KR20090005211A - 광학 데이터 및 이미지의 기록을 위한 광화학적 및 광열적 전위 - Google Patents

광학 데이터 및 이미지의 기록을 위한 광화학적 및 광열적 전위 Download PDF

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KR20090005211A
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휴렛-팩커드 디벨롭먼트 컴퍼니, 엘 피
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Abstract

본 발명은 광학적으로 데이터를 기록하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다. 하나의 광학적 기록 매체(100)는, 기판(120) 및 상기 기판 상에 배치되고, 류코 염료 및 현상제 전구체를 포함하는, 마킹가능한 코팅(13)을 포함한다. 상기 현상제 전구체는, 자극에 반응하여 광화학적 또는 열적 전위에 의해 류코 염료용 현상제가 되는 화합물을 포함한다.

Description

광학 데이터 및 이미지의 기록을 위한 광화학적 및 광열적 전위{PHOTOCHEMICAL AND PHOTOTHERMAL REARRANGEMENTS FOR OPTICAL DATA AND IMAGE RECORDING}
본 발명은 광학적으로 데이터를 기록하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
방사선으로 자극될 경우에 색상이 변하는 물질은 광학 기록 및 이미지화 매체 및 소자에 사용된다. 또한, 광학 기록 및 이미지화 매체에 관한 기술에서의 광범위한 적용 및 급속한 진보는, 매우 증가된 이러한 매체의 데이터 저장 용량을 요구하고 있다. 이에 따라, 광학 저장 기술은 CD(compact disc) 및 LD(laser disc)에서부터 더 고밀도의 데이터 유형, 예컨대 DVD(digital versatile disc) 및 청색 레이저 포멧, 예컨대 블루-레이(BLU-RAY) 및 HD-DVD(high-density DVD)까지 진화하였다. 블루-레이 및 블루-레이 디스크 로고 마크는, 일본, 한국, 유럽 및 미국의 13개 회사들로 구성된 블루-레이 디스크 파운더스(BLU-RAY Founders)의 상표명이다.
각각의 경우, 광학 기록 매체는, 기판, 전형적으로는 마크가 형성될 수 있는 층이 상부에 증착된 디스크를 포함한다. 일부 매체에 있어서, 상기 마크는 "피트(pit)", 또는 상기 층 표면의 압흔(indentation)이며, 상기 피트들 간의 공간은 "랜드(land)"라 불린다. 마킹된 디스크는, 레이저 빔을 마킹된 표면으로 향하게 하고 반사된 빔의 변화를 기록함으로써 준비될 수 있다. 이미지화 매체는, 광에 의해 활성화될 수 있는 물질로 코팅된 임의의 표면으로 구성된다.
비용 및 복잡성을 감소시키면서, 광학 기록 매체의 마킹성 및 생산성을 개선하고자 하는 요구가 남아 있다.
본 발명의 예시적 실시양태를 자세히 기술하기 위해, 본 발명의 실시양태에 따른 이미지화 매체를 나타낸 첨부된 도면을 참조할 것이다.
기호 및 명명법
특정 시스템의 구성요소를 지칭하기 위해, 특정한 용어가 하기 명세서 및 청구의 범위 전반에 걸쳐 사용된다. 당업자는, 컴퓨터 회사들이 상이한 명칭으로 구성요소를 지칭할 수 있음을 이해할 것이다. 본원에서는, 명칭은 상이하지만, 기능은 상이하지 않은 구성요소들을 구별하려고 하지 않는다. 하기 명세서 및 청구의 범위에서, "포함하는"이라는 용어는 비제한적인 방식으로 사용되며, 이에 따라 "포함하지만 이에 한정되지 않는"을 의미하는 것으로 해석되어야 한다.
본원에서는 블루-레이 기술을 참조한다. 블루-레이 디스크용 DVD 사양은 일반적으로 다음을 포함한다: 파장 = 405 nm; 개구 수 (numerical aperture, NA) = 0.85; 디스크 직경 = 12 cm; 디스크 두께 = 1.2 mm; 및 데이터 용량 ≥ 23.3/25/27 GB. 블루-레이 디스크는 일반적으로 2시간의 고 해상도 비디오 이미지 또는 13시간의 통상적인 비디오 이미지를 저장하는 데 사용될 수 있다. 380 nm 내지 420 nm, 특히 405 nm의 파장을 갖는 청색-자색 레이저는 블루-레이 디스크용 광원으로서 사용된다. 청색 광(380 내지 420 nm의 방사선)을 사용하는 다른 기술은 HD-DVD이다.
본원에서 사용된 "류코(leuco) 염료"라는 용어는, 비활성화 상태에서는 무색 또는 단색이고 활성화 상태에서는 색상을 형성하거나 변화시키는 색상-형성 물질을 지칭한다. 본원에서 사용된 "현상제" 및 "활성제"라는 용어는, 상기 염료와 반응하고 상기 염료의 화학적 구조를 변화시켜 색상을 변화시키거나 색상을 획득하게 하는 물질을 지칭한다.
