KR20180093866A

KR20180093866A - 결합 광학 코팅 및 그 제조 방법(변형들)

Info

Publication number: KR20180093866A
Application number: KR1020187002205A
Authority: KR
Inventors: 헤나드 콘스탄티노비치 자브네코; 이브제니 알렉산드로비치 코흐로브; 알렉산더 알렉세예비치 야스나스; 알렉산더 세르게에비치 마이실리비어스; 베트르 알렉산드로비치 로젤; 블라디미르 야코브레비치 쉬리포브
Original assignee: 오브쉬체스트보 에스 오그라니첸노이 오트베트스트벤노스트유 이조바크 테크놀로지
Priority date: 2015-10-29
Filing date: 2015-10-29
Publication date: 2018-08-22
Also published as: EA034006B1; WO2017070769A1; KR102398357B1; EA201800042A1; CN108349792A

Abstract

본 발명은 코팅의 도포에 의한 기판 표면 처리, 즉 박막 기술들에 관한 것이다.
본 발명의 목적은 고급 사용자 특성들을 갖는 단순하고 신뢰성있는 광학 코팅 및 낮은 생산 비용을 갖는 대량 생산에 적합한 제조 기술의 개발이다.
고 굴절률 및 저 굴절률을 갖는 교대되는 층들 및 보호 코팅에 의해 형성된 다층 반사방지 코팅을 포함하는 결합 광학 코팅의 특정 목적은 5~200nm의 두께를 갖고, 반사방지 코팅 및 보호 코팅 사이에서 형성되는 비정질 물질의 변형된 접착층으로 인해 달성되었다.
또한, 결합 광학 코팅 제조 방법의 2가지 실시예들이 청구된다.

Description

결합 광학 코팅 및 그 제조 방법(변형들)

본 발명은 코팅의 도포에 의한 기판 표면 처리, 즉 박막 기술들에 관한 것이다. 본 발명은, 모바일 폰들, 음악 플레이어들, 전자-책들, 태블릿들, 컴퓨터들, ATM들, 공항 체크인 장비, 등과 같은 디바이스들의 디스플레이 표면들 및 다양한 광학 디바이스들에서 렌즈들의 표면에 영향을 미치는 오염 및 외부 부식 공격에 견딜 수 있는 반사방지 코팅을 만드는데 사용될 수 있다.

반사방지 코팅은 입사광 반사 축소로 인해 투과율을 향상시키는 광학 시스템의 표면상의 단층 또는 다층 광학 구조이다. 이 코팅은 특히 디바이스가 직사 태양광에 노출되었을 때 이미지의 콘트라스트 및 선명도를 향상시킬 수 있다. 반사방지 코팅을 갖는 표면들은 손상되기 쉽기 때문에 주의 깊은 처리를 요구한다. 오일, 그리스 또는 먼지와 같은 반사방지 코팅 표면의 오염들은 코팅 기능을 방해하고, 오염된 표면으로부터 광 반사를 극적으로 증가시킨다; 또한 시간경과에 따라 이들은 반사방지 코팅을 파괴한다. 반사방지 코팅의 광학 특성을 보존하기 위해, 보호 코팅이 반사방지 코팅의 표면에 도포되어, 외부 부식 영향들로부터 보호하여야 하고, 불가피한 오염으로부터 용이한 세척을 제공하여야 한다. 그러나 보호층은 반사방지 코팅 기능을 방해하지 않아야 한다.

이러한 코팅들의 도포를 위한 타깃 영역들 중에는, 대량생산 전자 소비 제품들인 모바일 폰들, 음악 플레이어들, 전자-책들, 태블릿들, 노트북들의 터치스크린들이 존재한다. 따라서, 높은 처리 성능은 전술한 디바이스들의 터치스크린들을 위한 코팅들의 제조 처리의 개발을 위한 필수 요건이다.

유사한 것이, 2014년 8월 26일에 공개된 미국특허 제8817376호에 기술된 청구된 코팅 및 그의 제조 방법 모두에 공지되어 있다. 이 공보는 투명 기판에 도포되고, 표면에 이산화실리콘의 박막을 갖고, 이 막 위에 차례로 도포된 플루오로유기 보호 소수성 코팅을 갖는 다층 반사방지 코팅으로 형성된 광학 코팅을 기술한다.

인용 특허에 따른 광학 코팅 제조 방법은 다음과 같다: 이온-지원 전자 빔 증착법을 사용하여 투명 기판상에 다층 반사방지 코팅을 도포하고, 동일한 방법을 사용하여 코팅 표면상에 이산화실리콘 막을 형성하고, 증발 소스를 사용하여 이산화실리콘 막 위에 보호성 소수성 코팅 막을 도포한다. 광학 코팅 형성 중에 모든 처리 디바이스들은 하나의 진공 챔버 내에 장착되어야 하고, 샘플들은 회전하는 구형 돔 위의 샘플들 사이에 고정되어야 한다.

언급된 광학 코팅 및 그 제조 방법의 단점들은 다음과 같다:

- 코팅의 열악한 소수성 특성들: 보호층의 부분 파괴를 나타내는 6000번의 마모 사이클 후 젖음 접촉각은 약 75°이고, 반면 물리적 특성들은 적어도 100°의 젖음 접촉각을 제공해야 한다.

- 상이한 기계적 특성들을 갖는 층들의 교대는 가공으로부터 재료의 벗겨짐을 초래하기 때문에, 오염으로부터 초래되는 코팅의 결함.

- 반사방지 코팅 성분들과 보호성 소수성 코팅의 플루오로유기 화합물들 모두에 의한 챔버 내의 가공의 신속한 분진제거로 인해, 서비스 세척 절차들 사이의 진공 장비 동작 기간들이 단축되어 코팅들의 결함을 줄여야 하기 때문에, 낮은 처리 성능.

청구된 광학 코팅 및 그의 제조 방법 모두에 대해 가장 유사한 것은 2014년 4월 24일에 공개된 미국특허출원 제2014113083호에 기술되어 있다. 이 공보는 투명 기판에 도포되고, 다층 반사방지 코팅으로 구성된 광학 코팅을 기술한다. 상승된 온도에서 안정화된 유기 보호 코팅이 광학 코팅 상에 도포된다. 여기서, 반사방지 코팅은 높은(1.7≤n≤3.0), 평균(1.6≤n≤1.7) 및 낮은(1.3≤n≤1.6) 굴절률을 갖는 교대되는 층들로 구성될 수 있고, 이들 층들의 수 및 이들의 두께는 넓게 변하고, 보호 코팅은 일반식 СF₃-CF₂O-(CF₂-CF₂O)_k-R(여기서, k는 반복 사슬 연결들의 수이고, R은 처리된 표면상에 부착되는 단층을 제공하는 반응성 말단 기이다)를 갖는 퍼플루오로폴리에테르(PFPE)로 형성된다. 인용된 특허에 따른 광학 코팅 제조 방법은: 다층 반사방지 코팅 및 보호 코팅의 도포 동작들을 포함한다. 여기서, 가스-증기 상으로부터의 증착, 가스-증기 상으로부터의 플라즈마 강화 증착, 레이저 마모, 열 증착, 가스-기상으로부터의 응축, 이온-보조 전자빔 증착, 원자 층 증착과 같은 반사방지 코팅을 제조하기 위한 다양한 방법들이 사용된다.

