KR102410405B1 - 광학 제품 및 플라스틱 안경 렌즈 및 안경 - Google Patents
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Abstract
[과제] 청색광을 비롯한 가시 영역 내에 있어서의 소정의 파장 영역의 광, 및 근적외선의 쌍방에 대하여, 반사율이 비교적 높게 되어 있고, 다른 가시 영역의 광에 대하여, 반사율이 저감되어 있는 광학 제품 등을 제공한다.
[해결 수단] 광학 제품은, 기재의 편면 또는 양면에 대하여, 직접 또는 중간막을 개재하여 형성된 광학 다층막을 구비하고 있고, 상기 광학 다층막은, SiO2층과 ZrO2층이, 상기 기재로부터 계산하여 1층째를 상기 SiO2층으로 하여 번갈아 배치되도록 합쳐서 9층 적층된 것이며, 1층째의 상기 SiO2층의 광학막 두께는, 설계 파장을 λ(500nm)로 하여, 0.120×λ/4 이하이고, 2층째의 상기 ZrO2층의 광학막 두께는, 0.400×λ/4 이상이고, 3층째의 상기 SiO2층의 광학막 두께는, 0.230×λ/4 이상이고, 7층째의 상기 SiO2층의 광학막 두께는, 0.450×λ/4 이상이다.
[해결 수단] 광학 제품은, 기재의 편면 또는 양면에 대하여, 직접 또는 중간막을 개재하여 형성된 광학 다층막을 구비하고 있고, 상기 광학 다층막은, SiO2층과 ZrO2층이, 상기 기재로부터 계산하여 1층째를 상기 SiO2층으로 하여 번갈아 배치되도록 합쳐서 9층 적층된 것이며, 1층째의 상기 SiO2층의 광학막 두께는, 설계 파장을 λ(500nm)로 하여, 0.120×λ/4 이하이고, 2층째의 상기 ZrO2층의 광학막 두께는, 0.400×λ/4 이상이고, 3층째의 상기 SiO2층의 광학막 두께는, 0.230×λ/4 이상이고, 7층째의 상기 SiO2층의 광학막 두께는, 0.450×λ/4 이상이다.
Description
본 발명은, 플라스틱 안경 렌즈(선글라스 렌즈를 포함함)를 비롯한 광학 제품, 및 당해 플라스틱 안경 렌즈를 이용한 안경(선글라스를 포함함)에 관한 것이다.
근적외선 반사 기능을 가지는 플라스틱 안경 렌즈로서, 하기 특허문헌 1의 것이 알려져 있다.
이 렌즈는 광학 다층막을 구비하고 있다. 그 광학 다층막은, 저굴절률층과 고굴절률층을 교대로 적층한 7층 구조이고, 고굴절률층은 파장 500nm(나노미터)의 광에 대한 굴절률이 2.145 이상인 재료를 이용하여 형성되며, 소정의 고굴절률층이나 저굴절률층은 소정 범위 내의 막 두께를 가지도록 형성되어 있다.
특허문헌 1의 렌즈에서는, 근적외선의 반사율이 비교적 높아 지고, 그 사용에 의해, 근적외선이, 눈에 작용하여 온도 상승에 의한 피로 등을 발생시키거나, 눈의 주위의 피부에 작용하여 주름이나 늘어짐 등을 발생시키는 사태가 방지된다.
그러나, 특허문헌 1의 렌즈에서는, 가시광의 반사율은, 가시광의 파장 영역인 가시 영역의 전체에 걸쳐 수%(퍼센트) 이하가 되어(가시광 반사 방지 기능), 가시 영역 내의 특정한 파장 영역에 대하여 반사율을 높일 수 없다.
따라서, 특허문헌 1의 렌즈에서는, 예를 들면, 근적외선 반사 기능을 유지한 채, 가시 영역 내에 있어서의 400nm 이상 420nm 이하의 파장 영역의 광에 대하여 반사율을 높일 수 없다. 즉, 특허문헌 1의 렌즈에서는, 근적외선 반사 기능과 청색광 반사 기능의 양립을 도모할 수 없다.
이러한 파장 영역의 청색광은, 청색광 전체 중에서도 자외 영역에 가까운 파장 영역의 광으로서, 눈의 망막 조직에 작용하여 가령 황반 변성의 원인이 되는 것이 지적되어 있어, 안경 렌즈에 의해 반사할 수 있으면, 눈의 망막 조직을 보호할 수 있는 것이다. 그러나, 특허문헌 1의 렌즈에서는, 근적외선 반사 기능을 제공할 수 있는 한편, 청색광 반사 기능을 제공할 수 없다.
그래서, 본 발명은, 청색광을 비롯한 가시 영역 내에 있어서의 소정의 파장 영역의 광, 및 근적외선의 쌍방에 대하여, 반사율이 비교적 높게 되어 있고, 다른 가시 영역의 광에 대하여, 반사율이 저감되어 있는 광학 제품, 플라스틱 안경 렌즈, 안경을 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 청구항 1에 기재된 발명은, 광학 제품에 있어서, 기재의 편면 또는 양면에 있어서, 직접 또는 중간막을 개재하여 배치된 광학 다층막을 구비하고 있고, 상기 광학 다층막은, SiO2층과 ZrO2층이, 상기 기재로부터 계산하여 1층째를 상기 SiO2층으로 하여 번갈아 배치되도록 합쳐서 9층 적층된 것이며, 1층째의 상기 SiO2층의 광학막 두께는, 설계 파장을 λ(500nm)로 하여, 0.120×λ/4 이하이고, 2층째의 상기 ZrO2층의 광학막 두께는, 0.400×λ/4 이상이고, 3층째의 상기 SiO2층의 광학막 두께는, 0.230×λ/4 이상이고, 7층째의 상기 SiO2층의 광학막 두께는, 0.450×λ/4 이상인 것을 특징으로 하는 것이다.
청구항 2에 기재된 발명은, 상기 발명에 있어서, 2층째의 상기 ZrO2층의 광학막 두께는, 0.650×λ/4 이하인 것을 특징으로 하는 것이다.
청구항 3에 기재된 발명은, 상기 발명에 있어서, 3층째의 상기 SiO2층의 광학막 두께는, 0.560×λ/4 이하인 것을 특징으로 하는 것이다.
