CN109790967A - 在其上形成有光屏蔽膜的波导及其制造方法 - Google Patents

在其上形成有光屏蔽膜的波导及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种波导及其制造方法，所述波导具有形成在所述平面波导的边缘侧的切割面上的光屏蔽膜，该光屏蔽膜的厚度为2μm至10μm，并且基于厚度为1.0μm的光屏蔽膜，光密度(OD)为0.7至1.0。

Description

在其上形成有光屏蔽膜的波导及其制造方法
技术领域
本申请要求于2016年12月14日提交的韩国专利申请No.10-2016-0170797的优先权的权益，该申请的全部公开内容通过引用并入本说明书中。
本发明涉及一种具有光屏蔽膜的波导，更具体地，涉及一种包括用于抑制漏光和外部光的流入的光屏蔽层的波导。
背景技术
由增强现实(AR)眼镜为代表的可穿戴增强现实设备需要近眼显示器(NED)以便将数字图像传输至用户的眼睛。NED的组件之一是平面波导。进入这种波导的光线在平行于波导平面的方向上传输并且反射至光栅或半透明反射镜以到达用户的眼睛。此时，一些光线传播至波导的末端并且发散至波导的边缘，在NED的操作过程中引起如图1中所示的漏光现象。
应当改善这种漏光现象，因为当操作产品时它降低了用户便利性和美观性。此外，从波导的边缘进入的外部光会引起非预期的光学干涉，这会导致图像质量的劣化。
因此，在波导的切割边缘上的光屏蔽涂层能够抑制外部光的流入，从而抑制从NED输出的图像质量的劣化。在过去，波导用塑料外壳覆盖，或者在其边缘粘附有胶带以屏蔽光。
然而，在上述方法中，光屏蔽层的厚度厚达数十纳米至数毫米，并且难以将光屏蔽涂层的宽度控制为薄且精确至数百纳米至数微米。
[现有技术文献]
[专利文献]
(专利文献1)KR 10-2012-0076973 A
发明内容
技术问题
在使用油墨形成光屏蔽膜的情况下，难以通过诸如接触型印刷，例如，丝网印刷的常规方式涂布波导的窄切割面。此外，当波导的切割面被加工成弯曲表面或倾斜表面时，难以通过常规方法精确地涂布光屏蔽层。然而，作为非接触型印刷方法的喷墨印刷方法即使在弯曲的或倾斜的表面的窄切割区域中也能够精确印刷。
因此，本发明的一个目的是提供一种波导，该波导通过用黑色油墨涂布波导的切割面以形成光屏蔽膜，来防止在波导的边缘处发生的漏光和外部光流入波导中。
技术方案
为了解决上述问题，本发明提供一种在平面波导的边缘侧的切割面上具有光屏蔽膜的波导，所述光屏蔽膜的厚度为2μm至10μm，基于厚度为1.0μm的光屏蔽膜，光密度(OD)为0.7至1.0。
另外，本发明提供一种所述波导的制造方法，包括以下步骤：a)使用可固化的油墨组合物在平面波导的边缘侧的切割面上形成厚度为2μm至10μm的光屏蔽膜的涂层；以及b)使所述光屏蔽膜的图案固化以形成基于厚度为1.0μm的光屏蔽膜，光密度(OD)为0.7至1.0的光屏蔽膜。
本发明还提供一种包括所述波导的波导模块。
有益效果
根据本发明，即使光屏蔽膜以薄的厚度形成，由于光屏蔽膜的优异的光密度和优异的粘合力，也可以防止在波导的边缘处发生的漏光现象和外部光流入波导中。
附图说明
图1是示出波导的用途和漏光现象的示意图；
图2是示出沿着本发明的波导的光传播路径的示意图；
图3是示出形成本发明的波导的光屏蔽膜的过程的示意图；
图4A至图4C是示出根据本发明的波导的切割面的形状形成波导的方法的示意图；
图5是示出根据本发明的一个实施方案制造的波导的横截面的示意图；
图6是示出根据本发明的一个实施方案制造的波导的前视图的示意图。
具体实施方式
下文中，将更详细地描述本发明。
本发明提供一种波导，在该波导上在平面波导的边缘侧的切割面上形成光屏蔽膜。
对于平面波导，入射光被波导的内壁反射。此时，如果在切割面上没有形成适当的光屏蔽膜，则引起发光(漏光现象)的问题或者会从外部进入不必要的光。
本发明的波导通过在平面波导的边缘侧的切割面上形成具有优异的光密度(OD)的小的厚度的光屏蔽膜，能够阻挡内部光的发散和外部光的流入，如图2中所示。
上面形成有光屏蔽膜的波导的切割面可以被加工成平坦表面、弯曲表面或倾斜表面。在本发明中，通过下面描述的制造方法可以形成各种形状的光屏蔽膜。
另外，所述光屏蔽膜可以在波导的切割面的侧面和侧棱上形成。通过不仅在侧面上而且在侧棱上形成光屏蔽膜，可以阻挡内部光的发散并且阻挡外部光的流入。
