KR20230006301A - Photopolymer composition - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 홀로그램 형성용 포토폴리머 조성물, 홀로그램 기록 매체, 광학 소자 및 홀로그래픽 기록 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a photopolymer composition for forming a hologram, a hologram recording medium, an optical element, and a holographic recording method.
홀로그램(hologram) 기록 미디어는 노광 과정을 통하여 상기 미디어 내 홀로그래픽 기록층 내 굴절률을 변화시킴으로써 정보를 기록하고 이와 같이 기록된 미디어 내 굴절률의 변화를 판독하여 정보를 재생한다. A hologram recording medium records information by changing a refractive index in a holographic recording layer in the medium through an exposure process, and reproduces the information by reading the change in refractive index in the recorded medium.
포토폴리머(감광성 수지, photopolymer)를 이용하는 경우 저분자 단량체의 광중합에 의하여 광 간섭 패턴을 홀로그램으로 용이하게 저장할 수 있기 때문에, 광학 렌즈, 거울, 편향 거울, 필터, 확산 스크린, 회절 부재, 도광체, 도파관, 영사 스크린 및/또는 마스크의 기능을 갖는 홀로그래픽 광학 소자, 광메모리 시스템의 매질과 광확산판, 광파장 분할기, 반사형, 투과형 컬러필터 등 다양한 분야에 사용될 수 있다. When using a photopolymer (photopolymer), optical interference patterns can be easily stored as holograms by photopolymerization of low molecular weight monomers, so optical lenses, mirrors, deflecting mirrors, filters, diffusion screens, diffraction members, light guides, and waveguides , a holographic optical element having a function of a projection screen and/or mask, a medium of an optical memory system and an optical diffusion plate, an optical wavelength splitter, and a reflective and transmissive color filter.
통상적으로 홀로그램 제조용 포토폴리머 조성물은 고분자 바인더, 단량체 및 광개시제를 포함하며, 이러한 조성물로부터 제조된 감광성 필름에 대하여 레이저 간섭광을 조사하여 국부적인 단량체의 광중합을 유도한다. Typically, a photopolymer composition for preparing a hologram includes a polymer binder, a monomer, and a photoinitiator, and a photosensitive film prepared from such a composition is irradiated with laser interference light to induce local photopolymerization of the monomer.
이러한 광중합 과정에서 단량체가 상대적으로 많이 존재하는 부분에서는 굴절율이 높아지고, 고분자 바인더가 상대적으로 많이 존재하는 부분에서는 굴절율이 상대적으로 낮아져서 굴절율 변조가 생기게 되며, 이러한 굴절율 변조에 의해서 회절 격자가 생성된다. 굴절율 변조값 n은 포토폴리머층의 두께와 회절효율(DE)에 영향을 받으며, 각도 선택성은 두께가 얇을수록 넓어지게 된다. In this photopolymerization process, the refractive index is increased in a portion where a relatively large amount of monomers are present, and the refractive index is relatively low in a portion where a relatively large amount of polymer binder is present, resulting in refractive index modulation. The refractive index modulation value n is affected by the thickness and diffraction efficiency (DE) of the photopolymer layer, and the angular selectivity becomes wider as the thickness becomes thinner.
최근에서는 높은 회절효율과 안정적으로 홀로그램을 유지할 수 있는 재료의 개발에 대한 요구와 함께, 얇은 두께를 가지면서도 굴절율 변조값이 큰 포토폴리머층의 제조를 위한 다양한 시도가 이루어지고 있다.Recently, various attempts have been made to manufacture a photopolymer layer having a high refractive index modulation value while having a small thickness along with the demand for the development of a material capable of maintaining high diffraction efficiency and stably maintaining a hologram.
본 발명은 얇은 두께 범위에서도 보다 높은 굴절율 변조값을 구현할 수 있는 포토폴리머층을 보다 효율적이고 용이하게 제공할 수 있는 홀로그램 형성용 포토폴리머 조성물 포토폴리머 조성물을 제공하기 위한 것이다. An object of the present invention is to provide a photopolymer composition for forming a hologram that can more efficiently and easily provide a photopolymer layer capable of realizing a higher refractive index modulation value even in a thin thickness range.
또한, 본 발명은 얇은 두께 범위에서도 보다 높은 굴절율 변조값을 구현할 수 있는 된 포토폴리머층을 포함한 홀로그램 기록 매체를 제공하기 위한 것이다. In addition, the present invention is to provide a hologram recording medium including a photopolymer layer capable of implementing a higher refractive index modulation value even in a thin thickness range.
또한, 본 발명은 홀로그램 기록 매체를 포함한 광학 소자를 제공하기 위한 것이다. In addition, the present invention is to provide an optical element including a hologram recording medium.
또한, 본 발명은 가간섭성의 레이저에 의해 상기 포토폴리머 조성물에 포함된 광반응성 단량체를 선택적으로 중합시키는 단계를 포함하는, 홀로그래픽 기록 방법을 제공하기 위한 것이다.In addition, the present invention is to provide a holographic recording method comprising the step of selectively polymerizing the photoreactive monomer included in the photopolymer composition by a coherent laser.
본 명세서에서는, 고분자 매트릭스 또는 이의 전구체; 광반응성 단량체; 광개시제; 및 하기 화학식 1의 화합물;을 포함하는, 홀로그램 형성용 포토폴리머 조성물이 제공된다. In the present specification, a polymer matrix or a precursor thereof; photoreactive monomers; photoinitiators; And a compound represented by Formula 1; and a photopolymer composition for forming a hologram is provided.
[화학식 1][Formula 1]
상기 화학식 1에서, In Formula 1,
R1 및 R2는 서로 같거나 다를 수 있으며, 각각 탄소수 1 내지 5의 퍼플루오로알킬렌기(perfluoro-alkylene)이고, R 1 and R 2 may be the same as or different from each other, and each is a perfluoro-alkylene group having 1 to 5 carbon atoms,
n 및 m은 1 내지 10의 정수이고, n and m are integers from 1 to 10;
R3 및 R4는 서로 같거나 다를 수 있으며, 각각 탄소수 1 내지 5의 퍼플루오로알킬렌기(perfluoro-alkylene)이고, R 3 and R 4 may be the same as or different from each other, and each is a perfluoro-alkylene group having 1 to 5 carbon atoms,
X1 및 X2는 서로 같거나 다를 수 있으며, 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기, 또는 하기 화학식 2의 작용기이고, X1 및 X2 중 적어도 하나는 하기 화학식 2의 작용기이다. X 1 and X 2 may be the same as or different from each other, and are each independently a straight-chain or branched-chain alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or a functional group represented by Formula 2 below, and at least one of X 1 and X 2 is a functional group represented by Formula 2 below. to be.
[화학식 2][Formula 2]
상기 화학식 2에서, Y1은 탄소수 1 내지 10의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬렌기이고, In Formula 2, Y 1 is a straight-chain or branched-chain alkylene group having 1 to 10 carbon atoms,
Y2은 탄소수 1 내지 20의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기, 또는 탄소수 1 내지 10의 알콕시가 결합된 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기, 또는 산소를 1이상 포함하는 탄소수 2 내지 10의 헤테로 고리가 결합된 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기이다. Y 2 is a straight-chain or branched-chain alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, or a straight-chain or branched-chain alkyl group having 1 to 10 carbon atoms bonded to an alkoxy group, or a straight-chain bonded to a heterocyclic ring having 2 to 10 carbon atoms containing at least one oxygen. or a branched chain alkyl group.
또한, 본 명세서에서는, 상기 포토폴리머 조성물로부터 제조된 홀로그램 기록 매체가 제공된다. Also, in the present specification, a hologram recording medium manufactured from the photopolymer composition is provided.
또한, 본 명세서에서는, 상기 홀로그램 기록 매체를 포함한 광학 소자가 제공된다. Also, in this specification, an optical element including the hologram recording medium is provided.
또한, 본 명세서에서는, 가간섭성의 레이저에 의해 상기 포토폴리머 조성물에 포함된 광반응성 단량체를 선택적으로 중합시키는 단계를 포함하는, 홀로그래픽 기록 방법이 제공된다. In addition, in the present specification, a holographic recording method is provided, including the step of selectively polymerizing the photoreactive monomer included in the photopolymer composition by a coherent laser.
이하 발명의 구체적인 구현예에 따른 포토폴리머 조성물, 홀로그램 기록 매체, 광학 소자, 및 홀로그래픽 기록 방법에 관하여 보다 상세하게 설명하기로 한다. Hereinafter, a photopolymer composition, a hologram recording medium, an optical element, and a holographic recording method according to specific embodiments of the present invention will be described in more detail.