청구항 4에 기재된 발명은, 상기 발명에 있어서, 7층째의 상기 SiO2층의 광학막 두께는, 0.650×λ/4 이하인 것을 특징으로 하는 것이다.
청구항 5에 기재된 발명은, 상기 발명에 있어서, 780nm 이상 1500nm 이하에 있어서의 편면 반사율의 평균값이 20% 이상인 것을 특징으로 하는 것이다.
청구항 6에 기재된 발명은, 플라스틱 안경 렌즈에 있어서, 상기 발명의 광학 제품이 이용되고 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
청구항 7에 기재된 발명은, 안경에 있어서, 상기 발명의 플라스틱 안경 렌즈가 이용되고 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명에 의하면, 청색광을 비롯한 가시 영역 내에 있어서의 소정의 파장 영역의 광, 및 근적외선의 쌍방에 대하여, 반사율이 비교적 높게 되어 있고, 다른 가시 영역의 광에 대하여, 반사율이 저감되어 있는 광학 제품, 플라스틱 안경 렌즈, 안경을 제공할 수 있다는 효과를 가진다.
도 1은, 비교예 1∼4, 실시예 1∼8에 관련되는 오목면의 반사율 분포를 나타내는 그래프이다.
도 2는, 비교예 1∼4에 관련되는, 가시 영역 및 인접 영역에 관련되는 볼록면의 반사율 분포를 나타내는 그래프이다.
도 3은, 비교예 1∼4에 관련되는, 가시 영역 및 인접 영역 및 근적외 영역의 일부의 파장 영역에 관련되는 볼록면의 반사율 분포를 나타내는 그래프이다.
도 4는, 실시예 1∼3에 관련되는 도 2와 마찬가지의 도이다.
도 5는, 실시예 1∼3에 관련되는 도 3과 마찬가지의 도이다.
도 6은, 실시예 4∼6에 관련되는 도 2와 마찬가지의 도이다.
도 7은, 실시예 4∼6에 관련되는 도 3과 마찬가지의 도이다.
도 8은, 실시예 7∼8에 관련되는 도 2와 마찬가지의 도이다.
도 9는, 실시예 7∼8에 관련되는 도 3과 마찬가지의 도이다.
도 2는, 비교예 1∼4에 관련되는, 가시 영역 및 인접 영역에 관련되는 볼록면의 반사율 분포를 나타내는 그래프이다.
도 3은, 비교예 1∼4에 관련되는, 가시 영역 및 인접 영역 및 근적외 영역의 일부의 파장 영역에 관련되는 볼록면의 반사율 분포를 나타내는 그래프이다.
도 4는, 실시예 1∼3에 관련되는 도 2와 마찬가지의 도이다.
도 5는, 실시예 1∼3에 관련되는 도 3과 마찬가지의 도이다.
도 6은, 실시예 4∼6에 관련되는 도 2와 마찬가지의 도이다.
도 7은, 실시예 4∼6에 관련되는 도 3과 마찬가지의 도이다.
도 8은, 실시예 7∼8에 관련되는 도 2와 마찬가지의 도이다.
도 9는, 실시예 7∼8에 관련되는 도 3과 마찬가지의 도이다.
이하, 본 발명에 관련되는 실시형태의 예가 설명된다. 본 발명은 이하의 형태에 한정되지 않는다.
본 발명에 관련되는 광학 제품에서는, 기재의 편면 또는 양면에 대하여, 광학 다층막이 형성되어 있다.
본 발명에 있어서, 기재는 어떤 재질이어도 되고, 바람직하게는 투광성을 가진다. 기재의 재료로서, 바람직하게는 열경화성 수지가 이용되고, 예를 들면 폴리우레탄 수지, 티오우레탄 수지, 에피술파이드 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리에스테르 수지, 아크릴 수지, 폴리에테르술폰 수지, 폴리4-메틸펜텐-1 수지, 디에틸렌글리콜비스알릴카보네이트 수지, 또는 이들의 조합이 이용된다. 또한, 굴절률이 높아 (특히 안경 렌즈용으로서)바람직한 것으로서, 에피술파이드기와 폴리티올 및/또는 함유황 폴리올을 부가 중합하여 얻어지는 에피술파이드 수지, 또는 이 에피술파이드 수지와 다른 수지의 조합을 들 수 있다.
광학 다층막은 적절히 하기의 특징을 가진다. 또한, 광학 다층막은, 양면에 형성되는 경우, 바람직하게는 어느 막도 하기의 특징을 가지고, 더 바람직하게는 어느 막도 동일한 적층 구조가 되도록 한다.
즉, 광학 다층막은, 저굴절률층과 고굴절률층을 교대로 적층하여 전체로서 9층을 가지는 구조이다. 가장 기재측의 층(기재에 가장 가까운 층)을 1층째로 하면, 홀수층째가 저굴절률층이고, 짝수층째가 고굴절률층이다.
또한, 저굴절률층은, 실리카(이산화규소, SiO2)를 이용하여 형성된 SiO2층이고, 고굴절률층은, 지르코니아(이산화지르콘, ZrO2)를 이용하여 형성된 ZrO2층이다.
또한, 1층째(SiO2층)의 광학막 두께가, 설계 파장을 λ(여기서는 500nm)로 하여, 0.120×λ/4 이하가 되도록 형성되어 있다.
또한, 7층째(SiO2층)의 광학막 두께가, 0.450×λ/4 이상이 되도록 형성되어 있고, 바람직하게는 0.450×λ/4 이상 0.650×λ/4 이하가 되도록 형성되어 있다.
게다가, 2층째(ZrO2층)의 광학막 두께가, 0.400×λ/4 이상이 되도록 형성되어 있고, 바람직하게는 0.400×λ/4 이상 0.650×λ/4 이하가 되도록 형성되어 있다.
또한, 3층째(SiO2층)의 광학막 두께가, 0.230×λ/4 이상이 되도록 형성되어 있고, 바람직하게는 0.230×λ/4 이상 0.560×λ/4 이하가 되도록 형성되어 있다.
또한, 광학 다층막은, 근적외 영역 중, 780nm 이상 1500nm 이하의 파장 영역에 있어서의, 편면 반사율의 평균값이, 20% 이상이도록 형성되어 있다.