所述光屏蔽膜包含选自炭黑、石墨、金属氧化物和有机黑色颜料中的至少一种黑色油墨颜料。
炭黑的实例包括：Cisto 5HIISAF-HS、Cisto KH、Cisto 3HHAF-HS、Cisto NH、Cisto 3M、Cisto 300HAF-LS、Cisto 116HMMAF-HS、Cisto 116MAF、Cisto FMFEF-HS、CistoSOFEF、Cisto VGPF、Cisto SVHSRF-HS和Cisto SSRF (Donghae Carbon Co.,Ltd.)；diagram black II、diagram black N339、diagram black SH、diagram black H、diagramLH、diagram HA、diagram SF、diagram N550M、diagram M、diagram E、diagram G、diagramR、diagram N760M、diagram LR、#2700、#2600、#2400、#2350、#2300、#2200、#1000、#980、#900、MCF88、#52、#50、#47、#45、#45L、#25、#CF9、#95、#3030、#3050、MA7、MA77、MA8、MA11、MA100、MA40、OIL7B、OIL9B、OIL11B、OIL30B和OIL31B(Mitsubishi Chemical公司)；PRINTEX-U、PRINTEX-V、PRINTEX-140U、PRINTEX-140V、PRINTEX-95、PRINTEX-85、PRINTEX-75、PRINTEX-55、PRINTEX-45、PRINTEX-300、PRINTEX-35、PRINTEX-25、PRINTEX-200、PRINTEX-40、PRINTEX-30、PRINTEX-3、PRINTEX-A、SPECIAL BLACK-550、SPECIAL BLACK-350、SPECIAL BLACK-250、SPECIAL BLACK-100和LAMP BLACK-101(Degussa Co.,Ltd.)；RAVEN-1100ULTRA、RAVEN-1080ULTRA、RAVEN-1060ULTRA、RAVEN-1040、RAVEN-1035、RAVEN-1020、RAVEN-1000、RAVEN-890H、RAVEN-890、RAVEN-880ULTRA、RAVEN-860ULTRA、RAVEN-850、RAVEN-820、RAVEN-790ULTRA、RAVEN-780ULTRA、RAVEN-760ULTRA、RAVEN-520、RAVEN-500、RAVEN-460、RAVEN-450、RAVEN-430ULTRA、RAVEN-420、RAVEN-410、RAVEN-2500ULTRA、RAVEN-2000、RAVEN-1500、RAVEN-1255、RAVEN-1250、RAVEN-1200、RAVEN-1190ULTRA、RAVEN-1170(Columbia Carbon Co.)、它们的混合物等。
作为所述有机黑色颜料，可以使用苯胺黑、内酰胺黑或苝黑系列，但是有机黑色颜料不限于此。
基于光屏蔽膜的总重量，黑色油墨颜料的含量可以为10重量％至25重量％。黑色油墨颜料的含量应当满足上述范围以确保油墨的分散稳定性和储存稳定性并且制备具有高的每厚度的光密度的光屏蔽膜，而没有不利地影响膜的UV固化。
如图3中所示，本发明的波导可以通过在波导的边缘侧的切割面上形成光屏蔽膜来抑制漏光并且阻挡外部光的流入。
为此，如上所述，光屏蔽膜的厚度可以为2μm至10μm，并且更优选为3μm至7μm。在粘附光屏蔽胶带或用壳体覆盖的现有技术中，难以形成这种具有薄的厚度的光屏蔽膜。然而，在本发明中，通过使用后面描述的波导的制造方法，即使光屏蔽膜以上述范围内的薄的厚度形成，也可以抑制漏光并且可以阻挡外部光的流入。
另外，本发明的波导的总光密度(OD)可以为2.5以上，以便抑制漏光并且阻挡外部光的流入。当光密度满足上述范围时，光屏蔽膜的屏蔽性能充足。优选地，基于厚度为1.0μm的光屏蔽膜，光屏蔽膜的光密度(OD)为0.7至1.0。
