설정된 Pico 플라즈마 처리기에 배치하였다.
"입자"로서 언급되는, 이소프로판올 중의 1.4wt% 메조다공성 실리카 나노입자 용액을 "결합제"로서 언급되는, 10wt% MP-1154D 용액(HPLC 등급의 이소프로판올을 사용하여 20%wt 용액으로 제공되는 것으로부터 희석됨)과 혼합하여 광학 코팅 용액을 형성하였다. 두 용액을 88wt% 입자와 나머지로 결합제의 비율로 혼합하였다.
오목 렌즈 표면을 500μL의 ARC 용액을 분배한 후, 렌즈를 30초 동안 4000rpm으로 스피닝함으로써 코팅하였다. 렌즈의 볼목면을 렌즈 중심에 1000ul의 ARC 용액을 분배하기 전에 먼저 4000rpm으로 스피닝한 후, 추가의 30초 동안 스피닝하였다.
이후, 렌즈를 129℃에서 4시간 동안 경화시켰다. 실리카 입자는 기재 상에 형성되는 광학 코팅의 50.7wt%를 구성하였다. 형성되는 코팅은 렌즈의 최대 광투과율을 91%에서 97%로 증가시켰으며, 티슈와의 수동 마모에 대해 저항성을 지녔다.
실시예 8 - NaOH 처리된 트리아세테이트 셀룰로즈 기재 상의 실리카 입자 및 TEOS 결합제
트리아세테이트 셀룰로즈(TAC) 기재를 10분 동안 Triton X-100의 1wt% 용액으로 세척한 후, 탈이온수로 헹구어 미량의 상기 Triton 용액을 제거하였다. 이후, 각 샘플을 총 5분 동안 10% 중량 농도로 수산화나트륨(NaOH) 용액으로 전처리하였다. 이후, 샘플을 탈이온수로 철저히 헹구고, 압축 공기로 건조시켜 NaOH를 제거하였다.
1.4wt% 메조다공성 실리카 입자 용액을 5wt% 용액으로부터 메탄올로 희석함으로써 제조하였다(용액 A). 테트라에톡시실란(TEOS) 결합제 용액을 TEOS:이소프로판올:0.1M 염산의 3.5:40:3.5 비로 제조하였다(용액 B). 이후, 반사방지 코팅 용액(용액 C)을 용액 A 및 용액 B을 각각 3:2의 비로 배합함으로써 제조하였다.
제조된 반사방지 코팅 용액인, 용액 C를 사전 처리된 TAC 기재 상에 스핀 코팅시켰다. 각각의 코트 간에 약 10초의 짧은 대기 시간이 있어서 다음 적용 전에 이전 코팅이 건조되게 하였다. 실리카 입자는 기재 상에 형성되는 필름의 50.7wt%를 구성하였다.
기재의 양면에 반사방지 코팅의 두 개의 코트를 지닌 샘플 및 기재의 한면 상에 두 개의 코트를 지닌 샘플을 제조하였다. 또한, 코팅되지 않은 기재를 시험하였다. 샘플의 광학적 특성이 하기 표 1에 기재된다. 이들 결과는, 기재 양면 상의 반사방지 코팅 적용이 최대 광학적 특성을 제공함을 보여준다.
표 1
Figure pct00007