본원에서 사용된 "광"이라는 용어는, 임의의 광원으로부터의, 임의의 파장 또는 밴드를 갖는 전자기적 방사선을 포함한다.
도면을 간단히 참조하면, 이미지화 매체(100) 및 에너지 빔(110)이 도시되어 있다. 이미지화 매체(100)는 기판(120) 및 상기 기판(120)의 표면(122) 상에 배치된 마킹 층(130)을 포함한다. 제시된 실시양태에서는, 이미지화 매체(100)가, 일반적으로 공지된 것과 같은 보호 층(150)을 추가로 포함한다. 상술 및 후술하는 바와 같이, 마킹 층(130)은 바람직하게는, 매트릭스 또는 결합제(140) 중에 현탁되거나 또는 용해되거나 또는 미세하게 분산된 색상-형성제를 포함한다. 마킹 층(130)은 중합체성 매트릭스를 포함할 수 있고, 선택적으로 고정제(미도시)를 포함할 수 있다.
기판(120)은, 상부에 마크를 생성하기 적합한 임의의 기판, 예컨대( 단지 예시적으로) CD-R/RW/ROM, DVD±R/RW/ROM, HD-DVD 또는 블루-레이 디스크일 수 있다. 기판(120)은 종이(예컨대, 라벨, 티켓, 영수증 또는 편지지), 오버헤드 투명지, 또는 상부에 마크를 제공하기 적합한 다른 표면일 수 있다. 마킹 층(130)은 임의의 허용가능한 방법, 예컨대(단지 예시적으로) 롤링, 스핀-코팅, 분무, 리쏘그래피, 또는 스크린 인쇄를 통해 기판(120)에 적용될 수 있다.
많은 실시양태에서는, 1 ㎛ 미만의 두께를 갖는 마킹 층(130)을 제공하는 것이 바람직할 수 있다. 이것을 달성하기 위해서는, 스핀 코팅이 적합한 적용 기술이다. 또한, 소정의 두께를 갖는 층을 형성할 수 있는 마킹용 조성물을 제공하는 것이 바람직하다. 이러한 경우, 상기 마킹 층은 특히, 이러한 층을 방해하는 입자, 즉 1 ㎛보다 큰 치수를 갖는 입자가 없어야 한다. 보다 바람직하게는 상기 마킹용 조성물에 입자가 전혀 없지만, 반드시 그래야만 하는 것은 아니다.
마크를 형성하고자 할 경우, 이미지화 매체(100)에 원하는 방식으로 마킹 에너지(110)를 유도시킨다. 에너지의 형태는, 입수가능한 장비, 주위 조건, 목적한 결과에 따라 다를 수 있다. 사용될 수 있는 에너지의 예는 적외선(IR) 방사선, 자외선(UV) 방사선, X-선, 또는 가시광선을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다. 이러한 실시양태에서는, 마크를 형성하고자 하는 위치에서 이미지화 매체(130)를 원하는 소정의 파장을 갖는 광으로 조사한다. 마킹 층은 에너지를 흡수하여 마킹 층(130)에서 광화학적 변화를 유발하고, 광학적으로 검출가능한 마크(142)를 생성한다.
색상-형성제는, 광의 형태로 적용될 수 있는 역치 자극에 반응하여, 검출가능한 광학적 변화를 경험하는 임의의 물질일 수 있다. 일부 실시양태에서는. 색상-형성제가, 하기 상술되는 류코 염료 및 현상제를 포함한다. 상기 현상제 및 류코 염료는, 화학적으로 혼합 시, 검출가능한 광학적 변화를 발생시킨다.
바람직한 실시양태에서는, 상기 현상제 및 류코 염료가 매트릭스에 가용성이다. 다른 실시양태에서는, 상기 성분들 중 하나는 분산된 입자로서 매트릭스 중에 현탁될 수 있지만, 균질한 코팅이 바람직하다. 마킹 층(130) 중에서 색상-형성제의 농도 및 분포는, 활성화 시 검출가능한 마크를 생성하기에 충분한 것이 바람직하다.
색상-형성제가 2 성분, 예컨대 류코 염료 및 현상제를 포함하는 실시양태에서, 색상-형성제의 성분들 중 하나는 목적한 성분의 전구체로서 마킹 층(130)에 제공될 수 있다. 이러한 실시양태에서는, 입사광이 상기 전구체의 화학적 변화를 유발하고, 상기 전구체가 목적한 성분이 되게 한다. 목적한 성분이 형성되면, 색상-형성제의 성분 모두가 국부적으로 존재할 수 있고, 색상-형성 반응이 일어난다. 따라서, 에너지가 마킹 층(130)의 목적한 영역에 적용되면, 광학적으로 검출가능한 마크(142)가 생성될 수 있다.