特别地，基于厚度为1.0μm的光屏蔽膜，厚度为2μm至5μm的光屏蔽膜的光密度(OD)可以为0.80至1.0。基于厚度为1.0μm的光屏蔽膜，厚度为5μm至10μm的光屏蔽膜的光密度(OD)可以为0.70至0.90。当光屏蔽膜的光密度(OD)满足上述范围时，本发明的光屏蔽膜的屏蔽性能最优化。
另外，光屏蔽膜与波导的粘合力可以为4B至5B。具体地，根据ASTMD3359标准，粘合力可以为4B至5B，提供优异的粘合性能和涂布性能。
本发明提供一种如上所述的波导的制造方法，包括以下步骤：a)使用可固化的油墨组合物在平面波导的边缘侧的切割面上形成光屏蔽膜的涂层；以及b)使光屏蔽膜的图案固化以形成光屏蔽膜。
所述可固化的油墨组合物的特征在于，包含着色剂、环氧化合物、氧杂环丁烷化合物、光聚合引发剂和沸点为190℃至280℃的溶剂。
本发明的可固化的油墨组合物还可以包含选自表面活性剂、粘合促进剂、稀释剂和光敏剂中的至少一种。
通常，可固化的油墨组合物含有可自由基聚合的化合物或可阳离子聚合的化合物。
对于所述可自由基聚合的化合物，它不适合用于固化薄膜，因为它由于氧气而在固化方面有困难，并且由于大量的固化收缩而与玻璃基板的粘合性低，因此不适合形成光屏蔽膜。另一方面，所述可阳离子聚合的化合物有利于固化薄膜，因为固化收缩率低并且受氧气的影响小。
本发明中使用的可固化的油墨组合物含有环氧化合物作为可阳离子固化的组分。具体地，所述环氧化合物是选自双酚型环氧化合物、酚醛清漆型环氧化合物、缩水甘油酯型环氧化合物、缩水甘油胺型环氧化合物、直链脂肪族环氧化合物、联苯型环氧化合物和脂环族环氧化合物中的至少一种或两种的混合物。
所述脂环族环氧化合物可以指含有至少一个环氧化脂肪族环基团的化合物。
在上述含有环氧化脂肪族环基团的脂环族环氧化合物中，所述环氧化脂肪族环基团指与脂环键合的环氧基。其实例包括诸如3,4-环氧环戊基、3,4-环氧环己基、3,4-环氧环戊基甲基、3,4-环氧环己基甲基、2-(3,4-环氧环戊基)乙基、2-(3,4-环氧环己基)乙基、3-(3,4-环氧环戊基)丙基或3-(3,4-环氧环己基)丙基的官能团。构成脂环的氢原子可以任选地被诸如烷基的取代基取代。所述脂环族环氧化合物包括下面具体例示的化合物，但是不限于此。
可以使用，例如，二环戊二烯二氧化物、环氧环己烷、4-乙烯基-1,2-环氧-4-乙烯基环己烯、乙烯基环己烯二氧化物、柠檬烯一氧化物、柠檬烯二氧化物、(3,4-环氧环己基)甲基-3,4-环氧环己烷甲酸酯、3-乙烯基环氧环己烷、双(2,3-环氧环戊基)醚、双(3,4-环氧环己基甲基)己二酸酯、双(3,4-环氧-6-甲基环己基甲基)己二酸酯、(3,4-环氧环己基)甲醇、(3,4-环氧-6-甲基环己基)甲基-3,4-环氧-6-甲基环己烷甲酸酯、乙二醇双(3,4-环氧环己基)醚、3,4-环氧环己烯甲酸乙二醇二酯、(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷和Celloxide 8000(由Daicel Corporation制造)。
基于可固化的油墨组合物的总重量，环氧化合物的含量优选为5重量％至40重量％，更优选为10重量％至30重量％。如果它超过40重量％，则组合物的粘度增加。如果它小于5重量％，则固化敏感性劣化。
所述可固化的油墨组合物含有氧杂环丁烷化合物作为另一可阳离子聚合的单体。
氧杂环丁烷化合物是分子结构中具有季环醚基的化合物，可以用于降低可阳离子固化的油墨组合物的粘度(例如，在25℃下小于50cPs)。
特别地，可以例示为3-乙基-3-羟甲基氧杂环丁烷、1,4-双[(3-乙基-3-氧杂环丁烷基)甲氧基甲基]苯、3-乙基-3-(苯氧基甲基)氧杂环丁烷、二[(3-乙基-3-氧杂环丁烷基)甲基]醚、3-乙基-3-(2-乙基己氧基甲基)氧杂环丁烷、3-乙基-3-环己氧基甲基氧杂环丁烷或苯酚酚醛清漆氧杂环丁烷。氧杂环丁烷化合物的实例包括“Alon oxetane OXT-101”、“Alon oxetane OXT-121”、“Alon oxetane OXT-211”、“Alon oxetane OXT-221”、“Alonoxetane OXT-212”等。它们可以单独使用或者两种以上组合使用。
基于可固化的油墨组合物的总重量，氧杂环丁烷化合物的含量优选为20重量％至70重量％，更优选为40重量％至60重量％。如果它大于70重量％，则固化敏感性低，如果它小于20重量％，则粘度增加并且涂布性能劣化。
