CN113785230A - 衍射导光板及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及衍射导光板和用于制造衍射导光板的方法，所述衍射导光板不仅具有优异的厚度均匀性和平坦度，而且具有低雾度和优异的可见性以及优异的机械特性例如铅笔硬度和强度等。

Description

衍射导光板及其制造方法
技术领域
相关申请的交叉引用
本申请要求于2019年8月14日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2019-0099705号和于2020年8月11日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2020-0100670号的权益，其公开内容通过引用整体并入本文。
本发明涉及衍射导光板和用于制造衍射导光板的方法。
背景技术
近来，正在开发使用虚拟现实设备和增强现实设备等向使用者提供三维图像的设备。
虚拟现实设备和增强现实设备可以在透镜例如普通眼镜上形成衍射光导图案以向使用者显示期望的图像。
通常，使用具有高折射率的玻璃作为用于虚拟现实设备或增强现实设备的透镜，但是尽管玻璃可以具有高的折射率、透光性、平坦度和强度，但其可能对使用者的眼球造成严重损害，并且其密度高且重量重，因此不便于长时间佩戴。
因此，需要对这样的透镜进行研究：其具有高透光性和高折射率并且是轻的且在损坏时相对安全，使得其可以用于虚拟现实设备或增强现实设备。
尽管用于替代玻璃的高折射率塑料非常轻并且可以实现各种颜色，但诸如表面平坦度和厚度均匀性的特性明显不如现有玻璃。
此外，在用于形成衍射光栅的压印过程期间，其由于低强度而可能变形，或者在为了实现高折射率而大量使用无机颗粒的情况下，最终产品中可能产生雾度，并且基底与高折射率塑料之间的界面粘合性差，因此，难以确保高铅笔硬度。因此，需要对其改善进行研究。
发明内容
技术问题
本发明的一个目的是提供衍射导光板，所述衍射导光板不仅具有优异的厚度均匀性和平坦度，而且具有低雾度和优异的机械特性例如铅笔硬度和强度等，比玻璃或钢化玻璃更轻，并且可以实现高折射率。
本发明的另一个目的是提供用于制造衍射导光板的方法，所述方法通过简单的过程制备衍射导光板。
技术方案
提供了衍射导光板，其包括具有形成在一侧上的衍射光栅图案的光学层，其中衍射光栅图案在光学层的一侧上形成为不具有界面的一体结构，衍射光栅图案与光学层的一侧之间的折射率差为0.01或更小，以及具有形成在一侧上的衍射光栅图案的光学层为包含环硫化物化合物、硫醇化合物和具有两个或更多个羟基的芳族环状化合物的聚合物的连续相。
还提供了用于制造衍射导光板的方法，其包括以下步骤：准备模具设备，所述模具设备包括平坦下基底、平坦上基底、位于平坦下基底与平坦上基底之间的缓冲间隔件、以及包括在平坦下基底或平坦上基底中的雕刻有衍射光栅图案的模板，其中通过缓冲间隔件划分模制空间；在模制空间中充分填充可固化组合物；以及用平坦上基底的负载压缩可固化组合物并使可固化组合物固化，其中可固化组合物包含环硫化物化合物、硫醇化合物和具有两个或更多个羟基的芳族环状化合物，以及进行用平坦上基底的负载压缩可固化组合物并使可固化组合物固化的步骤以满足以下式1：
[式1]
{(平坦上基底的负载+可固化组合物的收缩力)×0.95}≤缓冲间隔件的压缩应力≤{(平坦上基底的负载+可固化组合物的收缩力)×1.05}。
在下文中，将详细说明根据本发明的具体实施方案的衍射导光板和用于制造衍射导光板的方法。
在整个说明书中，当描述一个部件“包括”构成要素时，除非特别相反地描述，否则这并不意指排除另外的构成要素，而是意指还可以包括另外的构成要素。
此外，当描述一个构件位于另一构件“上”时，其不仅包括一个构件与另一构件接触的情况，而且包括在两个构件之间存在另外的构件的情况。
此外，术语“……的步骤”并不意指“用于……的步骤”。
如本文所使用的，“环硫化物化合物”意指包含一个或更多个环硫化物的化合物，以及环硫化物意指其中环氧化物的氧(O)原子被硫(S)原子替代的化合物。
如本文所使用的，“硫醇化合物”意指包含一个或更多个硫醇基(-SH)的化合物。
如本文所使用的，“固化”意指热固化和光固化二者，以及“可固化组合物”意指可热固化组合物和/或可光固化组合物。
如本文所使用的，高折射率意指在350nm至800nm的波长区域下或在532nm的波长下约1.6或更大。
根据本发明的一个实施方案，提供了衍射导光板，其包括具有形成在一侧上的衍射光栅图案的光学层，其中衍射光栅图案在光学层的一侧上形成为不具有界面的一体结构，衍射光栅图案与光学层的一侧之间的折射率差为0.01或更小，以及具有形成在一侧上的衍射光栅图案的光学层为包含环硫化物化合物、硫醇化合物和具有两个或更多个羟基的芳族环状化合物的聚合物的连续相。
在根据一个实施方案的衍射导光板中包括的具有形成在一侧上的衍射光栅图案的光学层中，在衍射光栅图案在光学层的一侧上形成为不具有界面的一体结构，并且这样的光学层为包含环硫化物化合物、硫醇化合物和具有两个或更多个羟基的芳族环状化合物的聚合物的连续相的情况下，衍射导光板的机械特性例如铅笔硬度和强度等是优异的。此外，由于衍射光栅图案与光学层的一侧之间的折射率差小，因此不会引起由界面引起的透射率降低或雾度产生，并且进入衍射导光板的光的全反射效率增加，因此，当将其用于虚拟现实设备等时，其可以显示出具有较高亮度的高分辨率图像。
以前，具有图案部分的导光板通过这样的过程来制备：将压印树脂组合物施加在基底上并干燥以形成树脂层，然后在树脂层上压印雕刻有衍射光栅图案的模板，但是通过这样的方法制备的衍射导光板在基底与图案部分之间具有界面，并且界面粘合性差，因此难以确保机械特性例如铅笔硬度等。然而，根据一个实施方案的衍射导光板可以表现出优异的机械特性例如高的铅笔硬度和强度等，因为衍射光栅图案在光学层的一侧上形成为不具有界面的一体结构。
此外，由于衍射导光板中包括的具有形成在一侧上的衍射光栅图案的光学层为包含环硫化物化合物、硫醇化合物和具有两个或更多个羟基的芳族环状化合物的聚合物的连续相，因此其具有类似于玻璃的高折射率，并且可以用作可穿戴设备的衍射导光透镜。因此，可以防止现有的由玻璃破裂产生的问题以及由于玻璃的重量重而难以长期佩戴的问题等。此外，即使衍射导光板不另外包含无机颗粒，其也可以实现高折射率，因此，其由于不产生因无机颗粒引起的雾度而具有低雾度和高可见性。此外，衍射导光板可以通过如稍后所述的衍射导光板的制造方法来制备，因此其可以具有优异的厚度均匀性和平坦度。
由于具有形成在一侧上的衍射光栅图案的光学层为包含环硫化物化合物、硫醇化合物和具有两个或更多个羟基的芳族环状化合物的聚合物的连续相，衍射光栅图案与光学层的一侧之间的折射率差可以为0.01或更小、0.05或更小、0.001或更小、或者0.001至0.0001。如果衍射光栅图案与光学层的一侧之间的折射率差大于0.01，则由于衍射光栅图案与光学层的一侧之间的界面，透射率可能降低或者可能产生雾度。因此，由于衍射光栅图案与光学层的一侧之间的折射率差满足以上范围，因此不存在由界面引起的透射率降低或雾度产生的问题，并且被引导的光的全反射效率可能增加，因此，当用于虚拟现实设备等时，可以显示出具有较高亮度的图像。
