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스퍼터링법에 의한 유리의 반사방지막 제조기술

전문가 제언: ○ 광학기술은 디지털카메라, 스마트폰 또는 내시경과 같은 첨단 광학기기로 급속히 발달하고 있다. 이에 따라서 소형화, 고기능화 등의 첨단조건을 만족시키는 쪽으로 급속한 진화가 이루어질 전망이다. 광학제품의 유리 기판 표면에는 여러 가지 기능의 코팅막을 처리하고 있다. 기능막에는 반사방지(무반사: anti-reflection)나 눈부심 방지(anti-glare)코팅이 실시되고 있다.

○ 반사방지 유리는 기판유리 보다도 낮은 굴절률을 가진 재료를 표면에 코팅하거나, 낮은 굴절률 재료를 교대로 적층하고, 광학적 작용을 이용하여 반사율을 저하시키고 있다. 코팅방법에는 크게 습식법과 건식법으로 구분된다. 습식방법에는 도포법, 딥(dipping), 졸-겔법이 있고, 건식방법에는 진공증착, 스퍼터링, CVD법 등이 있다.

○ 반사방지 코팅의 원리는 반사되는 빛이 서로 상쇄간섭(destructive interference)을 일으키도록 하는 것이다. 간섭을 일으키기 위한 조건은 두 가지 반사된 빛의 경로차가 빛 파장의 절반이 되게 하여 빛의 위상차가 180°가 되도록 하는 것이다. 이러한 간섭조건을 만족시키기 위해서는 반사방지 코팅의 두께와 굴절률 값을 조절하여야 한다.

○ 유리에 반사방지 코팅을 설계하는 경우 ① 실제로 이용할 수 있는 설계, ② 가장 코팅하기 용이하게, ③ 필요 이상으로 코팅하지 않아야 한다. 사용하는 저굴절률 코팅재료는 MgF2, SiO2, 중굴절률용에는 Al2O3, SiO, In2O3, 고굴절률용은 ZrO2, TiO2 등이 주로 사용된다. 반사방지 코팅에는 상용 프로그램이 있어 이를 이용하면 설계가 용이하다.

○ 국내 정밀광학 산업은 주력 수출품인 반도체, 디스플레이 제품, 스마트폰, 디지털카메라 등의 첨단산업 제품에는 광기술이 핵심으로 사용되는 소재, 부품, 장비 등의 지원이 필수적이다. 그러나 기술개발 능력 및 전문인력 부족으로 품질의 고급화와 새로운 광학계 개발에 어려움이 많다. 산학연 중심으로 기술개발과 인력양성에 노력하여야 한다고 생각된다.

저자: Takuji Oyama
자료유형: 학술정보