생성된 마크(142)는 광학 센서에 의해 검출될 수 있으며, 이에 따라 광학적으로 판독가능한 소자를 생성한다. 선택된 색상-형성제에 따라, 마킹용 조성물은, 활성화 시, 목적한 파장에서 상대적으로 더 많이 흡수하게 되거나 더 적게 흡수하게 될 수 있다. 많은 상품 및 소비재가 판독 및 기록 작업 모두에서 단일 파장을 사용하기 때문에, 또한 판독 파장에서 (마킹되지 않은 영역에 비해) 상대적으로 흡수하는 마크를 생성하는 색상-형성제가 유리하기 때문에, 판독/기록 파장에서 상대적으로 흡수하는 마크를 생성하는 색상-형성제를 제공하는 것이 바람직하다.
따라서, 단지 예시적으로, 청색-자색 광(방사선)이 판독 방사선으로서 사용되면, 상기 마킹 층에 형성된 마크는 바람직하게는 대비되는 색상, 즉 청색 방사선의 흡수를 나타내는 황색 내지 오렌지색이다. 따라서, 특정 실시양태에서는, 상기 마킹용 조성물이, 활성화 시, 청색-자색 파장에서 상대적으로 비흡수성인 상태로부터 황색/오렌지색 파장에서 상대적으로 흡수성인 상태로 변하는 류코 염료를 함유한다.
그럼에도 불구하고, 본 발명의 실시양태는 이러한 염료들로 한정되지 않는다. 본 발명의 실시양태에 사용하기 적합한 류코 염료의 특정 예는 플루오란 및 프탈라이드를 포함하며, 이것은 하기 화합물을 포함하지만 이것에 한정되지 않고, 이들은 단독으로 또는 조합하여 사용될 수 있다:
1,2-벤조-6-(N-에틸-N-톨루이디노)플루오란, 1,2-벤조-6-(N-메틸-N-사이클로헥실아미노)플루오란, 1,2-벤조-6-다이부틸아미노플루오란, 1,2-벤조-6-다이에틸아미노플루란, 2-(.알파.-페닐에틸아미노)-6-(N-에틸-p-톨루이디노)플루오란, 2-(2,3-다이클로로아닐리노)-3-클로로-6-다이에틸아미노플루란, 2-(2,4-다이메틸아닐리노)-3-메틸-6-다이에틸아미노플루오란, 2-(다이-p-메틸벤질아미노)-6-(N-에틸-p-톨루이디노)플루오란, 2-(m-트라이클로로메틸아닐리노)-3-메틸-6-(N-사이클로헥실-N-메틸아미노)플루오란, 2-(m-트라이클로로메틸아닐리노)-3-메틸-6-다이에틸아미노플루오란, 2-(m-트라이플루오로메틸아닐린)-6-다이에틸아미노플루오란, 2-(m-트라이플루오로메틸아닐리노)-3-클로로-6-다이에틸아미노플루란, 2-(m-트라이플루오로메틸아닐리노)-3-메틸-6-다이에틸아미노플루오란, 2-(N-에틸-p-톨루이디노)-3-메틸-6-(N-에틸아닐리노)플루오란, 2-(N-에틸-p-톨루이디노)-3-메틸-6-(N-프로필-p-톨루이디노) 플루오란, 2-(o-클로로아닐리노)-3-클로로-6-다이에틸아미노플루오란, 2-(o-클로로아닐리노)-6-다이부틸아미노플루오란, 2-(o-클로로아닐리노)-6-다이에틸아미노플루오란, 2-(p-아세틸아닐리노)-6-(N-n-아밀-N-n-부틸아미노)플루오란, 2,3-다이메틸-6-다이메틸아미노플루오란, 2-아미노-6-(N-에틸-2,4-다이메틸아닐리노)플루오란, 2-아미노-6-(N-에틸아닐리노)플루오란, 2-아미노-6-(N-에틸-p-클로로아닐리노)플루오란, 2-아미노-6-(N-에틸-p-에틸아닐리노)플루오란, 2-아미노-6-(N-에틸-p-톨루이디노)플루오란, 2-아미노-6-(N-메틸-2,4-다이메틸아닐리노)플루오란, 2-아미노-6-(N-메틸아닐리노)플루오란, 2-아미노-6-(N-메틸-p-클로로아닐리노)플루오란, 2-아미노-6-(N-메틸-p-에틸아닐리노)플루오란, 2-아미노-6-(N-메틸-p-톨루이디노)플루오란, 2-아미노-6-(N-프로필-2,4-다이메틸아닐리노)플루오란, 2-아미노-6-(N-프로필아닐리노)플루오란, 2-아미노-6-(N-프로필-p-클로로아닐리노)플루오란, 2-아미노-6-(N-프로필-p-에틸아닐리노)플루오란, 2-아미노-6-(N-프로필-p-톨루이디노)플루오란, 