图1是示出根据一个实施方案的衍射导光板中包括的光学层的截面的示意图。具体地，在光学层300的一侧上，形成有衍射光栅图案200，并且衍射光栅图案可以包括一个或更多个图案单元400。
具体地，衍射光栅图案200可以包括沿着另一侧的方向在一侧上间隔开的两个或更多个图案单元400。图案单元没有具体限制，只要其可以衍射被引导的光即可，但其可以是具有四棱柱、六棱柱、三棱锥、圆锥、椭圆锥或半球形状的光栅图案；或者条形或条纹图案。同时，图案单元的截面的形状没有具体限制，但例如，其可以具有四边形、三角形、菱形、梯形、抛物线等形状。图案单元的截面的方向可以与衍射导光板垂直。
此外，衍射光栅图案200中包括的图案单元400的间距可以为0.1μm至1μm、0.2μm至0.9μm、0.3μm至0.8μm、或0.4μm至0.7μm，以及高度可以为0.1μm至1μm、0.2μm至0.9μm、0.3μm至0.8μm、或0.4μm至0.7μm。
间距意指重复的图案单元400的间隔，具体地，其可以意指一个图案单元的一点和与其相邻的另一图案单元的一点之间的长度。此外，一个图案单元的一点和另一图案单元的一点可以意指彼此相对应的位置，并且长度方向为与光学层300平行的方向。此外，高度方向为与光学层垂直的方向。
在衍射光栅图案200包括两个或更多个图案单元400的情况下，两个或更多个图案单元可以是相同的，具体地，截面的形状、间距、高度等可以彼此相同。因此，在衍射导光板的整个区域上衍射的光的量可以是相同的。此外，衍射光栅图案200中包括的两个或更多个图案单元400可以是不同的，具体地，截面的形状可以是相同的但间距和高度可以是不同的，或者间距可以是相同的但截面的形状和高度可以是不同的。
光学层300的厚度可以为0.1mm至10mm、0.2mm至9mm、0.3mm至8mm、0.4mm至7mm、或0.5mm至5mm。如果光学层300的厚度太薄，则进入包括光学层的衍射导光板的光的全反射数量可能不必要地增加，并且从衍射导光板发出的光的亮度可能降低，因此，在将这样的衍射导光板用于虚拟现实设备等的情况下，分辨率可能降低。同时，如果光学层的厚度太厚，则外部光相对于包括光学层的衍射导光板的透射率可能降低，并且外部图像的亮度可能降低，因此可见性可能降低。
具有形成在一侧上的衍射光栅图案200的光学层300可以为包含环硫化物化合物、硫醇化合物和具有两个或更多个羟基的芳族环状化合物的聚合物的连续相。
衍射导光板可以通过如稍后所述的衍射导光板的制造方法通过一步法来制造，因此，衍射光栅图案在光学层的一侧上形成为不具有界面的一体结构，并且光学层和形成在光学层的一侧上的衍射光栅图案可以包含相同可固化组合物的固化产物。即，具有形成在一侧上的衍射光栅图案的光学层对应于包含环硫化物化合物、硫醇化合物和具有两个或更多个羟基的芳族环状化合物的聚合物的连续相。此外，聚合物的连续相可以在不包含无机颗粒的情况下实现高折射率，从而防止在使用大量无机颗粒时产生的雾度。
硫醇化合物与具有两个或更多个羟基的芳族环状化合物的重量比可以为5:5至9:1、7:3至8.5:1.5、或7:3至8:2。如果硫醇化合物与具有两个或更多个羟基的芳族环状化合物的重量比小于5:5，则可能难以实现衍射导光板的高折射率，而如果重量比大于9:1，则可能难以控制包含其的可固化组合物的固化速度，因此在衍射导光板中产生条痕。
环硫化物化合物可以包括由以下化学式1表示的化合物。
[化学式1]
Figure BDA0003335327560000061
在化学式1中，
R1和R2各自独立地为氢或C1至C10烷基，
R3和R4各自独立地为单键或C1至C10亚烷基，
a为0至4的整数，以及
b为0至6的整数，
由化学式1表示的环硫化物化合物具有其中环硫化物连接至两端的脂族链骨架，并且在脂族链中，其可以包含其中亚烷基通过硫(S)原子连接的硫醚重复单元。
由于上述化学结构，环硫化物化合物可以在分子中包含高含量的具有高原子折射的硫(S)原子，并且通过这样的高硫原子含量，其可以增加衍射导光板的折射率。此外，环硫化物化合物可以通过开环聚合来固化，并且通过环硫化物基团的开环聚合形成的亚烷基硫化物基团可以进一步提高衍射导光板的高折射率。
同时，在化学式1中，R1和R2中的每一者可以独立地为氢或甲基，但不限于此。
此外，R3和R4中的每一者可以独立地为单键、亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚异丙基、亚丁基或亚异丁基，但不限于此。
此外，a和b中的每一者可以独立地为0或1。
化学式1中的a与硫醚重复单元中包含的亚烷基的碳数有关，并且如果a太大，则分子中的碳链的长度可能变长，并且衍射导光板的玻璃化转变温度可能降低，因此衍射导光板的耐热性可能劣化，并且硫的相对含量可能减少，因此衍射导光板的折射率可能降低。
化学式1中的b为其中亚烷基通过硫(S)原子连接的硫醚重复单元的重复数，并且如果b太大，则分子的链长度可能变长，衍射导光板的玻璃化转变温度在固化期间可能降低，因此衍射导光板的耐热性可能劣化。
此外，由化学式1表示的化合物可以单独使用，或者两种或更多种组合使用。
环硫化物化合物可以包括选自以下中的至少一者：双(β-环硫丙基)硫化物、双(β-环硫丙基)二硫化物、双(β-环硫丙基硫代)甲烷、1,2-双(β-环硫丙基硫代)乙烷、1,3-双(β-环硫丙基硫代)丙烷、1,4-双(β-环硫丙基硫代)丁烷等，但不限于此。
基于100重量％的整个衍射导光板，环硫化物化合物的含量可以为50重量％至99重量％、60重量％至95重量％、或70重量％至90重量％。如果环硫化物化合物的含量太大，则衍射导光板的玻璃化转变温度可能降低，并且黄度指数(YI)可能增加。同时，如果环硫化物化合物的含量太小，则衍射导光板的玻璃化转变温度可能降低，黄度指数(YI)可能增加，并且机械特性例如硬度和强度等可能劣化。
硫醇化合物可以包括选自由以下化学式2和3表示的化合物中的至少一者。
[化学式2]
Figure BDA0003335327560000071
在化学式2中，
R5和R6各自独立地为单键或C1至C10亚烷基，
c为0至4的整数，
d为0至6的整数，
[化学式3]
Figure BDA0003335327560000081
在化学式3中，
A环为包含氮(N)和硫(S)原子中的一者或更多者的5元或6元芳族杂环，以及
e为1至3的整数。
具体地，由化学式2表示的硫醇化合物具有其中硫醇基(-SH)连接至两端的脂族链骨架，并且在脂族链中，其可以包含其中亚烷基通过硫(S)原子连接的硫醚重复单元。
同时，由化学式3表示的硫醇化合物可以具有其中一个或更多个硫醇基连接至包含杂原子例如氮(N)和/或硫(S)的5元或6元芳族环的结构。
由化学式2或3表示的硫醇化合物可以与环硫化物基团反应以通过与环硫化物化合物的固化反应(即环硫化物基团的开环聚合)形成二硫键，并且其在分子中包含高含量的具有高原子折射的硫(S)原子，因此可以进一步提高衍射导光板的折射率，并且改善衍射导光板的物理强度。
同时，在化学式2中，R5和R6中的每一者可以独立地为单键、亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚异丙基、亚丁基或亚异丁基，但不限于此。
此外，c和d中的每一者可以独立地为0或1。
化学式2中的c与硫醚重复单元中包含的亚烷基的碳数有关，并且如果c太大，则分子中碳链的长度可能变长，并且衍射导光板的玻璃化转变温度可能降低，因此衍射导光板的耐热性可能劣化，并且硫的相对含量可能降低，因此衍射导光板的折射率可能降低。
