KR20040067025A - 광흡수성 물질을 사용하여 선택성 칼라를 형성하는저반사의 다층 박막 안경렌즈 및 저반사와 투과칼라를제어하는 방법 - Google Patents

광흡수성 물질을 사용하여 선택성 칼라를 형성하는저반사의 다층 박막 안경렌즈 및 저반사와 투과칼라를제어하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광흡수성 물질을 사용하여 선택성 칼라를 형성하는 저반사의 다층박막 안경렌즈 및 저반사와 투과칼라를 제어하는 방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 하드막이 코팅된 플라스틱 안경렌즈에 저굴절률과 고굴절률을 가지는 유전체를 교대로 증착하여 선택성 칼라를 형성하는 다층박막으로 이루어진 안경렌즈에 있어서, 하드막(2a, 2b)이 코팅된 플라스틱 안경렌즈(1)에 고진공하의 이온빔 보조증착 방식에 의하여 볼록면에는 저굴절률 유전체 박막층(3a,5a,7a)과 고굴절률 유전체 박막층(4a,6a)을 교대로 증착하여 가시광선 대역의 저반사율을 갖는 파장특성을 형성함과 아울러 저굴절률 유전체 박막층(5a) 위에 투명 전도성 박막층(8)을 형성시켜 대전방지 기능을 부여하고, 오목면에는 저굴절률 유전체 박막층(3b,5b)과 광흡수성 물질(9)을 교대로 증착하여 원하는 투과칼라를 얻음과 동시에 오목면 자체의 반사율을 최대한 낮추어 선택성 칼라를 형성하는 저반사의 다층 박막 안경렌즈임을 그 특징으로 한다. 본 발명에 의한 안경렌즈는 착용자 측면의 투과칼라 형성과 저반사 특성이 우수하여 색감조절 및 선명한 시야의 확보가 가능하고 눈의 피로를 줄여 여러 용도의 안경렌즈로 활용할 수 있는 장점이 있다.

Description

광흡수성 물질을 사용하여 선택성 칼라를 형성하는 저반사의 다층 박막 안경렌즈 및 저반사와 투과칼라를 제어하는 방법{OPHTHALMIC LENS WITH MULTI-LAYER FORMING PHOTO-SELECTIVE COLOR AND LOW REFLECTION BY USING OPTICAL ABSORPTION MATERIAL AND METHOD FOR CONTROLLING THE LOW REFLECTION AND THE TRANSMITTED COLOR}
본 발명은 광흡수성 물질을 사용하여 선택성 칼라를 형성하는 저반사의 다층 박막 안경렌즈 및 저반사와 투과칼라를 제어하는 방법에 관한 것으로, 특히 안경렌즈의 볼록면에는 유전체 박막의 증착두께 및 순서를 조절하여 가시광선 대역의 무반사를 지향하는 저반사 효과를 부여하고, 오목면에는 광흡수성 물질과 유전체를 같이 사용하여 투과 색상 형성과, 저반사 효과를 동시에 부여하는 선택적인 투과광칼라 제어기술이며 이는 사용목적에 따라 야간 운전자용, 작업용 또는 레저용 등에 사용할 수 있는 기능성 안경에 관한 것이다.
종래의 안경렌즈의 다층 박막 기술들은 글래스 또는 플라스틱 재질의 기판(Substrate)위에 고유한 굴절률(Refractive Index)을 갖는 물질을 순차적으로 코팅하여 저반사, 고반사 또는 대역통과 필터(Band-Pass Filter)등의 기능을 부여하는 것이었다.
글래스의 경우는 도 1에 나타낸 바와 같이, 평균 반사율이 일반적으로 4% 정도이다. 이를 저굴절률 물질인 SiO2와 고굴절률 물질인 ZrO2를 순차적으로 22번 반복 증착하여 460∼580nm의 파장대역에서 100% 반사되도록 증착하는데, 이와 같은 방식의 증착을 고반사 코팅이라고 한다. 반대의 개념으로 반사율을 최대로 줄이고, 반사율을 줄이는 만큼 투과율을 높이는 목적으로 증착을 하는 것이 저반사 코팅이다.