보호 코팅의 형성은 예를 들어, 열 증착, 증기 상으로부터의 증착 또는 원자 층 증착에 의해 수행될 수 있다.

기술된 광학 코팅은, 보호 코팅 분자들과 표면층 사이의 결합들의 형성 과정을 촉진하기 위하여, 개방 공기 또는 40%<RH<100% 범위의 상대 습도(RH)를 갖는 습기 환경에서 5~60분의 시간 간격 동안 60℃~200℃의 온도의 열처리를 겪는다.

언급된 코팅 및 방법의 단점들은 다음과 같다:

- 구조적 변경 없이, 형성된 반사방지 코팅 상에 직접 코팅 도포로부터 초래되는 외부 공격에 대한 보호 코팅의 낮은 내성;

- 제안된 기술 구현에 필요한 횟수가 3에서 21까지인 모든 작업들이 별도의 공정 챔버들에서 수행되는 라인-형 설치들의 애플리케이션으로 인해 설명된 프로세스 구현에 대규모 생산 영역들이 필요하여 제품 제조에 높은 비용을 초래한다;

- 보조 배관 설비, 가스 공급 시스템들 및 처리 디바이스들, 등이 각 공정 진공 챔버에 필요하기 때문에, 라인 장비의 높은 비용 및 고도로 정교한 설계.

본 발명의 목적은 고급 사용자 특성들(반사방지 특성들, 소수성, 소유성, 내마모성을 포함하는 보호 특성들) 및 낮은 제조 비용의 양산에 적합한 제조 기술을 갖는 단순하고 신뢰성 있는 광학 코팅의 개발이다.

고 굴절률 및 저 굴절률을 갖는 교대 층들 및 보호 코팅에 의해 형성된 다층 반사방지 코팅을 포함하는 결합 광학 코팅에서 지정된 목적은, 5~200nm의 두께를 갖고, 반사방지 코팅 및 보호 코팅 사이에 형성된 비정질 물질의 변형된 접착층으로 인해 달성되었다.

가장 바람직한 실시예에서, 보호 코팅은 실리콘-함유 퍼플루오로폴리에테르로 이루어지고, 특정 결합된 코팅의 비정질 물질은 비정질 실리콘 산화물이고, 고 굴절률로 제조된 반사방지 코팅 내의 층들의 물질은 실리콘 질화물이고, 저 굴절률로 제조된 반사방지 코팅내의 층들의 물질은 실리콘 산화물이다.

보호층을 제조하기 위해 다른 유기 화합물들이 선택되면, 각각 접착층의 다른 물질이 선택될 수 있다.

반사방지 코팅, 접착 코팅 및 보호 코팅의 교대 층들은, 각각의 재료의 1 내지 6개의 단분자 층들의 두께를 갖고, 2nm미만의 프로파일 표준 편차의 조건에 부합하는 변형된 접착층 거칠기를 갖는 기본 층들로 구성되는 방식으로 제조된다.

보호 코팅 두께는 2~20nm일 수 있다.

다른 실시예에서, 보호 코팅은 액체-공기 계면에서 형성된 단분자막이다.

단일 진공 공정에서 배출 없이 가스-증기 상으로부터의 증착 방법 및 상승된 온도에서의 코팅 안정화를 사용하여, 기판상에 다층 반사방지 코팅 및 보호 코팅의 도포를 포함하는, 결합된 광학 코팅을 위한 청구된 제조 방법의 제 1 실시예에서 지정된 목적은, 고-밀도 플라즈마에 의해 강화된 가스-증기 상으로부터의 증착 방법을 사용하여 반사방지 코팅 및 보호 코팅 도포 공정들 사이에서 비정질 물질 접착층의 형성에 의해 달성되었고, 가스 방전 플라즈마 및/또는 이온 폴리싱에 의한 에칭에 의한 후속 변형을 갖는다.

가장 바람직한 실시예에서, 보호 코팅은 실리콘-함유 퍼플루오로폴리에테르로 이루어지며, 비정질 실리콘 산화물은 특정 결합 코팅을 위한 비정질 물질로서 사용되는 반면에, 고 굴절률을 제공하는 반사방지 코팅층들은 실리콘 질화물로 이루어지고, 저 굴절률을 제공하는 반사방지 코팅층들은 실리콘 산화물로 이루어진다.

반사방지 코팅 및 접착층의 각 층의 도포 공정은 2개의 플라즈마 발생 시스템들을 사용하여 2개 단계들로 수행될 수 있다: 제 1 단계 동안, 하나의 플라즈마 발생 시스템이 기본 물질 층을 도포하는데 사용되고, 제 2 단계 동안, 다른 플라즈마 발생 시스템이 상술한 기본 층을 산화 또는 질화시키는데 사용되며, 이들 단계들은 형성된 층의 특정 두께에 도달 할 때까지 반복된다.

결합 광학 코팅의 제조 방법의 가장 바람직한 실시예에서, 보호 코팅은 실리콘 함유 퍼플루오로폴리에테르로 이루어지고, 비정질 실리콘 산화물이 비정질 물질로서 선택된다.

가스 방전 화염 내의 에칭에 의한 밀착 층의 변형은 불소 함유 플라즈마 또는 염소 함유 플라즈마 중에서 행하는 것이 바람직하다.

보호 코팅의 도포 동안, 실리콘-함유 퍼플루오로폴리에테르의 기체-증기 상은 적절한 용액으로부터 증발에 의해 제조된다.

이온 폴리싱 방법을 사용하는 접착층 변형은 500~4000eV의 에너지를 갖는 Ar 또는 O₂ 이온들의 0.05~1 C/㎠의 양에 의해 수행된다.

반사방지 코팅 도포 중에, 두께가 2~6개 단일 분자층들을 갖는 적절한 물질의 기본 층이 드럼형 기판 캐리어의 1회전 당 도포되고; 접착층의 도포 도중에, 2개의 단일 분자층들을 초과하지 않는 두께를 갖는 비정질 실리콘 산화물의 기본 층이 드럼형 기판 캐리어의 1회전 당 도포되고; 보호 코팅 도포 도중에, 1개 또는 2개의 단일 분자층들을 갖는 실리콘 함유 퍼플루오로폴리에테르의 기본 층이 드럼형 기판 캐리어의 1회전 당 도포된다.

보호 코팅 도포 공정 종료 및 드럼형 기판 캐리어 제거 이후, 진공 챔버의 플라즈마 화학 세척의 동작은 먼저 산소 플라즈마에서, 이어서 불소-함유 또는 염소-함유 플라즈마에서 직렬로 수행된다.

