KR100371472B1

KR100371472B1 - 광에의한정보의입출력이가능한측쇄중합체내의정보의증폭방법

Info

Publication number: KR100371472B1
Application number: KR1019970701475A
Authority: KR
Inventors: 디트리히 하아러; 토마스 비링거; 클라우스 디터 아이젠바흐; 카를 피셔; 랄프 루만; 롤란트 부트케; 요하힘 스튬페; 토마스 피셔; 루츠 레스커; 미하엘 루틀로; 우베 클라우센
Original assignee: 바이엘 악티엔게젤샤프트
Priority date: 1994-09-07
Filing date: 1995-09-01
Publication date: 2003-03-15
Also published as: JP3705603B2; WO1996008007A1; DK0780015T3; US5858585A; DE59506806D1; ATE184415T1; DE4431823A1; KR970705815A; JPH10505447A; EP0780015B1; ES2137540T3; EP0780015A1

Abstract

광유도에 의해 재배향 가능한 1개 이상의 측기 및 1개 이상의 영구적으로 형태 이방성 측기를 포함하는 측쇄 중합체에서 광유도 변형은 유리전이점 및 투명점 사이의 온도로 가열시킴으로써 증폭시킬 수 있다. 이 효과는 광학적 데이타 저장의 새로운 지평을 열었다.

Description

광에 의한 정보의 입출력이 가능한 측쇄 중합체 내의 정보의 증폭 방법{Process for Intensifying Information in Photo-addressable Side-chain Polymers}

본 발명은 고에너지 광을 이용해 중합체의 측기의 배위를 변화시킴으로써 생겨난 정보의 증폭 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 방법을 사용하면, 기록(writing) 작업이 끝났을 때 부분적으로 손실된 이미지의 본래 강도를 재저장할 수도 있고 심지어는 증가시킬 수도 있다.

광학 데이터를 저장할 수 있는 방법 중 하나는 레이저 광을 사용하여 유기층을 열분해함으로써 이미지를 생성하는 것이다 [참고문헌: M. Emmelius, G. Pawlowski, H.J. Vollmann, Angew. Chem.101, 1475-1502 (1989); T.N. Gerasimova, V.V. Shelkovnikov, Russ. Chem. Rev.61, 55-66 (1992)].

이 방법의 단점은 일단 기록된(written) 이미지의 수정 및 삭제 범위가 제한된다는 점이다.

정보를 광학적으로 저장할 수 있는 다른 방법은, 광에 노출되면 배위가 변화되는 측기를 함유하는 중합체를 조사(照射)하는 것이다. 이러한 "광에 의한 정보의 입출력이 가능한(photoaddressable)" 중합체는 대체로 공지되어 있으며, 예를 들어 국제출원 공개 제 93/3073호에는 아조벤젠 측기를 함유하는 단독중합체가 기재되어 있고, 유럽특허 공개 제 333 022호에는 콜레스테릭 액정 중합체가 기재되어 있으며, 유럽특허 공개 제 369 432호에는 액정 중합체가 기재되어 있고, 독일특허 공개 제 38 10 722호에는 광학적 정보 저장에 적합한 무정형 중합체가 기재되어 있다. 그러나 조사가 끝나면, 유도된 변형 중 단지 일부만이 좀 더 안정할 뿐, 조사된 부위에서의 광유도 변형은 급감하는 데, 이러한 급감 정도는 물론 무엇보다도 중합체 유형에 따라 달라진다. 온도가 중합체의 유리전이온도(T_g)를 초과하여 상승하는 경우, 잔류 변형은 더욱 감소한다고 알려져 있으며 투명점(clearing point, T_c)에 도달할 때 완전히 사라진다(참고 문헌: J. Stumpe, L. Mueller, L. Laesker, D. Kreysig, G. Hauck, H. D. Koswig, S. Kostromin, V. Shibaev; Proceedings of the 20th Freiburg Congress on Liquid Crystals 1991).

놀랍게도, 중합체를 투명점 미만 및 유리전이온도 T_g범위 내의 온도로 가열한다면, 기록 작업이 끝났을 때 및 광유도 변형이 완화된 후에 남아 있는 효과가 재증폭될 수 있음이 본 발명에 이르러 발견되었다. 본 발명에 따른 효과는 사실상 유리전이온도 미만의 온도에서도 검출될 수 있으나, 실제적으로 관심이 있는 시간 안에서는 T_g보다 높은 온도에서만 달성될 수 있다.