저반사 코팅의 결과는 도 2에 나타낸 바와 같으며, 저반사 코팅 역시 SiO2와 ZrO2의 두 물질을 번갈아 증착함으로써 제작되며, 사용 목적에 맞게 유전체들의 증착 두께를 조절하고 순서를 적당히 조절한 것이다. 그 결과로 반사율이 4% 이상 되는 글래스에 유전체들을 증착하면 반사율을 2% 이하로 낮출수 있고, 그와 함께 평균 반사가 낮아져 투과가 좋아지는 효과를 얻을 수 있다. 일반적인 안경렌즈들은 상기의 저반사 다층 증착으로 반사율을 낮추어 증착 전의 렌즈에 비해 더욱 좋은 투과율을 확보하고 있다.
그러나, 상술한 바와 같은 안경렌즈에 빛의 투과만을 최대화하기 위한 저반사 디자인을 함에 따라 색상의 선택이 극히 제한되어 있어 개성을 추구하는 현대인의 개인별 성향을 만족시킬 수 없다. 또한 투과도를 높일 경우 선명도는 좋으나 외부의 노출에 자유롭지 못하고 눈의 보호기능이 미흡하다.
한편, 도 3은 착색을 이용한 칼라 형성의 과정을 나타낸 것으로서, 안경을 통과한 빛은 투과도가 떨어지고 자연빛이 아닌 안경에 첨가한 색소의 색상으로 투과된다. 상기 착색에 의한 칼라 형성방법은 착색 염료를 안경렌즈의 표면에 직접침투시키는 방법으로 디핑(Dipping)을 통한 수작업이 일반화되어 있다.
이로 인하여 제품들의 반사특성이나 투과 색상이 일정하지 못하고, 작업효율도 많이 저하되는 단점이 있으며, 특히 착색 염료의 특성상 렌즈에 투입된 흡수제는 빛에 장기간 노출됨에 따라 물성의 변화가 생겨 흡수파장의 변형이 발생하며 이로 인해 색상의 변색 및 투과반사의 변화를 가져오는 문제를 발생시키며, 코팅막 계면 사이의 부착력을 저하시켜 각 코팅 박막 사이의 내구성을 저해하는 단점이 있었다.
이에 본 출원인은 기존의 흡수제를 이용하여 칼라를 형성하는 방법의 문제를 해결할 수 있는 방법으로 대한민국 특허공개 제 2001-0073886호에서 흡수제를 거의 포함하지 않고 유전체의 파장특성만을 이용한 "선택성 칼라를 형성하는 다층박막 안경렌즈 및 칼라를 제어하는 방법"을 개시하였으나, 상기 발명은 유전체의 파장특성만을 이용하여 선택성 칼라를 형성하기 때문에 착용자 측면의 무반사 제어가 용이하지 못한 단점이 있다.
이외에도 금속막을 형성하고 그 위에 저굴절률의 유전체를 보호층으로 사용하는 기존 금속막 증착방식의 경우 투과 칼라의 특성은 우수하나, 착용자의 착용면(렌즈의 앞면, 뒷면)의 반사가 높아져 착용자에게 측면반사 및 허상 등을 만들어 시야에
많은 장애를 가져다 주는 단점이 있다.
이에, 본 발명자는 착용자 측면의 칼라형성 및 무반사 제어를 동시에 향상 시키고자, 안경렌즈의 오목면에 적절한 광흡수성 물질을 사용하게 되었으며, 광흡수성 물질만을 사용할 경우 렌즈의 전면 및 후면 반사가 높아지는 단점을 보완하기 위해 유전체를 보조적으로 증착하여 전, 후면의 반사를 낮게 제어할 수 있는 방법을 개발하게 되었다.
