KR20210020423A - 회절 도광판 및 회절 도광판의 제조 방법 - Google Patents
회절 도광판 및 회절 도광판의 제조 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20210020423A KR20210020423A KR1020190099704A KR20190099704A KR20210020423A KR 20210020423 A KR20210020423 A KR 20210020423A KR 1020190099704 A KR1020190099704 A KR 1020190099704A KR 20190099704 A KR20190099704 A KR 20190099704A KR 20210020423 A KR20210020423 A KR 20210020423A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- light guide
- guide plate
- curable composition
- substrate
- formula
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 31
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 166
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 137
- -1 episulfide compound Chemical class 0.000 claims description 52
- 125000006615 aromatic heterocyclic group Chemical group 0.000 claims description 50
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 claims description 44
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 40
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 claims description 33
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 23
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 23
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 23
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 19
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 13
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 12
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 150000003573 thiols Chemical group 0.000 claims description 8
- 125000002947 alkylene group Chemical group 0.000 claims description 7
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 claims description 7
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 claims description 7
- 150000001721 carbon Chemical group 0.000 claims description 7
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 7
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 claims description 6
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 125000006413 ring segment Chemical group 0.000 claims description 3
- 238000001723 curing Methods 0.000 description 62
- 239000000047 product Substances 0.000 description 20
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 17
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 14
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 14
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 10
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 10
- 230000008569 process Effects 0.000 description 10
- 239000012948 isocyanate Substances 0.000 description 8
- 239000005056 polyisocyanate Substances 0.000 description 8
- 229920001228 polyisocyanate Polymers 0.000 description 8
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 8
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 8
- 150000003553 thiiranes Chemical class 0.000 description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 7
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 7
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 7
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 7
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 6
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 6
- 239000010954 inorganic particle Substances 0.000 description 6
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 6
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 6
- 230000003190 augmentative effect Effects 0.000 description 5
- 238000000016 photochemical curing Methods 0.000 description 5
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 5
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 5
- 239000011342 resin composition Substances 0.000 description 5
- GSCCALZHGUWNJW-UHFFFAOYSA-N N-Cyclohexyl-N-methylcyclohexanamine Chemical compound C1CCCCC1N(C)C1CCCCC1 GSCCALZHGUWNJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 description 4
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 4
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 4
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 4
- 238000013007 heat curing Methods 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 229920006295 polythiol Polymers 0.000 description 4
- 238000007151 ring opening polymerisation reaction Methods 0.000 description 4
- MLGITEWCALEOOJ-UHFFFAOYSA-N 2-(thiiran-2-ylmethylsulfanylmethyl)thiirane Chemical compound C1SC1CSCC1CS1 MLGITEWCALEOOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UPMLOUAZCHDJJD-UHFFFAOYSA-N 4,4'-Diphenylmethane Diisocyanate Chemical compound C1=CC(N=C=O)=CC=C1CC1=CC=C(N=C=O)C=C1 UPMLOUAZCHDJJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 3
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 3
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 3
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005058 Isophorone diisocyanate Substances 0.000 description 2
- SVYKKECYCPFKGB-UHFFFAOYSA-N N,N-dimethylcyclohexylamine Chemical compound CN(C)C1CCCCC1 SVYKKECYCPFKGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N Naphthalene Chemical compound C1=CC=CC2=CC=CC=C21 UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 2
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MPIAGWXWVAHQBB-UHFFFAOYSA-N [3-prop-2-enoyloxy-2-[[3-prop-2-enoyloxy-2,2-bis(prop-2-enoyloxymethyl)propoxy]methyl]-2-(prop-2-enoyloxymethyl)propyl] prop-2-enoate Chemical compound C=CC(=O)OCC(COC(=O)C=C)(COC(=O)C=C)COCC(COC(=O)C=C)(COC(=O)C=C)COC(=O)C=C MPIAGWXWVAHQBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 2
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 2
- VBQDSLGFSUGBBE-UHFFFAOYSA-N benzyl(triethyl)azanium Chemical class CC[N+](CC)(CC)CC1=CC=CC=C1 VBQDSLGFSUGBBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- ZUOUZKKEUPVFJK-UHFFFAOYSA-N diphenyl Chemical compound C1=CC=CC=C1C1=CC=CC=C1 ZUOUZKKEUPVFJK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- YPQKTLPPOXNDMC-UHFFFAOYSA-N isocyanic acid;methylcyclohexane Chemical compound N=C=O.CC1CCCCC1 YPQKTLPPOXNDMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NIMLQBUJDJZYEJ-UHFFFAOYSA-N isophorone diisocyanate Chemical compound CC1(C)CC(N=C=O)CC(C)(CN=C=O)C1 NIMLQBUJDJZYEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 2
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 2
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 2
- 150000003512 tertiary amines Chemical class 0.000 description 2
- DZLFLBLQUQXARW-UHFFFAOYSA-N tetrabutylammonium Chemical class CCCC[N+](CCCC)(CCCC)CCCC DZLFLBLQUQXARW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001029 thermal curing Methods 0.000 description 2
- 125000004149 thio group Chemical group *S* 0.000 description 2
- 150000003568 thioethers Chemical class 0.000 description 2
- 239000005341 toughened glass Substances 0.000 description 2
- ZTNJGMFHJYGMDR-UHFFFAOYSA-N 1,2-diisocyanatoethane Chemical compound O=C=NCCN=C=O ZTNJGMFHJYGMDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTTZISZSHSCFRH-UHFFFAOYSA-N 1,3-bis(isocyanatomethyl)benzene Chemical compound O=C=NCC1=CC=CC(CN=C=O)=C1 RTTZISZSHSCFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VGHSXKTVMPXHNG-UHFFFAOYSA-N 1,3-diisocyanatobenzene Chemical compound O=C=NC1=CC=CC(N=C=O)=C1 VGHSXKTVMPXHNG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AGJCSCSSMFRMFQ-UHFFFAOYSA-N 1,4-bis(2-isocyanatopropan-2-yl)benzene Chemical compound O=C=NC(C)(C)C1=CC=C(C(C)(C)N=C=O)C=C1 AGJCSCSSMFRMFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OHLKMGYGBHFODF-UHFFFAOYSA-N 1,4-bis(isocyanatomethyl)benzene Chemical compound O=C=NCC1=CC=C(CN=C=O)C=C1 OHLKMGYGBHFODF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ALQLPWJFHRMHIU-UHFFFAOYSA-N 1,4-diisocyanatobenzene Chemical compound O=C=NC1=CC=C(N=C=O)C=C1 ALQLPWJFHRMHIU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OVBFMUAFNIIQAL-UHFFFAOYSA-N 1,4-diisocyanatobutane Chemical compound O=C=NCCCCN=C=O OVBFMUAFNIIQAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SBJCUZQNHOLYMD-UHFFFAOYSA-N 1,5-Naphthalene diisocyanate Chemical compound C1=CC=C2C(N=C=O)=CC=CC2=C1N=C=O SBJCUZQNHOLYMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VZXPHDGHQXLXJC-UHFFFAOYSA-N 1,6-diisocyanato-5,6-dimethylheptane Chemical compound O=C=NC(C)(C)C(C)CCCCN=C=O VZXPHDGHQXLXJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OQURWGJAWSLGQG-UHFFFAOYSA-N 1-isocyanatopropane Chemical compound CCCN=C=O OQURWGJAWSLGQG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HECLRDQVFMWTQS-RGOKHQFPSA-N 1755-01-7 Chemical compound C1[C@H]2[C@@H]3CC=C[C@@H]3[C@@H]1C=C2 HECLRDQVFMWTQS-RGOKHQFPSA-N 0.000 description 1
- VXQBJTKSVGFQOL-UHFFFAOYSA-N 2-(2-butoxyethoxy)ethyl acetate Chemical compound CCCCOCCOCCOC(C)=O VXQBJTKSVGFQOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KSJBMDCFYZKAFH-UHFFFAOYSA-N 2-(2-sulfanylethylsulfanyl)ethanethiol Chemical compound SCCSCCS KSJBMDCFYZKAFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JRKRMWWBDZSDMT-UHFFFAOYSA-N 2-[(thiiran-2-ylmethyldisulfanyl)methyl]thiirane Chemical compound C1SC1CSSCC1CS1 JRKRMWWBDZSDMT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SLQDZZGEPQYECP-UHFFFAOYSA-N 2-[2-(thiiran-2-ylmethylsulfanyl)ethylsulfanylmethyl]thiirane Chemical compound C1SC1CSCCSCC1CS1 SLQDZZGEPQYECP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GNDOBZLRZOCGAS-JTQLQIEISA-N 2-isocyanatoethyl (2s)-2,6-diisocyanatohexanoate Chemical compound O=C=NCCCC[C@H](N=C=O)C(=O)OCCN=C=O GNDOBZLRZOCGAS-JTQLQIEISA-N 0.000 description 1
- XQQBUAPQHNYYRS-UHFFFAOYSA-N 2-methylthiophene Chemical compound CC1=CC=CS1 XQQBUAPQHNYYRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QZWKEPYTBWZJJA-UHFFFAOYSA-N 3,3'-Dimethoxybenzidine-4,4'-diisocyanate Chemical compound C1=C(N=C=O)C(OC)=CC(C=2C=C(OC)C(N=C=O)=CC=2)=C1 QZWKEPYTBWZJJA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005057 Hexamethylene diisocyanate Substances 0.000 description 1
- VQTUBCCKSQIDNK-UHFFFAOYSA-N Isobutene Chemical group CC(C)=C VQTUBCCKSQIDNK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QENGPZGAWFQWCZ-UHFFFAOYSA-N Methylthiophene Natural products CC=1C=CSC=1 QENGPZGAWFQWCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OMRDSWJXRLDPBB-UHFFFAOYSA-N N=C=O.N=C=O.C1CCCCC1 Chemical compound N=C=O.N=C=O.C1CCCCC1 OMRDSWJXRLDPBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WMTLVUCMBWBYSO-UHFFFAOYSA-N N=C=O.N=C=O.C=1C=CC=CC=1OC1=CC=CC=C1 Chemical compound N=C=O.N=C=O.C=1C=CC=CC=1OC1=CC=CC=C1 WMTLVUCMBWBYSO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QORUGOXNWQUALA-UHFFFAOYSA-N N=C=O.N=C=O.N=C=O.C1=CC=C(C(C2=CC=CC=C2)C2=CC=CC=C2)C=C1 Chemical compound N=C=O.N=C=O.N=C=O.C1=CC=C(C(C2=CC=CC=C2)C2=CC=CC=C2)C=C1 QORUGOXNWQUALA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006087 Silane Coupling Agent Substances 0.000 description 1
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 235000010290 biphenyl Nutrition 0.000 description 1
- 239000004305 biphenyl Substances 0.000 description 1
- 239000001273 butane Substances 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- KQWGXHWJMSMDJJ-UHFFFAOYSA-N cyclohexyl isocyanate Chemical compound O=C=NC1CCCCC1 KQWGXHWJMSMDJJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KORSJDCBLAPZEQ-UHFFFAOYSA-N dicyclohexylmethane-4,4'-diisocyanate Chemical compound C1CC(N=C=O)CCC1CC1CCC(N=C=O)CC1 KORSJDCBLAPZEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MLCHBQKMVKNBOV-UHFFFAOYSA-M dioxido(phenyl)phosphanium Chemical compound [O-]P(=O)C1=CC=CC=C1 MLCHBQKMVKNBOV-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 description 1
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 238000007542 hardness measurement Methods 0.000 description 1
- RRAMGCGOFNQTLD-UHFFFAOYSA-N hexamethylene diisocyanate Chemical compound O=C=NCCCCCCN=C=O RRAMGCGOFNQTLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000005305 interferometry Methods 0.000 description 1
- 150000002513 isocyanates Chemical class 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N n-butane Chemical compound CCCC IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N n-pentane Natural products CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JFNLZVQOOSMTJK-KNVOCYPGSA-N norbornene Chemical compound C1[C@@H]2CC[C@H]1C=C2 JFNLZVQOOSMTJK-KNVOCYPGSA-N 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000006748 scratching Methods 0.000 description 1
- 230000002393 scratching effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 238000000391 spectroscopic ellipsometry Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 125000004434 sulfur atom Chemical group 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- LPSXSORODABQKT-UHFFFAOYSA-N tetrahydrodicyclopentadiene Chemical compound C1C2CCC1C1C2CCC1 LPSXSORODABQKT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000383 tetramethylene group Chemical group [H]C([H])([*:1])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 1
- 125000000101 thioether group Chemical group 0.000 description 1
- DVKJHBMWWAPEIU-UHFFFAOYSA-N toluene 2,4-diisocyanate Chemical compound CC1=CC=C(N=C=O)C=C1N=C=O DVKJHBMWWAPEIU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/42—Diffraction optics, i.e. systems including a diffractive element being designed for providing a diffractive effect
- G02B27/44—Grating systems; Zone plate systems
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/18—Diffraction gratings
- G02B5/1866—Transmission gratings characterised by their structure, e.g. step profile, contours of substrate or grooves, pitch variations, materials
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
Abstract
본 발명은 우수한 두께 균일도 및 평탄도를 가지는 동시에, 헤이즈가 낮아 시인성이 우수하고, 연필 경도 및 강도 등의 기계적 특성이 우수한 회절 도광판 및 이러한 회절 도광판을 제조하는 방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 회절 도광판 및 회절 도광판 제조방법에 관한 것이다.