化学式2中的d为其中亚烷基通过硫(S)原子连接的硫醚重复单元的重复数，并且如果d太大，则分子的链长度可能变长，衍射导光板的玻璃化转变温度可能降低，因此衍射导光板的耐热性可能劣化。
此外，在化学式3中，A环可以为吡啶、嘧啶、三嗪、咪唑、噻吩、噻唑或噻二唑，但不限于此。
此外，e可以为2或3。
此外，由化学式2或3表示的化合物可以单独使用，或者两种或更多种组合使用。
硫醇化合物可以包括例如选自以下化合物中的至少一者。
Figure BDA0003335327560000091
基于100重量％的整个衍射导光板，硫醇化合物的含量可以为1重量％至30重量％、5重量％至25重量％、或7重量％至10重量％。如果硫醇化合物的含量太大，则衍射导光板的玻璃化转变温度可能降低，黄度指数(YI)可能增加，并且物理特性例如硬度和强度等可能劣化。同时，如果硫醇化合物的含量太小，则衍射导光板的玻璃化转变温度可能降低，并且黄度指数(YI)可能增加。
具有两个或更多个羟基的芳族环状化合物可以包括选自由以下化学式4和5表示的化合物中的至少一者：
[化学式4]
Figure BDA0003335327560000101
在化学式4中，
R7和R8各自独立地为氘、卤素、氰基、腈、硝基、氨基、C1至C40烷基、C1至C40烷氧基、C3至C40环烷基、C1至C40烯基、C6至C60芳基、或者包含O、N、Si和S中的一者或更多者的C1至C40杂芳基，
f和g各自独立地为1至7的整数，
h和i各自独立地为0至6的整数，
f+h为7或更小的整数，以及
g+i为7或更小的整数，
[化学式5]
Figure BDA0003335327560000102
在化学式5中，
Ar1和Ar2各自独立地为经一个或更多个羟基取代的C6至C60芳基，
R9和R10各自独立地为氘、卤素、氰基、腈、硝基、氨基、C1至C40烷基、C1至C40烷氧基、C3至C40环烷基、C1至C40烯基、C6至C60芳基、或者包含O、N、Si和S中的一者或更多者的C1至C40杂芳基，以及
m和n各自独立地为0至4的整数。
具体地，由化学式4表示的具有两个或更多个羟基的芳族环状化合物具有其中连接有两个萘的骨架，并且一个或更多个羟基可以连接至各个萘。
同时，由化学式5表示的具有两个或更多个羟基的芳族环状化合物可以具有其中经一个或更多个羟基取代的两个芳基取代在芴的第9位的形式。
由化学式4或5表示的具有两个或更多个羟基的芳族环状化合物可以通过芳族官能团的共轭来实现衍射导光板的高折射率，并且由于这样的芳族官能团，即使衍射导光板中包含芳族环状化合物并且硫原子含量减少，也可以使折射率降低最小化，并且可以提高衍射导光板的玻璃化转变温度(Tg)，从而改善机械特性。
同时，在化学式4中，R7和R8中的每一者可以独立地为氘、卤素、氰基、腈、硝基、氨基、甲基或乙基，但不限于此。
此外，f和g中的每一者可以独立地为1或2。
此外，h和i中的每一者可以独立地为0或1。
此外，在化学式5中，Ar1和Ar2中的每一者可以独立地为经一个或两个羟基取代的苯基或萘基，但不限于此。
此外，R9和R10中的每一者可以独立地为氘、卤素、氰基、腈、硝基、氨基、甲基或乙基，但不限于此。
此外，m和n中的每一者可以独立地为0或1。
此外，由化学式4或5表示的化合物可以单独使用，或者两种或更多种组合使用。
具有两个或更多个羟基的芳族环状化合物可以包括例如选自以下化合物中的至少一者。
Figure BDA0003335327560000121
基于100重量％的整个衍射导光板，具有两个或更多个羟基的芳族环状化合物的含量可以为0.1重量％至10重量％、0.5重量％至5重量％、或1重量％至3重量％。如果具有两个或更多个羟基的芳族环状化合物的含量太大，则衍射导光板的折射率可能降低，而如果含量太小，则固化速度可能太快，因此在衍射导光板中可能产生条痕。
此外，聚合物的连续相还可以包含催化剂。催化剂可以包括例如胺、铵盐或磷酸盐等，具体地，可以提及咪唑衍生物，例如咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑、4-苯基咪唑、1-氰乙基-2-苯基咪唑、1-(2-氰乙基)-2-乙基-4-甲基咪唑等；胺化合物，例如双氰胺、苄基二甲基胺、4-(二甲基氨基)-N,N-二甲基苄基胺、4-甲氧基-N,N-二甲基苄基胺、4-甲基-N,N-二甲基苄基胺、N,N-二环己基甲基胺等；肼化合物，例如己二酸二酰肼、癸二酸二酰肼等；磷化合物，例如三苯基膦等。此外，作为市售产品，例如，可以提及来自Shikoku Chemicals Corporation的2MZ-A、2MZ-OK、2PHZ、2P4BHZ、2P4MHZ(其为基于咪唑的化合物的商品名)；来自Sanapro Co.,Ltd.的U-CAT3503N、UCAT3502T(其为二甲基胺的嵌段异氰酸酯化合物的商品名)；以及DBU、DBN、U-CATSA102、U-CAT5002(其为双环脒化合物及其盐)；等等。
基于100重量％的整个衍射导光板，催化剂的含量可以为0.001重量％至10重量％、0.01重量％至5重量％、或0.1重量％至1重量％。
此外，衍射导光板还可以包含用于赋予本发明所属技术领域中的显示基底特定功能的其他添加剂，例如UV吸收剂、上蓝剂、颜料等。
聚合物的连续相可以为光固化产物或热固化产物。
衍射光栅图案200和光学层300的一侧在532nm的波长下的折射率可以分别为1.65或更大、1.70或更大、1.72或更大、或者1.73至2.5。普通玻璃基底在532nm的波长下的折射率为1.65或更大。因此，包括具有形成在一侧上的衍射光栅图案的光学层的衍射导光板虽然由塑料制成，但可以实现与玻璃基底同等的折射率，因此可以替代玻璃基底。此外，由于高折射率，在其用作可穿戴设备的透镜的情况下，可以使光学损失最小化并且促进光学信息的传输。
此外，衍射导光板的玻璃化转变温度可以为40℃或更高、40℃至150℃、50℃至130℃、或者80℃至100℃。在可穿戴设备的情况下，随着连续图像传输和输出的进行，透镜的温度可能升高。同时，由于衍射导光板可以实现40℃或更高的玻璃化转变温度，因此即使用作可穿戴设备的透镜，其也可以使根据温度的特性变化最小化，从而实现高耐久性。
衍射导光板的雾度可以为4.0％或更小、3.0％或更小、2.0％或更小、或者1.5％至0.01％。由于衍射导光板在不包含无机颗粒的情况下表现出1.65或更大的折射率，因此其未引起雾度，并因此具有高可见性。
此外，衍射导光板的铅笔硬度可以为HB或更大、H或更大、或者2H或更大。由于衍射光栅图案200在光学层300的一侧上形成为不具有界面的一体结构，因此机械特性例如铅笔硬度和强度等是优异的。
此外，衍射导光板虽然包括一个或更多个图案单元，但其厚度偏差可以为3.0％或更小、2.5％或更小、1％或更小、或者0.1％至1％。厚度偏差越小，则衍射导光板的厚度均匀性越高，因此，根据一个实施方案的衍射导光板可以具有优异的厚度均匀性。
此外，衍射导光板的厚度偏差可以通过以下一般式1计算。
[一般式1]
厚度偏差(％)＝(最大偏差/平均厚度)×100