본 명세서에서, (메트)아크릴레이트는 메타크릴레이트 또는 아크릴레이트를 의미한다. In this specification, (meth)acrylate means methacrylate or acrylate.
본 명세서에서, (공)중합체는 단독중합체 또는 공중합체(랜덤공중합체, 블록공중합체, 그라프트 공중합체를 포함)를 의미한다. In the present specification, a (co)polymer means a homopolymer or a copolymer (including random copolymer, block copolymer, and graft copolymer).
또한, 본 명세서에서, 홀로그램(hologram)은 노광 과정을 통하여 전체 가시 범위 및 근자외선 범위(300-800 nm)에서 광학적 정보가 기록된 기록 미디어를 의미하며, 예를 들어 인-라인 (가버(Gabor)) 홀로그램, 이축(off-axis) 홀로그램, 완전-천공(full-aperture) 이전 홀로그램, 백색광 투과 홀로그램 ("무지개 홀로그램"), 데니슈크(Denisyuk) 홀로그램, 이축 반사 홀로그램, 엣지-리터러츄어(edge-literature) 홀로그램 또는 홀로그래피 스테레오그램(stereogram) 등의 시각적 홀로그램(visual hologram)을 모두 포함한다. In addition, in this specification, a hologram means a recording medium on which optical information is recorded in the entire visible range and near-ultraviolet range (300-800 nm) through an exposure process, for example, in-line (Gabor )) hologram, off-axis hologram, pre-full-aperture hologram, white light transmission hologram ("rainbow hologram"), Denisyuk hologram, biaxial reflection hologram, edge-literature ( Edge-literature includes all visual holograms such as holograms or holographic stereograms.
본 명세서에 있어서, 알킬기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 1 내지 40인 것이 바람직하다. 일 실시상태에 따르면, 상기 알킬기의 탄소수는 1 내지 20이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 알킬기의 탄소수는 1 내지 10이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 알킬기의 탄소수는 1 내지 6이다. 알킬기의 구체적인 예로는 메틸, 에틸, 프로필, n-프로필, 이소프로필, 부틸, n-부틸, 이소부틸, tert-부틸, sec-부틸, 1-메틸-부틸, 1-에틸-부틸, 펜틸, n-펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, tert-펜틸, 헥실, n-헥실, 1-메틸펜틸, 2-메틸펜틸, 4-메틸-2-펜틸, 3,3-디메틸부틸, 2-에틸부틸, 헵틸, n-헵틸, 1-메틸헥실, 시클로펜틸메틸, 시클로헥틸메틸, 옥틸, n-옥틸, tert-옥틸, 1-메틸헵틸, 2-에틸헥실, 2-프로필펜틸, n-노닐, 2,2-디메틸헵틸, 1-에틸-프로필, 1,1-디메틸-프로필, 이소헥실, 2-메틸펜틸, 4-메틸헥실, 5-메틸헥실 등이 있으나, 이들에 한정되지 않는다.In the present specification, the alkyl group may be straight-chain or branched-chain, and the number of carbon atoms is not particularly limited, but is preferably 1 to 40. According to one embodiment, the number of carbon atoms of the alkyl group is 1 to 20. According to another exemplary embodiment, the number of carbon atoms of the alkyl group is 1 to 10. According to another exemplary embodiment, the alkyl group has 1 to 6 carbon atoms. Specific examples of the alkyl group include methyl, ethyl, propyl, n-propyl, isopropyl, butyl, n-butyl, isobutyl, tert-butyl, sec-butyl, 1-methyl-butyl, 1-ethyl-butyl, pentyl, n -pentyl, isopentyl, neopentyl, tert-pentyl, hexyl, n-hexyl, 1-methylpentyl, 2-methylpentyl, 4-methyl-2-pentyl, 3,3-dimethylbutyl, 2-ethylbutyl, heptyl , n-heptyl, 1-methylhexyl, cyclopentylmethyl, cyclohexylmethyl, octyl, n-octyl, tert-octyl, 1-methylheptyl, 2-ethylhexyl, 2-propylpentyl, n-nonyl, 2,2 -Dimethylheptyl, 1-ethyl-propyl, 1,1-dimethyl-propyl, isohexyl, 2-methylpentyl, 4-methylhexyl, 5-methylhexyl, etc., but is not limited thereto.
본 명세서에 있어서, 알킬렌기는 알케인(alkane)으로부터 유래한 2가의 작용기로, 예를 들어, 직쇄형, 분지형 또는 고리형으로서, 메틸렌기, 에틸렌기, 프로필렌기, 이소부틸렌기, sec-부틸렌기, tert-부틸렌기, 펜틸렌기, 헥실렌기 등이 될 수 있다.In the present specification, the alkylene group is a divalent functional group derived from an alkane, for example, as a straight-chain, branched or cyclic form, methylene group, ethylene group, propylene group, isobutylene group, sec- It may be a butylene group, tert-butylene group, pentylene group, hexylene group and the like.
발명의 일 구현예에 따르면,According to one embodiment of the invention,
고분자 매트릭스 또는 이의 전구체; 광반응성 단량체; 광개시제; 및 하기 화학식 1의 화합물;을 포함하는, 홀로그램 형성용 포토폴리머 조성물이 제공된다. polymeric matrices or precursors thereof; photoreactive monomers; photoinitiators; And a compound represented by Formula 1; and a photopolymer composition for forming a hologram is provided.
[화학식 1][Formula 1]
상기 화학식 1에서, In Formula 1,
R1 및 R2는 서로 같거나 다를 수 있으며, 각각 탄소수 1 내지 5의 퍼플루오로알킬렌기(perfluoro-alkylene)이고, R 1 and R 2 may be the same as or different from each other, and each is a perfluoro-alkylene group having 1 to 5 carbon atoms,
n 및 m은 1 내지 10의 정수이고, n and m are integers from 1 to 10;
R3 및 R4는 서로 같거나 다를 수 있으며, 각각 탄소수 1 내지 5의 퍼플루오로알킬렌기(perfluoro-alkylene)이고, R 3 and R 4 may be the same as or different from each other, and each is a perfluoro-alkylene group having 1 to 5 carbon atoms,
X1 및 X2는 서로 같거나 다를 수 있으며, 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기이거나 또는 상기 화학식 2의 작용기이고, X1 및 X2 중 적어도 하나는 상기 화학식 2의 작용기이다. X 1 and X 2 may be the same as or different from each other, and each independently represents a straight-chain or branched-chain alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or a functional group of Formula 2, and at least one of X 1 and X 2 is a functional group of Formula 2 above. to be.
[화학식 2][Formula 2]
상기 화학식 2에서, Y1은 탄소수 1 내지 10의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬렌기이고, In Formula 2, Y 1 is a straight-chain or branched-chain alkylene group having 1 to 10 carbon atoms,
Y2은 탄소수 1 내지 20의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기, 또는 탄소수 1 내지 10의 알콕시가 결합된 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기, 또는 산소를 1이상 포함하는 탄소수 2 내지 10의 헤테로 고리가 결합된 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기이다. Y 2 is a straight-chain or branched-chain alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, or a straight-chain or branched-chain alkyl group having 1 to 10 carbon atoms bonded to an alkoxy group, or a straight-chain bonded to a heterocyclic ring having 2 to 10 carbon atoms containing at least one oxygen. or a branched chain alkyl group.
본 발명자들은, 상기 화학식 1의 화합물을 포함한 포토폴리머 조성물로부터 형성되는 홀로그램이 보다 얇은 두께 범위에서도 이전에 알려진 홀로그램에 비하여 크게 향상된 굴절율 변조값 및 우수한 온도, 습도에 대한 내구성을 구현할 수 있다는 점을 실험을 통하여 확인하고 발명을 완성하였다. The present inventors have experimented with the fact that a hologram formed from a photopolymer composition including the compound of Formula 1 can realize a greatly improved refractive index modulation value and excellent durability against temperature and humidity compared to previously known holograms even in a thinner thickness range. It was confirmed through and the invention was completed.