최근 가상 현실 디바이스(Virtual Reality Device) 및 증강 현실 디바이스(Augmented Reality Device) 등을 이용하여, 사용자에게 3차원의 화상을 제공하는 장치의 개발이 이루어지고 있다.
가상 현실 디바이스 또는 증강 현실 디바이스는 일반적인 안경과 같은 렌즈에 회절 도광 패턴을 형성하여 원하는 이미지를 사용자에게 보이도록 할 수 있다.
일반적으로, 가상 현실 디바이스 또는 증강 현실 디바이스 용도의 렌즈는 굴절율이 높은 유리를 사용하게 되는데, 유리는 높은 굴절율, 광투과도, 평탄도 및 강도를 가질 수 있으나, 파손 시 사용자의 안구에 치명적인 손상을 가할 수 있고, 밀도가 높아 무게가 무거워 장시간 착용에 불편함이 존재한다.
이에 따라, 가상 현실 디바이스 또는 증강 현실 디바이스 용도로 사용할 수 있도록, 높은 광투과도 및 높은 굴절율을 가지며, 나아가 가볍고 파손 시 상대적으로 안전한 렌즈에 대한 연구가 필요하다.
유리를 대체하기 위한 고굴절 플라스틱의 경우, 매우 가볍고 다양한 색 구현이 가능하나, 표면 평탄도 및 두께 균일도와 같은 물성이 기존의 유리에 크게 미치지 못하는 문제점이 있다.
나아가, 회절 격자를 형성하는 임프린트 공정시, 강도가 낮아 형태 변형이 발생하거나, 고굴절 구현을 위해 무기 입자를 다량 사용하는 경우 최종 제품의 헤이즈를 유발할 뿐만 아니라, 기재와 고굴절 플라스틱간의 계면 접착력이 불량하여 높은 연필 경도를 확보하기 어려운 문제점이 있어, 이의 개선을 위한 연구가 필요한 실정이다.
본 발명은 우수한 두께 균일도 및 평탄도를 가지는 동시에, 헤이즈가 낮고 연필 경도 및 강도 등의 기계적 특성이 우수하고, 유리 또는 강화 유리에 비해 가벼우면서 고굴절률 구현이 가능한, 회절 도광판을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 간단한 공정으로 상기 회절 도광판을 제조하는 회절 도광판 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 명세서에서는, 회절 격자 패턴부 및 기재를 포함하고, 상기 회절 격자 패턴부와 기재는 계면 없이 일체화된 구조이며, 에피설파이드 화합물 및 제1 방향족 헤테로 고리 화합물을 포함한 고분자의 연속상이고, 상기 회절 격자 패턴부 및 기재의 굴절율 차이는 0.01 이하인 회절 도광판이 제공된다.
또한, 본 명세서에서는, 평판형 하부 기판, 평판형 상부 기판, 상기 평판형 하부 기판과 상기 평판형 상부 기판 사이에 위치하는 완충형 스페이서, 및 상기 평판형 하부 기판 또는 평판형 상부 기판에 포함되는 회절 격자 패턴이 음각된 템플레이트(template)를 포함하고, 상기 완충형 스페이서에 의하여 몰딩 공간이 구획되는 몰드 장비를 준비하는 단계; 상기 몰딩 공간에 경화성 조성물을 완충하는 단계; 및 상기 평판형 상부 기판의 하중으로 상기 경화성 조성물을 압축하며, 상기 경화성 조성물을 경화하는 단계;를 포함하고, 상기 경화성 조성물은 에피설파이드 화합물 및 제1 방향족 헤테로 고리 화합물을 포함하고, 상기 평판형 상부 기판의 하중으로 상기 경화성 조성물을 압축하며, 상기 경화성 조성물을 경화하는 단계는 하기 식 1을 만족하도록 수행되는 회절 도광판 제조방법이 제공된다.
[식 1]
{(평판형 상부 기판의 하중 + 경화성 조성물의 경화 수축력) × 0.95} ≤ 완충형 스페이서의 압축 응력 ≤ {(평판형 상부 기판의 하중 + 경화성 조성물의 경화 수축력) × 1.05}.
이하 발명의 구체적인 구현예에 따른 회절 도광판 및 회절 도광판 제조방법에 관하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.
본 명세서에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
또한, 사용되는 정도의 용어 "~(하는) 단계" 또는 "~의 단계"는 "~를 위한 단계"를 의미하지 않는다.
본 명세서에서 사용되는 '에피설파이드 화합물'의 정의는 1개 이상의 에피설파이드를 포함한 화합물을 의미하는 것으로, 이때 에피설파이드는 에폭사이드의 산소(O) 원자가 황(S) 원자로 치환된 화합물을 의미한다.
본 명세서에서 '경화'는 열경화 및 광경화 양쪽 모두를 포함하는 의미로, '경화성 조성물'은 열경화 및/또는 광경화 가능한 조성물을 의미한다.
본 명세서에서 고굴절은 350 내지 800nm의 파장 영역 또는 532nm의 파장에서 약 1.6 이상을 의미한다.
발명의 일 구현예에 따르면, 회절 격자 패턴부 및 기재를 포함하고, 상기 회절 격자 패턴부와 기재는 계면 없이 일체화된 구조이며, 에피설파이드 화합물 및 제1 방향족 헤테로 고리 화합물을 포함한 고분자의 연속상이고, 상기 회절 격자 패턴부 및 기재의 굴절율 차이는 0.01 이하인 회절 도광판이 제공될 수 있다.
상기 일 구현예에 따른 회절 도광판에 포함되는 회절 격자 패턴부와 기재가 계면 없이 일체화된 구조이며, 에피설파이드 화합물 및 제1 방향족 헤테로 고리 화합물을 포함한 고분자의 연속상인 경우, 회절 도광판의 연필 경도 및 강도 등의 기계적 특성이 우수하다. 또한, 상기 회절 도광판에 포함된 회절 격자 패턴부와 기재 간의 굴절율 차이가 거의 없어, 계면에서 비롯되는 투과율 저하의 문제 또는 헤이즈 발생의 문제가 없을 뿐만 아니라, 회절 도광판에 입사된 빛(즉, 도파(light guide)되는 빛)이 회절 도광판 내에서 전반사되는 효율을 높여, 이를 가상 현실 디바이스 등에 사용하는 경우 보다 휘도가 높은 고해상도 이미지를 디스플레이할 수 있다.
종래의 회절 도광판의 경우, 기재 상에 임프린트용 수지 조성물을 도포하고 건조하여 수지층을 형성한 후, 상기 수지층 상에 회절 격자 패턴이 음각된 템플레이트(Template)를 임프린트하는 공정을 통해 패턴부를 갖는 도광판을 제조하였으나, 이러한 방법으로 제조된 회절 도광판은 기재와 패턴부 사이에 계면이 존재하며, 또한, 계면 접착력이 불량하여 연필 경도 등의 기계적 물성을 확보하기 어려웠다. 그러나, 상기 일 구현예에 따른 회절 도광판은, 회절 도광판에 포함된 기재와 회절 격자 패턴부 간의 계면 없이 일체화된 구조를 가져 높은 연필 경도 및 강도 등의 우수한 기계적 특성을 나타낼 수 있다.
또한, 상기 회절 도광판에 포함된 상기 회절 격자 패턴부와 기재는 에피설파이드 화합물 및 제1 방향족 헤테로 고리 화합물을 포함한 고분자의 연속상임으로 인해 유리(Glass)와 유사한 고굴절율을 가져 웨어러블 디바이스의 회절 도광 렌즈로 사용할 수 있다. 이로 인해, 종래 유리의 파손으로 발생하는 문제점 및 유리의 무거운 무게로 장시간 착용이 어려운 문제점 등을 방지할 수 있다. 나아가, 상기 회절 도광판은 무기 입자를 추가적으로 포함하지 않더라도 고굴절율의 구현이 가능하여, 무기 입자로 인한 헤이즈를 유발하지 않고 헤이즈가 낮아 시인성이 높다. 또한, 상기 회절 도광판은 후술할 회절 도광판 제조방법에 의해 제조될 수 있으며, 이로 인해 우수한 두께 균일도 및 평탄도를 가질 수 있다.
상기 일 구현예에 따른 회절 도광판에 포함된 회절 격자 패턴부와 기재는 계면 없이 일체화된 구조이며, 에피설파이드 화합물 및 제1 방향족 헤테로 고리 화합물을 포함한 고분자의 연속상임으로 인해, 상기 회절 격자 패턴부와 기재의 굴절율 차이는 0.01 이하, 0.05 이하, 0.001 이하, 또는 0.001 내지 0.0001일 수 있다. 상기 회절 격자 패턴부와 기재의 굴절율 차이는 0.01 초과하면 계면에서 비롯되는 투과율 저하의 문제 또는 헤이즈 발생할 수 있다. 따라서, 상기 회절 도광판은 상기 회절 격자 패턴부와 기재의 굴절율 차이가 상기 범위를 만족함으로 인해, 계면에서 비롯되는 투과율 저하의 문제 또는 헤이즈 발생의 문제가 없을 뿐만 아니라, 도파(light guide)되는 빛의 전반사 효율을 높여 이를 가상 현실 디바이스 등에 사용하는 경우 보다 휘도가 높은 이미지를 디스플레이할 수 있다.
도 1은 상기 일 구현예에 따른 회절 도광판의 단면을 개략적으로 나타낸 도면이다. 구체적으로, 상기 회절 도광판(100)은 회절 격자 패턴부(200) 및 기재(300)를 포함하며, 상기 회절 격자 패턴부는 1 이상의 패턴 단위체(400)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 회절 격자 패턴부(200)는 일측면에서 타측면 방향을 따라 이격되어 구비되는 2 이상의 패턴 단위체(400)를 포함할 수 있다. 상기 패턴 단위체는 도파되는 빛의 회절이 가능한 패턴이라면 특별히 한정하지 않으나, 사각기둥, 육각기둥, 삼각뿔, 원뿔, 타원뿔, 또는 반구 등의 형태를 갖는 격자 패턴이거나, 바(Bar) 또는 줄무늬 패턴일 수 있다. 한편, 상기 패턴 단위체 단면의 형상은 특별히 한정하지 않으나, 예를 들어, 사각형, 삼각형, 마름모 형상, 사다리꼴 형상, 포물선 형상 등을 가질 수 있다. 상기 패턴 단위체 단면의 방향은 회절 도광판과 수직한 방향일 수 있다.
또한, 상기 회절 격자 패턴부(200)에 포함되는 상기 패턴 단위체(400)들 간의 주기(pitch)는 0.1 내지 1 ㎛, 0.2 내지 0.9 ㎛, 0.3 내지 0.8 ㎛ 또는 0.4 내지 0.7 ㎛이고, 높이(height)는 0.1 내지 1 ㎛, 0.2 내지 0.9 ㎛, 0.3 내지 0.8 ㎛ 또는 0.4 내지 0.7 ㎛일 수 있다.