따라서, 본 발명에서는, 종래의 칼라렌즈에서 착색염료 또는 유전체의 파장특성만을 이용하여 칼라를 형성하는 안경렌즈와는 달리, 고진공하에서 볼록면에 고굴절률과 저굴절률의 유전체를 교대로 여러층으로 증착하는 다층박막을 형성하고, 오목면에는 광흡수성 물질과 유전체를 교대로 증착시켜 원하고자 하는 투과칼라와 저반사 효과를 동시에 만족시키도록 함으로써 다각도의 색감변화를 적절히 활용하여 소비자의 패션 감각에 부합하고 야간 운전자용, 작업용, 레저용 등의 사용목적에 적합한 선택성 칼라를 형성하는 저반사의 다층 박막 안경렌즈를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명에서는 가시광선 대역의 임의의 칼라를 얻기 위하여 하드막이 코팅된 안경렌즈의 볼록면에는 5층의 유전체 박막층으로 이루어진 저반사대역을 형성하고, 특히 오목면에는 유전체 박막층-광흡수성 물질 박막층-유전체 박막층으로 이루어지는 3층으로 증착시킴으로 착용자 측면의 저반사 대역 및 흡수 물질의 흡수효과를 부여함으로써 유전체의 종류 및 배열순서, 박막층의 두께를 조절하여 원하고자 하는 반사칼라와 투과칼라 및 저반사를 동시에 제어할 수 있는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 일반적인 글래스와 종래의 고반사 코팅 처리된 글래스의 반사율을 비교한 것이고,
도 2는 일반적인 글래스와 종래의 저반사 코팅 처리된 글래스의 반사율을 비교한 것이고,
도 3은 종래의 착색방법을 통해 칼라를 형성하는 칼라렌즈이고,
도 4는 종래의 금속을 사용하여 증착한 경우 투과 반사 특성이고,
도 5는 종래 금속을 사용한 증착의 경우 투과율과 반사율 특성이고,
도 6은 본 발명의 원리에 의한 투과 반사 특성이고,
도 7은 본 발명의 원리에 따라 증착한 후 렌즈의 전면 후면의 반사율 특성이고,
도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 안경렌즈의 다층 박막 구조이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1: 플라스틱 렌즈 2a,2b: 하드박막
3a,3b,4a,5a,5b,6a,7a: 유전체 박막층 8: 투명 전도성 박막층
9: 광흡수성 물질
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 하드막이 코팅된 플라스틱 안경렌즈에 저굴절률과 고굴절률을 가지는 유전체를 교대로 증착하여 선택성 칼라를 형성하는 다층박막으로 이루어진 안경렌즈에 있어서,
상기 하드막(2a, 2b)이 코팅된 플라스틱 안경렌즈(1)에 고진공하의 이온빔 보조증착 방식에 의하여 볼록면에는 저굴절률 유전체 박박층(3a,5a,7a)과 고굴절률 유전체 박막층(4a,6a)을 교대로 증착하여 가시광선 대역의 저반사율을 갖는 파장특성을 형성하게 하고, 오목면에는 저굴절률 유전체 박막층(3b, 5b)과 광흡수성 물질(9)을 교대로 증착하여 원하는 투과칼라를 얻음과 동시에 오목면 자체의 반사율을 최대한 낮추어 선택성 칼라를 형성하는 저반사의 다층 박막 안경렌즈임을 그 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 안경렌즈의 볼록면에는 입사된 가시광선 대역의 파장중에서 선택된 임의의 파장에서 고반사가 일어날 수 있도록 하드막 위에 빛의 반사에 주기능을 갖는 유전체 박막층과 반사세기를 크게 하는 유전체 박막층과 원하는 칼라를 형성하는 유전체 박막층으로 이루어진 구조에 의하여 반사칼라를 형성하게 하고,
오목면에는 볼록면을 투과한 파장 중에서 임의 대역의 파장을 흡수하게 하는 광흡수성 물질을 증착시켜 투과칼라를 형성함과 동시에 이로인한 반사율 증가를 최소화하기 위하여 광흡수성 물질을 사이에 두고 저굴절률의 유전체 박막을 교대로증착하여 안경렌즈의 전·후면 반사율을 최대한 낮추어 투과칼라 및 저반사를 제어하는 방법임을 그 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 의한 다층박막 안경렌즈의 반사칼라와 투과칼라가 나타나는 작용원리에 대하여 첨부된 도면을 참고하여 설명하면 다음과 같다.
기판으로 사용되는 글래스나 플라스틱에서는 400∼700nm까지의 가시광선 대역의 반사율이 거의 같으므로 특정한 칼라가 관측되지 않는 것과는 달리, 유전체 박막을 다층 증착하였을 때, 반사 스펙트럼이 파장대 별로 다르게 관측되는데 각 고유 파장대의 칼라가 그 파장에서의 반사계수 만큼의 반사세기로 우리 눈에 자극이 되어 색상이 관측되게 된다. 예컨데, 도 2에서의 저반사 다층 박막의 경우 520nm에서의 상대적인 반사값이 나머지 다른 파장에서의 값보다 높으므로 관측자의 눈에는 녹색의 색상으로 관측된다.