最大厚度或最小厚度可以在25℃和50RH％气氛下使用来自Mitsutoyo的Digimatic Thick 547-401设备通过接触测量法来测量。或者，最大厚度或最小厚度可以在25℃和50RH％气氛下使用来自Micro-Epsilon的IFS-2405-1或IFC-2451-MP设备通过非接触测量法来测量。
平均厚度可以为在25℃和50RH％气氛下使用来自Mitsutoyo的Digimatic Thick547-401设备通过接触测量法以随机布置的试样的任意点作为起始点以10mm半径和22.5°的间隔测量的厚度的平均值。或者，平均厚度可以为在25℃和50RH％气氛下使用来自Fiberpro的OWTM(Optical Wafer Thickness Measurement system，光学晶片厚度测量系统)设备通过非接触测量法以随机布置的试样的任意点作为起始点以1mm宽度和1mm长度的间隔测量的厚度的平均值。
衍射导光板的翘曲可以为100μm或更小、50μm或更小、20μm或更小、10μm或更小、或者0.1μm至10μm。通过根据一个实施方案的衍射导光板的制造方法制造的衍射导光板可以满足以上翘曲范围，并且如果衍射导光板的翘曲大于100μm，则可能无法保持进入衍射导光板的光的反射角，并且在用于虚拟现实设备等的情况下，分辨率可能降低。
翘曲是衍射导光板的表示为数值的整体弯曲，并且可以通过以下一般式2计算。
[一般式2]
翘曲＝中心侧与基侧的最大偏差-中心侧与基侧的最小偏差
一般式2中的中心侧为衍射导光板的对应于中间厚度的侧面，基侧为通过对测量区域中的中心侧进行最小二乘法拟合而计算的侧面。因此，翘曲对应于基侧与中心侧的最大偏差与最小偏差之间的差。
同时，中心侧可以在25℃和50RH％气氛下使用来自Fiberpro的OWTM(光学晶片厚度测量系统)设备通过非接触测量法来绘制。
此外，衍射导光板可以具有80％或更大、80％至99％、或85％至90％的非常高的透射率，具体在厚度为1mm时根据JIS K 7361测量。
此外，衍射导光板可以具有1至30、2至22、2.1至10、2.2至5、或2.3至4的低黄度指数(YI)，具体根据ASTM E313-1973测量。
衍射导光板可以用于可穿戴设备的衍射导光透镜。具体地，可穿戴设备为增强现实设备或虚拟现实设备，衍射导光板可以作为可穿戴设备的透镜被包括在内，并且由于衍射导光板中包括衍射光栅图案而可以促进光学信息的输入、移动和传输。
根据本发明的另一个实施方案，提供了用于制造上述衍射导光板的方法。
发明人认识到以下内容并开发了本发明：在将可固化组合物注入普通模具设备中并固化以制备基材的情况下，由于可固化组合物的固化收缩，固化产物可能与模具基底分层，因此，分层点可能保留在所制备的基材的表面上，并且厚度均匀性可能受到显著损坏，而在将压印树脂组合物施加在通过模制过程制备的基材上并干燥以形成树脂层，然后在树脂层上通过压印过程制造衍射导光板的情况下，基材与压印树脂层之间的界面粘合性可能差，因此可能难以确保高铅笔硬度。
根据另一个实施方案的用于制造衍射导光板的方法包括以下步骤：准备模具设备，所述模具设备包括平坦下基底、平坦上基底、位于平坦下基底与平坦上基底之间的缓冲间隔件、以及包括在平坦下基底或平坦上基底中的雕刻有衍射光栅图案的模板，其中通过缓冲间隔件划分模制空间；
在模制空间中充分填充可固化组合物；以及
用平坦上基底的负载压缩可固化组合物并使可固化组合物固化，
其中可固化组合物包含环硫化物化合物、硫醇化合物和具有两个或更多个羟基的芳族环状化合物，以及
进行用平坦上基底的负载压缩可固化组合物并使可固化组合物固化的步骤以满足以下式1：
[式1]
{(平坦上基底的负载+可固化组合物的收缩力)×0.95}≤缓冲间隔件的压缩应力≤{(平坦上基底的负载+可固化组合物的收缩力)×1.05}。
由于根据另一个实施方案的用于制造衍射导光板的方法使用缓冲间隔件，因此在可固化组合物的固化期间，可以使通过可固化组合物的固化收缩而引起的固化产物与模具设备的平坦下基底和平坦上基底的分层最小化，因此可以制备具有非常优异的表面平坦度和厚度均匀性的衍射导光板。
此外，通过使用雕刻有衍射光栅图案的模板，在使可固化组合物固化的同时，雕刻在模板中的衍射光栅图案被压缩在固化产物的上部或下部，因此在最终制备的衍射导光板的一侧上可以形成衍射光栅图案。因此，包括具有形成在一侧上的衍射光栅图案的光学层的衍射导光板可以通过简单的一步法来制备，而无需进行另外的树脂层形成过程和压印过程，并且由于衍射光栅图案在光学层的一侧上形成为不具有界面的一体结构，因此机械特性例如铅笔硬度和强度等是优异的。
同时，缓冲间隔件的压缩应力满足以上式1。由于缓冲间隔件的压缩应力的变化在平坦上基底的负载与可固化组合物的收缩力之和的5％以内，因此在使可固化组合物固化的步骤中，平坦上基底通过可固化组合物的固化收缩而粘附至可固化组合物。因此，所制备的衍射导光板表现出优异的表面平坦度，并因此可以实现优异的厚度均匀性。
此外，由于缓冲间隔件的压缩应力满足以上式1，平坦下基底或平坦上基底中包括的模板也可以粘附至可固化组合物，因此，雕刻在模板中的衍射光栅图案可以在固化产物的一侧上清楚地显示为衍射光栅图案。
同时，如果缓冲间隔件的压缩应力小于{(平坦上基底的负载+可固化组合物的收缩力)×0.95}，则固化可能在达到平衡之前完成，因此可能产生衍射导光板的厚度不均匀性，并且衍射光栅图案可能无法清楚地显示。此外，如果缓冲间隔件的压缩应力大于{(平坦上基底的负载+可固化组合物的收缩力)×1.05}，则在固化期间可能产生收缩不均匀性，因此，衍射导光板的外观可能差。
具体地，根据本发明的一个实例，式1可以满足以下式1-1、式1-2、或式1-3。
[式1-1]
{(平坦上基底的负载+可固化组合物的收缩力)×0.97}≤缓冲间隔件的压缩应力≤{(平坦上基底的负载+可固化组合物的收缩力)×1.03}。
[式1-2]
{(平坦上基底的负载+可固化组合物的收缩力)×0.98}≤缓冲间隔件的压缩应力≤{(平坦上基底的负载+可固化组合物的收缩力)×1.02}。
[式1-3]
{(平坦上基底的负载+可固化组合物的收缩力)×0.99}≤缓冲间隔件的压缩应力≤{(平坦上基底的负载+可固化组合物的收缩力)×1.01}。
具体地，缓冲间隔件的压缩应力的变化可以在平坦上基底的负载与可固化组合物的收缩力之和的3％、2％或1％以内，因此制备的衍射导光板可以表现出更优异的表面平坦度，并且实现更优异的厚度均匀性。
平坦上基底的负载、可固化组合物的收缩力和缓冲间隔件的压缩应力的单位可以为kgf或N。
缓冲间隔件可以防止可固化组合物的固化产物由于固化收缩而与平坦上基底分层。具体地，由于缓冲间隔件具有考虑到可固化组合物的固化收缩程度和平坦上基底的负载的压缩应力，因此缓冲间隔件可以根据可固化组合物的固化收缩而被平坦上基底的负载压缩，并因此，在使可固化组合物固化的步骤中发挥保持可固化组合物和平坦上基底的粘附的作用。此外，在雕刻有衍射光栅图案的模板被包括在平坦上基底中并位于平坦上基底上的情况下，在使可固化组合物固化的步骤中，缓冲间隔件可以发挥保持模板和可固化组合物的粘附的作用。
平坦上基底的负载可以为3.4N至34N、5.9N至27N、或7N至25N。在平坦上基底的负载在以上范围内的情况下，可以使可固化组合物的固化期间由固化收缩引起的变形最小化，可以使可固化组合物的光固化期间透射率的降低最小化，并且可以使可固化组合物的热固化期间反应热的释放不均匀性最小化，从而引起可固化组合物的均匀固化。同时，在雕刻有衍射光栅图案的模板被包括在平坦上基底中并位于平坦上基底上的情况下，平坦上基底的负载对应于包括由于雕刻有衍射光栅图案的模板而引起的负载的负载。