2-아닐리노-3-클로로-6-다이에틸아미노플루란, 2-아닐리노-3-메틸-6-(N-사이클로헥실-N-메틸아미노)플루오란, 2-아닐리노-3-메틸-6-(N-에틸-N-아이소아밀아미노)플루오란, 2-아닐리노-3-메틸-6-(N-에틸-N-p-벤질)아미노플루오란, 2-아닐리노-3-메틸-6-(N-에틸-N-프로필아미노)플루오란, 2-아닐리노-3-메틸-6-(N-아이소-아밀-N-에틸아미노)플루오란, 2-아닐리노-3-메틸-6-(N-아이소부틸-메틸 아미노)플루오란, 2-아닐리노-3-메틸-6-(N-아이소프로필-메틸 아미노)플루오란, 2-아닐리노-3-메틸-6-(N-메틸-p-톨루이디노-)플루오란, 2-아닐리노-3-메틸-6-(N-n-아밀-N-에틸아미노)플루오란, 2-아닐리노-3-메틸-6-(N-n-아밀-N-메틸아미노)플루오란, 2-아닐리노-3-메틸-6-(N-n-프로필-N-아이소프로필아미노)플루오란, 2-아닐리노-3-메틸-6-(N-n-프로필-N-메틸아미노)플루오란, 2-아닐리노-3-메틸-6-(N-3급-부틸-N-메틸아미노)플루오란, 2-아닐리노-3-메틸-6-다이에틸아미노플루오란, 2-아닐리노-3-메틸-6-다이-n-부틸아미노플루오란, 2-아닐리노-6-(N-n-헥실-N-에틸아미노)플루오란, 2-벤질아미노-6-(N-에틸-2,4-다이메틸아닐리노)플루오란, 2-벤질아미노-6-(N-에틸-p-톨루이디노)플루오란, 2-벤질아미노-6-(N-메틸-2,4-다이메틸아닐리노)플루오란, 2-벤질아미노-6-(N-메틸-p-톨루이디노)플루오란, 2-브로모-6-다이에틸아미노플루오란, 2-클로로-3-메틸-6-다이에틸아미노플루란, 2-클로로-6-(N-에틸-N-아이소아밀아미노)플루오란, 2-클로로-6-다이에틸아미노플루오란, 2-클로로-6-다이프로필아미노플루오란, 2-다이에틸아미노-6-(N-에틸-p-톨루이디노)플루오란, 2-다이에틸아미노-6-(N-메틸-p-톨루이디노)플루오란, 2-다이메틸아미노-6-(N-에틸아닐리노)플루오란, 2-다이메틸아미노-6-(N-메틸아닐리노)플루오란, 2-다이프로필아미노-6-(N-에틸아닐리노)플루오란, 2-다이프로필아미노-6-(N-메틸아닐리노)플루오란, 2-에틸아미노-6-(N-에틸-2,4-다이메틸아닐리노)플루오란, 2-에틸아미노-6-(N-메틸-p-톨루이디노)플루오란, 2-메틸아미노-6-(N-에틸아닐리노)플루오란, 2-메틸아미노-6-(N-메틸-2,4-다이메틸아닐리노)플루오란, 2-메틸아미노-6-(N-메틸아닐리노)플루오란, 2-메틸아미노-6-(N-프로필아닐리노)플루오란, 3-(1-에틸-2-메틸인돌-3-일)-3-(2-에톡시-4-다이에틸아미노페닐)-4-아자프탈라이드, 3-(1-에틸-2-메틸인돌-3-일)-3-(2-에톡시-4-다이에틸아미노페닐)-7-아자프탈라이드, 3-(1-에틸-2-메틸인돌-3-일)-3-(2-메틸-4-다이에틸아미노페닐)-4-아자프탈라이드, 3-(1-에틸-2-메틸인돌-3-일)-3-(2-메틸-4-다이에틸아미노페닐)-7-아자프탈라이드, 3-(1-에틸-2-메틸인돌-3-일)-3-(4-다이에틸아미노페닐)-4-아자프탈라이드, 3-(1-에틸-2-메틸인돌-3-일)-3-(4-N-n-아밀-N-메틸아미노페닐)-4-아자프탈라이드, 3-(1-메틸-2-메틸인돌-3-일)-3-(2-헥실옥시-4-다이에틸아미노페닐)-4-아자프탈라이드, 3-(1-에틸-2-메틸인돌-3-일)-3-(2-에톡시-4-다이에틸아미노페닐)-4-아자프탈라이드, 3-(N-사이클로헥실-N-메틸아미노)-6-메틸-7-페닐아미노플루오란, 3-(N-에틸-N-아이소아밀아미노)-6-메틸-7-페닐아미노플루오란, 3-(N-에틸-p-톨루이디노)-6-메틸-7-페닐아미노플루오란, 3,3-비스(2-에톡시-4-다이에틸아미노페닐)-4-아자프탈라이드, 3,3-비스(2-에톡시-4-다이에틸아미노페닐)-7-아자프탈라이드, 3,6-다이부톡시플루오란, 