KR20080078694A - 홀로그래픽 데이터의 저장 방법 및 이로부터 유도된 향상된데이터 저장 수명을 갖는 물품 - Google Patents
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Abstract
홀로그래픽 데이터를 저장하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 광화학 활성 염료 및 일중항 산소 발생제를 제공하는 단계, 기판의 체적소 내에서 일부의 광화학 활성 염료를 광생성물로 전환시키기에 충분한 제1 파장 및 세기를 갖는 홀로그래픽 간섭 패턴으로 상기 광학 투과성 기판을 조사하는 단계, 및 조사된 체적소 내에서 상기 홀로그래픽 패턴에 해당하는 광생성물의 농도 변화를 생성시키고, 상기 체적소에 해당하는 광학적으로 재생가능한 데이터를 생성시켜, 광학 투과성 기판을 활성화하여 일중항 산소를 발생시켜 광학적으로 재생가능한 데이터를 안정화하는 단계를 포함한다.
홀로그래픽 데이터, 광화학 활성 염료, 광생성물, 홀로그래픽 간섭 패턴
Description
본 발명은 홀로그래픽 데이터를 저장하는 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이러한 방법으로부터 유도된 홀로그래픽 데이터 저장 매체 및 향상된 데이터 저장 수명을 갖는 물품에 관한 것이다.
광학 데이터 저장 기술은 표면 저장 현상(surface storage phenomena)에 토대 위에서 크게 발달하였다. 모든 표면 기반의 광학 데이터 저장 시스템은, 데이터의 각 비트가 저장 매체 내의 특정 물리적 위치를 점유하고 있다. 따라서, 광학 매체의 데이터 밀도는 기록 지점의 최소 크기라는 물리적 구속에 의해 제한된다. 통상적인 표면 기반의 저장 시스템에 대한 대안적인 접근 방법으로서 체적 저장(volumetric storage) 기법을 들 수 있는데, 이는 저장 매체의 모든 체적을 데이터 용량을 증대시키는데 사용되는 기법이다. 체적 저장을 위해 가장 흔히 사용되는 두 가지 기법으로서 다층 기법과 홀로그래픽 기법이 있다. 다층 접근법은 집속된(focused) 빔들에 민감한 다양한 광학적 현상을 이용하여 데이터가 기록되고 검색된다는 점을 제외하고는 다층 CD/DVD 접근법과 유사하여, 매체 내에서 초 점(focus)의 심도를 변화시킴으로써 다양한 심도에 대한 어드레스를 지정할 수 있다. 이러한 기법은 다층을 제조하고 이들을 조립하는 복잡함을 제거할 수 있을 뿐만 아니라, 층의 갯수에 대한 제한을 없애 광학 시스템의 집속능을 주요한 기능으로 다룰 수 있게 한다.
한편, 홀로그래픽 저장에 있어서, 데이터는 3차원 또는 체적 간섭 패턴을 통해 매체의 체적의 전체에 걸쳐 저장된다. 홀로그래픽 기록 과정에 있어서, 홀로그램은 감광성 매체의 체적 내에 두 개의 빔이 포개짐으로써 기록된다. 두 개의 빔의 포개짐에 의한 간섭 패턴은 홀로그래픽 매체의 굴절률의 변화 또는 변조를 가져올 수 밖에 없으며 이것이 홀로그램으로 알려진 것이다. 매체 내의 이러한 변조는 겹쳐진 빔들의 세기와 상 정보 모두를 기록하는데 도움이 될 수 있다.
공지된 홀로그래픽 데이터 저장 기법들은 페이지 기반(page-based) 홀로그래픽 데이터 저장과 비트 연산(bit-wise) 홀로그래픽 데이터 저장으로 분류될 수 있다. 페이지 기반 홀로그래픽 데이터 저장에서, 데이터는 어느 곳이나 1 내지 1×106 비트 이상을 포함하는 어레이 또는 "페이지" 상에 "평행"하게 기록된다. 디지털로 인코딩된 데이터를 포함하는 시그널 빔(signal beam)은 매체 내에서 레퍼런스 빔(reference beam) 상에서 겹쳐져 간섭 패턴을 유도하고, 이는 결과적으로 굴절률에 있어서 그에 상응하는 변화를 초래하게 된다. 각 비트는 일반적으로 주어진 지점에서 홀로그래픽 저장 매체의 체적에 대해 굴절률 변화를 발생시키는 간섭 패턴의 일부로서 저장되는 것이며, 전체 굴절률 변화의 일정 부분을 소비하는 것으로 생각될 수 있다. 이후 기록된 강도 및 상 데이터는 레퍼런스 빔에 저장 매체를 노출시킴으로써 검색될 수 있을 것이다. 큰 굴절률 변화를 지원할 수 있는 홀로그래픽 저장 매체는 홀로그래픽 매체의 체적 내에서 각(angular), 파장(phase-code), 상-코드 또는 관련된 복합적 기법에 의해 결과적으로 여러 페이지를 저장할 수 있다. 비트 연산 홀로그래픽 기술 또는 마이크로홀로그래픽 데이터 저장에 있어서, 각각의 비트는 마이크로홀로그램 또는 반사 격자로서 기록되고 두 개의 간섭하는 역-전파 집속 빔에 의해 생성된다. 데이터는 재생 빔을 이용하여 검색되어 마이크로홀로그램을 회절시키고 신호를 수득하게 된다.
홀로그래픽 저장 시스템의 핵심은 저장 매체에 있다. 최근, 홀로그래픽 데이터 저장 매체를 위한 중합체 염료-도핑된 데이터 저장 물질이 개발되었다. 그러나, 보통 데이터가 기록된 후, 후속적인 데이터 재생으로 이러한 물질에 기록된 정보가 빠른 시간 내에 삭제될 수 있다. 따라서, 홀로그래픽 매체 기반의 광화학 활성 염료 내에 홀로그래픽 데이터의 수명을 향상시키기 위한 기법이 요구되고 있는 실정이다.
발명의 개요
본원에서는 향상된 데이터 저장 수명을 갖는 저장 매체 내에 홀로그래픽 데이터를 저장하는 방법 및 이러한 방법을 이용하여 제조된 물품이 개시된다.
한 실시 양태에서, 본 발명은,
광화학 활성 염료 및 일중항 산소 발생제(singlet oxygen generator)를 포함하는 광학 투과성 기판을 제공하는 단계 (A);
홀로그래픽 간섭 패턴으로 광학 투과성 기판을 조사하여, 상기 조사된 체적소(volume element) 내에서 상기 홀로그래픽 간섭 패턴에 상응하는 광생성물의 농도 변화를 발생시켜, 상기 체적소에 해당하는 광학적으로 재생가능한 데이터를 생성시키되, 상기 홀로그래픽 간섭 패턴이 기판의 체적소 내에서 적어도 일부의 광화학 활성 염료를 광생성물로 전환시키기에 충분한 제1 파장 및 세기를 갖는, 단계 (B); 및
상기 광학 투과성 기판을 활성화하여 일중항 산소를 발생시켜 광학적으로 재생가능한 데이터를 안정화하는 단계 (C)
를 포함하는, 홀로그래픽 데이터의 저장 방법을 제공한다.
다른 실시 양태에서, 본 발명은,
홀로그래픽 간섭 패턴으로 광화학 활성 염료 및 일중항 산소 발생제를 포함하는 광학 투과성 기판을 조사하여, 상기 조사된 체적소 내에서 상기 홀로그래픽 간섭 패턴에 상응하는 광생성물의 농도 변화를 발생시켜서, 상기 체적소에 해당하는 제1 광학적으로 재생가능한 데이터를 생성시키되, 여기에서 홀로그래픽 간섭 패턴이 기판의 체적소 내에서 적어도 일부의 광화학 활성 염료를 광생성물로 전환시키기에 충분한 제1 파장 및 세기를 가지며, 데이터에 해당하는 시그널 빔과 데이터에 해당하지 않는 레퍼런스 빔을 이용하여 광학 투과성 기판을 동시에 조사함으로써 생성되는, 단계 (A);
광학 투과성 기판을 활성화하여 일중항 산소를 발생시키고 광학적으로 재생가능한 데이터를 안정화하는 단계 (B); 및
광학 투과성 기판을 재생 빔(read beam)으로 조사해 회절광을 검출함으로써 광학적으로 재생가능한 데이터를 재생하는 단계 (C)
를 포함하는, 광학적 기록/재생 방법을 제공한다.
다른 실시 양태에서, 본 발명은 홀로그래픽 데이터 저장 물품의 제조 방법을 제공하는데, 상기 방법은 광학 투과성의 가소성 물질, 광화학 활성 염료 및 일중항 산소 발생제를 포함하는, 광학 투과성 기판의 막의 제조 방법을 포함한다.
또다른 실시 양태에서, 본 발명은 홀로그램 형태의 데이터를 저장하는데 사용될 수 있는 홀로그래픽 데이터 저장 매체를 제공한다. 데이터 저장 매체는 광학 투과성의 가소성 물질, 광화학 활성 염료 및 일중항 산소 발생제를 포함한다.
다른 실시 양태에서, 본 발명은 하나 이상의 광학적으로 재생가능한 데이터가 저장된 데이터 저장 매체를 제공한다. 데이터 저장 매체는 광학 투과성의 가소성 물질, 광화학 활성 염료, 일중항 산소 발생제, 광화학 활성 염료로부터 유도된 광생성물, 광화학 활성 염료로부터 유도된 광안정성 생성물, 광생성물, 또는 이들의 혼합물을 포함하며; 상기 하나 이상의 광학적으로 재생가능한 데이터는 데이터 저장 매체 내에 포함된 광학 투과성 기판의 하나 이상의 체적소 내에 패턴화된 홀로그램으로서 저장된다.
이러한 본 발명의 특징 및 다른 특징들, 실시 양태 및 이점은 하기 상세한 설명을 참조하면 보다 쉽게 이해할 수 있다.
이러한 본 발명의 특징 및 다른 특징들, 실시 양태 및 이점은 하기 상세한 설명을 첨부된 도면을 참조하여 보면 보다 쉽게 이해할 수 있을 것이다. 도면에서 같은 기호는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부품을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 한 실시 양태에서의 홀로그래픽 데이터를 저장하고 안정화시키는 것을 개략적으로 나타낸 것이고;
도 2는 본 발명의 한 실시 양태에서의 홀로그래픽 데이터 저장 시스템을 개략적으로 나타낸 것이며;
도 3은 본 발명의 한 실시 양태에서의 홀로그래픽 데이터 저장 시스템을 개략적으로 나타낸 것이고;
도 4는 본 발명의 한 실시 양태에서 홀로그래픽 데이터 저장 시스템을 개략적으로 나타낸 것이며;
도 5는 본 발명의 한 실시 양태에서 특정 파장의 빛에 노출되기 전과 후에 있어서, 광화학 활성 염료를 포함하는 매체의 파장에 따른 흡광도의 변화를 나타낸 그래프이고;
도 6은 본 발명의 한 실시 양태에서 특정 파장의 빛에 노출되기 전과 후에 있어서, 광화학 활성 염료의 광생성물 및 일중항 산소 발생제를 포함하는 매체의 파장에 따른 흡광도의 변화를 나타낸 그래프이며;
도 7은 본 발명의 한 실시 양태에서 특정 파장의 빛에 노출되기 전과 후에 있어서, 광화학 활성 염료의 광생성물의 광안정성 생성물을 포함하는 매체의 파장에 따른 흡광도의 변화를 나타낸 그래프이고;
도 8은 본 발명의 한 실시 양태에서 특정 파장의 빛에 노출되기 전과 후에 있어서, 광화학 활성 염료 및 일중항 산소 발생제를 포함하는 매체의 파장에 따른 흡광도의 변화를 나타낸 그래프이다.
본 발명에서 사용된 실시 양태 및 일반적인 과학 원리는 2005년 6월 23일 공표된 미국 특허 출원 제2005/0136333호 (일련번호 제10,742,461호), 2004년 9월 30일 출원된 공동 계류중인 일련번호 제10/954,779호 출원, 2005년 10월 27일 출원된 일련번호 제11/260,806호 출원을 참조하면 보다 명확하게 이해될 수 있으며, 이들 모두는 그 내용 전체가 본원에 포함된다. 본 출원에서의 용어의 해석 및 의미와 관련하여, 본원과 본원에 참조로서 포함된 임의의 문헌이 불일치하는 경우에는 본원에 의한 정의 또는 해석으로서 이러한 불일치를 해결해야 할 것이다.
하기의 상세한 설명 및 뒤따르는 특허청구범위에서, 하기의 의미를 갖는 것으로 정의된 다수의 용어가 언급될 것이다.
단수형은 문맥에서 명백히 달리 의미하지 않는 한 복수형을 포함한다. 본원에서, "체적소(volume element)" 라는 용어는 광학 투과성 기판의 총 체적의 3차원적 분할을 의미한다.