실시예 9 - 산 촉매작용 가수분해 처리된 폴리(메틸 메타크릴레이트)(PMMA) 기재 상의 실리카 입자 및 MP1154D 결합제
PMMA 기재를 10분 동안 50wt% 이소프로판올(IPA) 수용액으로 음파처리하고, 압축 공기로 건조시켜 폴리머 표면을 수화시키고 세정하였다. 이후, PMMA를 20분 동안 60℃에서 3M 황산 용액에 담구었다. 이후, 샘플을 방대한 양의 물로 헹군 후, IPA로 헹구고, 압축 공기로 건조시켰다.
"입자"로서 언급되는, SiO2 메조다공성 실리카 나노입자의 5%wt 용액을 이소프로판올로 1.4% wt로 희석하였다. 결합제 용액은 MP-1154D를 사용하고, 이를 약 20wt% 고형물에서 10wt% 고형물로 희석하여 제조하였다. 메조다공성 실리카 입자 및 결합제를 소정의 입자 대 결합제의 비율로 배합하여 광학 코팅 용액을 얻었다. 이후, 이 혼합물을 스핀 코팅에 의해 적용하였다.
85% 입자 대 15% 결합제의 비율에 있어서, 코팅된 단면으로부터의 광투과율은 93.95%의 최대 투과율을 제공하였다. 실리카 입자는 기재 상에 형성되는 필름의 50.7%wt를 구성하였다.
실시예 10 - 가아민분해(aminolysis)되는 PMMA 기재 상의 실리카 입자 및 MP1154D 결합제
PMMA 기재를 10분 동안 50wt% 이소프로판올(IPA) 수용액으로 음파처리하고, 압축 공기로 건조시켜 폴리머 표면을 수화시키고 세정하였다. 이후, PMMA를 20분 동안 실온에서 에틸렌 디아민(IPA 중 1M) 용액에 침지시켰다. 이후, 샘플을 방대한 양의 물로 헹군 후, IPA로 헹구고, 압축 공기로 건조시켰다.
"입자"로서 언급되는, SiO2 메조다공성 실리카 나노입자의 5%wt 용액을 이소프로판올로 1.4% wt로 희석하였다. 결합제 용액은 MP-1154D를 사용하고, 이를 약 20wt% 고형물에서 10wt% 고형물로 희석하여 제조하였다. 메조다공성 실리카 입자 및 결합제를 소정의 입자 대 결합제의 비율로 배합하여 광학 코팅 용액을 얻었다. 이후, 이 혼합물을 스핀 코팅에 의해 적용하였다.
85% 입자 대 15% 결합제의 비에 있어서, 코팅된 단면으로부터의 광투과율은 93.7%의 최대 투과율을 제공하였다. 실리카 입자는 기재 상에 형성되는 필름의 50.7%wt를 구성하였다.
실시예 11 - 실록산 하드코트를 지닌 폴리카보네이트 기재 상의 실리카 입자 및 TEOS 결합제
더 노빌 그룹에 의해 제공된 사전 하드코트 처리된 (실록산 하드코트) 폴리카보네이트 렌즈를 1분 동안 50% 파워 및 1 Bar 산소로 설정된 Pico 플라즈마 처리기로 플라즈마 처리하였다.
"입자"로서 언급되는, SiO2 메조다공성 실리카 나노입자의 5%wt 용액을 이소프로판올로 1.4% wt로 희석하였다. 1.75g 테트라에톡시실란, 20g의 이소프로판올 및 1.75g의 0.1M 염산으로 이루어진 결합제를 제조하고, 24시간 동안 교반하여 가수분해되게 하였다. 결합제 및 입자를 각각 2:3의 비율로 배합하여 광학 코팅 용액을 얻었다.
플라즈마 처리 후, 광학 코팅 용액을 렌즈 상으로 스피닝하고, 30분 동안 건조되게 방치한 후, 용액을 다시 스피닝 다운(spinning down)시켰다. 렌즈의 최대 광투과율은 단면에 대해 95.55%였다. 이는 티슈 마모를 통과하였다.
실시예 12 - 굴절률 1.6-1.8(즉, Mitsui Resin(MR) 1.6 및 1.8)을 지닌 수지 기재 상의 실리카 입자 및 MP-1154D 결합제
10분 동안 초음파 배쓰에서의 음파처리에 의해 Triton X-100의 1wt% 용액으로 세척함으로써 렌즈를 준비하였다. 이후, 렌즈를 탈이온수로 세척한 후, 이소프로판올로 세척하고, 압축 공기로 건조시켰다.
이후, 렌즈를 프라이머(PR-1165)에 디핑하여 15분 동안 건조되게 한 후, 하드코트(MP-1154D)로 디핑하고, 50%RH에서 40분 동안 30℃로 가열함으로써 부분 경화시켰다.
"입자"로서 언급되는, SiO2 메조다공성 실리카 나노입자의 5%wt 용액을 이소프로판올로 1.4% wt로 희석하였다. MP-1154D을 사용하고, 이를 대략 20wt% 고형물에서 10wt% 고형물로 희석하여 결합제 용액을 제조하였다. 메조다공성 실리카 입자 및 결합제를 다양한 비율의 입자 대 결합제(하기 표 2 참조)로 배합하여 광학 코팅 용액을 얻었다. 입자 대 결합제의 비율을 달리함으로써 형성되는 필름 코팅의 광투과율 및 내마모성이 증가하거나 감소하였다. 이들 두 특성 간의 적합한 비율에 있서어의 절충은 우수한 광투과율 및 내마모성 둘 모두를 나타내는 최적의 포뮬레이션을 찾는 것이 필요하다.
광학 코팅 용액(즉, ARC 용액)을 렌즈 상으로 양면에 대해 스피닝 다운시키고, 4시간 동안 110℃에서 경화시켰다.
표 2
Figure pct00008
최적의 포뮬레이션은 비율이 82:18인 것으로 나타났으며, 이는 우수한 광투과율 및 내마모성을 나타내었다.
실시예 13 - 비율 실험
SiO2 메조다공성 실리카 입자의 5%wt 용액을 이소프로판올로 1.4%wt로 희석하였다. MP-1154D을 사용하고, 이를 대략 20wt% 고형물에서 10wt% 고형물로 희석하여 결합제 용액을 제조하였다. 메조다공성 실리카 입자 및 결합제를 다양한 비율의 입자 대 결합제(하기 표 3 참조)로 배합하여 광학 코팅 용액을 얻었다. 입자 대 결합제의 비를 달리함으로써 형성되는 필름 코팅의 광투과율 및 내마모성이 증가하거나 감소하였다. 이들 두 특성 간의 적합한 비율에 있어서 절충은 우수한 광투과율 및 내마모성 둘 모두를 나타내는 최적의 포뮬레이션을 찾는 것이 필요하다.
표 3
Figure pct00009