3,6-다이에톡시플루오란, 3,6-다이메톡시플루오란, 3-브로모-6-사이클로헥실아미노플루오란, 3-클로로-6-사이클로헥실아미노플루오란, 3-다이부틸아미노-7-(o-클로로-페닐아미노)플루오란, 3-다이에틸아미노-5-메틸-7-다이벤질아미노플루오란, 3-다이에틸아미노-6-(m-트라이플루오로메틸아닐리노)플루오란) 3-다이에틸아미노-6,7-다이메틸플루오란, 3-다이에틸아미노-6-메틸-7-자일리디노플루오란, 3-다이에틸아미노-7-(2-카보메톡시-페닐아미노)플루오란, 3-다이에틸아미노-7-(N-아세틸-N-메틸아미노)플루오란, 3-다이에틸아미노-7-(N-클로로에틸-N-메틸아미노)플루오란, 3-다이에틸아미노-7-(N-메틸-N-벤질아미노)플루오란, 3-다이에틸아미노-7-(o-클로로페닐아미노)플루오란, 3-다이에틸아미노-7-클로로플루오란, 3-다이에틸아미노-7-다이벤질아미노플루오란, 3-다이에틸아미노-7-다이에틸아미노플루오란, 3-다이에틸아미노-7-N-메틸아미노플루오란, 3-다이메틸아미노-6-메톡실플루오란, 3-다이메틸아미노-7-메톡시플루오란, 3-메틸-6-(N-에틸-p-톨루이디노)플루오란, 3-피페리디노-6-메틸-7-페닐아미노플루오란, 3-피롤리디노-6-메틸-7-p-부틸페닐아미노플루오란, 및 3-피롤리디노-6-메틸-7-페닐아미노플루오란.
본 발명의 실시양태에 따라 혼합될 수 있는 추가의 염료는 문헌["The Chemistry and Applications of leuco dyes," Muthyala, Ramiah, ed., Plenum Press (1997) (ISBN 0-306-45459-9)]에 기술된 프탈라이드 발색제(color former) 및 플루오란 류코 염료와 같은 류코 염료를 포함하지만, 이에 한정되지 않는다. 실시양태들은, 아미노-트라이아릴메탄, 아미노크산텐, 아미노티오크산텐, 아미노-9,10-다이하이드로-아크리딘, 아미노펜옥사진, 아미노펜오티아진, 아미노다이하이드로-펜아진, 아미노다이페닐메탄, 아미노하이드로신남산(시아노에탄, 류코 메타인) 및 대응하는 에스터, 2(p-하이드록시페닐)-4,5-다이페닐이미다졸, 인단온, 류코 인다민, 하이드라진, 류코인디고이드 염료, 아미노-2,3-다이하이드로안트라퀸온, 테트라할로-p,p'-바이페놀, 2(p-하이드록시페닐)-4,5-다이페닐이미다졸, 펜에틸아닐린, 및 이들의 혼합물을 비롯한 임의의 공지된 대부분의 류코 염료를 포함할 수 있지만, 이에 한정되지 않는다.
특히 바람직한 류코 염료는 다음을 포함한다.
2'-아닐리노-3'-메틸-6'-(다이부틸아미노)-플루오란:
Figure 112008080751496-PCT00001
2-아닐리노-3-메틸-6-(N-에틸-N-아이소아밀아미노)플루오란:
Figure 112008080751496-PCT00002
및
2-아닐리노-3-메틸-6-(다이-n-arnyl아미노)플루오란:
Figure 112008080751496-PCT00003
3종의 염료는 모두 나가세 시오(Nagase Co, 일본)로부터 시판된다. 염료의 추가적인 예는 다음을 포함한다: Pink DCF(CAS#29199-09-5); Orange-DCF(CAS#21934-68-9); Red-DCF(CAS#26628-47-7); Vemmilion-DCF(CAS#117342-26-4); 비스(다이메틸)아미노벤조일 펜오티아진(CAS# 1249-97-4); Green-DCF(CAS#34372-72-0); 클로로아닐리노 다이부틸아미노플루오란(CAS#82137-81-3); NC-Yellow-3(CAS#36886-76-7); Copikem37(CAS#144190-25-0); Copikem3(CAS#22091-92-5, 호도가야(Hodogaya, 일본) 또는 노베온(Noveon, 미국 신시네티)로부터 입수가능).