본원에서 "지방족 라디칼"이라는 용어는 고리형이 아닌 원자들의 선형 또는 분지형 배열로 이루어진 하나 이상의 원자가를 갖는 유기 라디칼을 지칭한다. 지방족 라디칼은 하나 이상의 탄소 원자를 포함하는 것으로 정의된다. 지방족 라디칼을 포함하는 원자들의 배열은 헤테로원자 예컨대 질소, 황, 규소, 셀레늄 및 산소를 포함할 수 있거나, 탄소 및 수소를 제외하고 구성될 수 있다. 편의상, 본원에서 "지방족 라디칼"이라는 용어는 "고리형이 아닌 원자들의 선형 또는 분지형 배열"의 일부로서, 광범위한 작용기 예컨대 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 할로알킬기, 콘쥬게이트된 디에닐기, 알콜기, 에테르기, 알데히드기, 케톤기, 카복실산기, 아실기 (예를 들어 카복실산 유도체 예컨대 에스테르 및 아미드), 아민기, 니트로기 등을 포함한다. 예를 들어, 4-메틸펜트-1-일 라디칼은 메틸기를 포함하는 C6 지방족 라디칼인데, 여기서 메틸기는 알킬기인 작용기이다. 이와 비슷하게, 4-니트로부트-1-일기는 니트로기를 포함하는 C4 지방족 라디칼인데, 여기서 니트로기는 작용기이다. 지방족 라디칼은 동일하거나 상이할 수 있는 하나 이상의 할로겐 원자를 포함하는 할로알킬기일 수 있다. 할로겐 원자는, 예를 들어, 불소, 염소, 브롬 및 요오드를 포함한다. 하나 이상의 할로겐 원자를 함유하는 지방족 라디칼은 알킬 할라이드, 트리플루오로메틸, 브로모디플루오로메틸, 클로로디플루오로메틸, 헥사플루오로이소프로필리덴, 클로로메틸, 디플루오로비닐리덴, 트리클로로메틸, 브로모디클로로메틸, 브로모에틸, 2-브로모트리메틸렌 (예로서, -CH2CHBrCH2-) 등을 포함한다. 지방족 라디칼의 추가의 예로서는, 알릴, 아미노카보닐 (즉, -CONH2), 카보닐, 2,2-디시아노이소프로필리덴 (즉, -CH2C(CN)2CH2-), 메틸 (즉, -CH3), 메틸렌 (즉, -CH2-), 에틸, 에틸렌, 포르밀 (즉,-CHO), 헥실, 헥사메틸렌, 히드록시메틸 (즉,-CH2OH), 머캅토메틸 (즉, -CH2SH), 메틸티오 (즉, -SCH3), 메틸티오메틸 (즉, -CH2SCH3), 메톡시, 메톡시카보닐 (즉, CH3OCO-), 니트로메틸 (즉, -CH2NO2), 티오카보닐, 트리메틸실릴 (즉, (CH3)3Si-), t-부틸디메틸실릴, 3-트리메틸옥시실프로필 (즉, (CH3O)3SiCH2CH2CH2-), 비닐, 비닐리덴 등을 포함한다. 추가의 예로서, C1-C10 지방족 라디칼은 하나 이상의, 그러나 10개 이하의 탄소 원자를 포함한다. 메틸기 (즉, CH3-)는 C1 지방족 라디칼의 한 예이다. 데실기 (즉, CH3(CH2)9-)는 C10 지방족 라디칼의 한 예이다.
본원에서, "방향족 라디칼"이라는 용어는 하나 이상의 원자가를 갖는 원자들의 배열을 지칭하며, 하나 이상의 방향족 기를 포함한다. 하나 이상의 방향족 기를 포함하는 하나 이상의 원자가를 갖는 원자들의 배열은 헤테로원자 예컨대 질소, 황, 셀레늄, 규소 및 산소를 포함하거나, 탄소 및 수소를 제외하고 구성될 수 있다. 본원에서, "방향족 라디칼"이라는 용어는, 이에 제한되지는 않지만, 페닐, 피리딜, 푸라닐, 티에닐, 나프틸, 페닐렌 및 바이페닐 라디칼을 포함할 수 있다. 언급한 바와 같이, 방향족 라디칼은 하나 이상의 방향족 기를 포함한다. 방향족 기는 변함없이 4n+2의 "전위된(delocalized)" 전자를 갖는 고리형 구조이며, 여기서 "n"은 페닐 기 (n = 1), 티에닐 기 (n = 1), 푸라닐 기 (n = 1), 나프틸 기 (n = 2), 아줄레닐 기 (n = 2), 안트라세닐 기 (n = 3) 등에서 나타난 바와 같이 1 이상의 정수이다. 방향족 라디칼은 또한 비방향족 성분을 포함할 수 있다. 예를 들어, 벤질 기는 페닐 고리 (방향족 기) 및 메틸렌 기 (비방향족 성분)를 포함하는 방향족 라디칼이다. 이와 비슷하게, 테트라히드로나프틸 라디칼은 비방향족 성분 -(CH2)4-에 융합된 방향족 기 (C6H3)를 포함하는 방향족 라디칼이다. 편의상, 본원에서 "방향족 라디칼"이라는 용어는 광범위한 작용기 예컨대 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 할로알킬기, 할로방향족 기, 콘쥬게이트된 디에닐기, 알콜기, 에테르기, 알데히드기, 케톤기, 카복실산기, 아실기 (예를 들어 카복실산 유도체 예컨대 에스테르 및 아미드), 아민기, 니트로기 등을 포함하는 것으로 정의된다. 예를 들어, 4-메틸페닐 라디칼은 메틸기를 포함하는 C7 방향족 라디칼인데, 여기서 메틸기는 알킬기인 작용기이다. 이와 비슷하게, 2-니트로페닐기는 니트로기를 포함하는 C6 방향족 라디칼인데, 여기서 니트로기는 작용기이다. 방향족 라디칼은 할로겐화 방향족 라디칼 예컨대 4-트리플루오로메틸페닐, 헥사플루오로이소프로필리덴비스(4-펜-1-일옥시) (즉, -OPhC(CF3)2PhO-), 4-클로로메틸펜-1-일, 3-트리플루오로비닐-2-티에닐, 3-트리클로로메틸펜-1-일 (즉, 3-CCl3Ph-), 4-(3-브로모프로프-1-일)펜-1-일 (즉, 4-BrCH2CH2CH2Ph-) 등을 포함한다. 방향족 라디칼의 추가의 예로서는 4-알릴옥시펜-1-옥시, 4-아미노펜-1-일 (즉, 4-H2NPh-), 3-아미노카보닐펜-1-일 (즉, NH2COPh-), 4-벤조일펜-1-일, 디시아노메틸리덴비스(4-펜-1-일옥시) (즉, -OPhC(CN)2PhO-), 3-메틸펜-1-일, 메틸렌비스(4-펜-1-일옥시) (즉, -OPhCH2PhO-), 2-에틸펜-1-일, 페닐에테닐, 3-포르밀-2-티에닐, 2-헥실-5-푸라닐, 헥사메틸렌-1,6-비스(4-펜-1-일옥시) (즉, -OPh(CH2)6PhO-), 4-히드록시메틸펜-1-일 (즉, 4-HOCH2Ph-), 4-머캅토메틸펜-1-일 (즉, 4-HSCH2Ph-), 4-메틸티오펜-1-일 (즉, 4-CH3SPh- ), 3-메톡시펜-1-일, 2-메톡시카보닐펜-1-일옥시 (예로서, 메틸 살리실), 2-니트로메틸펜-1-일 (즉, 2-NO2CH2Ph), 3-트리메틸실릴펜-1-일, 4-t-부틸디메틸실릴펜-1-일, 4-비닐펜-1-일, 비닐리덴비스(페닐) 등을 포함한다. "C3-C10 방향족 라디칼"이라는 용어는 3개 내지 10개 이하의 탄소 원자를 포함하는 방향족 라디칼을 포함한다. 방향족 라디칼 1-이미다졸릴 (C3H2N2-)은 C3 방향족 라디칼을 나타낸다. 벤질 라디칼 (C7H7-)은 C7 방향족 라디칼을 나타낸다.
본원에서 "시클로지방족 라디칼"이라는 용어는 하나 이상의 원자가를 갖는 라디칼을 지칭하며, 고리형이지만 방향족은 아닌 원자들의 배열을 포함한다. 본원에서 정의된 바와 같이 "시클로지방족 라디칼"은 방향족 기를 포함하지 않는다. "시클로지방족 라디칼"은 하나 이상의 비환형 성분을 포함할 수 있다. 예를 들어, 시클로헥실메틸기 (C6H11CH2-)는 시클로헥실 고리 (고리형이지만 방향족은 아닌 원자들의 배열) 및 메틸렌 기 (비환형 성분)를 포함하는 시클로지방족 라디칼이다. 시클로지방족 라디칼은 헤테로원자 예컨대 질소, 황, 셀레늄, 규소 및 산소를 포함하거나, 탄소 및 수소를 제외하고 구성될 수 있다. 편의상, 본원에서 "시클로지방족 라디칼"이라는 용어는 광범위한 작용기 예컨대 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 할로알킬기, 콘쥬게이트된 디에닐기, 알콜기, 에테르기, 알데히드기, 케톤기, 카복실산기, 아실기 (예를 들어 카복실산 유도체 예컨대 에스테르 및 아미드), 아민기, 니트로기 등을 포함하는 것으로 정의된다. 예를 들어, 4-메틸시클로펜트-1-일 라디칼은 메틸기를 포함하는 C6 시클로지방족 라디칼인데, 여기서 메틸기는 알킬기인 작용기이다. 이와 비슷하게, 2-니트로시클로부트-1-일 라디칼은 니트로기를 포함하는 C4 시클로지방족 라디칼인데, 여기서 니트로기는 작용기이다. 시클로지방족 라디칼은 동일하거나 상이할 수 있는 하나 이상의 할로겐 원자를 포함할 수 있다. 할로겐 원자는, 예를 들어, 불소, 염소, 브롬, 및 요오드를 포함한다. 하나 이상의 할로겐 원자를 포함하는 시클로지방족 라디칼은 2-트리플루오로메틸시클로헥스-1-일, 4-브로모디플루오로메틸시클로옥트-1-일, 2-클로로디플루오로메틸시클로헥스-1-일, 헥사플루오로이소프로필리덴-2,2-비스 (시클로헥스-4-일) (즉, -C6H10C(CF3)2 C6H10-), 2-클로로메틸시클로헥스-1-일, 3-디플루오로메틸렌시클로헥스-1-일, 4-트리클로로메틸시클로헥스-1-일옥시, 4-브로모디클로로메틸시클로헥스-1-일티오, 2-브로모에틸시클로펜트-1-일, 2-브로모프로필시클로헥스-1-일옥시 (예로서, CH3CHBrCH2C6H1O-) 등을포함한다. 시클로지방족 라디칼의 추가의 예로서는 4-알릴옥시시클로헥스-1-일, 4-아미노시클로헥스-1-일 (즉, H2NC6H10-), 4-아미노카보닐시클로펜트-1-일 (즉, NH2COC5H8-), 4-아세틸옥시시클로헥스-1-일, 2,2-디시아노이소프로필리덴비스(시클로헥스-4-일옥시) (즉, -OC6H10C(CN)2C6H10O-), 3-메틸시클로헥스-1-일, 메틸렌비스(시클로헥스-4-일옥시) (즉, -OC6H10CH2C6H10O-), 1-에틸시클로부트-1-일, 시클로프로필에테닐, 3-포르밀-2-테트라히드로푸라닐, 2-헥실-5-테트라히드로푸라닐, 헥사메틸렌-1,6-비스(시클로헥스-4-일옥시) (즉, -OC6H10(CH2)6C6H10O-), 4-히드록시메틸시클로헥스-1-일 (즉, 4-HOCH2C6H10-), 4-머캅토메틸시클로헥스-1-일 (즉, 4-HSCH2C6H10-), 4-메틸티오시클로헥스-1-일 (즉, 4-CH3SC6H10-), 4-메톡시시클로헥스-1-일, 2-메톡시카보닐시클로헥스-1-일옥시 (2-CH3OCOC6H10O-), 4-니트로메틸시클로헥스-1-일 (즉, NO2CH2C6H10-), 3-트리메틸실릴시클로헥스-1-일, 2-t-부틸디메틸실릴시클로펜트-1-일, 4-트리메톡시실릴에틸시클로헥스-1-일 (예로서, (CH3O)3SiCH2CH2C6H10-), 4-비닐시클로헥센-1-일, 비닐리덴비스(시클로헥실) 등을 포함한다. "C3-C10 시클로지방족 라디칼"이라는 용어는 3개 내지 10개 이하의 탄소 원자를 함유하는 시클로지방족 라디칼을 포함한다. 시클로지방족 라디칼 2-테트라히드로푸라닐 (C4H7O-)은 C4 시클로지방족 라디칼을 나타낸다. 시클로헥실메틸 라디칼 (C6H11CH2-)은 C7 시클로지방족 라디칼을 나타낸다.