한편, 광흡수성 물질(예컨데, 금속)만을 사용한 경우, 도 4와 같이 렌즈의 전, 후면의 반사율이 크게 증가함을 알 수 있다. 따라서, 이러한 물질의 경우 대부분이 고반사 미러(Mirror)나 하프 미러(Half Mirror) 등에 사용되어져 왔다. 이러한 증착의 투과율과 반사율의 특성을 도 5에 나타내었다.
그러나, 본 발명에서는 도 6에 나타낸 바와 같이 안경렌즈의 뒷면인 오목면에 광흡수성 물질을 고진공 증착기술에 의하여 박막을 형성시켜 특정 파장의 해당하는 빛의 흡수 효과를 얻음과 동시에 저반사층인 저굴절률 유전체를 교대로 증착시켜 상호 작용하게 함으로써 렌즈 전·후면의 반사를 최대한 억제하여 착용자의시야 부담을 줄일 수 있다. 도 7은 본 발명의 원리에 따라 증착한 후 렌즈 전면 후면에서 제어된 반사율 특성을 나타낸 것으로서, 렌즈에 600nm 정도의 대역을 흡수하는 물질이 증착되었을 경우 입사광이 가시광선 전 대역의 파장이라도, 투과 측면에서 보면 600nm 대역의 색조(Tone)이 유지되며 이러한 투과율을 적절히 조절하면 투과색상의 구현과 동시에 저반사 효과를 얻게 되는 것이다.
또한, 본 발명에서와 같이 유전체 박막 사이에 광흡수성 물질을 증착하게 되면, 기존에 유전체만을 사용하여 여러층으로 증착하는 박막들 사이에 생기는 부착력 등의 문제를 최소화하여 내구성을 배가시키며 고진공하의 박막으로 성장시켜 시간에 따른 물성변화를 최소화 함으로써 기존의 착색렌즈 및 유전체만을 사용하는 렌즈의 단점을 보완할 수 있다.
다음 표 1은 광흡수성 물질과 유전체를 복합 사용하여 칼라 및 저반사를 제어하는 방법과 종래의 기술과 차이를 대비하여 정리한 것이다.
칼라 형성방법에 따른 특성비교
방법특성 착색을 통한 방법 유전체를 사용한선택성 칼라 제어 광흡수성 물질과 유전체를 복합하여 사용한 칼라제어
경시변화에 따른칼라변색 변색 심함 변색 없음 변색 없음
반사 특성 저반사 코팅 필요 저반사 코팅 필요없음반사가 높음 저반사 코팅 필요 없음 저반사(3% 미만)
투과 칼라 특성 재현성 및 균일성 저하 재현성 높음 재현성 및 균일성 높음
박막사이의 부착력 하드막과 유전체 박막사이의 부착력 저하 일반 유전체 증착제품과 동일 금속성 물질의부착력 향상효과부착력 향상
이하, 본 발명에 의해 광흡수성 물질을 사용하여 선택성 칼라를 형성하는 저반사 다층 박막 안경렌즈의 제조방법을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
하드막 코팅
본 발명에서 사용한 기판(Substrate)은 플라스틱 렌즈(1)이며, 1.5∼1.7의 굴절률을 가지는 중굴절 또는 고굴절 렌즈이다.
상기의 렌즈를 사용하여 렌즈의 볼록면과 오목면 모두에 하드막 강화를 위해 침지 코팅(Dip coating)방식으로 하드 코팅을 수행한다. 코팅 물질로는 사용기판의 종류에 따라 1.55∼1.62의 범위의 굴절률을 갖는 실리카 계열의 하드막을 두께 2∼3㎛로 코팅한다.
유전체 박막 다층 증착
상기의 기판을 챔버내에 위치시킨 후, 진공펌프를 사용하여 3.0 ×10-5Torr 까지 진공 감압 후, 아르곤 가스를 이용하여 렌즈식각으로 원자단위의 세척을 실시해 박막밀착을 극대화할 수 있게 한 다음, 고압을 인가한 필라멘트의 열전자들을 사용하는 전자빔 방식으로 유전체인 목표물에 충돌시켜 분자단위의 균일한 유전체 박막을 기판위에 증착한다.