따라서, 본 발명은 측쇄 중합체를 유리전이온도와 투명점 사이의 온도로 가열시킴으로써 상기 측쇄 중합체에서 광유도 변형을 증폭시키는 방법에 관한 것이다.

투명점은 네마틱 상을 등방성 상으로 전환시키는 온도로 정의된다. 투명점은 DSC 분석 (2차 열곡선, 10 ℃/분)을 사용하여 측정할 수 있다. 상 유형은 단독중합체의 X-선 회절 분석을 통해 알려진 데이타와 비교함으로써 추론될 수 있다.

본 발명에 따른 방법에 적합한 소위 측기 중합체의 예는 선원인 독일 특허 출원 제 P 43 39 862.6호에 기재되어 있다. 측기 중합체는 조사 전의 유리 상태에서는 광학적으로 등방성이고 투명하며 비산란성이고 무정형이어야 하고, 조사 후에는 유리 상태에서 가역적인 측기의 광유도 배열 때문에 투명하고 반영구적으로 복굴절성이며 이색성이어야 한다 (본 발명의 목적상, 용어 "무정형"은 너무 작아서 검출될 수 없는 마이크로도메인 - 지름이 통상적으로 광 파장의 1/20 미만인 경우임 - 을 함유하는 상태도 포함함). 상기 측기 중합체는 백본(backbone)으로서 기능하는 주쇄 및 이로부터 분지되고 공유결합된 측기를 가지며 하기와 같은 특징을 갖는다:

(1) 측기 중합체는 광에 의해 배위 변화가 유도될 수 있는 측기를 1개 이상 함유함;

(2) 측기 중합체는 (1)의 측기 이외에도 분자 편극성의 높은 이방성을 갖는 영구적으로 형태-이방성인 측기를 1개 이상 함유함; 및

(3) 측기 중합체는 주쇄와 (1) 및 (2)의 측기 사이에 가용성 스페이서 기를 함유함.

광에 의해 배위 변화가 유도될 수 있는 기의 예로는 cis- 및 trans- 배위가 광에 노출됨으로써 서로 뒤바뀔 수 있는 이중결합을 함유하는 기 등이 있다. 추가로, 이러한 기는 분자 형태가 고도로 이방성일 수 있으나 비영구적이다.

형태가 영구적으로 이방성인 기의 예로는 분자 형태가 단단한 막대형인 기, 예를 들면 비스페닐기, 벤즈아닐리드기 및 페닐 벤조에이트기 등이 있다.

만약 측기 중합체의 기가 하기한 (a) 내지 (g)의 구조적 특징 (4)을 하나 이상 포함한다면 액정 배향 상태(ordered state)의 형성은 열역학적 측면에서 불가능하게 된다:

(a) 서로 다른 길이의, 2 가지 이상의 유형의 스페이서 기 (3)가 혼입되어 있음;

(b) 수 개 이상의 스페이서 기 (3)가 헤테로 원자를 함유함;

(c) 수 개 이상의 스페이서 기 (3)가 분지를 가짐;

(d) 수 개 이상의 측기 (1) 또는 (2)가 분지를 가짐;

(e) 수 개 이상의 측기 (1) 또는 (2)가 분지된 말단 기로 종결됨;

(f) 측기 중합체의 수 개 이상의 단량체 단위가 액정상을 형성하지 않음;

(g) 측기 중합체가 영구적인 형태 이방성을 갖지 않는 측기 (5)를 추가로 함유함.

바람직한 측쇄 중합체들은 분자의 형태 이방성이 높고 분자 분극률의 이방성이 높은 구조 단위 (1) 내지 (2)를 포함하지만, 형태 이방성 및 측기의 다른 분자간 상호작용으로부터 야기되는 액정 배향 상태를 형성하는 경향은 구조적 특징들 (a) 내지 (g)에 의해 효과적으로 억제된다. 따라서 이들은, 무정형 필름의 양호한 광학적 성질과 광으로 유도되는 광학적 이방성이 높은 액정의 모노도메인 필름에 비해 현저히 단순화된 산업 생산성을 조합한 셈이다.