가스-증기 상으로부터의 증착 방법을 사용하는 다층 반사방지 코팅의 도포, 및 기판상의 보호 코팅의 도포, 및 상승된 온도에서의 코팅 안정화를 포함하는 결합된 광학 코팅을 위한 청구된 제조 방법의 제 2 실시예의 특정 목적은, 고-밀도 플라즈마에 의해 강화된 가스-기체 상으로부터의 증착 방법을 사용하여, 반사방지 코팅 및 보호 코팅 도포 동작들 사이에서 비정질 물질의 중간 접착층의 형성에 의해 달성되었고, 가스 방전 플라즈마에서의 에칭 및/또는 이온 폴리싱에 의한 후속 변형 및 액체-공기 계면에서 밀집된 단일 분자층으로 만들어진 단일 분자막으로서의 보호 코팅의 형성, 및 이러한 단일 분자층의 접착층 표면으로 전사를 갖는다.

반사방지 코팅 및 접착층에 각 층의 도포 공정들은, 2개의 플라즈마 발생 시스템들을 사용하여 2개의 단계들로 수행될 수 있다: 제 1 단계 동안, 하나의 플라즈마 발생 시스템은 기본 물질 층을 도포하는데 사용되고, 제 2 단계 동안, 다른 플라즈마 발생 시스템은 상술한 기본 층을 산화 또는 질화시키는데 사용되며, 이들 단계들은 형성된 층의 특정 두께에 도달 할 때까지 반복된다.

결합된 광학 코팅을 위한 제조 방법의 제 2 실시예에 대한 가장 바람직한 실시예에서, 보호 코팅은 실리콘-함유 퍼플루오로폴리에테르로 이루어지고, 비정질 실리콘 산화물은 비정질 물질로서 선택된다.

보호 코팅의 도포는 탈이온수 표면상에 실리콘-함유 퍼플루오로폴리에테르의 밀집된 단일 분자 층의 형성, 단일 분자 층이 접착층 표면으로 전사, 막 전사(이하, 막 증착으로 언급) 및/또는 IR 복사에 대한 보호 코팅 표면 노출 직후에 결합된 코팅을 갖는 기판의 건조, 및 결합된 코팅을 갖는 기판의 열 어닐링을 포함한다.

코팅 안정화는 100~120℃의 온도에서 수행된다.

바람직한 보호 코팅은 트리메톡시실라놀 말단 기를 갖는 PFPE로 만들어진다.

결합된 광학 코팅의 가장 바람직한 실시예에서 보호층으로 선택된 물질들에 대해, 비정질 실리콘 산화물로 만들어진 접착층은 필요한 전제조건이다. 다른 유기 화합물이 보호 코팅을 위해 선택되면, 접착층은 또 다른 유기 화합물이 될 것이다. 그러나 비정질 실리콘 산화물 층은 다른 광학 시스템에 도포될 수 있다. 가장 중요한 점은 전체 도포 구조에 긍정적인 영향을 미칠 뿐만 아니라 보호 코팅과 광학 층 사이에 접착력을 제공하여, 더 긴 코팅 내구성을 초래한다.

도면은 본 발명의 실시예에 대한 비 제한적인 예를 설명한다.

도 1은 결합된 광학 코팅의 개략도.
도 2는 반사방지 코팅과 접착층을 갖는 터치 스크린 표면의 반사율 대 입사광의 파장.
도 3은 진공 처리 챔버 내의 디바이스들의 배치도.
도 4는 보호 코팅의 물 젖음 접촉각 대 마모 사이클들의 횟수의 그래프.
도 5는 특수 방법을 사용하여 액체-공기 계면에서 형성된 보호 코팅-단일 분자막의 도포를 위한 설비 도면.
도 6은 청구된 방법의 제 2 실시예에 따라 만들어진 보호 코팅에 대한 물 젖음 접촉각 대 코팅에 대한 마모 사이클들의 횟수의 그래프.

도 1은 청구된 광학 코팅의 개략도를 나타낸다. 투명 기판(1)상에, 1.7≤n≤3.0의 고(H) 굴절률 및 2~400nm의 두께를 갖는 층(2) 및 뒤이어 1.3≤n≤1.7의 저(L) 굴절률 및 2~400nm의 두께를 갖는 층(3)의 반복 층들로 구성된 반사방지 코팅이 도포된다. 층들의 수는 2~200 범위에서 선택될 수 있다.

반사방지 코팅 표면상에, 가스 방전 불소-함유 또는 염소-함유 플라즈마 내에서 에칭에 의해 및/또는 이온 폴리싱에 의해 변형된, 두께 5~200nm의 접착층(4)이 형성된다.

이러한 방식으로 변형된 박막 코팅은, 표면 활성화로 인한 양호한 접착 특성을 갖고, 반사방지 코팅에서 발생하는 기계적 응력들이 변형된 비정질 층에서 완화되기 때문에 기계적 충격들에 대한 내성을 갖는다. 또한, 변형된 접착층은 다음 층의 도포에 적합한 친수성 및 거칠기를 가지며, 이는 반사방지 코팅의 광학 특성들에 영향을 미치지 않는다.

접착층(4)의 변형이 요구되는 강도 특성들을 제공하지 못한다면, 이 층은 추가로, 예를 들어, 탄소 이온에 의해 도핑될 수 있다.

변형된 접착층(4)의 표면상에 두께 2~20nm의 보호 코팅(5)이 도포된다.

보호 코팅(5)은 접착층(4)을 안정화시킬 뿐만 아니라, 소수성, 소유성 및 더 높은 내마모성과 같은 최종 사용자의 특성들을 갖는 결합 광학 코팅을 제공한다.

예 1

제안된 결합 광학 코팅 설계의 예에서, 반사방지 코팅의 층들의 수는 8이다. 층들의 순서, 두께들 및 굴절률들에 대해 표를 참조한다. 모든 층들은 고밀도 플라즈마에 의해 강화된 기체 상으로부터의 증착 방법을 사용하여 하나의 진공 처리 챔버 내에서 한 층씩 도포된다.

층 번호	층의 굴절률	물질	n	물리적인 두께[nm]
1	H	SiN_x	1.8	14.5
2	L	SiO_x	1.44	32.5
3	H	SiN_x	1.8	65.1
4	L	SiO_x	1.44	48.1
5	H	SiN_x	1.8	38
6	L	SiO_x	1.44	30.6
7	H	SiN_x	1.8	85.6
8	L	SiO_x	1.44	81.1

반사방지 코팅 표면상에, 변형을 거친 두께 20nm의 비정질 실리콘 산화물(SiOx)의 접착층(4)이 형성된다. 변형의 결과, 가스 방전 불소-함유 플라즈마 내에의 플라즈마 화학적 에칭 및 이온 폴리싱에 의해 10nm의 비정질 실리콘 산화물이 접착층(4)의 표면으로부터 에칭된다.

도 2는 접착층을 갖는 최종 반사방지 코팅의 반사율 대 입사광 파장을 도시한다.