실시예 14 - 실리카 입자 코팅 용액의 적용 후 기재로의 소수성 코팅의 적용
플루오로링크(fluorolink) S10(Solvay Plastics로부터 입수가능함)으로 공지되어 있는, 에톡시실란 말단기를 지닌 통상의 소수성 퍼플루오로폴리에테르를 기술적 데이터 시트의 세목, 즉 하기에 따라 포뮬레이팅하였다:
1wt% 플루오로링크
1wt% 아세트산
4wt% 물
94wt% IPA
상기 포뮬레이션을 혼합물이 실질적으로 균질하게 될 때까지 함께 교반하였다. 기재 표면 상의 이러한 포뮬레이션의 박막 형성은 기재의 표면 에너지를 감소시켰으며, 이에 따라 ARC의 내마모성을 증진시켰다.
기재(이 경우에 MP-1154D를 지닌 폴리카보네이트)는 디핑되거나 스핀 코팅될 수 있다. 기재는 25mm/min의 인출 속도로 기재 상에 스핀 코팅될 수 있다. 대안적으로, 소수성 코팅이 1000μl의 용액을 사용하여 볼록 면 상에 3250rpm으로 기재 상에 스핀 코팅될 수 있다. 가속화는 볼록면 상의 코팅이 벗겨지지 않도록, 또는 스핀 코터로부터 척 마크(chuck mark)를 감소시키도록 250rpm으로 감속되어야 한다. 오목 코팅은 먼저 렌즈 상에 분배된 후(500ml) 1분 동안 4000 rpm의 속도로 스피닝 업(spinning up)되었다.
최상의 경화 조건은 오븐 내 129℃에서의 2시간 45분인 것으로 나타났다. 렌즈 양면 상의 소수성 코팅의 경우, 95.483%에서의 ARC 단독과 비교하여 95.839%의 최대 광투과율이 관찰되었다.
실시예 15 - 유리 및 폴리카보네이트 기재 상의 코팅 경도 및 탄성 계수 측정
20-30nm 평균 입경의 메조다공성 실리카 나노입자(본 발명에 따름), 및 실리케이트를 포함하는 결합제를 포함하는 150nm 두께의 코팅을 실시예 1에 제시된 절차에 따라서 석영 및 실리콘 하드코트 처리된 폴리카보네이트 기재 상에 형성시켰다. 광학 코팅의 경도 및 계수를 확인하기 위해 나노압입기(Nanoindentor)(Micro Materials UK)를 사용하여 코팅을 분석하였다. 결과가 하기 표 4에 제시되며, 광학 코팅층의 탄성 계수가 기재에서 변화에 따라 극적으로 변화함을 보여준다. 이는, 초미세 다이아몬드 팁(ultrafine diamond tip)의 경우에, 인가된 힘 하에서의 플렉싱(flexing)이 필름에서 발생하여 변형이 하부 기재의 변형에 매칭되도록 광학 코팅이 구조화됨을 입증한다. 추가의 분석에서는, 150nm 두께의 반사방지 코팅은 파손 전에 5마이크론 플렉싱함을, 즉, 파손이 발생하기 전에 필름이 그 자체 두께에 33배 변형함을 나타냈다. 입자의 배열은 둘러싸는 입자와 다수의 접촉점을 지닌 각각의 입자에 의해 강도 및 가요성을 제공한다.
이는 충격 하에서의 취성 결함 및 필름 박리를 제거하고, 필름을 태양 전지 및 안경과 같은 실외 적용에 적합하게 한다. 비교를 위해, 전형적인 하드코트 처리된 폴리카보네이트 플라크는 경도가 0.9 GPa이고, 탄성 계수가 9.0GPa이다. 물리적 증기 증착에 의해 증착된 전형적인 반사 방지 코팅(예를 들어, Norville에 의해 공급됨)은 압입기가 대략 200nm인 필름 두께를 침투한 경우, 취성의 필름 박리가 시작되었는데, 이는 이러한 층들에 가능한 탄성 변형이 존재하지 않기 때문이다.
표 4
Figure pct00010