저굴절률층이나 고굴절률층은, 진공 증착법이나 이온 어시스트 증착법, 이온 플레이팅법, 스퍼터법 등에 의해 형성된다.
본 발명에 있어서, 광학 다층막과 기재의 사이 및 광학 다층막의 표면의 적어도 일방에, 하드 코팅막이나 방오막(발수막·발유막) 등의 별종의 막을 부가해도 되고, 광학 다층막을 양면에 형성하는 경우에는, 부가하는 별종의 막의 종류를 서로 바꾸거나, 막의 유무를 서로 바꾸어도 된다.
광학 다층막과 기재의 사이에 부가하는 막(중간막)으로서, 하드 코팅막을 채용하는 경우, 하드 코팅막은, 적합하게는 기재의 표면에 하드 코팅액을 균일하게 입힘으로써 형성된다.
또한, 하드 코팅막으로서, 바람직하게는 무기 산화물 미립자를 포함하는 오르가노실록산계 수지를 이용할 수 있다. 오르가노실록산계 수지는, 알콕시실란을 가수분해하여 축합시킴으로써 얻어지는 것이 바람직하다. 또한, 오르가노실록산계 수지의 구체예로서, γ-글리시독시프로필트리메톡시실란, γ-글리시독시프로필트리에톡시실란, 메틸트리메톡시실란, 에틸실리케이트, 또는 이들의 조합을 들 수 있다. 이러한 알콕시실란의 가수분해 축합물은, 당해 알콕시실란 화합물 또는 그들의 조합을, 염산 등의 산성 수용액으로 가수분해함으로써 제조된다.
한편, 무기 산화물 미립자의 재질의 구체예로서, 산화아연, 이산화규소(실리카 미립자), 산화알루미늄, 산화티탄(티타니아 미립자), 산화지르코늄(지르코니아 미립자), 산화주석, 산화베릴륨, 산화안티몬, 산화텅스텐, 산화세륨의 각 졸을 단독으로 또는 어느 2종 이상을 혼정화(混晶化)한 것을 들 수 있다. 무기 산화물 미립자의 직경은, 하드 코팅막의 투명성 확보의 관점으로부터, 1nm 이상 100nm 이하인 것이 바람직하고, 1nm 이상 50nm 이하이면 보다 바람직하다. 또한, 무기 산화물 미립자의 배합량(농도)은, 하드 코팅막에 있어서의 경도나 강인성의 적절한 정도로의 확보라고 하는 관점으로부터, 하드 코팅막의 전성분 중의 40중량%(중량 퍼센트) 이상 60중량% 이하를 차지하는 것이 바람직하다. 게다가, 하드 코팅액에는, 경화 촉매로서 아세틸아세톤 금속염, 및 에틸렌디아민4아세트산 금속염의 적어도 일방 등을 부가할 수 있고, 추가로 기재에 대한 밀착성 확보나 형성의 용이화, 원하는 (반)투명색의 부여 등의 필요에 따라 계면활성제, 착색제, 용매 등을 첨가할 수 있다.
하드 코팅막의 물리막 두께는, 0.5μm(마이크로미터) 이상 4.0μm 이하로 하면 바람직하다. 이 막 두께 범위의 하한에 대해서는, 이보다 얇으면 충분한 경도를 얻기 어려운 점으로부터 정해진다. 반면, 상한에 대해서는, 이보다 두껍게 하면 크랙이나 무름의 발생 등, 물성에 관한 문제가 생길 가능성이 비약적으로 높아지는 점으로부터 정해진다.
또한, 하드 코팅막과 기재 표면의 사이에, 하드 코팅막의 밀착성을 향상시키는 관점으로부터 프라이머막을 부가해도 된다. 프라이머막의 재질로서, 예를 들면 폴리우레탄계 수지, 아크릴계 수지, 메타크릴 수지, 유기 규소계 수지, 또는 이들의 조합을 들 수 있다. 프라이머막은, 적합하게는 기재의 표면에 프라이머액을 균일하게 입힘으로써 형성된다. 프라이머액은, 물 또는 알코올계의 용매에 상기의 수지 재료와 무기 산화물 미립자를 혼합시킨 액이다.
상기의 광학 제품에 있어서, 적합하게는 기재는 플라스틱 안경 렌즈 기재이고, 광학 제품은 플라스틱 안경 렌즈이다. 또한, 당해 플라스틱 안경 렌즈를 이용하여, 청색광을 비롯한 가시 영역 내에 있어서의 소정의 파장 영역의 광, 및 근적외선의 쌍방에 대하여, 반사율이 비교적 높게 되어 있고, 다른 가시 영역의 광에 대하여, 반사율이 저감되어 있는, 내구성이 우수한 안경을 제작할 수 있다.
[실시예]
이어서, 본 발명의 실시예 1-1∼8-3 및 본 발명에 속하지 않는 비교예 1-1∼4-3이 적절히 도면을 이용하여 설명된다. 또한, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되지 않는다.
≪기재와 중간막 등≫
이러한 실시예 내지 비교예는 모두 플라스틱 렌즈이고, 그들의 기재는, 모두 안경용의 열경화성 수지제로서, 안경용 플라스틱 렌즈로서 표준적인 크기의 원형이고 도수가 S-2.00인 비구면 렌즈 기재이며, 보다 상세하게는 다음의 3종 중의 어느 것이다.
즉, 제 1 기재는, 티오우레탄 수지제로서, 그 굴절률은 1.60이고, 아베수는 42, 비중은 1.30g/ml(밀리리터당 그램), 유리 전이 온도는 99℃이다(굴절률 1.60 기재). 여기서, 유리 전이 온도는 시차 주사 열량계로 측정된 것이며, 이하 동일하다.
또한, 제 2 기재는, 에피술파이드기와, 폴리티올 및 함유황 폴리올의 적어도 일방이, 부가 중합되어 얻어지는 에피술파이드 수지제로서, 굴절률은 1.70, 아베수는 36, 비중은 1.41g/ml, 유리 전이 온도는 67℃이다(굴절률 1.70 기재).
또한, 제 3 기재는, 에피술파이드 수지제로서, 굴절률은 1.76, 아베수는 30, 비중은 1.49g/ml, 유리 전이 온도는 59℃이다(굴절률 1.76 기재).