본원에서, "광화학 반응성(photochemically reactive)" 및 "광화학 활성(photochemically active)"이라는 용어는 동일한 의미를 가지며 상호 교환하여 사용할 수 있는 용어이다.
본원에서, "광안정성 생성물"이라는 용어는 그것이 유도된 해당 광화학 활성 화학종보다 더 큰 광안정성을 나타내는 반응 생성물을 지칭하는 것으로 정의된다. 예를 들어, 광화학 활성인 폐쇄형 디아릴에틸렌 염료 (개방형 디아릴에텐의 광생성물)의 산화는 반응 생성물로서 그에 상응하는 산화된 폐쇄형 디아릴에텐을 제공하게 된다. 상기 산화된 폐쇄형 디아릴에텐이 "광안정성 생성물"인데, 이는 이것이 유도되는 개방형 광화학 활성 디아릴에텐 염료보다 평균적으로 더 큰 광안정성을 나타내기 때문이다.
본원에서, "광학 투과성 기판"이라는 용어는 1 미만의 흡광도를 갖는, 광학 투과성의 가소성 물질 및 하나 이상의 광화학 활성 염료를 혼합하여 만든 것으로 정의되며, 여기서 1 미만의 흡광도를 갖는다는 의미는 약 300 nm 내지 약 800 nm 범위의 하나 이상의 파장에서 10% 이상의 입사 광선이 물질을 통해 투과됨을 의미한다.
본원에서, "광학 투과성의 가소성 물질"이라는 용어는 1 미만의 흡광도를 갖는 기판을 의미하는데, 여기서 1 미만의 흡광도를 갖는다는 의미는 약 300 nm 내지 약 800 nm 범위의 하나 이상의 파장에서 10% 이상의 입사 광선이 물질을 통해 투과됨을 의미한다.
본원에서, "체적소(volume element)"라는 용어는 총 부피의 3차원적 분할을 의미하는 것으로 정의된다.
본원에서, "광학적으로 재생가능한 데이터"라는 용어는 광학 투과성 기판의 하나 이상의 체적소 내에 패턴화된 홀로그램으로서 저장된 데이터로 이해될 수 있다.
본원에서, "향상된 수명"은 광학적으로 재생가능한 데이터의 증가된 재생 주기 회수를 지칭한다.
각 체적소 내에 굴절률은 전자기선에 노출된 적이 없는 체적소의 경우에서나, 또는 광화학 활성 염료가 체적소 전체에 걸쳐 동일한 정도까지 반응된 체적소의 경우에서나, 체적소 전체에 걸쳐 일정할 수 있다. 홀로그래픽 데이터 기록 과정 동안 전자기선에 노출된 대부분의 체적소는 복합적인 홀로그래픽 패턴을 가질 것이며, 이로써 체적소 내의 굴절률은 체적소에 따라 변할 것이다. 체적소 내의 굴절률이 체적소 전체에 걸쳐 변하는 경우, 상기 체적소를 방사선에 조사되기 전의 해당 체적소의 굴절률에 비교될 수 있는 "평균 굴절률"을 가지는 것으로 간주하는 것이 편리하다. 따라서, 한 실시 양태에서, 광학적으로 재생가능한 데이터는 방사선에 조사되기 전의 광학 투과성 기판의 해당 체적소와 다른 굴절률을 갖는 하나 이상의 체적소를 포함한다. 데이터 저장은 개별적인 단계라기보다 점진적인 형태(연속적인 사인파 변화)로 데이터 저장 매체의 굴절률을 국소적으로 변화시키고, 이후 유도된 변화를 회절 광학 요소로서 사용함으로써, 달성된다.
본원에서, M/#은 데이터 저장 매체의 용량을 의미하며, 이는 주어진 회절 효율에서 데이터 저장 매체의 체적소에 기록될 수 있는 복합형 홀로그램의 총수에 대한 함수로서 측정될 수 있다. M/#은 다양한 매개변수, 예컨대 굴절률 변화(Δn), 매체의 두께 및 염료 농도에 따라 좌우된다. M/#은 하기 수학식 1에 나타낸 것과 같이 정의된다:
상기 식 중, ηi는 i번째 홀로그램의 회절 효율이며, N은 기록된 홀로그램의 갯수이다. 선택된 파장, 예를 들어 532 nm 또는 405 nm에서의 테스트 샘플의 M/# 측정을 위한 실험 설정은 컴퓨터에 의해 제어되는 회전 스테이지(rotary stage) 상에 테스트 샘플을 위치시키는 단계를 포함한다. 회전 스테이지는 약 0.0001°의 높은 각분해능을 갖는다. M/# 측정은 기록과 재생의 두 단계로 이루어진다. 기록 단계에서, 다중 평면파 홀로그램은 동일한 샘플 상의 동일한 위치에 기록된다. 평면파 홀로그램은 시그널 빔과 레퍼런스 빔에 의해 생성된 간섭 패턴으로 기록된다. 시그널 빔과 레퍼런스 빔은 서로 간섭하는 성질을 가진다. 이들은 모두 동일한 출력과 빔 크기를 갖는 평면파이고, 동일 샘플 상의 동일 위치에 입사하며, 동일한 방향으로 편광된다. 다중 평면파 홀로그램은 샘플을 회전시킴으로써 기록된다. 두 인접한 홀로그램 사이의 각거리는 약 0.2°이다. 이러한 각거리는 추가적인 홀로그램이 다중 송신되는 경우 이전에 기록된 홀로그램에 대한 이들의 충격이 최소화되고 동시에 매체의 총 용량의 사용이 효율적이 되도록 선택된다. 각각의 홀로그램에 대한 기록 시간은 M/# 측정에 있어서는 일반적으로 동일하다. 재생 단계에서, 시그널 빔은 봉쇄된다. 회절된 신호는 레퍼런스 빔과 증폭된 광검출기를 사용하여 측정된다. 회절력(diffracted power)은 약 0.004°범위의 단계 폭(step size)을 갖는 기록각에 걸쳐 샘플을 회전시킴으로써 측정된다. 재생에 사용되는 레퍼런스 빔의 출력은 보통 기록에서 사용되는 것에 비해 약 100 내지 1000 배 정도 작다. 이는 측정가능한 회절된 신호를 유지하면서 재생하는 동안 홀로그램이 삭제되는 것을 최 소화하기 위함이다. 회절된 신호로부터, 홀로그램 기록각에서의 회절 피크로부터 다중 홀로그램이 확인될 수 있다. i번째 홀로그램의 회절 효율인 ηi는 이후 하기 수학식 2에 의해 계산된다:
상기 식 중에서, Pi , diffracted는 i번째 홀로그램의 회절력을 나타낸다. M/#은 홀로그램의 회절 효율과 수학식 1을 이용하여 계산된다. 따라서, 홀로그래픽 평면파 특성화 시스템은 데이터 저장 물질의 특성, 특히 다중 복합된 홀로그램의 특성을 테스트하는데 사용될 수 있다. 나아가, 데이터 저장 물질의 특성은 또한 회절 효율을 측정함으로써 결정될 수 있다.
홀로그램으로서 데이터를 저장하는 용량 (M/#)은 또한 홀로그램으로서 데이터를 기록하는데 사용되는 주어진 파장에서의 흡수 단면(σ)에 대해 데이터를 재생하는데 사용되는 파장에서의 단위 염료 밀도(Δn/N0) 당 굴절률의 변화 비율에 정비례한다. 단위 염료 밀도 당 굴절률의 변화는 조사 전 체적소의 굴절률에서 조사후 동일한 체적소의 굴절률의 차이의 염료 분자의 밀도에 대한 비율로서 주어진다. 단위 염료 밀도 당 굴절률의 변화는 ㎤의 단위를 가진다. 따라서, 한 실시 양태에서, 광학적으로 재생가능한 데이터는 하나 이상의 광화학 활성 염료의 흡수 단면적에 대한 하나 이상의 체적소의 염료 밀도당 굴절률 변화의 비율이 ㎤당 약 10-5 이 상으로 표현된 하나 이상의 체적소를 포함한다.
민감도(S)는 특정량의 광에너지 밀도(F)를 이용하여 기록된 홀로그램의 회절 효율을 측정한 것이다. 광에너지 밀도(F)는 광 세기(I) 및 기록 시간(t)의 곱으로서 주어진다. 수학적으로, 민감도는 하기 수학식 3으로 나타낸다:
상기 식 중에서, I는 기록 빔의 세기이며, "t"는 기록 시간, L은 기록(또는 데이터 저장) 매체(예, 디스크)의 두께이고, η은 회절 효율이다. 회절 효율은 하기 수학식 4로 나타낸다:
상기 식 중에서, λ은 기록 매체에서의 빛의 파장이며, θ는 매체에서의 기록각이고, Δn은 염료 분자가 광화학 전환을 거치게 되는 기록 과정에 의해 생성된 격자의 굴절률 차이이다.
흡수 단면적은 특정 파장에서 빛을 흡수할 수 있는 원자 또는 분자의 능력을 측정한 것이며, 이는 ㎠/분자로서 측정된다. 이는 일반적으로 σ(λ)으로 표시되며 하기 수학식 5에 나타낸 것과 같이 광학적으로 얇은 샘플에 대한 베르-람베르트(Beer-Lambert) 법칙에 의해 결정된다:
상기 식 중에서, N0은 농도(단위: 분자/㎤)이며, L은 샘플의 두께(단위: ㎝)이다.
양자 효율(QE)은 주어진 파장에서 각각 흡수된 광자에 대한 광화학 전이의 가능성의 측정치이다. 따라서, 블리칭 과정(bleaching process)으로서 일컬어지는 주어진 광화학 전환을 달성하는데 사용되는 입사광을 이용하여 효율을 측정하는 것이다. QE는 하기 수학식 6으로 주어진다:
상기 식 중에서, "h"는 플랑크 상수이고, "c"는 빛의 속도이며, σ(λ)는 파장 λ에서의 흡수 단면적이며, F0은 블리칭 에너지 밀도이다. 매개변수 F0은 빛의 세기(I)와 시간 상수(τ)와의 곱으로서 주어지며, 이는 블리칭 과정을 특징화한다.
광화학 활성 염료는 광학 투과성 기판으로 하여금 제1 파장에서 홀로그램을 "기록" 할 수 있게 해주는 것이다. 그리고 더 나아가, 광화학 활성 염료는 제1 파장에서 광학 투과성 기판에 "기록"된 홀로그램이 "재생"될 때 삭제되지 않도록 해야 하는 물질이다. 약 300 nm 내지 약 1,500 nm 범위의 파장에서 광학 투과성 기판에 홀로그래픽 간섭 패턴의 "기록"을 가능하게 하는 염료를 사용하는 것이 바람직 하다.
한 실시 양태에서, 광화학 활성 염료는 최대 흡광도를 갖는 중심 파장 및 500 nm 미만의 스펙트럼 폭(반값의 최대폭; 반치폭, FWHM)에 의해 특징 지워지는 광학 흡수 공명도를 갖는다. 보통, 광화학 활성 염료는 흡광 영역 내의 파장을 갖는 빛에 노출시 광 유도된 화학 반응을 거쳐 하나 이상의 광생성물을 형성하게 된다. 이러한 반응은 광분해 반응, 예컨대 산화, 환원, 또는 더 작은 성분을 형성하는 결합 분해, 또는 분자 재배열, 예컨대 시그마결합 재배열, 또는 고리형 협동, 고리화 첨가 반응(pericyclic cycloaddition)과 같은 첨가 반응일 수 있다. 따라서, 한 실시 양태에서, 광학 투과성 기판 내에서 광생성물이 패턴화(예를 들어, 점진적인 형태로)되어, 하나 이상의 광학적으로 재생가능한 데이터를 제공하는 홀로그램 형태의 데이터 저장이 달성된다.
한 실시 양태에서, 광화학 활성 염료는 비시널 디아릴에텐이다. 다른 실시 양태에서, 광화학 활성 염료는 광화학 활성 염료로부터 생성된 광생성물, 예컨대 고리화가 가능한 디아릴에텐의 광화학 고리화로부터 생성된 생성물; 또는 개환 가능한 비시널 디아릴에텐의 개환으로 생성된 생성물이다. 또다른 실시 양태에서, 광화학 활성 염료는 니트로스틸벤이다. 다른 실시 양태에서, 광화학 활성 염료는 니트론이다. 한 실시 양태에서, 비시널 디아릴에텐, 니트론, 비시널 디아릴에텐으로부터 유도된 광생성물 및 니트로스틸벤으로 이루어진 군으로부터 선택된 2종 이상의 광화학 활성 염료를 포함하는 혼합물이 사용된다.