트리메톡시실라놀 말단 기를 갖는 실리콘-함유 퍼플루오로폴리에테르(PFPE)로 제조된 약 8~10nm의 두께의 보호 코팅(5)은 동일한 진공 처리 챔버 내에서 가스-증기 상으로부터의 증착 방법을 사용하여 비정질 실리콘 산화물의 변형된 층의 표면상에 도포된다.

청구된 결합된 코팅이 도포되는 진공 처리 챔버(6)는 그 밑면에 다각형을 갖는 규칙적인 프리즘으로서 제조된다. 기판을 그 위에 고정하기 위해 사용되는 드럼-형 기판 캐리어(7)는 그 수직축 상의 처리 챔버(6)의 중심에 장착된다.

처리 디바이스들을 갖는 플랜지들은 진공 챔버의 측면들에서 사용될 수 있다. 프리즘에 대한 면들의 수는 처리를 구현하는데 필요한 디바이스들의 수에 따라 선택된다. 처리 디바이스들에 덧붙여, 고-진공 펌프(8)가 여러 면들 상에 설치되어 진공 처리 챔버에서 필요한 가스 분포를 제공한다.

가스 상으로부터의 증착 방법은 높은 처리 성능의 구현을 위해 선택된다. 가스 매체에 고유한 높은 이동도 및 질량 전달 처리들의 강도로 인해, 또한 초기 생성물들 간의 상호 작용 처리들의 선택성으로 인해, 선택된 방법은, 고밀도를 갖고, 두께에 관해 균일하고 균질하며, 높은 정도의 순도를 갖는 코팅을 제조하는 데 적합하다. 플라즈마 기반의 지지부는 코팅 도포의 동력학 및 코팅들의 특성들에 영향을 미치는 보완적인 도구로 선택되었다. 반응 체적 내의 플라즈마 여기 및 플라즈마 파라미터들의 제어를 위한 다양한 기술들의 애플리케이션은, 코팅 성장 처리들을 강화하는 것, 이러한 처리들을 보다 낮은 온도 범위들로 이동시키는 것, 및 특정 코팅 미세 오목부 및 구조의 형성을 위한 처리들, 불순물의 조성 및 다른 코팅 특징들을 더 제어 가능하게 하는 것을 가능하게 한다.

청구된 결합 광학 코팅의 형성을 위해, 적어도 하나의 고-밀도 플라즈마 발생기(9), 이온빔 스퍼터링 시스템(10), 및 전체 결합 코팅 스퍼터링이 진공 사이클의 붕괴 없이 수행되는 경우, 액체 시약 증기 시스템(11)의 처리 디바이스들이 사용된다. 결합된 코팅이 진공 사이클의 붕괴 없이 도포되는 경우, 모든 처리 디바이스들은 하나의 진공 처리 챔버(6) 내에 설치되고, 작업 체적의 배출 없이 결합 광학 코팅 형성을 보장하기 위한 설비가 만들어진다.

기술한 처리 장비 구성은 로딩 및 언로딩을 위한 시간 간격들 및 결합 광학 코팅에서 개별 층들의 형성을 위한 동작들 사이의 간격들을 최소화하고, 드럼형 기판 캐리어(7)는 코팅 도포의 균일성의 조정을 보다 용이하게 하도록 회전될 수 있다.

고밀도 플라즈마 발생 시스템(9)은 수직으로 또는 엇갈리게 배치되어 13.56MHz의 산업 주파수에서 동작하는 적어도 2개의 유도 결합 플라즈마 소스들(ICP)(12)을 포함한다. 유도 결합 플라즈마 소스들(12)은, 진공 처리 챔버(6) 내에서 보호 금속 스크린들(14)에 의해 제한된 영역인 방전 공간(13) 내의 플라즈마 농도 분포의 높은 균일성을 제공하는 방식으로 배열된다. 플라즈마 발생 구역 내에서의 동작 가스의 이온화 속도 성장은 1mT의 유도를 갖는 외부 정적 자기장으로 인해 제공된다. 유도 결합 플라즈마 소스들(12) 뒤에서 챔버를 넘어서 배치된 영구 전자석들(15)은 자기장을 형성하는데 사용된다. 높은 플라즈마 밀도는 증착된 코팅들의 양호한 광학적 및 기계적 특성들을 보장한다. 이들 코팅들을 도포하는데 사용된 방법은, 전체 처리 사이클을 통해 샘플들의 온도가 결코 100℃를 초과하지 않기 때문에, 심지어 열적으로 민감한 샘플들 상에서 광학 코팅의 도포를 위해 적합하다.

이온 빔 스퍼터링 시스템(10)은 이온 소스(16) 및 중화기(17)로 이루어진다. 이온 소스(16)는 500~4000eV의 에너지를 갖는 이온들에 의한 샘플 충격을 제공한다. 중화기(17)는 전자들의 흐름을 방출하여, 양의 전하가 샘플 표면에 축적되는 것을 방지하고, 그로 인해 표면에 연속적인 이온 충격을 제공한다.

액체 시약 증발 시스템(11)은 증기 상의 유기 화합물을 계량하여 시료 표면에 전달하기 위한 디바이스이다. 시약 부분들은 증발기 챔버 벽들 상에 스퍼터링되고, 시약이 빠르게 증발되고 증발된 상태로 코팅 증착 구역으로 전달되는, 250~300℃의 온도로 가열된다.

결합된 광학 코팅 형성 처리는 아래에 기술된 여러 단계들로 구성된다.

로딩

양면 접착 재료는 드럼형 기판 캐리어(7)의 표면들 상에 투명 기판들(스크린들, 렌즈들, 유리들, 등)을 고정하는데 사용된다. 샘플들을 고정하는데 사용되는 접착 물질로 인해, 코팅은 임의의 그림자 영역 없이 샘플들의 완전한 표면을 통해 도포될 수 있다. 진공 처리 챔버(6)는 압력이 0.005 Pa 미만이 될 때까지 펌핑되고, 샘플이 고정된 드럼형 기판 캐리어(7)의 회전은 진공 처리 챔버(6) 내에서 시작된다.

플라즈마 세척 및 표면 활성화

반사방지 코팅 증착 처리 전에, 유도 방전 플라즈마에 의한 기판들의 세척은 분자 입자들, 흡착 가스들, 중합체 조각들, 수증기들의 제거를 위해 및 도포된 층의 접착 향상의 목적으로 기판 표면상의 표면 결합들의 분자 활성화를 위해 수행된다. 이 목적을 위해, 드럼형 기판 캐리어(7)는 150RPM의 속도로 활성화된다. 가스 분배 시스템(18)은 진공 처리 챔버(6)로의 산소 공급을 위해 사용되고, 압력은 0.7~3Pa까지 증가되고, 고밀도 플라즈마 발생 시스템(9)이 활성화된다. 처리는 적어도 1.5분 동안 수행된다. 이후 수소가 진공 처리 챔버(6)에 공급되고, 압력이 동일한 범위로 유지되면서 산소 공급이 종료된다. 세척은 적어도 1.5분을 초과하여 계속된다.