상기 화학식 1의 화합물을 사용함에 따라서, 상기 포토폴리머 조성물로부터 코팅 필름이나 홀로그램을 제조시에 가교밀도가 최적화되어 기존 매트릭스 대비 온도와 습도에 대해 우수한 내구성을 확보할 수 있고, 상술한 가교밀도 최적화를 통해, 높은 굴절률을 갖는 광반응성 단량체와 낮은 굴절률을 갖는 성분간의 유동성(mobility)을 높임으로서 굴절률 변조를 극대화시켜 기록특성이 향상될 수 있다. According to the use of the compound of formula 1, the crosslinking density is optimized when manufacturing a coating film or hologram from the photopolymer composition, so that excellent durability against temperature and humidity can be secured compared to the existing matrix, and the above-mentioned optimization of crosslinking density can be achieved. Through this, the recording characteristics can be improved by maximizing the modulation of the refractive index by increasing the mobility between the photoreactive monomer having a high refractive index and the component having a low refractive index.
상기 화학식 1의 화합물의 관한 내용을 상술한 바와 같다. The contents of the compound of Formula 1 are as described above.
보다 구체적으로, 상기 화학식 1에서, More specifically, in Formula 1,
R1, R2, R3 및 R4는 서로 같거나 다를 수 있으며, 각각 탄소수 1 내지 3의 퍼플루오로알킬렌기(perfluoro-alkylene)이고, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 may be the same as or different from each other, and each is a perfluoro-alkylene group having 1 to 3 carbon atoms,
n 및 m은 1 내지 3의 정수이고, n and m are integers from 1 to 3;
X1 및 X2는 서로 같거나 다를 수 있으며, 상기 화학식 2의 작용기일 수 있다. X 1 and X 2 may be the same as or different from each other, and may be a functional group represented by Chemical Formula 2 above.
상술한 바와 같이, 상기 화학식 1의 화합물의 양쪽 말단 중 하나 또는 양쪽 말단 모두가 상기 화학식 2의 작용기가 결합될 수 있다. As described above, one or both ends of the compound of Formula 1 may be bonded to the functional group of Formula 2.
상기 화학식 2의 작용기가 결합됨에 따라서, 분자 유동성이 증가하거나 분자의 유효 크기가 증가하는 작용을 할 수 있으며, 이에 따라서 홀로그램 형성용 포토폴리머 조성물 및 이로부터 형성된 홀로그램 기록 매체는 보다 효과적으로 회절격자를 형성하는 효과를 구현할 수 있다. As the functional group of Chemical Formula 2 is combined, molecular fluidity or effective size of the molecule may increase, and accordingly, the photopolymer composition for forming a hologram and the hologram recording medium formed therefrom more effectively form a diffraction grating. effect can be realized.
보다 구체적으로, 상기 화학식 2에서, Y1은 탄소수 1 내지 3의 알킬렌기이고, Y2은 탄소수 1 내지 10의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기, 또는 탄소수 3 내지 8의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기 일 수 있다. More specifically, in Formula 2, Y 1 is an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms, and Y 2 may be a linear or branched chain alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or a linear or branched chain alkyl group having 3 to 8 carbon atoms. there is.
또는, 상기 화학식 2에서, Y1은 탄소수 1 내지 3의 알킬렌기이고 Y2은 탄소수 1 내지 10의 알콕시가 결합된 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기, 또는 산소를 1 이상 포함하는 탄소수 2 내지 10의 헤테로 고리가 결합된 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기일 수 있다. Alternatively, in Chemical Formula 2, Y 1 is an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms, and Y 2 is a straight-chain or branched-chain alkyl group having 1 to 10 carbon atoms to which an alkoxy is bonded, or a hetero group having 2 to 10 carbon atoms containing at least one oxygen. It may be a straight-chain or branched-chain alkyl group to which a ring is attached.
상기 헤테로 고리는 탄소가 아닌 원자, 이종원자를 1 이상 포함하는 것으로서, 구체적으로 상기 이종 원자는 O, N, Se 및 S 등으로 이루어진 군에서 선택되는 원자를 1 이상 포함할 수 있으며, 보다 구체적으로는 O를 1 이상 포함할 수 있다. The heterocycle includes at least one atom or heteroatom other than carbon. Specifically, the heteroatom may include at least one atom selected from the group consisting of O, N, Se, and S, and more specifically, One or more O may be included.
상기 헤테로 고리는 치환 또는 비치환될 수 있다. 구체적으로, 상기 산소를 1 이상 포함하는 탄소수 2 내지 10의 헤테로 고리에 포함된 탄소에 할로겐기, 탄소수 1 내지 10의 지방족 작용기, 또는 탄소수 6 내지 20의 방향족 작용기가 치환될 수 있다. The heterocycle may be substituted or unsubstituted. Specifically, a halogen group, an aliphatic functional group having 1 to 10 carbon atoms, or an aromatic functional group having 6 to 20 carbon atoms may be substituted for the carbon included in the heterocyclic ring having 2 to 10 carbon atoms and including one or more oxygen atoms.
보다 구체적으로, 상기 화학식 1의 화합물은 하기 화학식으로 표시되는 군에서 선택되는 어느 하나를 포함할 수 있다. More specifically, the compound of Formula 1 may include any one selected from the group represented by the following formula.
상기 화학식 1의 화합물의 굴절율은 1.45 일 수 있다. The compound of Formula 1 may have a refractive index of 1.45.
상기 화학식 1의 화합물은 분자 내에 불소를 상대적으로 높은 함량으로 포함하여 반응성이 거의 없는 안정성을 가지면서도 굴절특성을 가지므로, 상기 포토폴리머 조성물 내에 첨가시 고분자 매트릭스의 굴절률을 보다 낮출 수 있어, 모노머와의 굴절률 변조를 극대화시킬 수 있다.Since the compound of Chemical Formula 1 contains a relatively high content of fluorine in the molecule and has stability with little reactivity and has refractive properties, when added to the photopolymer composition, the refractive index of the polymer matrix can be lowered, thereby reducing the refractive index of the monomer and The refractive index modulation of can be maximized.
상기 고분자 매트릭스의 굴절률이 1.46 내지 1.53일 수 있다. The refractive index of the polymer matrix may be 1.46 to 1.53.
상기 고분자 매트릭스는 실란계 작용기가 분지쇄에 위치하는 (메트)아크릴레이트계 (공)중합체 및 실란 가교제를 포함할 수 있다. The polymer matrix may include a (meth)acrylate-based (co)polymer and a silane crosslinking agent in which a silane-based functional group is located in a branched chain.
상기 실란계 작용기가 분지쇄에 위치하는 (메트)아크릴레이트계 (공)중합체 및 실란 가교제를 포함하는 고분자 매트릭스 또는 이의 전구체는 상기 포토폴리머 조성물 및 이로부터 제조된 필름 등의 최종 제품의 지지체 역할을 할 수 있으며, 상기 포토폴리머 조성물로부터 형성된 홀로그램에서는 굴절률이 상이한 부분으로써 굴절률 변조를 높이는 역할을 할 수 있다. The polymer matrix including the (meth)acrylate-based (co)polymer and the silane crosslinking agent in which the silane-based functional groups are located in the branched chain or a precursor thereof serves as a support for final products such as the photopolymer composition and a film manufactured therefrom. In the hologram formed from the photopolymer composition, a portion having a different refractive index may serve to increase refractive index modulation.
상술한 바와 같이, 상기 고분자 매트릭스는 실란계 작용기가 분지쇄에 위치하는 (메트)아크릴레이트계 (공)중합체 및 실란 가교제를 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 고분자 매트릭스의 전구체는 상기 고분자 매트릭스를 형성하는 단량체 또는 올리고머를 포함하고, 구체적으로 상기 실란계 작용기가 분지쇄에 위치하는 (메트)아크릴레이트계 (공)중합체, 또는 이의 단량체 또는 상기 단량체의 올리고머, 그리고 실란 가교제, 또는 이의 단량체 또는 상기 단량체의 올리고머를 포함할 수 있다. As described above, the polymer matrix may include a (meth)acrylate-based (co)polymer and a silane crosslinking agent in which a silane-based functional group is located in a branched chain. Accordingly, the precursor of the polymer matrix includes a monomer or oligomer forming the polymer matrix, and specifically, a (meth)acrylate-based (co)polymer in which the silane-based functional group is located in a branched chain, or a monomer thereof or the above It may include an oligomer of a monomer, and a silane crosslinking agent, or a monomer thereof or an oligomer of the monomer.