제 1 기재가 이용되는 것은 번호의 말미가 1로 되어 있다(실시예 1-1, 비교예 4-1 등). 또한, 제 2 기재가 이용되는 것은 번호의 말미가 2로 되어 있다(실시예 1-2, 비교예 4-2 등). 또한, 제 3 기재가 이용되는 것은 번호의 말미가 3으로 되어 있다(실시예 1-3, 비교예 4-3 등).
또한, 이러한 실시예 내지 비교예에 있어서는, 중간막으로서, 하드 코팅액의 도포에 의해 형성되는 하드 코팅막이 양면에 부여되었다.
플라스틱 렌즈 기재에 접하는 하드 코팅막은, 다음과 같이 제작되었다.
먼저, 용기 중에 메탄올 206g(그램), 메탄올 분산 티타니아계 졸(닛키촉매화성 주식회사제, 고형분 30%) 300g, γ-글리시독시프로필트리메톡시 실란 60g, γ-글리시독시프로필메틸디에톡시 실란 30g, 테트라에톡시실란 60g이 적하되고, 그 혼합액 중에 0.01N(규정도(規定度))의 염산 수용액이 추가로 적하, 교반되어 가수분해가 행해졌다. 이어서, 플로우 조정제 0.5g 및 촉매 1.0g이 가해지고, 실온에서 3시간 교반되어, 하드 코팅액이 제작되었다.
하드 코팅액은, 플라스틱 렌즈 기재의 각 면에 대하여, 다음과 같이 도포되었다.
즉, 스핀 코팅법에 의해 하드 코팅액을 균일하게 퍼지게 하고, 120℃의 환경에 1.5시간 둠으로써, 하드 코팅액이 가열 경화되었다.
이와 같이 하여 형성된 하드 코팅막은, 모두 물리막 두께가 2.5μm가 되었다.
≪광학 다층막(오목면측) 등≫
또한, 이러한 실시예 내지 비교예에서는, 오목면측의 광학 다층막은, 중간막의 위에 있어서, 일반적인 전체 5층의 저굴절률층(가장 기재에 가까운 측을 제 1 층(L1)으로 하여 홀수층(L1, L3, L5)) 및 고굴절률층(짝수층(L2, L4))의 교호 적층막(반사 방지막)으로서 형성되었다.
오목면측의 광학 다층막의 저굴절률층은 SiO2층이고, 고굴절률층은 ZrO2층이며, 각 층의 광학막 두께는, 실시예 1∼8 내지 비교예 1∼4의 각각에 있어서, 다음의 표 1에 나타내어지는 바와 같다.
또한, 광학막 두께는, 일반적으로 다음의 식(1)로 나타내어지는 바, 표 1 중의 광학막 두께의 값은, 광학막 두께의 1/4에 상당하는 파장마다 광의 위상이 동일해지거나 또는 반전하는 것을 감안하여, 착목하는 설계 파장(λ)의 1/4의 몇 배에 해당하는지를 나타내기 때문에, 식(1)에 있어서의 광학막 두께를 λ/4로 나눈 것으로 되어 있다.
광학막 두께=(굴절률×물리막 두께) ··(1)
≪광학 다층막(볼록면측) 등≫
한편, 이러한 실시예 내지 비교예에서는, 볼록면측의 광학 다층막은, 중간막의 위에 있어서, 기본적으로 다음과 같이 형성되었다.
중간막을 가지는 기재가 세팅된 돔이, 도어를 개재하여 진공 장치 내에 투입되고, 도어가 닫혀 진공 장치 내가 진공 배기되었다.
진공 장치 내의 온도는 60℃로 설정되고, 진공 장치 내의 진공도가 7.0E-04Pa(파스칼)에 도달한 시점에, 광학 다층막의 성막이 개시되었다. 또한, 7.0E-04는 7.0×10-4를 나타내고 있다.
성막에 있어서, 먼저 중간막과 이제부터 성막되는 광학 다층막과의 밀착성을 높이기 위하여, 기재 표면(중간막)에 대하여 산소 이온이 60초간 조사되고, 당해 표면을 활성화시키는 처리가 실시되었다.
그리고, 저굴절률 재료와 고굴절률 재료가 번갈아 증착되고, 저굴절률층과 고굴절률층을 번갈아 가지는 광학 다층막이 성막되었다.
저굴절률 재료로서, 실리카(캐논옵트론 주식회사제 「SiO2」)가 이용되고, 저굴절률 재료의 성막 레이트는 10.0Å/s(초당 옹스트롬)로 되었다. 이와 같이 성막된 저굴절률층에 있어서의 파장 550nm의 광에 대한 굴절률은 1.4815였다.
고굴절률 재료로서, 지르코니아(동사제(同社製) 「ZrO2」)가 이용되고, 고굴절률 재료의 성막 레이트는 6.0Å/s로 되었다. 이와 같이 성막된 고굴절률층에 있어서의 파장 550nm의 광에 대한 굴절률은 2.0743이었다.
비교예 1∼4에 있어서의 각 층의 광학막 두께(λ/4로 나눈 것)는, 다음의 표 2의 상부에 나타내어지는 바와 같고, 실시예 1∼4에 있어서의 각 층의 광학막 두께(λ/4로 나눈 것)는, 다음의 표 3의 상부에 나타내어지는 바와 같으며, 실시예 5∼8에 있어서의 각 층의 광학막 두께(λ/4로 나눈 것)는, 다음의 표 4의 상부에 나타내어지는 바와 같다.
또한, 비교예 1-1∼1-3에 있어서는, 모두 동일한 광학 다층막(볼록면)이 형성되고, 이들을 합쳐서 비교예 1이라고 하는 경우가 있다. 또한, 비교예 2-1∼2-3 등에 있어서도 마찬가지이고, 실시예 1-1∼1-3 등에 있어서도 마찬가지이다.
즉, 비교예 1의 광학 다층막(볼록면)은, 7층 구조이며, 기재측으로부터 계산하여 1층째(L1)(SiO2층)의 광학막 두께가 0.120×λ/4 이하가 아니고, 가장 외측인 7층째(L7)(SiO2층)의 광학막 두께가 0.450×λ/4 이상이 아니고, 3층째(L3)(SiO2층)의 광학막 두께가 0.230×λ/4 이상이 아니다.