산소 플라즈마 세척은 잔여 유기 오염 물질들을 제거하고, 수소 플라즈마 세척은 표면을 수소화하여 표면 결합을 부동태화시킨다.

이후, 플라즈마 소스들은 비활성화되고, 수소 공급이 종료된다.

반사방지 코팅 도포

반사방지 코팅이 고(H) 굴절률을 갖는 수 개의 반복 층들(2) 및 저(L) 굴절률을 갖는 층(3)으로 구성되기 때문에, 이들 층들은 가스-증기 상으로부터의 플라즈마 강화 화학 증착(PECVD) 방법을 사용하여 한 층씩 도포된다.

단일-단계 도포의 경우, 가스 분배 시스템(18)은 반사방지 코팅 형성을 위한 동작 가스들을 진공 처리 챔버(6) 내로 공급하는데 사용된다. 챔버 내의 압력은 0.5~3Pa로 상승되고, 고밀도 플라즈마 발생 시스템(9)이 활성화된다. 고(H) 굴절률을 갖는 반사방지 코팅의 홀수 층(2)이 증착된다. 증착을 중지시키기 위해 고주파(HF) 전원(도면에 미도시)이 비활성화된다. 그 후, 가스 매체의 조성이 변형되고, 고밀도 플라즈마 발생 시스템이 다시 활성화된다. 저(L) 굴절률을 갖는 반사방지 코팅의 짝수 층(3)이 증착된다.

이중-단계 도포의 경우, 처리 챔버(6)의 상이한 측면들 상에 배열된 2개의 고밀도 플라즈마 발생 시스템들(9)이 반사방지 코팅층들을 형성하는데 사용된다. 하나의 고밀도 플라즈마 발생 시스템(9)은 동작 가스로서 SiH₄가 사용되는 상태에서 물질, 예를 들어 실리콘층의 형성에 기여하고, 이 경우 제 2 고밀도 플라즈마 발생 시스템(9)은 형성된 층의 산화에 기여한다. 여기서, 산화는, 예를 들어 산소, 질소, 셀레늄, 등을 통해 화학 화합물의 생성을 초래하는 임의의 반응을 의미한다. 실리콘의 산화 또는 질화 도중에, 이 단계에서의 동작 가스는 O₂, O₃, N₂O, N₂, NH₃를 포함하는 범위로부터 선택되어야 한다. 그 결과, 반사방지 코팅에는 고 굴절률을 갖는 층들(2)은 실리콘 질화물로부터 형성되고, 저 굴절률을 갖는 층들(3)은 실리콘 산화물로부터 형성된다.

증착 및 산화 처리들의 분리는 형성된 코팅의 보다 양호한 균일성을 초래한다.

층들(2 및 3)의 증착은 반사방지 코팅이 특정 광학 특성을 갖고 형성될 때까지 반복되어야 한다; 그 후, 반응 가스 공급이 종료된다.

예 2

고(H) 굴절률을 갖는 층들(2)의 증착을 위해, 동작 가스들(Ar, SiH₄, N₂)의 혼합물이 사용되고; 저(L) 굴절률을 갖는 층(3)의 경우, Ar, SiH₄, O₂의 혼합물이 사용된다. 여기서 가스 방전 플라즈마로 전달되는 HF 전력의 밀도는 약 0.2W/㎤이고, 기판 캐리어(7)의 회전 속도는 150RPM이다. 그 결과, 반사방지 코팅에는 고 굴절률을 갖는 층들(2)은 질화 실리콘으로부터 형성되고, 저 굴절률을 갖는 층들(3)은 산화 실리콘으로 형성된다.

고정된 샘플들을 갖는 기판 캐리어(7)의 이러한 회전 속도는 2-6개의 단일 분자 층들의 두께에 대응하는 캐리어의 1회전 당 약 0.15~0.5nm의 두께를 갖는 기본 층의 도포를 제공하고, 치밀한(기공이 없는) 및 최소한의 기계적 응력을 갖는 무결점 코팅의 형성을 제공한다. 이러한 처리 특성들은 높은 기계적 강도와 양호한 광학 특성들을 코팅에 부여한다. 가스 방전 플라즈마로 전달되는 고밀도의 HF 전력으로 인해, 이 공정은 100℃ 이하의 온도에서 구현될 수 있고; 이는 또한 도포 온도와 완료된 물품의 동작 온도 사이의 차이로 초래되는 기계적 응력들의 감소를 제공한다.

접착층 증착

접착층(4)은 고밀도 플라즈마에 의해 강화된 가스-기체 상으로부터의 증착 방법을 사용하여 최종 반사방지 코팅의 표면상에 도포된다.

단일-단계 도포의 경우, 가스 분배 시스템(18)은 반사방지 코팅 형성을 위한 동작 가스들을 진공 처리 챔버(6) 내로 공급하는데 사용된다. 챔버 내의 압력은 0.5~3 Pa로 상승되고, 고밀도 플라즈마 발생 시스템(9)이 활성화된다. 증착을 중지하기 위해 HF 전원이 비활성화된다.

접착층(4)의 이중-단계 도포의 경우, 2개의 고밀도 플라즈마 발생 시스템들이 시설의 상이한 측면들 상에 배열된다. 하나의 고밀도 플라즈마 발생 시스템은 비정질 물질 예컨대 실리콘 층의 형성에 기여하고, 이 경우 SiH₄가 동작 가스로 사용된다. 제 2 고밀도 플라즈마 발생 시스템은 층 산화에 기여한다. 여기서, 산화는, 예를 들어 산소, 질소, 셀레늄 등을 통해 화학적 화합물의 생성을 초래하는 임의의 반응을 의미한다. 실리콘 산화물의 생산을 위해 고려중인 이 예에서, 제 2 단계의 실리콘 산화를 위한 동작 가스들은 O₂, O₃, N₂O를 포함하는 범위로부터 선택되어야 한다.

증착 및 산화 처리들의 분리는 형성된 코팅의 양호한 균일성을 초래한다.

예 3

비정질 실리콘 산화물의 접착층(4)의 도포는 다층 반사방지 코팅의 도포 직후에 시작된다. 기판 캐리어(7)의 회전 속도는 유지되고, SiH₄, Ar, O₂의 동작 가스가 처리 챔버(6)로 공급된다. 동작 압력은 1Pa까지 상승되고, 고밀도 플라즈마 발생 시스템이 활성화된다. 여기서, 가스 방전 플라즈마에 전달되는 HF 전력의 밀도는 약 0.2W/㎤이다. 실리콘 산화물 층이 도포된다. 처리 속도는 샘플이 고정된 기판 캐리어(7)의 1회전 당 최대 1-2개의 단일 분자층들의 SiO_x를 도포하도록 설정된다. 결과적으로 코팅은 "성장"하여 조밀해지고 기계적 응력들이 없게 되고, 하부 구조의 기계적 응력들의 완화가 제공된다. 냉각 온도는 100℃ 미만이다.

접착층 변형

증착 후에, 접착층(4)은 변형을 거친다.