상기 고분자 매트릭스 상에서 상술한 실란계 작용기가 분지쇄에 위치하는 (메트)아크릴레이트계 (공)중합체와 실란 가교제는 각각 별개의 성분으로 존재할 수 있으며, 또한 이들이 서로 반응하여 형성되는 복합체의 형태로도 존재할 수 있다. The (meth)acrylate-based (co)polymer and the silane crosslinking agent in which the above-mentioned silane-based functional group is located in the branched chain on the polymer matrix may exist as separate components, and may also be in the form of a complex formed by reacting them with each other. can exist
상기 (메트)아크릴레이트계 (공)중합체에서 실란계 작용기가 분지쇄에 위치할 수 있다. 상기 실란계 작용기는 실란 작용기 또는 알콕시 실란 작용기를 포함할 수 있으며, 바람직하게는 알콕시 실란 작용기로 트리메톡시실란기를 사용할 수 있다.In the (meth)acrylate-based (co)polymer, a silane-based functional group may be located in a branched chain. The silane-based functional group may include a silane functional group or an alkoxy silane functional group, and preferably, a trimethoxysilane group may be used as the alkoxy silane functional group.
상기 실란계 작용기는 상기 실란 가교제에 포함된 실란계 작용기와 졸겔반응을 통해 실록산 결합을 형성하여 상기 (메트)아크릴레이트계 (공)중합체와 실란 가교제를 가교시킬 수 있다.The silane-based functional group may crosslink the (meth)acrylate-based (co)polymer and the silane crosslinking agent by forming a siloxane bond through a sol-gel reaction with the silane-based functional group included in the silane crosslinking agent.
상기 실란 가교제는 분자당 평균 1개 이상의 실란계 작용기를 갖는 화합물 또는 그의 혼합물일 수 있으며, 상기 1이상의 실란계 작용기를 포함한 화합물일 수 있다. 상기 실란계 작용기는 실란 작용기 또는 알콕시 실란 작용기를 포함할 수 있으며, 바람직하게는 알콕시 실란 작용기로 트리에톡시실란기를 사용할 수 있다. 상기 실란계 작용기는 상기 (메트)아크릴레이트계 (공)중합체에 포함된 실란계 작용기와 졸겔반응을 통해 실록산 결합을 형성하여 상기 (메트)아크릴레이트계 (공)중합체와 실란 가교제를 가교시킬 수 있다.The silane crosslinking agent may be a compound having an average of one or more silane-based functional groups per molecule, or a mixture thereof, or a compound containing one or more silane-based functional groups. The silane-based functional group may include a silane functional group or an alkoxy silane functional group, and preferably, a triethoxysilane group may be used as the alkoxy silane functional group. The silane-based functional group may form a siloxane bond through a sol-gel reaction with the silane-based functional group included in the (meth)acrylate-based (co)polymer to crosslink the (meth)acrylate-based (co)polymer and the silane crosslinking agent. there is.
이때, 상기 실란 가교제는 상기 실란계 작용기의 당량이 200 g/equivalent 내지 1000 g/equivalent 일 수 있다. 이에 따라, 상기 (메트)아크릴레이트계 (공)중합체와 실란 가교제간의 가교밀도가 최적화되어, 기존 매트릭스 대비 온도와 습도에 대해 우수한 내구성을 확보할 수 있다. 뿐만 아니라, 상술한 가교밀도 최적화를 통해, 높은 굴절률을 갖는 광반응성 단량체와 낮은 굴절률을 갖는 성분간의 유동성(mobility)을 높임으로서 굴절률 변조를 극대화시켜 기록특성이 향상될 수 있다.In this case, the equivalent of the silane-based functional group of the silane crosslinking agent may be 200 g/equivalent to 1000 g/equivalent. Accordingly, the crosslinking density between the (meth)acrylate-based (co)polymer and the silane crosslinking agent is optimized, so that excellent durability against temperature and humidity can be secured compared to the existing matrix. In addition, by optimizing the crosslinking density described above, the mobility between the photoreactive monomer having a high refractive index and the component having a low refractive index is increased, thereby maximizing the modulation of the refractive index, thereby improving recording characteristics.
상기 실란 가교제에 포함된 상기 실란계 작용기의 당량이 1000 g/equivalent 이상으로 지나치게 증가하게 되면, 매트릭스의 가교 밀도 저하로 인해 기록후의 회절격자 경계면이 무너질 수 있고, 느슨한 가교밀도 및 낮은 유리전이 온도로 인해 단량체 및 가소제 성분들이 표면으로 용출되어 헤이즈를 발생시킬 수 있다. If the equivalent of the silane-based functional group included in the silane crosslinking agent is excessively increased to 1000 g/equivalent or more, the diffraction grating interface after recording may collapse due to a decrease in the crosslinking density of the matrix, resulting in a loose crosslinking density and a low glass transition temperature. As a result, monomers and plasticizer components may be eluted to the surface to generate haze.
상기 실란 가교제에 포함된 상기 실란계 작용기의 당량이 200 g/equivalent 미만으로 지나치게 감소하게 되면, 가교밀도가 너무 높아져 모노머와 가소제 성분들의 유동성을 저해하고 그로 인해 기록특성이 현저하게 낮아지는 문제가 발생할 수 있다.If the equivalent of the silane-based functional group included in the silane crosslinking agent is excessively reduced to less than 200 g/equivalent, the crosslinking density becomes too high, which hinders the fluidity of the monomer and plasticizer components, thereby causing a problem in that recording characteristics are significantly lowered. can
보다 구체적으로, 상기 실란 가교제는 중량평균분자량이 100 내지 2000, 또는 300 내지 1000, 또는 300 내지 700인 선형의 폴리에테르 주쇄 및 상기 주쇄의 말단 또는 분지쇄에 결합한 실란계 작용기를 포함할 수 있다.More specifically, the silane crosslinking agent may include a linear polyether main chain having a weight average molecular weight of 100 to 2000, or 300 to 1000, or 300 to 700, and a silane-based functional group bonded to an end or branched chain of the main chain.
상기 중량평균분자량이 100 내지 2000인 선형의 폴리에테르 주쇄는 하기 화학식 3으로 표시되는 반복단위를 포함할 수 있다.The linear polyether main chain having a weight average molecular weight of 100 to 2000 may include a repeating unit represented by Formula 3 below.
[화학식3][Formula 3]
-(R8O)n-R8--(R 8 O) n -R 8 -
상기 화학식3에서 R8은 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기이고, n은 1이상, 또는 1 내지 50, 또는 5 내지 20, 또는 8 내지 10의 정수이다.In Formula 3, R 8 is an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, and n is an integer of 1 or more, or 1 to 50, or 5 to 20, or 8 to 10.
상기 실란 가교제가 유연한 폴리 에테르 폴리올을 주쇄로 도입함으로써 매트릭스의 유리전이온도 및 가교 밀도 조절을 통해 성분들의 유동성을 향상시킬 수 있다.By introducing flexible polyether polyol into the main chain of the silane crosslinking agent, the fluidity of components can be improved by controlling the glass transition temperature and crosslinking density of the matrix.
한편, 상기 실란계 작용기와 폴리에테르 주쇄의 결합은 우레탄 결합을 매개로 할 수 있다. 구체적으로, 상기 실란계 작용기와 폴리에테르 주쇄는 우레탄 결합을 통해 상호간 결합을 형성할 수 있으며, 보다 구체적으로는 상기 실란계 작용기에 포함된 규소 원자가 우레탄 결합의 질소원자와 직접 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기를 매개로 결합하며, 상기 폴리에테르 주쇄에 포함된 R8 작용기가 우레탄 결합의 산소원자와 직접 결합할 수 있다.On the other hand, the bond between the silane-based functional group and the polyether main chain may be through a urethane bond. Specifically, the silane-based functional group and the polyether main chain may form a bond with each other through a urethane bond, and more specifically, the silicon atom included in the silane-based functional group is directly connected to the nitrogen atom of the urethane bond or has 1 to 10 carbon atoms. It is bonded through an alkylene group, and the R8 functional group included in the polyether main chain can be directly bonded to the oxygen atom of the urethane bond.
이처럼 상기 실란계 작용기와 폴리에테르 주쇄가 우레탄 결합을 매개로 결합하는 것은, 상기 실란 가교제가 실란계 작용기를 포함한 이소시아네이트 화합물과 중량평균분자량이 100 내지 2000인 선형의 폴리에테르 폴리올 화합물간의 반응을 통해 제조된 반응생성물이기 때문이다.In this way, the silane-based functional group and the polyether main chain are bonded through a urethane bond, wherein the silane crosslinking agent is prepared through a reaction between an isocyanate compound containing a silane-based functional group and a linear polyether polyol compound having a weight average molecular weight of 100 to 2000 because it is a reaction product.