상기 주기(pitch)는 패턴 단위체(400)가 반복되는 간격을 의미하며, 구체적으로, 하나의 패턴 단위체의 일 지점과 이와 인접하는 다른 하나의 패턴 단위체의 일 지점 사이의 길이를 의미할 수 있다. 또한, 하나의 패턴 단위체의 일 지점과 다른 하나의 패턴 단위체의 일 지점은 패턴 단위체 간에 서로 대응되는 위치를 의미할 수 있으며, 그 길이의 방향은 기재(300)와 평행한 방향이다. 또한, 상기 높이(height)는 패턴 단위체와 기재가 닿는 일 지점으로부터 패턴 단위체의 최상단부 사이의 길이를 의미할 수 있으며, 그 길이의 방향은 기재와 수직한 방향이다.
상기 회절 격자 패턴부(200)에 포함되는 2 이상의 패턴 단위체(400)를 포함하는 경우, 2 이상의 패턴 단위체의 형태는 동일할 수 있으며, 구체적으로, 단면의 형상, 주기, 높이 등이 서로 동일할 수 있다. 이로 인해, 상기 회절 도광판(100) 전 영역에서 회절되는 광량이 동일할 수 있다. 또한, 회절 격자 패턴부(200)에 포함되는 2 이상의 패턴 단위체(400)의 형태는 상이할 수 있으며, 구체적으로, 단면의 형상은 동일하나 주기 및 높이가 상이할 수 있고, 또한, 주기는 동일하나 단면의 형상 및 높이가 상이할 수 있다.
상기 일 구현예에 따른 회절 도광판(100)의 두께는 0.1 내지 10 mm, 0.2 내지 9 mm, 0.3 내지 8mm, 0.4 내지 7mm, 또는 0.5 내지 5 mm일 수 있다. 상기 회절 도광판의 두께가 지나치게 얇으면, 회절 도광판에 입사된 빛이 회절 도광판 내부에서 불필요하게 전반사되는 횟수가 많아지고, 이로 인해 도광판에서 출사되는 출사광의 휘도가 낮아지므로, 이러한 회절 도광판을 가상 현실 디바이스 등에 사용하는 경우 해상도가 저하될 수 있다. 한편, 상기 회절 도광판의 두께가 지나치게 두꺼우면, 회절 도광판에 대한 외부광의 투과율이 감소하여 외부 영상의 휘도가 낮아지고, 이에 따라 시인성이 저하될 수 있다.
또한, 상기 회절 도광판(100)에 대한 기재(300)의 두께 비율은 0.99 내지 0.99999, 또는 0.999 내지 0.9999일 수 있으나, 이로써 한정하지 않으며 회절 도광판의 용도에 따라 조절 될 수 있다.
상기 일 구현예에 따른 회절 도광판(100)에 포함되는 상기 회절 격자 패턴부(200) 및 기재(300)는 에피설파이드 화합물 및 제1 방향족 헤테로 고리 화합물을 포함한 고분자의 연속상일 수 있다.
상기 회절 도광판(100)은 후술할 회절 도광판 제조방법에 의해 원스텝(One-step) 공정으로 기재(300) 및 회절 격자 패턴부(200)가 함께 형성되어, 상기 회절 격자 패턴부와 기재는 동일한 경화성 조성물의 경화물을 포함하고, 이에 따라, 에피설파이드 화합물 및 제1 방향족 헤테로 고리 화합물을 포함한 고분자의 연속상일 수 있다. 즉, 상기 기재와 회절 격자 패턴부는 재료의 차이가 없어 구별이 어려운 연속상에 해당한다. 또한, 상기 고분자의 연속상은 무기 입자를 포함하지 않고도, 고굴절율의 구현이 가능하여, 다량의 무기 입자를 사용하는 경우 발생하는 헤이즈 유발에 관한 문제점을 방지할 수 있다.
상기 에피설파이드 화합물은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.
[화학식 1]
상기 화학식 1에서,
R1 및 R2는 각각 독립적으로, 수소 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬이고,
R3 및 R4는 각각 독립적으로, 단결합 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬렌이고,
n은 0 내지 4의 정수이고,
m은 0 내지 6의 정수이다.
상기 화학식 1로 표시되는 에피설파이드 화합물은, 분자의 양 말단에 에피설파이드기가 연결된 지방족 사슬형 골격을 가지고 있으며, 지방족 사슬 내에서는 알킬렌 그룹이 황(S) 원자에 의해 연결되는 티오에터(thio ether) 형태의 반복 단위를 구비할 수 있다.
상기 에피설파이드 화합물은 상술한 특정 화학 구조로 인하여 분자 내에 원자 굴절이 큰 황(S) 원자를 높은 함량으로 포함할 수 있는데, 높은 황 원자 함량에 의해 회절 도광판의 고굴절 특성에 기여할 수 있다. 또한, 상기 에피설파이드 화합물은 개환 중합에 의해 경화가 가능한데, 에피설파이드기의 개환 중합에 의해 형성되는 알킬렌 설파이드 그룹은 회절 도광판의 굴절률을 더욱 높일 수 있게 된다.
상기 화학식 1에서, n은 0 또는 1일 수 있으며, 독립적으로, m 역시 0 또는 1일 수 있다.
화학식 1의 n은 알킬렌 그룹이 황(S) 원자에 의해 연결되는 티오에터(thio ether) 반복 단위의 반복 수로, n이 지나치게 큰 경우 분자의 사슬 길이가 길어지게 되어, 경화 시 경화물인 회절 도광판의 유리 전이 온도가 낮아지게 되고, 이에 따라 경화물의 내열성이 저하되는 문제점이 발생할 수 있다.
또한, 화학식 1의 m은 티오에터 반복 단위에 포함된 알킬렌 그룹의 탄소 수에 관한 것으로, m이 지나치게 큰 경우, 역시, 분자 내에 탄소 사슬의 길이가 길어지게 되어, 경화 시 경화물인 회절 도광판의 유리 전이 온도가 낮아지게 되고, 이에 따라 경화물의 내열성이 저하되는 문제점이 발생할 수 있으며, 또한, 상대적인 황의 함량이 낮아지게 되어 경화물의 굴절률이 낮아지는 문제점이 발생할 수 있다.
또한, 상기 화학식 1에서 R3 및 R4는 각각 독립적으로, 단결합, 메틸렌, 에틸렌, 프로필렌, 이소프로필렌, 부틸렌, 또는 이소부틸렌일 수 있지만, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 단독으로 사용하거나, 혹은 2종 이상 혼합하여 사용할 수도 있다.
상기 에피설파이드 화합물은, 구체적으로 예를 들어, 비스(β-에피티오프로필)설파이드, 비스(β-에피티오프로필)디설파이드, 비스(β-에피티오프로필티오)메탄, 1,2-비스(β-에피티오프로필티오)에탄, 1,3-비스(β-에피티오프로필티오)프로판, 1,4-비스(β-에피티오프로필티오)부탄 등을 들 수 있지만, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제1 방향족 헤테로 고리 화합물은 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.
[화학식 2]
상기 화학식 2에서,
-SH는 방향족 헤테로 고리의 탄소 원자에 연결된 티올(Thiol) 치환기이고,
p는 2 또는 3이고,
방향족 헤테로 고리를 구성하는 고리 원자 수는 6이고,
X, Y, Z는 각각 독립적으로, 탄소(C) 또는 질소(N) 원자로, 이중 하나 이상은 질소(N) 원자이고,
상기 방향족 헤테로 고리를 구성하는 나머지 원자는 탄소(C) 원자이다.
상기 화학식 2로 표시되는 제1 방향족 헤테로 고리 화합물은, 헤테로 원자를 포함하는 6원자 방향족 고리에 2 이상의 티오 그룹(SH)이 연결된 폴리티올 화합물로 볼 수 있다.
이러한 폴리티올 화합물은 상술한 에피설파이드 화합물과의 경화 반응, 즉, 에피설파이드 그룹의 개환 중합 반응에서, 에피설파이드 그룹과 반응하여, 이황화 결합 등을 형성해 경화물을 생성할 수 있으며, 분자 내에 원자 굴절이 큰 황(S) 원자를 높은 함량으로 포함하여, 경화물인 회절 도광판의 굴절률을 더욱 높일 수 있다.
상기 화학식 2로 표시되는 화합물은, 구체적으로, 하기 화학식 2-1로 표시되는 화합물일 수 있다.
[화학식 2-1]
상기 화학식 2에서,
-SH는 상기 방향족 헤테로 그룹의 탄소 원자에 연결된 thiol 치환기이고,
p1은 2 또는 3이다.
상기 방향족 헤테로 화합물은 황 함량이 높고 방향족 구조를 가지고 있어, 높은 굴절률을 나타낼 수 있으며, 2개 이상의 thiol 치환기를 구비하여, 에피설파이드 화합물과 함께 경화제로 사용할 경우, 경화물의 유리 전이 온도를 높일 수 있고, 이에 따라 경화물인 회절 도광판의 물리적 강도를 향상시킬 수 있다.
상기 회절 격자 패턴부와 기재에 포함된 고분자의 연속상은, 상기 에피설파이드 화합물 100 중량부에 대하여, 상기 제1 방향족 헤테로 고리 화합물을 1 내지 30중량부, 1 내지 25중량부, 또는 5 내지 25중량부를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 고분자의 연속상이 상기 에피설파이드 화합물 및 상기 제1 방향족 헤테로 고리 화합물만으로 구성되는 경우, 에피설파이드 화합물 : 제1 방향족 헤테로 고리 화합물의 상대적인 비율은 99:1 내지 70:30일 수 있다. 상기 제1 방향족 헤테로 고리 화합물의 함량이 너무 낮은 경우, 회절 도광판의 굴절률이 저하되는 문제점이 발생할 수 있으며, 상기 제1 방향족 헤테로 고리 화합물의 함량이 너무 높은 경우, 에피설파이드 화합물의 상대적 함량이 낮아지게 되어, 회절 도광판의 투명성이 악화되고, 경도, 및 강도 등의 기계적 물성이 저하되는 문제점이 발생할 수 있다.
또한, 상기 회절 격자 패턴부와 기재에 포함된 고분자의 연속상은 하기 화학식 3으로 표시되는 제2 방향족 헤테로 고리 화합물을 더 포함할 수도 있다.
[화학식 3]
상기 화학식 3에서,
-SH는 상기 방향족 헤테로 그룹의 탄소 원자에 연결된 티올(Thiol) 치환기이고,
p'는 2 또는 3 이고,
상기 방향족 헤테로 고리를 구성하는 원자 수는 5이고,
X', Y', Z'는 각각 독립적으로, 탄소(C), 질소(N), 또는 황(S) 원자로, 이중 하나 이상은 황(S) 원자이고,
상기 방향족 헤테로 고리를 구성하는 나머지 원자는 탄소(C) 원자이다.
상기 화학식 3으로 표시되는 제2 방향족 헤테로 고리 화합물은 헤테로 원자를 포함하는 5원자 방향족 고리에 2 이상의 티오 그룹(SH)이 연결된 폴리티올 화합물로 볼 수 있다.
이러한 폴리티올 화합물 역시, 상술한 에피설파이드 화합물과의 경화 반응, 즉, 에피설파이드 그룹의 개환 중합 반응에서, 에피설파이드 그룹과 반응하여, 이황화 결합 등을 형성해 경화물인 회절 도광판을 생성할 수 있으며, 경화물의 강성을 조절하여 유연성을 부여할 수 있게 된다.
그리고 이 경우, 상기 고분자의 연속상은, 상기 에피설파이드 화합물 100 중량부에 대하여, 상기 제2 방향족 헤테로 고리 화합물을 약 1 내지 30중량부, 1 내지 25중량부, 또는 5 내지 25중량부로 포함할 수 있다. 즉, 상기 고분자의 연속상은, 상기 에피설파이드 화합물 100 중량부에 대하여, 상기 제1 방향족 헤테로 고리 화합물을 약 1 내지 약 30 중량부로 포함할 수 있으며, 여기에 더하여, 상기 제2 방향족 헤테로 고리 화합물을 약 1 내지 약 30중량부로 포함할 수 있다. 상기 제2 방향족 헤테로 고리 화합물의 함량이 너무 낮은 경우, 경화물이 잘 부스러지는 문제점이 발생할 수 있으며, 상기 제2 방향족 헤테로 고리 화합물의 함량이 너무 높은 경우, 굴절률이 낮아지는 문제점이 발생할 수 있다.