적용
본 발명의 광학 코팅은 다수의 분야, 예컨대, 옵틱스(파이버 옵틱스(fibre optics) 포함), 안과용 기기(예를 들어, 안과용 요소, 예컨대 렌즈), 디스플레이(방출성 및 반사성 디스플레이 둘 모두 포함, 예를 들어, Amazon Kindle에서 사용되는 것과 같은 LCD 백릿(backlit), LED 및/또는 E 잉크 디스플레이), 태양열 집광(태양 전지 및 이의 부품 포함, 예를 들어, 실리콘 태양 전지에서 Si3N4 코팅 상의 반사 방지 코팅으로서), 조명 부품, 윈도우(예를 들어, 건물용 윈도우, 차량 윈도우(예를 들어, 자동차), 레이저 윈도우, 자가 세정 윈도우, 및 정전기 방지 윈도우, 예컨대, ZnO:Al, 인듐 틴 옥사이드(ITO) 또는 그 밖의 투명한 코팅된 윈도우), 그림/페인팅 보호용 유리, 디스플레이 케이스, 수조/수족관, 및 디스플레이 기기 패널에 사용될 수 있다. 광학 코팅의 일 예시적인 적용은 태양광 전지 상부의 유리 또는 폴리머 윈도우 상에서이다. 태양광 전지는 미정질 실리콘, 다결정질 실리콘, 박막 실리콘 및 하이브리드 기술과 같은 어떠한 적합한 종류일 수 있다. 광학 코팅은 태양광을 집광하고 태양광 전지로 유도하는데 사용되는, 태양광 집광기로서 공지되어 있는 그 밖의 광학 부품 상에 사용될 수 있다. 이러한 부품에 적합한 폴리머 물질은 폴리에스테르, 예컨대 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 및 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 및 폴리올레핀, 예컨대 이축 배향된 폴리프로필렌(BOPP)을 포함하나, 이로 제한되는 것은 아니다. 그러나, 본 발명을 구현하는 광학 코팅은 또한 일반적인 디스플레이, 및 일반적인 윈도우 적용 - 예를 들어, 빌딩의 열 관리에 사용될 수 있다. 본 발명을 구현하는 광학 코팅은 또한 유리로 제조되거나 플라스틱 물질로 제조되거나 간에, 안과용 요소, 예를 들어, 안경 렌즈에 사용될 수 있다.

Claims (15)