또한, 비교예 2의 광학 다층막(볼록면)은, 9층 구조이지만, 1층째(L1)(SiO2층)의 광학막 두께가 0.120×λ/4 이하가 아니다.
또한, 비교예 3의 광학 다층막(볼록면)은, 9층 구조이지만, 1층째(L1)(SiO2층)의 광학막 두께가 0.120×λ/4 이하가 아니다.
또한, 비교예 4의 광학 다층막(볼록면)은, 1층째(L1)가 ZrO2층인 8층 구조로 되어 있다.
이러한 비교예에 비하여, 실시예 1∼8의 광학 다층막(볼록면)은, 모두 9층 구조로서, 1층째(L1)(SiO2층)의 광학막 두께가 0.120×λ/4 이하이고, 7층째(L7)(SiO2층)의 광학막 두께가 0.450×λ/4 이상 0.650×λ/4 이하이고, 2층째(L2)(ZrO2층)의 광학막 두께가 0.400×λ/4 이상 0.650×λ/4 이하로 되어 있고, 3층째(L3)(SiO2층)의 광학막 두께가 0.230×λ/4 이상 0.560×λ/4 이하이다.
≪외관 등≫
비교예 1-1∼4-3에 대하여, 광학 다층막(볼록면) 형성 후의 외관이 육안으로 확인되었다. 그 결과는 상기 표 2의 중부에 나타내어진다.
또한, 실시예 1-1∼4-3, 5-1∼8-3에 대하여, 광학 다층막(볼록면) 형성 후의 외관이 육안으로 확인되었다. 그 결과는, 상기 표 3, 표 4의 중부에 나타내어진다.
비교예 1 중, 비교예 1-2(굴절률 1.70 기재)와 비교예 1-3(굴절률 1.76 기재)에 있어서, 볼록면에 선 형상의 크랙이 다수 보였다. 그 밖의 비교예 내지 실시예에서는, 외관에 있어서 크랙 등의 이상의 발생은 보이지 않았다.
≪가시 영역 또는 인접 영역의 반사율 분포 등≫
비교예 1∼4, 실시예 1∼8의 오목면의 반사율 분포가 반사율 측정기(올림푸스 주식회사제 USPM-RU)에 의해 측정되었다.
이러한 오목면 반사율 분포는, 모두 마찬가지의 분포이며, 대표하여 비교예 1-1의 분포가 도 1에 나타내어진다.
한편, 이러한 비교예나 실시예에 있어서의 볼록면의 반사율 분포가, 마찬가지로 측정되었다.
비교예 1-1∼1-3의 볼록면 반사율 분포는, 모두 마찬가지의 분포이며, 이들을 대표하여 비교예 1-1에 관련되는 분포가, 비교예 1의 볼록면 반사율 분포로서, 도 2, 도 3에 나타내어진다. 여기서, 도 2는, 가시 영역(파장 400nm 이상 780nm 이하) 및 인접 영역(합쳐서 파장 380nm 이상 780nm 이하)에 관련되는 분포를 나타내는 것이고, 도 3은, 가시 영역 및 인접 영역 및 근적외 영역의 일부(780nm 이상 1500nm 이하)의 파장 영역(합쳐서 파장 350nm 이상 1500nm 이하)에 관련되는 분포를 나타내는 것이다. 마찬가지로, 비교예 2∼4의 볼록면 반사율 분포도 도 2, 도 3에 나타내어진다.
또한, 실시예 1-1∼1-3의 볼록면 반사율 분포는, 모두 마찬가지의 분포이며, 이들을 대표하여 실시예 1-1에 관련되는 분포가, 실시예 1의 볼록면 반사율 분포로서, 도 4, 도 5에 나타내어진다. 여기서, 도 4는, 가시 영역 및 인접 영역(합쳐서 파장 380nm 이상 780nm 이하)에 관련되는 분포를 나타내는 것이고, 도 5는, 가시 영역 및 근적외 영역 및 인접 영역(합쳐서 파장 350nm 이상 1500nm 이하)에 관련되는 분포를 나타내는 것이다. 마찬가지로, 실시예 2∼3의 볼록면 반사율 분포도 도 4, 도 5에 나타내어진다. 또한 마찬가지로, 실시예 4∼6의 볼록면 반사율 분포가 도 6, 도 7에 나타내어지고, 실시예 7∼8의 볼록면 반사율 분포가 도 8, 도 9에 나타내어진다.
또한, 이러한 비교예에 있어서의 근적외 영역의 볼록면 반사율의 평균값(근적외 영역 반사율[%])이 상기 표 2의 하부에 나타내어지고, 이러한 실시예에 있어서의 근적외 영역 반사율이 상기 표 3, 표 4의 하부에 나타내어진다.
비교예 1∼4에서는 모두, 400nm±50nm의 파장 영역에 있어서의 반사율이, 그 영역을 제외한 가시 영역에 있어서의 반사율보다 높게 되어 있어, 400nm 내지 그 전후의 파장의 광을 반사하는 필터로 되어 있다.
또한, 비교예 1∼3에서는, 착목하고 있는 근적외 영역(780nm 이상 1500nm 이하)에 있어서의 반사율의 평균값(근적외 영역 반사율)도 비교적 높게 되어 있어(23% 전후), 근적외선 반사 기능을 구비하고 있다.
한편, 비교예 4에서는, 근적외 영역 반사율이 7% 정도로 낮게 되어 있어, 근적외선 반사 기능을 충분하게는 가지지 않고 있다.
한편, 실시예 1에서는, 400nm±50nm의 파장 영역에 있어서의 반사율이, 그 영역을 제외한 가시 영역에 있어서의 반사율보다 높게 되어 있고, 특히 파장 400nm의 광의 반사율(극대값)이 71%와 70%를 초과하고 있고, 또한 가시 영역의 단파장측인 400nm 이상 420nm 이하의 파장 영역에 있어서의 반사율이 그 전역에 있어서 50%를 초과하고 있다. 또한, 실시예 1의 반사율 분포에서는, 주목하는 적외 영역 내에서 파장 1100nm에 있어서 극대값(44%)을 취하는 마루가 존재하고 있고, 근적외 영역 반사율이 23.42%로 높게 되어 있다.