또한, 상기 고분자의 연속상은, 이에 더하여, 회절 도광판의 강도를 향상시키기 위하여, 폴리이소시아네이트 화합물을 더 포함할 수도 있다.
상기 폴리이소시아네이트 화합물은, 상술한 에피설파이드 화합물 및 방향족 헤테로 고리 화합물을 포함하는 고분자의 연속상 전체 중량에 대하여, 약 1 내지 약 25중량%, 또는 약 5 내지 약 20중량%로 포함될 수 있다. 폴리이소시아네이트 화합물의 함량이 너무 낮을 경우, 목표하는 강도 향상 효과가 충분하지 않을 수 있으며, 함량이 너무 높을 경우, 광학적 물성이 저하되는 문제점이 발생할 수 있다.
이러한 폴리이소시아네이트 화합물의 구체적인 예로는, 에틸렌디이소시아네이트, 테트라메틸렌디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 트리메틸헥사메틸렌디이소시아네이트, 시클로헥산디이소시아네이트, 1,3-비스(이소시아네이트메틸)시클로헥산, 1,4-비스(이소시아네이트메틸)시클로헥산, 이소포론디이소시아네이트, 2,6-비스(이소시아네이트메틸)데카하이드로나프탈렌, 리신트리이소시아네이트, 톨릴렌디이소시아네이트, o-톨리딘디이소시아네이트, 디페닐메탄디이소시아네이트, 디페닐에테르디이소시아네이트, 3-(2'-이소시아네이트시클로헥실)프로필이소시아네이트, 이소프로필리덴비스(시클로헥실이소시아네이트), 2,2'-비스(4-이소시아네이트페닐)프로판, 트리페닐메탄트리이소시아네이트, 비스(디이소시아네이트톨릴)페닐메탄, 4,4',4''-트리이소시아네이트-2,5-디메톡시페닐아민, 3,3'-디메톡시벤지딘-4,4'-디이소시아네이트, 1,3-페닐렌디이소시아네이트, 1,4-페닐렌디이소시아네이트, 4,4'-디이소시아네이트비페닐, 4,4'-디이소시아네이트-3,3'-디메틸비페닐, 디시클로헥실메탄-4,4'-디이소시아네이트, 1,1'-메틸렌비스(4-이소시아네이트벤젠), 1,1'-메틸렌비스(3-메틸-4-이소시아네이트벤젠), m-자일릴렌디이소시아네이트, p-자일릴렌디이소시아네이트, m-테트라메틸자일릴렌디이소시아네이트, p-테트라메틸자일릴렌디이소시아네이트, 1,3-비스(2-이소시아네이트-2-프로필)벤젠, 2,6-비스(이소시아네이트메틸)나프탈렌, 1,5-나프탈렌디이소시아네이트, 비스(이소시아네이트메틸)테트라하이드로디시클로펜타디엔, 비스(이소시아네이트메틸)디시클로펜타디엔, 비스(이소시아네이트메틸)테트라하이드로티오펜, 비스(이소시아네이트메틸)노보넨, 비스(이소시아네이트메틸)아다만탄, 티오디에틸디이소시아네이트, 티오디프로필디이소시아네이트, 티오디헥실디이소시아네이트, 비스〔(4-이소시아네이트메틸)페닐〕설파이드, 2,5-디이소시아네이트-1,4-디티안, 2,5-디이소시아네이트메틸-1,4-디티안,2,5-디이소시아네이트메틸티오펜, 디티오디에틸디이소시아네이트, 디티오디프로필디이소시아네이트 등을 들 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 고분자의 연속상은 촉매를 더 포함할 수도 있다. 상기 촉매는, 예를 들어, 아민, 암모늄 염, 혹은 인산염 등을 들 수 있고, 구체적으로 예를 들어, N,N-디메틸시클로헥실아민, N,N-디사이클로헥실메틸아민 등의 3차 아민이나, 테트라-n-부틸암모늄 염, 트리에틸벤질암모늄 염 등의 암모늄 염을 들 수 있다. 상기 촉매의 함량은, 상술한 고분자의 연속상 전체 중량에 대하여, 약 0.001 내지 약 10중량%, 0.001 내지 약 5중량%, 또는 약 0.01 내지 약 1중량%일 수 있다.
또한, 상기 고분자의 연속상은 이 외에도 자외선 흡수제, 블루잉제, 안료 등 기타 첨가제를 더 포함할 수도 있다.
상기 고분자의 연속상은 광경화물 또는 열경화물일 수 있다.
상술한 고분자의 연속상을 포함하는 회절 격자 패턴부 및 기재는, 532 ㎚ 파장에서의 굴절율이 각각 1.65 이상, 1.70 이상, 1.72 이상, 또는 1.73 내지 2.5일 수 있다. 일반적인 유리 기재의 경우, 광굴절율이 532 ㎚ 파장에서 1.65 이상이다. 따라서, 상기 회절 격자 패턴부 및 기재를 포함하는 회절 도광판은 플라스틱 재질임에도 불구하고, 유리 기재와 동등한 수준의 광굴절율을 구현할 수 있으므로, 유리 기재를 대체할 수 있다. 또한 높은 광굴절율로 인해 웨어러블 디바이스의 렌즈로 사용되는 경우, 광손실을 최소화하며 광정보의 이동을 도모할 수 있다.
또한, 상기 회절 도광판의 유리전이온도는 40 ℃ 이상, 40 ℃ 내지 150 ℃, 50 ℃ 내지 130 ℃, 또는 80 내지 100℃일 수 있다. 웨어러블 디바이스의 경우, 지속적인 영상의 전송 및 출력이 진행될 수 있으며, 이에 따라 렌즈의 온도가 상승할 수 있다. 한편, 상기 회절 도광판은 유리전이온도가 40 ℃ 이상으로 구현할 수 있으므로, 웨어러블 디바이스의 렌즈로 사용하더라도 온도에 따른 물성 변화를 최소화하여 높은 내구성을 구현할 수 있다.
상기 회절 도광판의 헤이즈는 4.0% 이하, 3.0% 이하, 2.0% 이하 또는 1.5 내지 0.01%일 수 있다. 상기 회절 도광판은 무기 입자를 포함하지 않고도 굴절율이 1.65 이상으로 나타남으로 인해, 헤이즈를 유발하지 않아 시인성이 높다.
또한, 회절 도광판의 연필 경도는 HB 이상, H 이상, 또는 2H 이상일 수 있다. 상기 회절 도광판에 포함된 회절 격자 패턴부와 기재는 계면 없이 일체화된 연속적인 구조를 나타냄으로 인해, 연필 경도 및 강도 등의 기계적 특성이 우수하다.
또한, 상기 회절 도광판은 1 이상의 패턴 단위체를 포함함에도, 두께 편차는 3.0% 이하, 2.5% 이하, 1% 이하, 또는 0.1 내지 1%일 수 있다. 상기 두께 편차의 값이 낮을수록 상기 회절 도광판의 두께 균일도는 높으므로, 상기 일 구현예에 따른 회절 도광판은 우수한 두께 균일도를 가질 수 있다.
또한, 상기 회절 도광판의 두께 편차는 하기 일반식 1과 같이 도출될 수 있다.
[일반식 1]
두께 편차(%) = (최대 편차/평균 두께) Х 100
두께는 25 ℃ 및 50 RH% 분위기에서, Mitsutoyo사의 Digimatic Thick 547-401 장비를 이용한 접촉식 측정방법을 이용하여, 최대 두께 또는 최소 두께를 측정할 수 있다. 또는, 두께는 25 ℃ 및 50 RH%에서 Micro-Epsilon 사의 IFS-2405-1 또는 IFC-2451-MP 장비를 이용한 비접촉식 측정 방법을 이용하여 최대 두께 또는 최소 두께를 측정할 수 있다.
한편, 평균 두께는 25 ℃ 및 50 RH% 분위기에서, Mitsutoyo사의 Digimatic Thick 547-401 장비를 이용한 접촉식 측정방법을 이용하여, 임의로 배치된 시편의 임의의 점을 원점으로, 반지름 10 ㎜ 및 22.5 도의 간격으로 측정된 두께의 평균값일 수 있다. 또는, 평균 두께는 25 ℃ 및 50 RH% 분위기에서, 파이버프로 사의 OWTM(Optical Wafer Thickness Measurement system) 장비를 이용한 비접촉식 측정방법을 이용하여, 임의로 배치된 시편의 임의의 점을 원점으로, 가로 및 세로 각각에 대하여 1 mm 간격으로 측정된 두께의 평균값일 수 있다.
상기 회절 도광판의 워프(Warp)는 100 ㎛ 이하, 50 ㎛ 이하, 20 ㎛ 이하, 10 ㎛ 이하, 또는 0.1 내지 10 ㎛일 수 있다. 상기 일 구현예에 따른 회절 도광판 제조방법에 의해 제조된 회절 도광판은 상기 워프 범위를 만족할 수 있으며, 회절 도광판의 워프가 100 ㎛ 초과하면 회절 도광판에 입사된 빛의 반사각이 유지 되지 못해, 이를 가상 현실 디바이스 등에 사용하는 경우 해상도가 저하될 수 있다.
워프(Warp)는 상기 회절 도광판의 전체적인 굴곡을 수치로 나타낸 것으로, 하기 일반식 2와 같이 도출될 수 있다.
[일반식 2]
워프 = 중앙면과 기준면의 최대 편차 - 중앙면과 기준면의 최소 편차
상기 일반식 2에서 중앙면은 회절 도광판의 두께의 중간에 해당하는 면이고, 기준면은 측정 영역 내에서의 중앙면에 대한 최소이승법(Least squares fit)으로 계산된 면이다. 따라서, 상기 워프는 상기 기준면과 중앙면 간의 최대 편차 및 최소 편차의 차이에 해당한다.
한편, 상기 중앙면은 25 ℃ 및 50 RH% 분위기에서, 파이버프로 사의 OWTM(Optical Wafer Thickness Measurement system) 장비를 이용한 비접촉식 측정방법을 이용하여 도출될 수 있다.
상기 회절 도광판은 웨어러블 디바이스의 회절 도광 렌즈용일 수 있다. 구체적으로, 상기 웨어러블 디바이스는 증강현실 디바이스 또는 가상현실 디바이스인 것으로, 상기 회절 도광판은 상기 웨어러블 디바이스의 렌즈로 포함될 수 있으며, 상기 회절 도광판에 포함된 회절 격자 패턴부로 인해, 광정보의 입력, 이동 및 송출을 용이하게 할 수 있다.
발명의 다른 구현예에 따르면, 상술한 회절 도광판을 제조하는 방법을 제공한다.
본 발명자들은 경화성 조성물을 통상의 몰드 장비에 주입한 후 경화하여 기재를 제조하는 경우, 경화성 조성물의 경화 수축에 의하여 경화 도중 경화물이 몰드 기판에서 박리되어, 제조되는 기재의 표면에 박리 자국이 남고, 두께 균일도가 크게 훼손되는 문제점이 있음을 인식하고 있고, 또한, 몰딩 공정에 의해 제조된 기재 상에 임프린트용 수지 조성물을 도포하고 건조하여 수지층을 형성한 후, 상기 수지층 상에 임프린트 공정을 통해 회절 도광판을 제조하는 경우, 기재와 임프린트된 수지층 간의 계면 접착력이 불량하여 높은 연필 경도를 확보하기 어렵다는 점을 인식하고, 본 발명을 개발하기에 이르렀다.
상기 다른 구현예에 따른 회절 도광판 제조방법은, 평판형 하부 기판, 평판형 상부 기판, 상기 평판형 하부 기판과 상기 평판형 상부 기판 사이에 위치하는 완충형 스페이서, 및 상기 평판형 하부 기판 또는 평판형 상부 기판에 포함되는 회절 격자 패턴이 음각된 템플레이트(template)를 포함하고, 상기 완충형 스페이서에 의하여 몰딩 공간이 구획되는 몰드 장비를 준비하는 단계;
상기 몰딩 공간에 경화성 조성물을 완충하는 단계; 및
상기 평판형 상부 기판의 하중으로 상기 경화성 조성물을 압축하며, 상기 경화성 조성물을 경화하는 단계;를 포함하고,
상기 경화성 조성물은 에피설파이드 화합물 및 제1 방향족 헤테로 고리 화합물을 포함하고,
상기 평판형 상부 기판의 하중으로 상기 경화성 조성물을 압축하며, 상기 경화성 조성물을 경화하는 단계는 하기 식 1을 만족한다.