보다 구체적으로, 상기 이소시아네이트 화합물은 지방족, 고리지방족, 방향족 또는 방향지방족의 모노- 이소시아네이트 디- 이소시아네이트, 트리- 이소시아네이트 또는 폴리-이소시아네이트; 또는 우레탄, 요소, 카르보디이미드, 아실요소, 이소시아누레이트, 알로파네이트, 뷰렛, 옥사디아진트리온, 우레트디온 또는 이미노옥사디아진디온 구조를 가지는 디-이소시아네이트 또는 트리이소시아네이트의 올리고-이소시아네이트 또는 폴리-이소시아네이트;를 포함할 수 있다. More specifically, the isocyanate compound is an aliphatic, cycloaliphatic, aromatic or araliphatic mono-isocyanate di-isocyanate, tri-isocyanate or poly-isocyanate; or oligo-isocyanates of di-isocyanates or triisocyanates having a urethane, urea, carbodiimide, acylurea, isocyanurate, allophanate, biuret, oxadiazinetrione, uretdione or iminooxadiazinedione structure or poly-isocyanate; may be included.
상기 실란계 작용기를 포함한 이소시아네이트 화합물의 구체적인 예로는, 3-이소시아네이토프로필트리에톡시실란을 들 수 있다.A specific example of the isocyanate compound containing the silane-based functional group may include 3-isocyanatopropyltriethoxysilane.
또한, 상기 폴리에테르 폴리올은 예를 들면 스티렌 옥시드, 에틸렌 옥시드, 프로필렌 옥시드, 테트라히드로퓨란, 부틸렌 옥시드, 에피클로로히드린의 다중첨가 생성물과 이들의 혼합 첨가생성물 및 그라프트 생성물, 그리고 다가 알콜 또는 이들의 혼합물의 축합에 의해 수득되는 폴리에테르 폴리올 및 다가 알콜, 아민 및 아미노 알콜의 알콕시화에 의해 수득되는 것들이다. In addition, the polyether polyol is, for example, a polyaddition product of styrene oxide, ethylene oxide, propylene oxide, tetrahydrofuran, butylene oxide, epichlorohydrin, and mixed adducts and graft products thereof; and polyether polyols obtained by condensation of polyhydric alcohols or mixtures thereof and those obtained by alkoxylation of polyhydric alcohols, amines and amino alcohols.
상기 폴리에테르 폴리올의 구체적인 예로는 1.5 내지 6의 OH 관능도 및 200 내지 18000 g/몰 사이의 수 평균 분자량, 바람직하게는 1.8 내지 4.0의 OH 관능도 및 600 내지 8000 g/몰의 수 평균 분자량, 특히 바람직하게는 1.9 내지 3.1의 OH 관능도 및 650 내지 4500 g/몰의 수 평균 분자량을 가지는, 랜덤 또는 블록 공중합체 형태의 폴리(프로필렌 옥시드), 폴리(에틸렌 옥시드) 및 이들의 조합, 또는 폴리(테트라히드로퓨란) 및 이들의 혼합물이다.Specific examples of the polyether polyol include an OH functionality of 1.5 to 6 and a number average molecular weight between 200 and 18000 g/mol, preferably an OH functionality between 1.8 and 4.0 and a number average molecular weight between 600 and 8000 g/mol; poly(propylene oxide), poly(ethylene oxide) and combinations thereof in the form of random or block copolymers, particularly preferably having an OH functionality from 1.9 to 3.1 and a number average molecular weight from 650 to 4500 g/mol, or poly(tetrahydrofuran) and mixtures thereof.
이처럼, 상기 실란계 작용기와 폴리에테르 주쇄가 우레탄 결합을 매개로 결합하는 경우, 보다 용이하게 실란 가교제를 합성할 수 있다.As such, when the silane-based functional group and the polyether main chain are bonded through a urethane bond, the silane crosslinking agent can be more easily synthesized.
상기 실란 가교제의 중량평균분자량(GPC측정)은 1000 내지 5,000,000일 수 있다. 중량 평균 분자량은 GPC법에 의해 측정한 폴리스티렌 환산의 중량 평균 분자량(단위: g/mol)을 의미한다. 상기 GPC법에 의해 측정한 폴리스티렌 환산의 중량 평균 분자량을 측정하는 과정에서는, 통상적으로 알려진 분석 장치와 시차 굴절 검출기(Refractive Index Detector) 등의 검출기 및 분석용 컬럼을 사용할 수 있으며, 통상적으로 적용되는 온도 조건, 용매, flow rate를 적용할 수 있다. 상기 측정 조건의 구체적인 예로, 30 ℃의 온도, 클로로포름 용매(Chloroform) 및 1 mL/min의 flow rate를 들 수 있다.The weight average molecular weight (measured by GPC) of the silane crosslinking agent may be 1000 to 5,000,000. A weight average molecular weight means the weight average molecular weight (unit: g/mol) of polystyrene conversion measured by the GPC method. In the process of measuring the weight average molecular weight in terms of polystyrene measured by the GPC method, a conventionally known analyzer and a detector such as a differential refraction detector (Refractive Index Detector) and an analysis column may be used, and a commonly applied temperature Conditions, solvents, and flow rates can be applied. Specific examples of the measurement conditions include a temperature of 30 °C, a chloroform solvent (Chloroform), and a flow rate of 1 mL/min.
한편, 상기 (메트)아크릴레이트계 (공)중합체는 실란계 작용기가 분지쇄에 위치하는 (메트)아크릴레이트 반복단위 및 (메트)아크릴레이트 반복단위를 포함할 수 있다. Meanwhile, the (meth)acrylate-based (co)polymer may include a (meth)acrylate repeating unit and a (meth)acrylate repeating unit in which a silane-based functional group is located in a branched chain.
실란계 작용기가 분지쇄에 위치하는 (메트)아크릴레이트 반복단위의 예로는 하기 화학식4로 표시되는 반복단위를 들 수 있다.Examples of the (meth)acrylate repeating unit in which the silane-based functional group is located in the branched chain include a repeating unit represented by Chemical Formula 4 below.
[화학식4][Formula 4]
상기 화학식4에서, R1 내지 R3은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기이고, R4는 수소 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬기이고, R5는 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기이다.In Formula 4, R 1 to R 3 are each independently an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, R 4 is hydrogen or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and R 5 is an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms.
바람직하게는 상기 화학식4에서, R1 내지 R3은 각각 독립적으로 탄소수 1의 메틸기이고, R4는 탄소수 1의 메틸기이고, R5는 탄소수 3의 프로필렌기인, 3-Methacryloxypropyltrimethoxysilane(KBM-503) 유래 반복단위 또는 R1 내지 R3은 각각 독립적으로 탄소수 1의 메틸기이고, R4는 수소이고, R5는 탄소수 3의 프로필렌기인, 3-Acryloxypropyltrimethoxysilane(KBM-5103) 유래 반복단위일 수 있다.Preferably, in Formula 4, R 1 to R 3 are each independently a methyl group having 1 carbon atom, R 4 is a methyl group having 1 carbon atom, and R 5 is a propylene group having 3 carbon atoms, derived from 3-Methacryloxypropyltrimethoxysilane (KBM-503) The repeating unit or R 1 to R 3 are each independently a methyl group having 1 carbon atom, R 4 is hydrogen, and R 5 is a repeating unit derived from 3-acryloxypropyltrimethoxysilane (KBM-5103), which is a propylene group having 3 carbon atoms.
또한, 상기 (메트)아크릴레이트 반복단위의 예로는 하기 화학식5로 표시되는 반복단위를 들 수 있다.Further, as an example of the (meth)acrylate repeating unit, a repeating unit represented by Chemical Formula 5 below may be mentioned.
[화학식5][Formula 5]
상기 화학식5에서, R6은 탄소수 1 내지 20의 알킬기이고, R7은 수소 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬기이고, 바람직하게는 상기 화학식5에서, R6은 탄소수 4의 부틸기이고, R7는 수소인, 부틸 아크릴레이트 유래 반복단위일 수 있다.In Formula 5, R 6 is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, R 7 is hydrogen or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and preferably, in Formula 5, R 6 is a butyl group having 4 carbon atoms, and R 7 is It may be a repeating unit derived from butyl acrylate, which is hydrogen.