本发明的氧杂环丁烷化合物可以组合具有一个氧杂环丁烷环的氧杂环丁烷化合物和具有两个氧杂环丁烷环的氧杂环丁烷化合物使用。当具有一个氧杂环丁烷环的氧杂环丁烷化合物和具有两个氧杂环丁烷环的氧杂环丁烷化合物一起使用时，优点在于可以控制膜的粘度和柔韧性。当如上所述两种类型的氧杂环丁烷化合物一起使用时，优选地，具有一个氧杂环丁烷环的氧杂环丁烷化合物:具有两个氧杂环丁烷环的氧杂环丁烷化合物的含量比在1:16至1:3的范围内。
本发明的油墨组合物包含通过紫外线照射产生阳离子物种或布朗斯台德酸的化合物作为阳离子光聚合引发剂，例如，碘鎓盐或锍盐，但是不限于此。
碘鎓盐或锍盐引起固化反应，其中，在UV固化工艺的过程中，油墨中含有的具有不饱和双键的单体反应形成聚合物。根据聚合效率，还可以使用光敏剂。
作为一个实例，光聚合引发剂可以是具有由SbF6 -、AsF6 -、BF6 -、(C6F5)4B-、PF6 -或RfnF6-n表示的阴离子的光聚合引发剂，但是不限于此。
基于可固化的油墨组合物的总重量，光聚合引发剂的含量优选为0.5重量％至10重量％。当光聚合引发剂的含量小于0.5重量％时，固化反应不充分。当光聚合引发剂的含量大于10重量％时，光聚合引发剂不完全溶解或者粘度增加，因此，涂布性能会劣化。
所述油墨组合物可以含有沸点为190℃至280℃的溶剂，以便通过降低油墨的粘度来增加流动性以提高涂布性能并且防止每单位厚度的光屏蔽密度降低，更优选为210℃至260℃。通过使用如上所述的沸点为190℃至280℃的溶剂，不会发生喷墨印刷过程中喷嘴的干燥和固化速率的降低，因此，涂膜的固化不会有问题。
在本发明中，可以使用选自沸点为190℃至280℃的醇、乙二醇和乙二醇醚中的一种或多种作为溶剂。
沸点为190℃至280℃的乙二醇醚可以是烷基乙二醇部分中具有1至6个碳原子的亚烷基乙二醇烷基醚，更优选为乙二醇烷基醚、二甘醇烷基醚、三甘醇烷基醚、四甘醇烷基醚、丙二醇烷基醚、二丙二醇烷基醚和乙二醇二亚烷基醚，最优选地，烷基醚部分中具有一个具有1至4个碳原子的烷基的单烷基醚，或烷基醚部分中具有两个具有1至4个碳原子的烷基的二烷基醚。
基于可固化的油墨组合物的总重量，溶剂的含量优选为1重量％至40重量％。如果溶剂的含量大于40重量％，则固化敏感性会劣化。
所述可固化的油墨组合物含有着色剂。
所述着色剂可以以含有一种或多种颜料、染料或它们的混合物的颜料分散体的形式使用，并且没有特别地限制，只要它可以表现出所需要的颜色即可。
在本发明的一个实施方案中，可以使用炭黑、石墨、金属氧化物、有机黑色颜料等作为所述颜料。
炭黑的实例包括：Cisto 5HIISAF-HS、Cisto KH、Cisto 3HHAF-HS、Cisto NH、Cisto 3M、Cisto 300HAF-LS、Cisto 116HMMAF-HS、Cisto 116MAF、Cisto FMFEF-HS、CistoSOFEF、Cisto VGPF、Cisto SVHSRF-HS和Cisto SSRF(Donghae Carbon Co.,Ltd.)；diagramblack II、diagram black N339、diagram black SH、diagram black H、diagram LH、diagram HA、diagram SF、diagram N550M、diagram M、diagram E、diagram G、diagram R、diagram N760M、diagram LR、#2700、#2600、#2400、#2350、#2300、#2200、#1000、#980、#900、MCF88、#52、#50、#47、#45、#45L、#25、#CF9、#95、#3030、#3050、MA7、MA77、MA8、MA11、MA100、MA40、OIL7B、OIL9B、OIL11B、OIL30B和OIL31B(Mitsubishi Chemical公司)；PRINTEX-U、PRINTEX-V、PRINTEX-140U、PRINTEX-140V、PRINTEX-95、PRINTEX-85、PRINTEX-75、PRINTEX-55、PRINTEX-45、PRINTEX-300、PRINTEX-35、PRINTEX-25、PRINTEX-200、PRINTEX-40、PRINTEX-30、PRINTEX-3、PRINTEX-A、SPECIAL BLACK-550、SPECIAL BLACK-350、SPECIALBLACK-250、SPECIAL BLACK-100和LAMP BLACK-101(Degussa Co.,Ltd.)