적합한 플루오란계 류코 염료의 추가적인 비제한적 예는 다음을 포함한다:
3-다이에틸아미노-6-메틸-7-아닐리노플루오란, 3-(N-에틸-p-톨루이디노)-6-메틸-7-아닐리노플루오란, 3-(N-에틸-N-아이소아밀아미노)-6-메틸-7-아닐리노플루오란, 3-다이에틸아미노-6-메틸-7-(o,p-다이메틸아닐리노)플루오란, 3-피롤리디노-6-메틸-7-아닐리노플루오란, 3-피페리디노-6-메틸-7-아닐리노플루오란, 3-(N-사이클로헥실-N-메틸아미노)-6-메틸-7-아닐리노플루오란, 3-다이에틸아미노-7-(m-트라이플루오로메틸아닐리노) 플루오란, 3-다이부틸아미노-6-메틸-7-아닐리노플루오란, 3-다이에틸아미노-6-클로로-7-아닐리노플루오란, 3-다이부틸아미노-7-(o-클로로아닐리노)플루오란, 3-다이에틸아미노-7-(o-클로로아닐리노)플루오란 3-다이-n-펜틸아미노-6-메틸-7-아닐리노플루오란, 3-다이-n-부틸아미노-6-메틸-7-아닐리노플루오란, 3-(n-에틸-n-아이소펜틸아미노)-6-메틸-7-아닐리노플루오란, 3-피롤리디노-6-메틸-7-아닐리노플루오란, 1(3H)-아이소벤조플루란온, 4,5,6,7-테트라클로로-3,3-비스 [2-[4-(다이메틸아미노)페닐]-2-(4-메톡시페닐)에텐일]플루란, 및 이들의 혼합물.
또한, 아미노트라이아릴메탄 류코 염료, 예컨대 트라이스(N,N-다이메틸아미노페닐)메탄 (LCV); 트라이스(N,N-다이에틸아미노페닐)메탄 (LECV); 트라이스(N,N-다이-n-프로필아미노페닐)메탄 (LPCV); 트라이스(N,N-다이-n-부틸아미노페닐)메탄 (LBCV); 비스(4-다이에틸아미노페닐)-(4-다이에틸아미노-2-메틸-페닐)메탄 (LV-1); 비스(4-다이에틸아미노-2-메틸페닐)-(4-다이에틸아미노-페닐)메탄 (LV-2); 트라이스(4-다이에틸아미노-2-메틸페닐)메탄 (LV-3); 비스(4-다이에틸아미노-2-메틸페닐)(3,4-다이메톡시페닐)메탄 (LB-8); 아미노 잔기에 결합된 상이한 알킬 치환체를 갖는 아미노트라이아릴메탄 류코 염료(이때, 각각의 알킬 기는 독립적으로 C1 내지 C4 알킬로부터 선택됨); 및 전술된 구조들이 아릴 고리 상의 하나 이상의 알킬기로 추가로 치환된, 아미노트라이아릴메탄 류코 염료(이때, 알킬 기는 독립적으로 C1 내지 C3 알킬로부터 선택됨)가 본 발명의 실시양태에 사용될 수 있다..
임의의 적합한 현상제가 상기 염료들과 함께 사용될 수 있다. 본 발명의 특정 실시양태에 따르면, 목적하는 현상제가, 광화학적으로 또는 광열적으로 개질되어 목적한 현상제가 될 수 있는 전구체의 형태로 제공된다. 상기 현상제를 전구체 형태로 제공함으로써, 염료로부터 현상제를 물리적으로 분리시켜야 할 필요성이 배제된다. 예를 들면, 색상-형성 성분들 중 하나를 매트릭스에 현탁된 입자로서 제공하기보다, 본 발명의 실시양태에서는 상기 염료 및 상기 현상제가 모두 매트릭스(140)에 용해될 수 있다.
본 발명의 실시양태에 사용하기 적합한 현상제 전구체는, 분자 전위(rearrangement)를 경험함으로써, 류코 염료를 현상(활성화)할 수 있는 페놀성 화합물이 되는 페닐 에스터를 포함하지만, 이에 한정되지 않는다. 이러한 전위는 종종 프리스 전위(Fries rearrangement)로 지칭된다. 프리스 전위는 열적으로 유도될 수 있지만, 또한 에스터가 광-개시된 프리스 전위(종종 광 프리스 전위로 지칭됨)를 경험할 수 있으며, 상기 유형의 전위들은 모두 본 발명의 범주 내에 있고, 전위를 위한 자극은 광, 열 또는 이들의 조합일 수 있음을 이해할 수 있다.
특정 실시양태에서, 적합한 현상제 전구체는 하기 화학식의 화합물을 포함한다:
ROCOR'
상기 식에서,
R은 아릴 기이고,
R'은 알킬 또는 아릴 기이다.