열역학적 면에서는, 측쇄 중합체에서 액정 배향 상태의 형성은

- 구조 단위 (a) 내지 (g)가 중합체의 배향 경향을 실질적으로 감소시키며 중합체가 오직 낮은 상 전이 엔탈피(ΔH < 0.8 J/g)만을 갖거나,

- 측기 (1) 내지 (2)의 매우 강력한 분자간 상호작용 (수소 가교 및(또는) CT 상호작용)이 광산란 폴리도메인 구조의 형성을 억제하거나,

- 투명점 이상에서 등방성 중합체 필름의 높은 점성 (예를 들면 짧은 스페이서 또는 경질 중합체의 주쇄를 함유하는 중합체의 경우)이 광산란 액정의 폴리도메인 구조의 형성을 억제하거나,

- 등방성 용융물에서 유리 상태로의 급속 냉각을 통해 중합체를 냉동시켜 광학적으로 등방성이고 균질하며 광산란되지 않는 생성물을 얻는 경우, 억제될 수 있다.

측기 중합체의 주쇄는, 바람직하게는 스페이서 기 (3)을 통해 측기 (1)을 갖는 단량체, 스페이서 기 (3)을 통해 측기 (2)을 갖는 단량체, 및 임의로는 추가의 단량체에 의해 형성되며, 특히, 각각의 경우에서 모든 혼입된 전체 단량체 단위를 기준으로 측기 (1)을 포함하는 단량체의 비율은 25 내지 80 몰%, 바람직하게는 30 내지 70 몰%이고, 측기 (2)를 함유하는 단량체의 비율은 20 내지 75 몰%, 바람직하게는 30 내지 70 몰%이며, 추가 단량체의 비율은 0 내지 50 몰%이다.

적당한 "추가의" 반복 단위는 측기 중합체에 화학적으로 혼입될 수 있는 모든 단위이다. 본질적으로, 이의 작용은 중합체에서 측기 (1) 및 (2)의 농도를 감소시키는 것에 불과하므로 "희석" 효과의 원인이 될 수 있다. 폴리(메트)아크릴레이트의 경우, 상기 "추가의" 단량체는 바람직하게는 α-치환된 비닐 기 또는 β-치환된 알릴 기를 보유하는 에틸렌계 불포화 공중합가능 단량체, 바람직하게는 스티렌을 포함하지만, 예를 들면 고리-염소화 및 고리-알킬화 또는 고리-알케닐화 스티렌 (여기서 알킬기는 1 내지 4개의 탄소 원자를 함유할 수 있음), 예를 들어, 비닐톨루엔, 디비닐벤젠, α-메틸스티렌, tert-부틸스티렌 및 클로로스티렌; 2 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 카르복실산의 비닐 에스테르, 바람직하게는 비닐 아세테이트; 비닐피리딘, 비닐나프탈렌, 비닐시클로헥산, 아크릴산 및 메타크릴산 및(또는) 이들의 에스테르, 바람직하게는 알코올 성분에 1 내지 4의 탄소 원자를 갖는 비닐, 알릴 및 메타알릴 에스테르, 및 이들의 아미드 및 니트릴, 알코올 성분에 1 내지 4의 탄소 원자를 갖는 말레산 무수물, 말레산 모노에스테르 및 말레산 디에스테르, 메틸말레이미드 또는 N-시클로헥실말레이미드와 같은 말레산 모노아미드 및 디아미드 및 시클릭이미드; 알릴벤젠 및 알릴 에스테르와 같은 알릴 화합물, 예를 들어 알릴 아세테이트, 디알릴 프탈레이트, 디알릴 이소프탈레이트, 디알릴 푸마레이트, 알릴 카르보네이트, 디알릴카르보네이트, 트리알릴 포스페이트 및 트리알릴 시아누레이트가 포함된다.

측기 중합체는 바람직하게는, 주쇄로서 폴리(메트)아크릴레이트, 폴리실록산, 폴리올레핀, 폴리-α-옥시란, 폴리에테르, 폴리아미드, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리술폰 또는 폴리카르보네이트를 함유하고, 측기 (1)로서 하기 화학식 Ⅰ의 단위인 가요성 스페이서 기 (3)을 포함하며, 측기 (2)로서 하기 화학식 Ⅱ의 단위인 가요성 스페이서 기 (3)을 포함한다:

-S¹-Q¹-P-X

-S²-Q²-M-X²

식 중,

S¹및 S²는 스페이서 기이며,

Q¹및 Q²는 -O-, -CO-O-, -O-CO-, -CO-NR¹-, -NR¹-CO- 또는 -NR¹- 이며,

P는 광에 의해 배위 변화를 유도할 수 있는 기이며,

M은 형태가 영구적으로 이방성인 기로서 P와 상이하고,

X¹및 X²는 말단의 치환체이고

R¹은 수소 또는 C_1-C₄-알킬이다.