；RAVEN-1100ULTRA、RAVEN-1080ULTRA、RAVEN-1060ULTRA、RAVEN-1040、RAVEN-1035、RAVEN-1020、RAVEN-1000、RAVEN-890H、RAVEN-890、RAVEN-880ULTRA、RAVEN-860ULTRA、RAVEN-850、RAVEN-820、RAVEN-790ULTRA、RAVEN-780ULTRA、RAVEN-760ULTRA、RAVEN-520、RAVEN-500、RAVEN-460、RAVEN-450、RAVEN-430ULTRA、RAVEN-420、RAVEN-410、RAVEN-2500ULTRA、RAVEN-2000、RAVEN-1500、RAVEN-1255、RAVEN-1250、RAVEN-1200、RAVEN-1190ULTRA、RAVEN-1170(Columbia Carbon Co.)、它们的混合物等。
作为所述有机黑色颜料，可以使用苯胺黑、内酰胺黑或苝黑系列，但是有机黑色颜料不限于此。
在本发明中，所述可固化的油墨组合物通过用紫外线照射(例如，250nm或450nm)，更优选地用具有长波长(例如，360nm至410nm)的紫外线照射来固化，以实现特定水平的OD。为此，基于可固化的油墨组合物的总重量，着色剂的含量可以优选为5重量％至20重量％，更优选为3重量％至10重量％。如果着色剂的含量小于5重量％，则不能得到适用于光屏蔽膜的OD水平。如果它超过20重量％，则过量的着色剂不能分散在油墨中，由此会形成沉淀物，或者在涂布之后紫外线照射不能透进膜中，由此，膜不能充分固化。
所述可固化的油墨组合物含有降低油墨组合物的表面张力以表现出小锥角的表面活性剂。
作为所述表面活性剂，可以使用市售产品，例如，它可以选自来自DIC(DaiNipponInk&Chemicals)的Megafack F-444、F-475、F-478、F-479、F-484、F-550、F-552、F-553、F-555、F-570和RS-75，或来自Asahi Glass Co.,Ltd.,的Surflon S-111、S-112、S-113、S-121、S-131、S-132、S-141和S-145，或来自Sumitomo 3M Co.,Ltd.,的Fluorad FC-93、FC-95、FC-98、FC-129、FC-135、FC-170C、FC-430和FC-4430，或来自DuPont的Zonyl FS-300、FSN、FSN-100和FSO，或来自BYK的BYK-306、BYK-310、BYK-320、BYK-330、BYK-331、BYK-333、BYK-342、BYK-350、BYK-354、BYK-355、BYK-356、BYK-358N、BYK-359、BYK-361N、BYK-381、BYK-370、BYK-371、BYK-378、BYK-388、BYK-392、BYK-394、BYK-399、BYK-3440、BYK-3441、BYKETOL-AQ、BYK-DYNWET 800、BYK-SILCLEAN 3700和BYK-UV 3570，或来自TEGO的Rad2100、Rad 2011、Glide 100、Glide 410、Glide 450、Flow 370和Flow 425等。
基于可固化的油墨组合物的总重量，表面活性剂的含量优选为0.1重量％至5.0重量％，更优选为0.5重量％至3.0重量％。当表面活性剂的含量小于0.1重量％时，降低组合物的表面张力的效果不足，导致当将组合物涂布在基板上时涂布失败。当所述含量超过5.0重量％时，表面活性剂会过量使用，引起组合物的相容性和消泡性大大降低的问题。
所述可固化的油墨组合物还可以包含光敏剂来补偿对于长波长的活化能射线的固化性能。