예시적인 화합물은 다이-O-아세틸화 쿠르쿠미노이드 및 다이-O-벤조일화 쿠르쿠미노이드를 포함하지만, 이에 한정되지 않는다. 다르게는, 380 nm 내지 420 nm, 더욱 특히 400 nm 내지 410 nm의 흡수 파장 피크를 갖거나 이를 흡수하는 임의의 아릴 에스터가 본 발명의 실시양태에 사용되기 적합한 현상제 전구체일 수 있다.
다른 전구체는, 현상제의 에스터 전구체, 예를 들면 비스페놀-A, 비스페놀-S, 하이드록시 벤질 벤조에이트, TG-SA(페놀, 4,4'-설포닐비스[2-(2-프로펜일)]) 및 폴리-페놀을 포함한다.
비록, 상기 언급한 바와 같이, 류코 염료의 경우처럼 상기 색상-형성제가 발색제 및 현상제를 포함하면, 매트릭스는 주위 조건에서 균질한 단일-상 용액으로서 제공될 수 있으며, 그 이유는 현상제용 전구체의 사용이 활성화 전에 색상-형성 반응이 일어나지 않도록 방해하기 때문이다. 그럼에도 불구하고, 다른 실시양태에서는, 성분들 중 하나 또는 다른 하나가 주위 조건에서 매트릭스에 실질적으로 불용성일 수 있다. "실질적으로 불용성"이란 주위 조건에서 매트릭스에 대한 색상-형성제의 성분의 용해도가 매우 낮아서, 주위 조건에서 상기 염료와 상기 현상제의 반응으로 인한 색상 변화가 일어나지 않거나 거의 일어나지 않는 것을 의미한다. 따라서, 일부 실시양태에서는, 상기 현상제가 매트릭스에 용해되고, 상기 염료는 주위 조건에서 매트릭스에 현탁된 작은 결정으로서 존재한다. 반면에 다른 실시양태에서는, 상기 발색제가 상기 매트릭스에 용해되고, 상기 현상제는 주위 조건에서 상기 매트릭스에 현탁된 작은 결정으로서 존재한다. 입자 크기는 바람직하게는 400 nm 미만이다.
약 300 nm 내지 약 980 nm의 청색, 인디고, 적색 및 원적외선 파장을 갖는 레이저 광이 본 발명의 색상-형성 조성물을 현상시키는 데 사용될 수 있다. 따라서, 색상-형성 조성물은 상기 범위 내의 파장을 방출하는 소자에 사용되도록 선택될 수 있다. 예를 들어, 광원이 약 405 nm의 파장을 갖는 광을 방출한다면, 상기 전구체는 상기 파장에서 또는 그 근처에서 흡수하고 전위되도록 선택될 수 있다. 다른 실시양태에서는, 현상제 전구체가 광화학적 전위보다는 열적 전위를 경험하고, 650 nm 내지 780 nm를 포함하지만 이에 한정되지 않는 다른 파장의 광원이 사용될 수 있다. 상기 경우들 중 하나에서는, 선택된 파장으로 조정된 방사선 흡수제가, 편재된 가열을 강화하기 위해 포함될 수 있다.
상기 매트릭스 물질은, 상기 현상제 및 발색제(또는 발색제/용융 보조제 혼합물)을 용해시키고/시키거나 분산시키는데 적합한 임의의 조성물일 수 있다. 허용가능한 매트릭스 물질은, 단지 예시적으로, 광 패키지를 갖거나 갖지 않는, UV-경화성 매트릭스, 예컨대 아크릴레이트 유도체, 올리고머 및 모노머를 포함할 수 있다. 광 패키지는, 매트릭스를 경화시키는 반응을 개시할 수 있는 광-흡수성 화합물, 예컨대, 단지 예시적으로, 벤조펜온 유도체를 포함할 수 있다. 자유 라디칼 중합 단량체 및 예비-중합체용 광개시제의 다른 예는 티오크산톤 유도체, 안트라퀸온 유도체, 아세토펜온 및 벤조인 에터 유형을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다. 색상 변화를 유발하는 방사선의 유형이 아닌 다른 방사선 형태에 의해 경화될 수 있는 매트릭스를 선택하는 것이 바람직할 수 있다.