도 8 및 도 9는 기판의 앞면과 뒷면에 유전체들이 형성된 것을 나타낸 것으로서, +는 볼록부분인 앞면이고 -는 오목부분인 뒷면이다. 유전체 SiO2의 박막층(3a)을 하드박막(2a) 위에 빛의 반사를 고려하여 증착한 후, 유전체 ZrO2의 박막층(4a)와 유전체 SiO2의 박막층(5a)를 선택된 파장의 반사세기를 크게하기 위하여 유전체 SiO2의 박막층(3)이 증착된 표면에 가스량이 조절되고 산소를 이온화시킨 이온빔과 같이 증착하여 기둥구조를 조밀하게 형성함과 동시에 박막의 균일성과 내구성을 높인다.
특히, 본 발명에 의한 안경렌즈의 볼목면에는 렌즈의 대전방지 효과 및 전도성을 부여하기 위하여 투명 전도성 물질(8)인 In2O3을 70Å 정도 증착하여 컴퓨터 사용용 안경렌즈로 응용할 수 있게 할 수 있다.
반사칼라의 형성에 있어서 중요시 되는 유전체 ZrO2의 박막층(6a) 및 SiO2의 박막층(7a)이 원하고자 하는 칼라를 갖도록 박막을 설계한 후, 대전방지층인 In2O3의 박막층(8) 표면에 증착되도록 한다.
투과칼라의 형성을 위한 렌즈의 뒷면인 오목면에도 하드막(2b)이 코팅된 표면에 단파장 대역의 투과를 차단할 수 있도록 유전체 SiO2박막층(3b)을 증착한 후, 다시 그 위에 반복하여 적당한 투과칼라를 형성하도록 광흡수성 물질(9)를 증착하고, 다시 그 위에 저반사 효과를 얻기 위해 SiO2박막층(5b)를 증착하여 동시에 착용자의 맑은 시야 및 적절한 시야 색감으로 시력 보호를 꾀할 수 있는 저반사 구조로 설계한다.
본 발명에서는 상기 과정을 통하여 기판위에 박막이 증착되고 이 박막들이 반사 및 투과패턴을 형성하는 바, 반사 및 투과 패턴을 제어할 수 있는 요소들로는 유전체의 선택, 유전체 박막의 두께, 유전체 배열의 순서, 진공 증착 챔버내의 온도, 유전체 증착방식, 챔버내의 진공도, 광흡수성 물질의 두께, 산소분압, 광흡성 물질과 유전체의 배열 등이 중요한 요소가 된다.
이러한 요소들 가운데 유전체의 선택, 유전체 박막의 두께 및 유전체 배열의 순서, 흡수를 포함하는 물질의 선택, 광흡수성 물질의 두께 및 배열 등이 본 발명의 칼라들과 저반사를 제어하는 주요 요소이다.
본 발명에서는 일 실시예로 선택된 유전체로서 SiO2및 ZrO2를 사용하였지만 굴절률이 비슷한 다른 유전체의 사용도 가능하다. 사용할 수 있는 유전체로는 1.46의 굴절률을 갖는 SiO2대신에 비슷한 굴절률을 갖는 MgF2(n:굴절률 n=1.35), LiF(n=1.36), NaF(n=1.34), CeF3(n=1.59), CeF2(n=1.23), Al2O3(n=1.56) 등을 사용할 수 있다. 또한 2.06의 굴절률을 갖는 ZrO2대신에 비슷한 굴절률을 갖는 TiO2(n=2.2), ITO(n=2.2), Y2O3(n=1.82), ZnS(n=2.35), La2O3,(n=1.95) 등을 사용할 수 있다.
특히, 렌즈의 오목면에 증착시켜 형성되는 광흡수성 물질로서는 순수한 금속(니켈(Ni), 크롬(Cr), 은(Ag) 철(Fe) 등)만을 사용할 수도 있지만, 금속과 유전체의 혼합물(예컨데, 크롬과 저굴절률의 유전체의 혼합물)을 사용하는 것이 바람직하다.
유전체의 배열순서는 선택된 유전체의 굴절률에 따라 증착순서를 결정하고, 유전체 박막의 두께는 박막설계에 따라 적당한 두께로 유전체 박막을 형성시킨다.이러한 유전체 배열의 순서 및 두께는 각 파장 대역의 광학적 어드미턴스로 계산할 수 있으며 박막 제작의 목적에 맞게 조절할 수 있다. 보통은 기준 파장의 1/4배의 길이를 기준으로 설계하고 이를 약간씩 변형하여 설계를 한다.