또한, 실시예 2에서는, 400nm±50nm의 파장 영역에 있어서의 반사율이, 그 영역을 제외한 가시 영역에 있어서의 반사율보다 높게 되어 있고, 특히 파장 400nm의 광의 반사율(극대값)이 50%이고, 또한 가시 영역의 단파장측인 400nm 이상 420nm 이하의 파장 영역에 있어서의 반사율이 그 전역에 있어서 30%를 초과하고 있다. 또한, 실시예 2의 반사율 분포에서는, 주목하는 적외 영역 중의 파장 930nm에서 극대값(51%)을 취하는 마루가 존재하고 있고, 근적외 영역 반사율이 24.63%로 높게 되어 있다.
또한, 실시예 3에서는, 420nm 이상 500nm 이하의 파장 영역에 있어서의 반사율이, 그 영역을 제외한 가시 영역에 있어서의 반사율보다 높게 되어 있고, 특히 파장 450nm의 광의 반사율(극대값)이 35%로 되어 있다. 또한, 실시예 3의 반사율 분포에서는, 주목하는 적외 영역 중의 파장 1070nm에서 극대값(51%)을 취하는 마루가 존재하고 있고, 근적외 영역 반사율이 26.15%로 높게 되어 있다.
게다가, 실시예 4에서는, 440nm 이상 520nm 이하의 파장 영역에 있어서의 반사율이, 520nm를 초과하여 730nm 이하의 가시 영역의 부분에 있어서의 반사율보다 높게 되어 있고, 특히 파장 480nm의 광의 반사율(극대값)이 20%로 되어 있다. 또한, 실시예 4의 반사율 분포에서는, 주목하는 적외 영역 중의 파장 1130nm에서 극대값(47%)을 취하는 마루가 존재하고 있고, 근적외 영역 반사율이 24.97%로 높게 되어 있다.
또한, 실시예 5에서는, 450nm 이상 530nm 이하의 파장 영역에 있어서의 반사율이, 540nm를 초과하는 가시 영역의 부분에 있어서의 반사율보다 높게 되어 있고, 특히 파장 480nm의 광의 반사율(극대값)이 30%로 되어 있다. 또한, 실시예 5의 반사율 분포에서는, 주목하는 적외 영역 중의 파장 1130nm에서 극대값(49%)을 취하는 마루가 존재하고 있고, 근적외 영역 반사율이 26.17%로 높게 되어 있다.
또한, 실시예 6에서는, 440nm 이상 530nm 이하의 파장 영역에 있어서의 반사율이, 530nm를 초과하는 가시 영역의 부분에 있어서의 반사율보다 높게 되어 있고, 특히 파장 480nm의 광의 반사율(극대값)이 40%로 되어 있다. 또한, 실시예 6의 반사율 분포에서는, 주목하는 적외 영역 중의 파장 1130nm에서 극대값(45%)을 취하는 마루가 존재하고 있고, 근적외 영역 반사율이 22.99%로 높게 되어 있다.
또한, 실시예 7에서는, 390nm 이상 450nm 이하의 파장 영역에 있어서의 반사율이, 450nm를 초과하여 760nm 이하의 가시 영역의 부분에 있어서의 반사율보다 높게 되어 있고, 특히 파장 420nm의 광의 반사율(극대값)이 25%로 되어 있다. 또한, 실시예 7의 반사율 분포에서는, 주목하는 적외 영역 중의 파장 990nm에서 극대값(53%)을 취하는 마루가 존재하고 있고, 근적외 영역 반사율이 25.85%로 높게 되어 있다.
또한, 실시예 8에서는, 400nm 이상 500nm 이하의 파장 영역과 550nm 이상 700nm 이하의 파장 영역에 있어서의 각 반사율이, 500nm를 초과하여 550nm 미만의 파장 영역의 반사율보다 높게 되어 있고, 특히 파장 450nm의 광의 반사율(제 1 극대값)이 11%로 되어 있고, 파장 620nm의 광의 반사율(제 2 극대값)도 11%로 되어 있다. 또한, 실시예 8의 반사율 분포에서는, 주목하는 적외 영역 중의 파장 910nm에서 극대값(54%)을 취하는 마루가 존재하고 있고, 근적외 영역 반사율이 26.45%로 높게 되어 있다.
≪내구성 등≫
비교예 1-1∼4-3, 실시예 1-1∼8-3에 대하여, 각각 내구성에 관한 2개의 시험이 행해졌다. 단, 성막시에 크랙이 발생한 비교예 1-2, 1-3에 대해서는 이러한 시험은 행해지지 않았다.
하나는 내후 촉진 밀착 시험이고, 다른 하나는 항온 항습 시험이다.
내후 촉진 밀착 시험은 다음과 같이 행해졌다. 먼저, 렌즈의 각 면에 있어서 커터에 의해 100매스의 매스 눈금이 형성되었다. 이어서, 매스 눈금 형성 개소에 대한 셀로판 테이프의 부착 및 강한 박리가 5회 반복되고, 박리를 일으킨 매스의 수가 확인되었다. 계속해서, 렌즈가 선샤인 웨더 미터(스가시험기 주식회사제 S80B)에 60시간(hr)투입되고, 그 후, 투입 전과 마찬가지로, 새롭게 형성한 매스 눈금 형성 개소에 대하여 적용한 셀로판 테이프에 의해 박리를 발생시킨 매스의 수가 계산되었다. 또한 그 후, 마찬가지로 렌즈가 선샤인 웨더 미터에 60시간 투입되어 박리된 매스 눈금수가 확인되고, 이러한 투입과 확인이, 60시간마다 최초의 투입부터 기술하여 240시간 투입된 후의 확인까지 반복되었다.
항온 항습 시험은, 항온 항습 시험기(에스펙 주식회사제 LHU-113)를 이용하여 행해졌다. 당해 시험기의 조(槽) 내가, 온도 60℃, 상대 습도 95% RH로 세팅되고, 당해 조 내에 각 렌즈가 투입되고, 투입으로부터 기산하여 1일, 3일, 7일 경과 후에 각각 렌즈가 조로부터 취출되어, 부종이나 변색, 크랙 등의 외관 이상이 발생하고 있는지의 여부가 육안으로 확인되었다.