  1. 결합제, 및 기공이 무작위로 배향되어 있는, 복수의 다공성 실리카 나노입자를 포함하는, 광학 코팅.
  2. 용매, 및 기공이 무작위로 배향되어 있는, 복수의 다공성 실리카 나노입자를 포함하는, 광학 코팅을 형성시키기 위한 용액.
  3. 광학 코팅을 제조하는 방법으로서,
    (i) 결합제, 용매, 및 기공이 무작위로 배향되어 있는 복수의 다공성 실리카 나노입자를 포함하는 광학 코팅을 형성하기 위한 용액, 또는 (ii) 한 용액은 결합제 및 용매를 포함하고, 한 용액은 기공이 무작위로 배향되어 있는, 복수의 다공성 실리카 나노입자를 포함하는, 광학 코팅을 형성하기 위한 두 개의 용액을 준비하고;
    상기 용액 또는 용액들을 기재에 적용하고;
    상기 용액 또는 용액들로부터 용매를 제거하여 광학 코팅을 형성시키는 것을 포함하는 방법.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항의 코팅, 용액 또는 방법에 있어서, 기공이 부분적으로 또는 전체적으로 소수성 층을 포함하는 내부 표면을 지니는, 코팅, 용액, 또는 방법.
  5. 제 4항에 있어서, 결합제가 친수성인, 코팅 또는 방법.
  6. 제 5항에 있어서, 결합제가 테트라에톡시실란, 또는 3-글리시독시프로필트리메톡시실란을 포함하는 실론산-기반 하드코트인, 코팅, 용액 또는 방법.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 실질적으로 기공으로 결합제가 진입되지 않는, 코팅, 용액 또는 방법.
  8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 기공 부피의 50% 이상이 공기인, 코팅, 용액 또는 방법.
  9. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서, 나노입자의 평균 기공 직경이 10nm 미만인, 코팅, 용액 또는 방법.
  10. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서, 나노입자의 평균 직경이 20 내지 30nm 범위인, 코팅, 용액 또는 방법.
  11. 제 3항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서, 광학 코팅이 적용되어야 하는 기재의 표면이 용액 또는 용액들을 적용하기 전에 처리되며, 이러한 처리가 기재의 표면 에너지를 증가시키는 방법.
  12. 제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서, 광학 코팅이 하부 기재의 탄성 계수의 절반 초과 및 두 배 미만의 탄성 계수를 지니는, 코팅, 용액 또는 방법.
  13. 제 1항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 따른 광학 코팅을 포함하는 태양 전지, 렌즈, 조명 부재, 윈도우 또는 유리 패널.
  14. 제 1항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 따른 광학 코팅, 및 기재의 조합체로서, 코팅이 기재의 굴절률의 제곱근의 ±20%의 굴절률을 지니는 조합체.
  15. 광학 코팅의 제조시, 기공이 무작위로 배향되어 있는 다공성 실리카 나노입자의 용도.
KR20137004390A 2010-08-20 2011-08-19 다공성 실리카 나노입자를 포함하는 광학 코팅 KR20130092565A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB201014024A GB201014024D0 (en) 2010-08-20 2010-08-20 Optical coating
GB1014024.2 2010-08-20
PCT/GB2011/051565 WO2012022983A1 (en) 2010-08-20 2011-08-19 Optical coating comprising porous silica nanoparticles

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20130092565A true KR20130092565A (ko) 2013-08-20

Family

ID=42984474

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR20137004390A KR20130092565A (ko) 2010-08-20 2011-08-19 다공성 실리카 나노입자를 포함하는 광학 코팅

Country Status (9)

Country Link
US (1) US20130216807A1 (ko)
EP (1) EP2606388A1 (ko)
JP (1) JP2013539550A (ko)
KR (1) KR20130092565A (ko)
CN (1) CN103097918A (ko)
BR (1) BR112013003460A2 (ko)
GB (1) GB201014024D0 (ko)
RU (1) RU2013112006A (ko)
WO (1) WO2012022983A1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019151709A1 (ko) * 2018-01-30 2019-08-08 주식회사 엘지화학 코팅 조성물
US10739498B2 (en) 2017-09-25 2020-08-11 Samsung Display Co., Ltd. Cover window for display device and display device including the same

Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8852333B2 (en) * 2012-02-06 2014-10-07 Nano And Advanced Materials Institute Limited Multi-functional environmental coating composition with mesoporous silica nanomaterials
GB201219126D0 (en) * 2012-10-24 2012-12-05 Oxford Energy Technologies Ltd Low refractive index particles
TWI480345B (zh) * 2012-11-23 2015-04-11 Ind Tech Res Inst 塗料及其製備方法及塗料所形成之薄膜
CN202948938U (zh) * 2012-11-30 2013-05-22 法国圣戈班玻璃公司 光学组件及光伏器件
WO2015013464A1 (en) 2013-07-23 2015-01-29 Lotus Leaf Coatings, Inc. Process for preparing an optically clear superhydrophobic coating solution
WO2015047012A1 (ko) * 2013-09-30 2015-04-02 주식회사 엘지화학 폴리에스테르 수지를 함유하는 프라이머층을 포함하는 광학 필름 및 이를 이용한 편광판
KR101630528B1 (ko) 2013-09-30 2016-06-14 주식회사 엘지화학 폴리에스테르 수지를 함유하는 프라이머층을 포함하는 광학 필름 및 이를 이용한 편광판
EP2894186A1 (en) 2014-01-14 2015-07-15 Université de Strasbourg Disintegrable porous organometaloxide material
CN106164710B (zh) * 2014-02-12 2020-07-03 视觉缓解公司 易清洁涂层
FR3022073B1 (fr) * 2014-06-05 2018-02-23 Electricite De France Dispositif photovoltaique a concentrateur fluorescent et procede de fabrication associe
CN104213400B (zh) * 2014-08-20 2016-04-13 浙江理工大学 二氧化硅减反射涂层液及其制备方法和在涤纶织物中应用
KR101631670B1 (ko) * 2014-08-22 2016-06-17 도레이첨단소재 주식회사 고투명 광학용 폴리에스테르 필름
US10451771B2 (en) * 2014-11-10 2019-10-22 Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho Antireflection member, transfer member, and method for producing antireflection member
MX2017009426A (es) 2015-03-09 2017-10-12 Vision Ease Lp Revestimiento antiestatico, antirreflejante.
PE20171673A1 (es) 2015-03-18 2017-11-21 Vision Ease Lp Recubrimiento resistente al cuarteado y metodo del mismo
US10222524B2 (en) 2015-10-13 2019-03-05 Vision Ease, Lp Optical filter with selective transmittance and reflectance
KR101973195B1 (ko) * 2016-03-11 2019-04-26 주식회사 엘지화학 반사 방지 필름 및 이의 제조 방법
JP6903994B2 (ja) * 2016-03-29 2021-07-14 リコーイメージング株式会社 光学素子及びその製造方法
JP6828907B2 (ja) * 2016-09-29 2021-02-10 株式会社グローバルアイ 有機基材の透過率向上方法および透過率向上被覆膜
CN106524358B (zh) * 2016-12-07 2022-07-15 中国科学技术大学 一种太阳能光伏发电-辐射制冷的综合装置
WO2018162676A1 (en) 2017-03-08 2018-09-13 Université De Strasbourg DISINTEGRATABLE POROUS ORGANOSILICA OR ORGANOMETALOXIDE NANOPARTICLES AND USES THEREOF AS VEHICLE FOR CONTROLLED DELIVERY OF siRNA
JP6932524B2 (ja) 2017-03-10 2021-09-08 キヤノン株式会社 光学部材及び光学部材の製造方法
WO2019167764A1 (ja) * 2018-02-28 2019-09-06 富士フイルム株式会社 積層体、太陽電池用保護シート、及び太陽電池モジュール
JP6873314B2 (ja) * 2018-02-28 2021-05-19 富士フイルム株式会社 積層体、太陽電池用保護シート、及び太陽電池モジュール
JP7055294B2 (ja) * 2018-04-02 2022-04-18 株式会社トラディショナルインテリジェンス コーティング部材およびシリカ質コーティング層の形成方法
CN112334549A (zh) 2018-06-20 2021-02-05 美国圣戈班性能塑料公司 具有抗反射涂层的复合膜
CN111913337A (zh) * 2019-05-09 2020-11-10 中强光电股份有限公司 波长转换元件及其制作方法
JP2020030435A (ja) * 2019-11-14 2020-02-27 日亜化学工業株式会社 薄膜形成材料、光学薄膜、及び光学部材
CN110982325B (zh) * 2019-12-31 2021-09-14 宁波特粒科技有限公司 一种减反射、抗静电、超亲水涂料组合物、涂层及制品
WO2023198743A1 (en) * 2022-04-14 2023-10-19 Optitune Oy Flexible multi-layered polysiloxane hard coating
DE102022121667A1 (de) 2022-08-26 2024-02-29 MAX-PLANCK-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. Fixierung und/oder Schutz von Strukturen mittels Aufbringung einer optisch transparenten Deckschicht auf einer Oberfläche eines Substrats, welches eine Komponente eines Mikroskops oder einer ein Mikroskop umfassenden Vorrichtung ist