또한 유전체 배열의 순서와 두께는 선택 파장에 따라 변경할 수 있으며 진공챔버의 진공도, 진공챔버의 온도 또는 박막의 증착상태에 따라 변경될 수도 있다.
상기의 과정을 통하여 선택된 유전체, 배열순서 및 두께의 결과로 입사되는 빛의 세기에 대해 각 층에서 반사세기, 투과세기 및 빛의 위상이 변화되며 각 층의 역할에 따라 최종 반사세기 및 투과세기가 결정되며, 광흡수성 물질 또한 흡수계수 및 굴절률 등을 고려하여 유전체와의 교대 증착으로 인해 흡수의 크기와 반사 및 투과 세기 등으로 적절하게 조절할 수 있다.
이하, 본 발명을 다음 실시예 및 비교예를 통하여 더욱 구체적으로 설명하겠는 바, 다음 실시예가 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
실시예 1
굴절률이 1.61인 고굴절 플라스틱 렌즈 볼록면 위에 굴절률이 1.62인 실리카 계열의 하드막을 침지 코팅(Dip Coating)방식으로 2㎛의 두께로 코팅한 후, 상기 렌즈 기판을 진공 챔버내에 위치 시키고 진공펌프를 사용하여 3.0 ×10-5Torr의 진공으로 감압한다. 그리고 나서, 전자빔을 가속시켜 증착을 실시하는데, 박막의 균일성과 물성을 높이기 위하여 산소를 이온화시켜 이온화 에너지를 기판에 조사시키며 증착한다. 이러한 방법으로 렌즈의 앞과 뒤에 1.46의 저굴절률 유전체 SiO2와 2.06의 고굴절률 유전체 ZrO2를 다음 표 2와 표 3에 나타낸 순서와 두께로 증착하였다.
특히, 렌즈의 뒷면의 경우 투과색상 및 저반사 특성을 부여하기 위하여 다음 표 4에 나타낸 광학성 특성을 가지는 크롬(Cr)과 SiO2의 1:4 혼합물로 이루어지는 광흡수성 물질을 사이에 두고 상하에 저굴절률 유전체 물질인 SiO2를 표 3에 나타낸 순서와 두께로 증착하였다.
렌즈 볼록면(+)의 박막구성
Material SiO2 ZrO2 SiO2 In2O3 ZrO2 SiO2
Thickness 0.038 λ。 0.065λ。 0.045λ。 0.0137λ。 0.107λ。 0.145λ。
렌즈의 오목면(-)의 박막 구성
Material SiO2 광흡수성 물질(크롬과 SiO2혼합물) SiO2
Thickeness 0.0308λ1 0.062λ1 0.135λ1
광흡수성 물질(크롬(Cr)과 SiO2의 1:4 혼합물(w/w))의 광학적 특성
파장(Wavelength) 굴절률(Refractive Index) 흡수계수(Extinction Coefficient)
370 2 0.316
430 2.01 0.3152
450 2.03 0.315
470 2.06 0.314
510 2.07 0.313
550 2.1 0.312
600 2.18 0.31
650 2.3 0.307
675 2.35 0.305
700 2.4 0.3
750 2.4 0.16
780 2.5 0.14
800 2.6 0.12
상기 방법으로 유전체 다층 박막의 증착 후, 측정한 반사 스펙트럼의 변화는 도 7에 나타낸 바와 같으며, 저반사가 일어나는 렌즈 뒷면 투과칼라는 저반사 대역의 영향으로 착용자는 갈색(Brown) 색감을 느끼게 되며 렌즈의 전면 및 후면의 반사율은 평균 2.0%, 3.5%로 반사율을 낮출 수 있었다.
비교예 1
착색 안경렌즈와 본 발명에 의한 다층박막 안경렌즈와의 투과율 비교
상기 실시예 1에서 제조한 갈색(Brown) 색상의 다층 박막 안경렌즈와 종래의 착색 안경렌즈의 투과율 및 일반적인 금속만을 증착하였을 때의 투과율을 비교 측정한 결과, 본 발명에 의한 안경렌즈의 경우 80% 내외의 투과율을 보이는 반면, 착색렌즈 및 금속만을 증착한 렌즈의 경우는 60∼65%의 투과율을 나타내고 있어 본발명의 다층 박막 안경렌즈에서 더욱 향상된 투과율을 나타내었다.