광화학 활성 디아릴에텐은 홀로그래픽 데이터 저장 물품을 제조하는데 있어 서 특히 유용한 화합물이다. 한 실시 양태에서, 광화학 활성 디아릴에텐은 상대적으로 높은 굴절률 변화 및/또는 광유도 반응에 대한 상대적으로 높은 양자 효율을 가지면서도 상대적으로 낮은 흡수 단면적과 같은 바람직한 광학 특성을 보유하고 있다. 또한, 높은 양자 효율은 더 높은 민감도를 유도하는데, 이는 민감도가 양자효율과 굴절률 변화(Δn으로 정의됨)의 곱에 정비례하기 때문이다. 광화학 활성 염료를 포함하는 광학 투과성 기판에 홀로그램으로서 데이터를 기록하는 것은 기록 파장에서 부분적인 광화학 전환을 거치는 염료에 의한 것이며, 따라서 하나 이상의 광학적으로 재생가능한 데이터를 포함하는 개질된 광학 투과성 기판을 생성하게 되는 것이다. "기록 파장"은 광학 투과성 기판을 조사하는데 사용되는 홀로그래픽 간섭 패턴의 파장에 해당한다. 염료-도핑된 데이터 저장 물질(본원에서는 광화학 활성 염료를 포함하는 광학 투과성 기판)의 민감도는 염료의 농도(N0), 기록 파장에서의 염료의 흡수 단면적, 광화학 전이의 양자 효율(QE) 및 단위 염료 밀도에 대한 염료 분자의 굴절률 변화(Δn0/N0)에 따라 다르다. 그러나, 염료 농도와 흡수 단면적의 곱이 증대됨에 따라, 염료 도핑된 저장 물질은 불투명해지는 경향이 있어, 이는 기록 및 재생 모두를 방해하게 된다. 따라서, 한 실시 양태에서, 높은 M/#을 달성하기 위한 대상 광화학 활성 화합물은, 염료의 주된 자외선-가시광선 흡광 피크로부터 제거된 것으로, 데이터를 기록하는데 사용되는 파장에서 높은 양자 효율과 높은 굴절률을 수반하는 효율적인 광화학 변화를 거치는 물질들이다.
본 발명의 실시 양태들은 광학 홀로그래픽 데이터 저장을 위한 방법 및 물품 을 제공한다. 본 발명의 한 실시 양태에서, 홀로그래픽 데이터를 저장하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 홀로그래픽 간섭 패턴에 의해 광화학 염료를 포함하는 광학 투과성 기판을 조사하는 단계를 포함한다. 홀로그래픽 간섭 패턴은 조사되는 기판의 체적소 내에서 적어도 일부의 광화학 활성 염료를 광생성물로 전환시키기에 충분한 제1 파장 및 세기를 가져, 조사된 체적소 내에서 홀로그래픽 간섭 패턴에 해당하는 광생성물의 농도 변화를 유도하게 된다. 이에 따라, 체적소에 해당하는 광학적으로 재생가능한 데이터가 생성된다. 광학적으로 재생가능한 데이터가 광학 투과성 기판에 기록된 후, 광학 투과성 기판은 활성화되어 일중항 산소를 발생시켜 광학적으로 재생가능한 데이터를 안정화시킨다.
한 실시 양태에서, 조사는 광화학 활성 염료의 광생성물로의 부분적 화학 전환(때로 "반응"으로도 일컬음), 예를 들어, 비시널 디아릴에텐의 고리화 생성물로의 고리화 반응, 또는 고리화된 생성물의 비시널 디아릴에텐 생성물로의 개환 반응, 또는 아릴 니트론의 아릴 옥사지리딘 생성물로의 전환, 또는 옥사지리딘으로부터 유도된 분해 생성물로의 전환을 촉진시켜, 광화학 재생가능한 데이터의 홀로그램을 생성시킨다. 본 발명의 한 실시 양태에서, 광화학 활성 염료로부터 광생성물로의 굴절률 변화는 약 10-3 이상이다. 추가의 실시 양태에서, 굴절률 변화는 약 10-4 이상이다.
당업자라면 광생성물과 잔류(미전환된) 광화학 활성 염료의 불량한 감광성이, 광생성물과 미전환된 광화학 활성 염료를 안정화시키는 아무런 대책이 취해지 지 않는 경우 저장된 데이터의 보전에 불리한 영향을 끼칠 것이라는 것을 알 것이다. 본 발명의 방법은 광생성물과 일중항 산소를 반응시켜 광안정성 생성물을 생성하는 단계를 추가로 포함한다. 한 실시 양태에서, 일중항 산소는 광학 투과성 기판 내에 일중항 산소 발생제를 포함시키고 일중항 산소 발생제를 활성화시켜 일중항 산소를 제공함에 의해 제공된다. 발생된 일중항 산소는 상기 거론된 광생성물과 반응할 수 있거나, 다르게는 광화학 활성 염료와 반응하여 광안정성 생성물을 생성할 수도 있다.
본원에서, "일중항 산소 발생제"라는 용어는 활성화에 의해 해리되어 일중항 산소를 방출하는 화합물(이하, "일중항 산소 전구체") 및 감광화에 의해 3중항 상태의 분자 산소를 일중항 산소로의 전환을 가능하게 하는 화합물(이하, "일중항 산소 증감제") 모두를 일컫는다.
보통 감광시, 일중항 산소 증감제는 활성화되어 단일항 여기(excited) 상태로 되어, 삼중항 여기 상태로 전환(계간 교차로 지칭됨)된다. 삼중항 여기 증감제는 이후 그 주변에서 삼중항 산소와 상호 작용하여 일중항 산소를 생성시킨다. 비제한적인 예로서 메틸렌 블루, 아쥴렌, 로즈 벤갈, 2'-아세토나프톤, 아크리딘, 9-메틸-안트라센, 코로넨, 나프탈렌, 및 나프탈로시아닌을 포함한다. 일중항 산소 증감제의 예는 본원에 그 전체가 포함되는 문헌[Journal of Physical and Chemical Reference data, vol. 22, 113-262 페이지]을 비롯한 많은 참조 문헌에 기술되어 있다.
광 활성화 또는 열적 활성화시 일중항 산소 전구체는 해리되어 일중항 상태 의 분자 산소를 생성한다. 비제한적인 예로서 포스파이트 오조나이드 및 방향족 엔도퍼옥시드 예컨대 나프탈렌 엔도퍼옥시드 및 안트라센 엔도퍼옥시드를 포함한다. 나프탈렌 엔도퍼옥시드의 예로서는, 이에 제한되지는 않지만 1,4-이치환된 나프탈렌 퍼옥시드 및 N,N'-디(2,3-디히드록시프로필)-1,4-나프탈렌디프로판아미드를 포함한다. 안트라센 엔도퍼옥시드의 예로서는, 이에 제한되지는 않지만, 9,10-디페닐안트라센 퍼옥시드, 1,4-디페닐안트라센 퍼옥시드를 포함한다.
한 실시 양태에서, 활성화 단계는 일중항 산소를 발생시키기에 충분한 제2 파장 및 세기에서의 광활성에 의해 달성되며, 상기 일중항 산소는 광생성물 및 광화학 활성 염료와 반응하여 광학적으로 재생가능한 데이터를 안정화시킨다. 다른 실시 양태에서, 활성화 단계는 일중항 산소를 발생시키기에 충분한 열 에너지에 의해 열적 활성화됨으로써 달성되며, 상기 일중항 산소는 광생성물 및 광화학 활성 염료와 반응하여 광학적으로 재생가능한 데이터를 안정화시킨다.
광화학 활성 염료로서 사용될 수 있는 적절한 디아릴에텐의 예로서는, 이에 제한되지는 않지만, 디아릴퍼플루오로시클로펜텐, 디아릴말레산 무수물, 디아릴말레이미드, 또는 상기한 디아릴에텐 중 하나 이상을 포함하는 혼합물을 포함한다. 비시널 디아릴에텐은 당업계에 공지된 방법을 이용하여 제조될 수 있다. 디아릴에텐은 개방형 고리 또는 폐쇄형 고리 이성질체로서 존재한다. 일반적으로, 디아릴에텐의 개방형 고리 이성질체는 더 짧은 파장에서 흡수 대역을 가진다. 자외선으로 조사시, 새로운 흡수 대역이 보다 긴 파장에서 나타나는데, 이는 원래 폐쇄형 고리 이성질체의 것이다. 개방형 및 폐쇄형 고리 이성질체의 흡수 스펙트럼은 티오펜 고리, 나프탈렌 고리 또는 페닐 고리의 치환체에 따라 달라질 수 있다. 개방형 및 폐쇄형 고리 이성질체의 흡수 스펙트럼은 고급 시클로알켄 구조에 따라 다를 수 있다. 예를 들어, 무수 말레산 또는 말레이미드 유도체의 개방형 고리 이성질체는 퍼플루오로시클로펜텐 유도체와 비교하여 더 긴 파장으로의 스펙트럼 이동을 나타낸다.
비시널 디아릴에텐 화합물의 예시적 분류는 하기 화학식 I로 나타낼 수 있다:
상기 식 중, "e"는 0 또는 1이고; R1은 결합, 산소 원자, 치환된 질소 원자, 황 원자, 셀레늄 원자, 2가 C1-C20 지방족 라디칼, 할로겐화 2가 C1-C20 지방족 라디칼, 2가 C3-C20 시클로지방족 라디칼, 할로겐화 2가 C1-C2O 시클로지방족 라디칼, 또는 2가 C2-C30 방향족 라디칼이며; Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 C2-C40 방향족 라디칼, 또는 C2-C40 헤테로방향족 라디칼이고; Z1 및 Z2는 독립적으로 결합, 수소 원자, 1가 C1-C20 지방족 라디칼, 2가 C1-C20 지방족 라디칼, 1가 C3-C2O 시클로지방족 라디칼, 2가 C3-C20 시클로지방족 라디칼, 1가 C2-C30 방향족 라디칼, 또는 2가 C2-C30 방향족 라디칼이다. 방향족 라디칼인 Ar1 및 Ar2는 각각 Z1 및 Z2와 마찬가지로 동일하거나 상이하다. 당업자라면 Ar1이 Ar2와 구조상 다를 수 있으며 Z1이 Z2와 구조상 다를 수 있다는 것과, 이러한 화학종들이 화학식 I 안에 포함되며 본 발명의 범위 내에 포함된다는 것을 알 것이다.
다른 실시 양태에서, e는 0이고, Z1 및 Z2는 C1-C5 알킬, C1-C5 퍼플루오로알킬 또는 CN이다. 또다른 실시 양태에서, e는 1이고, Z1 및 Z2는 독립적으로 CH2, CF2, 또는 C=O이다. 다른 실시 양태에서, Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로, 하나 이상의 치환체로 임의 치환된, 페닐, 안트라세닐, 페난트레닐, 피리디닐, 피리다지닐, 1H-페날레닐 및 나프틸로 이루어진 군으로부터 선택되는 방향족 라디칼이며, 여기서 상기 치환체는 각각 독립적으로 C1-C3 알킬, C1-C3 퍼플루오로알킬, C1-C3 알콕시, 또는 불소이다. 또다른 실시 양태에서, Ar1 및 Ar2 중 하나 이상은 하기 화학식 II, III 및 IV의 구조로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 방향족 기를 포함한다:
상기 식 중, R3, R4, R5 및 R6은 수소, 할로겐 원자, 니트로기, 시아노기, C1-C10 지방족 라디칼, C3-C10 시클로지방족 라디칼, 또는 C2-C10 방향족 라디칼이고; R7은 각 경우에 있어서 독립적으로 할로겐 원자, 니트로기, 시아노기, C1-C10 지방족 라디칼, C3-C10 시클로지방족 라디칼, 또는 C2-C10 방향족 라디칼이며; "b"는 0 내지 4의 정수(0 및 4 포함)이고; X 및 Y는 황, 셀레늄, 산소, NH, 및 C1-C10 지방족 라디칼, C3-C10 시클로지방족 라디칼, 또는 C2-C10 방향족 라디칼로 치환된 질소 중에서 선택되고; Q는 CH 또는 N이다. 한 실시 양태에서, 하나 이상의 R3, R4, R5 및 R6은 수소, 불소, 염소, 브롬, C1-C3 알킬, C1-C3 퍼플루오로알킬, 시아노, 페닐, 피리딜, 이속사졸릴 및 -CHC(CN)2로 이루어진 군으로부터 선택된다.