在式1中，可固化组合物的固化收缩力可以如下测量。具体地，在25℃和50RH％气氛下，使用来自TA Corporation的质构分析仪设备，将一定量的可固化组合物施加在下夹具上，然后降低上夹具以与可固化组合物接触，并记录力的初始值。此外，将温度升高至90℃并保持5小时，然后记录力的最终值，并测量最终值与初始值之差作为收缩力。
在式1中，缓冲间隔件的压缩应力可以如下测量。具体地，在25℃和50RH％气氛下，使用来自TA Corporation的质构分析仪设备，在以1mm/分钟的压缩速度压缩5×5mm2试样时，可以测量达到试样变形((初始厚度-变形之后的厚度)/初始厚度)时的力。
可以通过缓冲间隔件划分模制空间。具体地，在雕刻有衍射光栅图案的模板位于平坦下基底上的情况下，模制空间通过缓冲间隔件划分，并且意指模板与平坦上基底之间的空的空间。或者，在雕刻有衍射光栅图案的模板位于平坦上基底上的情况下，模制空间通过缓冲间隔件划分，并且意指模板与平坦下基底之间的空的空间。
根据另一个实施方案的用于制造导光板的方法可以包括在模制空间中充分填充可固化组合物的步骤。
具体地，充分填充可固化组合物的步骤可以意指将可固化组合物注入模制空间中并充分填充使得可固化组合物可以粘附至平坦下基底(或平坦上基底)和雕刻有衍射光栅图案的模板。特别地，可固化组合物可以无间隙地粘附在模板的整个雕刻图案表面上。具体地，充分填充可固化组合物的步骤可以意指将可固化组合物以95体积％或更大、97体积％或更大、99体积％或更大、或者100体积％注入模制空间中。
此外，充分填充可固化组合物的步骤可以通过多种方法进行：例如将可固化组合物注入通过缓冲间隔件划分的模制空间和平坦下基底中，并层合包括模板的平坦上基底的方法；将可固化组合物注入通过缓冲间隔件划分的模制空间和包括模板的平坦下基底中，并层合平坦上基底的方法；或者在模具设备中配备入口并注入可固化组合物的方法；等等。
同时，可固化组合物可以为可光固化组合物或可热固化组合物，并且没有限制，只要其用于制备衍射导光板即可。具体地，可固化组合物没有限制，只要其可以用于通过模具铸造制备衍射导光板即可。例如，可固化组合物可以包含上述环硫化物化合物、硫醇化合物和具有两个或更多个羟基的芳族环状化合物。具体地，可固化组合物可以包含由化学式1表示的环硫化物化合物、由化学式2或3表示的硫醇化合物、和由化学式4或5表示的具有两个或更多个羟基的芳族环化合物。同时，对于化学式1至5，以上对衍射导光板的说明适用。
此外，在可光固化组合物中，硫醇化合物与具有两个或更多个羟基的芳族环状化合物的重量比可以为5:5至9:1、7:3至8.5:1.5、或7:3至8:2。如果硫醇化合物与具有两个或更多个羟基的芳族环状化合物的重量比小于5:5，则可能难以实现高折射率，而如果重量比大于9:1，则可能难以在可固化组合物的固化期间控制固化速度，因此在衍射导光板中可能产生条痕，并且可能难以长时间储存可固化组合物。
此外，在总的100重量％的可光固化组合物中，环硫化物化合物的含量可以为50重量％至99重量％、60重量％至95重量％、或70重量％至90重量％。如果环硫化物化合物的含量太大，则硫醇化合物等的固化产物的含量可能相对减少，因此可能产生未固化的副产物，由此衍射导光板的玻璃化转变温度可能降低，并且黄度指数(YI)可能增加。相反，如果环硫化物化合物的含量太小，则硫醇化合物等的固化剂的含量可能相对增加，因此固化剂可能无法充分溶解在可固化组合物中，或者可能产生未固化的副产物，由此衍射导光板的玻璃化转变温度可能降低，并且黄度指数(YI)可能增加。
此外，在总的100重量％的可光固化组合物中，硫醇化合物的含量可以为1重量％至30重量％、5重量％至25重量％、或7重量％至10重量％。如果硫醇化合物的含量太大，则固体硫醇化合物可能无法充分溶解在可固化组合物中，或者其他组分例如环硫化物化合物等的含量可能相对减少，因此可能产生未固化的副产物，由此衍射导光板的玻璃化转变温度可能降低，并且黄度指数(YI)可能增加。相反，如果硫醇化合物的含量太小，则其他组分例如环硫化物化合物等的含量可能相对增加，因此可能产生未固化的副产物，由此衍射导光板的玻璃化转变温度可能降低，并且黄度指数(YI)可能增加。
此外，可光固化组合物中包含的具有两个或更多个羟基的芳族环状化合物可以控制固化反应速度，因为在环硫化物化合物和硫醇化合物的固化反应期间，发生两个或更多个羟基与环硫化物化合物的开环聚合反应以进行交联，并且开环聚合反应以与硫醇化合物相比较慢的反应速度例如以1/1000的反应速度发生。此外，在具有两个或更多个羟基的芳族环状化合物中，芳族环的开环聚合反应以与脂族羟基相比较慢的反应速度例如以1/2的反应速度发生，由此控制固化反应速度，从而即使在将可固化组合物混合之后也可以防止快速固化，并且在长期储存期间(例如在0℃的温度条件下多于7天)也可以不允许固化反应进行，此外，可以防止由于快速固化而引起的在衍射导光板中的条痕。
此外，在总的100重量％的可光固化组合物中，包含两个或更多个羟基的芳族环状化合物的含量可以为0.1重量％至10重量％、0.5重量％至5重量％、或1重量％至3重量％。如果包含两个或更多个羟基的芳族环状化合物的含量太大，则其可能无法充分溶解在可固化组合物中，或者固化产物的折射率(即衍射导光板的折射率)可能降低，而如果含量太小，则可能无法控制固化反应速度。
此外，可光固化组合物还可以包含催化剂。催化剂没有特别限制，只要其起到加快可固化组合物的固化反应的作用即可，但是例如，可以提及咪唑衍生物，例如咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑、4-苯基咪唑、1-氰乙基-2-苯基咪唑、1-(2-氰乙基)-2-乙基-4-甲基咪唑等；胺化合物，例如双氰胺、苄基二甲基胺、4-(二甲基氨基)-N,N-二甲基苄基胺、4-甲氧基-N,N-二甲基苄基胺、4-甲基-N,N-二甲基苄基胺、N,N-二环己基甲基胺等；肼化合物，例如己二酸二酰肼、癸二酸二酰肼等；磷化合物，例如三苯基膦等。此外，作为市售产品，例如，可以提及来自Shikoku Chemicals Corporation的2MZ-A、2MZ-OK、2PHZ、2P4BHZ、2P4MHZ(其为基于咪唑的化合物的商品名)；来自Sanapro Co.,Ltd.的U-CAT3503N、UCAT3502T(其为二甲基胺的嵌段异氰酸酯化合物的商品名)；以及DBU、DBN、U-CATSA102、U-CAT5002(双环脒化合物及其盐)；等等。
基于100重量％的总可固化组合物，催化剂的含量可以为0.001重量％至10重量％、0.01重量％至5重量％、或0.1重量％至1重量％。如果催化剂的含量太大，则固化反应可能快速进行，因此，可能由于过热而在可固化组合物的操作安全性方面存在问题，可能难以长期储存，并且可能产生条痕。同时，如果催化剂的含量太小，则由于固化不足，固化产物即衍射导光板的光学和机械特性可能劣化。
此外，可固化组合物还可以包含用于赋予本发明所属技术领域中的显示基底特定功能的其他添加剂，例如UV吸收剂、上蓝剂、颜料等。
可固化组合物可以为可光固化组合物或可热固化组合物。具体地，可固化组合物可以为可热固化组合物。