[식 1]
{(평판형 상부 기판의 하중 + 경화성 조성물의 경화 수축력) × 0.95} ≤ 완충형 스페이서의 압축 응력 ≤ {(평판형 상부 기판의 하중 + 경화성 조성물의 경화 수축력) × 1.05}.
상기 다른 구현예에 따른 회절 도광판 제조방법은 상기 완충형 스페이서를 이용함으로 인해, 경화성 조성물의 경화시 경화성 조성물의 경화 수축에 따라 경화물이 몰드 장비의 평판형 하부 기판 및 평판형 상부 기판에서 박리되는 현상을 최소화하여, 표면 평탄도 및 두께 균일도가 매우 우수한 회절 도광판을 제조할 수 있다.
또한, 상기 회절 격자 패턴이 음각된 템플레이트(template)를 이용함으로 인해, 경화성 조성물이 경화됨과 동시에 템플레이트에 음각된 회절 격자 패턴이 경화물의 상부 또는 하부에 압착되면서, 최종 제조되는 회절 도광판의 일면에 회절 격자 패턴부가 형성될 수 있다. 이로 인해, 추가적인 수지층 형성 공정 및 임프린트 공정을 수행할 필요 없이, 간단한 원스텝(One-Step) 공정으로 기재 및 회절 격자 패턴부를 포함하는 회절 도광판을 제조할 수 있으며, 또한, 상기 기재와 회절 격자 패턴부 간에는 계면 없이 일체화된 구조로 형성됨으로 인해 연필 경도 및 강도 등의 기계적 특성이 우수하다.
한편, 상기 완충형 스페이서의 압축 응력은 상기 식 1을 만족한다. 상기 완충형 스페이서의 압축 응력은 상기 평판형 상부 기판의 하중과 상기 경화성 조성물의 경화 수축력의 합의 5 % 이내의 차이를 가지고 있으므로, 상기 경화성 조성물을 경화하는 단계에서 상기 경화성 조성물의 경화시 수축에 따라 상기 평판형 상부 기판이 상기 경화성 조성물에 밀착되게 된다. 이에 따라, 제조되는 회절 도광판은 우수한 표면 평탄도를 나타내게 되어, 두께 균일도도 우수하게 구현될 수 있다.
또한, 상기 완충형 스페이서의 압축 응력은 상기 식 1을 만족함으로 인해, 상기 평판형 하부 기판 또는 평판형 상부 기판에 포함되는 상기 템플레이트 또한 경화성 조성물에 밀착될 수 있으며, 이로 인해, 상기 템플레이트에 음각된 회절 격자 패턴이 경화물의 일면에 회절 격자 패턴으로 선명하게 나타날 수 있다.
한편, 상기 완충형 스페이서의 압축 응력이 {(평판형 상부 기판의 하중 + 경화성 조성물의 경화 수축력) Х 0.95} 보다 작은 경우, 평형이 도달하기 전에 경화가 완료되어 회절 도광판 두께의 불균일이 발생하고, 회절 격자 패턴이 선명하게 나타나지 못할 수 있다. 그리고, 상기 완충형 스페이서의 압축 응력이 {(평판형 상부 기판의 하중 + 경화성 조성물의 경화 수축력) Х 1.05} 보다 큰 경우, 경화시 수축의 불균일이 발생하여 회절 도광판 외관 특성이 불량할 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 식 1은 하기 식 1-1, 식 1-2, 또는 식 1-3을 만족할 수 있다.
[식 1-1]
{(평판형 상부 기판의 하중 + 경화성 조성물의 경화 수축력) Х 0.97} ≤ 완충형 스페이서의 압축 응력 ≤ {(평판형 상부 기판의 하중 + 경화성 조성물의 경화 수축력) Х 1.03}
[식 1-2]
{(평판형 상부 기판의 하중 + 경화성 조성물의 경화 수축력) Х 0.98} ≤ 완충형 스페이서의 압축 응력 ≤ {(평판형 상부 기판의 하중 + 경화성 조성물의 경화 수축력) Х 1.02}
[식 1-3]
{(평판형 상부 기판의 하중 + 경화성 조성물의 경화 수축력) Х 0.99} ≤ 완충형 스페이서의 압축 응력 ≤ {(평판형 상부 기판의 하중 + 경화성 조성물의 경화 수축력) Х 1.01}
구체적으로, 상기 완충형 스페이서의 압축 응력은 상기 평판형 상부 기판의 하중과 상기 경화성 조성물의 경화 수축력의 합의 3 % 이내, 2 % 이내, 또는 1 % 이내의 차이를 가질 수 있으며, 이에 따라 제조되는 회절 도광판은 보다 우수한 표면 평탄도를 나타내게 되며, 두께 균일도도 보다 우수하게 구현될 수 있다.
상기 평판형 상부 기판의 하중, 상기 경화성 조성물의 경화 수축력 및 상기 완충형 스페이서의 압축 응력의 단위는 kgf 또는 N일 수 있다.
상기 완충형 스페이서는 상기 경화성 조성물의 경화 수축에 의해 경화성 조성물의 경화물이 상기 평판형 상부 기판에서 박리되는 것을 방지하도록 하는 역할을 할 수 있다. 구체적으로, 상기 완충형 스페이서는 상기 경화성 조성물이 경화됨에 따라 경화 수축하는 정도 및 상기 평판형 상부 기판의 하중을 고려한 압축 응력을 가지므로, 상기 경화성 조성물의 경화 수축에 따라 상기 평판형 상부 기판의 하중에 의해 압축되어, 상기 경화성 조성물을 경화하는 단계에서 상기 경화성 조성물과 상기 평판형 상부 기판이 밀착된 상태를 유지하도록 하는 역할을 할 수 있다. 또한, 상기 회절 격자 패턴이 음각된 템플레이트가 상기 평판형 상부 기판에 포함되어 상기 평판형 상부 기판 상에 위치하는 경우, 상기 완충형 스페이서는 상기 경화성 조성물을 경화하는 단계에서 상기 템플레이트와 경화성 조성물이 밀착된 상태를 유지하도록 하는 역할을 할 수 있다.
상기 평판형 상부 기판의 하중은 3.4 N 내지 34 N, 5.9 N 내지 27 N, 또는 7 N 내지 25 N일 수 있다. 상기 평판형 상부 기판의 하중이 상기 범위 내인 경우, 상기 경화성 조성물의 경화시 경화 수축에 의한 변형을 최소화할 수 있고, 상기 경화성 조성물의 광경화시 투과율 저하를 최소화할 수 있고, 또한 상기 경화성 조성물의 열경화시 반응열의 배출 불균일을 최소화하여, 상기 경화성 조성물의 균일한 경화를 유도할 수 있다. 한편, 상기 회절 격자 패턴이 음각된 템플레이트가 상기 평판형 상부 기판에 포함되어 상기 평판형 상부 기판 상에 위치하는 경우, 상기 평판형 상부 기판의 하중은 상기 회절 격자 패턴이 음각된 템플레이트로 인한 하중을 포함한 하중에 해당한다.
상기 식 1에서, 경화성 조성물의 경화 수축력은 하기와 같은 방법으로 측정될 수 있다. 구체적으로, 25 ℃ 및 50 RH% 분위기에서 TA 사의 Texure Analyzer 장비를 사용하여, 하부 지그 위에 일정량의 경화성 조성물을 도포 후 상부 지그를 하강하여 경화성 조성물과 접촉시켜 힘의 초기값을 기록한다. 그리고, 온도를 90 ℃로 상승시켜 5시간 유지한 후 힘의 최종값을 기록하여 힘의 최종값과 초기값 간의 차이로 얻어진 값으로 측정될 수 있다.
상기 식 1에서, 완충형 스페이서의 압축 응력은 하기와 같은 방법으로 측정될 수 있다. 구체적으로, 25 ℃ 및 50 RH% 분위기에서, TA 사의 Texture Analyzer를 사용하여 시편 면적 5 Х 5 ㎟, 압축 속도 1 mm/min으로 압축 시, 시편의 변형((초기 두께-변형 후 두께)/초기 두께)에 도달하는 순간의 힘의 측정값일 수 있다.
상기 몰딩 공간은 상기 완충형 스페이서에 의하여 구획될 수 있다. 구체적으로, 상기 평판형 하부 기판 상에 회절 격자 패턴이 음각된 템플레이트가 구비되는 경우, 상기 몰딩 공간은 상기 완충형 스페이서에 의하여 구획되며, 상기 템플레이트와 상기 평판형 상부 기판 사이에 구비되는 빈 공간을 의미할 수 있다. 또는, 상기 평판형 상부 기판 상에 회절 격자 패턴이 음각된 템플레이트가 구비되는 경우, 상기 몰딩 공간은 상기 완충형 스페이서에 의하여 구획되며, 상기 템플레이트와 상기 평판형 하부 기판 사이에 구비되는 빈 공간을 의미할 수 있다.
상기 다른 구현예에 따른 도광판 제조방법은 상기 몰딩 공간에 경화성 조성물을 완충하는 단계를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 경화성 조성물을 완충하는 단계는, 상기 몰딩 공간에 상기 경화성 조성물을 주입하여 상기 경화성 조성물이 상기 평판형 하부 기판(또는 상기 평판형 상부 기판)과 회절 격자 패턴이 음각된 템플레이트에 밀착되도록 충분히 채워 넣는 것을 의미할 수 있다. 특히, 상기 경화성 조성물은 상기 템플레이트의 음각된 패턴 표면 전체에 빈틈없이 밀착될 수 있다. 구체적으로, 상기 경화성 조성물을 완충하는 단계는 상기 몰딩 공간에 상기 경화성 조성물은 95 vol% 이상, 97 vol% 이상, 99 vol% 이상 또는 100 vol%로 주입하는 것을 의미할 수 있다.
또한, 상기 경화성 조성물을 완충하는 단계는, 상기 완충형 스페이서와 평판형 하부 기판으로 구획된 몰딩 공간에 상기 경화성 조성물을 주입하고, 상기 템플레이트를 포함하는 평판형 상부 기판을 적층하는 방법; 상기 완충형 스페이서와 상기 템플레이트를 포함하는 평판형 하부 기판으로 구획된 몰딩 공간에 상기 경화성 조성물을 주입하고, 상기 평판형 상부 기판을 적층하는 방법; 또는 상기 몰드 장비에 주입구를 구비하여 상기 경화성 조성물을 주입하는 방법 등 다양한 방법을 이용할 수 있다.
한편, 상기 경화성 조성물은 광경화성 조성물 또는 열경화성 조성물일 수 있으며, 회절 도광판을 제조하기 위한 것이라면 제한 없이 적용할 수 있다. 구체적으로, 상기 경화성 조성물은 몰드 캐스팅을 이용하여 회절 도광판을 제조할 수 있는 것이라면 제한 없이 적용될 수 있다. 예를 들어, 상기 경화성 조성물은 상술한 에피설파이드 화합물 및 제1 방향족 헤테로 고리 화합물을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 경화성 조성물은 상기 화학식 1로 표시되는 에피설파이드 화합물 및 상기 화학식 2로 표시되는 제1 방향족 헤테로 고리 화합물을 포함할 수 있다. 상기 화학식 1 및 2에 대한 설명은, 앞선 회절 도광판에서 기재한 바와 같다.