따라서, 본 발명의 다층박막 안경렌즈는 실·내외에서 무리없이 사용할 수 있고, 컴퓨터 작업시에나 햇빛이 강한 야외에서 피로감을 줄일 수 있다.
상기의 실시예 및 비교예의 결과를 통하여 알수 있듯이, 착색렌즈는 가시광선 영역의 투과가 현저히 감소함으로써 파장을 선택적으로 제어하기 어려운 것과는 달리, 본 발명의 다층박막 안경렌즈는 광흡수성 물질과 유전체를 적절히 배열 증착함으로써 칼라 렌즈의 투과율을 적절히 조화시켜 착용자의 시야를 보호하고 반사율을 최대한 낮추어 선명한 시야를 확보하도록 할 수 있다.
또한, 본 발명에서는 기존의 착색렌즈에 비하여 독립된 박막으로 구성된 흡수층에 의해 투과칼라를 구현하므로 흡수로 인한 투과율 손실을 보완할 수 있으며, 자연광에 노출되었을 때 색상의 변화 및 투과도, 반사율이 시간의 경과에 따라 거의 발생하지 않는다.
따라서, 본 발명에서는 상기와 같은 특성을 이용하여 가시광선 영역의 투과패턴을 자유로이 조절하여 야간 운전자용, 레저용 및 컴퓨터 작업용 등의 여러용도에 사용할 수 있으며 자외선 등의 단파장 대역의 반사와 투과비를 적절히 설정하여 단순히 착색염료를 사용하는 선글라스나 착색렌즈 그리고 금속렌즈를 사용하는 렌즈에 비해 월등히 높은 저반사 특성과 고투과 특성을 확보할 수 있다.

Claims (3)

  1. 하드막이 코팅된 플라스틱 안경렌즈에 저굴절률과 고굴절률을 가지는 유전체를 교대로 증착하여 선택성 칼라를 형성하는 다층박막으로 이루어진 안경렌즈에 있어서,
    상기 하드막(2a, 2b)이 코팅된 플라스틱 안경렌즈(1)에 고진공하의 이온빔 보조증착 방식에 의하여 볼록면에는 저굴절률 유전체 박막층(3a,5a,7a)과 고굴절률 유전체 박막층(4a,6a)을 교대로 증착하여 가시광선 대역의 저반사율을 갖는 파장특성을 형성하게 하고, 오목면에는 저굴절률 유전체 박막층(3b,5b)과 광흡수성 물질(9)을 교대로 증착하여 원하는 투과칼라를 얻음과 동시에 오목면 자체의 반사율을 최대한 낮추는 것임을 특징으로 하는 선택성 칼라를 형성하는 저반사의 다층 박막 안경렌즈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 저굴절률 유전체 박막층(5a) 위에 투명 전도성 박막층(8)을 형성시켜 대전방지 기능을 부여하는 것을 특징으로 하는 선택성 칼라를 형성하는 저반사의 다층박막 안경렌즈
  3. 다층박막 안경렌즈에서 선택성 칼라를 제어하는 방법에 있어서,
    상기 안경렌즈의 볼록면에는 입사된 가시광선 대역의 파장중에서 선택된 임의의 파장에서 고반사가 일어날 수 있도록 하드막 위에 빛의 반사에 주기능을 갖는 유전체 박막층과 반사세기를 크게 하는 유전체 박막층과 원하는 칼라를 형성하는 유전체 박막층으로 이루어진 구조에 의하여 반사칼라를 형성하게 하고,
    상기 안경렌즈의 오목면에는 볼록면을 투과한 파장 중에서 굴절률 및 흡수계수를 제어할 수 있는 광흡수성 물질을 증착시켜 투과칼라를 형성함과 동시에 이로인한 반사율 증가를 최소화하기 위하여 광흡수성 물질을 사이에 두고 저굴절률의 유전체 박막을 교대로 증착하는 다른 유전체와의 배열방식으로 전,후면 반사율을 최대한 낮추는 것임을 특징으로 하는 투과칼라 및 저반사를 제어하는 방법.
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