所述光敏剂可以是选自以下物质中的至少一种：蒽类化合物，如蒽、9,10-二丁氧基蒽、9,10-二甲氧基蒽、9,10-二乙氧基蒽和2-乙基-9,10-二甲氧基蒽；二苯甲酮类化合物，例如二苯甲酮、4,4-双(二甲基氨基)二苯甲酮、4,4-双(二乙基氨基)二苯甲酮、2,4,6-三甲基氨基二苯甲酮、甲基邻苯甲酰基苯甲酸酯、3,3-二甲基-4-甲氧基二苯甲酮和3,3,4,4-四(叔丁基过氧羰基)二苯甲酮；苯乙酮；酮类化合物，如二甲氧基苯乙酮、二乙氧基苯乙酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙-1-酮和丙酮；苝；芴酮类化合物，如9-芴酮、2-氯-9-芴酮和2-甲基-9-芴酮；噻吨酮类化合物，如噻吨酮、2,4-二乙基噻吨酮、2-氯噻吨酮、1-氯-4-丙氧基噻吨酮、异丙基噻吨酮(ITX)、二异丙基噻吨酮；氧杂蒽酮类化合物，如氧杂蒽酮和2-甲基氧杂蒽酮；蒽醌类化合物，如蒽醌、2-甲基蒽醌、2-乙基蒽醌、叔丁基蒽醌和2,6-二氯-9,10-蒽醌；吖啶类化合物，如9-苯基吖啶、1,7-双(9-吖啶基)庚烷、1,5-双(9-吖啶基)戊烷和1,3-双(9-吖啶基)丙烷；二羰基化合物，如苄基、1,7,7-三甲基-双环[2,2,1]庚烷-2,3-二酮和9,10-菲醌；氧化膦类化合物，如2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦和双(2,6-二甲氧基苯甲酰基)-2,4,4-三甲基戊基氧化膦；苯甲酸酯类化合物，如甲基-4-(二甲基氨基)苯甲酸酯、乙基-4-(二甲基氨基)苯甲酸酯和2-正丁氧基乙基-4-(二甲基氨基)苯甲酸酯；氨基增效剂，如2,5-双(4-二乙基氨基苯亚甲基)环戊酮、2,6-双(4-二乙基氨基苯亚甲基)环己酮和2,6-双(4-二乙氨基苯亚甲基)-4-甲基-环戊酮；香豆素类化合物，如3,3-羰基乙烯基-7-(二乙基氨基)香豆素、3-(2-苯并噻唑基)-7-(二乙基氨基)香豆素、3-苯甲酰基-7-(二乙基氨基)香豆素、3-苯甲酰基-7-甲氧基-香豆素和10,10-羰基双[1,1,7,7-四甲基-2,3,6,7-四氢-1H,5H,11H-C1]苯并吡喃[6,7,8-ij]-喹嗪-11-酮；查尔酮化合物，如4-二乙基氨基查耳酮和4-叠氮基苯亚甲基苯乙酮；2-苯甲酰基亚甲基；和3-甲基-b-萘并噻唑啉。
基于100重量份的光聚合引发剂，光敏剂的含量优选为1重量份至200重量份，更优选为10重量份至100重量份。如果所述量小于1重量份，则不能得到在所需波长下的固化敏感性的协同效应。如果所述量大于200重量份，则光敏剂不能溶解并且图案的粘合强度和交联密度会降低。
所述可固化的油墨组合物还可以包含粘合促进剂作为添加剂。
粘附至波导的切割面的光屏蔽膜根据诸如温度和湿度的使用条件而重复地收缩和膨胀，使得光屏蔽膜会受到应力并且会从波导脱落。为了防止这种情况，可以使用选自烷氧基硅烷化合物、环氧硅烷化合物、氨基苯基硅烷化合物、氨基硅烷化合物、巯基硅烷化合物和乙烯基硅烷化合物中的至少一种硅烷化合物作为粘合促进剂。
其中，更优选环氧硅烷化合物作为本发明的粘合促进剂。
基于油墨组合物的总重量，粘合促进剂的含量优选为0.1重量％至15重量％，更优选为2重量％至10重量％。如果所述量小于0.1重量％，则不能防止光屏蔽膜从波导的切割面上剥落。如果所述量大于15重量％，则油墨溶液的粘度增加并且分散性低。
本发明中使用的可固化的油墨组合物在涂布之后在短时间内铺展，表现出优异的涂布性能，并且通过固化表现出优异的粘合性能。因此，当将所述可固化的油墨组合物用于喷墨印刷机时，优选在喷墨头的正后方设置UV灯，使得可以在喷墨印刷的同时进行固化。所述可固化的油墨组合物的固化剂量为1mJ/cm2至10,000mJ/cm2，优选为80mJ/cm2至2,000mJ/cm2。所述可固化的油墨组合物通过吸收波长范围为250nm至450nm，优选为360nm至410nm的紫外线照射来固化。
例如，在25℃下的粘度为1mPa·s至20mPa·s的可固化的油墨组合物适合喷墨工艺。具有上述粘度范围的可固化的油墨组合物在工艺温度下具有良好的喷射性。工艺温度指为了降低可固化的油墨组合物的粘度而加热的温度。工艺温度可以为10℃至100℃，优选为20℃至70℃。
另外，当所述可固化的油墨组合物，例如，在35℃的对流烘箱中蒸发时，2小时之后的剩余质量可以为85％以上，因此，固化速率和膜特性不劣化而蒸发速率低。
在步骤a)中，可以使用喷墨印刷或分配工艺(dispensing process)来在平面波导的边缘的切割面上形成光屏蔽膜的涂层。喷墨印刷方法可以以常规方式进行。分配工艺可以使用气动或压电分配阀作为微分配装置。优选使用喷墨印刷方法。