또한, 상기 광경화성 조성물은, 상기 에피설파이드 화합물 100 중량부에 대하여, 상기 제1 방향족 헤테로 고리 화합물을 1 내지 30중량부, 1 내지 25중량부, 또는 5 내지 25중량부를 포함할 수 있다. 상기 광경화성 조성물이 상기 에피설파이드 화합물 및 상기 제1 방향족 헤테로 고리 화합물만으로 구성되는 경우, 에피설파이드 화합물 : 제1 방향족 헤테로 고리 화합물의 상대적인 비율은 99:1 내지 70:30일 수 있다. 상기 제1 방향족 헤테로 고리 화합물의 함량이 너무 낮은 경우, 제조된 회절 도광판의 굴절률이 저하되는 문제점이 발생할 수 있으며, 상기 제1 방향족 헤테로 고리 화합물의 함량이 너무 높은 경우, 에피설파이드 화합물의 상대적 함량이 낮아지게 되어, 제조된 회절 도광판의 투명성이 악화되고, 경도, 및 강도 등의 기계적 물성이 저하되는 문제점이 발생할 수 있다.
또한, 상기 광경화성 조성물은 상기 화학식 3으로 표시되는 제2 방향족 헤테로 고리 화합물을 더 포함할 수도 있다. 상기 화학식 3에 대한 설명은, 앞선 회절 도광판에서 기재한 바와 같다.
또한, 상기 광경화성 조성물은, 상기 에피설파이드 화합물 100 중량부에 대하여, 상기 제2 방향족 헤테로 고리 화합물을 약 1 내지 30중량부, 1 내지 25중량부, 또는 5 내지 25중량부로 포함할 수 있다. 즉, 상기 광경화성 조성물은, 상기 에피설파이드 화합물 100 중량부에 대하여, 상기 제1 방향족 헤테로 고리 화합물을 약 1 내지 약 30 중량부로 포함할 수 있으며, 여기에 더하여, 상기 제2 방향족 헤테로 고리 화합물을 약 1 내지 약 30중량부로 포함할 수 있다. 상기 제2 방향족 헤테로 고리 화합물의 함량이 너무 낮은 경우, 제조된 회절 도광판이 잘 부스러지는 문제점이 발생할 수 있으며, 상기 제2 방향족 헤테로 고리 화합물의 함량이 너무 높은 경우, 제조된 회절 도광판의 굴절률이 낮아지는 문제점이 발생할 수 있다.
또한, 상기 광경화성 조성물은, 이에 더하여, 경화물인 회절 도광판의 강도를 향상시키기 위하여, 폴리이소시아네이트 화합물을 더 포함할 수도 있다. 상기 폴리이소시아네이트 화합물은 앞선 회절 도광판에서 기재한 바와 같다.
또한, 상기 폴리이소시아네이트 화합물은, 상술한 에피설파이드 화합물 및 방향족 헤테로 고리 화합물을 포함하는 광경화성 조성물 전체 중량에 대하여, 약 1 내지 약 25중량%, 또는 약 5 내지 약 20중량%로 포함될 수 있다. 상기 폴리이소시아네이트 화합물의 함량이 너무 낮을 경우 목표하는 강도 향상 효과가 충분하지 않을 수 있으며, 함량이 너무 높을 경우 광학적 물성이 저하되는 문제점이 발생할 수 있다.
또한, 상기 광경화성 조성물은 촉매를 더 포함할 수도 있다. 상기 촉매는, 예를 들어, 아민, 암모늄 염, 혹은 인산염 등을 들 수 있고, 구체적으로 예를 들어, N,N-디메틸시클로헥실아민, N,N-디사이클로헥실메틸아민 등의 3차 아민이나, 테트라-n-부틸암모늄 염, 트리에틸벤질암모늄 염 등의 암모늄 염을 들 수 있다. 상기 촉매의 함량은, 상술한 상기 광경화성 조성물 전체 중량에 대하여, 약 0.001 내지 약 10중량%, 0.001 내지 약 5중량%, 또는 약 0.01 내지 약 1중량%일 수 있다. 상기 촉매의 함량이 지나치게 많으면 경화 반응이 급속히 진행되어 과열에 의한 경화성 조성물 취급 안전상의 문제가 있고, 장기 보관이 어렵고 맥리 현상이 발생할 수 있다. 한편, 촉매의 함량이 지나치게 적으면 미경화로 인해 경화물인 회절 도광판의 광학 및 기계적 물성이 저하될 수 있다.
또한, 상기 광경화성 조성물은 이 외에도 자외선 흡수제, 블루잉제, 안료 등 기타 첨가제를 더 포함할 수도 있다.
상기 광경화성 조성물은 광경화성 조성물 또는 열경화성 조성물일 수 있다. 구체적으로, 상기 경화성 조성물은 열경화성 조성물일 수 있다.
한편, 상기 경화성 조성물은 경화 수축률이 15 % 이하, 1 % 내지 15 % 이하, 1 % 이상 12 % 이하, 또는 1 % 이상 10 % 이하일 수 있으나, 이로써 한정하는 것은 아니다.
상기 다른 구현예에 따른 도광판 제조방법은, 상기 평판형 상부 기판의 하중으로 상기 경화성 조성물을 압축하며, 상기 경화성 조성물을 경화하는 단계를 포함할 수 있다.
도 2는 경화성 조성물을 경화하는 단계에서, 몰드 장비의 단면을 개략적으로 나타낸 도면이다. 구체적으로, 도 2는 평판형 하부 기판(501)과 회절 격자 패턴이 음각된 템플레이트(504)를 포함하는 평판형 상부 기판(502) 사이에 구비되는 완충형 스페이서(503)를 포함하는 몰딩 장비의 몰딩 공간에, 경화성 조성물(600)을 주입하여 완충된 것을 나타낸 것이다. 이와 같이, 경화성 조성물이 완충된 후, 광경화 및/또는 열경화하여 회절 도광판을 제조할 수 있다.
상기 열경화 하기 위하여 상기 경화성 조성물에 열처리 시 승온 속도는 2 ℃/min 이하, 1 ℃/min 이하 또는 0.1 내지 0.5 ℃/min일 수 있다. 상기 승온 속도가 상기 범위 내인 경우, 상기 경화성 조성물에 전달되는 열의 위치 간 편차를 최소화하고 반응열의 배출 불균일을 최소화하여 상기 경화성 조성물의 균일한 경화를 유도할 수 있다.
상기 열경화 시 최종 온도는 50 내지 100℃, 또는 60 내지 80℃일 수 있으며, 상기 최종 온도 도달 전 최종 온도보다 낮은 온도에서 등온 유지 구간을 세 번 이상 둠으로써 상기 경화성 조성물에 전달되는 열의 위치 간 편차를 최소화할 수 있다. 상기 등온 유지 구간 사이의 온도 차이는 10 ℃ 내지 20 ℃일 수 있으며, 상기 등온 유지 구간의 유지 시간은 각각 1 시간 내지 5 시간일 수 있다. 예를 들어, 상기 경화성 조성물을 상온(25 ℃)에서 2 시간 방치 한 후, 45 ℃에서 2 시간, 60 ℃에서 2 시간, 75 ℃에서 2 시간, 90 ℃에서 4 시간 동안 열경화하여 회절 도광판을 제조할 수 있다.
상기 경화성 조성물을 경화하는 단계에서, 상기 회절 격자 패턴이 음각된 템플레이트에 의해 상기 회절 도광판의 일면에 회절 격자 패턴부가 형성될 수 있다. 상기 회절 격자 패턴부는 앞서 언급한 회절 도광판에 포함되는 회절 격자 패턴부에 대한 설명과 같다.
상기 평판형 하부 기판 및 상기 평판형 상부 기판의 굴곡 탄성율은 각각 3 GPa 이상, 10 GPa 이상, 20 GPa 이상, 또는 40 GPa 내지 300 GPa일 수 있다. 상기 평판형 하부 기판 및 상기 평판형 상부 기판의 굴곡 탄성율이 상기 범위 내인 경우, 상기 평판형 상부 기판의 보잉(bowing) 현상을 최소화할 수 있으므로, 제조되는 회절 도광판의 두께 균일도를 크게 증가시킬 수 있다.
상기 회절 격자 패턴이 음각된 템플레이트의 굴곡 탄성율은 1 내지 20 GPa, 1.5 내지 15GPa, 또는 2 내지 10GPa일 수 있다. 상기 회절 격자 패턴이 음각된 템플레이트의 굴곡 탄성율이 1 GPa 미만이면 상기 경화성 조성물의이 경화 수축됨에 따라 회절 격자 패턴의 균일성이 손상될 수 있고, 20 GPa 초과하면 지나친 강성으로 템플레이트에 음각된 회절 격자 패턴이 손상될 수 있다.
상기 평판형 하부 기판 및 상기 평판형 상부 기판의 표면 평탄도는 각각 5 ㎛ 이하, 2 ㎛ 이하, 또는 0.01 내지 1 ㎛일 수 있다. 상기 평판형 하부 기판 및 상기 평판형 상부 기판의 표면 평탄도가 상기 범위 내인 경우, 제조되는 회절 도광판의 표면 평탄도도 일반적인 회절 도광판 보다 매우 향상될 수 있다.
상기 표면 평탄도의 측정 방법은 하기와 같다. 구체적으로, 25 ℃ 및 50 RH% 분위기에서, QED 사의 ASI(aspheric stitching interferometry) 장비로 지름 200 ㎜ 영역에서 0.16 Х 0.16 ㎟ 당 한 점을 측정하거나, 또는 덕인 사의 3차원 형상 측정기 장비를 사용하여, 지름 200 ㎜ 영역에서 임의의 원점을 기준으로 반지름 5 ㎜ 및 11.25 도 간격으로 측정된 높이의 최고값과 최저값 간의 차이로 얻어진 값으로 측정될 수 있다.
상기 평판형 하부 기판 및 상기 평판형 상부 기판은 각각 투명 기판일 수 있다. 구체적으로, 상기 평판형 하부 기판 및 상기 평판형 상부 기판은 각각 유기 기판일 수 있으며, 이는 우수한 투광성에 의하여 효과적으로 상기 경화성 조성물의 광경화를 수행할 수 있다.
상기 완충형 스페이서의 압축 탄성 계수는 0.1 MPa 내지 10 MPa, 0.1 MPa 내지 5 MPa, 0.1 MPa 내지 3 MPa, 또는 0.1 MPa 내지 2 MPa일 수 있다. 상기 완충형 스페이서의 압축 탄성 계수가 상기 범위 내인 경우, 상기 평판형 상부 기판의 접촉시 균일하게 상기 경화성 조성물에 하중을 전달하여, 상기 회절 도광판의 두께 균일도를 높일 수 있으며, 상기 템플레이트에 음각된 회절 격자 패턴이 경화물의 일면에 회절 격자 패턴으로 선명하게 나타날 수 있다.
상기 완충형 스페이서의 압축 탄성 계수의 측정 방법은 하기와 같다. 25 ℃ 및 50 RH%의 분위기에서, TA 사의 Texture Analyzer를 사용하여 시편 면적 5 Х 5 ㎟, 압축 속도 1 mm/min으로 압축 시 측정되는 힘의 시편 변형 ((초기 두께-변형 후 두께)/초기 두께)에 대한 기울기를 의미할 수 있다. 또한, 완충형 스페이서가 2 이상의 상이한 층으로 구성되는 경우의 완충형 스페이서의 압축 탄성 계수는, 적층된 시편을 면적 5 Х 5 ㎟로 준비하여 압축 속도 1 mm/min으로 압축 시 측정되는 힘의 시편 변형 ((초기 두께-변형 후 두께)/초기 두께)에 대한 기울기의 측정값일 수 있다.
상기 완충형 스페이서는 비탄성층과 탄성층이 적층된 구조, 비탄성층 사이에 탄성층이 구비된 구조, 또는 탄성층 사이에 비탄성층이 구비된 구조일 수 있다. 한편, 상기 완충형 스페이서가 비탄성층과 탄성층이 적층된 구조, 비탄성층 사이에 탄성층이 구비된 구조, 또는 탄성층 사이에 비탄성층이 구비된 구조인 경우 상기 완충형 스페이서의 압축 탄성 계수는 탄성층의 압축 탄성 계수를 의미하는 것일 수 있다.
상기 완충형 스페이서는 상기 경화성 조성물의 수축 정도를 고려하여 설계될 수 있으므로, 상기 비탄성층으로 지지 역할을 수행하고, 상기 탄성층으로 상기 경화성 조성물의 수축에 따른 높이 변화를 조절하는 역할을 수행할 수 있다.
상기 경화성 조성물의 경화 수축률은 15 % 이하, 1 % 내지 15 %, 1 % 내지 12 %, 또는 1 % 내지 10 %일 수 있다.