同时，可固化组合物的固化收缩率可以为15％或更小、1％至15％、1％至12％、或者1％至10％，但不限于此。
此外，可固化组合物可以长时间储存，特别地，即使可固化组合物包含催化剂，其也可以长时间储存。此外，可以抑制由于快速固化而产生的条痕。具体地，可固化组合物在-5℃至0℃的温度下保持12小时之后的粘度可以为4000cP或更小、3000cP或更小、2500cP或更小、2000cP或更小、1000cP或更小、500cP或更小、300cP或更小、或者100cP至200cP。
根据另一个实施方案的导光板的制造方法可以包括用平坦上基底的负载压缩可固化组合物并使可固化组合物固化的步骤。
图2是示出在使可固化组合物固化的步骤中的模具设备的截面的示意图。具体地，图2示出了：在平坦下基底501与包括雕刻有衍射光栅图案的模板504的平坦上基底502之间包括缓冲间隔件503的模具设备的模制空间中，注入并充分填充可固化组合物600。因此，在充分填充可固化组合物之后，可以进行光固化和/或热固化以制造衍射导光板。
在将可固化组合物热处理以进行热固化时，升温速度可以为2℃/分钟或更小、1℃/分钟或更小、或者0.1℃/分钟至0.5℃/分钟。如果升温速度在以上范围内，则可以使传递到可固化组合物的热的位置偏差最小化，并且可以使反应热的释放不均匀性最小化，由此引起可固化组合物的均匀固化。
在热固化期间，最终温度可以为50℃至100℃、或60℃至80℃，并且在达到最终温度之前，通过设置在比最终温度低的温度下的三个或更多个等温保持区间，可以使传递到可固化组合物的热的位置偏差最小化。等温保持区间之间的温度差可以为10℃至20℃，并且等温保持区间的保持时间可以分别为1小时至5小时。例如，在将可固化组合物在室温(25℃)下放置2小时之后，可以使其在45℃下热固化2小时、在60℃下热固化2小时、在75℃下热固化2小时、以及在90℃下热固化4小时，以制造衍射导光板。
在使可固化组合物固化的步骤中，可以通过雕刻有衍射光栅图案的模板在光学层的一侧上形成衍射光栅图案。对于衍射光栅图案，以上对形成在衍射导光板中包括的光学层的一侧上的衍射光栅图案的说明适用。
平坦下基底和平坦上基底的弯曲模量可以分别为3GPa或更大、10GPa或更大、20GPa或更大、或者40GPa至300GPa。如果平坦下基底和平坦上基底的弯曲模量在以上范围内，则可以使平坦上基底的弯曲最小化，从而显著提高所制造的衍射导光板的厚度均匀性。
雕刻有衍射光栅图案的模板的弯曲模量可以为1GPa至20GPa、1.5GPa至15GPa、或2GPa至10GPa。如果雕刻有衍射光栅图案的模板的弯曲模量小于1GPa，则衍射光栅图案的均匀性可能根据可固化组合物的固化收缩而受到损坏，而如果其大于20GPa，则雕刻在模板中的衍射光栅图案可能由于过大的刚度而受到损坏。
平坦下基底和平坦上基底的表面平坦度可以分别为5μm或更小、2μm或更小、或者0.01μm至1μm。如果平坦下基底和平坦上基底的表面平坦度在以上范围内，则与普通衍射导光板相比，所制造的衍射导光板的表面平坦度可以得到显著改善。
表面平坦度可以如下测量。具体地，在25℃和50RH％气氛下，使用来自QEDCompany的ASI(aspheric stitching interferometry，非球面拼接干涉)设备，可以在200mm直径的区域内每0.16×0.16mm2测量一个点，或者使用来自Duckin Corporation的三维形状测量设备，可以测量在200mm直径的区域内以任意起始点以5mm半径和11.25°的间隔测量的高度的最高值与最低值之差。
平坦下基底和平坦上基底可以分别为透明基底。具体地，平坦下基底和平坦上基底可以分别为由于优异的透光性而可以有效地进行可固化组合物的光固化的玻璃基底。
缓冲间隔件的压缩弹性模量可以为0.1MPa至10MPa、0.1MPa至5MPa、0.1MPa至3MPa、或0.1MPa至2MPa。如果缓冲间隔件的压缩弹性模量在以上范围内，则在接触平坦上基底时，负载可以被均匀地传递至可固化组合物，因此可以提高衍射导光板的厚度均匀性，并且雕刻在模板中的衍射光栅图案可以在固化产物的一侧上清楚地显示为衍射光栅图案。
缓冲间隔件的压缩弹性模量的测量方法如下。在25℃和50RH％气氛下，使用来自TACorporation的质构分析仪，在以1mm/分钟的压缩速度压缩5×5mm2试样时，可以测量测得的力相对于试样变形((初始厚度-变形之后的厚度)/初始厚度)的斜率。此外，在缓冲间隔件由两个或更多个不同层组成的情况下，缓冲间隔件的压缩弹性模量可以为在制备5×5mm2的层合试样并且以1mm/分钟的压缩速度压缩时，测得的力相对于试样变形((初始厚度-变形之后的厚度)/初始厚度)的斜率的测量值。
缓冲间隔件可以具有其中非弹性层和弹性层层合的结构、其中弹性层位于非弹性层之间的结构、或者其中非弹性层位于弹性层之间的结构。同时，在缓冲间隔件具有其中非弹性层和弹性层层合的结构、其中弹性层位于非弹性层之间的结构、或者其中非弹性层位于弹性层之间的结构的情况下，缓冲间隔件的压缩弹性模量可以为弹性层的压缩弹性模量。
由于缓冲间隔件可以考虑可固化组合物的收缩程度来设计，因此非弹性层可以用作支撑体，以及弹性层可以用于根据可固化组合物的收缩控制高度变化。
可固化组合物的固化收缩率可以为15％或更小、1％至15％、1％至12％、或者1％至10％。
可固化组合物的固化收缩率可以通过以下一般式3计算。
[一般式3]
固化收缩率(％)＝{(固化之前的体积–完全固化之后的体积)/固化之前的体积}×100。
根据另一个实施方案的用于制造衍射导光板的方法还可以包括从模具设备获得衍射导光板的步骤。具体地，获得衍射导光板的步骤可以包括将平坦上基底、平坦下基底和雕刻有衍射光栅图案的模板移除以获得衍射导光板。将平坦上基底、平坦下基底和模板移除可以意指在完成可固化组合物的固化之后将平坦上基底、平坦下基底和模板与作为可固化组合物的固化产物的衍射导光板分离。
对于通过根据另一个实施方案的衍射导光板的制造方法制造的衍射导光板的特性例如厚度和厚度均匀性、折射率、玻璃化转变温度、雾度等，以上对衍射导光板的说明适用。此外，如上所述，衍射导光板可以用于可穿戴设备的衍射导光透镜。
同时，衍射导光板的厚度可以根据平坦下基底与平坦上基底之间的距离和可固化组合物的固化收缩率来控制，并且衍射导光板的厚度可以根据衍射导光板的用途控制在以上范围内。
平坦下基底、平坦上基底和雕刻有衍射光栅图案的模板的表面可以分别用脱模剂进行处理。脱模剂没有限制，只要其为本领域通常使用的即可。例如，用脱模剂的表面处理可以是用含氟的硅烷偶联剂的表面涂覆。在表面涂覆有脱模剂的情况下，在获得衍射导光板的步骤中，可以在使对衍射导光板的表面的损坏最小化的同时移除平坦下基底、平坦上基底和模板。
有益效果
根据本发明，提供了衍射导光板以及衍射导光板的制造方法，所述衍射导光板不仅具有优异的厚度均匀性和平坦度，而且具有低雾度、优异的机械特性例如铅笔硬度和强度等，其比玻璃轻或钢化玻璃轻，并且可以实现高折射率，所述制造方法可以通过简单的一步法制造这样的衍射导光板。
附图说明
图1是根据本发明的一个实施方案的衍射导光板中包括的光学层的截面的示意图。
图2是在根据本发明另一个实施方案的衍射导光板的制造方法中的在使可固化组合物固化的步骤中的模具设备的截面的示意图。