비시널 디아릴에텐은 화학 방사선(즉, 광화학 반응을 낼 수 있는 방사선), 예컨대 빛의 존재 하에 반응될 수 있다. 한 실시 양태에서, 예시적인 비시널 디아릴에텐은 하기 화학 반응식 4에 따라 빛(hυ)의 존재 하에 가역 고리화 반응을 거칠 수 있다:
상기 식 중, X, Z, R1 및 e는 상기 언급된 의미를 가진다. 고리화 반응은 홀 로그램을 생성하는데 사용될 수 있다. 홀로그램은, 고리화 반응 또는 역 개환 반응을 발생시키는 방사선을 이용하여 생성될 수 있다. 고리화 반응은 광변색성 반응이며, 이로써 형태 변화는 굴절률의 변화를 유도하게된다. 보통 hυ'는 hυ보다 에너지가 더 낮다(더 긴 파장임). 보통 고리화 반응이 자외선 파장에서 개시된 경우에는, 역 개환 반응이 가시광선 또는 적외선 파장에서 보통 발생한다.
상기 기술된 바와 같이, 고리화 반응은 홀로그램을 제조하는데 사용될 수 있다. 홀로그램은, 고리화 반응 또는 역 개환 반응을 발생시키는 방사선을 이용하여 생성될 수 있다. 따라서, 한 실시 양태에서, 비시널 디아릴에텐으로부터 유도된 광생성물은 광화학 활성 염료로서 사용될 수 있다. 이러한 비시널 디아릴에텐으로부터 유도된 광생성물은 하기 화학식 V로 나타낼 수 있다:
"e", R1, Z1 및 Z2는 화학식 I의 비시널 디아릴에텐에 대해 기술된 바와 같고, A 및 B는 융합된 고리이며, R8 및 R9는 각각 독립적으로 수소 원자, 지방족 라 디칼, 시클로지방족 라디칼, 또는 방향족 라디칼이다. 융합된 고리 A 및 B 중 하나 또는 모두는 헤테로원자를 보유하지 않는 카보시클릭 고리를 포함할 수 있다. 다른 실시 양태에서, 융합된 고리 A 및 B는 산소, 질소 및 황으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 헤테로원자를 포함할 수 있다.
기타의 광화학 활성 염료 예컨대 니트론 및 니트로스틸벤도 비시널 디아릴에텐과 함께 사용될 수 있다. 광화학 활성 염료는 α-아릴-N-아릴니트론 또는 아릴기와 α-탄소 원자 사이에 콘쥬게이션이 있는 이의 콘쥬게이트된 유사체일 수 있다. α-아릴기는 흔히 알킬기가 1 내지 약 4개의 탄소 원자를 포함하는 디알킬아미노기에 의해 치환된다. 적합한 니트론의 비제한적인 예로서는 α-(4-디에틸아미노페닐)-N-페닐니트론; α-(4-디에틸아미노페닐)-N-(4-클로로페닐)-니트론, α-(4-디에틸아미노페닐)-N-(3,4-디클로로페닐)-니트론, α-(4-디에틸아미노페닐)-N-(4-카베톡시페닐)-니트론, α-(4-디에틸아미노페닐)-N-(4-아세틸페닐)-니트론, α-(4-디메틸아미노페닐)-N-(4-시아노페닐)-니트론, α-(4-메톡시페닐)-N-(4-시아노페닐)니트론, α-(9-줄로리디닐)-N-페닐니트론, α-(9-줄로리디닐)-N-(4-클로로페닐)니트론, α-(4-디메틸아미노)스티릴-N-페닐니트론, α-스티릴-N-페닐니트론, α-[2-(1,1-디페닐에테닐)]-N-페닐니트론, α-[2-(1-페닐프로페닐)]-N-페닐니트론, 또는 상기한 니트론 중 하나 이상을 포함하는 혼합물을 포함한다.
니트로스틸벤의 예로서는 이에 제한되지는 않지만 4-디메틸아미노-2',4'-디니트로스틸벤, 4-디메틸아미노-4'-시아노-2'-니트로스틸벤, 4-히드록시-2',4'-디니트로스틸벤 등을 포함한다.
광화학 활성 염료는 전자기선을 이용하여 홀로그래픽 데이터의 기록과 재생 모두를 가능하게 하는 물질이다. 당업자라면, 염료가 홀로그래픽 저장 매체 내에 그 농도 변화를 야기하는 기록 과정 동안 광화학 변화를 겪게 되며, 이러한 농도 변화를 홀로그램으로 지칭한다는 것을 알 것이다. 화학 방사선, 즉 약 300 nm 내지 약 1,100 nm의 파장을 갖는 방사선을 이용하여 기록 빔에 의해 기록되어 재생 빔에 의해 재생될 수 있는 염료를 사용하는 것이 바람직하다. 기록과 재생이 달성되는 파장은 약 300 nm 내지 약 800 nm이다. 한 실시 양태에서, 기록 및 재생은 약 400 nm 내지 약 600 nm의 파장에서 이루어진다. 다른 실시 양태에서, 기록 및 재생은 약 400 내지 약 550 nm의 파장에서 달성된다. 또다른 실시 양태에서, 재생 파장은 기록 파장으로부터 0 nm 내지 약 400 nm 이동된 파장이다. 기록 및 재생이 이루어지는 예시적인 파장은 약 405 nm 및 약 532 nm이다. 한 실시 양태에서, 광학 투과성 기판은 제1 파장을 갖는 홀로그래픽 간섭 패턴으로 조사되어 데이터를 기록한다. 이후 광학 투과성 기판은 제2 파장을 갖는 방사선으로 조사되어 기록된 데이터를 안정화시키고, 이 안정화된 데이터는 이후 제3 파장을 갖는 방사선(예로서, "재생 빔")을 이용하여 재생될 수 있는데, 여기서 각 단계에서 방사선은 독립적으로 약 300 nm 내지 약 1,500 nm의 파장을 갖는다. 한 실시 양태에서, 제1, 제2 및 제3 파장은 독립적으로 약 300 nm 내지 약 1500 nm일 수 있다. 한 실시 양태에서, 홀로그래픽 데이터 저장 매체 상에 데이터를 기록하고 재생하기 위한 제1 파장 (또는 기록 파장)은 약 375 nm 내지 약 450 nm이다. 다른 실시 양태에서, 제1 파장은 약 355 nm 내지 약 550 nm일 수 있다. 한 실시 양태에서, 제1 파장은 약 375 nm 내지 약 450 nm 범위이며 제2 파장은 약 450 내지 약 1500 nm 범위이다. 다른 실시 양태에서, 제1 파장은 약 450 nm 내지 약 550 nm 범위이며 제2 파장은 약 550 내지 약 1500 nm 범위이다. 또다른 실시 양태에서, 기록 데이타가 기록된 파장이 제2 파장 빛의 작용에 의해 안정화되는 파장으로부터 0 nm 내지 약 600 nm 이동된 파장이다. 기록 및 데이터 안정화가 이루어지는 예시적인 파장은 약 405 nm (기록) 및 약 780 nm (안정화)이다.
한 실시 양태에서, 광화학 활성 염료는 광학 투과성 기판의 총 중량에 대해 약 0.1 내지 약 10 중량%의 양으로 존재하며, 광학 투과성 기판은 약 300 nm 내지 약 800 nm 범위의 하나 이상의 파장에서 약 0.1 내지 약 1 범위의 자외선-가시광선 흡광도를 가진다. 일중항 산소 발생제는 광화학 활성 염료의 몰량과 비슷하거나 더 큰 몰량으로 존재한다. 이러한 광화학 활성 염료는, 예를 들어, 결국 홀로그래픽 데이터 저장 매체 제조를 위해 사용되는 광활성 물질을 형성하기 위해 결합제와 같은 다른 물질과 혼합하여 사용될 수 있다. 한 실시 양태에서, 광학 투과성의 가소성 물질 및 광화학 활성 염료 및 일중항 산소 발생제를 포함하는 광학 투과성 기판의 막이 제조된다. 일반적으로, 상기 막은 염료, 일중항 산소 발생제와 광학 투과성의 가소성 물질을 함께 혼합하여 수득되는 성형 조성물을 이용하는 성형 기법에 의해 제조된다.
홀로그래픽 데이터 저장 매체를 제조하는데 사용되는 광학 투과성의 가소성 물질은 예를 들어, 해당 파장에서의 낮은 분산성, 낮은 복굴절률 및 무시할 수 있는 손실이라는 충분한 광학적 품질을 지니는 임의의 가소성 물질을 포함할 수 있 어, 홀로그래픽 저장 물질 내의 데이터를 재생할 수 있게 한다.
유기 중합체 물질, 예컨대 예를 들어, 올리고머, 중합체, 덴드리머, 이오노머, 공중합체 예컨대 예를 들어, 블록 공중합체, 랜덤 공중합체, 그라프트 공중합체, 스타 블록 공중합체 등, 또는 하나 이상의 상기한 중합체를 포함하는 혼합물을 사용할 수 있다. 열가소성 중합체 또는 열경화성 중합체가 사용될 수 있다. 적절한 열가소성 중합체로는 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리올레핀, 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 폴리에스테르, 폴리아미드이미드, 폴리아릴레이트, 폴리아릴설폰, 폴리에테르설폰, 폴리페닐렌 설파이드, 폴리설폰, 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 폴리에테르케톤, 폴리에테르 에테르케톤, 폴리에테르 케톤 케톤, 폴리실록산, 폴리우레탄, 폴리아릴렌 에테르, 폴리에테르, 폴리에테르 아미드, 폴리에테르 에스테르 등, 또는 상기한 하나 이상의 열가소성 중합체를 포함하는 혼합물을 포함한다.
전자기선에 불투과성인 유기 중합체도 이들이 투과성으로 개질될 수 있는 경우에는 결합제 조성물 내에 사용될 수 있다. 예를 들어, 폴리올레핀은 큰 결정성 물질 및/또는 구과(spherulite)의 존재로 인해 보통 광학적으로 불투명한 상태이다. 그러나, 폴리올레핀을 공중합시킴으로써 이들을 나노 크기의 영역으로 분리하여 공중합체가 광학적으로 투명하도록 할 수 있다.
한 실시 양태에서, 유기 중합체는 광화학 활성 염료에 화학적으로 결합될 수 있다. 광화학 활성 염료는 중합체의 주쇄에 결합될 수 있다. 다른 실시 양태에서, 광화학 활성 염료는 치환체로서 중합체 주쇄에 결합될 수 있다. 화학적 결합은 공 유 결합, 이온 결합 등을 포함할 수 있다.
적절한 열가소성 중합체로서 보다 가능한 일부 예로서, 이에 제한되지는 않지만, 비정질 및 반결정성 열가소성 중합체 및 중합체 블렌드, 예컨대: 염화폴리비닐, 선형 및 환형 폴리올레핀, 염소화 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등; 수소화 폴리설폰, ABS 수지, 수소화 폴리스티렌, 신디오택틱 및 어택틱 폴리스티렌, 폴리시클로헥실 에틸렌, 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체, 스티렌-무수 말레산 공중합체, 등; 폴리부타디엔, 폴리메틸메타크릴레이트 (PMMA), 메틸 메타크릴레이트-폴리이미드 공중합체; 폴리아크릴로니트릴, 폴리아세탈, 폴리페닐렌 에테르, 예컨대 이에 제한되지는 않지만, 2,6-디메틸페놀 및 2,3,6-트리메틸페놀과의 공중합체로부터 유도된 것들 등; 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체, 폴리비닐 아세테이트, 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 공중합체, 방향족 폴리에스테르, 플루오르화폴리비닐, 플루오르화폴리비닐리덴 및 염화폴리비닐리덴을 포함한다.
일부 실시 양태에서, 본원에 개시된 방법에 기판으로 사용된 열가소성 중합체는 폴리카보네이트로 제조된다. 폴리카보네이트는 방향족 폴리카보네이트, 지방족 폴리카보네이트, 또는 방향족 및 지방족 단위 구조를 모두 포함하는 폴리카보네이트일 수 있다.
폴리카보네이트는 당업계에 공지된 임의의 방법에 의해 제조될 수 있다. 분지형 폴리카보네이트 뿐만 아니라 선형 폴리카보네이트 및 분지형 폴리카보네이트의 블렌드도 유용하다. 바람직한 폴리카보네이트는 비스페놀 A에 기반한 것이다. 바람직하게는, 폴리카보네이트의 중량 평균 분자량은 약 5,000 내지 약 100,000 원 자 질량 단위, 바람직하게는 약 10,000 내지 약 65,000 원자 질량 단위, 가장 바람직하게는 약 15,000 내지 약 35,000 원자 질량 단위이다. 홀로그래픽 데이터 저장 매체 제조에서 사용하기에 적절한 열가소성 중합체의 다른 구체적인 예로서는 폴리카보네이트인 Lexan
; 및 비정질 폴리에테르이미드인 Ultem
를 포함하는데, 이들 모두 제너럴 일렉트릭 컴퍼니로부터 시판된다.
