KR101590077B1

KR101590077B1 - 자외선 영역과 가시 영역에서 낮은 반사율을 갖는 반사방지 코팅을 포함하는 안과용 렌즈

Info

Publication number: KR101590077B1
Application number: KR1020137014908A
Authority: KR
Inventors: 에르베 카도; 프랑시스코 드 에기아비베스; 올리비에 파필레트
Original assignee: 에실러에떼르나쇼날(꽁빠니제네랄돕띠끄)
Priority date: 2010-12-10
Filing date: 2011-12-09
Publication date: 2016-02-01
Anticipated expiration: 2031-12-09
Also published as: AU2011340436B2; US20130038834A1; DE202011110943U1; PL2685293T3; EP2649477B1; CN103885100B; US20130155373A1; ES2548169T3; HUE025541T2; EP2685293A3; BR112013014296A8; NZ611198A; JP2013545145A; FR2968774B1; JP2022106954A; US8870374B2; EP3964873A1; PL2649477T3; PL2649477T5; DE202011110944U1

Abstract

본 발명은 배면 상에 고 굴절률을 갖는 적어도 하나의 층과 저 굴절률을 갖는 적어도 하나의 적층을 포함하고, 가시 영역에서 배면 상에 1.15% 이하의 평균 반사율 R_m, 가시 영역에서 배면 상에 1% 이하의 평균 광 반사율 R_v를 갖고, ISO 13666:1998 표준에서 정의된 함수 W(I)에 의해 가중치가 적용된, 280 nm 내지 380 nm에서 30° 및 45°의 입사각에서 5% 보다 낮은 평균 반사율 R_UV를 갖는 다층 반사방지 코팅(3 내지 7 개 층)이 구비된 기판을 포함하고, 반사방지 코팅 외곽 층이 실리카계 층인 자외선 영역과 가시 영역에서 반사가 낮은 광학 렌즈에 관한 것이다. 본 발명에 따른 렌즈는 특히 착용자의 뒤에 위치한 광원에서 생성되는 UV 복사의 반사를 방지한다.

Description

자외선 영역과 가시 영역에서 낮은 반사율을 갖는 반사방지 코팅을 포함하는 안과용 렌즈{Ophthalmic Lens Comprising an Antireflective Coating with a Low Reflection Both in the Ultraviolet Region and in the Visible Region}

본 발명은 배면에 및 임의로는 전면에 UVA- 및 UVB-복사 영역(radiation range) 및 가시 영역에서 반사를 강하게 감소시키는 반사방지 코팅을 포함하는 광학 제품에 관한 것이다. 광학 제품은 특히 안과용 렌즈, 특히 틴트 태양 렌즈(tinted solar lens)일 수 있다.

태양 광 스펙트럼은 다양한 파장, 특히 자외선(UV)을 갖는 전자기 방사선을 포함한다. UV 스펙트럼은 많은 밴드, 특히 UVA, UVB 및 UVC 밴드를 갖는다. 지표면에 도달하는 이들 UV 밴드 중에서, 315 nm 내지 380 nm 범위의 UVA 밴드, 및 280 nm 내지 315 nm 범위의 UVB 밴드가 특히 망막에 해롭다.

전통적인 반사방지 코팅은 가시 영역, 전형적으로는 380 내지 780 nm의 스펙트럼 범위 내에서 렌즈 표면상의 반사를 감소시키도록 설계되고 최적화되어 있다. 대체로, 자외선 영역(280 내지 380 nm)에서의 반사는 최적화되어 있지 않고, 빈번히 전통적인 반사방지 코팅 자체로 강화된다. 논문["Anti-reflective coatings reflect ultraviolet radiation", Citek, K. Optometry 2008, 79, 143-148]은 이 현상을 강조하고 있다.

UVA 및 UVB 영역에서 평균 반사율(mean reflection)은 따라서 전통적인 반사방지 렌즈의 경우 높은 수준(60% 까지)에 도달할 수 있다. 예를 들어, 이들 최근의 연도에 걸쳐 대부분의 제조자에 의해 시판되는 비-태양의 반사방지 제품과 관련하여, UV 평균 반사율은 30 내지 45°의 입사각 경우 10 내지 25% 범위이다. 착용자의 전면으로부터 오고 착용자의 눈에 도달할 수 있는 UV 복사(수직 입사 0 내지 15°)의 대부분이 일반적으로 안과용 렌즈 기판에 의해 흡수되기 때문에 렌즈의 전면에서는 문제가 되지 않는다. UV 복사 투과에 대한 보다 양호한 보호는 가시 스펙트럼 광도를 감소시키고, 완전히 UVB를 흡수하며, UVA를 완전히 또는 부분적으로 흡수하도록 연구되고, 설계된 태양 안과용 렌즈를 통해 얻어질 수 있다.

다른 한편, 착용자의 뒤에 위치한 광원으로부터 생성되는 UV 복사는 렌즈가 자외선 영역에 유효한 반사방지 코팅이 구비되지 않는다면 렌즈 배면에서 반사되어 착용자의 눈에 도달하여, 따라서 잠재적으로 착용자의 건강에 영향을 줄 수 있다. 이러한 현상은 산란 반사광이 눈에 들어갈 위험을 증가시키는 큰 직경의 패션 선글라스에 대한 추세에 의해 보다 강해진다.

렌즈 배면에서 반사되어 착용자의 눈에 도달할 수 있는 광선은 30 내지 45°(사선 입사) 범위의 좁은 입사 각 범위를 갖는 것으로 인정받고 있다.

현재, 배면에서의 UV 복사 반사에 대한 어떠한 표준도 존재하지 않는다.

자외선 영역에서 유효하고, UV 복사를 반사하기보다는 투과하고/하거나 흡수하는 반사방지 코팅을 제조하기 위한 방법에 대한 다수의 특허가 있다. 그러나, 전체적인 자외선 영역에 걸쳐 반사방지 성능을 최적화하는 것은 가시 영역에서의 반사방지 성능에는 일반적으로 유해한 것으로 밝혀졌다. 역으로, 가시 영역에서의 반사방지 성능만 최적화하는 것은 자외선 영역에서 만족스러운 반사방지 물성이 얻어질 수 있다는 것을 확인하지 않는다.

출원 EP 1 174 734는 반사방지 코팅 표면상에서의 반사가 280 내지 700 nm 파장 범위에서 미처리(bare) 광학 제품 표면상에서의 반사에 비해서 낮도록 설계된 다층 반사방지 코팅을 배면 상에 포함하는 안경 렌즈(spectacle lens)를 개시하고 있다. 이 반사방지 코팅의 기능은 착용자의 뒤로부터 오거나 착용자의 얼굴에 의해 반사되는 UV 복사가 착용자의 눈에 도달하는 것을 방지하기 위하여 UV 복사의 반사를 최소화시키는 것으로 구성된다.

본 출원에 기술된 반사방지 코팅은 자외선 영역에서 매우 유효하다. 그러나, 가시 영역에서 반사방지 코팅의 평균 반사율(mean reflection factors)을 개선시키는 것이 바람직할 것이다. 더구나, 착상된 적층(conceived stacks)은 때때로 적층이 10 층까지 가지므로 때때로 비교적 복잡하게 된다.

층들의 수가 많을수록 넓은 파장 범위에서 유효한 반사방지 코팅을 제조하는 것은 쉬워진다. 그러나, 이러한 복잡한 반사방지 코팅을 만드는 것은, 보다 많은 양의 재료를 요구하고 산업적 공정을 보다 길게 만들므로, 경제적인 면에서 흥미롭지 않다.

출원 WO 97/28467은 테트라-층-반사방지 적층 HI/LI/HI/LI로 코팅된 광색성 기판을 포함하는 투명한 광색성 제품을 개시하고 있고, 여기에서, HI는 고 굴절률을 갖는 층을 말하고, LI는 저 굴절률을 갖는 층을 말한다. 이러한 코팅은 광색성화합물의 활성화를 가능하게 하는 파장 범위인 350 내지 400 nm에서의 반사를 최소화하여 기판 또는 기판 위에 존재하는 광색성 화합물의 거동을 방해하지 않도록 설계된다. 따라서, 제조된 반사방지 코팅은 UVA 영역에서 효율적이지만, 이 물성은 가시 영역에서 반사방지 성능의 상당한 감소를 수반한다.

특허 US 4 852 974는 290 nm 내지 330 nm에서 15% 보다 높은 평균 반사율 및 330 nm 내지 380 nm에서 전달되지(communicated) 않았던 입사 각에서 4% 보다 낮은 평균 반사율을 갖는, 광색성 기판 및 다층 반사방지 코팅을 포함하는 광학 제품을 개시하고 있다. 이러한 반사방지 코팅은 기판에 함유된 광색성 화합물의 수명을 연장하는 것을 가능하게 하지만, UV 복사 상대적 효율이 가장 높은 범위(290 내지 300 nm)에서 비교적 비효율적이다. 더구나, 가시 영역에서 그의 성능을 개선하는 것이 바람직할 것이다.

출원 WO 2010/125 667은 착용자의 뒤에서 들어오는 UV 복사가 눈에 도달할 수 없도록 렌즈 배면에서 UV 복사의 반사를 감소시키게 할 수 있는 반사방지 코팅이 배면에 구비된 안경 렌즈를 개시하고 있다.