상기 화학식 5의 반복단위 : 상기 화학식 4의 반복단위간 몰비율은 0.5 : 1 내지 14 : 1 일 수 있다. 상기 화학식 4의 반복단위 몰비율이 지나치게 감소하게 되면, 매트릭스의 가교밀도가 지나치게 낮아져 지지체로써의 역할을 할 수 없어 기록후 기록특성의 감소가 발생할 수 있고, 상기 화학식4의 반복단위 몰비율이 지나치게 증가하게 되면, 매트릭스의 가교밀도가 너무 높아져 각 성분들의 유동성이 떨어짐으로 인해 굴절률 변조값의 감소가 발생할 수 있다.The molar ratio between the repeating unit of Chemical Formula 5 and the repeating unit of Chemical Formula 4 may be 0.5:1 to 14:1. If the molar ratio of the repeating unit of Chemical Formula 4 is excessively reduced, the crosslinking density of the matrix is too low to function as a support, and thus the recording characteristics may decrease after recording. If it increases, the crosslinking density of the matrix becomes too high, and the fluidity of each component decreases, and the refractive index modulation value may decrease.
상기 (메트)아크릴레이트계 (공)중합체의 중량평균분자량(GPC측정)은 100,000 내지 5,000,000, 또는 300,000 내지 900,000일 수 있다. 중량 평균 분자량은 GPC법에 의해 측정한 폴리스티렌 환산의 중량 평균 분자량(단위 : g/mol)을 의미한다. 상기 GPC법에 의해 측정한 폴리스티렌 환산의 중량 평균 분자량을 측정하는 과정에서는, 통상적으로 알려진 분석 장치와 시차 굴절 검출기(Refractive Index Detector) 등의 검출기 및 분석용 컬럼을 사용할 수 있으며, 통상적으로 적용되는 온도 조건, 용매, flow rate를 적용할 수 있다. 상기 측정 조건의 구체적인 예로, 30 ℃의 온도, 클로로포름 용매(Chloroform) 및 1 mL/min의 flow rate를 들 수 있다.The weight average molecular weight (measured by GPC) of the (meth)acrylate-based (co)polymer may be 100,000 to 5,000,000, or 300,000 to 900,000. The weight average molecular weight means the weight average molecular weight (unit: g/mol) in terms of polystyrene measured by the GPC method. In the process of measuring the weight average molecular weight in terms of polystyrene measured by the GPC method, a conventionally known analyzer and a detector such as a differential refraction detector (Refractive Index Detector) and an analysis column may be used, and a commonly applied temperature Conditions, solvents, and flow rates can be applied. Specific examples of the measurement conditions include a temperature of 30 °C, a chloroform solvent (Chloroform), and a flow rate of 1 mL/min.
한편, 상기 (메트)아크릴레이트계 (공)중합체는 상기 실란계 작용기의 당량이 300 g/equivalent 내지 2000 g/equivalent, 또는 500 g/equivalent 내지 2000 g/equivalent, 또는 550 g/equivalent 내지 1800 g/equivalent, 또는 580 g/equivalent 내지 1600 g/equivalent, 또는 586 g/equivalent 내지 1562 g/equivalent일 수 있다. Meanwhile, the (meth)acrylate-based (co)polymer has an equivalent weight of the silane-based functional group of 300 g/equivalent to 2000 g/equivalent, or 500 g/equivalent to 2000 g/equivalent, or 550 g/equivalent to 1800 g /equivalent, or 580 g/equivalent to 1600 g/equivalent, or 586 g/equivalent to 1562 g/equivalent.
상기 실란계 작용기 당량이란 실란계 작용기기 한 개에 대한 당량(g/equivalent)이며, 상기 (메트)아크릴레이트계 (공)중합체의 중량평균 분자량을 1 분자당 실란계 작용기의 수로 나눈 값이다. 상기 당량값이 작을수록 작용기의 밀도가 높으며, 상기 당량값이 클수록 작용기 밀도가 작아진다. The silane-based functional group equivalent weight is equivalent (g/equivalent) for one silane-based functional group, and is a value obtained by dividing the weight average molecular weight of the (meth)acrylate-based (co)polymer by the number of silane-based functional groups per molecule. The smaller the equivalent value, the higher the functional group density, and the larger the equivalent value, the smaller the functional group density.
이에 따라, 상기 (메트)아크릴레이트계 (공)중합체와 실란 가교제간의 가교밀도가 최적화되어, 기존 매트릭스 대비 온도와 습도에 대해 우수한 내구성을 확보할 수 있다. 뿐만 아니라, 상술한 가교밀도 최적화를 통해, 높은 굴절률을 갖는 광반응성 단량체와 낮은 굴절률을 갖는 성분간의 유동성(mobility)을 높임으로서 굴절률 변조를 극대화시켜 기록특성이 향상될 수 있다.Accordingly, the crosslinking density between the (meth)acrylate-based (co)polymer and the silane crosslinking agent is optimized, so that excellent durability against temperature and humidity can be secured compared to the existing matrix. In addition, by optimizing the crosslinking density described above, the mobility between the photoreactive monomer having a high refractive index and the component having a low refractive index is increased, thereby maximizing the modulation of the refractive index, thereby improving recording characteristics.
상기 (메트)아크릴레이트계 (공)중합체에 포함된 상기 실란계 작용기의 당량이 300 g/equivalent 미만으로 지나치게 감소하게 되면, 매트릭스의 가교밀도가 너무 높아져 성분들의 유동성을 저해하고, 그로 인해 기록특성의 감소가 발생할 수 있다. 또한, 상기 (메트)아크릴레이트계 (공)중합체에 포함된 상기 실란계 작용기의 당량이 2000 g/equivalent 초과로 지나치게 증가하게 되면, 가교밀도가 너무 낮아 지지체로써의 역할을 못하게 되어 기록 후 생성된 회절격자들의 경계면이 무너져 굴절률 변조값이 시간이 경과하면서 감소할 수 있다.If the equivalent of the silane-based functional group included in the (meth)acrylate-based (co)polymer is excessively reduced to less than 300 g/equivalent, the crosslinking density of the matrix becomes too high, impairing the fluidity of the components, thereby reducing the recording characteristics. decrease may occur. In addition, when the equivalent of the silane-based functional group included in the (meth)acrylate-based (co)polymer is excessively increased to more than 2000 g/equivalent, the crosslinking density is too low to function as a support, resulting in The boundary surface of the diffraction gratings collapses, and the refractive index modulation value may decrease over time.
한편, 상기 (메트)아크릴레이트계 (공)중합체 100 중량부에 대하여, 상기 실란 가교제 함량이 10 중량부 내지 90 중량부, 또는 20 중량부 내지 70 중량부, 또는 22 중량부 내지 65 중량부일 수 있다.Meanwhile, based on 100 parts by weight of the (meth)acrylate-based (co)polymer, the content of the silane crosslinking agent may be 10 parts by weight to 90 parts by weight, or 20 parts by weight to 70 parts by weight, or 22 parts by weight to 65 parts by weight. there is.
상기 반응 생성물에서, 상기 (메트)아크릴레이트계 (공)중합체 100 중량부에 대하여, 상기 실란 가교제 함량이 지나치게 감소하게 되면, 매트릭스의 경화속도가 현저히 느려져 지지체로써의 기능을 잃고 기록후의 회절격자 경계면이 쉽게 무너질 수 있으며, 상기 반응 생성물에서, 상기 (메트)아크릴레이트계 (공)중합체 100 중량부에 대하여, 상기 실란 가교제 함량이 지나치게 증가하게 되면, 매트릭스의 경화속도는 빨라지나 반응성 실란기 함량의 과도한 증가로 다른 성분들과의 상용성 문제가 발생하여 헤이즈가 발생하게 된다.In the reaction product, if the content of the silane crosslinking agent is excessively reduced with respect to 100 parts by weight of the (meth)acrylate-based (co)polymer, the curing rate of the matrix is remarkably slowed down and the function as a support is lost, and the interface of the diffraction grating after recording is lost. This can easily break down, and in the reaction product, when the content of the silane crosslinking agent is excessively increased with respect to 100 parts by weight of the (meth)acrylate-based (co)polymer, the curing rate of the matrix is increased, but the content of the reactive silane group Excessive increase causes compatibility problems with other components, resulting in haze.