바람직한 측기는

S¹및 S²가 -O-, -MH- 또는 -Si(R⁵)₂-에 의해 임의로 차단되는 -(CH₂)_n- 기이고,

n이 2 내지 14이고,

P가 -Ar(N=N-Ar)_m-, -ArN=CR²-Ar-, -Ar-CR²=N-Ar-, -Ar-CR²=CR³-COOR⁴-, -Ar-(CH=CH-Ar)_m-, -ArCR²=CR³-Ar, -Ar-CR²=CR³-COR⁴또는 -Ar-CR²=CR³-시클로헥실이고,

R², R³및 R⁴가 H, C₁-C₄-알킬, CN, OR⁵, COOR⁵, 할로겐, NO₂또는 NR⁵이고,

R⁵가 수소 또는 C₁-C₄-알킬이고,

Ar이 임의로 치환된 5 또는 6원의 방향족 고리계이고,

m이 1 또는 2이며,

M이 콜레스테롤 또는 콜레스탄의 유도체 또는 -Ar-Ar-, -Ar-Y-Ar-, Ar-Y-Alk-, -Alk-Y-Ar-, -Alk-Ar- 또는 -Ar-Alk- 중 하나이고,

Y가 -CO-O-, -OCO-, -CONH-, -NHCO-, -N=CH-, -CH=N-, -N-NO-, C(R⁵)₂-, -C(R⁵)₂-C(R⁵)₂-, -O- 또는 -NR¹- 이며,

Alk가 1 내지 14의 탄소 원자를 갖는 직쇄, 분지쇄 또는 시클릭, 임의로 치환된, 임의로는 올레핀계 불포화 지방족 기이고

X¹및 X²가 수소, CN, Alk, Y-Alk, 아릴, Y-Ar, -N(Alk)₂, 할로겐 또는 NO₂이다.

바람직한 측쇄 중합체는 주쇄가 폴리(메트)알킬레이트이며,

P가 -Ar-(N=N-Ar)_m-, Ar-CR²=CR³-Ar- 또는

이며, M이 비페닐 라디칼, 벤즈아닐리드 라디칼 또는 페닐 벤조에이트 라디칼이고

X¹및 X²가 H, CN, C₁-C₈-알킬, C₁-C₈-알콕시, C₅-C₇-시클로알콕시, 페닐, 페녹시, C₁-C₄-디알킬아미노 또는 니트로이다.

특히 바람직한 측쇄 중합체는 하기 화학식 Ⅲ 및 Ⅳ의 반복 단위를 포함한다.

식 중,

R¹및 R²는 서로 독립적으로, H 또는 CH₃이며,

R³는

이며,

R⁴는

인데,

여기서, L¹및 L³는 서로 독립적으로, 1 내지 3 개의 산소 원자에 의해 임의로 차단되는 2 내지 14 개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌기이며,

L²는 직접 결합, -CO-NH-, -NH-CO-, -CO-O- 또는 -O-CO-이고,

R⁵및 R⁶는 서로 독립적으로 치환체, 특히 H, CN, C₁-C₆-알킬, C₁-C₆-알콕시, 디-C₁-C₄-알킬아미노, 할로겐 또는 니트로이다.

측기 중합체의 유리전이온도는 40℃ 이상인 것이 바람직하다. 유리전이온도는 예를 들면, 참고문헌(B. Vollmer, Grundriss der Makromolekularen Chemie, 406 내지 410 페이지, Springer-Verlag, Heidelberg, 1962)의 방법으로 측정할 수 있다.

통상적으로, 적당한 측쇄 중합체의 중량-평균 분자량은 겔 투과 크로마토그래피로 측정했을 때, 5000 내지 500,000, 바람직하게는 8000 내지 500,000이다 (폴리스티렌으로 교정함).

높은 값의 광학적 이방성을 위해서는, 분자의 형태 이방성이 높고 분자 분극률의 이방성이 높은 구조 단위가 필수적이다. 중합체의 구조 전체를 통해서, 구조단위 (1) 및 (2)의 분자간 상호작용을 조정하여, 액정 배향 상태의 생성을 억제하고 광학적으로 등방성인 투명하고 광을 산란하지 않는 필름을 제조할 수 있다. 그러나, 다른 한편으로 분자간 상호작용은, 편광된 광을 조사할 때, 광변색 및 비광변색 측기에서 광화학적으로 유도된 공동 작용에 의한 재배향 과정을 일으키기에 충분히 강력하다.

측기 (1)의 배위에서 광유도된 변화가 측기 (2)를 (공동 작용에 의한 재배향으로 알려진) 동일 방향으로 재배향 시키기에 충분한 약한 상호작용은 측기 (1) 및 (2) 사이에서 일어나는 것이 바람직하다.

광학적 등방성의 무정형 광변색 중합체에서 매우 높은 광학적 이방성을 유도할 수 있다(Δn = 0.01 내지 0.2). 그 값은 액정 중합체의 모노도메인에서 얻은 것에 필적하거나, 또는 그것보다 더 큰 경우도 있다. 그 값은 이러한 구조 단위를 함유하지 않는 무정형 중합체보다 상당히 더 크다.

화학광의 효과를 통해 측쇄 중합체에서 배향 상태가 생성되어 변형되며, 이에 의해 광학적 성질이 조정된다.

사용되는 광은 광유도에 의해 배위가 변화될 수 있는 측기 (1)의 흡수 밴드 영역 내의 파장을 갖는 선형-편광인 것이 바람직하다.

측기 단량체는 참고문헌 [예를 들면, DD 276 297, 독일특허 제 3 808 430호, Makromolekulare Chemie 187, 1327-1334(1984), SU 887 574, Europ. Polym. 18, 561 (1982) 및 Liq. Cryst. 2, 195(1987)]으로부터 공지된 방법에 따라 제조 및 중합할 수 있다.

완전 거시적 균일 필름은 외부 장 또는 표면 효과를 이용하는 복잡한 배향 과정없이 제조한다. 이는 스핀-코팅법, 침지법, 주형법 또는 다른 산업적으로 쉽게 제어가능한 코팅 방법을 통해 기판에 도포하여, 가압 또는 유입에 의해 두개의 투명판 사이에 도입시키거나 주형법 또는 압출법에 의해 자가-지지 필름으로 간단히 제조할 수 있다. 이러한 필름은 또한 상기한 의미의 구조 단위를 함유하는 액정 중합체를 급냉, 즉 100 K/분 초과의 냉각 속도로 냉각시키거나 또는 용매를 급속히 제거함으로써 제조할 수 있다.

필름의 두께는 0.1 μm 내지 1 mm, 특히 0.5 내지 100 μm인 것이 바람직하다.

측기의 광유도 배향 또는 정보의 기록은 광에 의해 배위 변화가 유도될 수 있는 기에 적합한 화학광을 조사함으로써 수행된다. 이는 각도-의존적 광선택을 야기하며, 이에 의해 광변색 기의 재배향 및 ―공동 효과를 통해 ―동일방향으로, 기껏해야 여기(excition)광의 전기적 벡터에 수직인, 영구적으로 형태 이방성인 측기의 연속적 재배향을 일으킨다.

광 노출은, 광에 의해 유도되어 배위 변화가 유도될 수 있는 측기의 흡수 영역 내에 파장을 가지며 선형-편광된, 간섭성 또는 비간섭성의 단색광을 사용하여 전면에 걸쳐 또는 국소적으로 수행할 수 있다.

정보는 레이저를 사용하여 점 형태로 기록하거나 레이저 또는 램프를 사용하거나 또는 0.1 내지 6000 초 사이의 시간 내에 0.1 내지 5000 mW/cm²강도의 마스크를 사용해, 전면에 걸쳐 비구조적인 형태로 기록할 수 있다.

재배향 과정은 지극히 효과적이다. T_g미만에서 성취가능한 복굴절률 변화량 Δn은 바람직하게는 0.01 내지 0.20, 바람직하게는 0.05 내지 0.10이다.

광화학적으로 유도된 복굴절 및 광화학적으로 유도된 이색성의 높은 값은, 측기의 분자 구조와, 광변색 및 비광변색이지만 영구적 형태 이방성인 측기의 동일한 거시적 배향 상태를 제공하는 광유도 배향의 공동 메커니즘, 및 액정 모노도메인에 존재하는 것과 같은 재배향 과정의 한계 극복에 의한 것인데, 이는 액정의 게스트-호스트계(guest-host system)의 분자간 상호작용력이 배향 구조의 1차 배향을 안정화시키기 때문이다.

바람직한 배향은 자유롭게 선택할 수 있다. 그것은 단지 중합체 용품에 관한 여기광의 전기적 벡터의 방향 선택에만 의존한다. 일정한 온도 및 파장에서의 배향 정도는 입사 에너지에만 의존하며, 입사에너지는 시간 또는 광원의 출력을 통해 바뀔 수 있다. 따라서, 배향, 복굴절 및 이색성은 자유롭게 선택가능한 파라미터이며, 일정한 한계 조건하에서 반복된 기록 및 삭제시 정확하게 재현될 수 있다.

효과는 온도에 의존한다. 본 발명에 따라, 1차 효과는 추가의 노출에 대한 필요없이 가열함으로써 상당하게 증가시킬 수 있다. 여러 가지 중합체에서의 효과를 비교할 때, 그의 유리전이온도 T_g를 기준점으로 이용한다. 초기에는, 유도될 수 있는 최대 광학적 이방성의 크기가 온도에 따라 증가한다. 무정형 중합체의 경우에는, 유리전이온도의 영역에서 극적으로 저하한다. 무정형 상태의 냉동된 액정중합체의 경우, 또한 온도에 따라 T_g초과로 더 상승하여 궁극적으로는 투명점의 영역에서 완전하게 소실된다.

측쇄 중합체에서는 재현될 수 있고, 한정적이며 연속적으로 변화할 수 있는, 장기적으로 안정한 복굴절이 생성될 수 있다. 복굴절은 한정된 콘트라스트로서 투과되고, 편광된 광에서 볼 수 있다. 사용하는 중합체의 측기가 이색의 성질을 갖는 경우, 흡수 또는 방출이 재현될 수 있고, 한정적이며 연속적으로 변화할 수 있는 이색성이 그에 상응하게 생성될 수 있다. 조사 조건이 균일하면, 중합체 필름 전체에서 배향이 균일해진다. 에너지 투입 및 편광 방향과 같은 조사 조건이 국소적으로 변화되는 경우, 우선적인 측기 배향에 따라 구조화된 필름이 생성되고, 그 결과 상이한 광학적 이방성의 픽셀이 나타난다.

광학적 이방성 필름의 배향 분포에 있어서의 우선적인 방향은, 편광되지 않은 화학광에 노출시켜 소멸시키고, 표면 법선(normal)에 따른 광학적 등방성을 복원할 수 있다. 동일하지만 중합체 필름을 기준으로 전기적 벡터의 위치를 변형시킨 광원을 사용하여 재조사하면, 광학적 이방성의 방향 및 크기가 변형된다. 이러한 방식으로, 광학적 이방성의 방향과 크기에 관한 상이한 상태들 사이의 반복된 전환이 가능하다.

이러한 효과를 바탕으로, 상기한 중합체는 원칙적으로 가역적인 광학적 데이타 저장용 매질이다. 필름 제조의 경우에서와 마찬가지로, 정보의 삭제 이후에는 모노도메인의 복원을 위한 모든 조치가 불필요하다.

이러한 중합체는 가장 넓은 의미에서 디지탈 또는 아날로그 데이타 저장을 위해, 예를 들면, 광학적 신호 처리를 위해, 푸우리에 변환 및 합성변환(convolution)을 위해 또는 간섭성의 광학적 상관 기술에서 사용될 수 있다. 측면 분해능은 판독광의 파장에 의해 제한된다. 이에 의해 허용되는 픽셀 크기는 0.5 내지 100 μm이다.

이러한 성질 때문에 중합체는 홀로그램에 의한 이미지 처리 및 정보처리에 특히 적합하며 이의 재생은 기준광에 노출시켜 수행할 수 있다. 위상이 같은 두 개의 단색 간섭성 광원의 간섭 무늬는 아날로그방식으로 저장될 수 있으며, 광의 전기적 벡터와 이에 관련된 저장 매질에서 우선적인 방향 사이의 상관을 통해 더 높은 저장 밀도를 얻을 수 있다. 이에 따라 3차원 홀로그램 이미지가 저장될 수 있다. 판독은 단색의 간섭광을 이용한 홀로그램을 조명하여 수행한다. 아날로그 저장의 경우에는 그레이 스케일 값(grey scale values)을 연속적으로 및 국소적인 분해능을 갖도록 확립할 수 있다. 아날로그 형태로 저장된 정보의 판독은 편광을 이용하여 수행하며, 편광기의 위치에 따라 양성 및 음성 이미지를 얻을 수 있다. 이런 경우에는 두 개의 편광기 사이에서 정상빔 및 이상빔의 위상 이동에 의해 생성된 필름 콘트라스트를 이용할 수 있는데, 이때 편광기의 판들이 기록광의 편광판에 대해 45^。의 각도를 형성하며 분석기의 편광판은 편광기의 판에 대해 수직 또는 수평인 것이 유리하다. 또다른 가능성은 유도된 복굴절에 의해 유발된 판독광의 굴절 각을 검출하는 것이다.

중합체는 수동적으로 또는 광학적으로 전환될 수 있는 광학적 구성성분으로 사용될 수 있다. 따라서, 광유도된 높은 광학적 이방성을 사용하여 광의 강도 및(또는) 편광 상태를 변경할 수 있다. 따라서, 렌즈 및 회절격자에 필적하는 이미지 성질을 갖는 성분을 홀로그램 구조화를 통해 중합체 필름으로부터 제조할 수 있다.

본 발명에 따라서 얻을 수 있는 증폭은 유리전이온도 이상이면서 Tg보다 최고 0.75 x (T_c-T_g)만큼 높은 온도, 바람직하게는 최고 0.6 x (T_c-T_g)만큼 높은 온도, 특히 최고 0.5 x (T_c-T_g)만큼 높은 온도까지 가열함으로써 수행될 수 있다. 최적의 결과는 온도에 대한 효율성의 의존도를 나타내는 곡선의 최대값에서 달성된다. 그것은 중합체 의존적이며 예비 실험에서 결정할 수 있다. 주어진 중합체에 대해, 선택한 온도에서 최대 효율성을 얻는 데 소요되는 시간은 상기 선택 온도에 특히 의존적이다. 즉 10 초 내지 2 시간이며, 바람직하게는 1 내지 60 분, 특히 5 내지 30 분이다.

본 발명에 따라 얻어진 증폭은 장기적이고, 만약 그것이 그 동안 모니터링될 수 있다면, 수개월 동안, 아마도 수년동안 안정하다.

본 연구는 단량체

및

(1:1의 몰비)를 포함하며, 유리전이온도 T_g가 61 ℃이고 투명점 T_c가 79 ℃인 34 μm 두께의 공중합체 필름에서 수행했다.

기록 광선용으로 사용한 광원은 단일 주파수 방식으로 488 nm의 파장에서 150 mW의 출력전압으로 작동하는 Ar⁺이온 레이저였다. 레이저 광의 편광은 레이저에 브루스터(Brewster) 윈도우를 배치하여 얻었으며, 실험판에 수직이었다. 레이저빔은 동일한 강도의 2개 빔으로 나뉘어졌다. 2개의 빔은 10^。의 각도로 시료상에서 간섭하도록 유발시켰다. 기록된 홀로그램 회절격자의 회절격자 공간은 1.4 μm였다.

레이저빔은 파장 632.8 nm에서 작동하는 헬륨-네온 레이저 (출력 전압 10 mW)를 통해 발생시켰다. 광은 500:1의 비율로 편광시켰다. 한정된 편광 방향을 보장하기 위해, 실험판에 수직인 성분들만이 통과하도록 하는 편광기를 통해 HeNe 빔을 통과시켰다.

본래 30 %의 효율성으로 기록된 홀로그램의 회절격자는 어두운 상태에서 2 시간 동안 저장한 후에 7 %의 잔여 회절 효율로 완화시켰다. 그 다음에 필름을 0.5 ℃의 단계로 가열했고, 온도를 균일하게 분포시키기 위해, 각각의 경우에서 600 초 동안 새로운 온도에 방치했다. 효율의 증가는 T_g미만인 경우에도 분명했고, T_g초과에서 현저하게 상승했다. 효율은 67 ℃에서 37 %의 최대치에 도달했고 더 높은 온도에서는 다시 하락했다.

Claims

주쇄 및 주쇄로부터 분지되어 있으며 (1) 광유도에 의해 배위가 변화할 수 있는 측기 1개 이상 및 (2) 상기 (1)의 측기와는 상이한, 형태가 영구적으로 이방성인 측기 1개 이상을 포함하는 측쇄 중합체를 광유도 변형시킨 후에 유리전이온도와 투명점(clearing point) 사이의 온도로 가열함으로써 상기 측쇄 중합체의 광유도 변형을 증폭시키는 방법.