변형의 동작들 중에는 가스 방전 불소-함유 또는 염소-함유 플라즈마에서 접착층(4)의 에칭이 존재한다. 이를 위해 동작 가스들의 조성이 변경된다. 증착에 사용된 반응 가스들 대신에, 접착층 에칭을 위한 가스들이 공급된다. 챔버 내의 압력은 0.5~3Pa까지 상승되고, 고밀도 플라즈마 발생 시스템(9)이 0.1W/㎤보다 높은 방전 공간내의 전력 밀도로 활성화된다. 접착 층(4)의 표면은 에칭되어, 막 표면과 느슨하게 결합되어 샘플 표면이 아니라 방전 체적 내에 형성되는 비정질 물질 입자들의 제거를 초래하고, 또한 증착 후 표면상에 존재하는 외래 입자들의 제거를 초래한다.

접착층 변형에서의 제 2 동작은 이온 폴리싱이다. 고밀도 플라즈마 발생 시스템(9)은 비활성화된다. 이온 빔 스퍼터링 시스템(10)은 Ar 및 O₂를 처리 챔버 내 공급하는데 사용된다. 중화기(17) 및 이온 소스(16)가 활성화된다. 이온 소스(16)는 500~4000eV의 에너지를 갖는 이온에 의해 0.05~1C/㎠의 양으로 샘플에 충격을 제공한다.

처리는 코팅(4)이 요구되는 광학 특성들 및 표면 형태를 얻을 때까지 지속된다. 거칠기는 2nm보다 작은 프로파일 표준 편차의 조건을 충족해야 한다. 동작 가스 공급이 비활성화되고, 진공 처리 챔버의 압력이 0.01Pa를 초과하지 않는 값으로 감소된다.

반응 가스 내의 에칭은 코팅(4)의 더 높은 내마모성을 제공하고, 이온 폴리싱은 코팅이 사용 중일 때 더 우수한 내마모성에 더하여 더 우수한 촉감 지각을 제공한다.

예 4

81㎚의 두께를 갖는 비정질 실리콘 산화물로 이루진 접착 층(4)의 증착 후, 그 표면은 불소-함유 플라즈마 중에서 에칭 깊이 10㎚로 에칭된다. 이 목적을 위해, 동작 가스들의 조성이 변경된다: 증착에 사용되는 반응 가스들 대신에, 접착층 에칭을 위한 가스, 즉 NF₃, O₂, Ar이 공급된다. 챔버 내의 압력은 0.5~3Pa로 상승되고, 고밀도 플라즈마 발생 시스템(9)이 활성화된다. 여기서, 전력 밀도는 약0.2W/㎤이다. 접착층(4)의 표면은 8nm만큼 에칭된다. 고밀도 플라즈마 발생 시스템(9)은 비활성화된다. 반응 가스들의 공급이 비활성화된다.

이온빔 스퍼터링 시스템(10)은 Ar 및 O₂를 공급하는데 사용되고, 이온 소스 애노드에서의 전압은 3800V로 설정된다. 중화기(17) 및 이온 소스(16)가 활성화된다. 이온 빔은 비정질 실리콘 산화물의 접착층(4)을 2nm만큼 에칭 제거하는데 사용되고; 동시에, 샘플 표면 폴리싱이 수행된다. 표면 변경은 0.05C/㎠의 이온 처리량에 도달하면 종료된다. 동작 가스 공급은 비활성화되고, 진공 처리 챔버(6) 내의 압력은 0.01Pa를 초과하지 않는 값으로 감소된다.

보호 코팅 도포

제 1 방법(변형 1)

보호 코팅 형성의 제 1 방법은 진공 사이클의 붕괴 없이 진공 상태에서 유기 화합물 용액의 증발에 의해 구현된다.

접착층(4)을 갖는 반사방지 코팅의 도포 후, 샘플은 진공 처리 챔버(6) 내에 서 드럼형 기판 캐리어(7) 상에 남겨진다. 액체 시약 증발 시스템(11)은 유기 화합물 용액이 동작 물질로서 그 안에 로딩된 상태에서 활성화된다. 10~20nm의 두께를 갖는 보호 유기막(5)은 샘플들의 표면에 형성되어, 소수성, 소유성, 내마모성과 같은 추가적인 최종 사용자 특성들을 표면에 부가한다.

보호 코팅 도포 속도는 샘플이 고정된 기판 캐리어(7)의 각 회전 당 하나 또는 두개의 단일 분자층들으로 구성된 막들 도포하도록 선택된다.

보호층(5)의 특정 두께에 도달할 때, 동작 물질 공급이 종료된다. 기판 캐리어(7)가 중지되고, 진공 챔버(6)가 배기되고, 이들에 도포된 결합된 코팅을 갖는 샘플이 제거된다.

이후, 샘플들은 온도 안정화 처리를 거친다.

예 5

보호 코팅(5)의 도포를 위한 청구된 방법에서, 불소-함유 용매 3M Nevec 7200에 유기실리콘 불소-함유 화합물, Dow Corning 2634(미국 Dow Corning Company 제조)의 1-2% 용액이 동작 물질로서 사용된다. 기판 캐리어(7)의 회전 속도는 2 RPM이다. 20nm의 두께를 갖는 코팅(5)를 형성하는데 1분이 걸렸다. 그 결과, 접착층(4)의 표면에 형성된 보호막(5)은 투명한 보호막이다.

코팅의 온도 안정화는 1시간 동안 120℃의 온도 및 50%의 상대 습도에서 수행된다. 온도 안정화는 보호 불소-함유 코팅과 접착층 표면 사이의 공유 결합을 제공한다.

보호 코팅 표면 내마모성 시험은 시험될 표면의 1㎠ 당 1kg의 하중 하에서 금속화된 직물에 의한 표면 마모로 수행된다.

여러 샘플들의 접음 접촉각 대 마모 사이클들의 횟수에 대해 도 4를 참조한다. 그래프는 젖음 접촉각이 오로지 5000번의 마모 사이클 후에 110°미만으로 떨어짐을 보여준다.

결합 광학 코팅 도포 처리 이후의 처리 챔버 세척

완성된 물품들의 제거 후, 처리 챔버(6)는 보호 코팅 형성 후에 남아있는 유기 성분들을 제거하고, 챔버 내의 부속품들로부터 부분적으로 무기 c 화합물들을 에칭하기 위해 플라즈마 화학 세척을 겪는다.

플라즈마 화학 세척은 설비 서비스 유지보수 절차들 간의 간격을 더 길게 만든다. 유기 성분들의 제거를 위해, 산소 플라즈마에 의한 처리가 사용된다; 무기 화합물들의 제거를 위한 에칭은 불소- 또는 염소-함유 플라즈마에서 수행된다.

세척을 위해, 가스 분배 시스템은 NF₃, CF₄, C₄F₈, CHF₃, O₂, Cl₂를 포함하는 범위로부터 선택된 동작 가스들을 진공 처리 챔버(6)로 공급하는데 사용된다. 챔버(6) 내의 압력은 0.5~3Pa까지 상승하고, 고밀도 플라즈마 발생 시스템(9)이 활성화된다. 세척을 중지하기 위하여, HF 전원이 비활성화된다.

예 6

세척은 드럼형 기판 캐리어(7)의 제거 후에 수행된다. 동작 가스(O₂)는 처리 챔버(6) 내로 공급된다. 작동 압력은 1Pa로 상승되고, 고밀도 플라즈마 발생 시스템(9)이 활성화된다. 여기서, HF 전력 밀도는 약 0.2W/㎤이다. 챔버 내면 처리를 위한 시간은 3분이다. 그 후, O₂의 공급은 비활성화되고, NF₃가 대신에 동일한 작동 압력 및 고밀도 플라즈마 발생 시스템 전력으로 공급된다. 세척 시간은 10분이다. 그 후, 고밀도 플라즈마 발생 시스템은 비활성화되고, 반응 가스 공급은 비활성화된다.

이제 설비는 기술된 처리의 다음 루프를 위해 준비된다.

보호 코팅 도포

제 2 방법(변형 2)

보호 코팅(5)의 형성의 제 2 방법은 액체-공기 계면에서 단일 분자막의 형성 방법을 사용하여 진공 사이클 붕괴를 통해 수행된다.

이러한 방법은:

- 탈이온수 표면상에 단일 층, 즉 밀집된 단일 분자층의 형성;

- 기판으로의 단일 층 전사(증착);

- 막 증착 직후에 결합된 코팅을 갖는 기판의 건조;

- 열 어닐링을 포함한다.

샘플들은 진공 챔버(6)로부터 제거되어, 단일- 및 다중-분자 막들의 형성을 위해 컨베이어 설비로 전달된다. 이러한 설비는 광학 구조 표면상에 제어 가능한 두께, 2~10nm의 보호 단일 분자막을 형성하는데 사용된다.

붕괴된 사이클의 이점은 기능성 보호층의 도포 처리의 범위 내에서 반사방지 코팅의 광학 구조의 부가적인 안정화이다.

보호용 단일 분자층 형성을 위한 컨베이어 설비 도면은 도 5를 참조한다. 반사방지 코팅 및 접착층이 형성된 기판인 기판들(19)은 탈 이온수(21)의 욕조(20) 내의 운송 시스템(22)에 잠긴다. 탈 이온수 수준, pH 및 조성은 일정하게 유지된다. 동시에, 움직일 수 있는 배리어(23) 및 원통형 배리어(24)는 특정 분자 패킹 밀도(packing density) 및 배향을 갖는 계면 활성제의 단분자막인 단일층(25)을 형성하는데 사용된다. 표면 장력 변환기들(26)은 분자 패킹 밀도를 제어하는데 사용된다. 분자 배향은 물의 표면적을 제한하는 배리어들(23 및 24)의 세트에 의해 제공된 단일층 증착 구역에서 동작 물질의 분자들의 농도로 인해 단일층 내의 압력에 의해 설정된다. 최종 단일 분자막은 기판(19)을 단일층(25)을 통과시킴으로써 결합된 코팅의 접착층(4)에 전달된다. 기판 전달 속도는 0.1~10mm/s의 범위 내로 설정된다.

내마모성 코팅 형성 중에, 결합된 광학 코팅을 갖는 기판(19)의 추가적인 건조가 예컨대 수행된다. 특수하게 설계된 트레이 상의 잉여 액체의 제거에 의해 및/또는 IR 복사에 대한 보호 코팅 표면의 추가 노출에 의해 수행된다.

진공 사이클의 붕괴가 없는 결합 광학 코팅 제조의 제 1 실시예와 유사하게, 형성된 코팅은 특정 습도에서 어닐링함으로써 안정화되어야 한다.

예 7

탈 이온수 표면에 단일층을 형성하는 동작 물질로 3M Nevec 7200 용매 내의 PFPE 용액(0.5 %)을 사용한다.

퍼플루오로폴리에테르 막은 30mN/m의 표면 압력과 운송 시스템(22)에서 1mm/s의 기판(19)의 움직임 속도로 도포된다. 그 결과, 접착층(4)의 표면상에 만들어진 보호 코팅(5)은 육안으로는 보이지 않는 투명 막이다.

온도 안정화는 1시간 동안 120℃의 온도 및 50%의 상대 습도에서 수행된다.

보호 코팅 표면 내마모성 시험은 시험할 표면의 1㎠ 당 1kg의 하중 하에서 금속화된 직물에 의한 표면 마모로 수행된다.

청구된 방법의 제 2 실시예에 따라 만들어진 코팅에 대한 젖음 접촉각 대 마모 사이클들의 수에 대해 도 6을 참조한다. 그래프는 기술된 방법에 따라 만들어진 보호 코팅이 진공 사이클 붕괴 없이 진공 챔버에서 완전히 만들어진 코팅보다 훨씬 내마모성이 있음을 나타낸다. 물의 젖음 접촉각은 15000번의 마모 사이클들 후에도 105°미만으로 떨어지지 않는다.

본 발명에서 제안된 결합 광학 코팅 형성 방법의 실시예는 더 높은 처리 성능을 제공하고, 상업적으로 입수 가능한 유사한 제품들의 것보다 우수한 성능 특성들을 갖는 코팅을 형성할 수 있게 한다. 고밀도 플라즈마에 의해 강화된 플라즈마 화학 증착의 도포로 인해, 샘플들의 추가 가열 없이 고품질의 광학 층들이 형성될 수 있어, 구조의 기계적 응력들을 최소화시킨다. 추가적인 이온 빔 또는 플라즈마 화학 처리는 막 내의 다결정들의 크기를 최소화하고, 이를 무정형으로 만들고, 다공성을 감소시켜, 기계적 효과에 대한 필름 내성을 상당히 향상시키고 광학 특성들을 안정화시킨다. 물질 도포 단계 및 그 산화 또는 질화 단계 사이의 공간적 분리로 인해, 도포된 필름의 산화전 두께는 제어 가능해지고, 차례로 막 내의 다결정들의 크기 및 그 특성들을 제어하는 것을 가능케 한다.

