KR20170122234A - 안경 렌즈 및 그 제조 방법, 그리고 안경 - Google Patents

Abstract

렌즈 기재 상에 산화주석층을 갖는 안경 렌즈로서, 상기 산화주석층은, 렌즈 기재측으로부터 타방의 측을 향해 원자 백분율에 의한 산소 함유율이 증가하는 조성 구배를 갖는 안경 렌즈, 및 이 안경 렌즈를 구비한 안경이 제공된다.

Description

안경 렌즈 및 그 제조 방법, 그리고 안경{EYEGLASS LENS AND METHOD FOR MANUFACTURING SAME, AND EYEGLASSES}

본 출원은, 2015년 3월 31일 출원된 일본 특허출원 2015-073844호의 우선권을 주장하고, 그 전체 기재는 여기에 특별히 개시로서 원용된다.

본 발명은 안경 렌즈, 이 안경 렌즈의 제조 방법, 및 이 안경 렌즈를 구비한 안경에 관한 것이다.

안경 렌즈는, 일반적으로 각종 기능을 부여하기 위한 기능성층을 렌즈 기재 상에 1 층 이상 형성한 구성을 갖는다. 예를 들어, 렌즈 기재 상에 도전층 (대전 방지층이라고도 불린다.) 을 형성함으로써, 안경 렌즈의 표면에 대전에 의해 티끌이나 먼지가 부착되는 것을 방지하는 것이나 부착량을 저감시킬 수 있다. 그러한 도전층으로서, 일본 공표특허공보 2012-522259호 (그 전체 기재는, 여기에 특별히 개시로서 원용된다) 에는, 산화주석을 함유하는 도전층이 개시되어 있다.

안경 렌즈는, 안경으로 가공된 후에 안경 착용자에게 장기간 사용된다. 따라서, 안경 렌즈에 형성된 도전층에는, 장기간의 사용 중에 도전성 (대전 방지성) 을 양호하게 계속 발휘하는 것이 요망된다. 그런데 본 발명자의 검토에 의하면, 일본 공표특허공보 2012-522259호에 기재된 도전층은, 도전성의 시간 경과적인 저하가 큰 것이었다.

본 발명의 일 양태는, 장기에 걸쳐 양호한 대전 방지성을 발휘할 수 있는 도전층을 갖는 안경 렌즈를 제공한다.

본 발명의 일 양태는, 이하의 안경 렌즈 :

렌즈 기재 상에 산화주석층을 갖는 안경 렌즈로서,

상기 산화주석층은, 렌즈 기재측으로부터 타방의 측을 향해 원자 백분율에 의한 산소 함유율이 증가하는 조성 구배를 갖는 안경 렌즈에 관한 것이다.

본 발명에 있어서, 산화주석층의 조성 구배는, X 선 광 전자 분광 분석에 의해 측정되는 것으로 한다. X 선 광 전자 분광 분석이란, ESCA (Electron Spectroscopy for Chemical Analysis) 또는 XPS (X-ray Photoelectron Spectroscopy) 로 불리며, 이하에서는 ESCA 라고도 기재한다. 또, 이하에 기재된 산화주석층에 관한 산소 함유율 등의 조성에 관한 수치는, 특별히 기재하지 않는 한, ESCA 에 의해 측정된 원자 백분율에 의한 수치이다. 측정을 위해서는, ESCA 에 의한 분석에 있어서, 산소 원자에 대해서는 O1s＿1 스펙트럼, 주석 원자에 대해서는 Sn3d5＿1 스펙트럼의 강도를 사용하는 것으로 한다.

이하는, 본 발명자에 의한 추찰로, 본 발명을 조금도 한정하는 것은 아니지만, 본 발명자는, 상기 산화주석층이 상기 서술한 조성 구배를 갖는 것이, 시간 경과적인 도전성의 저하가 적은 것에 기여한다고 생각하고 있다. 상세하게는, 다음과 같다.

산화주석을 조성식 SnxOy 로 나타내면, x 와 y 는 몇 개의 값을 취할 수 있다. 그것들 중에서 x ＝ 1, y ＝ 2 의 SnO₂ 가, 화학양론 조성의 안정 구조인 것이 알려져 있다.

이 점에 관해, 일본 공표특허공보 2012-522259호에는, 산화주석은 SnO₂ 로 표기되어 있지만, 도전성은 화학양론 조성으로부터의 산소 결손 또는 도펀트의 첨가 (도프) 에 의하지 않으면 발현할 수 없다. 일본 공표특허공보 2012-522259호에는 도전층에 대한 도펀트의 첨가에 대해 기재되어 있지 않기 때문에, 일본 공표특허공보 2012-522259호에 기재된 도전층은, 화학양론 조성으로부터 산소 결손되어 있는 것에 의해 도전성이 발현되고 있다고 할 수 있다. 단 화학양론 조성으로부터 산소 결손되어 있는 산화주석은, 안정적인 화학양론 조성에 가까워지기 위해 산소를 끌어들이기 쉬운 상태에 있어, 시간 경과적으로 공기 중의 산소에 의해 산화되기 쉽다고 생각된다. 본 발명자는, 이것이, 일본 공표특허공보 2012-522259호에 기재된 도전층이, 도전성의 시간 경과적인 저하가 큰 원인으로 생각하고 있다. 여기서, 일본 공표특허공보 2012-522259호에 기재된 도전층은, 동 공보의 청구항 1 에 기재되어 있는 바와 같이, 그 퇴적이 이온-어시스트하에서 실시된 층, 즉 이온 어시스트 증착에 의해 성막된 층 (이온 어시스트 증착층) 이다. 이온 어시스트 증착에 의해 성막된 산화주석층은, 층 내에서 조성이 균일하며, ESCA 에 의한 측정에 있어서 산소 함유율의 조성 구배를 갖는 것은 아니다.

이에 반해, 상기 본 발명의 안경 렌즈가 갖는 산화주석층은, 렌즈 기재측으로부터 타방의 측, 즉 안경으로 가공되어 사용될 때에 보다 공기 중의 산소의 영향을 받기 쉬운 측의 산소 함유율이 높기 때문에, 산화를 받기 어렵다고 생각된다. 이것이 산화주석층의 도전성이 산화에 의해 저하되는 것을 억제하는 것에 기여하고, 그 결과, 장기에 걸쳐 양호한 대전 방지성을 발휘할 수 있는 것은 아닌가라고 본 발명자는 추찰하고 있다.