그러므로, 본 발명의 목적은 가시 영역에서 매우 양호한 반사방지 성능을 갖고, 동시에 미처리 기판 또는 전통적인 반사방지 코팅을 포함하는 기판에 비교하여 UV 복사 반사, 특히 자외선 A- 및 자외선 B-를 상당히 감소시키며, 산업적 규모로 생산이 쉬운 항-UV, 반사방지 코팅을 배면에 포함하는 무기 또는 유기 유리의 기판을 포함하는, 투명한 광학 제품, 특히 안과용 렌즈를 제공하는 것이다.

본 발명은 두께 및 재료가 가시 영역 및 자외선 영역 모두에서 만족스러운 반사방지 성능을 얻도록 선택된 박층들로 만들어진 적층을 포함하는 개선된 개념을 갖는 반사방지 코팅을 제공하는 것이다.

자외선 태양 복사 분포는 UV 태양 복사의 상대적인 스펙트럼 효율에 의해 경감되고, 이는 280 내지 295 nm(이는 자외선 B-선 영역에 속한다)의 범위에서 없거나 거의 없다. 본 발명은 이 파장 영역에서 보다 낮은 반사방지 성능을 갖는 반사방지 코팅을 제공하여, 따라서 이러한 복사의 상대적 스펙트럼 효율에 의해 경감된 태양 복사 분포가 착용자에 대해 높은 가시 영역 및 자외선 범위의 일부분(300 내지 320 nm)에서 매우 효율적인 반사방지 코팅을 얻는 것을 가능하게 한다. 본 발명에 따른 반사방지 코팅은 따라서, 착용자에게 어떠한 영향도 주지 않고, 280 내지 295 nm영역에서의 보다 높은 스펙트럼 반사를 견딜 수 있다.

그러므로, 본 발명은 주 전면과 주 배면을 갖고, 상기 주 배면은 1.6 보다 높은 굴절률을 갖는 적어도 한 층 및 1.5 보다 낮은 굴절률을 갖는 적어도 하나의 층의 적층을 포함하는 다층 반사방지 코팅으로 코팅된 기판을 포함하는, 광학 제품, 바람직하게는 안과용 렌즈로서,

- 가시 영역에서 상기 배면 상의 평균 반사율 R_m이 1.15% 이하이고,

- 가시 영역에서의 상기 배면 상의 평균 광 반사율 R_v가 1% 이하이며,

- ISO 13666:1998 표준에 규정된 함수 W(λ)에 의해 가중치를 적용한, 280 nm 내지 380 nm 사이에서 상기 배면 상의 평균 반사율 R_UV는 30°의 입사각 및 45°의 입사각에 대해 5% 보다 낮고,

- 다층 반사방지 코팅은 3개 이상 및 7개 이하, 바람직하게는 6개 이하, 보다 바람직하게는 5개 이하의 복수의 층들을 포함하며,

- 다층 반사방지 코팅은 산화 인듐계의 20 nm 이상의 두께를 갖는 임의의 전기 전도성 층을 포함하지 않고,

- 반사방지 외곽 층은 실리카-계 층인 광학 제품, 바람직하게는 안과용 렌즈에 관한 것이다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 기술될 것이다.

도 1 내지 4는 15°, 30° 및 45°의 입사각에 대해 본 출원의 실시예들에서 제조된 일부 렌즈의 배면의 표면상에서의 반사 파장의 함수로서의 변화를 보여준다.

본 출원에서, 광학 제품이 표면에 하나 이상의 코팅을 포함할 때, "제품에 층 또는 코팅을 퇴적하는" 표현은 층 또는 코팅이 제품의 외곽 코팅, 즉 기판으로부터 가장 먼 거리에 있는 코팅의 외부(노출된) 표면에 퇴적되는 것을 의미한다.

기판 "에 접촉된(on)" 또는 기판 "위에(onto)"있는 코팅은 (i) 기판에 접촉하여 위치되고, (ii) 반드시 기판과 접촉하지는 않는, 즉 하나 이상의 중간 코팅이 기판과 문제의 코팅 사이에 배열될 수 있는 것, 및 (iii) 반드시 완전히 기판을 덮지 않는 코팅으로 정의된다.

바람직한 실시형태에서, 기판에 또는 기판 위에 퇴적된 코팅은 기판과 직접 접촉하는 것이다.

"층(1)이 층(2) 아래에 위치"할 때, 층(2)이 층(1) 보다 기판으로부터 보다 먼 것을 의미한다.

본 명세서에서 사용된바. 기판의 배면(또는 내부 면)은, 제품을 사용할 때, 착용자의 눈에 가장 가까운 것을 의미한다. 이는 일반적으로 오목한 면이다. 대조적으로, 기판의 전면은 제품을 사용할 때, 착용자의 눈에서 가장 먼 면이다. 이는 일반적으로 볼록 면이다.

일반적으로 말해서, "항-UV, 반사방지 코팅"이라 불리울 본 발명에 따른 광학 제품의 반사방지 코팅은 임의의 기판, 및 바람직하게는 유기 렌즈 기판, 예를 들어 열가소성 또는 열경화성 플라스틱 물질에 퇴적될 수 있다.

기판으로 적절히 사용될 열가소성 물질은 (메트)아크릴(공)중합체, 특히 메틸 폴리(메타크릴레이트)(PMMA), 티오(메트)아크릴 (공)중합체, 폴리비닐부티랄(PVB), 폴리카보네이트(PC), 폴리우레탄(PU), 폴리(티오우레탄), 폴리올 알릴카보네이트 (공)중합체, 에틸렌/비닐 아세테이트의 열가소성 공중합체, 폴리에스테르, 예를 들어, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 또는 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리에피설파이드, 폴리에폭사이드, 폴리카보네이트/폴리에스테르 공중합체, 사이클로올레핀 공중합체, 예를 들어, 에틸렌/노르보넨 또는 에틸렌/사이클로펜타디엔의 공중합체, 및 이들의 조합물을 포함한다.

본 명세서에서 사용된바, (공)중합체는 공중합체 또는 중합체를 의미한다. 본 명세서에서 사용된바, (메트)아크릴레이트는 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트를 의미한다. 본 명세서 사용된바, 폴리카보네이트(PC)는 호모폴리카보네이트 또는 코폴리카보네이트 및 블록 코폴리카보네이트를 의미한다.

특히, 추천되는 기판은 예를 들어 PPG 산업 회사(ORMA? 렌즈, ESSILOR)에 의해 상표명 CR-39?로 시판되는 디에틸렌글리콜 비스-알릴-카보네이트의 (공)중합을 통하여, 또는 프랑스 특허 FR 2 734 827의 출원에 기술된 것과 같은 티오(메트)아크릴레이트 단량체의 중합을 통하여 얻어진 기판을 포함한다. 기판은 상기 단량체 조합물의 중합을 통해 얻을 수 있으며, 또는 이러한 중합체 및 공(중합체)의 혼합물을 추가로 포함할 수 있다.

예를 들어 내-마모 층 및/또는 내-스크래치 코팅 또는 서브-층을 갖는 임의의 코팅된 기판에 반사방지 코팅을 퇴적하기 전에, 상기 임의로 코팅된 기판의 표면은 보통 반사방지 코팅의 접착을 강화시키기 위하여 물리적 또는 화학적 표면 활성화 처리를 한다. 이러한 예비-처리는 일반적으로 진공하에서 수행된다. 이는 강력한 및/또는 반응성 종으로, 예를 들어 이온 빔("이온 예비-클리닝" 또는 "IPC") 또는 전자 빔으로의 충격, 코로나 방전(discharge) 처리, 이온 파쇄 처리, 자외선 처리 또는 일반적으로 산소 또는 아르곤 플라즈마를 사용하여 진공하에서 플라즈마-게재 처리일 수 있다. 이는 또한 산 또는 염기성 처리 및/또는 용매-계 처리(물, 과산화 수소 또는 임의의 유기 용매)일 수 있다.

본 출원에서, R_m으로 나타내지는 "평균 반사율"은 ISO 13666:1998 표준에 규정된 바와 같고, ISO 8980-4 표준(17°보다 낮은, 전형적으로 15°의 입사각 경우)에 따라 측정되며, 즉, 이는 400 내지 700 nm 사이의 전체 가시 스펙트럼에 걸쳐 (가중치를 적용하지 않은) 스펙트럼 반사 평균이다.

R_v로 나타내지는 "평균 광 반사율"은 ISO 13666:1998 표준에 규정된 바와 같고, ISO 8980-4 표준(17°보다 낮은, 전형적으로 15°의 입사각 경우)에 따라 측정되고, 즉, 이는 380 내지 780 nm 사이의 전체 가시 스펙트럼에 걸쳐 스펙트럼 반사 가중 평균(weighted spectral reflection average)이다.

R_m _- _UV1으로 나타내지는 290 내지 330 nm 사이에서의 평균 반사율은 등비(anology)에 의해 정의될 수 있고, 이는 290 내지 330 nm에서의 평균 스펙트럼 반사에 상응한다. 본 발명에 따르면, 이 인자는 30 내지 45°범위일 수 있는 입사각에서 측정될 수 있다. 유사하게, R_m _- _UVA 및 R_m _- _UVB로 표시되는 UVA 및 UVB 범위에서의 평균 반사율은 정의되고, 이의 합계는 R_m _- _UV로 표시되는 자외선 영역(280 내지 380 nm)에서의 평균 반사율에 상응한다.