具体实施方式
将在以下实施例中详细地说明本发明。然而，这些实施例仅作为本发明的举例说明而呈现，并且本发明的范围不受此限制。
制备例1：可固化组合物的制备
制备包含89.0重量份的双(β-环硫丙基)硫化物、7.0重量份的2,2'-硫代二乙硫醇、3.0重量份的2.2'-二羟基-1,1'-联萘和1.0重量份的催化剂N,N-二环己基甲基胺的可固化组合物。
所制备的可固化组合物的固化收缩率通过上述固化收缩率的测量方法来测量，并且通过将所测量的固化收缩率除以样品的体积而计算的压缩应力的模量为2.5*103N/m3。
制备例2：可固化组合物的制备
制备包含89.5重量份的双(β-环硫丙基)硫化物、9.5重量份的2,2'-硫代二乙硫醇和1.0重量份的催化剂N,N-二环己基甲基胺的可固化组合物。
所制备的可固化组合物的固化收缩率通过上述固化收缩率的测量方法来测量，并且通过将所测量的固化收缩率除以样品的体积而计算的压缩应力的模量为2.5*103N/m3。
制备例3：压印树脂组合物的制备
制备包含8.3重量份的直径为20nm的氧化锆颗粒、8.3重量份的二季戊四醇六丙烯酸酯(DPHA)、83.0重量份的丁基卡必醇乙酸酯和0.4重量份的(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基次膦酸乙酯的压印树脂组合物。
<实施例和比较例：衍射导光板的制造>
实施例1
准备弯曲模量为70GPa、表面平坦度为0.5μm、厚度为30mm且直径为200mm的玻璃基底作为下基底，并且在下基底上，附接雕刻有衍射光栅图案的模板(弯曲模量：3GPa)。其中，将模板附接成使得下基底的中心与模板的中心接触，模板是直径为150mm且厚度为200μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，并且雕刻的衍射光栅图案的间距为405nm且深度为500nm。
其后，将压缩弹性模量为1.0MPa、高度为1007μm且截面为10×10mm2的由硅制成的缓冲间隔件以120°的间隔放置成接触下基底的周边，由此形成模制空间，然后将根据制备例1制备的可固化组合物注入模制空间中，并使用弯曲模量为70GPa、负载为8.2N、直径为200mm且表面平坦度为0.5μm的玻璃基底作为上基底，在模制空间中充分填充可固化组合物。
此外，将可固化组合物放入来自Jeio Tech Co.,Ltd.的对流烘箱中，并在室温下放置2小时，然后将升温速度设定为1℃/分钟，并使其在45℃下光固化2小时、在60℃下光固化2小时、在75℃下光固化2小时、以及在90℃下光固化4小时，以制造厚度为0.8mm的衍射导光板。
比较例1
通过与实施例1相同的方法制造衍射导光板，不同之处在于使用根据制备例2制备的可固化组合物代替根据制备例1制备的可固化组合物。
比较例2
使用弯曲模量为70GPa、表面平坦度为0.5μm、厚度为30mm且直径为200mm的玻璃基底作为下基底，并将压缩弹性模量为1.0MPa、高度为804μm且截面为10×10mm2的由硅制成的缓冲间隔件以120°的间隔放置成接触下基底的周边，由此形成模制空间，然后将根据制备例1制备的可固化组合物注入模制空间中，并使用弯曲模量为70GPa、负载为8.2N、直径为200mm且表面平坦度为0.5μm的玻璃基底作为上基底，在模制空间中充分填充可固化组合物。
此外，将可固化组合物放入来自Jeio Tech Co.,Ltd.的对流烘箱中，并在室温下放置2小时，然后将升温速度设定为1℃/分钟，并使其在45℃下热固化2小时、在60℃下热固化2小时、在75℃下热固化2小时、以及在90℃下热固化4小时，以制造塑料基底。
将根据制备例3制备的压印树脂组合物(折射率1.70)施加在塑料基底上并干燥以形成厚度为1μm的压印树脂层。然后，在40℃温度和20巴压力条件下在压印树脂层上压缩雕刻有405nm间距和1μm深度的衍射光栅图案的模板(直径150mm，厚度200μm，聚对苯二甲酸乙二醇酯)以形成衍射光栅，然后通过1000mJ/cm2的UV(360nm光源)照射以制备厚度为0.8mm的衍射导光板，并将其切割成6cm×5cm矩形的形式。
比较例3
通过与比较例2相同的方法制造衍射导光板，不同之处在于使用根据制备例2制备的可固化组合物代替根据制备例1制备的可固化组合物。
评估
1.折射率的测量
使用来自Ellipso Technology Co.Ltd.的光谱椭偏仪测量实施例和比较例的衍射导光板的折射率，并且结果示于下表1中。
2.雾度的测量
通过ASTM D-1003测量实施例和比较例的衍射导光板的雾度，并且结果示于下表1中。
3.铅笔硬度的测量
在将铅笔以0.5kg的负载和45°的角度固定在实施例和比较例的各衍射导光板的表面上之后，根据铅笔硬度刮擦表面，并用肉眼判断是否被刮擦，并且未产生划痕的最大铅笔硬度示于下表1中。
4.翘曲的测量
对于实施例和比较例的衍射导光板，制备长轴为600mm且短轴为400mm的矩形试样，通过以下一般式2计算翘曲，并且结果示于下表1中。
[一般式2]
翘曲＝中心侧与基侧之间的最大偏差-中心侧与基侧之间的最小偏差
中心侧可以在25℃和50RH％气氛下使用来自Fiberpro的OWTM(光学晶片厚度测量系统)设备通过经由非接触测量法测量衍射导光板的厚度、以及安装在衍射导光板下部的基础光学体与衍射导光板之间的距离来绘制。同时，基侧可以通过对中心侧进行最小二乘法拟合来计算。
5.玻璃化转变温度的测量
对于实施例1和2的衍射导光板以及比较例2和3的塑料基底，使用来自PerkinElmer Inc.的Pyris6DSC(Differential Scanning Calorimetry，差示扫描量热法)测量玻璃化转变温度(Tg)，并且结果示于下表1中。
[表1]
实施例1 比较例1 比较例2 比较例3
折射率 1.73 1.71 1.73 1.71
雾度(％) 1.4 1.4 4.1 4.2
铅笔硬度 2H 2H 6B 6B
翘曲(μm) 20 24 55 68
玻璃化转变温度(℃) 85 74 85 74
根据表1，确定实施例1的衍射导光板具有高的折射率和玻璃化转变温度、优异的铅笔硬度、以及低的雾度和高的可见性，所述实施例1的衍射导光板具有包含环硫化物化合物、硫醇化合物和具有两个或更多个羟基的芳族环状化合物的聚合物的连续相，其中衍射光栅图案在光学层的一侧上形成为不具有界面的一体结构。
相反，确定与实施例1相比，未使用芳族环状化合物的比较例1的衍射导光板具有较低的折射率和玻璃化转变温度以及较高的翘曲。此外，确定与实施例1相比，其中在衍射光栅图案与光学层之间存在界面的比较例2和3的衍射导光板具有显著高的翘曲和雾度、以及降低的铅笔硬度。
附图标记
200：衍射光栅图案 300：光学层
400：图案单元 501：平坦下基底
502：平坦上基底 503：缓冲间隔件
504：雕刻有衍射光栅图案的模板 600：可固化组合物。

Claims (19)

1.一种衍射导光板，包括具有形成在一侧上的衍射光栅图案的光学层，
其中所述衍射光栅图案在所述光学层的一侧上形成为不具有界面的一体结构，
所述衍射光栅图案与所述光学层的一侧之间的折射率差为0.01或更小，以及
具有形成在一侧上的衍射光栅图案的所述光学层为包含环硫化物化合物、硫醇化合物和具有两个或更多个羟基的芳族环状化合物的聚合物的连续相。