유용한 열경화성 중합체로서는 에폭시, 페놀, 폴리실록산, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 또는 상기한 열경화성 중합체 하나 이상을 포함하는 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것들을 포함한다.
광화학 활성 염료는 광활성 물질을 형성하기 위해 다른 첨가제와 혼합될 수 있다. 이러한 첨가제의 예로서는 열 안정화제; 산화방지제; 광 안정화제; 가소화제; 정전기 방지제; 이형제; 추가의 수지; 결합제, 발포제; 등과 상기한 첨가제의 혼합물을 포함한다. 광활성 물질은 홀로그래픽 데이터 저장 매체를 제조하는데 사용된다.
시클로지방족 및 방향족 폴리에스테르는 광활성 물질을 제조하는데 있어 결합제로서 사용될 수 있다. 이들은 폴리카보네이트와 같은 열가소성 중합체와 같이 사용하여 광학 투과성 기판을 형성하는데 적절하다. 이들 폴리에스테르는 광학적으로 투명하며 향상된 내후성, 낮은 수흡수율 및 폴리카보네이트 매트릭스와의 우수한 용융 혼화성을 가진다. 시클로지방족 폴리에스테르는 보통 적절한 촉매의 존재 하에 일반적으로 디올과 이염기산 또는 산 유도체와의 반응에 의하여 제조된다.
일반적으로, 광학 투과성 기판을 제조하는데 사용되는 중합체 및 홀로그래픽 데이터 저장 매체는, 예를 들어 염료를 포함시켜 임의의 코팅이나 후속층의 도포 및최종 형태로의 성형의 단계 동안의 공정 변수와 차후 저장 조건을 견딜 수 있어야 한다. 적절한 열가소성 중합체는 한 실시 양태에서 약 100℃ 이상, 다른 실시 양태에서 약 150℃ 이상, 또다른 실시 양태에서 약 200℃ 이상의 유리 전이 온도를 갖는다. 200℃ 이상의 유리 전이 온도를 갖는 예시적인 열가소성 중합체는 특정 유형의 폴리에테르이미드, 폴리이미드 및 상기한 것들을 하나 이상 포함하는 혼합물을 포함한다.
도 1은 본 발명의 한 실시 양태에서의 홀로그래픽 데이터 저장과 홀로그래픽 데이터 안정화를 위한 공정(10)을 도시한 것이다. 홀로그래픽 저장 매체는 제1 광학 투과성 기판(18)을 포함하고, 투과성 매질 물질(12), 광화학 활성 염료 물질(14) 및 일중항 산소 발생제 물질(16)을 포함한다. 제1 파장에서 조사시, 광화학 활성 염료(14)는 제1 광생성물로 전환되어 광학적으로 재생가능한 데이터(20)를 제공하게 된다. 일중항 산소 발생제는 제2 파장으로 활성화되면 일중항 산소(22)를 발생시킨다. 일중항 산소 발생제의 비제한적인 예로서 일중항 산소 증감제 또는 일중항 산소 전구체 또는 이들의 혼합물을 포함한다(대안적인 실시 양태에서, 일중항 산소 발생제로부터 일중항 산소를 생산하기 위한 활성화는 광활성화 또는 열적 활성화에 의해 수행될 수 있다). 일중항 산소 생성시, 일중항 산소(22)는 제1 광생성물(20)과 반응하고 또한 광화학 활성 염료(14)와 반응하여 적어도 제1 광안정성 생성물(24)(안정화된 광학적으로 재생가능한 데이터)을 유도할 수 있다. 일부 실시 양태에서, 안정화 과정은 대체로 홀로그래픽 매체 내에서 또는 주어진 시간에 소정의 분율 또는 체적의 홀로그래픽 매체 내에서 수행될 수 있다. 데이터를 포함하는 일부 소정의 홀로그래픽 매체만을 안정화시키는 것은 차후 홀로그래픽 매체에의 추가적인 데이터 기록을 가능하게 한다.
일부 실시 양태에서, 예컨대 열, 또는 빛 및 산소, 또는 열과 빛과 산소의 조합과 같은 활성화 소스에의 매체 활성화 시간 또는 노출 시간은 약 60초 이하이다. 일부 다른 실시 양태에서, 활성화 시간은 약 30초까지이다. 다른 실시 양태에서, 활성화 시간은 약 10초 이하이다. 한 실시 양태에서, 활성화 시간은 약 1분 내지 약 10분 범위이다. 일부 실시 양태에서, 하나 이상의 활성화 소스, 예를 들어 광활성화 및 열적 활성화가 동시에 또는 연속적으로 수행되어 데이터 안정화 공정을 활성화시킬 수 있다.
홀로그래픽 데이터의 기록 및 안정화의 비제한적인 예에서, 개방형 디아릴에텐, 하기 화학식 VI로 나타내는 1,2-비스[5'-(4"-히드록시페닐)-2'-메틸티엔-3'-일]퍼플루오로시클로펜텐 (DAEOH0)은 약 405 nm의 파장에서 조사시 하기 화학 반응식 7에 보여지는 바와 같이 광화학 전환되어 하기 화학식 VII로 나타나는 폐쇄형 디아릴에텐 (DAEOHC)을 형성하였다. DAEOHC은 DAEOH0의 굴절률 nO 와 같지 않은 굴절률 nC를 가진다. 한 실시 양태에서, 디아릴에텐의 개방형과 폐쇄형 사이의 굴절률 변화는 약 10-3 이상이다. 다른 실시 양태에서, 디아릴에텐의 개방형과 폐쇄형 사이 의 굴절률 변화는 약 10-4 이상이다.
DAEOHC로부터 DAEOH0으로의 역반응을 방지하기 위해, DAEOHC는 산화 반응을 거치게 되는데, 이로써 페놀기가 케토기로 산화된다. 본 발명의 한 실시 양태에서, 일중항 산소 증감제 (SOS), 알드리히 케미칼(Aldrich Chem. Co.)에서 시판되는 아연 2,11,20,29-테트라-tert-부틸-2,3-나프탈로시아닌 (이하 "ZnNa", CAS # 39049-43-9)이 일중항 산소를 발생시키는데 사용되며, 일중항 산소는 디아릴에텐과 반응하여 DAEOHC를 산화시킨다. 한 실시 양태에서, 일중항 산소의 생성을 유도하는 ZnNa의 감광은 405 nm 이상의 파장에서 수행된다. 다른 실시 양태에서, 일중항 산소의 생성을 유도하는 ZnNa의 감광은 600 nm 이상의 파장에서 수행된다. 화학식 VIII에 나타난 산화된 DAEOHC (DAEOC)의 굴절률 noxc는 nc에 필적하며, 나아가 (DAEOC)는 기록 및 재생 파장에서 광화학 반응을 거치지 않는다. 따라서, 홀로그래픽 데이터는 보존되고 기록 파장에서 반복된 재생으로 홀로그래픽 데이터가 손상되지 않는다. 따라서, 홀로그래픽 데이터는 안정하며 재생/기록 파장에 대해 안정화된다.
상기 거론된 바와 같이, 매체의 부분 또는 전체에 추가의 기록이 진행되지 않는 경우, 임의의 잔류 염료를 매체의 부분 또는 전체에 고착시켜 두는 것이 또한 유리하다. DAEOHC를 안정화시키는 것과 별도로 일중항 산소를 발생시키는 단계도 DAEOH0의 안정화를 가능케 한다. 일중항 산소는 또한 DAEOH0과 상호 작용하여 하기 화학 반응식 9에 보여진 바와 같이 광안정성 생성물의 형성을 유도할 수 있다. 일부 실시 양태에서, 광화학 활성 염료의 광안정성 생성물은 DAEOH0의 산화 생성물일 수 있다. 본 발명의 일부 실시 양태에서, 일중항 산소와의 반응시의 광화학 활성 염료는 광안정성 분해 생성물을 형성할 수 있다.
또한, 개방형 및 폐쇄형 디아릴에틸렌의 산화된 반응 생성물은 서로에 대해 변화 반응을 거치지 않는다. 따라서, 기록된 홀로그래픽 데이터 (광학적으로 재생 가능한 데이터)는 보존된다.
홀로그래픽 데이터를 생성하고 안정화시키기 위해 적절한 홀로그래픽 데이터 저장 방법은 도 2 및 도 3에 나타나 있다. 도 2 및 도 3에 보여진 홀로그래픽 저장을 위한 도시된 실시 양태는 페이지 기반 홀로그래픽 데이터 저장 시스템(26)을 이용하여 나타냈지만, 그 방법은 비트 연산 홀로그래픽 저장에 있어서도 동일하게 적용될 수 있다. 도 2에 보여진 바와 같은 홀로그래픽 데이터 기록 구성에서, 레이저(30)로부터의 출력 신호는 빔 분배기(34)에 의해 두 개의 동일한 빔으로 나누어진다. 제1 빔(36)은, 이에 제한되지는 않지만, 공간 광변조기(SLM) 또는 변형 거울 기기 (DMD)(38)와 같은 변조기 상에 입사되고, 저장될 데이터가 빔 상에 암호화되어 시그널 빔(40)을 제공하게 된다. 이러한 변조기들은 보통 입력 전기 신호에 기반한 빛을 차단하거나 투과시킬 수 있는 다수의 화소를 포함한다. 각 화소는 저장될 데이터의 비트 또는 비트의 일부(하나의 비트는 SLM 또는 DMD의 하나 초과의 화소를 소비할 수 있음)를 나타낼 수 있다. 이후 시그널 빔(40)은 저장 매체(28) 상에 입사된다. 제2 빔(42)은 거울(44) 상에 입사되고, 반사된 빔인 레퍼런스 빔(46)은 최소한의 변형으로 저장 매체(28) 상에 입사된다. 상기 두 빔은 다른 각에서 저장 매체(28)의 동일한 영역(48) 상에서 만나게 된다. 두 빔(40, 46)이 겹쳐지면 이들의 교차점에서 간섭 패턴이 생성된다. 홀로그래픽 저장 매체 내의 염료는 간섭 레이저 빔에 노출된 영역에서 굴절률의 변화를 초래하는 광화학 변화를 겪게 되고, 결과적으로 생성된 간섭 패턴은 홀로그래픽 저장 매체에 "기록"되어 저장 물질(28) 내에 효과적으로 격자를 생성하게 된다.
도 3은 본 발명의 한 실시 양태에서 홀로그래픽 데이터의 수명을 향상시키는 공정을 도시한 것이다. 상기 기술한 바와 같이, 데이터의 수명을 개선하는 것은 광생성물 및/또는 광화학 활성 염료의 안정화와 관련이 있다. 홀로그래픽 데이터는 광원(54)을 이용하여 안정화될 수 있다. 한 실시 양태에서, 광원은 시준화(collimated) 광원일 수 있으며, 다른 실시 양태에서는, 광원은 방산형(diffuse) 광원일 수 있다. 일부 실시 양태에서, 광원은 비간섭성 광원일 수 있고, 다른 실시 양태에서, 광원은 간섭성 광원일 수 있다. 한 실시 양태에서, 홀로그래픽 저장 매체의 일부(56)만이 광원(54)의 빛에 노출됨으로써 안정화 과정을 거치게 되고 비안정화 부분(58)은 남겨지게 된다. 다른 실시 양태에서, 전체 홀로그래픽 저장 매체(52)가 광원(54)의 빛에 노출될 수 있다. 일부 실시 양태에서, 광원(54)은 홀로그래픽 데이터 저장 시스템(50)에 필수적일 수 있다. 다른 실시 양태에서, 광원(54)은 홀로그래픽 데이터 저장 시스템(50)과는 무관할 수 있다. 일부 실시 양태에서, 레이저원(30)은 2배 주파수 레이저 시스템일 수 있는데, 여기서 2배 주파수 파장에서의 빛은 데이터를 기록하는 사용될 수 있고 기본 파장에서의 빛은 데이터를 안정화하는데 사용될 수 있다. 한 실시 양태에서, 안정화 공정은 대기 산소 존재 하에 수행될 수 있다. 다른 실시 양태에서, 안정화 공정은 산소 풍부한 대기의 존재 하에 수행될 수 있다. 특정 실시 양태에서, 광원(54)은 홀로그래픽 저장 매체(52)의 반대면(도면에 보여진 것에 대해)에 위치된다.