마지막으로, ISO 13666:1998 표준에서 규정된 W(λ) 함수에 의해 가중치를 적용하고 R_UV로 나타내지는 280 nm 내지 380 nm에서의 평균 반사율은 다음 관계식을 통해 정의될 수 있다:

여기에서, R(λ)는 소정의 파장에서의 렌즈 스펙트럼 반사율을 나타내고, W(λ)는 태양 스펙트럼 조사(irradiation) Es(λ) 및 효율 상대적 스펙트럼 함수 S(λ)의 곱(product)에 동등한 가중 함수를 나타낸다.

자외선 복사 투과율을 계산하는 것을 가능하게 하는 스펙트럼 함수 W(λ)는 ISO 13666:1998 표준에 따라 정의된다. 상기 함수는 동시에 UVA-선에 비해 UVB-선을 덜 구형으로 방출하는 태양 스펙트럼 에너지 Es(λ) - UVB-선은 UVA-선보다 더 해롭다- 및 스펙트럼 효율 S(λ)를 모두 고려하기 때문에, 착용자의 이러한 복사의 상대적 스펙트럼 효율에 의해 완화된 자외선 태양 복사 분포를 표현하는 것을 가능하게 한다. 자외선 영역에서의 이들 세 개의 함수에 대한 값들을 다음 표에 나타낸다:

가중 함수(weighting function) W(λ)는 280 nm 내지 295 nm에서 존재하지 않거나(nil) 거의 존재하지 않는다는 것을 주목해야 한다. 이는 가중 평균 반사율(weighted mean reflection)이 또한 이 파장 범위에서 존재하지 않음을 의미한다. 이는 반사 수준이 이 스펙트럼 범위에 걸쳐 높다 할지라도, 280 내지 380 nm에서 계산된 가중 평균 반사율 값 R_UV에는 어떤 결과도 없다는 것을 의미한다.

본 발명에 따르면, 기판의 배면에 퇴적하는 반사방지 코팅은 다음이 되도록 한다:

- ISO 13666:1998 표준에 따라 규정된 함수 W(λ)에 의해 가중치가 적용된, 280 nm 내지 380 nm 사이에서 상기 배면 상에서의 평균 반사율 R_UV는 30°의 입사각 및 45°의 입사각 경우 5% 보다 낮다. 이들 입사각 경우, 이는 다음 값의 하나 이하인 것이 바람직하다: 4.5%, 4%, 3.5%, 3%, 2.5%, 2%, 1.5%.

- 광학 제품의 가시 영역에서의 상기 배면 상의 평균 반사율 R_m는 1.15%이하, 바람직하게는 ≤1%, 보다 바람직하게는 ≤0.75%이다.

- 광학 제품의 가시 영역 에서의 상기 배면 상의 평균 광 반사율 R_v는 1% 이하, 바람직하게는 ≤0.90%, 보다 바람직하게는 ≤0.85%이다.

본 발명에 따른 항-UV, 반사방지 코팅은 특히 30 내지 45°범위의 렌즈의 입사각을 갖는 자외 복사선이 눈쪽으로 반사되는 것을 최소화하도록 특별히 설계되고, 그의 바람직한 특성이 하기에 기술된다.

바람직하게는, 290 nm 내지 330 nm 에서의 상기 배면 상의 평균 반사율 R_m _- _UV1은 15°의 입사각 경우 15% 보다 낮고, 바람직하게는 10% 보다 낮다.

본 발명의 바람직한 실시형태에서, 평균 반사율은 30°의 입사각에서 및 45°의 입사각에서, 280 내지 295 nm 파장 범위의 적어도 20% 에 걸쳐 5% 보다 높고, 보다 바람직하게는 6% 보다 높으며, 심지어 보다 바람직하게는 8% 보다 높다.

추가의 바람직한 실시형태에서, 15°입사각 경우 280 내지 295 nm 파장 범위의 적어도 70%, 보다 바람직하게는 적어도 80%, 심지어 보다 바람직하게는 100%에 걸쳐 평균 반사율은 10% 보다, 바람직하게는 15% 보다 높다.

또 다른 실시형태에서, 15°의 입사각 경우, 280 내지 290 nm 파장 범위의 적어도 70%, 보다 바람직하게는 적어도 80%, 및 심지어 보다 바람직하게는 100% 에 걸쳐 배면 상의 평균 반사율은 10% 보다 높고, 바람직하게는 15% 보다 높다.

이러한 파장 범위 내에서, 가중 함수 W(λ)는 존재하지 않거나 거의 존재하지 않는다. 또 다른 실시형태에서, 평균 반사율은 30°의 입사각 경우 및 45°의 입사각 경우 280 내지 295 nm 범위의 적어도 하나의 파장 경우 평균 반사율은 5% 보다 높고, 보다 바람직하게는 6% 보다 높으며, 심지어 보다 바람직하게는 10% 보다 높다.

평균 반사율은 280 내지 295 nm 파장 범위 또는 280 내지 290 nm 파장 범위에서 보다 높으므로, 반사방지 물성은 스펙트럼의 또 다른 범위에서, 즉 가시 범위에서 개선될 수 있다.

바람직하게는, 300 nm 내지 320 nm에서의 상기 배면 상의 평균 반사율 R_m-UV2는 15°및/또는 30°및/또는 45°입사각 경우, 4% 보다 낮고, 보다 바람직하게는 3% 보다 낮다. 이는 특히 렌즈 착용자에게 흥미로운데, 이유는 ISO 13666:1998 표준에 따라 규정된 가중 함수 W(λ)가 이러한 자외선 영역 파장 범위에서 매우 높고, 310 nm에서 최대 수준에 도달하기 때문이다.

바람직하게는, 300 nm 내지 380 nm 사이에서의 상기 배면 상의 평균 반사율 R_m-UV3는 15°의 입사각 경우 5% 보다 낮거나, 보다 바람직하게는 4.5% 보다 낮다.

일반적인 지식을 갖는 본 분야에 숙련된 자는 상이한 원하는 파라미터 R_m _- _UV1, R_m-UV2, R_m _- _UV3, R_UV, R_m 및 R_v 를 갖도록 반사방지 코팅의 다양한 층에 대하여 적절한 물질 및 두께를 충분히 선택할 수 있다.

본 발명의 다층 반사방지 코팅은 고 굴절률을 갖는 적어도 하나의 층 및 저 굴절률을 갖는 적어도 하나의 층의 적층을 포함한다. 보다 바람직하게는, 상기 코팅은 저 굴절률(LI)을 갖는 적어도 두 개의 층 및 고 굴절률(HI)을 갖는 적어도 두 개의 층을 포함한다. 이는 여기에서는 반사방지 코팅에 있는 총 층 수가 3 이상, 바람직하게는 4 이상, 및 7 이하, 보다 바람직하게는 6 이하, 심지어 보다 바람직하게는 5 이하, 가장 바람직하게는 5 이므로 간단한 적층이다.

본 명세서에서 사용된바, 반사방지 코팅의 층은 1 nm 이상의 두께를 갖는 것으로 정의된다. 따라서, 1 nm 보다 낮은 두께를 갖는 임의의 층은 반사방지 코팅에 있어서 층들의 수를 세는데 고려되지 않을 것이다. 서브-코팅도 반사방지 코팅의 층들의 수를 세는데에 고려되지 않는다.

달리 언급되지 않는다면, 본 발명에서 개시된 모든 두께는 물리적 두께에 관한 것이다.

본 발명의 하나의 실시형태에 따르면, HI 층들 및 BI 층들은, 교번할 수도 있지만, 적층에서 서로 교번할 필요는 없다. 두 개의 HI 층(또는 그 이상)은 서로에 대하여 퇴적될 수 있을 뿐만 아니라 두 개의 LI 층(또는 그 이상)도 서로에 대하여 퇴적될 수 있다.

본 출원에서, 반사방지 코팅의 층은 굴절률이 1.6 이상, 바람직하게는 1.65 이상, 심지어 보다 바람직하게는 1.7 이상, 심지어 보다 바람직하게는 1.8 이상 및 가장 바람직하게는 1.9 이상일 때, 고 굴절률(HI)을 갖는 층이라고 말해진다. 상기 HI 층은 바람직하게는 2.1 보다 낮은 굴절률을 갖는다. 반사방지 코팅의 층은 굴절률이 1.50 이하일 때, 바람직하게는 1.48 이하일 때, 보다 바람직하게는 1.47 이하일 때 저 굴절률 층(LI)이라고 말해진다. 상기 LI 층은 바람직하게는 1.1 보다 높은 굴절률을 갖는다.

달리 특정되지 않는다면, 본 출원에서 언급되는 굴절률은 파장 550 nm에서 25℃에서 표현된다.

HI 층은 본 분야에 잘 알려진 전통적인 고 굴절률 층이다. 이는 일반적으로 하나 이상의 금속 산화물, 예를 들어, 제한이 없이, 지르코니아(ZrO₂), 이산화 티타늄(TiO₂), 알루미나(Al₂O₃), 오산화 탄탈륨(Ta₂O₅), 산화 네오디뮴(Nd₂O₅),산화 프라세오디뮴(Pr₂O₃), 프라세오디뮴 티타네이트(PrTiO₃), La₂O₃, Nb₂O₅, Y₂O₃를 포함한다. 임의로는, HI 층은 상기 나타난 바와 같이 1.6 보다 높은 굴절률을 갖는다면, 추가로 실리카 또는 저 굴절률을 갖는 다른 물질을 함유할 수 있다. 바람직한 물질은 TiO₂, PrTiO₃, ZrO₂, Al₂O₃, Y₂O₃ 및 이들의 혼합물을 포함한다.

LI 층은 또한 잘 알려져 있고, 제한함이 없이 SiO₂, 또는 실리카와 알루미나의 혼합물, 특히 알루미나로 도핑된 실리카를 포함할 수 있고, 후자는 반사방지 코팅 내열성을 증가시키는데에 기여한다. LI 층은 층 총 중량에 대해 바람직하게는 적어도 80중량%의 실리카, 보다 바람직하게는 적어도 90중량%의 실리카를 포함하는 층이고, 심지어 보다 바람직하게는 실리카 층으로 구성된다. 바람직하게는, 반사방지 코팅에서 Li 층은 MgF₂ 층은 아니다.

임의적으로, 결과적인 층의 굴절률이 1.5 이하이면, LI 층은 추가로 고 굴절률을 갖는 물질 층을 함유할 수 있다.

SiO₂와 Al₂O₃의 혼합물을 포함하는 LI 층이 사용될 때, 이는 바람직하게는 이러한 층의 SiO₂ + Al₂O₃ 총 중량에 대해 1 내지 10%, 보다 바람직하게는 1 내지 8% 및 심지어 보다 바람직하게는 1 내지 5 중량%의 Al₂O₃를 포함한다.

예를 들어, 4 중량% 이하의 Al₂O₃로 도핑된 SiO₂, 또는 8% Al₂O₃로 도핑된 SiO₂가 이용된다. 시판되는 SiO₂/Al₂O₃ 혼합물, 예를 들어 Umicore Materials AG company에 의해 시판되는 LIMA?(550 nm에서 굴절률 n = 1.48-1.50), 또는 Merck KGaA company에 의해 시판되는 L5?(500 nm에서 굴절률 n = 1.48)이 사용될 수 있다.

반사방지 코팅 외곽 층은 반드시 층 총 중량에 대해 적어도 80중량%의 실리카, 보다 바람직하게는 적어도 90 중량%의 실리카(예를 들어 알루미나로 도핑된 실리카 층)를 포함하는 실리카-계 층이고, 심지어 보다 바람직하게는 실리카 층으로 구성된다.

일반적으로, HI 층은 10 내지 120 nm의 물리적 두께를 갖고, LI 층은 10 내지 100 nm 범위의 물리적 두께를 갖는다.

일반적으로, 반사방지 코팅 총 두께는 1 마이크로미터 보다 낮고, 바람직하게는 800 nm 이하, 보다 바람직하게는 500 nm 이하이며, 더욱더 바람직하게는 250 nm 이하이다. 반사방지 코팅 총 두께는 일반적으로 100 nm 보다 높고, 바람직하게는 150 nm보다 높다.

바람직하게는, 반사방지 코팅은 90 nm 보다 높은, 바람직하게는 70 nm 보다 높은 두께를 갖는 산화 티타늄을 포함하는 임의의 층은 포함하지 않는다. 산화 티타늄을 포함하는 수개의 층이 반사방지 코팅에 존재할 때, 그들의 총 두께는 바람직하게는 90 nm 보다 낮고, 보다 바람직하게는 70 nm보다 낮다. 가장 바람직하게는, 반사방지 코팅은 임의의 산화 티타늄을-함유 층을 포함하지 않는다. 산화-티타늄 함유 층은 실제로 광분해에 민감하다. 본 명세서에서 사용된바, 산화 티타늄은 이산화 티타늄 또는 화학양론적 산화 티타늄(TiO_x, 여기에서 x ＜2)을 의미한다.

본 발명의 한 실시형태에서, 반사방지 코팅은 서브-층에 퇴적된다. 이러한 반사방지 코팅 서브-층은 반사방지 코팅에 속하지 않는다는 것이 주목되어야 한다.

본 명세서에서 사용된 바, 반사방지 코팅 서브-층 또는 접착 층은 상기 코팅의 내마모 및/또는 내스크래치와 같은 기계적 물성을 개선하기 위하여 및/또는 기판 또는 아래의 코팅에의 반사방지 코팅의 접착을 강화하기 위하여 사용되는 비교적 두꺼운 코팅이다.

비교적 두꺼운 두께 때문에, 서브-층이 직접적으로 기판에 퇴적된다면, 특히 서브-층이 아래에 있는 코팅(이는 일반적으로 마모방지 및 스크래치방지 코팅)의 굴절률에 근접한 또는 기판의 굴절률에 근접한 굴절률을 가질 때, 서브-층은 반사방지 광학 활성에 대개는 참여하지 않는다.

서브-층은 반사방지 코팅의 내마모를 생성하기에 충분한 두께를 가져야 하나, 바람직하게는, 이는 서브 층의 성질에 따라 상대적 투과율

_v를상당히감소시킬 수 있는 광 흡수가 야기될 수 있는 정도는 아니다. 그의 두께는 일반적으로 300 nm보다 낮고, 보다 바람직하게는 200 nm 보다 낮으며, 일반적으로는 90 nm보다는 높고, 보다 바람직하게는 100 nm보다 높다.

서브-층은 층 총 중량에 대하여 바람직하게는 적어도 80 중량%의 실리카, 보다 바람직하게는 적어도 90중량%의 실리카를 포함하는 SiO₂-계 층을 포함하고, 심지어 보다 바람직하게는 실리카 층으로 구성된다. 이러한 실리카-계 층의 두께는 일반적으로 300 nm보다 낮고, 보다 바람직하게는 200 nm 보다 낮으며, 일반적으로 90 nm 보다는 높고, 보다 바람직하게는 100 nm보다 높다.

또 다른 실시형태에서, SiO₂-계 층은 상기 정의된 바와 같은 양으로 알루미나로 도핑된 실리카 층이고, 바람직하게는 알루미나로 도핑된 실리카 층으로 구성된다.

특별한 실시형태에서, 서브-층은 SiO₂ 층으로 구성된다.

바람직하게는, 모노 층 타입의 서브-층이 사용될 것이다. 그러나, 서브-층은 서브-층 및 아래에 있는 코팅(또는 서브-층이 기판에 직접적으로 퇴적되면, 기판)이 실질적으로 상이한 굴절률을 가질 때, 적층(다층화)된다. 이는 특히 일반적으로 마모방지 및/또는 스크래치방지 코팅인 아래에 있는 코팅, 또는 기판이 고 굴절률을 가질 때, 즉 1.55 이상, 바람직하게는 1.57 이상의 굴절률을 가질 때 적용된다.

이 경우, 서브-층은, 주 층이라 불리는 90 내지 300 nm 두께의 층에 더하여, 선택적으로 코팅된 기판과 일반적으로 실리카-계 층인 90 내지 300 nm 두께의 층 사이에 게재된, 바람직하게는 기껏해야 세 개의 추가의 층, 보다 바람직하게는 기껏해야 두 개의 추가의 층을 포함할 수 있다. 이들 추가의 층은 바람직하게는 박층이고, 이 기능은 서브-층/아래에 있는 코팅 계면 또는 서브 층/기판 계면 층에서의 반사를 적절히 제한하는 것을 목표로 한다.

다층 서브-층은 바람직하게는 주 층 외에 고 굴절률을 갖고 80 nm 이하의, 보다 바람직하게는 50 nm 이하의, 가장 바람직하게는 30 nm 이하의 두께를 갖는 층을 포함한다. 고 굴절률을 갖는 이러한 층은 고 굴절률을 갖는 기판 또는 고 굴절률을 갖는 아래에 있는 코팅과 적절하게 직접적으로 접촉한다. 물론, 이러한 실시형태는 기판(또는 아래에 있는 코팅)이 1.55 보다 낮은 굴절률을 갖는다 하더라도 사용될 수 있다.

대안으로서, 서브-층은, 주 층 및 앞서 언급된 고 굴절률을 갖는 층에 더하여 1.55 이하, 바람직하게는 1.52 이하, 보다 바람직하게는 1.50 이하의 굴절률 및 80 nm 이하의, 보다 바람직하게는 50 nm 이하의 및 더욱더 바람직하게는 30 nm 이하의 두께를 갖는 SiO₂-계 물질(즉, 바람직하게는 적어도 80중량%의 실리카를 포함하는)로 만들어진 층을 포함하고, 이 층 위에 고 굴절률을 갖는 상기 층이 퇴적되어 있다. 전형적으로, 이 경우에, 서브-층은 임의로 코팅된 기판에 이 순서로 퇴적된, 25 nm 두께의 SiO₂ 층, 10 nm 두께의 ZrO₂ 또는 Ta₂O₅ 층 및 그 후 서브-층 주 층을 포함한다.