양이온 중합 수지에 기초한 매트릭스는 다이아조늄 염, 방향족 할로늄 염, 방향족 설포늄 염 및 메탈로센 화합물에 기초한 광개시제를 필요로 할 수 있다. 허용가능한 매트릭스(들)의 예는 Nor-Cote CLCDG-1250A 또는 Nor-Cote CDG000(UV 경화성 아크릴레이트 단량체 및 올리고머)를 포함하며, 이들은 광개시제(하이드록시 케톤) 및 유기 용매 아크릴레이트(예를 들어, 메틸 메타크릴레이트, 헥실 메타크릴레이트, 베타-펜옥시 에틸 아크릴레이트 및 헥사메틸렌 아크릴레이트)를 함유한다. 다른 허용가능한 매트릭스(들)는 아크릴화된 폴리에스터 올리고머, 예컨대 사르토머 시오(Sartomer Co.)로부터 입수가능한 CN292, CN293, CN294, SR351(트라이메틸올프로판 트라이아크릴레이트), SR395(아이소데실 아크릴레이트) 및 SR256(2(2-에톡시에톡시)에틸 아크릴레이트)이다.
본 발명의 현상제 전구체를 현상제가 되게 하는 광화학적 및/또는 광열적 메커니즘은, 고체 매트릭스가 이것의 유리 전이 온도 미만일 경우 더 느려진다. 특정 이론에 구속되고자 하지 않으면서, 상기 고체 내에서의 광화학적 반응은 상기 매트릭스를 이것의 유리 전이 온도(Tg) 이상으로 가열하기 위한 추가적인 에너지 장벽을 갖는다. 따라서, 일부 실시양태에서는, 상기 매트릭스의 유리 전이 온도(Tg) 이상으로 상기 매트릭스를 국부적으로 가열하기 위해 목적하는 마크의 영역에 충분한 광열적 에너지를 제공하는 것이 바람직하다. Tg는 전형적으로 매트릭스의 중합체 조성에 의존하며, 필요한 경우, 상기 매트릭스에 사용되는 중합체를 선택함으로써 선택될 수 있다. 일부 실시양태에서는, Tg가 바람직하게는 120 내지 250℃ 범위이다.
본원에 기술된 방식으로 형성된 이미지화 조성물은 광학 기록 매체, 예컨대 CD, DVD, HD-DVD, 블루-레이 디스크 등의 표면에 적용된다.
상기한 논의는 본 발명의 원리 및 다양한 실시양태를 예시하기 위한 것으로 의도된다. 상술한 기재를 충분히 이해한다면, 많은 변화 및 변형이 당업자에게 명백할 것이다. 예를 들면, 기판의 특성이 다를 수 있으며, 상기 마킹용 조성물, 안테나 및 매트릭스가 각각 본원에서 확인된 것들과 다를 수 있다. 하기 청구의 범위가 이러한 모든 변화 및 변형을 포함하도록 해석되는 것으로 의도된다.

Claims (11)

  1. 기판(120); 및
    상기 기판 상에 배치되고, 류코(leuco) 염료 및 현상제 전구체를 포함하는, 마킹가능한 코팅(130)
    을 포함하는 광학 기록 매체(100).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 현상제 전구체가 자극에 반응하여 개질됨으로써 현상제가 되는, 광학 기록 매체(100).
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 현상제 전구체가 광화학적으로 또는 광열적으로 개질되어 상기 현상제를 형성하는, 광학 기록 매체(100).
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 현상제 전구체가 분자 전위(rearrangement)에 의해 개질되어 상기 현상제를 형성하는, 광학 기록 매체(100).
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 현상제 전구체가 페닐 에스터를 포함하는, 광학 기록 매체(100).
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 현상제 전구체가 하기 화학식의 화합물을 포함하는, 광학 기록 매체(100):
    ROCOR'
    상기 식에서,
    R은 아릴기이고,
    R'은 알킬 또는 아릴 기이다.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 현상제 전구체가 다이-O-아세틸화 쿠르쿠미노이드, 다이-O-벤조일화 쿠르쿠미노이드, 및 이들의 혼합물로부터 선택되는, 광학 기록 매체(100).
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 현상제 전구체가, 380 nm 내지 420 nm의 흡수 파장을 갖는 아릴 에스터를 포함하는, 광학 기록 매체(100).
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 류코 염료가 플루오란 염료 및 프탈라이드 발색제(color former)로 이 루어진 군으로부터 선택되는, 광학 기록 매체(100).
  10. 제 1 항에 따른 광학 기록 매체(100)를 제공하는 단계; 및
    소정의 파장을 갖는 광을 사용하여, 현상제 전구체를 현상제로 전환시키고 상기 현상제가 염료와 상호작용하여 마크를 형성함으로써, 마킹가능한 코팅(130) 내에 광학적으로 검출가능한 마크(142)를 형성하는 단계
    를 포함하는, 광학적으로 데이터를 기록하는 방법.
  11. 제 1 항에 따른 광학 기록 매체(100); 및
    현상제 전구체를 현상제로 전환시키고 상기 현상제가 염료와 상호작용하여 마크를 형성함으로써, 마킹가능한 코팅(130) 내에 광학적으로 검출가능한 마크(142)를 형성하기 위한, 소정의 파장을 갖는 발광 광원
    을 포함하는, 광학 기록 시스템.
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