喷墨印刷方法使得在被加工成弯曲表面(图4B)或倾斜表面(图4C)以及平坦表面(图4A)的波导的边缘侧的切割面上有效地形成光屏蔽膜的涂层，如图4A至图4C中所示。
步骤b)中的固化可以是UV固化。对于UV固化，可以使用波长为250nm至450nm，更优选为360nm至410nm的光源作为光源。
另外，通过上述制造方法制造的光屏蔽膜的厚度可以为2μm至10μm，优选为3μm至7μm。
基于厚度为1.0μm的光屏蔽膜，通过上述制造方法制造的光屏蔽膜的光密度(OD)可以为0.7至1.0。基于厚度为1.0μm的光屏蔽膜，厚度为2μm至5μm的光屏蔽膜的光密度(OD)可以为0.8至1.0。基于厚度为1.0μm的光屏蔽膜，厚度为5μm至10μm的光屏蔽膜的光密度(OD)可以为0.7至0.9。
通过上述制造方法制造的光屏蔽膜与波导的粘合力可以为4B至5B。
上面形成有光屏蔽膜的波导的边缘侧的切割面可以被加工成平坦表面、弯曲表面或倾斜表面。光屏蔽膜可以在波导的切割面的侧面和侧棱上形成。
本发明还提供一种包括所述波导的波导模块。
对所述波导模块没有特别地限制，只要使用本发明的波导即可，但是它可以用于增强现实(AR)眼镜等。
将参照下面的实施例，包括比较例，来更详细地说明本发明。然而，提供这些实施例仅用于说明的目的，并且不意在限制本发明的范围。
实施例
[制备实施例]
将55重量％的炭黑颜料分散体(BK-5282，由Tokushiki Co.,Ltd.,制造，颜料含量：25重量％)、5重量％的作为环氧化合物的3,4-环氧环己基甲酸酯(TTA-21P，由JIANGSUTETRA NEW MATERIAL TECHNOLOGY CO.,LTD.制造)、15重量％的作为氧杂环丁烷化合物的3-乙基-3-[(2-乙基己氧基)甲基]氧杂环丁烷由Guarson ChemicalCo.,Ltd.制造)、1重量％的作为光引发剂的UVI-6992(由Dow Chemical公司制造)、1重量％的作为粘合促进剂的KBM-303(2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷，由Shin EtsuSilicone制造)和23重量％的作为溶剂的DEGDBE(二甘醇二丁基醚，沸点：251℃)混合，来制备用于形成光屏蔽膜的组合物。
[实施例1]
通过喷墨涂布将在上述制备实施例中制备的组合物涂布在干净波导的边缘的切割面上，使得固化后的厚度为4μm。为了防止异物附着，通过在1分钟内在下面的条件下照射紫外线来固化涂层，以形成光屏蔽膜的涂层。作为UV照射器，使用高压汞灯并且以1000mJ/cm2的UV剂量照射。
[实施例2]
通过喷墨涂布将在上述制备实施例中制备的组合物涂布在干净波导的边缘的切割面上，使得固化后的厚度为9μm。为了防止异物附着，通过在1分钟内在下面的条件下照射紫外线来固化涂层，以形成光屏蔽膜的涂层。作为UV照射器，使用高压汞灯并且以1000mJ/cm2的UV剂量照射。
[比较例1]
通过辊涂布将作为市售UV可固化光屏蔽油墨组合物的Agfa Jeti KM black油墨涂布在干净波导的边缘的切割面上，使得固化后的厚度为80μm。为了防止异物附着，通过在1分钟内在下面的条件下照射紫外线来固化涂层，以形成光屏蔽膜的涂层。作为UV照射器，使用高压汞灯并且以1000mJ/cm2的UV剂量照射。
实验例
<实验例1>:光屏蔽膜的OD的评价
用X-rite的光密度仪测量通过使用与实施例1和实施例2以及比较例1中相同的方法在波导平面上制造的具有相同厚度的光屏蔽膜的OD，结果示于下面的表1中。
<实验例2>:交叉线粘合力(Cross Hatch Adhesion force)
根据作为横切试验标准的ASTM D3359，在通过使用与实施例1和实施例2以及比较例1中相同的方法在波导平面上制造的具有相同厚度的光屏蔽膜上进行横切试验。具体地，分别在横向和纵向上以1mm的间隔在试样上绘制11条线，得到100个宽度为1mm且长度为1mm的正方形格子。然后，将Nichiban Co.,Ltd.的CT-24胶带粘附到切割面上。当剥离胶带时，根据以下标准评价与胶带分离的表面的状态。结果示于下面的表1中。
<交叉线粘合力的评价标准>
5B：没有区域分离。
4B：相对于总区域的小于5％分离。
3B：相对于总区域的5％至15％分离。