상기 경화성 조성물의 경화 수축률은 하기 일반식 3과 같이 도출될 수 있다.
[일반식 3]
경화 수축률(%) = {(경화 전 부피 - 완전 경화 후 부피) / 경화 전 부피} Х 100.
상기 다른 구현예에 따른 회절 도광판 제조방법은 상기 몰드 장비로부터 회절 도광판을 수득하는 단계를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 회절 도광판을 수득하는 단계는, 상기 평판형 상부 기판, 상기 평판형 하부 기판 및 회절 격자 패턴이 음각된 템플레이트를 제거하여 회절 도광판을 수득할 수 있다. 상기 평판형 상부 기판, 상기 평판형 하부 기판 및 템플레이트를 제거하는 것은, 상기 경화성 조성물의 경화가 완료된 이후, 상기 평판형 상부 기판, 상기 평판형 하부 기판 및 템플레이트를 상기 경화성 조성물의 경화물인 회절 도광판에서 분리하는 것을 의미할 수 있다.
상기 다른 구현예에 따른 회절 도광판 제조방법에 의해 제조되는 회절 도광판의 두께 및 두께 편차, 굴절률, 유리전이온도, 헤이즈 등의 물성에 대한 설명은, 앞서 기재된 회절 도광판에서 언급한 바와 같다. 또한, 상기 회절 도광판은 앞서 언급한 바와 같이, 웨어러블 디바이스의 회절 도광 렌즈용일 수 있다.
한편, 회절 도광판의 두께는 상기 평판형 하부 기판 및 상기 평판형 상부 기판의 이격 거리 및 상기 경화성 조성물의 경화 수축률에 따라 조절될 수 있으며, 상기 회절 도광판의 용도에 따라 상기 범위 내에서 상기 회절 도광판의 두께를 조절할 수 있다.
상기 평판형 하부 기판, 상기 평판형 상부 기판 및 회절 격자 패턴이 음각된 템플레이트의 표면은 각각 이형제로 표면 처리된 것일 수 있다. 상기 이형제는 당업계에서 일반적으로 사용되는 것이라면 제한 없이 적용할 수 있다. 일 예로 상기 이형제로 표면 처리한 것은 불소계 실란 커플링제를 이용하여 표면 코팅된 것일 수 있다. 상기 이형제를 이용하여 표면 코팅된 경우, 상기 회절 도광판을 수득하는 단계에서, 상기 회절 도광판의 표면에 손상을 최소화하며 상기 평판형 하부 기판, 상기 평판형 상부 기판 및 상기 템플레이트를 제거할 수 있다.
본 발명에 따르면, 우수한 두께 균일도 및 평탄도를 가지는 동시에, 헤이즈가 낮고 연필 경도 및 강도 등의 기계적 특성이 우수하고, 유리 또는 강화 유리에 비해 가벼우면서 고굴절률 구현이 가능한, 회절 도광판을 제공할 수 있고, 또한, 이러한 회절 도광판을 간단한 원스텝 (One-step) 공정으로 제조할 수 있는 회절 도광판 제조방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 회절 도광판의 단면을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 구현예에 따른 회절 도광판 제조방법 중 경화성 조성물을 경화하는 단계에서, 몰드 장비의 단면을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 구현예에 따른 회절 도광판 제조방법 중 경화성 조성물을 경화하는 단계에서, 몰드 장비의 단면을 개략적으로 나타낸 도면이다.
발명을 하기의 실시예에서 보다 상세하게 설명한다. 단, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
제조예 1: 경화성 조성물의 제조
비스(β-에피티오프로필)설파이드 79.5 중량부, 1,3,5-트리아진-2,4,6-트리티올 19.5 중량부, 및 촉매인 N,N-디사이클로헥실메틸아민 1.0 중량부를 포함하는 경화성 조성물을 제조하였다.
제조된 경화성 조성물의 경화 수축력은, 전술한 경화 수축력의 측정방법으로 측정하고, 측정된 경화 수축력을 시료의 부피로 나누어 계산한 압축응력계수는 2.5*103 N/m3였다.
제조예 2: 경화성 조성물의 제조
비스(β-에피티오프로필)설파이드 88.0 중량부, 2,2'-티오디에탄티올 6.0중량부, 이소포론디이소시아네이트 5.0중량부, 및 촉매인 N,N-디사이클로헥실메틸아민 1.0 중량부를 포함하는 경화성 조성물을 제조하였다.
제조된 경화성 조성물의 경화 수축력은, 전술한 경화 수축력의 측정방법으로 측정하고, 측정된 경화 수축력을 시료의 부피로 나누어 계산한 압축응력계수는 2.0*103 N/m3였다.
제조예 3: 임프린트 수지 조성물 제조
입경 20nm의 지르코니아 입자 8.3중량부, 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트(DPHA) 8.3중량부, 부틸 카르비톨 아세테이트 83.0 중량부 및 에틸(2,4,6-트리메틸빈조일)페닐포스피네이트 0.4중량부을 포함하는 임프린트 수지 조성물을 제조하였다.
<실시예 및 비교예: 회절 도광판의 제조>
실시예 1
하부 기판으로서 굴곡 탄성률 70 GPa, 표면 평탄도가 0.5 ㎛, 두께가 30 ㎜, 지름이 200 ㎜인 유리 기판을 준비하고, 상기 하부 기판 상에 회절 격자 패턴이 음각된 템플레이트(굴곡 탄성률: 3GPa)를 부착하였다. 이때, 하부 기판의 원중심과 템플레이트의 원중심이 접하도록 부착하였고, 상기 템플레이트의 지름은 150 mm, 두께는 200 ㎛인 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)이고, 음각된 회절 격자 패턴의 주기(pitch)는 405nm이고, 깊이(depth)는 500 nm였다.
이후, 압축 탄성 계수가 1.0 MPa, 높이가 1,007 ㎛, 단면적이 10 Х 10 ㎟인 실리콘 재질의 완충형 스페이서를 상기 하부 기판의 원주에 접하도록 120° 간격으로 구비하여 몰딩 공간을 형성한 후, 상기 제조예 1에 따라 제조된 경화성 조성물을 몰딩 공간에 주입한 후, 상부 기판으로서 굴곡 탄성률 70 GPa, 하중이 8.2 N, 지름이 200 ㎜, 표면 평탄도가 0.5 ㎛인 유리 기판을 이용하여 상기 경화성 조성물을 몰딩 공간에 완충시켰다.
나아가, 상기 경화성 조성물을 제이오텍 사의 대류 오븐에 넣고, 상온에서 2 시간 방치 한 후, 승온 속도를 1 ℃/min으로 설정한 후 45 ℃에서 2시간, 60 ℃에서 2 시간, 75 ℃에서 2 시간, 90 ℃에서 4 시간 동안 열경화하여 0.8 mm 두께의 회절 도광판을 제조하였다.
비교예 1
제조예 1에 따라 제조된 경화성 조성물 대신 제조예 2에 따라 제조된 경화성 조성물을 사용한다는 점을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 회절 도광판을 제조하였다.
비교예 2
하부 기판으로서 굴곡 탄성률 70 GPa, 표면 평탄도가 0.5 ㎛, 두께가 30 ㎜, 지름이 200 ㎜인 유리 기판을 이용하고, 압축 탄성 계수가 1.0 MPa, 높이가 804㎛, 단면적이 10 Х 10 ㎟인 실리콘 재질의 완충형 스페이서를 상기 하부 기판의 원주에 접하도록 120° 간격으로 구비하여 몰딩 공간을 형성한 후, 상기 제조예 1에 따라 제조된 경화성 조성물을 몰딩 공간에 주입한 후, 상부 기판으로서 굴곡 탄성률 70 GPa, 하중이 8.2 N, 지름이 200 ㎜, 표면 평탄도가 0.5 ㎛인 유리 기판을 이용하여 상기 경화성 조성물을 몰딩 공간에 완충시켰다.
나아가, 상기 경화성 조성물을 제이오텍 사의 대류 오븐에 넣고, 상온에서 2 시간 방치 한 후, 승온 속도를 1 ℃/min으로 설정한 후 45 ℃에서 2시간, 60 ℃에서 2 시간, 75 ℃에서 2 시간, 90 ℃에서 4 시간 동안 열경화하여 플라스틱 기재를 제조하였다.
상기 플라스틱 기재에 상기 제조예 3에 따라 제조된 임프린트 수지 조성물(굴절률 1.70)을 도포 후 건조하여 1 ㎛ 두께의 임프린트 수지층을 형성하였다. 이후, 상기 임프린트 수지층 상에 주기(pitch) 405nm, 깊이(depth) 1 ㎛의 회절 격자 패턴이 음각된 템플레이트(지름 150 mm, 두께 200 ㎛, 폴리에틸렌테레프탈레이트)를 40 ℃ 온도 및 20 bar 압력 조건에서 압착하여 회절 격자를 형성한 후, 1000mJ/cm2의 UV(360nm 광원) 조사하여 경화하여 0.8 mm 두께의 회절 도광판을 제조하고, 6 Х 5 cm의 직사각형 형태로 재단하였다.
비교예 3
제조예 1에 따라 제조된 경화성 조성물 대신 제조예 2에 따라 제조된 경화성 조성물을 사용한다는 점을 제외하고는, 비교예 2와 동일한 방법으로 회절 도광판을 제조하였다.
평가
1. 굴절률 측정
실시예 및 비교예의 회절 도광판의 굴절률을 Ellipso Technology 사의 spectroscopic ellipsometry 를 이용하여 측정하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
2. 헤이즈 측정
실시예 및 비교예의 회절 도광판의 헤이즈를 ASTM D-1003에 의해 측정하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
3. 연필 경도 측정
실시예 및 비교예의 회절 도광판의 표면에 하중 0.5㎏, 각도 45°로 연필을 고정시킨 후 연필 경도 별로 긁어 육안으로 긁히는지 여부를 판단하고, 스크래치가 생기지 않는 최대 연필 경도를 하기 표 1에 나타내었다.
4. 워프(Warp) 측정
실시예 및 비교예의 회절 도광판을 장축 600 mm 및 단축 400 mm의 직사각 영역의 시편을 준비하고, 하기 일반식 2를 통해 워프를 계산하고, 그 결과는 하기 표 1에 나타내었다.
[일반식 2]
워프 = 중앙면과 기준면의 최대 편차 - 중앙면과 기준면의 최소 편차
상기 중앙면은 25 ℃ 및 50 RH% 분위기에서, 파이버프로 사의 OWTM(Optical Wafer Thickness Measurement system) 장비를 이용한 비접촉식 측정방법을 이용하여, 상기 회절 도광판의 두께 및 상기 회절 도광판의 하부에 설치된 기준 광학체와 상기 회절 도광판 사이의 거리를 측정하여 도출될 수 있다. 한편, 상기 기준면은 중앙면에 대한 최소이승법(Least squares fit)으로 계산될 수 있다.
| 실시예1 | 비교예1 | 비교예2 | 비교예3 | |
| 굴절률 | 1.73 | 1.71 | 1.71 | 1.71 |
| 헤이즈 (%) | 1.4 | 1.4 | 4.2 | 4.2 |
| 연필 경도 | 2H | 2H | 6B | 6B |
| 워프 (㎛) | 20 | 22 | 58 | 54 |
하기 표 1에 따르면, 기재와 회절 격자 패턴부가 계면 없이 일체화된 구조이고 에피설파이드 화합물 및 방향족 헤테로 고리 화합물을 포함한 고분자의 연속상을 갖는 실시예 1의 회절 도광판은, 굴절률이 높고 연필경도가 우수하며, 워프 및 헤이즈가 낮아 시인성이 높음을 확인했다. 반면, 방향족 헤테로 고리 화합물을 사용하지 않는 비교예 1은 실시예 1에 비해 굴절률이 낮고 워프가 높음을 확인했다. 또한, 기재와 회절 격자 패턴부 사이에 계면이 있는 비교예 2 및 3은, 굴절률이 낮고, 워프 및 헤이즈가 현저히 높으며, 연필 경도가 저하됨을 확인했다.