본 발명의 한 실시 양태에서, 홀로그래픽 데이터 재생 방법은 시스템(60)을 사용한 도 4에 나타나 있다. 홀로그래픽 데이터 재생을 위해, 시스템 구성은 도 2 에 보여진 기록 구성과 유사하나, 빔 분배기(34)로부터 나오는 제1 빔(36)을 차단하기 위해 셔터(64)와 같은 신호 차단 장치의 사용을 포함한다. 홀로그래픽 저장 매체(62) 내에 생성된 격자 또는 패턴은 셔터(64)의 제1 빔(36) 차단에 의한 간섭 빔의 부재 하에 레퍼런스 빔(46)에 노출되며 데이터는 재생성된 시그널 빔(66)을 이용하여 재현된다. 한 실시 양태에서, 재생 파장은 기록 파장과 동일하다. 일부 실시 양태에서, 재생에 사용되는 레퍼런스 빔의 출력은 보통 기록에서 사용되는 것보다 약 100 내지 1000 배 정도 적다.
본 발명의 또다른 실시 양태에서, 홀로그래픽 데이터 저장 매체는 광학 투과성의 가소성 물질 및 광화학 활성 염료의 하나 이상의 광안정성 생성물을 포함하는 광학 투과성 기판을 포함한다. 제1 광안정성 생성물은 홀로그램으로서 데이터를 저장할 때 광화학 활성 염료의 광화학 전환으로부터 생성된 광생성물의 산화 반응으로부터 유도된
일부 실시 양태에서, 데이터 저장 효율을 향상시키기 위한 기록용 파장은 염료 물질의 최대 흡광 수율과는 일치하지는 않는다. 이는 홀로그래픽 저장 매체에 실질적으로 더 많은 염료의 추가를 가능하게 하지만, 여전히 데이터를 정확하게 저장할 수 있는 처리하기 쉬운 흡광 계수를 유지한다. 적당한 양은 염료의 최대 흡광도의 함수로서 결정될 수 있다. 예를 들어, 피크 흡광도가 동일한 파장에서 1%의 빛만이 투과되는 것인 경우, 기록 파장은 피크로부터 멀리 떨어진 곳에서 선택되어 물질은 입사광의 약 25% 내지 약 75%를 투과시킬 수 있게 된다. 일부 경우에서는, 투과율은 약 40% 내지 약 60% 범위, 다른 일부 실시 양태에서는 약 50% 이다.
서로 다른 분자들은 광범위하게 상이한 흡광도 프로파일(광역, 협소 등)을 가진다는 것은 당업자에게 있어서 명백하다. 따라서, 본 발명의 홀로그래픽 저장 매체의 기록과 재생에 사용되는 파장은 광원, 기판 및 염료 물질에 따라 다르다. 홀로그래픽 저장 매체에 데이터를 기록하는데 적절한 파장은 사용되는 기판 및 염료 물질 모두에 따라 다를 수 있으며, 약 375 nm 내지 약 550 nm 범위, 바람직하게는 약 400 nm 내지 약 540 nm 범위일 수 있다.
다른 실시 양태에서, 홀로그래픽 데이터 저장 매체를 제조하는 다른 방법이 제공된다. 상기 방법은 데이터 저장 조성물을 형성하기 위한 혼합 공정에서 유기 중합체에 광화학 활성 염료 및 일중항 산소 발생제를 혼입하는 단계를 포함한다. 상기 혼합 공정 후, 데이터 저장 조성물은 홀로그래픽 데이터 저장 매체로서 사용될 수 있는 물품으로 성형된다. 성형의 예로서는 사출 성형, 블로우 성형, 압착 성형, 진공 성형 등을 포함할 수 있다. 적절한 기하 형태의 예로서는 원형 디스크, 사각형판, 다각형 등이 있다. 물품의 두께는 한 실시 양태에서 100 ㎛ 이상, 다른 실시 양태에서 1000 ㎛ 이상으로 다양할 수 있다.
광화학 활성 염료 및 일중항 산소 발생제가 유기 중합체에 혼입되는 혼합 공정은 전단력, 연신력, 압착력, 초음파 에너지, 전자기 에너지, 열적 에너지 또는 상기 힘들 중 하나 이상을 조합하여 사용할 수 있으며, 상기 힘들을 발생시킬 수 있는 것들로서 단일 스크류, 다중 스크류, 치합형 동방향회전(intermeshing co-rotating) 또는 역회전 스크류, 분리형 동방향회전(non-intermeshing co-rotating) 또는 역회전 스크류, 핀 스크류(screws with pins), 스크린 스크류(screws with screens), 핀 배럴(barrels with pins), 롤, 램(ram), 나선형 로터, 차폐장치(baffle) 또는 상기한 것들 중 하나 이상을 조합한 장비에 의해 수행된다.
혼합은 단일 또는 다중 스크류 압출기, 버스(Buss) 혼련기, Henschel
믹서, 헬리콘(helicone), Eirich
믹서, Ross
믹서, Banbury
믹서, 롤 밀, 성형 기계 예컨대 사출 성형 기계, 진공 성형 기계, 블로우 성형 기계 등, 또는 상기한 기계들 중 하나 이상을 조합한 기계에서 수행될 수 있다. 대안적으로, 염료 및 광학 투과성의 가소성 물질은 용액에 용해될 수 있고 광학 투과성 기판의 막은 용액으로부터 스핀 캐스팅될 수 있다.
과도한 실험 없이, 당업자라면 본원의 설명을 사용하여 본 발명을 최대한으로 이용할 수 있을 것이다. 하기 실시예는 청구된 발명을 실시하는데 있어 당업자에게 추가적인 안내 지침을 제공하기 위해 포함된다. 여기에 제공된 실시예들은 단지 본 특허 출원의 교시의 이해에 도움이 되는 대표적인 실시예이다. 따라서, 이러한 실시예는 어떠한 식으로도 첨부된 특허청구범위에 기재된 바와 같이 본 발명을 제한하려는 것은 아니다.
실시예
1
여기에 기술된 화합물의 모든 취급은 빛 차단 하에 또는 적색광 조건 하에 수행하였다. 2g의 광학 품질의 PMMA (폴리(메틸 메타크릴레이트))를 10 ㎖의 디클로로메탄에 용해시켰다. 2 ㎖의 상기 용액을 호박색의 바이알에 넣고 3 mg의 일중항 산소 증감제, 화학식 X에 보여진 구조를 갖는 ZnNa (아연 2,11,20,29-테트라- tert-부틸-2,3-나프탈로시아닌, CAS #39049-43-9, 알드리히 케미칼사)을 첨가하고 용해시켰다. 마지막으로 화학식 VI의 구조를 갖는 2 mg의 DAEOH0 (1,2-비스[5'-(4"-히드록시페닐)-2'-메틸티엔-3'-일] 퍼플루오로시클로펜텐)을 첨가하고 용해시켰다. 이후 상기 혼합물을 유리 슬라이드 상에 용매 캐스팅하여 약 100 ㎛ 두께의 막을 형성하고 상기 막을 저진공(mild vacuum) 하에서 24시간 동안 건조시켰다.
1%의 회절 효율을 갖는 405 nm 셋업을 이용하여 평면파 홀로그램을 상기 건 조된 막에 기록하였다. 평면파 홀로그램은 시그널 빔과 레퍼런스 빔에 의해 생성된 기록된 간섭 패턴이다. 시그널 빔과 레퍼런스 빔은 모두 동일한 출력과 빔 크기를 갖는 평면파이며, 샘플 상에서 동일한 위치에서 입사하며, 동일한 방향으로 편광되며 서로 간섭성이다. 이후, 재생 빔을 홀로그램 상에 집속시키고 회절 효율을 모니터링하였다. 회절 효율이 대조군 시간 주기인 t1 내에서 0으로 떨어졌다.
실시예
2
동일한 막 샘플을 상기 실시예 1에서 기술된 바와 같이 제조하고 동일한 방법으로 홀로그램을 405 nm에서 기록하였다. 상기 기록된 데이터는 산소 대기 하에서 780 nm 빛의 비집속된 레이저 빔(405 nm에서 매체에 기록된 홀로그램을 포함하는 5 mm 영역에 대해 100mW)에 1시간 동안 노출시켰다. 다음으로, 405 nm 재생 레이저 빔을 이용하여 홀로그램의 자연 붕괴를 모니터링하였다. 빔을 홀로그램 상에 집속시키고 회절 효율을 모니터링하였다. t1에서 회절 효율은 대조군에 대해 관찰된 것보다 높았다.
실시예
3
아세토니트릴 용매 중의 개방형 디아릴에텐 (1,2-비스[5'-(4''-히드록시페닐)-2'-메틸티엔-3'-일]-퍼플루오로시클로펜텐, DAEOH0, 화학식 VI)의 용액을 제조하였다. 도 5는 405 nm의 블리칭 방사선에 노출되기 전과 후의 파장(X축, 70)에 따른 흡광도(Y축,68)의 변화를 나타낸다. 흡수 프로파일(72)을 블리칭 방사선에 노출하기 전에 측정하였다. 이후 샘플 A를 405 nm의 파장에서 9분 동안 블리칭 방사선 에 조사하였다. 흡광도 대 파장 프로파일(74)을 다시 측정하였다. 프로파일(74)은 블리칭선 노출 전 흡수 프로파일(72)에서 관찰되지 않은 약 600 nm에서 현저한 피크를 나타내는데, 이는 블리칭선에 노출 결과로서 광생성물의 존재를 의미한다. 임의의 특정 이론에 구속되지 않길 출원인도 바라지만, 405 nm에서의 블리칭선에 노출시 개방형 디아릴에텐 (DAEOHO)은 고리화 반응을 거치게 되어 폐쇄형 디아릴에텐 (DAEOHC) (광생성물)을 형성하게 된다고 여겨진다. 405 nm에서의 블리칭 공정에 이어 532 nm에서 블리칭 공정을 수행한다. 도 5의 프로파일(76)은 532 nm에서 블리칭 방사선에 5분 동안 노출후 파장에 따른 흡광도의 변화를 나타낸다. 프로파일 72와 76이 겹쳐지는게 보이는데, 이는 532 nm에서 블리칭시 폐쇄형 디아릴에텐이 개방형 디아릴에텐으로 복귀되는 것을 의미한다. 본 실시예는 개방형 디아릴에텐 ("DAE0")의 폐쇄형 디아릴에텐 ("DAEC")으로의 고리화 반응이 반복기록이 가능한 홀로그래픽 데이터를 저장하는데 사용될 수 있는 405 nm 파장의 빛을 사용하여 개시될 수 있음을 나타내는 것이다. 본 실시예는 추가로 532 nm 파장의 빛으로의 조사가 기록된 홀로그래픽 데이터를 삭제할 수 있는, 폐쇄형 디아릴에텐으로부터 개방형 디아릴에텐으로의 전환을 개시하는 것을 보여준다.
아세토니트릴 용매 중의 폐쇄형 디아릴에텐 (1,2-비스[5'-(4''-히드록시페닐)-2'-메틸티엔-3'-일]-퍼플루오로시클로펜텐, DAEOHC, 화학식 VII)의 용액을 제조하고 ZnNa를 첨가하였다. 샘플 B를 780 nm의 파장에서 15분 동안 블리칭 방사선에 노출시켜 일중항 산소를 발생시켰다. 도 6은 780 nm의 블리칭 방사선에 노출되기 전과 후의 파장(X축, 70)에 따른 흡광도(Y축,68)의 변화를 나타낸다. 흡수 프로파일 78과 80을 780 nm에서 블리칭 방사선에 노출 전과 후에 대해 평가하였다. 780 nm에서의 블리칭 후, 용액은 600 nm와 780 nm 모두에서 감소된 흡광도를 나타내었다. 임의의 특정 이론에 구속되지 않길 출원인도 바라지만, 780 nm에서의 블리칭선에 노출시 감광된 ZnNa가 폐쇄형 디아릴에텐 (DAEOHC)과 반응하는 일중항 산소의 발생을 가능하게 하여, DAEOHC를 DAEOHO로 산화시키는데 이는 532 nm에서 방사선에 대해 안정한 것으로 예측되며 DAEOHC의 고리화의 역반응을 초래하지 않게 된다.
샘플 B가 780 nm에서 블리칭 후 532 nm에서 방사선에 대해 안정한가의 여부를 평가하기 위해, 용액을 532 nm에서 추가의 블리칭 방사선에 노출시켰다. 532 nm에서의 블리칭 전과 후의 흡광도 대 파장 프로파일 82와 84를 도 7에 나타내었는데, 이 도면은 532 nm에서의 블리칭이 샘플에 대해 무시할 수 있는 정도의 효과를 지녀 광안정성 생성물 (DAEOc)이 형성된다.