2B：相对于总区域的15％至35％分离。
1B：相对于总区域的35％至65％分离。
0B：大部分区域分离。
[表1]
厚度 光密度/厚度 粘合力
实施例1 4μm 0.90/1.0μm 5B
实施例2 9μm 0.85/1.0μm 5B
比较例1 80μm 0.037/1.0μm 1B
根据表1中示出的结果，使用根据本发明的油墨组合物的实施例1和实施例2的基于厚度为1.0μm的光屏蔽膜的光密度分别高达0.90和0.70。因此，即使光屏蔽层的厚度为10μm以下，也可以制造整体上光密度为3以上的光屏蔽层。另一方面，在使用常规油墨组合物的比较例1中，基于厚度为1.0μm的光屏蔽膜的光密度低至0.037。因此，为了得到3.0的光密度，应当制造厚度为80μm的光屏蔽层。换言之，可以发现，通过使用实施例1和实施例2的方法，可以形成具有高的光密度和约为比较例1的厚度的1/10的厚度的光屏蔽层。
此外，在实施例1和实施例2中制备的光屏蔽层的情况下，在没有任何热处理的情况下得到5B的粘合力。另一方面，比较例1中制备的光屏蔽层表现出1B的粘合力。可以证明，在实施例1和实施例2中制备的光屏蔽层在粘合力方面优于常规材料。

Claims (20)

1.一种波导，包括形成在平面波导的边缘侧的切割面上的光屏蔽膜：
其中，所述光屏蔽膜的厚度为2μm至10μm，
基于厚度为1.0μm的光屏蔽膜，所述光屏蔽膜的光密度(OD)为0.7至1.0。
2.根据权利要求1所述的波导，其中，所述光屏蔽膜包含选自炭黑、石墨、金属氧化物和有机黑色颜料中的至少一种黑色油墨颜料。
3.根据权利要求1所述的波导，其中，基于所述光屏蔽膜的总重量，黑色油墨颜料的含量为10重量％至25重量％。
4.根据权利要求1所述的波导，其中，所述光屏蔽膜的厚度为3μm至7μm。
5.根据权利要求1所述的波导，其中，基于厚度为1.0μm的所述光屏蔽膜，厚度为2μm至5μm的所述光屏蔽膜的光密度(OD)为0.80至1.0。
6.根据权利要求1所述的波导，其中，基于厚度为1.0μm的所述光屏蔽膜，厚度为5μm至10μm的所述光屏蔽膜的光密度(OD)为0.70至0.90。
7.根据权利要求1所述的波导，其中，所述波导的所述光屏蔽膜的粘合力为4B至5B。
8.根据权利要求1所述的波导，其中，上面形成有所述光屏蔽膜的所述波导的所述切割面是平坦表面、弯曲表面或倾斜表面。
9.根据权利要求1所述的波导，其中，所述光屏蔽膜在所述波导的所述切割面的侧面和侧棱上形成。
10.一种波导的制造方法，包括：
a)在所述平面波导的边缘侧的切割面上涂布可固化的油墨组合物至厚度为2μm至10μm来形成光屏蔽膜的涂层；以及
b)使所述涂层固化来形成基于厚度为1.0μm的所述光屏蔽膜，光密度(OD)为0.7至1.0的光屏蔽膜，其中，所述光屏蔽膜的厚度为2μm至10μm。
11.根据权利要求10所述的波导的制造方法，其中，所述可固化的油墨组合物包含着色剂、环氧化合物、氧杂环丁烷化合物、光聚合引发剂和沸点为190℃至280℃的溶剂。
12.根据权利要求10所述的波导的制造方法，其中，步骤a)中的在所述平面波导的所述边缘侧的所述切割面上形成所述光屏蔽膜的所述涂层通过使用喷墨印刷或分配工艺进行。
13.根据权利要求10所述的波导的制造方法，其中，步骤b)中的所述固化是UV固化。
14.根据权利要求10所述的波导的制造方法，其中，所述光屏蔽膜的厚度为3μm至7μm。
15.根据权利要求10所述的波导的制造方法，其中，基于厚度为1.0μm的所述光屏蔽膜，厚度为2μm至5μm的所述光屏蔽膜的光密度(OD)为0.8至1.0。
16.根据权利要求10所述的波导的制造方法，其中，基于厚度为1.0μm的所述光屏蔽膜，厚度为5μm至10μm的所述光屏蔽膜的光密度(OD)为0.7至0.9。
17.根据权利要求10所述的波导的制造方法，其中，所述波导的所述光屏蔽膜的粘合力为4B至5B。
18.根据权利要求10所述的波导的制造方法，其中，上面形成有所述光屏蔽膜的所述波导的所述切割面被加工成平坦表面、弯曲表面或倾斜表面。
19.根据权利要求10所述的波导的制造方法，其中，所述光屏蔽膜在所述波导的所述切割面的侧面和侧棱上形成。
20.一种波导模块，该波导模块包括根据权利要求1所述的波导。
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