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1057611C (zh) * 1993-08-31 2000-10-18 住友水泥株式会社 抗反射膜
CN1263354A (zh) * 1999-02-12 2000-08-16 同济大学 用于玻璃显示屏宽带减反射纳米涂层和生产方法
US6743510B2 (en) * 2001-11-13 2004-06-01 Sumitomo Chemical Company, Limited Composition comprising a cationic polymerization compound and coating obtained from the same
CN101312909B (zh) * 2005-11-25 2011-11-16 日挥触媒化成株式会社 中空二氧化硅微粒、含有该微粒的透明涂膜形成用组合物、及覆有透明涂膜的基材
JP5179115B2 (ja) 2007-08-10 2013-04-10 パナソニック株式会社 低屈折率被膜形成用樹脂組成物、低屈折率被膜、反射防止基材
JP5243065B2 (ja) * 2008-03-03 2013-07-24 学校法人慶應義塾 反射防止膜及び光学素子
JP5437662B2 (ja) 2008-03-03 2014-03-12 学校法人慶應義塾 反射防止膜及びその形成方法
JP5313587B2 (ja) * 2008-07-31 2013-10-09 学校法人慶應義塾 反射防止膜及びこれを有する光学部品、交換レンズ及び撮像装置
CN101344601B (zh) * 2008-08-27 2010-07-28 吉林大学 一种基于层状组装技术制备防雾抗反射涂层的方法
GB0904870D0 (en) 2009-03-20 2009-05-06 Oxford Energy Technologies Ltd Optical coating

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10739498B2 (en) 2017-09-25 2020-08-11 Samsung Display Co., Ltd. Cover window for display device and display device including the same
WO2019151709A1 (ko) * 2018-01-30 2019-08-08 주식회사 엘지화학 코팅 조성물
US11629292B2 (en) 2018-01-30 2023-04-18 Lg Chem, Ltd. Coating composition

Also Published As

Publication number Publication date
CN103097918A (zh) 2013-05-08
US20130216807A1 (en) 2013-08-22
RU2013112006A (ru) 2014-09-27
BR112013003460A2 (pt) 2019-09-24
EP2606388A1 (en) 2013-06-26
GB201014024D0 (en) 2010-10-06
JP2013539550A (ja) 2013-10-24
WO2012022983A1 (en) 2012-02-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20130092565A (ko) 다공성 실리카 나노입자를 포함하는 광학 코팅
JP3628692B2 (ja) 高屈折率を有する複合材料、該複合材料の製造方法及び該複合材料を含む光学活性材料
CA2635132C (en) Process for coating a glass plate
JP3186768B2 (ja) 疎水性および耐摩耗性を有する反射防止材および基材上に反射防止性、疎水性、耐摩耗性被覆を付着させる方法
Cao et al. Fabrication of highly antireflective silicon surfaces with superhydrophobicity
KR101091851B1 (ko) 투명성 기재에 반사방지 효과를 부여하는 코팅조성물 및 그 코팅조성물을 사용하여 반사방지 기능을 갖는 투명성 기재의 제조방법
WO2014064427A1 (en) Low refractive index particles
JP5011653B2 (ja) 低屈折率薄膜及びその製造方法
CN101344601B (zh) 一种基于层状组装技术制备防雾抗反射涂层的方法
Wang et al. Superhydrophobic antireflective coating with high transmittance
JP5286632B2 (ja) 多孔質膜及びその製造方法
Gruzd et al. All-nanoparticle monolayer broadband antireflective and self-cleaning transparent glass coatings
US20140182670A1 (en) Light trapping and antireflective coatings
JP6805127B2 (ja) コーティング膜付きガラス板及びその製造方法
JP2006297680A (ja) 低屈折率薄膜及びその製造方法
Joghee et al. Superhydrophobic coatings based on pseudoboehmite nanoflakelets for sustainable photovoltaic energy production
JP2017058429A (ja) 反射防止膜の製造方法
JP6877866B2 (ja) 反射防止膜を有する光学部材及びその反射防止膜の製造方法
JP5082201B2 (ja) 低屈折率薄膜及びその製造方法
CN108732655B (zh) 光学组件及制造方法，光伏器件
US10059622B2 (en) Anti-reflection glass with tin oxide nanoparticles
Liu et al. Hydrophobic anti-reflective silica hybrid film with tunable refractive index
TW201310055A (zh) 光學塗覆
CN116676002B (zh) 一种自修复超疏水减反涂料及涂层
BR102015012395A2 (pt) Processo de obtenção de revestimento superhidrofóbico antirrefletor e produto assim obtido

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid