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반사방지 코팅기술 기반 자외선 차단 기능의 고굴절률 안경렌즈
Anti-Reflection Coating Technology Based High Refractive Index Lens with Ultra-Violet Rays Blocking Function 원문보기

한국산학기술학회논문지 = Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, v.17 no.12, 2016년, pp.482 - 487  

김기출 (목원대학교 신소재화학공학과)

초록
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파장 400 nm 이하의 자외선은 눈 건강에 매우 해롭다. 특히 UVA (315 nm ~ 400 nm)는 백내장, 설안염, 초자체경화 등을 유발할 수 있고, UVB (280 nm ~ 315 nm)는 결막염, 각막염 및 설안염 등을 일으킬 수 있다. 따라서 폴리머 안경렌즈를 사용함에 있어서 자외선의 차단 기능과 가시광선 영역에서 투과되는 빛을 증가시키고, 안경렌즈 표면에서 형성되는 허상을 방지하는 반사방지 기능은 매우 중요하다. 본 연구에서는 m-자일릴렌 디이소시아네이트 모노머와 2,3-Bis-1-propanethiol 모노머 및 벤조트리아졸 UV 흡수제 (SEESORB 709), 안료 혼합물, 이염화 이부틸 주석 촉매제, 알킬인산 에스터 이형제 등의 혼합물을 인젝션 몰드 방법으로 열중합 공정을 적용하여, 굴절률 1.67의 고굴절률 폴리머 안경렌즈를 제조하였다. 폴리머 안경렌즈 표면에서의 반사를 줄이기 위하여 렌즈 양면에 다층박막 반사방지 코팅을 E-beam 증착 시스템으로 코팅하였다. 자외선 차단 폴리머 안경렌즈의 광학적 특성을 UV-visible spectrometer로 분석하였고, 반사방지층을 구성하는 박막의 굴절률, 표면거칠기 등과 같은 박막소재 특성을 각각 Ellipsometry원자힘 현미경으로 분석하였다. 분석 결과 제조된 안경렌즈는 395 nm 파장 이하의 자외선을 99% 이상 완벽하게 차단하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Ultra-violet rays are very harmful to eye health care. The blocking of ultra-violet rays and a reduction of optical reflection in the visible light range, which is to increase the share of transmitted light, and avoid the formation of ghost images in imaging, are important for the applications of po...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 파장 400 nm 이하의 자외선을 거의 완벽하게 차단하는 1.67 고굴절률 폴리머 안경렌즈를 제조하고, 반사방지 코팅 기술을 적용하여 가시광선 영역에서 평균 반사율이 2% 이하를 나타내어 우수한 시인성을 확보할 수 있는 고품질의 고굴절률 안경렌즈를 개발하고 특성을 평가하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
태양광의 구성은 어떻게 되는가? 태양광은 약 48%의 가시광선과 46%의 적외선 및 6%의 자외선으로 구성되어 있으며, 자외선은 눈에 직접 적인 광화학적 손상을 준다. UVA (315∼400 nm)는 각막과 수정체를 투과하며 망막까지 도달하여 백내장, 설안염, 초자체 경화 등을 유발할 수 있고, UVB (280∼315 nm)는 각막과 방수에 흡수됨으로써 결막염, 각막염및 설안염 등을 일으킬 수 있다[1].
벤조트리아졸 UV 흡수제 및 안료 혼합물을 혼합아여 제조된 폴리머 안경렌즈의 성능은 어떠한가? 2wt% 및 안료 혼합물 0.4wt%를 혼합하여 인젝션 몰드 방법으로 열중합 제조된 폴리머 안경렌즈의 경우, 파장 395 nm 이하의 자외선은 99% 이상 완벽하게 차단하였으며, 가시광선 전 영역에서의 평균 반사율도 1.6% 이하로 분석되어, 매우 우수한 고품질의 UV 차단 기능의 안경렌즈가 제조되었다.
안경렌즈에서 자외선 차단기능이 매우 중요한 이유는 무엇인가? 태양광은 약 48%의 가시광선과 46%의 적외선 및 6%의 자외선으로 구성되어 있으며, 자외선은 눈에 직접 적인 광화학적 손상을 준다. UVA (315∼400 nm)는 각막과 수정체를 투과하며 망막까지 도달하여 백내장, 설안염, 초자체 경화 등을 유발할 수 있고, UVB (280∼315 nm)는 각막과 방수에 흡수됨으로써 결막염, 각막염및 설안염 등을 일으킬 수 있다[1]. 따라서 안경렌즈에서 자외선 차단기능 매우 중요하다.
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참고문헌 (12)

  1. S-H. Lee, Y. J. Lee, and H. G. Cho, "Change of Contrast Sensitivity According to Light Transmittance of Color Lenses", Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, vol. 10, pp. 3427-3433, 2009. DOI: http://dx.doi.org/10.5762/KAIS.2009.10.11.3427 

  2. U. Schulz, "Review of Modern Techniques to Generate Antireflective Properties on Thermoplastic Polymers", Applied Optics, vol. 45, pp. 1608-1618, March 2006. DOI: http://dx.doi.org/10.1364/AO.45.001608 

  3. J-B. Kim, "UV Rays Blocking Eyeglass Lens more than Sunglass" Maeil Business News Korea, 2015.06.15, p. A 18. http://epaper.mk.co.kr/Viewer.aspx?execviewsearch &GCCAB00699&CNo198864851. 

  4. K-C. Kim, "Effective Graded Refractive-index Antireflection Coating for High Refractive-index Polymer Ophthalmic Lenses", Materials Letters, vol. 160, pp. 158-161, 2015. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.matlet.2015.07.108 

  5. E. Hecht, "Optics", p. 375, Addison-Wesley Publishing Company, 1987. 

  6. H. G. Shanbhogue, C. L. Nagendra, M. N. Annapurna, S. A. Kumar, and G. K. M. Thutupalli, "Multilayer Antireflection Coatings for the Visible and Near-infrared Regions", Applied Optics, vol. 36, pp. 6339-6351, 1997. DOI: http://dx.doi.org/10.1364/AO.36.006339 

  7. M. Chen, H-C. Chang, A. S. P. Chang, S-Y. Lin, J-Q. Xi, and E. F. Schubert, "Design of Optical Path for Wide-angle Gradient-index Antireflection Coatings", Applied Optics, vol. 46, pp. 6533-6538, September 2007. DOI: http://dx.doi.org/10.1364/AO.46.006533 

  8. J. Moghal, J. Kobler, J. Sauer, J. Best, M. Gardener, A. A. R. Watt, and G. Wakefield, "High-Performance, Single-Layer Antireflective Optical Coatings Comprising Mesoporous Silica Nanoparticles', ACS Applied Materials & Interfaces, vol. 4, pp. 854-859, 2012. DOI: http://dx.doi.org/10.1021/am201494m 

  9. K. Choi, S-H. Park, Y. M. Song, Y. T. Lee, C. K. Hwangbo, H. Yang, and H. S. Lee, "Nano-tailoring the Surface Structure for the Monolithic High-Performance Antireflection Polymer Film", Advanced Materials, vol. 22, pp. 3713-3818, 2010. DOI: http://dx.doi.org/10.1002/adma.201001678 

  10. Y. Li, J. Zhang, and B. Yang, "Antireflective surfaces based on biomimetic nanopillared arrays', Nano Today, vol. 5, pp. 117-127, 2010. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.nantod.2010.03.001 

  11. S. Chhajed, M. F. Schubert, J. K. Kim, and E. F. Schubert, "Nanostructured Multilayer Graded-index Antireflection Coating for Si Solar Cells with Broadband and Omnidirectional Characteristics", Applied Physics Letters, vol. 93, p. 251108, 2008. DOI: http://dx.doi.org/10.1063/1.3050463 

  12. M-L. Kuo, D. J. Poxson, Y. S. Kim, F. W. Mont, J. K. Kim, E. F. Schubert, and S-Y. Lin, "Realization of a near-perfect antireflection coating for silicon solar energy utilization", Optics Express, vol. 33, no. 21, pp. 2527-2529, 2008. DOI: http://dx.doi.org/10.1364/ol.33.002527 

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