인용된 특허문헌

1. 2014년 8월 26일에 공개된 미국특허 제8817376호

2. 2014년 4월 24일에 공개된 미국특허출원 제2014113083호

Claims

고 굴절률 및 저 굴절률을 갖는 교대되는 층들에 의해 형성된 다층 반사방지코팅과 보호 코팅을 포함하는 결합 광학 코팅에 있어서,
5~200nm 두께의 비정질 물질의 변형된 접착층이 상기 반사방지 코팅과 상기 보호 코팅 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는, 결합 광학 코팅.
제 1 항에 있어서,
상기 보호 코팅은 실리콘-함유 퍼플루오로폴리에테르로 이루어지고, 상기 비정질 물질은 비정질 실리콘 산화물인, 결합 광학 코팅.
제 2 항에 있어서,
상기 보호 코팅은 트리메톡시실라놀 말단 기를 갖는 PFPE로 만들어진, 결합 광학 코팅.
제 1 항에 있어서,
상기 반사방지 코팅 내에서 고 굴절률을 갖는 층의 물질은 실리콘 질화물이고, 상기 반사방지 코팅 내에서 저 굴절률을 갖는 층의 물질은 실리콘 산화물인, 결합 광학 코팅.
제 1 항에 있어서,
반사방지 코팅의 상기 교대되는 층들, 상기 접착층 및 상기 보호 코팅은, 이들이 적절한 물질의 1 내지 6개의 단일 분자층들의 두께를 갖는 기본 층들로 구성되는 방법으로 만들어지는, 결합 광학 코팅.
제 1 항에 있어서,
상기 변형된 접착층은 2nm 미만의 프로파일 표준 편차의 조건을 충족시키는 거칠기를 갖는, 결합 광학 코팅.
제 1 항에 있어서,
상기 보호 코팅의 두께는 2~20nm인, 결합 광학 코팅.
제 1 항에 있어서,
상기 보호 코팅은 액체-공기 계면에서 형성된 단일 분자막인, 결합 광학 코팅.
단일 진공 처리에서 배기가 없이 가스-증기 상으로부터의 증착 방법을 사용하여 기판상에 다중층 반사방지 코팅 및 보호 코팅의 도포 단계 및 상승된 온도에서 코팅 안정화 단계를 포함하는, 결합 광학 코팅의 제조 방법에 있어서,
비정질 물질의 접착층이 고밀도 플라즈마에 의해 강화된 가스-증기 상으로부터의 증착 방법을 사용하여 상기 반사방지 코팅과 상기 보호 코팅 도포 단계 사이에 형성되고, 가스 방전 플라즈마에서의 에칭에 의해 및/또는 이온 폴리싱에 의한 후속 변형이 뒤따르는 것을 특징으로 하는, 결합 광학 코팅의 제조 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 반사방지 코팅에서의 각 층 및 상기 접착층의 도포 처리는 2개의 플라즈마 발생 시스템들을 사용하여 2단계들로 구현되고, 하나의 플라즈마 발생 시스템은 제 1 단계 동안 기본 물질 층을 도포하는데 사용되고, 다른 플라즈마 발생 시스템은 제 2 단계 동안 상기 기본 층을 산화시키는데 사용되고, 이들 단계들은 형성된 층들의 특정 두께에 도달할 때까지 반복되는, 결합 광학 코팅의 제조 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 보호층은 실리콘-함유 퍼플루오로폴리에테르로 만들어지고, 비정질 실리콘 산화물은 상기 비정질 물질로서 선택되는, 광학 결합 코팅의 제조 방법.
제 9 항에 있어서,
가스 방전 플라즈마에서 에칭에 의한 상기 접착층의 변형은 불소-함유 또는 염소-함유 플라즈마 내에서 수행되는, 결합 광학 코팅의 제조 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 보호 코팅의 도포 도중에, 실리콘-함유 퍼플루오로폴리에테르의 가스-증기 상이 적절한 용액으로부터 증발에 의해 준비되는, 결합 광학 코팅의 제조 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 이온 폴리싱 방법을 사용하는 상기 접착층의 변형은 500 내지 4000eV의 에너지를 갖는 Ar 또는 O₂ 이온의 0.05~1C/㎠의 양에 의해 수행되는, 결합 광학 코팅의 제조 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 반사방지 코팅의 도포 도중에, 2 내지 6개의 단일 분자층들의 두께를 갖는 적절한 물질의 기본 층이 드럼형 기판 캐리어의 1회전 당 도포되는, 결합 광학 코팅의 제조 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 접착층의 도포 도중에, 2개의 단일 분자층들을 초과하지 않는 두께를 갖는 비정질 실리콘 산화물의 기본 층이 드럼형 기판 캐리어의 1회전 당 도포되는, 광학 결합 코팅의 제조 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 보호 코팅 도포 도중에, 1개 또는 2개의 단일 분자층들의 두께를 갖는 실리콘-함유 퍼플루오로폴리에테르의 기본 층이 드럼형 기판 캐리어의 1회전 당 도포되는, 결합 광학 코팅의 제조 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 보호 코팅의 도포 처리 완료 및 드럼형 기판 캐리어 제거 이후, 진공 챔버의 플라즈마 화학 세척의 동작이, 먼저 산소 플라즈마, 그 다음 불소-함유 또는 염소-함유 플라즈마에서 직렬로 수행되는, 결합 광학 코팅의 제조 방법.
기판상에, 가스-증기 상으로부터의 증착 방법을 사용하여 다층 반사방지 코팅의 도포 및 보호 코팅의 도포 단계 및, 상승된 온도에서의 코팅 안정화 단계를 포함하는, 결합 광학 코팅의 제조 방법에 있어서,
고밀도 플라즈마에 의해 강화된 가스-증기 상으로부터의 증착 방법을 사용하여, 비정질 물질의 중간 접착층이 상기 반사방지 코팅 및 상기 보호 코팅의 도포 단계 사이에 형성되고, 이어서 가스 방전 플라즈마내에서 에칭에 의한 및/또는 이온 폴리싱에 의한 후속 변형이 뒤따르고, 상기 보호 코팅은 액체-공기 계면에서 밀집 단일 분자층으로 만들어진 단일 분자막으로 형성되고, 이러한 단일 분자층은 접착층 표면에 전사되는, 결합 광학 코팅의 제조 방법.
제 19 항에 있어서,
상기 반사방지 코팅 내의 각 층 및 접착층의 도포 처리들은 2개의 플라즈마 발생 시스템들을 사용하는 2개 단계들로 구현되고, 하나의 플라즈마 발생 시스템은 제 1 단계 동안 기본 물질 층을 도포하는데 사용되고, 다른 플라즈마 발생 시스템은 제 2 단계 동안 상기 기본 층을 산화시키는데 사용되고, 이들 단계들은 상기 형성된 층의 특정 두께에 도달할 때까지 반복되는, 결합 광학 코팅의 제조 방법.
제 19 항에 있어서,
상기 보호층은 실리콘-함유 퍼플루오로폴리에테르로 만들어지고, 비정질 실리콘 산화물이 비정질 물질로서 선택되는, 결합 광학 코팅의 제조 방법.
제 19 항에 있어서,
상기 보호 코팅의 도포 단계는, 탈 이온수 표면상에 밀집 단일 분자층의 형성 단계, 상기 접착층의 표면으로 단일 분자층의 전사 단계, 단일 층의 전사 단계 및/또는 상기 보호 코팅 표면의 IR 복사에 대한 노출 단계 직후에 상기 결합 코팅을 갖는 기판의 건조 단계, 및 상기 결합 코팅을 갖는 상기 기판의 열 어닐링 단계를 포함하는, 결합 광학 코팅의 제조 방법.
제 19 항에 있어서, 상기 코팅 안정화 단계는 100℃ 내지 120℃의 온도에서 수행되는, 결합 광학 코팅의 제조 방법.