이러한 시험의 결과 중, 비교예 1-1∼4-3에 대해서는 하기 표 5에 나타내어진다.
또한, 이러한 시험의 결과 중, 실시예 1-1∼8-3에 대해서는 하기 표 6에 나타내어진다.
항온 항습 시험에 있어서, 1.60 기재에 관련되는 비교예 1-1, 2-1, 3-1, 4-1 내지 실시예 1-1, 2-1, 3-1, 4-1, 5-1, 6-1, 7-1, 8-1에 있어서 7일 경과 후에 크랙이 보였지만, 다른 비교예나 실시예에서는 7일 경과 후에도 크랙은 보이지 않았다.
항습 항온 환경에 3일 노출된 후에도 크랙이 발생하지 않으면, 충분한 내구성(내열성, 내습성)을 가지고 있다고 할 수 있고, 7일 경과 후에 크랙이 발생하지 않으면 매우 우수한 내구성을 가지고 있는 것이 된다. 1.60 기재의 것에 있어서 7일 경과 후에 크랙이 발생한 것은, 당해 기재의 팽창률이 다른 기재에 비해 높은 것에 의한 것이라고 생각할 수 있다.
한편, 내후 촉진 밀착 시험에 있어서, 비교예 2-1∼2-3에서는 통산 120시간 투입 후부터 현저하게 박리의 매스수가 증가하여, 내구성(내후 촉진 후의 밀착성)이 충분한 것이 아니었다.
또한, 비교예 3-1∼3-3에서는 통산 180시간 투입 후부터 박리가 보여, 역시 내구성(내후 촉진 후의 밀착성)이 충분한 것이 아니었다.
이들 이외의 비교예나 모든 실시예에 있어서는, 내후 촉진 후의 박리는 보이지 않아, 우수한 내구성(내후 촉진 후의 밀착성)을 가지는 것으로 되어 있었다.
≪정리 등≫
비교예 1에서는, 2층째의 ZrO2층의 광학막 두께가 0.400×λ/4 이상 0.650×λ/4 이하인 것 등에 의해, 근적외 영역 및 가시 영역 내의 청색 영역의 쌍방에 있어서 높은 반사율이 확보되어 있다. 그러나, 비교예 1에서는, 7층 구조이고, 또한 3층째의 SiO2층이 0.230×λ/4 이하인 경우도 있어, 비교예 1-2, 1-3에 있어서 성막시에 선 형상의 크랙이 발생하고 있다.
비교예 2에서는, 9층 구조이고, 2층째의 ZrO2층의 광학막 두께가 0.400×λ/4 이상 0.650×λ/4 이하이고, 3층째의 SiO2층의 광학막 두께가 0.230×λ/4 이상 0.560×λ/4 이하이고, 7층째의 SiO2층의 광학막 두께가 0.450×λ/4 이상 0.650×λ/4 이하인 것 등에 의해, 근적외 영역 및 가시 영역 내의 청색 영역의 쌍방에 있어서 높은 반사율이 확보되고, 또한 성막시에 있어서의 크랙의 발생도 회피되어 있다. 그러나, 비교예 2에서는, 1층째의 SiO2층의 광학막 두께가 0.350×λ/4로서 0.120×λ/4를 초과하고 있는 것 등에 의해, 내후 촉진 밀착 시험에 있어서, 막의 박리가 발생하고 있다.
비교예 3에서는, 비교예 2와 마찬가지인 9층 구조이고, 1층째의 SiO2층의 광학막 두께가 0.228×λ/4로 비교예 2보다 더 얇게 하고 있지만, 여전히 0.120×λ/4를 초과하고 있는 것 등에 의해, 비교예 2와 마찬가지로 내후 촉진 밀착 시험에 있어서 막 박리가 발생하고 있다.
비교예 4에서는, ZrO2층을 1층째로 하는 8층 구조이고, 청색 영역의 반사율을 확보하기 위하여 각 층의 광학막 두께가 얇게 되어 있지만, 적외 영역의 반사율을 7% 정도밖에 확보할 수 없다.
이상에 비하여, 실시예 1∼8에서는 모두 9층 구조이고, 기재로부터 계산하여 1층째의 SiO2층의 광학막 두께가 0.120×λ/4 이하이고, 2층째의 ZrO2층의 광학막 두께가 0.400×λ/4 이상 0.650×λ/4 이하이고, 3층째의 SiO2층의 광학막 두께가 0.230×λ/4 이상 0.560×λ/4 이하이고, 7층째의 SiO2층의 광학막 두께가 0.450×λ/4 이상 0.650×λ/4 이하인 것에 의해, 근적외 영역에 있어서의 높은 반사율(780nm 이상 1500nm 이하에 있어서의 편면 반사율의 평균값으로 20% 이상)과 가시 영역의 부분 영역의 높은 반사율이, 그 밖의 가시 영역의 낮은 반사율(바람직하게는 평균 3% 이하, 보다 바람직하게는 그 전체에서 3% 이하, 더 바람직하게는 평균 1% 이하, 한층 더 바람직하게는 전체에서 1% 이하)을 전제로 하여 양립함과 함께, 내구성(내후 촉진 밀착 시험에 있어서의 비박리성이나 항온 항습 시험에 있어서의 비파괴성)도 확보된다.
특히, 실시예 1, 2에서는, 가시 영역 내의 단파장 영역(400nm 이상 420nm 이하)의 광이, 근적외선과 함께 높은 반사율에 의해 커트되고, 커트되를 정도는, 파장 400nm에서 반사율 71%, 50%로 가변이다. 이러한 단파장 영역(청색 영역)의 광은, 가시광 중에서도 에너지가 높아, 눈에 도달하는 양이 저감되면 눈의 보호가 되고, 실시예 1, 2에서 안경 렌즈를 형성하여 안경을 제작하면, 눈을 청색광과 근적외선으로부터 보호하는 안경이 제공되게 된다. 또한, 가시 영역에 있어서 청색 영역만 반사율을 높게(투과율을 낮게) 할수록 렌즈나 시야가 청의 보색인 황색을 나타내어, 청색광으로부터의 보호 기능을 가지면서 황색이 눈에 띄지 않도록 하는 니즈도 있다는 점에서, 청색 영역(극대값)에 있어서의 반사율의 크기를 조절할 수 있는 것은 중요한 바, 실시예 1, 2에 있어서 그 크기가 조절되고 있다.