아세토니트릴 용매 중의 개방형 디아릴에텐 (1,2-비스[5'-(4''-히드록시페닐)-2'-메틸티엔-3'-일]-퍼플루오로시클로펜텐, DAEOHO)의 용액(샘플 C)을 제조하고 ZnNa를 첨가하였다. 상기 용액을 780 nm에서 블리칭 방사선에 5분 동안 노출시킨 후 405 nm에서 블리칭 방사선에 노출시켰다. 도 8은 780 nm의 파장에서의 방사선에 노출시킨 후 405 nm에서의 노출 전과 후에 있어서 흡광도 대 파장 프로파일 86과 88을 나타내고 있다. 임의의 특정 이론에 구속되지 않길 출원인도 바라지만, 780 nm에서의 블리칭선에 노출시 감광된 ZnNa가 개방형 디아릴에텐 (DAEOHO)과 반응하는 일중항 산소의 발생을 가능하게 하여, DAEOHO를 산화시키는데, 이는 405 nm에서 방사선에 대해 안정한 것으로 예측된다. 본 실시예는 개방형 디아릴에텐의 안정화를 예시하고 있다.
상기 본원에 기술된 홀로그래픽 데이터 저장 방법 및 물품은 향상된 데이터 수명을 갖는 홀로그래픽 데이터 저장 매체를 제공하여 이러한 광화학 활성 염료 기반의 홀로그래픽 저장 매체의 더 큰 산업적 이용가능성을 유도할 수 있다는 점을 포함하여 많은 이점을 가진다.
본 발명의 소정의 특징만이 예시되고 본원에 기술되었으나, 다양한 조작 및 변형을 가할 수 있음은 당업자에게는 명백할 것이다. 따라서, 첨부된 특허청구범위는 본 발명의 범위 내에 해당될 수 있는 모든 변형 및 변화를 포함하는 것이다.
Claims (34)
- 광화학 활성 염료 및 일중항 산소 발생제를 포함하는 광학 투과성 기판을 제공하는 단계 (A);홀로그래픽 간섭 패턴으로 광학 투과성 기판을 조사하여, 상기 조사된 체적소(volume element) 내에서 상기 홀로그래픽 간섭 패턴에 상응하는 광생성물의 농도 변화를 발생시켜, 상기 체적소에 해당하는 광학적으로 재생가능한 데이터를 생성시키되, 이때 상기 홀로그래픽 간섭 패턴이 기판의 체적소 내에서 적어도 일부의 광화학 활성 염료를 광생성물로 전환시키기에 충분한 제1 파장 및 세기를 갖는, 단계 (B); 및상기 광학 투과성 기판을 활성화하여 일중항 산소를 발생시켜 광학적으로 재생가능한 데이터를 안정화하는 단계 (C)를 포함하는, 홀로그래픽 데이터의 저장 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 활성화 단계가, 일중항 산소를 발생시키기에 충분한 제2 파장 및 세기에서의 광활성화에 의해 달성되며, 상기 일중항 산소가 광생성물 및/또는 광화학 활성 염료와 반응하여 광학적으로 재생가능한 데이터를 안정화시키는 것인, 홀로그래픽 데이터의 저장 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 활성화 단계가, 일중항 산소를 발생시키기에 충분한 열 에너지를 이용한 열적 활성화에 의해 달성되며, 상기 일중항 산소가 광생성물 및/또는 광화학 활성 염료와 반응하여 광학적으로 재생가능한 데이터를 안정화시키는 것인, 홀로그래픽 데이터의 저장 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 광생성물이 광분해 생성물, 산화 생성물, 환원 생성물, 결합 분해 생성물, 또는 분자 재배열 생성물을 포함하는 것인, 홀로그래픽 데이터의 저장 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 광생성물이 광안정성 분해 생성물, 광안정성 산화 생성물, 광안정성 환원 생성물, 광안정성 결합 분해 생성물, 또는 광안정성 분자 재배열 생성물을 포함하는 것인, 홀로그래픽 데이터의 저장 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 광화학 활성 염료가 비시널(vicinal) 디아릴에텐, 니트론, 니트로스틸벤 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 염료 물질인 것인, 홀로그래픽 데이터의 저장 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 광화학 활성 염료가 디아릴퍼플루오로시클로펜텐, 디아릴말레산 무수물, 디아릴말레이미드 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 비시널 디아릴에텐인 것인, 홀로그래픽 데이터의 저장 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 광화학 활성 염료가 하기 화학식 I의 구조를 갖는 비시널 디아릴에텐인 것인, 홀로그래픽 데이터의 저장 방법:화학식 I
상기 식 중, "e"는 0 또는 1이고; R1은 결합, 산소 원자, 치환된 질소 원자, 황 원자, 셀레늄 원자, 2가 C1-C20 지방족 라디칼, 할로겐화 2가 C1-C20 지방족 라디칼, 2가 C3-C20 시클로지방족 라디칼, 할로겐화 2가 C1-C2O 시클로지방족 라디칼, 또는 2가 C2-C30 방향족 라디칼이며; Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 C2-C40 방향족 라디칼, 또는 C2-C40 헤테로방향족 라디칼이고; Z1 및 Z2는 독립적으로 결합, 수소 원자, 1가 C1-C20 지방족 라디칼, 2가 C1-C20 지방족 라디칼, 1가 C3-C2O 시클로지방족 라디칼, 2가 C3-C20 시클로지방족 라디칼, 1가 C2-C30 방향족 라디칼, 또는 2가 C2-C30 방향족 라디칼이다. - 제1항에 있어서, 상기 광화학 활성 염료가 하기 화학식 VI의 구조를 갖는 것인, 홀로그래픽 데이터의 저장 방법:화학식 VI
- 제1항에 있어서, 상기 광화학 활성 염료가 광학 투과성 기판의 총 중량을 기준으로, 약 0.1 내지 약 10 중량%의 양으로 존재하는 것인, 홀로그래픽 데이터의 저장 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 일중항 산소 발생제가 일중항 산소 증감제, 일중항 산소 전구체 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물을 포함하는 것인, 홀로그래픽 데이터의 저장 방법.
- 제11항에 있어서, 상기 일중항 산소 발생제가 메틸렌 블루, 아쥴렌, 로즈 벤갈, 2'-아세토나프톤, 나프탈렌, 나프탈렌 유도체, 프탈로시아닌, 프탈로시아닌 유도체, 나프탈로시아닌, 나프탈로시아닌 유도체, 포르핀, 포르핀 유도체, 안트라센, 안트라센 유도체 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 일중항 산소 증감제를 포함하는, 홀로그래픽 데이터의 저장 방법.
- 제11항에 있어서, 상기 일중항 산소 발생제가 나프탈렌 엔도퍼옥시드, 안트라센 엔도퍼옥시드, 1,4-이치환된 나프탈렌 퍼옥시드, N,N'-디(2,3-디히드록시프로필)-1,4-나프탈렌디프로판아미드, 9,10-디페닐안트라센 퍼옥시드, 1,4,-디페닐안트라센 퍼옥시드 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 일중항 산소 전구체를 포함하는 것인, 홀로그래픽 데이터의 저장 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 일중항 산소 발생제가 광화학 활성 염료의 몰량 이상의 몰량으로 존재하는 것인, 홀로그래픽 데이터의 저장 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 광학 투과성 기판이 광학 투과성의 가소성 물질을 포함하는 것인, 홀로그래픽 데이터의 저장 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 광학 투과성 기판이 열가소성 중합체, 열경화성 중합체, 또는 열가소성 중합체와 열경화성 중합체의 혼합물을 포함하는 것인, 홀로그래픽 데이터의 저장 방법.
- 제16항에 있어서, 상기 열가소성 중합체가 폴리카보네이트를 포함하는 것인, 홀로그래픽 데이터의 저장 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 제1 파장이 약 300 nm 내지 약 800 nm 범위 내에서 선택되는 것인, 홀로그래픽 데이터의 저장 방법.
- 제1항에 있어서, 광화학 활성 염료의 자외선-가시광선 흡광도가 약 300 nm 내지 약 550 nm의 범위의 파장에서 약 0.1 내지 약 1 범위인 것인, 홀로그래픽 데이터의 저장 방법.
- 제2항에 있어서, 상기 제2 파장이 약 300 nm 내지 약 1500 nm의 범위에서 선택되나, 상기 제2 파장이 제1 파장과 동일하지는 않으며, 상기 제2 파장에서의 광화학 활성 염료의 흡광도가 약 0.1 미만인 것인, 홀로그래픽 데이터의 저장 방법.
- 제2항에 있어서, 상기 제2 파장이 약 300 nm 내지 약 1500 nm의 범위에서 선택되며, 상기 제2 파장이 제1 파장보다 길고, 상기 제2 파장에서의 광화학 활성 염료의 흡광도가 약 0.1 미만인 것인, 홀로그래픽 데이터의 저장 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 광학 투과성 기판의 두께가 100 ㎛ 이상인 것인, 홀로그래픽 데이터의 저장 방법.
- 광학 투과성의 가소성 물질, 광화학 활성 염료 및 일중항 산소 발생제를 포함하는 광학 투과성 기판의 막을 형성하는 단계를 포함하는, 홀로그래픽 데이터 저장 매체의 제조 방법.
- 제23항에 있어서, 상기 광학 투과성 기판의 두께가 100 ㎛ 이상이며; 광학 투과성 기판의 총 중량을 기준으로 약 0.1 내지 약 10 중량%에 해당하는 양으로 광화학 활성 염료를 포함하고, 약 300 nm 내지 약 800 nm 범위 내에서 선택되는 제1 파장에서 약 0.1 내지 1 범위의 자외선-가시광선 흡광도를 가지며, 상기 일중항 산소 발생제가 존재하는 광화학 활성 염료의 몰량 이상의 몰량으로 존재하는 것인, 홀로그래픽 데이터 저장 매체의 제조 방법.
- 제23항에 있어서, 상기 광학 투과성 기판의 막이 성형 기법에 의해 형성되는 것인, 홀로그래픽 데이터 저장 매체의 제조 방법.
- 제23항에 있어서, 상기 광학 투과성 기판의 막이 스핀 캐스팅 기법에 의해 형성되는 것인, 홀로그래픽 데이터 저장 매체의 제조 방법.
- 제23항에 있어서, 상기 광학 투과성의 가소성 물질이 열가소성 중합체, 열경화성 중합체, 또는 열가소성 중합체와 열경화성 중합체의 혼합물을 포함하는 것인, 홀로그래픽 데이터 저장 매체의 제조 방법.
- 광학 투과성의 가소성 물질;광화학 활성 염료; 및일중항 산소 발생제를 포함하는 홀로그래픽 데이터 저장 매체.
- 광학 투과성의 가소성 물질;광화학 활성 염료;일중항 산소 발생제;광화학 활성 염료로부터 유도된 광생성물; 및광화학 활성 염료로부터 유도된 광안정성 생성물, 광생성물, 또는 이들의 혼합물을 포함하며, 광학 투과성 기판의 하나 이상의 체적소 내에 패턴화된 홀로그램으로서 저장되는 하나 이상의 광학적으로 재생가능한 데이터를 갖는 데이터 저장 매체.
- 홀로그래픽 간섭 패턴으로, 광화학 활성 염료 및 일중항 산소 발생제를 포함하는 광학 투과성 기판을 조사하여, 상기 조사된 체적소 내에서 상기 홀로그래픽 간섭 패턴에 상응하는 광생성물의 농도 변화를 발생시켜서, 상기 체적소에 해당하 는 제1 광학적으로 재생가능한 데이터를 생성시키되, 여기에서 상기 홀로그래픽 간섭 패턴이 기판의 체적소 내에서 적어도 일부의 광화학 활성 염료를 광생성물로 전환시키기에 충분한 제1 파장 및 세기를 가지며, 제1 파장에서 두 개의 간섭 빔을 이용하여 광학 투과성 기판을 동시에 조사함으로써 생성되는, 단계 (A);광학 투과성 기판을 활성화하여 일중항 산소를 발생시키고 광학적으로 재생가능한 데이터를 안정화하는 단계 (B); 및광학 투과성 기판을 재생 빔(read beam)으로 조사해 회절광을 검출함으로써 광학적으로 재생가능한 데이터를 재생하는 단계 (C)를 포함하는, 광학적 기록/재생 방법.
- 제30항에 있어서, 상기 두 개의 간섭 빔이 데이터에 해당하는 시그널 빔(signal beam)과 데이터에 해당하지 않는 레퍼런스 빔(reference beam)을 포함하는 것인 광학적 기록/재생 방법.
- 제30항에 있어서, 상기 활성화 단계가 일중항 산소를 발생시켜 광학적으로 재생가능한 데이터를 안정화시키기에 충분한 제2 파장 및 세기에서의 광활성화를 포함하는 것인, 광학적 기록/재생 방법.
- 제30항에 있어서, 상기 재생 빔은 시그널 빔의 파장으로부터 1 nm 내지 약 400 nm가 이동된 파장을 갖는 것인, 광학적 기록/재생 방법.
- 제30항에 있어서, 상기 제1 파장, 제2 파장 및 재생 빔 모두가 서로 다른 파장의 값을 갖는 것인, 광학적 기록/재생 방법.
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