2.根据权利要求1所述的衍射导光板，
其中所述衍射光栅图案和所述光学层的一侧的折射率分别为1.65或更大。
3.根据权利要求1所述的衍射导光板，
其中所述硫醇化合物与具有两个或更多个羟基的芳族环状化合物的重量比为5:5至9:1。
4.根据权利要求1所述的衍射导光板，
其中所述环硫化物化合物包括由以下化学式1表示的化合物，
所述硫醇化合物包括选自由以下化学式2和3表示的化合物中的至少一者，以及
所述具有两个或更多个羟基的芳族环状化合物包括选自由以下化学式4和5表示的化合物中的至少一者：
[化学式1]
Figure FDA0003335327550000011
在所述化学式1中，
R1和R2各自独立地为氢或C1至C10烷基，
R3和R4各自独立地为单键或C1至C10亚烷基，
a为0至4的整数，以及
b为0至6的整数，
[化学式2]
Figure FDA0003335327550000021
在所述化学式2中，
R5和R6各自独立地为单键或C1至C10亚烷基，
c为0至4的整数，以及
d为0至6的整数，
[化学式3]
Figure FDA0003335327550000022
在所述化学式3中，
A环为包含氮(N)和硫(S)原子中的一者或更多者的5元或6元芳族杂环，以及
e为1至3的整数，
[化学式4]
Figure FDA0003335327550000031
在所述化学式4中，
R7和R8各自独立地为氘、卤素、氰基、腈、硝基、氨基、C1至C40烷基、C1至C40烷氧基、C3至C40环烷基、C1至C40烯基、C6至C60芳基、或者包含O、N、Si和S中的一者或更多者的C1至C40杂芳基，
f和g各自独立地为1至7的整数，
h和i各自独立地为0至6的整数，
f+h为7或更小的整数，以及
g+i为7或更小的整数，
[化学式5]
Figure FDA0003335327550000032
在所述化学式5中，
Ar1和Ar2各自独立地为经一个或更多个羟基取代的C6至C60芳基，
R9和R10各自独立地为氘、卤素、氰基、腈、硝基、氨基、C1至C40烷基、C1至C40烷氧基、C3至C40环烷基、C1至C40烯基、C6至C60芳基、或者包含O、N、Si和S中的一者或更多者的C1至C40杂芳基，以及
m和n各自独立地为0至4的整数。
5.根据权利要求1所述的衍射导光板，
其中所述衍射导光板的厚度为0.1mm至10mm。
6.根据权利要求1所述的衍射导光板，
其中所述衍射光栅图案包括一个或更多个图案单元，并且
所述图案单元之间的间距为0.1μm至1μm，以及高度为0.1μm至1μm。
7.根据权利要求1所述的衍射导光板，
其中所述衍射导光板的翘曲为100μm或更小，
所述衍射导光板的雾度为4.0％或更小，
所述衍射导光板的铅笔硬度为HB或更大，以及
所述衍射导光板的厚度偏差为3.0％或更小。
8.根据权利要求1所述的衍射导光板，
其中所述衍射导光板的透射率为80％或更大，以及
所述衍射导光板的黄度指数(YI)为1至30。
9.根据权利要求1所述的衍射导光板，
其中所述衍射导光板用于可穿戴设备的衍射导光透镜。
10.一种用于制造衍射导光板的方法，包括以下步骤：
准备模具设备，所述模具设备包括平坦下基底、平坦上基底、位于所述平坦下基底与所述平坦上基底之间的缓冲间隔件、以及包括在所述平坦下基底或平坦上基底中的雕刻有衍射光栅图案的模板，其中通过所述缓冲间隔件划分模制空间；
在所述模制空间中充分填充可固化组合物；以及
用所述平坦上基底的负载压缩所述可固化组合物，并使所述可固化组合物固化，
其中所述可固化组合物包含环硫化物化合物、硫醇化合物和具有两个或更多个羟基的芳族环状化合物，以及
进行用所述平坦上基底的负载压缩所述可固化组合物并使所述可固化组合物固化的步骤以满足以下式1：
[式1]
{(平坦上基底的负载+可固化组合物的收缩力)×0.95}≤缓冲间隔件的压缩应力≤{(平坦上基底的负载+可固化组合物的收缩力)×1.05}。
11.根据权利要求10所述的用于制造衍射导光板的方法，
其中所述平坦下基底和所述平坦上基底的弯曲模量分别为3GPa或更大。
12.根据权利要求10所述的用于制造衍射导光板的方法，
其中所述雕刻有衍射光栅图案的模板的弯曲模量为1GPa至20GPa。
13.根据权利要求10所述的用于制造衍射导光板的方法，
其中所述平坦下基底和所述平坦上基底的表面平坦度分别为5μm或更小。
14.根据权利要求10所述的用于制造衍射导光板的方法，
其中所述缓冲间隔件的压缩弹性模量为0.1MPa至10MPa。
15.根据权利要求10所述的用于制造衍射导光板的方法，
其中所述缓冲间隔件具有其中非弹性层和弹性层层合的结构、其中弹性层位于非弹性层之间的结构、或者其中非弹性层位于弹性层之间的结构。
16.根据权利要求10所述的用于制造衍射导光板的方法，
其中所述硫醇化合物与具有两个或更多个羟基的芳族环状化合物的重量比为5:5至9:1。
17.根据权利要求10所述的用于制造衍射导光板的方法，
其中所述环硫化物化合物包括由以下化学式1表示的化合物，
所述硫醇化合物包括选自由以下化学式2和3表示的化合物中的至少一者，以及
所述具有两个或更多个羟基的芳族环状化合物包括选自由以下化学式4和5表示的化合物中的至少一者：
[化学式1]
Figure FDA0003335327550000061
在所述化学式1中，
R1和R2各自独立地为氢或C1至C10烷基，
R3和R4各自独立地为单键或C1至C10亚烷基，
a为0至4的整数，以及
b为0至6的整数，
[化学式2]
Figure FDA0003335327550000062
在所述化学式2中，
R5和R6各自独立地为单键或C1至C10亚烷基，
c为0至4的整数，以及
d为0至6的整数，
[化学式3]
Figure FDA0003335327550000063
在所述化学式3中，
A环为包含氮(N)和硫(S)原子中的一者或更多者的5元或6元芳族杂环，以及
e为1至3的整数，
[化学式4]
Figure FDA0003335327550000071
在所述化学式4中，
R7和R8各自独立地为氘、卤素、氰基、腈、硝基、氨基、C1至C40烷基、C1至C40烷氧基、C3至C40环烷基、C1至C40烯基、C6至C60芳基、或者包含O、N、Si和S中的一者或更多者的C1至C40杂芳基，
f和g各自独立地为1至7的整数，
h和i各自独立地为0至6的整数，
f+h为7或更小的整数，以及
g+i为7或更小的整数，
[化学式5]
Figure FDA0003335327550000072
在所述化学式5中，
Ar1和Ar2各自独立地为经一个或更多个羟基取代的C6至C60芳基，
R9和R10各自独立地为氘、卤素、氰基、腈、硝基、氨基、C1至C40烷基、C1至C40烷氧基、C3至C40环烷基、C1至C40烯基、C6至C60芳基、或者包含O、N、Si和S中的一者或更多者的C1至C40杂芳基，以及
m和n各自独立地为0至4的整数。
18.根据权利要求10所述的用于制造衍射导光板的方法，
其中所述可固化组合物的固化收缩率为15％或更小。
19.根据权利要求10所述的用于制造衍射导光板的方法，
其中所述可固化组合物在-5℃至0℃的温度下保持12小时之后的粘度为4000cP或更小。
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