단 상기 서술한 바와 같이, 이상은 본 발명자에 의한 추찰로서, 본 발명을 조금도 한정하는 것은 아니다.

일 양태에서는, 상기 산화주석층은, 상기 타방의 측의 표층부에 있어서의 산소 함유율이, 렌즈 기재측의 표층부에 있어서의 산소 함유율보다 높고, 또한 60 원자％ 초과 70 원자％ 이하이다. 여기서 표층부란, 산화주석층의 표면으로부터 산화주석층의 두께의 30 ％ 의 깊이까지의 영역을 말하는 것으로 한다.

일 양태에서는, 상기 산화주석층은, 상기 렌즈 기재측의 표층부에 있어서의 산소 함유율이 45 원자％ 이상 60 원자％ 이하이다.

일 양태에서는, 상기 산화주석층은, 다층 반사 방지막 및 다층 반사막으로 이루어지는 군에서 선택되는 다층막에 포함된다. 여기서 다층 반사 방지막이란, 특정 파장역의 광의 반사를 방지하는 성질을 갖는 다층막을 말하고, 다층 반사막이란, 특정 파장역의 광을 반사하는 성질을 갖는 다층막을 말한다. 자세한 것은 후술한다.

본 발명의 추가적인 양태는,

상기 안경 렌즈의 제조 방법으로서,

이온 어시스트 없이 실시되는 진공 증착에 의해 렌즈 기재 상에 산화주석막을 형성하는 공정과,

형성한 산화주석막의 표면에 에너지를 가진 산소를 조사하는 공정을 포함하는 안경 렌즈의 제조 방법에 관한 것이다.

일 양태에서는, 상기 에너지를 가진 산소는 산소 이온이다.

일 양태에서는, 상기 산소 이온의 조사는, 하기 식 1 을 만족하는 조사 에너지로 실시된다.

Y ＞ (X/100) … 식 1

[식 1 중, Y 는 상기 진공 증착에 의해 형성되는 산화주석막의 막두께 (단위 : ㎚) 이고, X 는 조사 에너지 (단위 : eV) 이다.]

일 양태에서는, 상기 산소 이온의 조사는 18 ∼ 300 초간 실시된다.

본 발명의 추가적인 양태는,

상기 안경 렌즈와, 이 안경 렌즈를 장착한 프레임을 갖는 안경에 관한 것이다.

본 발명의 일 양태에 의하면, 장기에 걸쳐 양호한 대전 방지성을 발휘할 수 있는 안경 렌즈, 이 안경 렌즈의 제조 방법, 및 이 안경 렌즈를 구비한 안경을 제공할 수 있다.

도 1 은 실시예 1 에서 렌즈 기재 상에 형성한 다층 반사 방지막의 막 구성 (설계 막두께) 을 나타낸다.
도 2 는 실시예 1 에서 제조한 안경 렌즈의 볼록면에 있어서의 반사 스펙트럼을 나타낸다.
도 3 은 표면 전기 저항의 측정 방법의 설명도이다.
도 4 는 실시예 1 의 안경 렌즈 및 비교예 1 의 안경 렌즈의 표면 전기 저항의 시간 경과적 변화를 나타내는 그래프이다.
도 5 는 실시예 1 에서 제조한 산화주석층의 ESCA 에 의한 조성 분석 결과를 나타낸다.
도 6 은 대전 방지성의 증착 레이트 의존성의 검토 결과를 나타낸다.

[안경 렌즈 및 그 제조 방법]

본 발명의 안경 렌즈는, 렌즈 기재 상에 산화주석층을 갖는 안경 렌즈로서, 상기 산화주석층은, 렌즈 기재측으로부터 타방의 측을 향해 원자 백분율에 의한 산소 함유율이 증가하는 조성 구배를 갖는 안경 렌즈이다.

이하, 상기 안경 렌즈에 대해 더욱 상세하게 설명한다.

＜렌즈 기재＞

렌즈 기재로는, 플라스틱 렌즈 기재, 유리 렌즈 기재 등의 통상적으로 안경 렌즈에 사용되는 각종 렌즈 기재를 아무런 제한 없이 사용할 수 있다. 경량인 것, 잘 균열되지 않는 것 등의 관점에서, 렌즈 기재는 플라스틱 렌즈 기재인 것이 바람직하다. 구체예로는, 이것들에 한정되는 것은 아니지만, (메트)아크릴 수지를 비롯한 스티렌 수지, 폴리카보네이트 수지, 알릴 수지, 디에틸렌글리콜비스알릴카보네이트 수지 (CR-39) 등의 알릴카보네이트 수지, 비닐 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리에테르 수지, 이소시아네이트 화합물과 디에틸렌글리콜 등의 하이드록시 화합물의 반응으로 얻어진 우레탄 수지, 이소시아네이트 화합물과 폴리티올 화합물을 반응시킨 티오우레탄 수지, 분자 내에 1 개 이상의 디술파이드 결합을 갖는 (티오)에폭시 화합물을 함유하는 중합성 조성물을 경화하여 얻어지는 투명 수지 등을, 플라스틱 렌즈 기재를 구성하는 수지로서 들 수 있다. 또한 렌즈 기재로는, 염색되어 있지 않은 것 (무색 렌즈) 을 사용해도 되고, 염색되어 있는 것 (염색 렌즈) 을 사용해도 된다. 렌즈 기재의 굴절률은, 예를 들어 1.60 ∼ 1.75 정도이다. 단 렌즈 기재의 굴절률은 이것에 한정되는 것은 아니며, 상기 범위 내여도, 상기 범위로부터 상하로 떨어져 있어도 된다.

상기 안경 렌즈는, 단초점 렌즈, 다초점 렌즈, 누진 굴절력 렌즈 등의 각종 렌즈일 수 있다. 렌즈의 종류는, 렌즈 기재의 양면의 면 형상에 의해 결정된다. 또, 렌즈 기재 표면은, 볼록면, 오목면, 평면 중 어느 것이어도 된다. 통상적인 렌즈 기재 및 안경 렌즈에서는, 물체측 표면은 볼록면, 안구측 표면은 오목면이다. 단, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다. 상기 산화주석층은, 안경 렌즈의 물체측에 형성되어 있어도 되고, 안구측에 형성되어 있어도 되고, 양측에 형성되어 있어도 된다.