또한, 실시예 3에서는, 가시 영역 내의 부분 영역(420nm 이상 500nm 이하)의 광이, 근적외선과 함께 높은 반사율에 의해 커트된다. 그 부분 영역에 있어서의 반사율의 극대값은, 파장 450nm에서 35%로 되어 있고, LED 조명의 분광 강도 분포의 극대값이 위치하는 450nm의 광이나 그 인접 파장의 광은, 근적외선과 함께 커트된다. 따라서, 실시예 3에 의해 안경을 제작하면, LED 조명하에서, 눈이 보호되고, 밸런스가 잡힌 시야가 확보되는 안경을 제공할 수 있다. 또한, 실시예 3과 마찬가지의 막을 가지는 LED 조명 커버를 제작하여, LED 조명광이 눈을 보호 가능하고 색조가 조절된 것으로 되는 커버를 제공할 수 있다.
또한, 실시예 4∼6에서는, 가시 영역 내의 부분 영역(440nm 이상 520nm 이하)의 광이, 근적외선과 함께 높은 반사율에 의해 커트된다. 그 부분 영역에 있어서의 반사율의 극대값은, 파장 480nm에서 20%, 30%, 40%로 되어 있어, 파장 480nm와 그 인접 영역의 광, 및 근적외선을 커트하는 렌즈 등이 제공 가능해진다. 최근에 파장 480nm 내지 그 인접 영역의 광을 밤(취침 전)에 받으면 체내 시계가 이상해지는 것을 알게 되었고, 실시예 4에서는 그 광을 근적외선과 함께 커트할 수 있다. 또한, 이러한 광으로부터의 보호의 정도와, 가시광의 시인성(색조의 자연스러움) 등의 균형을 조절하는 니즈를 만족시키기 위해서는, 이러한 광의 커트율의 정도, 즉 파장 480nm에 있어서의 반사율의 극대값의 크기가 조정 가능한 것을 필요로 하는 바, 실시예 4∼6에서는 그 정도(크기)가 가변으로 되어 있고, 상기의 니즈는 충족되게 된다. 또한, 이러한 광을 발생할 수 있는 것으로서는, 예를 들면 스마트폰을 비롯한 휴대 전자 기기의 디스플레이, 컴퓨터 디스플레이, LED를 백라이트로 하는 텔레비전 등이 있다.
또한, 실시예 7에서는, 가시 영역 내의 청색 영역(390nm 이상 450nm 이하)의 광이, 근적외선과 함께 높은 반사율에 의해 커트된다. 실시예 1∼2에서는 청색 영역 내의 반사율의 극대값이 파장 400nm에 위치하고 있었던 바, 실시예 7에서는 당해 극대값이 420nm에 위치하고 있다. 실시예 7에서는, 청색광에 대한 눈의 보호 성능과 색조를 비롯한 시인성 등의 균형의 조정이, 극대값의 위치의 변경에 의해 이루어지고 있다.
게다가, 실시예 8에서는, 가시 영역 내의 2개의 부분 영역(400nm 이상 500nm 이하의 파장 영역, 550nm 이상 700nm 이하)의 광이, 근적외선과 함께 높은 반사율에 의해 커트된다. 실시예 8에서는, 실시예 3과 마찬가지로, 파장 450nm에서 반사율의 극대값을 가지고 있다. 가시광의 내, 당해 파장이나 그 인접 영역의 파장의 광(청색광)만을 커트하면, 투과광의 색(투과색)이 청색의 보색인 황색을 나타내게 되고, 그 황색의 정도를 저감하기 위하여, 실시예 8에서는 황색의 영역에 관련되는 파장 620nm나 그 인접 영역의 파장의 광(황색광)도 높은 반사율에 의해 커트하는 것으로 하여, 투과색이 백색에 근접한 것으로 되어 있다.
이와 같이, 광학 다층막이 9층 구조로 되고, 기재로부터 계산하여 1층째의 SiO2층의 광학막 두께가 0.120×λ/4 이하이고, 2층째의 ZrO2층의 광학막 두께가 0.400×λ/4 이상(바람직하게는 0.650×λ/4 이하)이고, 3층째의 SiO2층의 광학막 두께가 0.230×λ/4 이상(바람직하게는 0.560×λ/4 이하)이고, 또한 7층째의 SiO2층의 광학막 두께가 0.450×λ/4 이상(바람직하게는 0.650×λ/4 이하)이도록 되면, 적외 영역과 가시 영역의 부분 영역의 광을 커트하는 내구성이 높은 광학 제품이 제공되게 되고, 그 부분 영역은, 다른 층의 광학막 두께의 조정에 의해, 다양하게 설정될 수 있는 것으로 되어 있는 것이다.
Claims (7)
- 기재의 편면 또는 양면에 있어서, 직접 또는 중간막을 개재하여 배치된 광학 다층막을 구비하고 있고,
상기 광학 다층막은, SiO2층과 ZrO2층이, 상기 기재로부터 계산하여 1층째를 상기 SiO2층으로 하여 번갈아 배치되도록 합쳐서 9층 적층된 것이며,
1층째의 상기 SiO2층의 광학막 두께는, 설계 파장을 λ(500nm)로 하여, 0 초과 0.120×λ/4 이하이고,
2층째의 상기 ZrO2층의 광학막 두께는, 0.400×λ/4 이상 0.650×λ/4 이하이고,
3층째의 상기 SiO2층의 광학막 두께는, 0.230×λ/4 이상 0.560×λ/4 이하이고,
7층째의 상기 SiO2층의 광학막 두께는, 0.450×λ/4 이상 0.650×λ/4 이하이고,
780nm 이상 1500nm 이하에 있어서의 편면 반사율의 평균값이 20% 이상인 것을 특징으로 하는 광학 제품. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제 1 항에 기재된 광학 제품이 이용되고 있는 것을 특징으로 하는 플라스틱 안경 렌즈.
- 제 6 항에 기재된 플라스틱 안경 렌즈가 이용되고 있는 것을 특징으로 하는 안경.
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