본 발명의 광학 제품은 정전기 방지로 만들어질 수 있다. 즉 적어도 하나의 전기 전도성 층을 제품의 표면에 존재하는 적층에 포함시켜 실질적인 정전기 전하를 보유하거나 발달시키지 않게 만들어질 수 있다.

천 조각으로 문지른 후나 정전기 전하(코로나...에 의해 인가되는 전하)를 발생시키는 임의의 다른 과정을 사용하여 얻어진 정전기 전하를 제거하는 유리의 능력은 상기 전하를 일소하는데에 걸리는 시간을 측정하여 정량화될 수 있다. 따라서, 정전기 방지 유리는 약 수백 밀리 초, 바람직하게는 500 ms 이하의 방전 시간을 갖고, 반면에, 이는 정전기 유리 경우는 약 수십 초이다. 본 출원에서, 방전 시간은 프랑스 출원 FR 2 943 798에 나타난 방법에 따라 측정한다.

본 명세서에서 사용된바, "전기 전도성 층" 또는 "정전기 방지 층'은 비-정전기 방지 기판(500 ms보다 높은 방전 시간을 갖는)의 표면에서의 그의 존재에 의해 정전기 전하가 표면에 적용된 후 500 ms 이하의 방전 시간을 갖게 할 수 있는 층을 의미한다.

전기 전도성 층은 일반적으로 반사방지 성질이 영향받지 않는다면 반사방지 코팅 안에 또는 그와 접촉하여 적층의 다양한 위치에 위치할 수 있다. 이는 바람직하게는 반사방지 코팅의 두 층 사이에 위치할 수 있고/있거나 이러한 반사방지 코팅의 고굴절을 갖는 층에 인접한다. 바람직하게는, 전기 전도성 층은 반사방지 코팅의 저 굴절률을 갖는 층 바로 아래에 위치하고, 가장 바람직하게는 반사방지 코팅의 실리카-계 외곽층 바로 아래에 위치하여 반사방지 코팅 중 끝에서 두 번째 층이다.

전기 전도성 층은 반사방지 코팅의 투명도를 변경시키지 않도록 충분히 얇아야 한다. 전기 전도성 층은 바람직하게는 전기 전도성 및 고 투명도의 물질, 일반적으로는 임의로 도핑된 금속 산화물로부터 만들어진다. 이 경우에, 그의 두께는 바람직하게는 1 내지 15 nm, 보다 바람직하게는 1 내지 10 nm이다. 바람직하게는, 전기 전도성 층은 인듐, 주석, 아연 산화물 및 그들의 혼합물로부터 선택된 임의의 도핑된 금속 산화물을 포함한다. 산화 주석-인듐(In₂O₃:Sn, 주석-도핑된 산화 인듐), 알루미늄-도핑된 산화 아연(ZnO;Al), 산화 인듐(In₂O₃) 및 산화 주석(SnO₂)이 바람직하다. 가장 바람직한 실시형태에서, 전기 전도성이고 광학적으로 투명한 층은 ITO 층 또는 산화 주석 층으로 나타내는, 산화 주석-인듐 층이다.

일반적으로, 전기 전도성 층은 적층 안에서, 그러나 제한된 방법으로, 그의 낮은 두께 때문에 반사방지 성질을 얻는데에 기여하고, 반사방지 코팅에서 고 굴절률을 갖는 층을 나타낸다. 이는 ITO 층과 같은 전기 전도성 및 고 투명도 물질로 만들어진 층의 경우이다.

반사방지 코팅은 산화 인듐에 기초해서 20 nm 이상, 바람직하게는 15 nm 초과의 두께를 갖는 임의의 층을 포함하지 않는다. 다수의 산화 인듐-계 층이 반사방지 코팅에 존재할 때, 그들의 총 두께는 바람직하게는 20 nm 보다 낮고, 보다 바람직하게는 15 nm보다 낮다. 본 명세서에서 사용된바. 산화 인듐-계 층은 층 전체 중량에 대해 적어도 50 중량%의 산화 인듐을 포함하는 층을 의미한다.

바람직한 실시형태에 따르면, 반사방지 코팅은 산화 인듐, 산화 주석 또는 산화 아연을 포함하는 20 nm 이상, 바람직하게는 15 nm보다 높은 두께를 갖는 임의의 층을 포함하지 않는다. 산화 인듐, 산화 주석 또는 산화 아연을 포함하는 다수의 층이 반사방지 코팅 안에 존재할 때, 그들의 총 두께는 바람직하게는 20 nm 보다 낮고, 보다 바람직하게는 15 nm 보다 낮다.

반사방지 코팅 및 임의의 서브-층의 다양한 층들은 바람직하게는 다음 방법의 임의의 하나에 따라 진공하에서 화학 증착법에 의해 퇴적된다: i) 임의의 이온-빔 보조된, 증발에 의해; ii) 이온-빔 스퍼터링에 의해; iii) 캐소드 스퍼터링에 의해; iv) 플라즈마-보조된 화학증착법에 의해. 이들 다양한 방법은 하기 참고 문헌["Thin Film Processes" 및 "Thin Film Processes II", Vossen & Kern, Ed., Academic Press, 각각 1978 및 1981]에 기술되어 있다. 특별히 추천되는 방법은 진공하에서의 증발이다.

바람직하게는, 반사방지 코팅 층들의 각각과 임의의 서브-층의 퇴적은 진공하에서 증발에 의해 수행된다.

바람직하게는, 본 발명의 반사방지 코팅은 1.5 보다 낮은 굴절률을 갖는 1개 또는 2개 층으로 구성된 제2 층 또는 중첩 층으로 코팅된 1.6 보다 높은 굴절률을 갖는 1개, 2개, 또는 3개 층으로 구성된 제1 층 또는 중첩 층을 포함한다. 임의로 이 제2 층 또는 중첩 층은 1.5 보다 낮은 굴절률을 갖는 1개 또는 2개 층으로 구성된 제4 층 또는 중첩층으로 코팅된, 1.6 보다 큰 굴절률을 갖는 1 개 또는 2개 층으로 구성된 제3 층 또는 중첩 층으로 코팅된다.

특히 바람직한 실시형태에 따라, 임의로 하나 이상의 기능성 코팅으로 코팅되고, 바람직하게는 100 내지 200 nm-두께의, 바람직하게는 실리카의 서브-층으로 코팅된 표면으로부터 출발하여, 8 nm 내지 25 nm, 바람직하게는 8 내지 20 nm의 두께를 갖고, 바람직하게는 지르코니아의 고 굴절률을 갖는 층, 10 내지 35 nm, 바람직하게는 15 내지 25 nm의 두께를 가지며, 바람직하게는 실리카의 저 굴절률을 갖는 층, 75 내지 105 nm, 바람직하게는 75 내지 100 nm, 보다 바람직하게는 85 내지 100 nm, 심지어 보다 바람직하게는 90 내지 100 nm의 두께를 갖고, 바람직하게는 지르코니아의, 고 굴절률을 갖는 층, 임의로는 3 내지 10 nm, 바람직하게는 4 내지 8 nm의 두께를 갖는 전기 전도성 층 및 60 내지 95 nm, 바람직하게는 65 내지 90 nm, 보다 바람직하게는 70 내지 95 nm의 두께를 갖고, 바람직하게는 실리카의, 저 굴절률을 갖는 층을 포함한다.

또 다른 실시형태에서, 항-UV, 반사방지 코팅은 임의로 하나 이상의 기능성 코팅으로 코팅되고 바람직하게는 100 내지 200 nm 두께의, 바람직하게는 실리카의 서브-층으로 코팅된 기판의 표면으로부터 출발하여, 20 내지 65 nm의 두께를 갖고, 바람직하게는 지르코니아의, 고 굴절률을 갖는 층, 10 내지 30 nm의 두께를 갖고, 바람직하게는 실리카의, 저 굴절률을 갖는 층, 5 내지 75 nm의 두께를 갖고, 바람직하게는 지르코니아의, 고 굴절률을 갖는 층, 20 내지 75 nm의 두께를 갖고, 바람직하게는 티타늄의, 고 굴절률을 갖는 층, 임의로는 3 내지 10 nm, 바람직하게는 4 내지 8 nm 두께를 갖는 전기 전도성 층 및 60 내지 85 nm의 두께를 갖고, 바람직하게는 실리카의, 저 굴절률을 갖는 층을 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시형태에서, 본 발명의 광학 제품의 전면은 배면에 제공된 것과 다른 통상적인 반사방지 코팅으로 또한 코팅된다.

이 경우에, 광학 제품의 전면(front face)이 기판의 배면보다 가시 영역에서 보다 효율적인 반사방지 코팅으로 코팅되는 것이 가능하다. 따라서, 바람직한 실시형태에서, 광학 제품의 전면은 반사방지 코팅으로 코팅되어, 이 전면의 가시 영역에서의 평균 반사율 R_m는 0.8% 보다 낮고, 보다 바람직하게는 0.5% 보다 낮다. 바람직하게는 이 전면 상의 평균 광 반사율 R_v는 0.8% 보다 낮고, 보다 바람직하게는 0.5% 보다 낮다. 여전히 바람직하게는, ISO 13666:1998 표준에 따라 규정된 대로의 함수 W(λ)에 의해 가중치가 적용된 280 내지 380 nm에서의 평균 반사율 R_UV는 광학 제품의 배면에서 보다 전면에서 높다(바람직하게는 ＞ 5%).

바람직한 실시형태에서, 광학 제품의 전면(볼록) 경우, ISD 13666:1998 표준에 따라 규정된 함수 W(λ)에 의해 가중치가 적용된 입사각 45°경우의 280 내지 380 nm에서의 평균 반사율 R_UV는 7% 보다 높고, 보다 바람직하게는 8% 보다 높으며, 심지어 보다 바람직하게는 10% 보다 높고, 가장 바람직하게는 12% 보다 높다.

ISO 13666:1998 표준에 따라 정의된 함수 W(λ)에 의해 가중치가 적용된 입사각 45°경우의 광학 제품의 전면(볼록) 경우의 280 내지 380 nm에서의 평균 반사율 R_UV는 바람직하게는 15% 보다 높은, 보다 바람직하게는 20% 보다 높은, 심지어 보다 바람직하게는 30% 보다 높은 값을 가질 수 있다.

전면에서 5% 보다 높고, 상기 언급된 바람직한 범위내의, ISO 13666:1998 표준에 따라 정의된 함수 W((λ)에 의해 가중치를 적용한 입사각 45°경우의 280 내지 380 nm에서의 평균 반사율 R_UV를갖는코팅이 사용된 때, 배면에서 또한 다음 바람직한 특성을 갖는 본 발명의 반사방지 코팅(첨부된 청구범위에 정의된 바와 같이)을 그와 조합하는 것이 바람직하다.

상기 배면 상의 평균 반사율은 30°의 입사각 및 45°의 입사각 경우 280 내지 295 nm 파장 범위의 적어도 20%에 걸쳐 5% 보다 높고, 보다 바람직하게는 6% 보다 높으며, 심지어 보다 바람직하게는 8% 보다 높다.

또 다른 실시형태에서, 평균 반사율은 배면에서 15°의 입사각 경우 280 내지 295 nm-파장 범위의 적어도 70%에 걸쳐, 바람직하게는 적어도 80%에 걸쳐 및 심지어 보다 바람직하게는 100%에 걸쳐 10% 보다 높고, 바람직하게는 15% 보다 높다.

여전히 또 다른 실시형태에서, 평균 반사율은 배면에서, 15°의 입사각 경우 280 내지 290 nm-파장 범위의 적어도 70%에 걸쳐, 바람직하게는 적어도 80%에 걸쳐 및 심지어 보다 바람직하게는 100%에 걸쳐 10% 보다 높고, 바람직하게는 15% 보다 높다.

전면의 반사방지 코팅은 바람직하게는 고 굴절률을 갖는 적어도 하나의 층과 저 굴절률을 갖는 적어도 하나의 층의 적층을 포함한다.

그러나, 광학 제품의 전면에 본 출원에서 기술된 바와 같은 항-UV, 반사방지 코팅을 적용하는 것이 가능하다. 그리고 전면과 배면의 항-UV 반사방지 코팅은 같거나 상이할 수 있다.

본 발명의 한 실시형태에서, 광학 제품의 전면은 본 발명에 따른 항-UV, 반사방지 코팅으로 코팅되지 않는다.

항-UV, 반사방지 코팅은 드러난 기판에 직접적으로 퇴적될 수 있다. 일부 적용에서, 기판의 주 표면을 본 발명의 반사방지 코팅을 퇴적하기 전 하나 이상의 기능성 코팅으로 코팅하는 것이 바람직하다. 광학에서 전통적으로 사용되는 이들 기능성 코팅은 제한없이 내충격 프라이머 층, 내마모 코팅 및/또는 내스크래치 코팅, 편광 코팅, 광색성 코팅 또는 틴트(tinted) 코팅일 수 있다.

바람직하게는, 안과용 렌즈는 임의의 광색성 코팅을 포함하지 않고/않거나 임의의 광색성 기판을 포함하지 않는다.

일반적으로, 반사방지 코팅이 퇴적될 기판의 주 전면(front main surface) 및/또는 주 배면(rear main surface)은 내충격 프라이머 층, 반사방지 및/또는 스크래치방지 코팅, 또는 마모방지 및/또는 스크래치방지 코팅으로 코팅된 내충격 프라이머 층으로 코팅된다.

본 발명의 항-UV, 반사방지 코팅은 바람직하게는 마모방지 및/또는 스크래치방지 코팅에 퇴적된다. 마모방지 및/또는 내스크래치 코팅은 안과용 렌즈 분야에서 마모방지 및/또는 스크래치방지 코팅으로서 전통적으로 사용되는 임의의 층일 수 있다.

마모방지 및/또는 내스크래치 코팅은 바람직하게는 일단 경화된 코팅의 경도 및/또는 굴절률을 증가시키려고 의도된 하나 이상의 광물 충전제를 일반적으로 포함하는 폴리(메트)아크릴레이트에 기초한 경질 코팅이다.

경질 마모방지 및/또는 내스크래치 코팅은 바람직하게는 예를 들어 염산 용액으로 가수 분해 및 임의로 축합 및/또는 경화 촉매를 통해 얻어진 적어도 하나의 알콕시실란 및/또는 그의 가수분해물을 포함하는 조성물로부터 제조된다.

본 발명을 위해 추천되는 적절한 코팅은 특허 FR 2 702 486(EP 0 614 957), US 4 211 823 및 US 5 015 523에 기술된 바와 같은 에폭시실란 가수분해물계 코팅을 포함한다.

바람직한 마모방지 및/또는 내스크래치 코팅 조성물은 본 출원인의 이름의 특허 FR 2 702 486에 개시된 하나이다. 이는 에폭시 트리알콕시실란 및 디알킬 디알콕시실란의 가수분해물, 콜로이드성 실리카 및 촉매 량의 알루미늄-계 경화 촉매, 예를 들어 알루미늄 아세틸아세토네이트를 포함하고, 나머지는 본질적으로 이러한 조성물을 제형화 하는데에 전통적으로 사용되는 용매로 구성된다. 바람직하게는, 사용된 가수분해물은 γ-글리시독시프로필트리메톡시실란(GLYMO) 및 디메틸디에톡시실란(DMDES)의 가수분해물이다.

마모방지 및/또는 내스크래치 코팅 조성물은 딥- 또는 스핀-코팅으로 기판의 주 표면에 증착될 수 있다. 이어서, 이는 적절한 방법(바람직하게는 열 또는 자외선 복사)에 의해 경화된다.

마모방지 및/또는 내스크래치 코팅의 두께는 일반적으로 2 내지 10 ㎛, 바람직하게는 3 내지 5 ㎛에서 변한다.

내마모 코팅 및/또는 내스크래치 코팅을 퇴적하기 전, 최종 제품에서의 이후 층들의 내충격 및/또는 접착을 개선하기 위하여 기판에 프라이머 코팅을 적용하는 것이 가능하다. 이는 광학 렌즈 같은, 투명한 중합체 재료의 제품에 전통적으로 사용되는 내충격 프라이머 층일 수 있다.

바람직한 프라이머 조성물은 일본 특허 JP 63-141001 및 JP 63-87223에 기술된바와 같은 열가소성 폴리우레탄계 조성물, 특허 US 5,015,523에 기술된 바와 같은 폴리(메트)아크릴 프라이머 조성물, 특허 EP 0 404 111에 기술된 바와 같은 열경화성 폴리우레탄계 조성물 및 특허 US 5,316,791 및 EP 0 680 492에 기술된 바와 같은 폴리(메트)아크릴 라텍스 또는 폴리우레탄형 라텍스계 조성물을 포함한다.

바람직한 프라이머 조성물은 폴리우레탄계 조성물 및 라텍스계 조성물, 특히 폴리에스테르 단위를 임의로 함유하는 폴리우레탄형 라텍스이다.

본 발명에서 적절히 사용될 시판되는 프라이머 조성물은 Witcobond? 232, Witcobond? 234, Witcobond? 240, Witcobond? 242, Neorez? R-962, Neorez? R-972, Neorez? R-986 및 Neorez? R-9603과 같은 조성물을 포함한다.

이러한 라텍스의 조합물은 또한 프라이머에서 사용될 수 있으며, 특히 폴리우레탄형 라텍스와 폴리(메트)아크릴 라텍스의 조합물이 사용될 수 있다.

이러한 프라이머 조성물은 제품 표면에 딥- 또는 스핀 코팅으로 퇴적될 수 있고, 그 후, 적어도 70℃ 및 100℃ 이하, 바람직하게는 약 90℃의 온도에서 2분 내지 2 시간 동안, 일반적으로 약 15분 범위 동안 건조시켜, 경화 후 약 0.2 내지 2.5㎛, 바람직하게는 0.5 내지 1.5㎛의 두께를 갖는 프라이머 층을 형성할 수 있다.

본 발명에 따른 광학 제품은 또한 반사방지 코팅 상에 형성되고 소수성 및/또는 소유성 코팅(오염방지성 탑 코트)과 같은 이들의 표면 물성을 변화시킬 수 있는 코팅을 포함할 수 있다. 이들 코팅은 바람직하게는 반사방지 코팅의 외곽 층에 퇴적된다. 대체로, 이들의 두께는 10 nm이하이고, 바람직하게는 1 내지 10 nm, 보다 바람직하게는 1 내지 5 nm이다.

일반적으로 플루오로실란 또는 플루오로실라잔 타입의 코팅이 있다. 이들은 바람직하게는 분자당 적어도 두 개의 가수분해가능한 그룹을 포함하는 플루오로실란 또는 플루오로실라잔 전구체를 퇴적시켜 얻을 수 있다. 플루오로실란 전구체는 바람직하게는 플루오로폴리에테르 모이어티 및 보다 바람직하게는 퍼플루오로폴리에테르 모이어티를 포함한다. 이들 플루오로실란은 잘 알려져 있으며, 다른 것 사이에서, 특허 US 5,081,192, US 5,763,061, US 6,183, 872, US 5,739,639, US 5,922,787, US 6,337,235, US 6,277,485 및 EP 0 933 377에 기술되어 있다.

바람직한 소수성 및/또는 소유성 코팅 조성물은 상표명 KP 801M?하에 Shin-Etsu Chemical에 의해 시판된다. 또 다른 바람직한 소수성 및/또는 소유성 코팅 조성물은 상표명 OPTOOL DSX? 하에 Daikin Industries에 의해 시판된다. 이는 퍼플루오로프로필렌 그룹을 포함하는 플루오르화 수지이다.

소수성 코팅 대신에, 안개 방지 성질을 제공하는 친수성 코팅, 또는 계면활성제와 결합되었을 때 안개 방지 성질을 제공하는 안개 방지 전구체 코팅이 사용될 수 있다. 이러한 안개 방지 전구체 코팅의 예가 특허 출원 WO 2011/080472에 기술되어 있다.

전형적으로, 본 발명에 따른 안과용 렌즈는 내충격 프라이머 층, 내마모 및 내스크래치 층, 본 발명에 따른 항-UV, 반사방지 코팅, 및 소수성 및/소유성 코팅, 또는 안개 방지 성질을 제공하는 친수성 코팅, 또는 안개 방지 전구체 코팅으로 배면에 연속적으로 코팅된 기판을 포함한다. 본 발명에 따른 광학 렌즈는 바람직하게는 안경(안경 렌즈)용 광학 렌즈, 또는 광학 렌즈용 블랭크이다. 렌즈는 편광된 렌즈, 광색성 렌즈 또는 태양 렌즈일 수 있으며, 이들은 틴트(tinted), 교정, 또는 교정되지 않을 수 있다.

광학 제품의 기판의 전면은 연속적으로 내충격 프라이머 층, 내마모 층 및/또는 내스크래치 층, 본 발명에 따른 항-UV, 반사방지 코팅이거나 아닐 수 있는 반사방지 코팅, 및 소수성 및/또는 소유성 코팅으로 연속적으로 코팅될 수 있다.

한 실시형태에서, 본 발명에 따른 광학 제품은 가시에서 흡수하지 않거나 많이 흡수하지 않는다. 이는 본 출원의 문맥에서 가시 범위에서 상대적 투과율(transmission factor)라 불리는 가시 범위에서의 투과율

_v이 90% 보다 높은, 보다 바람직하게는 95% 보다 높은, 심지어 보다 바람직하게는 96% 보다 높은 및 가장 바람직하게는 97% 보다 높다는 것을 의미한다.

인자

_v는 국제적 정규화된 정의(ISO 13666:1998)에 의해 정의된 것으로 이해되어야 하고, ISO 8980-3 표준에 따라 측정된다. 이는 380 내지 780 nm 의 파장 범위에서 정의된다.

바람직하게는, 본 발명에 따라 코팅된 제품의 광 흡수는 1% 이하이다.

국제 비색 CIE L*a*b*에서의 본 발명의 광학 제품의 비색(colorimetric) 계수는 표준 광원 D 65 및 관찰자를 고려하여 380 내지 780 nm에서 계산된다(입사각: 15°). 색조 각에 관련하여 제한 없이 반사방지 코팅을 제조하는 것이 가능하다. 그러나, 색조 각 h는 바람직하게는 120 내지 150에서 변하여, 따라서 녹색 반사를 갖는 코팅을 가져오고, 채도 C*는 바람직하게는 15 보다 낮고, 보다 바람직하게는 10 보다 낮다. 성능이 색조 각이 235 내지 265°범위(청색)에 대해 120 내지 150 범위(녹색)에 있는 가시 영역 및 자외선 영역에서 최적화된 반사방지 코팅을 얻는 것이 훨씬 어렵다.

한 실시형태에서, 채도 C*는 9 보다 높다. 본 발명자들은 이 경우에 광학 렌즈가 큰 비색 신뢰성을 갖는다는 것을 관찰하였다. 즉, 색조 각 h 및 채도 C*는 시간에 걸쳐 특히 안정하다.

다음 실시예는 보다 상세히, 그러나 비제한적인 방법으로 본 발명을 예시한다.

실시예

1. 일반 과정

실시예에서 사용된 광학 물품은 직경 65mm, 굴절률 1.50, 및 굴절력 -2.00 디옵터, 및 두께 1.2mm인 에쉴러(ESSILOR)사의 ORMA? 렌즈 기판을 포함하고, 이는 특허 EP 0 613 957의 실시예 3에 개시되고 GLYMO 및 DMDES로 구성된 가수분해물에 기반한 콜로이드 실리카 및 알루미늄 아세틸아세토네이트의 마모방지 및 내-스크래치 코팅(경질 코트)이 배면에 코팅되고(1.47과 동일한 굴절률 및 3.5 ㎛의 두께), 그 다음에 본 발명에 따른 반사방지 코팅이 코팅된다.

상기 마모방지 및 내-스크래치 코팅은 224 중량부의 GLYMO, 80.5 중량부의 HCl 0.1N, 120 중량부의 DMDES, 718 중량부의 메탄올 내 30중량% 콜로이드 실리카, 15 중량부 알루미늄 아세틸아세테이트 및 44 중량부 에틸셀로솔브를 포함하는 조성물을 퇴적 및 경화시켜 얻어졌다. 또한 조성물 총 중량에 대하여 3M사의 계면활성제 FLUORAD^TM FC-430? 0.1%를 함유하였다.

반사방지 코팅층들은 기판을 진공하 증착(evaporation under vacuum)에 의해 기판을 가열하지 않고 퇴적된다(증착원: 전자총).

증착 프레임은 산화물 증착을 위한 전자총(ESV14 (8kV))이 고정된 레이볼드 1104(Leybold 1104) 장치이고, 임시 상이 아르곤 이온(IPC)을 이용하여 기판의 표면에 준비되도록 이온 총(Commonwealth Mark Ⅱ)이 제공되었다.

층들의 두께는 수정 진동자저울(quartz microbalance)로 제어하였다. 스펙트럼 측정은 URA 부속물(Universal Reflectance Accessory)을 갖는 다양한 경사-스펙트로포토미터 퍼클린-엘머 람다 850에서 산출하였다.

2. 시험 과정

광학 물품을 제조하는 방법은, 배면에 마모방지 및 내-스크래치 코팅이 코팅된 기판을 진공 증착 챔버에 도입하는 단계, 고-진공이 달성될 때까지 펌핑하는 단계, 아르곤 이온 빔(양극 전류: 1A, 양극 전압: 100V, 중성화 전류: 130 mA)으로 기판의 표면을 활성화시키는 단계, 이온 조사(irradiation)를 끄는 단계, 마모방지 및 내-스크래치 코팅 상에 서브-층을 형성하는 단계, 이후 연속적인 증발에 의해 반사방지 코팅의 다양한 층을 형성하는 단계, 및 마지막으로 환기시키는 단계를 포함한다.

3. 결과

실시예 1 내지 26에서 얻어진 안과용 렌즈의 구조적 특징 및 광학 성능은 아래에 상세히 나타낸다. 서브층은 회색이다. 제조된 일부 제품의 280 내지 780 nm 사이에서의 반사 그래프는 도 1 내지 4에 다양한 입사각으로 도시하였다.

반사 평균 인자 값은 배면의 값이다. 인자 R_m 및 R_v는 입사각 15°에서 제공된다.

본 발명의 광학 제품은 가시 영역에서 매우 양호한 반사방지 특성을 가지며(R_UV < 0.86%), 자외선 영역에서 반사방지 성능에 나쁜 영향이 없다(입사각 30°에서 R_UV ≤ 4.26%, 입사각 45°에서 R_UV ≤ 4.71%), 본 발명의 렌즈의 자외선 영역에서의 반사 수치는 30° 또는 45°의 입사각에서 미처리 ORMA? 기판보다 낮은 상태를 유지한다(아래 비교 실시예 참조).

더욱이, 실시예 1 내지 26에서 얻어진 렌즈들은 뛰어난 투명 특성, 마모 및 스크래치에 대한 양호한 내성, 및 열수 침지-처리에 대한 양호한 내성을 갖고, 이어서 표면에 기계적 강도를 갖는다. 기판에 대한 코팅의 접착은 또한 매우 만족스럽다.

본 발명에 따른 또 다른 실시예는 ZrO₂(18.9 nm)/ L5 물질(22.5 nm)/ZrO₂(94.7 nm)/(ITO) 6.5 nm)/ L5 물질(77.5 nm) 적층. (R_m = 0.77% ; R_v = 0.80%, R_uv (45°= 3.5%).

비교 실시예

현재 시장에서 꽤 유명한 반사방지 코팅이 제공된 4개의 렌즈들의 배면에서의 반사방지 성능이 측정되었고, 아래 표에 나타내었다:

상업적으로 제공되는 반사방지 렌즈는, 매우 높은 수치에 도달할 수 있는 자외선 영역에서의 반사에 대해서는 고려하지 않고, 가시 영역에서의 반사를 최소화하기 위하여 설계되었다. 더욱이, 연구된 모든 반사방지 코팅이 임의의 반사방지 코팅이 없는 미처리 렌즈와 비교하여 착용자의 뒤쪽에서 오는 UV 복사를 더욱 강하게 반사하였다.

Claims

주 전면과 주 배면을 갖는 기판을 포함하는 안과용 렌즈로서,
상기 주 배면은 1.6 보다 높은 굴절률을 갖는 적어도 하나의 층과 1.5 보다 낮은 굴절률을 갖는 적어도 하나의 층의 적층을 포함하는 다층 반사방지 코팅으로 코팅되고,
- 가시 영역에서 상기 주 배면 상의 평균 반사율 R_m이 1.15% 이하이고,
- 가시 영역에서 상기 주 배면 상의 평균 광 반사율 R_v가 1% 이하이며,
- ISO 13666:1998 표준에 규정된 함수 W(λ)에 의해 가중치가 적용된, 280 nm 내지 380 nm에서 상기 주 배면 상의 평균 반사율 R_UV는 30°의 입사각 및 45°의 입사각에 대하여 5% 보다 낮고,
- 상기 다층 반사방지 코팅은 3개 이상의 층들을 포함하며,
- 상기 다층 반사방지 코팅은 15 nm 이상의 두께를 갖는 산화 인듐계의 임의의 층을 포함하지 않고,
- 상기 다층 반사방지 코팅의 외곽 층은 실리카-계 층인 것이고,
(a) 280 nm 내지 295 nm 범위 중 적어도 하나의 파장에서 30°의 입사각 및 45°의 입사각에 대하여 상기 주 배면 상의 평균 스펙트럼 반사율은 5% 보다 높거나, 또는
(b) 280 nm 내지 290 nm 파장 범위의 적어도 70%에 걸쳐 상기 주 배면 상의 평균 스펙트럼 반사율은 15°의 입사각에 대하여 10% 보다 높은, 안과용 렌즈.
제1항에 있어서, 280 nm 내지 295 nm 범위 중 적어도 하나의 파장에서 상기 주 배면 상의 평균 스펙트럼 반사율은 30°의 입사각 및 45°의 입사각에 대하여 6% 보다 높은 것인, 안과용 렌즈.
제2항에 있어서, 280 nm 내지 295 nm 범위 중 적어도 하나의 파장에서 상기 주 배면 상의 평균 스펙트럼 반사율은 30°의 입사각 및 45°의 입사각에 대하여 10% 보다 높은 것인, 안과용 렌즈.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다층 반사방지 코팅은 4개 이상의 층을 포함하는, 안과용 렌즈.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다층 반사방지 코팅은, 기판으로부터 멀어지는 방향으로, 8 nm 내지 25 nm의 두께를 갖고 1.6 보다 높은 굴절률을 갖는 층, 10 내지 35 nm의 두께를 갖고 1.5 보다 낮은 굴절률을 갖는 층, 75 내지 105 nm의 두께를 갖고 1.6 보다 높은 굴절률을 갖는 층, 및 70 내지 95 nm의 두께를 갖고 1.5 보다 낮은 굴절률을 갖는 층을 포함하거나, 또는
상기 다층 반사방지 코팅은, 기판으로부터 멀어지는 방향으로, 20 nm 내지 65 nm의 두께를 갖고 1.6 보다 높은 굴절률을 갖는 층, 10 내지 30 nm의 두께를 갖고 1.5 보다 낮은 굴절률을 갖는 층, 5 내지 75 nm의 두께를 갖고 1.6 보다 높은 굴절률을 갖는 층, 20 내지 75 nm의 두께를 갖고 1.6 보다 높은 굴절률을 갖는 층, 및 60 내지 85 nm의 두께를 갖고 1.5 보다 낮은 굴절률을 갖는 층을 포함하는, 안과용 렌즈.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 280 nm 내지 295 nm 파장 범위의 적어도 20%에 걸쳐 상기 주 배면 상의 평균 스펙트럼 반사율은 30°의 입사각 및 45°의 입사각에 대하여 5% 보다 높은 것인, 안과용 렌즈.
제6항에 있어서, 280 nm 내지 295 nm 파장 범위의 적어도 20%에 걸쳐 상기 주 배면 상의 평균 스펙트럼 반사율은 30°의 입사각 및 45°의 입사각에 대하여 6% 보다 높은 것인, 안과용 렌즈.
제7항에 있어서, 280 nm 내지 295 nm 파장 범위의 적어도 20%에 걸쳐 상기 주 배면 상의 평균 스펙트럼 반사율은 30°의 입사각 및 45°의 입사각에 대하여 8% 보다 높은 것인, 안과용 렌즈.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 280 nm 내지 295 nm 파장 범위의 적어도 70%에 걸쳐 15°의 입사각에 대하여 상기 주 배면 상의 평균 스펙트럼 반사율은 10% 보다 높은 것인, 안과용 렌즈.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 280 nm 내지 290 nm 파장 범위의 적어도 70%에 걸쳐 15°의 입사각에 대하여 상기 주 배면 상의 평균 스펙트럼 반사율은 10% 보다 높은 것인, 안과용 렌즈.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 280 nm 내지 290 nm 파장 범위의 적어도 70%에 걸쳐 15°의 입사각에 대하여 상기 주 배면 상의 평균 스펙트럼 반사율은 15% 보다 높은 것인, 안과용 렌즈.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다층 반사방지 코팅은 1.6 보다 높은 굴절률을 갖는 두 개 이상의 층 및 1.5 보다 낮은 굴절률을 갖는 두 개 이상의 층을 포함하는 것인, 안과용 렌즈.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다층 반사방지 코팅은 SiO₂계 층을 포함하는 서브층 위에 퇴적되는 것인, 안과용 렌즈.
제13항에 있어서, 상기 SiO₂계 층은 80 중량% 이상의 실리카를 포함하는, 안과용 렌즈.
제14항에 있어서, 상기 SiO₂계 층은 100 내지 300 nm의 두께를 갖는 것인, 안과용 렌즈.
제13항에 있어서, 상기 서브층은 내마모 코팅 위에 퇴적되는 것인, 안과용 렌즈.
제16항에 있어서, 상기 내마모 코팅은 알콕시실란 및 그것의 가수분해물 중 적어도 하나를 포함하는 조성물에서 제조되는 것인, 안과용 렌즈.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다층 반사방지 코팅은 적어도 하나의 전기 전도성 층을 포함하는, 안과용 렌즈.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 290 nm 내지 330 nm에서 상기 주 배면 상의 평균 반사율 R_m-UV1은 15°의 입사각에 대하여 15% 보다 낮은 것인, 안과용 렌즈.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 300 nm 내지 320 nm에서 상기 주 배면 상의 평균 반사율 R_m-UV2은 15°의 입사각, 30°의 입사각, 45°의 입사각, 15° 및 30°의 입사각, 15° 및 45°의 입사각, 30° 및 45°의 입사각 또는 15°, 30° 및 45°의 입사각에 대하여 4% 보다 낮은 것인, 안과용 렌즈.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 300 nm 내지 380 nm에서 상기 주 배면 상의 평균 반사율 R_m-UV3은 15°의 입사각에 대하여 5% 보다 낮은 것인, 안과용 렌즈.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 가시 영역에서 상기 주 배면 상의 평균 반사율 R_m은 1% 이하인 것인, 안과용 렌즈.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 가시 영역에서 상기 주 배면 상의 평균 광 반사율 R_v은 0.90% 이하인 것인, 안과용 렌즈.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, ISO 13666:1998 표준에서 규정된 함수 W(λ)에 의해 가중치가 적용된, 280 nm 내지 380 nm에서 상기 주 배면 상의 평균 반사율 R_UV는 30°의 입사각 및 45°의 입사각에 대하여 4.5% 이하인 것인, 안과용 렌즈.
제24항에 있어서, ISO 13666:1998 표준에서 규정된 함수 W(λ)에 의해 가중치가 적용된, 280 nm 내지 380 nm에서 상기 주 배면 상의 평균 반사율 R_UV는 30°의 입사각 및 45°의 입사각에 대하여 4% 이하인, 안과용 렌즈.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다층 반사방지 코팅은 임의의 MgF₂ 층을 포함하지 않는 것인, 안과용 렌즈.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다층 반사방지 코팅은 7개 이하의 층을 포함하는, 안과용 렌즈.
제16항에 있어서, 상기 서브층은 2 내지 10 ㎛의 두께를 갖는 내마모 코팅 위에 퇴적되는 것인, 안과용 렌즈.
제25항에 있어서, ISO 13666:1998 표준에서 규정된 함수 W(λ)에 의해 가중치가 적용된, 280 nm 내지 380 nm에서 상기 주 배면 상의 평균 반사율 R_UV는 30°의 입사각 및 45°의 입사각에 대하여 3.5% 이하인, 안과용 렌즈.