＜산화주석층＞

상기 안경 렌즈에, 상기 산화주석층은, 렌즈 기재 상에 직접 또는 적어도 1 층의 다른 층을 개재하여 간접적으로 형성되어 있다. 그리고 상기 산화주석층은, 렌즈 기재측으로부터 타방의 측을 향해 산소 함유율이 증가하는 조성 구배를 갖는다. 여기서 산소 함유율의 증가는, 렌즈 기재측으로부터 타방의 측을 향해, 즉 두께 방향에 있어서, 연속적이어도 되고 단계적이어도 된다. 두께 방향의 3 지점 이상에 있어서 산소 함유율이 상이하고, 렌즈 기재측으로부터 타방의 측을 향해 산소 함유율이 증가하는 것이 바람직하다. 또한 앞서 기재한 바와 같이, 본 발명에 있어서의 산화주석층의 조성 구배는, ESCA 에 의해 측정되는 것으로 한다.

본 발명에 있어서 산화주석층이란, 구성 성분으로서 산화주석 (주석 산화물) 을 포함하는 층을 말하며, 바람직하게는 구성 성분의 가장 많은 부분을 산화주석이 차지하는 층을 말하고, 보다 바람직하게는, 의도치 않게 혼입되는 불순물을 제외하면 산화주석으로 이루어지는 층을 말한다. 또한 산화주석층에 포함되는 산화주석은, 상세를 후술하는 바와 같이, 산화 상태가 상이한 복수의 구조를 취하고 있다고 생각된다. 이로써 상기 산화주석층은, 상기 조성 구배를 가질 수 있다고 본 발명자는 추찰하고 있다.

산화주석이 취할 수 있는 구조에 대해 이하에 설명한다.

전술한 바와 같이, 산화주석을 조성식 SnxOy 로 나타내면, x 와 y 는 몇 개의 값을 취할 수 있으며, x ＝ 1, y ＝ 2 의 SnO₂ 가 화학양론 조성의 안정 구조이다. 이 밖에 x ＝ 3, y ＝ 4 의 Sn₃O₄ 나 x ＝ 1, y ＝ 1 의 SnO 가 준안정 구조로 불리고 있다. 그리고, 이들 안정 구조나 준안정 구조로부터 산소가 결손된 상태에 있음으로써, 산화주석층은 도전성을 발현할 수 있다. 여기서, 상기 안정 구조 및 준안정 구조의 산화주석에 있어서의 산소 함유율 및 주석 함유율은, 그 조성식으로부터 이하와 같이 된다.

ESCA 에 의한 정량 정밀도가 수 퍼센트 정도인 것으로부터, ESCA 에 의한 측정에 있어서 산소 함유율이 60 원자％ 초과 70 원자％ 이하인 산화주석은, 안정 구조인 SnO₂ 또는 이것에 가까운 산화 상태에 있어 비교적 안정적이라고 생각된다. 따라서, 대전 방지성을 장기에 걸쳐 보다 양호하게 발휘하는 관점에서, 상기 산화주석층은, 렌즈 기재측과 반대인 타방의 측의 표층부에 있어서의 산소 함유율이, 렌즈 기재측의 표층부에 있어서의 산소 함유율보다 높고, 또한 60 원자％ 초과 70 원자％ 이하인 것이 바람직하다.

또, 상기 표 1 로부터, 산소 함유율이 45 원자％ 이상 60 원자％ 이하인 산화주석은, 준안정 구조인 Sn₃O₄ 혹은 SnO, 또는 이것들과 산화 상태가 가까운 상태에 있어 비교적 안정적이라고 생각된다. 따라서, 상기 산화주석층이 장기에 걸쳐 보다 더 양호하게 대전 방지성을 발휘하는 관점에서, 상기 타방의 측의 표층부보다 산소 함유율이 낮은 렌즈 기재측의 표층부의 산소 함유율은, 45 원자％ 이상 60 원자％ 이하인 것이 보다 바람직하다.

이상과 같이, 상기 산화주석층은, 렌즈 기재측의 표층부에 있어서 준안정 구조인 Sn₃O₄ 혹은 SnO, 또는 이것들과 산화 상태가 가까운 상태에 있는 산화주석을 포함하고, 타방의 측의 표층부에 있어서, 안정 구조인 SnO₂ 또는 이것에 가까운 산화 상태에 있는 산화주석을 포함하는 것이 바람직하다. 상기 산화주석층은, 이와 같은 산화 상태의 산화주석을 포함하는 양 표층부 사이 (이하, 「중간 영역」이라고 기재한다.) 에, 렌즈 기재측의 표층부보다 산소 함유율이 높고, 또한 타방의 측의 표층부보다 산소 함유율이 낮은 산화주석을 포함하는 것이 바람직하다. 중간 영역에 포함되는 산화주석이, 안정 구조인 SnO₂ 나 준안정 구조인 Sn₃O₄, SnO 와는 산화 상태가 크게 상이한 것이, 양호한 도전성을 발현하는 것에 기여한다고 생각된다. 또, 그러한 중간 영역이, 바람직하게는 상기 비교적 안정적인 산화주석을 포함하는 렌즈 기재측과는 반대인 표층부에 의해 보호되고, 보다 바람직하게는 상기 비교적 안정적인 산화주석을 포함하는 렌즈 기재측의 표층부에 의해 보호되어 있는 것에 의해, 중간 영역의 산화 상태의 변화를 보다 작게 할 수 있고, 이로써 상기 산화주석층이 장기에 걸쳐 보다 더 우수한 대전 방지성을 발휘할 수 있다고 본 발명자는 추찰하고 있다.

상기 산화주석층의 두께는 특별히 한정되는 것은 아니며, 안경 렌즈에 일반적으로 형성되는 도전층 (대전 방지층) 과 동일하게 할 수 있다. 예를 들어, 상기 산화주석층의 두께는, 물리 막두께로서 3.0 ∼ 30.0 ㎚ 로 할 수 있고, 바람직하게는 3.0 ∼ 17.0 ㎚ 로 할 수 있다. 산화주석층의 두께는, 성막 조건에 의해 제어할 수 있다. 또한 이하에 기재된 막두께란, 특별히 기재하지 않는 한 물리 막두께를 말하는 것으로 한다. 또, 상기 산화주석층은, 본 발명의 안경 렌즈에 적어도 1 층 포함되는데, 2 층 이상 포함되어 있어도 된다.

＜제조 방법＞

본 발명의 안경 렌즈는, 이상 설명한 산화주석층을 렌즈 기재 상에 갖는 것인 한, 어떠한 제조 방법에 의해 제조되어도 된다. 바람직한 제조 방법은, 상기 서술한 본 발명의 안경 렌즈의 제조 방법이며, 이온 어시스트 없이 실시되는 진공 증착에 의해 렌즈 기재 상에 산화주석막을 형성하는 공정 (이하, 「진공 증착 공정」이라고 한다.) 과, 형성한 산화주석막의 표면에 에너지를 가진 산소를 조사하는 공정 (이하, 「후산화 공정」이라고 한다.) 을 포함한다.

이하에, 상기 제조 방법에 대해 더욱 상세하게 설명한다.

(진공 증착 공정)

전술한 일본 공표특허공보 2012-522259호에서는, 이온 어시스트 증착에 의해 산화주석을 포함하는 도전층을 형성한다. 이온 어시스트 증착이란, 증착 중에 어시스트 가스 (이온화 가스) 를 조사하여 실시되는 증착 처리이지만, 본 발명의 안경 렌즈의 제조 방법에 있어서의 진공 증착 공정에서는, 이온 어시스트 없이 진공 증착을 실시하여 렌즈 기재 상에 산화주석막을 형성한다. 이하는 본 발명자에 의한 추찰이지만, 이온 어시스트 없는 진공 증착에 의해, 앞서 기재한 준안정 구조인 SnO, Sn₃O₄ 또는 이들의 가까운 산화 상태의 산화주석의 적어도 어느 것을 렌즈 기재 상에 퇴적시킬 수 있다고 본 발명자는 생각하고 있다. 이와 같은 상태의 산화주석은 절연성이거나, 또는 도전성이 부족하다. 여기에 후산화 공정에 있어서 산소를 도입함으로써, 산화주석막에 포함되는 산화주석의 적어도 일부를 산화함으로써 도전성을 발현시키거나, 또는 도전성을 높일 수 있다고 본 발명자는 생각하고 있다. 후산화 공정에 대해 자세한 것은 후술한다.

진공 증착은, 이온 어시스트를 실시하지 않는 것인 한 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들어 예시로서, 증착 재료 (증착원) 로서 SnO₂ 등의 산화주석을 사용하여, 증발 조건으로서 전압을 5 ∼ 10 ㎸, 전류를 10 ∼ 100 ㎃ 로 하고, 증착 대상을 배치하는 기판의 기판 온도를 20 ∼ 100 ℃ 로 하고, 산화성 분위기 중에서 진공 증착을 실시할 수 있다. 산화성 분위기란, 산소 (O₂) 함유 분위기이며, 체적 기준으로 산소를 예를 들어 10 ％ 이상 포함하는 분위기를 말하고, 100 ％ 산소 (O₂) 분위기여도 된다. 분위기 중에 산소 (O₂) 가스를 도입하면서 진공 증착을 실시할 수도 있다. 또, 진공 증착을 실시하는 장치 내의 진공도는, 예를 들어 1E-4 ∼ 1E-2 ㎩ 정도로 할 수 있다. 진공 증착을 실시하는 시간은 특별히 한정되는 것은 아니며, 안경 렌즈의 렌즈 기재 상에 형성해야 하는 산화주석층의 막두께에 따라 설정하면 된다.

이상의 진공 증착은, 시판 또는 공지된 방법으로 조제한 증착원을 사용하고, 공지된 증착 장치를 사용하여 실시할 수 있다.

(후산화 공정)

후산화 공정에서는, 상기 진공 증착에 의해 산화주석막의 표면에, 에너지를 가진 산소를 조사한다. 여기서, 에너지를 가진 산소란, 산소 이온, 산소 라디칼 등의 산소 분자 (O₂) 보다 활성이 높은 상태의 산소를 말한다. 여기서 산소 라디칼에는, 하이드록시 라디칼, 수퍼 옥사이드 아니온 등의 산소 프리 라디칼이 포함된다. 진공 증착에 의해 형성된 산화주석막에 에너지를 가진 산소를 조사함으로써, 산화주석막의 렌즈 기재측과는 반대측의 표면 (이하, 「도입측 표면」이라고도 기재한다.) 으로부터 산소가 도입되고 (쏘아 넣어지고), 산화주석막은 도입측 표면에 가까운 영역일수록 산화가 진행되어, 앞서 기재한 조성 구배를 갖는 전술한 산화주석층이 된다고 본 발명자는 추찰하고 있다. 즉, 후산화 공정에 의해, 산화주석막 중에, 도입측 표면에 가까울수록 산소 함유율이 높아지는 조성 구배를 갖게 할 수 있다고 생각된다.

에너지를 가진 산소는, 공지된 방법에 의해 발생시키고 조사할 수 있다. 예를 들어, 이온총 (이온건) 에 의한 조사, 이온빔 조사, 이온 플레이팅, RF (Radio Frequency) 라디칼 소스 등에 의해, 에너지를 가진 산소를 발생시키고 산화주석막 표면에 조사할 수 있다. 이하에, 일례로서, 에너지를 가진 산소로서 산소 이온을 조사하는 양태에 대해 설명한다.

상기 서술한 바와 같이, 진공 증착으로 형성한 산화주석막의 도입측 표면을 향해 산소 이온을 조사하면, 도입측 표면으로부터 산소가 도입되어 (쏘아 넣어져) 도입측 표면에 가까울수록 산소 함유율이 높아지고 렌즈 기재측 표면에 가까울수록 산소 함유율이 낮아지는 조성 구배를 초래할 수 있다고 생각된다. 산화주석막에 대한 산소의 도입량은, 산소 이온의 조사 에너지가 높을수록 많아지고, 또 조사 시간이 길수록 많아진다. 따라서, 산소 도입량이 과잉이 되면, 산화의 진행에 의해, 진공 증착에 의해 형성된 산화주석막에 포함되는 산화주석은 화학양론 조성의 SnO₂ 또는 이것에 가까운 산화 상태가 되고, 결과적으로, 산소 이온 조사 후의 산화주석층은 도전성을 나타내지 않거나 도전성이 부족한 것이 된다고 생각된다. 따라서, 진공 증착에 의해 형성된 산화주석막이 산소 이온 조사 후에 앞서 기재한 조성 구배를 갖는 산화주석층이 되도록 산소 이온의 조사 조건을 제어하는 것이 바람직하다. 그러한 조사 조건으로서, 조사 에너지는, 하기 식 1 을 만족하는 조사 에너지로 하는 것이 바람직하다. 또, 산소 이온의 조사 시간은 18 ∼ 300 초간으로 하는 것이 바람직하다. 또한 조사 에너지가 높아지면 스퍼터 (에칭) 가 발생하여 진공 증착 공정에서 형성한 산화주석막의 막두께가 감소하는 경우가 있다. 이와 같은 막두께 감소를 억제하는 관점에서는, 산소 이온의 조사 에너지는 500 eV 미만으로 하는 것이 바람직하고, 400 eV 이하로 하는 것이 보다 바람직하다.

Y ＞ (X/100) … 식 1

[식 1 중, Y 는 진공 증착에 의해 형성되는 산화주석막의 막두께 (단위 : ㎚) 이고, X 는 조사 에너지 (단위 : eV) 이다.]

상기 후산화 공정에 의해, 진공 증착 공정에 있어서 형성한 산화주석막에 도입측 표면으로부터 산소를 도입하고 (쏘아 넣고), 도입측 표면측의 표층부 (즉 렌즈 기재측과는 반대인 타방의 측의 표층부) 의 산소 함유율을 렌즈 기재측의 표층부에 있어서의 산소 함유율보다 높게 하는 것이 바람직하고, 앞서 기재한 바와 같이, 60 원자％ 초과 70 원자％ 이하로 하는 것이 보다 바람직하다. 또, 렌즈 기재측의 표층부에 있어서의 산소 함유율은, 앞서 기재한 바와 같이, 45 원자％ 이상 60 원자％ 이하로 하는 것이 바람직하다.

이상, 에너지를 가진 산소로서 산소 이온을 사용하는 양태를 예로 후산화 공정에 대해 설명했지만, 산소 이온 이외의 에너지를 가진 산소를 조사하여, 도입측 표면으로부터 산소를 도입함으로써 (쏘아 넣음으로써), 동일하게 진공 증착 공정에 의해 형성한 산화주석막에 상기 서술한 조성 구배를 초래할 수 있다.

또한 전술한 일본 공표특허공보 2012-522259호에 기재되어 있는 바와 같이 이온 어시스트 증착에 의해 산화주석을 포함하는 도전층을 형성하는 경우에는, 증착 재료 (예를 들어 산화주석의 소결체) 를 진공 중에서 가열하고 산화주석을 증발시키면서 이온 어시스트 (증착시의 이온의 조사) 에 의해 산화시켜 산소 결손을 적당히 포함한 산화주석막으로 한다. 안정적인 도전성을 얻기 위해서는, 이 산소 결손의 양 (산화도) 을 안정시키는 것이 바람직하다. 복수의 안경 렌즈를 양산할 때에 산화주석의 산화도에 편차가 발생하면, 양산되는 안경 렌즈의 도전성에 편차가 발생하기 때문이다. 이 점에 관해, 이온 어시스트 증착에 의해 형성되는 산소 결손을 포함한 산화주석막에 대해, 산화도를 결정하는 인자로서 증착 레이트가 있다. 증착 레이트가 변동되면, 이온 어시스트에 의한 산화의 정도가 변화된다. 상세하게는, 증착 레이트가 느려지면, 이온 어시스트에 의한 산화는 보다 진행되기 쉬워지기 때문에 산화도는 상승하고, 증착 레이트가 빨라지면 이온 어시스트에 의한 산화는 진행되기 어려워져 산화도는 저하된다. 따라서, 이온 어시스트 증착에 의해 산화주석을 포함하는 도전층을 형성할 때, 복수의 안경 렌즈에 있어서의 도전성의 편차를 저감시키기 위해서는, 증착 레이트를 안정화하는 것이 바람직하다. 그러나 일반적으로, 산화주석은, 증착 레이트에 편차가 발생하기 쉽다. 이것은, 산화주석의 증착 재료는 일반적으로 승화성 재료이고 용융되기 어려운 것과 승화 온도가 낮은 것에 의한다. 그 때문에, 일본 공표특허공보 2012-522259호에 기재되어 있는 바와 같이 이온 어시스트 증착에 의해 산화주석을 포함하는 도전층을 형성하면, 양산되는 안경 렌즈 사이에서 품질 (도전성) 에 편차가 발생하기 쉽다. 이에 반해, 앞서 설명한 본 발명의 안경 렌즈의 제조 방법에서는, 이온 어시스트 증착에 의하지 않고, 진공 증착 공정 후에 에너지를 가진 산소를 조사함으로써 도전성을 부여하거나 도전성을 향상시킬 수 있다. 이러한 제조 방법이면, 도전성의 부여나 향상은 증착 레이트에 의하지 않기 때문에, 이온 어시스트 증착과 같이 도전성에 편차가 발생하는 것을 방지할 수 있고, 안정적인 품질 (도전성) 을 갖는 안경 렌즈를 양산하는 것이 가능해진다고 본 발명자는 추찰하고 있다.

＜도전성 (표면 전기 저항)＞

상기 산화주석층은, 이 층의 렌즈 기재측과는 반대측의 표면에 있어서 측정되는 표면 전기 저항으로서, 바람직하게는 1E 10 Ω 이하의 표면 저항을 나타낼 수 있다. 또, 이러한 산화주석층을 갖는 본 발명의 안경 렌즈는, 안경 렌즈 최표면에 있어서 측정되는 표면 전기 저항으로서, 바람직하게는 1E 9 Ω 이하의 표면 전기 저항을 나타낼 수 있다. 전자의 표면 전기 저항, 후자의 표면 전기 저항 모두, 보다 바람직하게는 1E 4 ∼ 1E 10 Ω 의 범위이고, 더욱 바람직하게는 8E 4 ∼ 1E 9 Ω 의 범위이다. 여기서 표면 전기 저항은, 공지된 저항률계에 의해 측정할 수 있다. 측정 방법의 구체예는, 후술하는 실시예에 나타낸다.

＜안경 렌즈의 구성＞

상기 안경 렌즈는, 적어도, 렌즈 기재와 상기 산화주석층을 포함하고, 다른 1 층 이상의 층을 임의로 포함할 수 있으며, 포함하는 것이 바람직하다. 그러한 층으로는, 안경 렌즈에 통상적으로 형성되는 각종 기능성층을 들 수 있다. 여기서 기능성층이란, 안경 렌즈에 원하는 성질을 부여할 수 있는 층을 말한다. 원하는 성질이란, 예를 들어, 특정 파장역의 광의 반사를 방지하는 성질 (반사 방지성), 특정 파장의 광을 반사하는 성질 (반사성) 을 들 수 있다. 예를 들어, 반사 방지성을 부여하기 위한 기능성층은, 바람직하게는 다층 반사 방지막이고, 반사성을 부여하기 위한 기능성층은, 바람직하게는 다층 반사막이다. 특정 파장역의 광으로는, 가시광 (예를 들어 파장 380 ∼ 780 ㎚), 자외선 (예를 들어 파장 280 ∼ 400 ㎚), 청색광 (예를 들어 파장 400 ∼ 500 ㎚), 적외선 (예를 들어 파장 780 ∼ 2500 ㎚) 등을 들 수 있다. 이들 다층막은, 굴절률이 상이한 층 (고굴절률층, 저굴절률층) 을 2 층 이상으로 적층함으로써, 특정 파장역의 광의 반사를 방지하거나 특정 파장역의 광을 반사할 수 있다. 그러한 다층막의 구성 자체는 공지되어 있다. 일 양태에서는, 상기 산화주석층은, 그러한 다층막에 적어도 1 층 포함될 수 있다.

또, 상기 안경 렌즈가 가질 수 있는 기능성층으로는, 내구성 향상을 위한 하드 코트층, 편광 성능을 부여하기 위한 편광층, 포토크로믹 성능을 부여하기 위한 포토크로믹층, 렌즈 기재와 다른 층의 밀착성이나 2 층간의 밀착성을 향상시키기 위한 프라이머층 등을 들 수도 있다.

일례로서, 다층막의 고굴절률층을 구성하는 고굴절률 재료로는, 예를 들어, 지르코늄 산화물 (예를 들어 ZrO₂), 탄탈 산화물 (예를 들어 Ta₂O₅), 니오브 산화물 (예를 들어 Nb₂O₅), 티탄 산화물 (예를 들어 TiO₂), 및 이들 산화물로 이루어지는 군에서 선택되는 2 종 이상의 복합 산화물을 들 수 있다. 또, 다층막의 저굴절률층을 구성하는 저굴절률 재료로는, 예를 들어, 규소 산화물 (예를 들어 SiO₂), 알루미늄 산화물 (예를 들어 Al₂O₃), 마그네슘 불화물 (예를 들어 MgF₂), 칼슘 불화물 (예를 들어 CaF₂), 알루미늄 불화물 (예를 들어 AlF₃), 및 이들 산화물로 이루어지는 군에서 선택되는 2 종 이상의 복합 산화물을 들 수 있다. 고굴절률층 및 저굴절률층은, 진공 증착법, 이온 어시스트 증착법, 이온 플레이팅법, 스퍼터링법 등의 각종 성막 방법에 의해 형성할 수 있다. 다층막에 포함되는 저굴절률층, 고굴절률층의 층수는 각각 1 층 이상이며, 바람직하게는 2 층 이상이고, 보다 바람직하게는 3 층 이상이고, 4 층, 5 층 또는 6 층 이상이어도 된다. 다층막의 총 층수는 특별히 한정되는 것은 아니며, 원하는 반사 방지성 또는 반사성 (이하, 이것들을 합하여 「반사 특성」이라고 기재한다.) 이 얻어지도록 적절히 설정하면 된다. 또, 각 층의 막두께도, 원하는 반사 특성에 따라 공지된 수법에 의한 광학 설계에 의해 결정할 수 있다. 그리고 본 발명의 안경 렌즈는, 일 양태에서는, 그러한 다층막에 상기 산화주석층을 포함할 수 있다.

[안경]

본 발명의 추가적인 양태는, 상기 본 발명의 안경 렌즈와, 이 안경 렌즈를 장착한 프레임을 갖는 안경을 제공할 수도 있다. 안경 렌즈에 대해서는 앞서 상세히 서술한 바와 같다. 그 밖의 안경의 구성에 대해서는 특별히 제한은 없으며, 공지 기술을 적용할 수 있다.

실시예

이하에, 본 발명을 실시예에 의해 추가로 설명한다. 단, 본 발명은 실시예에 나타내는 양태에 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1]

이하의 방법에 의해, 다층 반사 방지막을 갖는 안경 렌즈를 제조하였다.

하드 코트층이 형성된 플라스틱 렌즈 기재의 볼록면측 표면에, 기재측의 제 1 층으로부터 공기측을 향해, 도 1 에 나타내는 설계 막두께 (제 1 층 : 규소 산화물층 (35.0 ㎚), 제 2 층 : 지르코늄 산화물층 (10.3 ㎚), 제 3 층 : 규소 산화물층 (225.7 ㎚), 제 4 층 : 지르코늄 산화물층 (39.0 ㎚), 제 5 층 : 규소 산화물층 (14.6 ㎚), 제 6 층 : 지르코늄 산화물층 (57.0 ㎚), 제 7 층 : 산화주석층 (7.0 ㎚), 제 8 층 : 규소 산화물층 (93.8 ㎚), 이상에 있어서 괄호 내는 설계 막두께) 이고, 고굴절률층으로서 ZrO₂ 를 증착 재료로 한 이온 어시스트 증착에 의해 성막된 지르코늄 산화물층을, 저굴절률층으로서 SiO₂ 를 증착 재료로 한 이온 어시스트 증착에 의해 성막된 규소 산화물층을 갖는 다층 반사 방지막을 형성하였다.

이 다층 반사 방지막은, 기재측으로부터 세어 제 6 층째의 지르코늄 산화물층과 제 8 층째의 규소 산화물층 사이에 산화주석층을 갖는다. 산화주석층은, 제 6 층째의 지르코늄 산화물층을 형성한 후, 제 6 층의 지르코늄 산화물층 표면에 이온 어시스트 없는 진공 증착에 의해 산화주석막을 형성한 후, 산소 이온을 조사함으로써 형성하였다. 산화주석막 형성을 위한 진공 증착 조건 및 산소 이온 조사 조건을 하기 표 2 에 나타낸다. 진공 증착에 의해 성막하는 산화주석막의 막두께는, 증착 시간에 의해 제어하였다.

히타치 분광 광도계 U-4100 을 사용하여, 실시예 1 에서 제조한 안경 렌즈의 볼록면에 있어서의 반사 스펙트럼을 얻었다. 얻어진 반사 스펙트럼을 도 2 에 나타낸다. 도 2 에 나타내는 반사 스펙트럼으로부터, 실시예 1 에서 제조한 안경 렌즈가, 가시광역에 있어서 반사 방지 성능을 갖는 것이 확인되었다. 이 결과로부터, 실시예 1 에서 제조한 다층막이 반사 방지막으로서 기능하는 것을 확인할 수 있다.

[비교예 1]

제 7 층의 산화주석층을, 산소 이온 어시스트에 의한 이온 어시스트 증착 (인가 전압 : 500 V, 인가 전류 : 200 ㎃, 성막한 산화주석층의 막두께 : 7 ㎚) 에 의해 성막한 점 이외에, 실시예 1 과 동일한 방법으로 안경 렌즈를 제조하였다.

＜표면 전기 저항의 시간 경과적 변화의 확인＞

실시예 1 의 안경 렌즈 및 비교예 1 의 안경 렌즈를, 분위기 온도 60 ℃ 의 환경하 (가속 시험 환경하) 에 두고, 시간 경과적으로 안경 렌즈 볼록면에 있어서의 표면 전기 저항을 측정하였다. 표면 전기 저항은, 이하의 방법으로 측정하였다.

도 3(A) 및 (B) 에, 안경 렌즈의 볼록면에 있어서 표면 전기 저항을 측정하는 모습을 나타내고 있다. 안경 렌즈 (10) 의 볼록면 (10A) 에 링 프로브 (61) 를 접촉시키고, 안경 렌즈 (10) 의 볼록면 (10A) 의 표면 전기 저항을 측정하였다. 측정 장치 (60) 로는, 미츠비시 화학사 제조 고저항 저항률계 하이레스타 UP, MCP-HT450 형을 사용하였다. 사용한 링 프로브 (61) 는 URS 타입으로, 2 개의 전극을 갖고, 외측의 링 전극 (61a) 은 외경 18 ㎜, 내경 10 ㎜ 이고, 내측의 원형 전극 (61b) 은 직경 7 ㎜ 였다. 그들 전극 사이에 1000 V ∼ 10 V 의 전압을 인가하고, 안경 렌즈의 볼록면에 있어서 표면 전기 저항을 측정하였다.

도 4 는, 실시예 1 의 안경 렌즈 및 비교예 1 의 안경 렌즈의 표면 전기 저항의 시간 경과적 변화를 나타내는 그래프이다. 도 4 에 나타내는 결과로부터, 실시예 1 의 안경 렌즈는, 비교예 1 의 안경 렌즈와 비교하여 표면 전기 저항의 시간 경과적인 상승이 적은 것, 즉 대전 방지성의 시간 경과적인 저하가 적어 장기에 걸쳐 양호한 대전 방지성을 나타낼 수 있는 것을 확인할 수 있다.

＜실시예 1 에서 제조한 산화주석층의 조성 분석＞

유리 기판 상에 실시예 1 과 동일한 방법으로 형성한 산화주석층의 조성을 ESCA 에 의해 분석하였다. ESCA 에 의한 분석은, 이하의 분석 조건으로 실시하였다.

(ESCA 분석 조건)

사용 기종 : Thermo Fisher Scientific 사 제조 VG Theta Probe

조사 X 선 단결정 분광 : AlKα

X 선 스폿경 : 800 × 400 ㎛ (타원형)

중화 전자총 : 미사용

ESCA 에 의한 측정에서는, 광 전자 취출 각도에 의해 깊이 방향에서 측정 지점을 바꿀 수 있기 때문에, 취출 각도를 바꾸면서 측정을 실시함으로써, 산화주석층의 깊이 방향에 있어서의 조성 분포를 평가하였다. 산소 원자에 대해서는, O1s＿1 스펙트럼, 주석 원자에 대해서는 Sn3d5＿1 스펙트럼의 강도로부터 각 깊이 위치에 있어서의 산소 함유율 및 주석 함유율을 구한 결과를 도 5 에 나타낸다. 도 5 에 나타내는 결과로부터, 실시예 1 에서 제조한 산화주석층이, 렌즈 기재측으로부터 타방의 측을 향해 산소 함유율이 증가하는 조성 구배를 갖는 것을 확인할 수 있다.

또, 렌즈 기재측 표층부와는 반대측의 표층부에 있어서의 산소 함유율은 60 원자％ 초과 70 원자％ 이하의 범위이고, 렌즈 기재측의 표층부에 있어서의 산소 함유율이 45 원자％ 이상 60 원자％ 이하의 범위인 것으로부터, 렌즈 기재측의 표층부에는 준안정 구조인 SnO, Sn₃O₄ 또는 이것들에 가까운 상태의 산화주석이 포함되고, 타방의 표층부에는 화학양론 조성의 안정 구조인 SnO₂ 또는 이것에 가까운 상태의 산화주석이 포함된다고 생각된다.

[산화주석층 형성 조건의 검토]

실시예 1 에 있어서의 진공 증착 공정에 있어서의 진공 증착 조건과 동일한 조건으로, 증착 시간을 바꿈으로써 형성하는 산화주석막의 막두께를 바꾸어 (막두께 3.3 ㎚, 6.0 ㎚, 8.9 ㎚, 11.7 ㎚, 14.2 ㎚, 16.3 ㎚), 각종 막두께의 산화주석막을 유리 기판 표면에 형성하였다.

각종 조사 에너지 (200 eV, 300 eV, 500 eV, 700 eV) 로 산화주석막 표면을 향해 산소 이온을 조사하고, 조사 도중에 전술한 방법으로 산화주석막 표면의 표면 전기 저항을 측정하는 것을 반복하여, 합계 조사 시간 300 초간까지 산소 이온의 조사를 실시하였다. 그 결과, 산소 이온 조사 전에는 표면 전기 저항이 1E 11 Ω 초과였던 산화주석막이, 앞서 기재한 식 1 을 만족하는 조사 에너지로 산소 이온을 조사함으로써, 조사 18 초 후부터 1E 6 Ω 이하의 표면 전기 저항을 나타내는 것이 확인되었다. 이것은, 상기 조건으로 산소 이온을 조사함으로써, 진공 증착 공정에서 형성한 산화주석막에 표면으로부터 산소가 도입되어 (쏘아 넣어져) 조성 구배가 초래된 것에 의해 도전성이 발현 내지 향상되는 것을 나타내고 있다.

또한 조사 에너지가 500 eV 및 700 eV 에서는, 0.4 ㎚ 이상의 막두께 감소가 확인된 것으로부터, 막두께 감소를 억제하는 관점에서는, 조사 에너지가 500 eV 미만, 예를 들어 400 eV 이하가 바람직하다고 판단할 수 있다.

[대전 방지성의 증착 레이트 의존성의 검토]

(후산화 공정을 거치는 산화주석층의 형성)

유리 기판 상에 이온 어시스트 없는 진공 증착에 의해 막두께 3.5 ㎚ 의 산화주석막을 형성하였다. 진공 증착 조건은 실시예 1 과 동일하게 하여, 증착 시간에 의해 막두께를 제어하였다. 이렇게 하여 형성한 산화주석막의 표면에, 이온총 (이온건) 을 사용하여, 35 sccm 으로 O₂ 를 도입하고 인가 전압 200 V, 인가 전류 100 ㎃ 로 산소 이온을 발생시키고 조사하였다. 산소 이온의 조사 시간은 90 초간으로 하였다.

이상의 공정을, 진공 증착에 있어서의 증착 레이트를 0.5 ∼ 1.5 ㎚/sec 의 범위에서 변화시켜 실시하였다.

상기 공정에 의해 얻어진 산화주석층의 표면에 있어서, 전술한 방법으로 표면 전기 저항을 측정하였다.

(이온 어시스트 증착에 의한 산화주석층의 형성)

유리 기판 상에 이온 어시스트 증착에 의해 막두께 3.5 ㎚ 의 산화주석층을 형성하였다. 이온 어시스트 증착은, 인가 전압 200 V, 인가 전류 100 ㎃ 로 산소 이온 어시스트에 의해 실시하고, 이온 어시스트 증착 시간에 의해 막두께를 제어한 점 이외에, 비교예 1 과 동일하게 하였다.

이상의 공정을, 이온 어시스트 증착에 있어서의 증착 레이트를 0.5 ∼ 1.5 ㎚/sec 의 범위에서 변화시켜 실시하였다.

상기 공정에 의해 얻어진 산화주석층의 표면에 있어서, 전술한 방법으로 표면 전기 저항을 측정하였다.

도 6 은, 상기 후산화 공정을 거쳐 형성된 산화주석층, 이온 어시스트 증착에 의해 형성된 산화주석층의 표면 전기 저항을, 증착 레이트에 대해 플롯한 그래프이다. 도 6 에 나타내는 결과로부터, 이온 어시스트 증착에서는 증착 레이트에 의해 표면 전기 저항이 크게 변화하는 것에 반해, 후산화 공정을 거치는 제조 방법에 의하면, 증착 레이트에 의하지 않고 안정적으로 대전 방지성을 산화주석층에 부여할 수 있는 것을 확인할 수 있다.

본 발명의 일 양태는, 안경 렌즈의 제조 분야에 있어서 유용하다.

이번에 개시된 실시형태는 모든 점에서 예시로서 제한적인 것은 아니라고 고려되어야 하는 것이다. 본 발명의 범위는 상기한 설명이 아닌 청구의 범위에 의해 나타나며, 청구의 범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.

Claims (9)

1. 렌즈 기재 상에 산화주석층을 갖는 안경 렌즈로서,
   상기 산화주석층은, 상기 렌즈 기재측으로부터 타방의 측을 향해 원자 백분율에 의한 산소 함유율이 증가하는 조성 구배를 갖는 안경 렌즈.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 산화주석층은, 상기 타방의 측의 표층부에 있어서의 산소 함유율이, 상기 렌즈 기재측의 표층부에 있어서의 산소 함유율보다 높고, 또한 60 원자％ 초과 70 원자％ 이하인 안경 렌즈.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 산화주석층은, 상기 렌즈 기재측의 표층부에 있어서의 산소 함유율이 45 원자％ 이상 60 원자％ 이하인 안경 렌즈.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   다층 반사 방지막 및 다층 반사막으로 이루어지는 군에서 선택되는 다층막에 상기 산화주석층을 포함하는 안경 렌즈.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 안경 렌즈의 제조 방법으로서,
   이온 어시스트 없이 실시되는 진공 증착에 의해 렌즈 기재 상에 산화주석막을 형성하는 공정과,
   형성한 산화주석막의 표면에 에너지를 가진 산소를 조사하는 공정을 포함하는, 상기 안경 렌즈의 제조 방법.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 에너지를 가진 산소는 산소 이온인 안경 렌즈의 제조 방법.
7. 제 6 항에 있어서,
   하기 식 1 을 만족하는 조사 에너지로 상기 산소 이온을 조사하는 안경 렌즈의 제조 방법.
   Y ＞ (X/100) … 식 1
   [식 1 중, Y 는 상기 진공 증착에 의해 형성되는 산화주석막의 막두께 (단위 : ㎚) 이고, X 는 조사 에너지 (단위 : eV) 이다.]
8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
   상기 산소 이온의 조사를 18 ∼ 300 초간 실시하는 안경 렌즈의 제조 방법.
9. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 안경 렌즈와, 그 안경 렌즈를 장착한 프레임을 갖는 안경.

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