100: 회절 도광판
200: 회절 격자 패턴부
300: 기재 400: 패턴 단위체
501: 평판형 하부 기판 502: 평판형 상부 기판
503: 완충형 스페이서 504: 회절 격자 패턴이 음각된 템플레이트
600: 경화성 조성물
300: 기재 400: 패턴 단위체
501: 평판형 하부 기판 502: 평판형 상부 기판
503: 완충형 스페이서 504: 회절 격자 패턴이 음각된 템플레이트
600: 경화성 조성물
Claims (21)
- 회절 격자 패턴부 및 기재를 포함하고,
상기 회절 격자 패턴부와 기재는 계면 없이 일체화된 구조이며, 에피설파이드 화합물 및 제1 방향족 헤테로 고리 화합물을 포함한 고분자의 연속상이고,
상기 회절 격자 패턴부 및 기재의 굴절율 차이는 0.01 이하인, 회절 도광판.
- 제1항에 있어서,
상기 회절 격자 패턴부 및 기재는 굴절율이 각각 1.65 이상인, 회절 도광판.
- 제1항에 있어서,
상기 에피설파이드 화합물은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하고,
상기 제1 방향족 헤테로 고리 화합물은 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함하는, 회절 도광판:
[화학식 1]
상기 화학식 1에서,
R1 및 R2는 각각 독립적으로, 수소 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬이고,
R3 및 R4는 각각 독립적으로, 단결합 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬렌이고,
n은 0 내지 4의 정수이고,
m은 0 내지 6의 정수이고,
[화학식 2]
상기 화학식 2에서,
-SH는 방향족 헤테로 고리의 탄소 원자에 연결된 티올(Thiol) 치환기이고,
p는 2 또는 3이고,
방향족 헤테로 고리를 구성하는 고리 원자 수는 6이고,
X, Y, Z는 각각 독립적으로, 탄소(C) 또는 질소(N) 원자로, 이중 하나 이상은 질소(N) 원자이고,
상기 방향족 헤테로 고리를 구성하는 나머지 원자는 탄소(C) 원자이다.
- 제1항에 있어서,
상기 에피설파이드 화합물 100 중량부에 대하여,
상기 제1 방향족 헤테로 고리 화합물 1 내지 30중량부를 포함하는, 회절 도광판.
- 제1항에 있어서,
상기 고분자는 하기 화학식 3으로 표시되는 제2 방향족 헤테로 고리 화합물을 더 포함하는, 회절 도광판:
[화학식 3]
상기 화학식 3에서,
-SH는 상기 방향족 헤테로 그룹의 탄소 원자에 연결된 티올(Thiol) 치환기이고,
p'는 2 또는 3 이고,
상기 방향족 헤테로 고리를 구성하는 원자 수는 5이고,
X', Y', Z'는 각각 독립적으로, 탄소(C), 질소(N), 또는 황(S) 원자로, 이중 하나 이상은 황(S) 원자이고,
상기 방향족 헤테로 고리를 구성하는 나머지 원자는 탄소(C) 원자이다.
- 제5항에 있어서,
상기 에피설파이드 화합물 100 중량부에 대하여,
상기 제2 방향족 헤테로 고리 화합물 1 내지 30중량부를 포함하는, 회절 도광판.
- 제1항에 있어서,
상기 회절 도광판의 두께는 0.1 내지 10 mm인, 회절 도광판.
- 제1항에 있어서,
상기 회절 격자 패턴부는 1 이상의 패턴 단위체를 포함하고,
상기 패턴 단위체 간의 주기(pitch)는 0.1 내지 1 ㎛이고, 높이(height)는 0.1 내지 1 ㎛인, 회절 도광판.
- 제1항에 있어서,
상기 회절 도광판의 워프(Warp)는 100 ㎛ 이하이고,
상기 회절 도광판의 헤이즈는 4.0% 이하이고,
상기 회절 도광판의 연필 경도는 HB 이상이고,
상기 회절 도광판의 두께 편차는 3.0% 이하인, 회절 도광판.
- 제1항에 있어서,
상기 회절 도광판은 웨어러블 디바이스의 회절 도광 렌즈용인 회절 도광판.
- 평판형 하부 기판, 평판형 상부 기판, 상기 평판형 하부 기판과 상기 평판형 상부 기판 사이에 위치하는 완충형 스페이서, 및 상기 평판형 하부 기판 또는 평판형 상부 기판에 포함되는 회절 격자 패턴이 음각된 템플레이트(template)를 포함하고, 상기 완충형 스페이서에 의하여 몰딩 공간이 구획되는 몰드 장비를 준비하는 단계;
상기 몰딩 공간에 경화성 조성물을 완충하는 단계; 및
상기 평판형 상부 기판의 하중으로 상기 경화성 조성물을 압축하며, 상기 경화성 조성물을 경화하는 단계;를 포함하고,
상기 경화성 조성물은 에피설파이드 화합물 및 제1 방향족 헤테로 고리 화합물을 포함하고,
상기 평판형 상부 기판의 하중으로 상기 경화성 조성물을 압축하며, 상기 경화성 조성물을 경화하는 단계는 하기 식 1을 만족하도록 수행되는, 회절 도광판 제조방법:
[식 1]
{(평판형 상부 기판의 하중 + 경화성 조성물의 경화 수축력) × 0.95} ≤ 완충형 스페이서의 압축 응력 ≤ {(평판형 상부 기판의 하중 + 경화성 조성물의 경화 수축력) × 1.05}.
- 제11항에 있어서,
상기 평판형 하부 기판 및 상기 평판형 상부 기판의 굴곡 탄성율은 각각 3GPa 이상인, 회절 도광판 제조방법.
- 제11항에 있어서,
상기 회절 격자 패턴이 음각된 템플레이트는 굴곡 탄성율이 1 내지 20 GPa인, 회절 도광판 제조방법.
- 제11항에 있어서,
상기 평판형 하부 기판 및 상기 평판형 상부 기판의 표면 평탄도는 각각 5㎛ 이하인, 회절 도광판 제조방법.
- 제11항에 있어서,
상기 완충형 스페이서의 압축 탄성 계수는 0.1 내지 10 MPa인, 회절 도광판 제조방법.
- 제11항에 있어서,
상기 완충형 스페이서는 비탄성층과 탄성층이 적층된 구조, 비탄성층 사이에 탄성층이 구비된 구조, 또는 탄성층 사이에 비탄성층이 구비된 구조인, 회절 도광판 제조방법.
- 제11항에 있어서,
상기 에피설파이드 화합물은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하고,
상기 제1 방향족 헤테로 고리 화합물은 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함하는, 회절 도광판 제조방법:
[화학식 1]
상기 화학식 1에서,
R1 및 R2는 각각 독립적으로, 수소 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬이고,
R3 및 R4는 각각 독립적으로, 단결합 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬렌이고,
n은 0 내지 4의 정수이고,
m은 0 내지 6의 정수이고;
[화학식 2]
상기 화학식 2에서,
-SH는 방향족 헤테로 고리의 탄소 원자에 연결된 티올(Thiol) 치환기이고,
p는 2 또는 3이고,
방향족 헤테로 고리를 구성하는 고리 원자 수는 6이고,
X, Y, Z는 각각 독립적으로, 탄소(C) 또는 질소(N) 원자로, 이중 하나 이상은 질소(N) 원자이고,
상기 방향족 헤테로 고리를 구성하는 나머지 원자는 탄소(C) 원자이다.
- 제11항에 있어서,
상기 에피설파이드 화합물 100 중량부에 대하여,
상기 제1 방향족 헤테로 고리 화합물 1 내지 30중량부를 포함하는, 회절 도광판 제조방법.
- 제11항에 있어서,
상기 경화성 조성물은 하기 화학식 3으로 표시되는 제2 방향족 헤테로 고리 화합물을 더 포함하는, 회절 도광판 제조방법:
[화학식 3]
상기 화학식 3에서,
-SH는 상기 방향족 헤테로 그룹의 탄소 원자에 연결된 티올(Thiol) 치환기이고,
p'는 2 또는 3 이고,
상기 방향족 헤테로 고리를 구성하는 원자 수는 5이고,
X', Y', Z'는 각각 독립적으로, 탄소(C), 질소(N), 또는 황(S) 원자로, 이중 하나 이상은 황(S) 원자이고,
상기 방향족 헤테로 고리를 구성하는 나머지 원자는 탄소(C) 원자이다.
- 제19항에 있어서,
상기 에피설파이드 화합물 100 중량부에 대하여,
상기 제2 방향족 헤테로 고리 화합물 1 내지 30중량부를 포함하는, 회절 도광판 제조방법.
- 제11항에 있어서,
상기 경화성 조성물의 경화 수축률은 15 % 이하인, 회절 도광판 제조방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020190099704A KR20210020423A (ko) | 2019-08-14 | 2019-08-14 | 회절 도광판 및 회절 도광판의 제조 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020190099704A KR20210020423A (ko) | 2019-08-14 | 2019-08-14 | 회절 도광판 및 회절 도광판의 제조 방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20210020423A true KR20210020423A (ko) | 2021-02-24 |
Family
ID=74689428
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020190099704A KR20210020423A (ko) | 2019-08-14 | 2019-08-14 | 회절 도광판 및 회절 도광판의 제조 방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20210020423A (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022177284A1 (ko) | 2021-02-16 | 2022-08-25 | 주식회사 엘지화학 | 3층 구조의 공급 스페이서 및 이를 포함하는 역삼투막 필터 모듈 |
-
2019
- 2019-08-14 KR KR1020190099704A patent/KR20210020423A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022177284A1 (ko) | 2021-02-16 | 2022-08-25 | 주식회사 엘지화학 | 3층 구조의 공급 스페이서 및 이를 포함하는 역삼투막 필터 모듈 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108026241B (zh) | 成型体和光学材料用聚合性组合物 | |
| KR20190039259A (ko) | 광학 재료용 중합성 조성물, 해당 조성물로부터 얻어진 광학 재료 및 그 제조 방법 | |
| CN109716216B (zh) | 光致变色透镜及聚合性组合物 | |
| JP6043434B2 (ja) | エピスルフィド化合物の保管方法、及び該エピスルフィド化合物を用いたチオエポキシ系光学材料の製造方法 | |
| KR20110010147A (ko) | 편광 광학 요소 및 제품 | |
| KR20160083911A (ko) | 광학 재료용 중합성 조성물, 광학 재료 및 그 제조 방법 | |
| KR20190072435A (ko) | 웨어러블 디바이스 | |
| KR20210020423A (ko) | 회절 도광판 및 회절 도광판의 제조 방법 | |
| KR102236737B1 (ko) | 플라스틱 기판의 제조방법 및 이에 의하여 제조된 플라스틱 기판 | |
| KR102375853B1 (ko) | 회절 도광판 및 회절 도광판의 제조 방법 | |
| KR102456679B1 (ko) | 회절 도광판 및 회절 도광판의 제조 방법 | |
| KR101993972B1 (ko) | 티오우레탄계 광분산용 플라스틱 렌즈 및 그 제조방법 | |
| JP7345954B2 (ja) | 回折導光板および回折導光板の製造方法 | |
| KR102356632B1 (ko) | 플라스틱 기판의 제조방법 | |
| JP2017007219A (ja) | プラスチックレンズの製造方法およびプラスチックレンズの再生方法 | |
| KR20210026588A (ko) | 플라스틱 기판, 이의 제조방법, 이를 포함하는 회절 도광판 및 웨어러블 디바이스 | |
| KR20200046829A (ko) | 에피설파이드계 고굴절 광학재료용 조성물 및 이를 이용한 광학재료의 제조방법 | |
| WO2020218784A1 (ko) | 회절 도광판 및 회절 도광판의 제조 방법 | |
| KR102647662B1 (ko) | 광학 렌즈 및 이를 포함하는 웨어러블 디바이스 | |
| KR20200085258A (ko) | 티오에폭시계 광학재료의 제조방법 | |
| CN113544579B (zh) | 成型体及其用途 | |
| KR102181942B1 (ko) | 플라스틱 기재의 제조방법 및 이에 의하여 제조된 플라스틱 기재 | |
| JP2012196933A (ja) | 眼鏡用プラスチックレンズの製造方法 | |
| KR20150030571A (ko) | 티오우레탄계 광분산용 플라스틱 렌즈 및 그 제조방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal |