KR20070022321A - 홀로그램 저장 매체 - Google Patents

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KR20070022321A
KR20070022321A KR1020067026323A KR20067026323A KR20070022321A KR 20070022321 A KR20070022321 A KR 20070022321A KR 1020067026323 A KR1020067026323 A KR 1020067026323A KR 20067026323 A KR20067026323 A KR 20067026323A KR 20070022321 A KR20070022321 A KR 20070022321A
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마크 두보이스
제임스 에드워드 피켓
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제너럴 일렉트릭 캄파니
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Abstract

본 발명은 홀로그램 저장 매체, 저장 매체의 제조 방법, 홀로그램 저장 매체에 자료를 저장하는 방법 및 광학 저장 판독 방법에 관한 것이다. 홀로그램 저장 매체는 가열 가교결합된 폴리실록산 결합제, 광활성 물질 및 광-개시제를 포함하는 조성물로부터 형성될 수 있고, 이때 광활성 물질은 가열 경화 전과 후에 대략 동일하게 유지되는 농도를 가져 가열 가교결합된 폴리실록산 결합제를 형성한다.

Description

홀로그램 저장 매체{HOLOGRAPHIC STORAGE MEDIUM}
본 발명은 광학 자료 저장 매체, 보다 구체적으로 홀로그램 저장 매체, 및 이를 제조하고 이용하는 방법에 관한 것이다.
홀로그램 저장은 2가지의 광선의 교차에 의해 발생되는 3차원 간섭 패턴의 영상인 홀로그램을 감광성 매체에 자료 저장하는 것이다. 디지털 암호화된 자료를 갖고 있는 신호 광선이 기준 광선과 겹치면 매체의 볼륨 내에 간섭 패턴이 형성되어 매체의 굴절 지수를 변화시키거나 조절하는 화학 반응을 생성한다. 이 조절은 신호에서 나오는 상 정보와 강도 둘 모두를 홀로그램으로서 기록하는 작용을 한다. 홀로그램은 더 나중에 저장 매체를 기준 광선 단독에 노출시켜 복구될 수 있고, 이 기준 광선은 저장된 홀로그램 자료와 상호작용하여 홀로그램 영상을 저장하는데 이용된 초기 신호 광선에 비례하는 재구축된 신호 광선을 생성한다.
각각의 홀로그램은 1비트 내지 1x106 비트 또는 그 이상의 자료를 함유할 수 있다. CD나 DVD를 포함하는 표면-계 저장 형식에 비해 홀로그램 저장의 한가지 명 확한 이점은 멀티플렉싱 기법을 이용하여, 예를 들면 신호 및/또는 기준 광선 각, 파장 또는 매체 위치를 다양하게 함으로써 감광성 매체의 동일한 볼륨에 서로 겹쳐지는 방식으로 다수의 홀로그램을 저장할 수 있다는 것이다. 그러나, 홀로그램 저장을 실행가능한 기법으로 실현시키는데 있어 주된 장애는 믿을 수 있고 경제적으로 가능한 저장 매체의 개발이었다.
초기 홀로그램 저장 매체는 무기 광 굴절 결정, 예를 들면 도핑되거나 도핑되지 않은 리튬 니오베이트(LiNbO3)(이로 입사된 광은 굴절 지수를 변화시킨다)를 이용하였다. 이들 지수 변화는 궁극적으로 선형 전기-광학 효과를 통해 지수를 변화시키는 유도된 내부 전기장을 이끌어내는 전자의 광-유도된 생성 및 후속적인 트랩핑에 기인한 것이다. 그러나, LiNbO3는 고가이고, 비교적 나쁜 효율을 나타내고, 임의의 유의한 지수 변화를 관찰하기 위해서는 두꺼운 결정을 필요로 하였다.
광학 유도된 중합 공정 덕분에 보다 최근의 연구는 더 큰 굴절 지수 변화를 견딜 수 있는 중합체의 개발에 이르렀다. 광중합체로 언급되는 이들 물질은 LiNbO3과 그의 변형체에 비해 상당히 개선된 광학 민감성 및 효율을 갖는다. 종래 기술의 방법에서는 "단일-화학" 시스템이 사용되어왔고, 여기서, 매체는 하나 이상의 광활성 중합성 액체 단량체 또는 다량체, 개시제, 불활성 중합성 충진제, 및 선택적으로 감광제의 균질 혼합물을 포함한다. 초기에는 단량체 또는 다량체 형태인 혼합물의 비율이 크기 때문에, 매체는 형태와 안정성을 제공하기 위해 자외선(UV) 경화 단계를 필요로 하는 겔과 같은 점조도를 가질 수 있다. 불운하게도, UV 경화 단계는 다량의 광활성 단량체 또는 다량체를 소비하여 자료 저장에 이용가능한 광활성 단량체 또는 다량체를 상당히 적게 남긴다. 또한, 심지어 매우 제어된 경화 조건 하에서도, UV 경화 단계는 종종 다양한 정도의 중합을 생성하여, 결과적으로 매체 시료사이의 균일성이 불량하다.
홀로그램 기록 매체의 다른 종래의 예는, 매체에 형태와 안정성을 제공하는 결합제나 물질이 광활성 성분과는 다른, "2원-화학" 시스템이다. 이들 시스템은 하나 이상의 광활성 중합성 액체 단량체 또는 다량체, 개시제, 하나 이상의 결합제 중합체의 전구체(즉, 단량체 또는 다량체) 및 선택적으로 감광제의 혼합물을 포함한다. 이들 혼합물은 또한 결합제 중합체의 전구체가 부분적으로 경화되어 매체에 형태와 안정성을 제공하기 전까지, 초기에는 겔과 같은 점조도를 갖는다. UV 결합제 경화 단계 동안 단일-화학 시스템에서 개시된 바와 유사한 문제점이 발생할 수 있다. 자료 저장 전에, 매체는 각 성분의 중량 분획과 그들의 개별적인 굴절 지수에 근거한 균일한 굴절 지수를 갖는다. 광활성 단량체(또는 다량체)를 중합시키면 결합제와는 다른 굴절 지수를 갖는 중합체가 형성된다. 광활성 단량체 분자는 중합 영역으로 확산되는 반면, 결합제 물질은 중합물로 침전되지 않기 때문에 외부로 확산된다. 단량체로부터 형성된 광중합체와 결합제의 공간적 분리로 인해 홀로그램을 형성하는데 필요한 굴절 지수 조절이 제공된다. 이들 2원-화학 시스템을 이용하여 더 좋은 결과가 수득되지만, 결합제 중합체의 전구체와 광활성 단량체 사이의 반응 가능성이 존재한다. 이런 반응은 결합제와 중합가능한 광활성 단량체 사이의 굴절 지수 컨트라스트를 감소시킬 것이고, 이에 의해 임의의 저장된 홀로그램 에 영향을 미칠 것이다. 또한 자료 기록동안 광활성 단량체의 중합에 의해 야기된 수축으로 인한 치수 변화에 의해 2원-화학 시스템 또한 문제가 있을 수 있다.
따라서, 홀로그램 자료 저장 매체로서 적합한 개선된 중합체 시스템에 대한 필요가 여전히 존재한다. 매체에 안정성과 형태를 제공하는 결합제 경화 단계가 자료 저장에 이용가능한 광활성 물질의 양을 감소시키지 않는다면 유리할 것이다. 경화 단계가 매체 시료사이에 일정한 수준의 결합제 중합을 생성하고, 결합제와 광활성 물질사이의 반응 가능성이 감소되고, 자료 기록 동안 치수 변화가 없다면 더욱 이로울 것이다.
발명의 요약
본원은 홀로그램 저장 매체, 저장 매체를 제조하는 방법, 홀로그램 저장 매체에 자료를 저장하는 방법 및 광학 저장 판독 방법에 관한 것이다. 한 양태에서, 조성물로부터 형성된 홀로그램 저장 매체는 가열 가교결합된 폴리실록산 결합제, 광활성 물질 및 광-개시제를 포함하고, 여기서, 광활성 물질은 가열 경화 과정 전과 후에 대략 동일하게 유지되는 농도를 가져 가열 가교결합된 폴리실록산 결합제를 형성한다.
홀로그램 저장 매체를 제조하는 방법은 가열 중합성 실록산 결합제 물질, 광활성 물질 및 광-개시제를 포함하는 혼합물을 형성하는 단계; 가열 중합성 실록산 결합제 물질이 경화되도록 혼합물을 가열시키되, 여기서 광활성 물질이 혼합물의 가열 전과 후에 대략 동일하게 유지되는 농도를 갖는 단계; 및 광-개시제를 활성화 시키고, 광활성 물질의 적어도 일부를 중합시키는데 효과적인 파장에서 정보를 갖는 광 패턴을 이용하여 매체에 자료를 기록하는 단계를 포함한다.
홀로그램 저장 매체에 자료를 저장하는 방법은, 가열 경화된 폴리실록산 결합제, 광활성 물질(이는 가열 경화 과정 전과 후에 대략 동일하게 유지되는 농도를 가져 가열 가교결합된 폴리실록산 결합제를 형성한다) 및 광-개시제를 포함하는 홀로그램 저장 매체를 형성하는 단계; 및 자료를 함유하는 신호 광선과 기준 광선 둘 모두를 이용하여 홀로그램 저장 매체를 조명하여, 홀로그램 저장 매체에 간섭 패턴을 형성하되, 여기서, 광 개시제가 신호 광선과 기준 광선에 반응하여 광활성 물질의 적어도 일부의 중합을 개시하는 단계를 포함한다.
광학 판독 방법은 가열 경화된 폴리실록산 결합제, 광활성 물질(이는 가열 경화 과정 전과 후에 대략 동일하게 유지되는 농도를 가져 가열 가교결합된 폴리실록산 결합제를 형성한다) 및 광-개시제를 포함하는 홀로그램 저장 매체를 형성하는 단계; 홀로그램 저장 매체에 자료를 함유하는 신호 광선과 기준 광선 둘 모두를 조명하여 홀로그램 저장 매체 내에 간섭 패턴을 형성하되, 여기서, 광 개시제가 광활성 물질의 적어도 일부의 중합을 개시하여 홀로그램 저장 매체에 홀로그램을 형성하는 단계; 및 홀로그램 저장 매체에 홀로그램으로부터 회절되는 빛에 함유된 자료를 판독하기에 효과적인 판독 광선을 조명하는 단계를 포함한다.
상기 개시된 특징과 다른 특징은 하기 도면 및 상세한 설명에 의해 예시된다.
이후의 도면은 예시적인 양태이며 유사한 요소는 유사한 번호로 표기된다.
도 1A는 자료를 기록하기 위한 홀로그램 저장 장치의 도식도이고, 도 1B는 저장된 자료를 판독하기 위한 홀로그램 저장 장치의 도식도이다.
도 2A는 평면 파장 홀로그램을 기록하기 위한 회절 효율 특징화 장치의 도식도이고, 도 2B는 회절된 빛을 측정하기 위한 회절 효율 특징화 장치의 도식도이다.
도 3은 홀로그램 평면 파장 특징화 장치의 도식도이다.
본원은 홀로그램 자료 저장과 복구에 이용하기 위한 광학 자료 저장 매체에 관한 것이다. 또한 본원은 홀로그램 저장 매체의 제조, 자료 저장 및 자료 복구에 관한 방법에 관한 것이다. 종래의 기술과는 달리, 본원에 개시된 홀로그램 저장 매체 및 방법은 일반적으로 가열 가교결합된 결합제 물질과 광활성 물질을 포함하는 2원 화학 시스템에 근거한다. 유리하게는, 결합제 물질을 가열 가교결합함으로써, 종래의 최고 UV 경화 공정에 비해 보다 효율적인 결합제의 가교결합이 달성된다. 이 때문에, 결합제 물질의 중합은 가열 경화에 의해 보다 쉽게 제어될 수 있어 매체 시료 사이의 중합 수준이 일정하게 된다. 더욱이 2개의 개별적인 화학 과정(즉, 경합제를 경화시키는 가열 가교결합, 및 광활성 물질의 광활성화)을 이용함으로써, 광활성 물질은 매체 형성(즉, 결합제 경화) 동안 소비되는 대신 자료 저장을 위해 보존된다. 더욱이, 결합제 물질의 중합은 가열 경화 방법에 의해 보다 쉽게 제어될 수 있어 매체 시료들 사이에 일정하고 재현가능한 중합 수준을 생성한다. 결과적으로, 결합제와 광활성 물질 농도에 제어가능하고, 예측가능한 엄격성을 이용하여 본원에 개시된 매체는 종래 기술에 비해 상당한 이점을 제공한다. 예를 들면, 종래 기술의 UV 경화 공정에 비해 조절이 상당히 개선된다.
한 양태에서, 홀로그램 저장 매체는, 자료 저장 전과 가열 경화 단계 후에, 가열 경화된 폴리실록산 결합제, 광활성 물질 및 광-개시제를 포함한다. 가열 경화된 폴리실록산 결합제는 알케닐 및 하이드라이드 작용기를 갖는 실리콘 단량체 및/또는 다량체로부터 형성된다. 다르게는, 홀로그램 저장 매체는, 자료 저장 전과, 가열 경화 단계 후에, 선택적으로 감광제 및/또는 결합제 촉매를 포함할 수 있다. 가열 경화 단계 후에, 가열 중합성 실록산 결합제 물질은 가교결합되고/되거나, 광활성 물질은 전혀 또는 본질적으로 전혀, 가교결합되지 않는다. 즉, 광활성 물질의 농도는 가열 경화 단계 전과 후에 본질적으로 변화되지 않는다. 이런 방식으로 결합제 물질의 UV 경화에 비해 더 큰 조절이 달성될 수 있다.
한 양태에서, 가열 중합성 실록산 결합제 물질의 전부, 또는 실질적으로 전부가 가열 경화 단계동안 가교결합된다. 안정적으로 가열 경화된 결합제를 생성하기 위한 알케닐에 대한 하이드라이드 비는 편리하게는 0.5 내지 3의 범위, 바람직하게는 0.5 내지 2의 범위, 가장 바람직하게는 1.0 내지 1.75의 범위이다.
한 양태에서, 결합제를 형성하는데 사용될 수 있는 알케닐 작용기를 갖는 실리콘 단량체 및/또는 다량체는 하기 화학식 I의 알케닐 실록산이다:
Figure 112006092689262-PCT00001
상기 식에서,
R1, R2 및 R3는 각각 독립적으로 수소 또는 1가 탄화수소 라디칼을 포함하고,
X는 2가 탄화수소 라디칼이고,
a는 0 내지 8의 정수(이를 포함한다)이다.
본원에서 사용되는 용어 "1가 탄화수소 라디칼" 및 "2가 탄화수소 라디칼"은 직쇄 알킬, 분지쇄 알킬, 아르알킬, 사이클로알킬 및 바이사이클로알킬 라디칼을 의미하고자 한다.
실리콘 하이드라이드 단량체 및/또는 다량체는 하나 이상의 규소 원소에 직접 결합된 수소를 갖는 하이드로실록산이고, 따라서, 하나 이상의 반응성 Si-H 작용기를 함유한다.
저장 매체에서, 자료 저장 전과 가열 경화 단계 후에, 광활성 물질은 빛에 노출됨으로써 선택적으로 광중합되어 광중합체 영역과 경화된 폴리실록산 결합제 영역이 물리적으로 분리된다. 경화된 폴리실록산 결합제 영역과 광중합체 영역 사이의 굴절 지수 차에 의해 야기되는 비균질한 영역이 존재하고, 여기에 자료가 저장될 수 있다. 따라서, 광활성 물질의 적어도 일부의 중합은 홀로그램 저장 매체 내에 광학 판독 자료를 제공한다. 비균질 영역에 저장된 정보는 단일 광선을 비균 질 영역을 통해 조사함으로써 재구성될 수 있다.
가열 경화된 폴리실록산 결합제는 바람직하게는 충분한 광학 품질(예를 들면 낮은 확산, 낮은 복굴절 및 대상 파장에서 무시할 수 있을 정도의 손실)을 가져 홀로그램 저장 물질의 자료가 판독될 수 있게 한다. 또한, 경화된 폴리실록산 결합제는 바람직하게는 광활성 물질의 중합을 억제하지 않는다. 또한, 경화된 폴리실록산 결합제는 바람직하게는 가공 변수와 후속적인 저장 조건을 견딜 수 있다.
가열 경화된 폴리실록산 결합제는 약 -130℃ 내지 약 150℃ 또는 그 이상의 유리 전이 온도를 가질 수 있다. 또한, 비교적 낮은 수준의 광 산란을 나타내는 홀로그램 매체를 제공하기 위해, 경화된 폴리실록산 결합제 및 광활성 물질, 및 또는 임의의 다른 성분은 유리하게는 혼화성이다. 중합체의 블렌드가 홀로그램 형성에 사용되는 파장을 이용한 90° 광 산란 실험에서 약 7x10-3cm-1 미만의 레일리 비(R 90°)을 특징으로 하는 경우, 중합체는 혼화성인 것으로 간주된다. 레일리 비는 잘 공지된 성질이고, 매체에 단위 강도의 비편광된 빛을 조명하였을 때 방위 θ(입체 호도법에 따른)에서 단위 체적에 의해 산란되는 에너지로서 정의된다. 레일리 비는 공지된 레일리 비를 갖는 기준 물질의 에너지 산란과 비교하여 수득될 수 있다. 결합제 물질과 다른 성분, 예를 들면 광활성 물질과의 혼화성은 결합제 물질에 이런 다른 성분을 닮은 기(예를 들면 광활성 물질의 작용기)를 부가하거나, 이런 다른 성분과 바람직한 엔탈피 상호작용을 나타낼 수 있는 기, 예를 들면 수소 결합을 결합제 물질에 부가함으로써 증가될 수 있다. 개별적인 성분들의 전반적인 혼화성을 증가시키기 위해 물질의 다양한 성분을 개질시킬 수 있다.
폴리실록산 공중합체를 포함할 수 있는 가열 경화된 폴리실록산 결합제는 단량체, 다량체 또는 전술된 물질들의 하나 이상을 포함하는 조합을 포함하는 가열 경화된 실록산 물질로 형성될 수 있고, 여기서, 단량체 및/또는 다량체는 상기 논의된 바와 같은 알케닐 및 하이드라이드 작용기를 포함한다. 예를 들면 경화된 폴리실록산 결합제의 물리적, 광학 및 화학적 성질은 모두 예를 들면 동력학 범위, 기록 민감성, 영상 충실성, 광 산란 수준 및 자료 수명을 포함하는, 기록 매체의 최적 성능을 위해 가공될 수 있다. 적합한 폴리실록산은 폴리 (메틸 메틸 실록산); 폴리(메틸 페닐 실록산), 이의 다량체, 예를 들면 1,3,5-트라이메틸-1,1,3,5,5-펜타페닐트라이실록산; 및 폴리(아크릴옥시프로필)메틸 실록산, 및 전술된 폴리실록산중 하나 이상을 포함하는 조합을 포함하지만, 이로 한정되지는 않는다. 다른 적합한 실록산은 이의 개시의 측면에서 당 분야의 숙련자들에게 명확할 것이다. 알케닐 및 하이드라이드 작용기를 갖는 상업적으로 이용가능한 단량체 및/또는 다량체를 젤레스트, 인코포레이티드(Gelest, Inc.)로부터 수득할 수 있다.
선택적인 결합제 촉매를 이용하여 가열 경화성 실록산 물질의 가열 경화를 개시하거나 촉진시킬 수 있다. 결합제 촉매는 알콜, 자일렌, 다이비닐실록산 또는 환상 비닐실록산과 같은 담체중의 균질 촉매, 예를 들면 금속-착체 화합물일 수 있다. 구체적인 금속-착체 화합물은 백금 다이비닐테트라메틸 다이실록산, 백금 카보닐 사이클로비닐메틸 실록산, 백금 사이클로비닐메틸 실록산, 백금 옥탄알데하이드, 티탄 다이-n-부톡사이드(비스-2,4-펜탄다이오네이트), 티탄 다이-아이소프로폭 사이드(비스-2,4-펜탄다이오네이트), 티탄 다이아이소프로폭사이드 비스(에틸아세토아세테이트), 티탄 2-에틸헥속사이드 테트라옥틸티타네이트 등을 포함하지만, 이로 한정되지는 않는다. 이용될 수 있는 다른 결합제 촉매는 염화백금산(이는 또한, "스페이어(Speier) 촉매"로 언급된다)이다. 다른 촉매는 라디칼 수소화실릴화 촉매, 예를 들면 트라이부틸주석 하이드라이드, 벤조일 퍼옥사이드 및 루퍼솔(Lupersol) 101(이는 아토피나 케미칼스(Atofina Chemicals)에서 시판되며 2,5-비스(tert-부틸퍼옥시)-2,5-다이메틸 헥산의 상표명이다)을 포함하지만, 이로 한정되지는 않는다.
광활성 물질은 광-개시 중합되어 결합제와는 다른 굴절 지수를 갖는 중합체를 형성할 수 있는 단량체, 다량체, 또는 전술될 물질들중 하나를 포함하는 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면 양이온 중합성 시스템, 예를 들면 비닐 에터, 알케닐 에터, 알렌 에터, 케텐 아세탈 및 에폭사이드가 본 발명에서 사용하기 적합하다. 다른 적합한 광활성 물질은 유리 라디칼 반응에 의해 중합되는 것들, 예를 들면 에틸렌 불포화도를 함유하는 분자, 예를 들면 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 아크릴아미드, 메타크릴아미드, 스티렌, 치환된 스티렌, 비닐 나프탈렌, 치환된 비닐 나프탈렌 및 다른 비닐 유도체를 포함한다. 유리 라디칼 공중합성 쌍 시스템, 예를 들면 말리에이트와 혼합된 비닐 에터, 올레핀과 혼합된 티올 등이 또한 적합하다.
적합한 에폭사이드 물질은 사이클로헥센 옥사이드; 사이클로펜텐 옥사이드; 4-비닐사이클로헥센 옥사이드; 4-비닐사이클로헥센 옥사이드로부터 제조될 수 있는 실릴에틸 유도체와 같은 유도체; 4-알콕시메틸사이클로헥센 옥사이드; 4-하이드록시메틸사이클로헥센으로부터 제조될 수 있는 아실옥시메틸사이클로헥센 옥사이드; 다작용성 에폭사이드, 예를 들면 3,4-에폭시사이클로헥실메틸-3,4-에폭시사이클로헥산카복실레이트; 1,3-비스(2-(3,4-에폭시사이클로헥실)에틸)-1,1,3,3-테트라메틸다이실록산; 2-에폭시-1,2,3,4-테트라하이드로나프탈렌; 및 전술된 에폭사이드 물질중 하나 이상을 포함하는 조합을 포함하지만, 이로 한정되지는 않는다. 적합한 상업적으로 이용가능한 에폭사이드는 폴리세트 인코포레이티드(Polyset Inc.)에서 상표명 PC-1000으로 시판하는 비스-에폭시 단량체이다.
다른 적합한 에폭사이드 물질은 하나 이상의 사이클로헥센 옥사이드 기가 Si--O--Si 기에 결합된 것들이다. 이런 물질의 예는 하기 화학식 II의 화합물들을 포함한다:
Figure 112006092689262-PCT00002
상기 식에서,
R4는 각각 독립적으로 약 6개 이하의 탄소 원소를 함유하는 알킬 기이다.
광활성 에폭사이드 물질로서 다양한 트라이-, 테트라- 및 그 이상의 폴리에폭시실록산을 사용할 수 있다. 이런 폴리에폭시실록산의 한 군은 하기 화학식 III 의 환상 화합물이다:
Figure 112006092689262-PCT00003
상기 식에서,
R5는 각각 독립적으로 1가의 치환되거나 비치환된 C1-12 알킬, C1-12 사이클로알킬, 아르알킬 또는 아릴 기이고,
R6은 각각 독립적으로 R5이거나, 또는 2 내지 10개의 탄소 원소를 갖는 1가 에폭시 작용기이고,
단 R5중 3개 이상은 에폭시 작용기이고,
n은 3 내지 10이다.
이 유형의 구체적인 물질은 1,3,5,7-테트라키스(2-(3,4-에폭시사이클로헥실)에틸)-1,3,5,7-테트라메틸 사이클로테트라실록산이다.
다른 적합한 광활성 에폭사이드 물질은 하기 화학식 IV의 것들이다:
R7Si(OSi(R8)2R9)3
상기 식에서,
R7은 OSi(R8)2R9이거나, 또는 1가의 치환되거나 비치환된 C1-12 알킬, C1-12사이클로알킬, 아르알킬 또는 아릴 기이고,
R8은 각각 독립적으로 1가의 치환되거나 비치환된 C1-12 알킬, C1-12 사이클로알킬, 아르알킬 또는 아릴 기이고,
R9는 각각 독립적으로 2 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 1가의 에폭시 작용기이다.
한가지 구체적인 물질은 R7이 메틸 기이거나, OSi(R8)2R9 기이고, R8이 각각 메틸 기이고, R9가 각각 2-(3,4-에폭시사이클로헥실)에틸 기인 것이다.
광활성 에폭사이드 물질의 다른 군은 하기 화학식 V의 것들이다:
(R10)3SiO[SiR11R12O]p[Si(R11)2O]qSi(R10)3
상기 식에서,
R10은 각각 독립적으로 1가의 치환되거나 비치환된 C1-12 알킬, C1-12사이클로알킬 또는 페닐 기이고,
R11은 각각 독립적으로 1가의 치환되거나 비치환된 C1-12 알킬, C1-12 사이클로알킬, 아르알킬 또는 아릴 기이고,
R12는 각각 독립적으로 2 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 1가의 에폭시 작용기이고,
p 및 q는 정수이다.
이 유형의 구체적인 물질은 R10 및 R11이 알킬 기이고, R12가 2-(3,4-에폭시사이클로헥실)에틸 기이고, p 및 q가 대략 동일한 것들이다.
전술된 광활성 물질을 하나 이상 포함하는 조합 또한 사용할 수 있다.
홀로그램 저장 매체는 또한 광활성 물질의 중합을 유도하기 위한 광-개시제를 포함한다. 예를 들면 빛에 노출되는 것에 의한 광활성 물질 단독의 직접 광-유도된 중합은 어려울 수 있고, 특히 저장 매체의 두께가 증가하면 어려울 수 있다. 비교적 낮은 수준의 기록 광에 노출될 경우, 광-개시제는 광활성 물질의 중합을 화학적으로 개시하여 직접 광-유도된 중합 필요성을 회피한다.
한가지 유형의 광-개시제는 일부 파장에서 입사 조사선을 흡수하고, 후속적인 화학적 변형을 통해, 하나 이상의 양성자, 강한 양성자산 또는 루이스산을 방출할 수 있는 광산 발생제 또는 이럴 수 있는 잔기를 함유하는 광산 발생제이다. 광산 발생제가 바람직한 조사에서 낮은 흡수도를 갖는 경우, 선택적으로 증감제를 사용할 수 있다. 증감제는 대상 파장에서 입사 조사선을 흡수하여 (예를 들면, 포스터(Forster) 이동, 전자 이동 또는 화학적 반응을 통해) 에너지를 광산 발생제로 전달하여 광산 발생제의 반응을 유도할 수 있거나, 이럴 수 있는 잔기를 함유한다. 예를 들면 많은 광산 발생제는 UV 광에 반응하는 반면, 가시광선(예를 들면 400 내 지 700nm)은 전형적으로 홀로그램의 기록을 위해 사용된다. 따라서, 이런 가시광선 파장에서 흡수하고 에너지를 광-개시제로 전달할 수 있는 증감제를 사용할 수 있다. 루브렌 및 5,12-비스(페닐에티닐) 나프타센이 가시광선 파장에서 흡수하는 이런 증감제이다.
한 양태에서, 광산 발생제는 증감제 잔기를 가질 수 있거나, 또는 방출된 양성자 또는 산이 증감제로부터 발생할 수 있다. 예를 들면 광산 발생제와 증감제는 공유 결합되어 있을 수 있다. 그러나, 이런 공유 결합된 광산 발생제/증감제는 증감제에 의해 흡수된 조사선에 매우 민감할 것이다. 다른 양태에서는, 광산 발생제 및/또는 증감제는 결합제 및/또는 광활성 물질에 결합될 수 있다. 적합한 광산 발생제의 예는 양이온성 광-개시제, 예를 들면 다이아조늄, 설포늄, 포스포늄 및 요도늄 염을 포함하지만, 이로 한정되지는 않는다. 특히 알콕시페닐 페닐요도늄 염, 예를 들면 p-옥틸옥시페닐 페닐요도늄 헥사플루오로안티모네이트, 다이톨릴요도늄 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, 다이페닐요도늄 테트라키스(펜타플루오로페닐) 보레이트, 톨릴페닐요도늄 테트라키스(펜타플루오로페닐) 보레이트, 큐밀톨릴요도늄 테트라키스(펜타플루오로페닐) 보레이트, 및 전술된 광-개시제중 하나 이상을 포함하는 조합이 바람직할 것이다. 이들 염은 스펙트럼의 주로 UV 부분에서 흡수하고, 따라서, 일반적으로 민감화되어 스펙트럼의 가시광선 부분의 이용을 가능하게 한다. 가능한 양이온성 광-개시제의 예는 (η6-2,4-사이클로펜타다이엔-1-일)(η6-아이소프로필벤젠)-철(II) 헥사플루오로포스페이트이고, 이는 이르가큐어(Irgacure) 261로서 시바(Ciba)에서 시판하며, 단독으로 또는 전술된 임의의 광- 개지세와 조합되어 이용될 수 있다. 다른 적합한 광-개시제는 비스(에타5-2,4-사이클로펜타다이엔-1-일)비스[-2,6-다이플루오로-3-1H-피롤-1-일페닐]티탄으로 시바에서 이르가큐어 784로서 시판한다.
증감제의 부재하에, 요도늄 염은 전형적으로 약 300nm 미만의 먼 UV에서의 조사선에 민감하고, 일정 수준의 성능을 갖는 경우, UV 레이저가 가시광선 레이저에 비해 실질적으로 보다 고가이기 때문에, 먼 UV 조사선을 이용하는 것은 홀로그램의 제조에 불편하다. 그러나, 다양한 증감제를 첨가함으로써, 증감제의 부재 하에서는 요도늄 염이 실질적으로 민감하지 않은 다양한 파장의 조사선에 요도늄 염이 민감해지도록 만들어질 수 있다. 특히, 요도늄 염은 일부 방향족 탄화수소를 이용한 증감제를 이용한 가시광선 조사선에 민감할 수 있고, 이 유형의 구체적인 증감제는 5,12-비스(페닐에티닐)나프타센이다. 이 증감제는 요도늄 염이 아르곤 이온 레이저에서 나오는 514nm 조사선과 주파수 배가된 YAG 레이저에서 나오는 532nm 조사선에 민감해지게 하며, 이들 레이저는 둘 모두 홀로그램 제조에 적합한 공급원이다.
광활성 단량체가 산 촉매화에 의해 중합되지 않는 경우, 다양한 다른 유형의 광-개시제가 당 분야의 숙련자들에게 공지되어 있고, 상업적으로 시판되는 것들은 중합에 적합하다. 증감제 필요성을 피하기 위해서, 스펙트럼의 가시광선 부분의 광, 특히 시판되는 레이저 공급원에서 이용가능한 파장, 예를 들면 Ar+의 경우 청색선과 녹색선(458, 488, 514nm), He--Cd 레이저(442nm), 주파수 배가된 YAG 레이저 의 녹색 선(532nm), He-Ne의 적색 선(633nm) 및 Kr+ 레이저의 적색선(647 및 676nm)에 민감한 광-개시제를 이용할 수 있다. 예를 들면 시바에서 CGI-784로서 시판하는 비스(η5-2,4-사이클로펜타다이엔-1-일)비스[2,6-다이플루오로-3-(1H-피롤-1-일)페닐]티탄을 이용할 수 있다. 다른 가능한 유리 라디칼 광-개시제(이는 보조-개시제를 필요로 한다)는 스펙트라 그룹 리미티드(Spectra Group Limited)에서 H-Nu 470으로 시판되는 5,7-다이요도-3-부톡시-6-플루오론이다.
홀로그램 저장 매체중의 광-개시제, 폴리실록산 결합제, 광활성 물질 및 선택적인 결합제 촉매 및/또는 증감제의 비율은 다소 광범위하게 다양할 수 있지만, 구체적인 성분의 최적의 비율 및 사용 방법은 과도한 실험없이 당분야의 숙련된 이들에게 경험적으로 쉽게 측정될 수 있다. 그러나, 일반적으로, 홀로그램 저장 매체는 약 1 내지 약 10중량%의 광-개시제, 약 10 내지 약 89중량%의 폴리실록산 결합제, 및 약 10 내지 약 89중량%의 광활성 물질을 포함하고, 여기서 중량%는 총 매체 조성물에 근거한다. 선택적으로, 홀로그램 저장 매체는 약 0.01 내지 약 2중량%의 결합제 촉매 및 약 0.1 내지 약 10중량%의 증감제를 추가로 포함할 수 있다.
홀로그램 저장 매체는 홀로그램 기록 및 판독이 일어날 수 있도록 혼합물(즉, 가열 경화성 실록산 결합제 물질, 광활성 물질, 광-개시제 및 선택적으로 결합제 촉매 및/또는 증감제)을 적절하게 지지함으로써 형성될 수 있다. 저장 매체의 가공은 예를 들면 혼합물을 함유하도록 개스킷을 이용하여 혼합물을 2개의 플레이트 사이에 퇴적시키는 단계를 포함할 수 있다. 플레이트는 유리일 수 있지만, 자료를 기록하는데 이용되는 조사선에 투과성인 다른 물질, 예를 들면 폴리카보네이트 또는 폴리(메틸 메타크릴레이트)와 같은 플라스틱을 사용할 수 있다. 이격자를 플레이트 사이에 위치시켜 홀로그램 저장 매체에 바람직한 두께를 유지시킬 수 있다. 홀로그램 저장 매체는 또한 다른 방식으로 지지될 수 있다. 예를 들면 결합제가 경화되기 전에 혼합물을 지지체, 예를 들면 비코르(Vycor)와 같은 나노-공극 유리 물질의 공극에 배치할 수 있다. 지지체들 사이에 배치된 저장 물질의 층과 함께 층을 형성한 매체, 즉, 여러 지지체, 예를 들면 유리를 함유하는 매체를 사용할 수 있다.
결합제 경화 단계는 혼합물, 및 임의의 지지체를 가열하여 결합제 물질을 가열 경화시키는 단계를 포함한다. 결합제 가열 경화 단계는 약 25℃ 내지 약 100℃의 온도에서 일어날 수 있다. 결합제 경화 단계 후에, 홀로그램 저장 매체를 홀로그램 자료 저장에 대해 당 분야의 숙련자들에게 공지된 공정에 가할 수 있다. 즉 광활성 물질의 일부를 적합한 광원에 노출시킨다. (CD 및 DVD 유형 시스템에서 사용되는 표면 저장과는 달리) 홀로그램 자료 저장은 저장 물질의 전체 부피를 이용하여 자료 밀도를 최대화시킬 수 있는 여러 기법중 하나이다. 홀로그램 저장 방법에서, 자료를 이용하여 광학 간섭 패턴을 생성하고, 이는 후속적으로 홀로그램 저장 매체에 저장된다.
본 명세서의 홀로그램 저장 매체의 제조에 적합한 홀로그램 자료 저장 방법의 예는 도 1A에 개시되어 있다. 이 배열에서, 레이저(10)로부터의 아웃풋이 광선 분할기(20)에 의해 2개의 동일한 광선으로 분할된다. 하나의 광선인 신호 광 선(40)은 공간 광 조절기(SLM) 또는 변형가능한 거울 장치(DMD)(30)의 형태상으로 입사하고, 이들 장치는 자료가 신호 광선(40)으로 저장되게 한다. 이 장치는 인풋 전기 신호에 근거하여 광을 차단하거나 전달할 수 있는 다수의 픽셀로 구성된다. 각각의 픽셀은 저장되는 자료의 비트 또는 비트의 일부(1비트는 SLM 또는 DMD(30)의 픽셀 하나 이상을 소비할 수 있다)를 나타낸다. 그런 다음 SLM 또는 DMD(30)의 아웃풋은 저장 매체(60)로 입사한다. 제 2의 광선, 기준 광선(50)은 최소한으로 변형되면서 제 1 거울(70)의 반사에 의해 항상 저장 매체(60)로 전달된다. 2개의 광선은 저장 매체(60)의 동일 영역상에 서로 다른 각도로 같이 입사된다. 전체적인 결과는 2개의 광선이 저장 매체(60)의 교차점에서 간섭 패턴을 생성한다는 것이다. 간섭 패턴은, SLM 또는 DMD(30)이 신호 광선(40)에 전달하는 정보의 독특한 함수이다. 광활성 단량체의 적어도 일부는 중합되고, 이는 레이저 광에 노출된 영역의 굴절 지수를 변화시키고, 간섭 패턴을 고정시키고, 저장 매체(60)에 회절 격자를 효과적으로 생성시킨다.
도 1B에 도시된 바와 같은 자료 판독의 경우, 셔터(80)를 이용하여 신호 광선(40)을 차단함으로써 저장 매체(60)에 생성된 회절 격자 또는 패턴을 신호 광선(40)의 부재 하에 기준 광선(50)에 노출시키고, 자료를 재생된 신호 광선(90)으로 재구축한다.
물질의 특성을 시험하기 위해서, 회절 효율 측정을 이용할 수 있다. 이들 측정에 적합한 시스템이 도 2A에 도시되어 있다. 이 장치는 홀로그램 저장 장치와 매우 유사하지만, SLM이나 DMD가 없고 대신 제 2 거울(100)이 있다. 레이저(10)는 2개의 광선(110) 및 (120)으로 분할되고, 이는 나중에 저장 매체(60)에서 간섭되어 평면 파장 회절 격자를 생성한다. 도 2B에 도시된 바와 같이, 그런 다음 광선중 하나는 꺼지거나 셔터(80)에 의해 차단되어, 저장 매체(60)에서 회절 격자에 의해 회절된 광의 양을 측정한다. 회절 효율은 저장 매체(60)에 입사된 총 힘의 양에 대한 회절된 광선(130)의 힘으로 측정된다. 보다 정확하게 측정하려면, 표면에서의 반사 및/또는 부피내에서의 흡수에 의해 생성된 저장 매체(60)에서의 손실 양을 또한 고려할 수 있다.
다르게는 홀로그램 평면 파장 특징 시스템을 이용하여, 매체, 특히 멀티플렉스 홀로그램의 특징을 시험할 수 있다. 이런 시험은 주어진 시료에 M/#를 제공하고, 이는 매체에 저장된 멀티플렉스 홀로그램의 최대 수 및 효율에 의해 측정된 바와 같은 시료의 정보 저장능 또는 궁극 동력학 범위를 특징짓는데 사용될 수 있는 척도이다. 이들 측정에 적합한 시스템이 도 3에 도시되어 있다. 이 장치에서 제 1 레이저(10)에서 나오는 아웃풋은 판독/기록 제어를 위한 제 1 셔터(140), 제 1 반-파장 플레이트의 조합(150) 및 힘 조절을 위한 제 1 편광 분할기(160)를 통과한다. 그런 다음 광은 제 1 2-렌즈 망원경(170)을 통과하여 광선 크기가 조절되고 제 1 거울(180), 그런 다음 제 2 거울(190)에서 반사되어 광선이 측정 영역으로 전달된다. 그런 다음 광은 제 2의 절반-파장 플레이트(200) 및 제 2 편광 분할기(210)를 통과하여 광을 둘로 분할하고, 2개의 광선의 각각의 힘이 조절된다. 광선 분할기(210)에서 반사된 광선은 제 2 셔터(220)(이는 제 1 광선에서 힘의 독립적인 온/오프 조절을 가능하게 한다)를 통과한다. 그런 다음 제 1 광선은 제 3 거 울(230)에서 반사되어 회전 스테이션(240)상에 탑재된 매체(60)로 입사된다. 매체(60)를 통해 전달된 제 1 광선에서 나온 빛은 제 1 검출기(250)로 수집된다. 제 2 광선은 제 3 절반-파장 플레이트(260)를 통과하여 그의 편광을 제 1 광선과 동일한 방향으로 회전시키고, 그런 다음 제 3 셔터(225)를 통과하여 제 2 광선의 온/오프 조절을 제공한다. 그런 다음 제 2 광선은 제 4 거울(235)에서 반사되고, 매체(60)로 입사된다. 노출되는 동안 시료에서의 동일 반응계 동력학 변화를 측정하기 위해, 제 2 레이저(270)를 제 2의 2-렌즈 망원경(175)을 통과시키고, 제 5 거울(185), 그런 다음 제 2 거울(195)에서 반사되고, 제 1 및 제 2 광선과 동일한 위치에서 매체(60)에 같이 입사된다. 그런 다음 회절된 광선을 제 2 검출기(255)에서 수집한다.
레이저에서 나온 한 파장의 빛을 이용하여 자료를 홀로그램 저장 매체에 기록하고, 동일하거나 상이한 파장의 빛을 이용하여 자료를 판독하는 방법에 홀로그램 저장 매체를 이용할 수 있다. 본 발명의 홀로그램 저장 매체의 경우, 광활성 물질의 선택적 광중합을 유도하는 기록 레이저 파장을 이용하여 굴절 지수 변화를 생성한다. 따라서, 자료를 기록하는데 이용되는 파장은 사용되는 특정 광활성 물질의 함수이다.
일단 모든 자료가 홀로그램 저장 매체에 기록되면, 더 크고 넓은 면적의 저장 매체를 나머지 비반응된 광-개시제와 반응한 후 임의의 나머지 비중합된 광활성 물질을 중합시키기에 적합한 광의 파장에 노출시킬 수 있다. 넓은 면적이란 저장된 홀로그램의 크기보다 더 클 수 있고 전체 저장 매체의 크기까지일 수 있다. 이 광경화 단계는 저장 매체의 성분의 이동을 최소화시킬 수 있다. 따라서, 방법은 홀로그램보다 더 큰 면적을 갖는 저장 매체의 적어도 일부를 임의의 비반응된 광-개시제와 반응하고 임의의 비중합된 광활성 물질을 중합시키기에 충분한 빛의 파장에 노출시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
당 분야의 숙련자들이 인식하는 바와 같이, 서로 다른 분자는 매우 상이한 흡수 프로파일(더 넓거나 더 좁거나 등)을 가질 것이다. 따라서, 본 발명의 홀로그램 저장 매체를 기록하고 판독하는데 이용되는 파장은 광원, 광-개시제 및 특정한 광활성 물질에 의존할 것이다. 홀로그램 저장 매체에 자료를 기록하기에 적합한 파장은 다양할 수 있고, 약 375nm 내지 약 830nm일 수 있다. 다른 양태에서는, 자료를 기록하기 위한 파장은 약 400nm 내지 약 550nm이다. 판독 파장은 기록 파장과 동일하거나 상이할 수 있다. 한 양태에서, 판독 파장과 기록 파장은 동일하다.
일부 양태에서, 판독 파장과 기록 파장은 약 375nm 내지 약 830nm일 수 있다. 다른 양태에서, 기록하는데 이용되는 광의 파장은 약 400nm 내지 약 550nm일 수 있고, 판독 파장은 약 600nm 내지 약 700nm일 수 있다. 또다른 양태에서, 532nm의 광의 파장을 기록에 이용할 수 있고, 633nm나 650nm중 하나의 파장의 광을 판독에 이용할 수 있다. 다르게는 판독 파장과 기록 파장은 각각 532nm 및 405nm일 수 있다.
본 발명은 하기의 비-한정적 실시예에 의해 예시된다.
실시예 1
현미경 슬라이드(코닝, Corning), 50mmx75mmx1mm를 지지체로서 이용하였다. 매체 두께를 유지하고 제어하는데 이용된 플라스틱 이격자를 0.26mm 나일론 심스톡(맥마스터-카(McMaster-Carr))에서 절단하였다.
10ml의 PC-1000에 10mg의 루브렌(5,12-비스(페닐에티닐)나프타센)을 첨가함으로써 증감제의 저장 용액을 제조하였다. 혼합한 후에, 용액을 24시간동안 어두운 곳에서 저장하고 유리 울을 통해 여과하였다. 여과된 저장 용액을 필요할 때까지 호일로 감싼 바이얼에서 어두운 곳에서 저장하였다.
1방울의 백금 1,3-다이비닐테트라메틸 다이실록산(자일렌중)을 4ml의 폴리메틸페닐실록산에 첨가함으로써, 매체 제조전에 백금 촉매 용액을 제조하였다.
2ml의 저장용 증감제 용액, 0.5ml의 폴리-메틸페닐 실록산, 0.5ml의 백금 촉매 용액, 4방울의 다이메틸하이드로실록산:메틸페닐실록산 공중합체 및 2방울의 UV-9380C 광-산 생성제(제너럴 일렉트릭 실리콘스, General Electric Silicones)를 함유하는 혼합물을 호일로 감싼 유리 바이얼중에서 20분동안 기계적으로 혼합하였다. 이 혼합물 약 0.25ml를 플라스틱 이격자를 이용하여 두께를 유지시킨 현미경 슬라이드 사이에 삽입하였다. 매체 시료를 한쪽 면당 2분씩 약 70℃에서 고온 플레이트 상에서 가열 경화하였다. 가열 경화동안 시료를 호일 시트로 덮어서 빛에 노출되는 것을 방지하였다.
최대 회절 효율을 도 2A 및 2B와 관련하여 도시되고 개시된 바와 같은 홀로 그램 시험 상을 이용하여 측정하였다. 최대 회절 효율은 39%였다.
가열 경화된 폴리실록산 결합제, 광활성 에폭사이드 단량체, 광-개시제, 증감제 및 결합제 촉매를 포함하는 홀로그램 자료 저장 매체를 개시하였다. 이 시스템의 이점은 2개의 구별된 화학 반응을 이용함으로써, 광활성 물질이 결합제 경화동안 소비되는 대신 보존되고, 이는 광이 아닌 열을 이용하여 용이하게 제어되어 결과적으로 매체 시료사이에 일정한 중합 수준을 생성하였다는 점에 있다.
본원에서 사용되는 용어 "제 1", "제 2" 등은 임의의 순서나 중요도를 나타내는 것이 아니라, 한 요소를 다른 요소로부터 식별하기 위해 사용되는 것이며, 단수형은 양을 한정하는 것이 아니라, 언급된 항목중 하나 이상의 존재를 나타내는 것이다. 또한, 동일한 물성을 언급하는 모든 범위는 언급된 끝점의 값을 포함하고, 독립적으로 조합될 수 있다.
본 발명이 예시적인 양태를 언급하여 설명되어 있지만, 당 분야의 숙련된 이들은 이의 요소를 본 명세서의 범위를 벗어나지 않고서 다양하게 변화시키고 등가물로 치환할 수 있음을 이해할 것이다. 도한, 본 명세서의 필수 범위로부터 벗어나지 않고 본 명세서의 개시 내용에 특정한 상황이나 물질을 적용시키기 위해 많이 개질될 수 있다. 따라서, 본 명세서는 본 발명을 수행하기 위해 예상되는 최상의 양식으로 개시된 특정 양태로 한정하고자 하는 것이 아니라, 첨부된 특허청구범위의 범위에 포함되는 모든 양태를 포함할 것이다.

Claims (31)

  1. 가열 가교결합된 폴리실록산 결합제;
    광활성 물질; 및
    광-개시제를 포함하며,
    광 활성 물질이 가열 경화 전과 후에 대략 동일하게 유지되는 농도를 가져 가열 가교결합된 폴리실록산 결합제를 형성하는, 홀로그램 저장 매체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    광활성 물질의 적어도 일부가 자료 저장 후에 중합되는 홀로그램 저장 매체.
  3. 제 1 항에 있어서,
    가열 가교결합된 폴리실록산 결합제가 폴리(메틸 메틸 실록산); 폴리(메틸 페닐 실록산); 1,3,5-트라이메틸-1,1,3,5,5-펜타페닐트라이실록산; 또는 폴리(아크릴옥시프로필)메틸 실록산인 홀로그램 저장 매체.
  4. 제 1 항에 있어서,
    가열 가교결합된 폴리실록산 결합제가 하나 이상의 가교결합되거나 중합된 실리콘 단량체 및/또는 다량체를 함유하고, 여기서, 하나 이상의 가교결합되거나 중합된 실리콘 단량체 및/또는 다량체는, 가교결합 및/또는 중합 전에, 알케닐 반응성 기 및 하이드라이드 반응성 작용기를 함유하는 홀로그램 저장 매체.
  5. 제 4 항에 있어서,
    알케닐 작용기를 함유하는 하나 이상의 실리콘 단량체 및/또는 다량체가 하기 화학식 I의 화합물을 포함하는 홀로그램 저장 매체:
    화학식 I
    Figure 112006092689262-PCT00004
    상기 식에서,
    R1, R2 및 R3는 각각 독립적으로 수소 또는 1가 탄화수소 라디칼을 포함하고,
    X는 2가 탄화수소 라디칼이고,
    a는 0 내지 8의 정수(이를 포함한다)이다.
  6. 제 1 항에 있어서,
    가열 경화성 실리콘 물질의 가열 경화를 개시하거나 촉진하여 가열 가교결합된 폴리실록산 결합제를 형성하기에 효과적인 양의 결합제 촉매를 추가로 포함하는 홀로그램 저장 매체.
  7. 제 1 항에 있어서,
    광활성 물질이 비닐 에터, 알케닐 에터, 알렌 에터, 케텐 아세탈, 에폭사이드, 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 아크릴아미드, 메타크릴아미드, 스티렌, 치환된 스티렌, 비닐 나프탈렌, 치환된 비닐 나프탈렌, 비닐 유도체, 말리에이트, 티올, 올레핀, 또는 전술된 광활성 물질을 하나 이상 포함하는 조합을 포함하는 홀로그램 저장 매체.
  8. 제 1 항에 있어서,
    광활성 물질이 사이클로헥센 옥사이드; 사이클로펜텐 옥사이드; 4-비닐사이클로헥센 옥사이드; 4-알콕시메틸사이클로헥센 옥사이드; 아실옥시메틸사이클로헥센 옥사이드; 3,4-에폭시사이클로헥실메틸-3,4-에폭시사이클로헥산카복실레이트; 1,3-비스(2-(3,4-에폭시사이클로헥실)에틸)-1,1,3,3-테트라메틸다이실록산; 2-에폭시-1,2,3,4-테트라하이드로나프탈렌; 및 전술된 에폭사이드로부터 제조될 수 있는 유도체; 또는 전술된 에폭사이드중 하나를 포함하는 조합을 포함하는 홀로그램 저장 매체.
  9. 제 1 항에 있어서,
    광활성 물질이 하기 화학식 II의 에폭사이드 화합물들을 포함하는 홀로그램 저장 매체:
    화학식 II
    Figure 112006092689262-PCT00005
    상기 식에서,
    R4는 각각 독립적으로 약 6개 이하의 탄소 원소를 함유하는 알킬 기이다.
  10. 제 1 항에 있어서,
    광활성 물질이 하기 화학식 III의 환상 에폭사이드를 포함하는 홀로그램 저장 매체:
    화학식 III
    Figure 112006092689262-PCT00006
    상기 식에서,
    R5는 각각 독립적으로 1가의 치환되거나 비치환된 C1-12 알킬, C1-12 사이클로알킬, 아르알킬 또는 아릴 기이고,
    R6은 각각 독립적으로 R5이거나, 또는 2 내지 10개의 탄소 원소를 갖는 1가 에폭시 작용기이고,
    단 R5중 3개 이상은 에폭시 작용기이고,
    n은 3 내지 10이다.
  11. 제 1 항에 있어서,
    광활성 물질이 하기 화학식 IV의 환상 에폭사이드 화합물을 포함하는 홀로그램 저장 매체:
    화학식 IV
    R7Si(OSi(R8)2R9)3
    상기 식에서,
    R7은 OSi(R8)2R9 기이거나, 또는 1가의 치환되거나 비치환된 C1-12 알킬, C1-12사이클로알킬, 아르알킬 또는 아릴 기이고,
    R8은 각각 독립적으로 1가의 치환되거나 비치환된 C1-12 알킬, C1-12 사이클로알킬, 아르알킬 또는 아릴 기이고,
    R9는 각각 독립적으로 2 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 1가의 에폭시 작용기이다.
  12. 제 1 항에 있어서,
    광활성 물질이 하기 화학식 V의 환상 에폭사이드 화합물을 포함하는 홀로그램 저장 매체:
    화학식 V
    (R10)3SiO[SiR11R12O]p[Si(R11)2O]qSi(R10)3
    상기 식에서,
    R10은 각각 독립적으로 1가의 치환되거나 비치환된 C1-12 알킬, C1-12사이클로알킬 또는 페닐 기이고,
    R11은 각각 독립적으로 1가의 치환되거나 비치환된 C1-12 알킬, C1-12 사이클로알킬, 아르알킬 또는 아릴 기이고,
    R12는 각각 독립적으로 2 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 1가의 에폭시 작용기이고,
    p 및 q는 정수이다.
  13. 제 1 항에 있어서,
    광-개시제가 p-옥틸옥시페닐 페닐요도늄 헥사플루오로안티모네이트, 다이톨릴요도늄 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, 다이페닐요도늄 테트라키스(펜타플루오로페닐) 보레이트, 테트라키스(펜타플루오로페닐) 보레이트, 큐밀톨릴요도늄 테트 라키스(펜타플루오로페닐) 보레이트, (η6-2,4-사이클로펜타다이엔-1-일)(η6-아이소프로필벤젠)-철(II) 헥사플루오로포스페이트, 비스(η5-2,4-사이클로펜타다이엔-1-일)비스[2,6-다이플루오로-3-(1H-피롤로-1-일)페닐]티탄, 5,7-다이요도-3-부톡시-6-풀루오론, 또는 전술된 광-개시제중 하나 이상을 포함하는 조합을 포함하는 홀로그램 저장 매체.
  14. 제 1 항에 있어서,
    광-개시제를 위한 증감제를 추가로 포함하는 홀로그램 저장 매체.
  15. 가열 중합성 실록산 결합제 물질, 광활성 물질 및 광-개시제를 포함하는 혼합물을 형성하는 단계;
    가열 중합성 실록산 결합제 물질이 경화되도록 혼합물을 가열시키되, 여기서 광활성 물질이 혼합물의 가열 전과 후에 대략 동일하게 유지되는 농도를 갖는 단계; 및
    광-개시제를 활성화시키고, 광활성 물질의 적어도 일부를 중합시키는데 효과적인 파장에서 정보를 갖는 광 패턴을 이용하여 매체에 자료를 기록하는 단계
    를 포함하는 홀로그램 저장 매체를 제조하는 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    혼합물이 결합제 촉매를 추가로 포함하는 방법.
  17. 제 15 항에 있어서,
    혼합물이 광-개시제를 위한 증감제를 추가로 포함하는 방법.
  18. 제 15 항에 있어서,
    약 25℃ 내지 약 100℃의 온도에서 가열을 수행하는 방법.
  19. 제 15 항에 있어서,
    광-개시제를 활성화시키는데 사용되는 빛의 파장이 약 375nm 내지 약 830nm인 방법.
  20. 제 15 항에 있어서,
    광-개시제를 활성화시키는데 효과적인 파장이 홀로그램 저장 매체로부터 자료를 판독하는데 이용되는 광선의 파장과는 다른 방법.
  21. 제 15 항에 있어서,
    광-개시제를 활성화시키는데 효과적인 파장이 홀로그램 저장 매체로부터 자료를 판독하는데 이용되는 광선의 파장과 동일한 방법.
  22. 제 15 항에 있어서,
    홀로그램 저장 매체를 임의의 남아있는 광개시제 및 광활성 물질과 반응하는 파장 에 노출시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  23. 제 15 항에 있어서,
    가열 중합성 폴리실록산 결합제가 하나 이상의 가교결합되거나 중합된 실리콘 단량체 및/또는 다량체를 함유하고, 여기서, 하나 이상의 가교결합되거나 중합된 실리콘 단량체 및/또는 다량체가, 가교결합 및/또는 중합 전에, 알케닐 반응성 작용기 및 하이드라이드 반응성 작용기를 함유하는 방법.
  24. 제 23 항에 있어서,
    알케닐 작용기를 함유하는 하나 이상의 실리콘 단량체 및/또는 다량체가 하기 화학식 I의 화합물을 포함하는 방법:
    화학식 I
    Figure 112006092689262-PCT00007
    상기 식에서,
    R1, R2 및 R3는 각각 독립적으로 수소 또는 1가 탄화수소 라디칼을 포함하고,
    X는 2가 탄화수소 라디칼이고,
    a는 0 내지 8의 정수(이를 포함한다)이다.
  25. 가열 경화된 폴리실록산 결합제, 광활성 물질 및 광-개시제를 포함하는 홀로그램 저장 매체를 형성하되, 여기서, 가열 경화된 폴리실록산 결합제가 하나 이상의 가교결합되거나 중합된 실리콘 단량체 및/또는 다량체를 함유하고, 하나 이상의 가교결합되거나 중합된 실리콘 단량체 및/또는 다량체가, 가교결합 및/또는 중합 전에, 알케닐 반응성 작용기 및 하이드라이드 반응성 작용기를 함유하고, 광활성 물질이 가열 경화 과정 전과 후에 대략 동일하게 유지되는 농도를 가져 가열 가교결합된 폴리실록산 결합제를 형성하는 단계; 및
    자료를 함유하는 신호 광선과 기준 광선 둘 모두를 이용하여 홀로그램 저장 매체를 조명하여, 홀로그램 저장 매체에 간섭 패턴을 형성하되, 여기서, 광 개시제가 신호 광선과 기준 광선에 반응하여 광활성 물질의 적어도 일부의 중합을 개시하는 단계를 포함하는,
    홀로그램 저장 매체에 자료를 저장하는 방법.
  26. 제 25 항에 있어서,
    홀로그램보다 더 큰 면적을 갖는 홀로그램 저장 매체의 적어도 일부를 임의의 비반응된 광-개시제와 반응하고, 임의의 비중합된 광활성 물질을 중합시키기에 충분한 빛의 파장에 노출시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  27. 제 25 항에 있어서,
    광활성 물질의 적어도 일부의 중합에 의해 형성된 홀로그램이 약 10% 이상의 홀로 그램 효율을 갖는 방법.
  28. 제 25 항에 있어서,
    가열 가교결합된 폴리실록산 결합제가 하나 이상의 가교결합되거나 중합된 실리콘 단량체 및/또는 다량체를 함유하고, 여기서, 하나 이상의 가교결합되거나 중합된 실리콘 단량체 및/또는 다량체가, 가교결합 및/또는 중합 전에, 알케닐 반응성 작용기 및 하이드라이드 반응성 작용기를 함유하는 방법.
  29. 제 25 항에 있어서,
    알케닐 작용기를 함유하는 하나 이상의 실리콘 단량체 및/또는 다량체가 하기 화학식 I의 화합물을 포함하는 방법:
    화학식 I
    Figure 112006092689262-PCT00008
    상기 식에서,
    R1, R2 및 R3는 각각 독립적으로 수소 또는 1가 탄화수소 라디칼을 포함하고,
    X는 2가 탄화수소 라디칼이고,
    a는 0 내지 8의 정수(이를 포함한다)이다.
  30. 가열 경화된 폴리실록산 결합제, 광활성 물질 및 광-개시제를 포함하는 홀로그램 저장 매체를 형성하되, 여기서, 가열 경화된 폴리실록산 결합제가 하나 이상의 가교결합되거나 중합된 실리콘 단량체 및/또는 다량체를 함유하고, 하나 이상의 가교결합되거나 중합된 실리콘 단량체 및/또는 다량체가, 가교결합 및/또는 중합 전에, 알케닐 반응성 작용기 및 하이드라이드 반응성 작용기를 함유하고, 광활성 물질이 가열 경화 과정 전과 후에 대략 동일하게 유지되는 농도를 가져 가열 가교결합된 폴리실록산 결합제를 형성하는 단계;
    홀로그램 저장 매체에 자료를 함유하는 신호 광선과 기준 광선 둘 모두를 조명하여 홀로그램 저장 매체 내에 간섭 패턴을 형성하되, 여기서, 광 개시제가 광활성 물질의 적어도 일부의 중합을 개시하여 홀로그램 저장 매체에 홀로그램을 형성하는 단계; 및
    홀로그램 저장 매체에 홀로그램으로부터 회절되는 빛에 함유된 자료를 판독하기에 효과적인 판독 광선을 조명하는 단계
    를 포함하는 광학 판독 방법.
  31. 제 31 항에 있어서,
    신호 광선이 약 375nm 내지 약 830nm의 파장을 갖고, 판독 광선이 약 375nm 내지 약 830nm의 파장을 갖는 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2019117540A1 (ko) * 2017-12-11 2019-06-20 주식회사 엘지화학 포토폴리머 조성물
WO2020067668A1 (ko) * 2018-09-27 2020-04-02 주식회사 엘지화학 홀로그램 매체
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CN115838543A (zh) * 2021-09-18 2023-03-24 杭州光粒科技有限公司 含有机硅成膜剂的光致聚合物组合物及光栅

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