또한, 상기 반응 생성물의 모듈러스(저장탄성률)가 0.01 MPa 내지 5 MPa 일 수 있다. 상기 모듈러스 측정 방법의 구체적인 예로, TA Instruments의 DHR(discovery hybrid rheometer) 장비를 이용하여 상온(20 ℃ 내지 25 ℃)에서 1Hz의 frequency에서 storage modulus(G') 값을 측정할 수 있다. In addition, the modulus (storage modulus) of the reaction product may be 0.01 MPa to 5 MPa. As a specific example of the modulus measurement method, the storage modulus (G′) value can be measured at a frequency of 1 Hz at room temperature (20 ° C to 25 ° C) using a discovery hybrid rheometer (DHR) equipment of TA Instruments.
또한, 상기 반응 생성물의 유리전이온도가 -40 ℃ 내지 10 ℃일 수 있다. 상기 유리전이온도 측정 방법의 구체적인 예로, DMA(dynamic mechanical analysis) 측정장비를 이용하여 strain 0.1%, frequency 1Hz, 승온속도 5℃/min의 셋팅 조건으로 -80 ℃ ~ 30℃ 영역에서 광중합 조성물이 코팅된 필름의 phase angle(Loss modulus) 변화를 측정하는 방법을 들 수 있다.In addition, the glass transition temperature of the reaction product may be -40 ℃ to 10 ℃. As a specific example of the method for measuring the glass transition temperature, the photopolymerization composition is coated in the range of -80 ° C to 30 ° C under the setting conditions of strain 0.1%, frequency 1Hz, heating rate 5 ° C / min using DMA (dynamic mechanical analysis) measuring equipment There is a method of measuring the change in the phase angle (Loss modulus) of the film.
한편, 상기 광반응성 단량체는 다관능 (메트)아크릴레이트 단량체 또는 단관능 (메트)아크릴레이트 단량체를 포함할 수 있다. Meanwhile, the photoreactive monomer may include a multifunctional (meth)acrylate monomer or a monofunctional (meth)acrylate monomer.
상술한 바와 같이, 상기 포토폴리머 조성물의 광중합 과정에서 단량체가 중합되어 폴리머가 상대적으로 많이 존재하는 부분에서는 굴절율이 높아지고, 고분자 바인더가 상대적으로 많이 존재하는 부분에서는 굴절율이 상대적으로 낮아져서 굴절율 변조가 생기게 되며, 이러한 굴절율 변조에 의해서 회절 격자가 생성된다. As described above, in the process of photopolymerization of the photopolymer composition, the monomer is polymerized, and the refractive index is increased in a portion where a relatively large amount of polymer is present, and the refractive index is relatively low in a portion where a relatively large amount of polymer binder is present, resulting in refractive index modulation. , a diffraction grating is created by this refractive index modulation.
구체적으로, 상기 광반응성 단량체의 일 예로는 (메트)아크릴레이트계 α,β-불포화 카르복실산 유도체, 예컨대 (메트)아크릴레이트, (메트)아크릴아미드, (메트)아크릴로니트릴 또는 (메트)아크릴산 등이나, 또는 비닐기(vinyl) 또는 씨올기(thiol)를 포함한 화합물을 들 수 있다. Specifically, an example of the photoreactive monomer is a (meth)acrylate-based α,β-unsaturated carboxylic acid derivative such as (meth)acrylate, (meth)acrylamide, (meth)acrylonitrile or (meth)acrylonitrile. acrylic acid, etc., or a compound containing a vinyl group or a thiol group.
상기 광반응성 단량체의 일 예로 굴절율이 1.5 이상, 또는 1.53이상, 또는 1.5 내지 1.7인 다관능 (메트)아크릴레이트 단량체를 들 수 있으며, 이러한 굴절율이 1.5 이상, 또는 1.53이상, 또는 1.5 내지 1.7인 다관능 (메트)아크릴레이트 단량체는 Halogen 원자(bromine, iodine 등), 황(S), 인(P), 또는 방향족 고리(aromatic ring)을 포함할 수 있다.An example of the photoreactive monomer includes a multifunctional (meth)acrylate monomer having a refractive index of 1.5 or more, or 1.53 or more, or 1.5 to 1.7, and the refractive index is 1.5 or more, or 1.53 or more, or 1.5 to 1.7 The functional (meth)acrylate monomer may include a halogen atom (bromine, iodine, etc.), sulfur (S), phosphorus (P), or an aromatic ring.
상기 굴절율이 1.5 이상인 다관능 (메트)아크릴레이트 단량체의 보다 구체적인 예로는 bisphenol A modified diacrylate계열, fluorene acrylate 계열(HR6022 등 - Miwon社), bisphenol fluorene epoxy acrylate계열 (HR6100, HR6060, HR6042 등 - Miwon社), Halogenated epoxy acrylate계열 (HR1139, HR3362 등 - Miwon社) 등을 들 수 있다. More specific examples of the multifunctional (meth)acrylate monomer having a refractive index of 1.5 or more include bisphenol A modified diacrylate series, fluorene acrylate series (HR6022, etc. - Miwon Company), bisphenol fluorene epoxy acrylate series (HR6100, HR6060, HR6042, etc. - Miwon Company) ), halogenated epoxy acrylate series (HR1139, HR3362, etc. - Miwon Co.).
상기 광반응성 단량체의 다른 일 예로 단관능 (메트)아크릴레이트 단량체를 들 수 있다. 상기 단관능 (메트)아크릴레이트 단량체는 분자 내부에 에테르 결합 및 플루오렌 작용기를 포함할 수 있으며, 이러한 단관능 (메트)아크릴레이트 단량체의 구체적인 예로는 페녹시 벤질 (메트)아크릴레이트, o-페닐페놀 에틸렌 옥사이드 (메트)아크릴레이트, 벤질 (메트)아크릴레이트, 2-(페닐사이오)에틸 (메트)아크릴레이트, 또는 바이페닐메틸 (메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다.Another example of the photoreactive monomer may include a monofunctional (meth)acrylate monomer. The monofunctional (meth)acrylate monomer may include an ether bond and a fluorene functional group in the molecule, and specific examples of the monofunctional (meth)acrylate monomer include phenoxy benzyl (meth)acrylate, o-phenyl phenol ethylene oxide (meth)acrylate, benzyl (meth)acrylate, 2-(phenylthio)ethyl (meth)acrylate, or biphenylmethyl (meth)acrylate; and the like.
한편, 상기 광반응성 단량체로는 50 g/mol 내지 1000 g/mol, 또는 200 g/mol 내지 600 g/mol의 중량평균분자량을 가질 수 있다. 상기 중량평균분자량은 GPC법에 의해 측정한 폴리스티렌 환산의 중량 평균 분자량을 의미한다. Meanwhile, the photoreactive monomer may have a weight average molecular weight of 50 g/mol to 1000 g/mol or 200 g/mol to 600 g/mol. The said weight average molecular weight means the weight average molecular weight of polystyrene conversion measured by the GPC method.
한편, 상기 구현예의 포토폴리머 조성물은 광개시제를 포함한다. 상기 광개시제는 빛 또는 화학방사선에 의해 활성화되는 화합물이며, 상기 광반응성 단량체 등 광반응성 작용기를 함유한 화합물의 중합을 개시한다. Meanwhile, the photopolymer composition of the embodiment includes a photoinitiator. The photoinitiator is a compound activated by light or actinic radiation, and initiates polymerization of a compound containing a photoreactive functional group such as the photoreactive monomer.
상기 광개시제로는 통상적으로 알려진 광개시제를 큰 제한 없이 사용할 수 있으나, 이의 구체적인 예로는 광 라디칼 중합 개시제, 광양이온 중합 개시제, 또는 광음이온 중합 개시제를 들 수 있다. As the photoinitiator, commonly known photoinitiators may be used without particular limitations, but specific examples thereof include photoradical polymerization initiators, photocationic polymerization initiators, or photoanionic polymerization initiators.
상기 광 라디칼 중합 개시제의 구체적인 예로는, 이미다졸 유도체, 비스이미 다졸 유도체, N-아릴 글리신 유도체, 유기 아지드 화합물, 티타노센, 알루미네이트 착물, 유기 과산화물, N- 알콕시 피리디늄 염, 티옥산톤 유도체, 아민 유도체 등을 들 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 광 라디칼 중합 개시제로는 1,3-di(t-butyldioxycarbonyl)benzophenone, 3,3',4,4''-tetrakis(t-butyldioxycarbonyl)benzophenone, 3-phenyl-5-isoxazolone, 2-mercapto benzimidazole, bis(2,4,5-triphenyl)imidazole, 2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethane-1-one (제품명: Irgacure 651 / 제조사: BASF), 1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone (제품명:Irgacure 184 / 제조사: BASF), 2-benzyl-2-dimethylamino-1-(4-morpholinophenyl)-butanone-1 (제품명: Irgacure 369 / 제조사: BASF), 및 bis(η5-2,4-cyclopentadiene-1-yl)-bis(2,6-difluoro-3-(1H-pyrrole-1-yl)-phenyl)titanium (제품명: Irgacure 784 제조사: BASF), Ebecryl P-115(제조사 : SK entis) 등을 들 수 있다. Specific examples of the photo-radical polymerization initiator include imidazole derivatives, biimidazole derivatives, N-aryl glycine derivatives, organic azide compounds, titanocene, aluminate complexes, organic peroxides, N-alkoxy pyridinium salts, thioxanthone derivatives, amine derivatives, and the like. More specifically, the photo-radical polymerization initiator includes 1,3-di (t-butyldioxycarbonyl) benzophenone, 3,3', 4,4''-tetrakis (t-butyldioxycarbonyl) benzophenone, 3-phenyl-5-isoxazolone, 2-mercapto benzimidazole, bis(2,4,5-triphenyl)imidazole, 2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethane-1-one (product name: Irgacure 651 / manufacturer: BASF), 1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl -ketone (product name: Irgacure 184 / manufacturer: BASF), 2-benzyl-2-dimethylamino-1-(4-morpholinophenyl)-butanone-1 (product name: Irgacure 369 / manufacturer: BASF), and bis(η5-2, 4-cyclopentadiene-1-yl)-bis(2,6-difluoro-3-(1H-pyrrole-1-yl)-phenyl)titanium (product name: Irgacure 784 manufacturer: BASF), Ebecryl P-115 (manufacturer: SK entis), etc.
상기 광양이온 중합 개시제로는, 디아조늄염(diazonium salt), 설포늄염(sulfonium salt), 또는 요오드늄(iodonium salt)을 들 수 있고, 예를 들면 술폰산 에스테르, 이미드 술포 네이트, 디알킬-4-히드록시 술포늄 염, 아릴 술폰산-p-니트로 벤질 에스테르, 실라놀-알루미늄 착물, (η6- 벤젠) (η5-시클로 펜타디에닐)철 (II) 등을 들 수 있다. 또한, 벤조인 토실레이트, 2,5-디니트로 벤질 토실레이트, N- 토실프탈산 이미드 등도 들 수 있다. 상기 광양이온 중합 개시제의 보다 구체적인 예로는, Cyracure UVI-6970, Cyracure UVI-6974 및 Cyracure UVI-6990 (제조사: Dow Chemical Co. in USA)이나 Irgacure 264 및 Irgacure 250 (제조사: BASF) 또는 CIT-1682 (제조사:Nippon Soda) 등의 시판 제품을 들 수 있다. Examples of the photocationic polymerization initiator include diazonium salt, sulfonium salt, or iodonium salt, and examples thereof include sulfonic acid ester, imide sulfonate, and dialkyl-4 -hydroxy sulfonium salt, aryl sulfonic acid-p-nitrobenzyl ester, silanol-aluminum complex, (η6-benzene)(η5-cyclopentadienyl)iron(II), and the like. In addition, benzoin tosylate, 2,5-dinitrobenzyl tosylate, N-tosylphthalic acid imide, and the like are also included. More specific examples of the photocationic polymerization initiator include Cyracure UVI-6970, Cyracure UVI-6974, and Cyracure UVI-6990 (manufacturer: Dow Chemical Co. in USA), or "Irgacure" 264 and Irgacure "250" (manufacturer: BASF) or CIT-1682. (Manufacturer: Nippon Soda) etc. commercially available products are mentioned.
상기 광음이온 중합 개시제로는, 보레이트염(Borate salt)을 들 수 있고, 예를 들면 부티릴 클로린 부틸트리페닐보레이트(BUTYRYL CHOLINE BUTYLTRIPHENYLBORATE) 등을 들 수 있다. 상기 광음이온 중합 개시제의 보다 구체적인 예로는, Borate V(제조사: Spectra group) 등의 시판 제품을 들 수 있다.Examples of the photoanionic polymerization initiator include borate salts, examples of which include BUTYRYL CHOLINE BUTYLTRIPHENYLBORATE and the like. More specific examples of the photoanionic polymerization initiator include commercially available products such as Borate V (manufacturer: Spectra group).
또한, 상기 구현예의 포토폴리머 조성물은 일분자 (유형 I) 또는 이분자 (유형 II) 개시제를 사용할 수도 있다. 상기 자유 라디칼 광중합을 위한 (유형 I) 시스템은 예를 들면 3차 아민과 조합된 방향족 케톤 화합물, 예컨대 벤조페논, 알킬벤조페논, 4,4'-비스(디메틸아미노)벤조페논 (미힐러(Michler's) 케톤), 안트론 및 할로겐화 벤조페논 또는 상기 유형의 혼합물이다. 상기 이분자 (유형 II) 개시제로는 벤조인 및 그의 유도체, 벤질 케탈, 아실포스파인 옥시드, 예컨대 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스파인 옥시드, 비스아실로포스파인 옥시드, 페닐글리옥실 에스테르, 캄포퀴논, 알파-아미노알킬페논, 알파-,알파-디알콕시아세토페논, 1-[4-(페닐티오)페닐]옥탄-1,2-디온 2-(O-벤조일옥심) 및 알파-히드록시알킬페논 등을 들 수 있다. In addition, the photopolymer composition of the above embodiment may use a monomolecular (Type I) or bimolecular (Type II) initiator. (Type I) systems for the free radical photopolymerization are, for example, aromatic ketone compounds such as benzophenones, alkylbenzophenones, 4,4'-bis(dimethylamino)benzophenones in combination with tertiary amines (Michler's ) ketones), anthrones and halogenated benzophenones or mixtures of the above types. The bimolecular (type II) initiators include benzoin and its derivatives, benzyl ketals, acylphosphine oxides such as 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide, bisacylophosphine oxide, phenylgly Oxyl esters, camphorquinones, alpha-aminoalkylphenones, alpha-,alpha-dialkoxyacetophenones, 1-[4-(phenylthio)phenyl]octane-1,2-dione 2-(O-benzoyloxime) and alpha -Hydroxyalkyl phenone etc. are mentioned.
상기 구현예의 포토폴리머 조성물은, 고분자 매트릭스 또는 이의 전구체 100중량부 대비 광반응성 단량체 20 내지 300 중량부 광개시제 0.1 내지 10중량부; 및 하기 화학식 1의 화합물 20 내지 300 중량부;를 포함할 수 있다. The photopolymer composition of the embodiment includes: 20 to 300 parts by weight of a photoreactive monomer, 0.1 to 10 parts by weight of a photoinitiator, based on 100 parts by weight of a polymer matrix or a precursor thereof; And 20 to 300 parts by weight of the compound of Formula 1; may include.
후술하는 바와 같이, 상기 포토폴리머 조성물이 유기 용매를 더 포함하는 경우, 상술한 성분들의 함량은 이들 성분의 총합(유기 용매를 제외한 성분의 총합)을 기준으로 한다. As will be described later, when the photopolymer composition further includes an organic solvent, the content of the aforementioned components is based on the total sum of these components (the total sum of components excluding the organic solvent).
상기 포토폴리머 조성물은 하기 화학식 11의 화합물을 더 포함할 수 있다. The photopolymer composition may further include a compound represented by Chemical Formula 11 below.
화학식 11]Formula 11]
상기 화학식11에서, In Formula 11,
R11 및 R12는 각각 독립적으로 다이플루오로메틸렌기이며, R 11 and R 12 are each independently a difluoromethylene group;
R13 및 R16은 각각 독립적으로 메틸렌기이고, R 13 and R 16 are each independently a methylene group;
R14 및 R15는 각각 독립적으로 다이플루오로메틸렌기이며, R 14 and R 15 are each independently a difluoromethylene group;
k은 1 내지 10의 정수이고, k is an integer from 1 to 10;
R17 및 R18은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기이거나 또는 상기 화학식 21의 작용기이고, R 17 and R 18 are each independently a straight-chain or branched-chain alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or a functional group represented by Formula 21;
[화학식 21][Formula 21]
상기 화학식 21에서, In Formula 21,
R21, R22 및 R23 는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬렌기이고, R 21 , R 22 and R 23 are each independently a straight or branched chain alkylene group having 1 to 10 carbon atoms;
R24는 탄소수 1 내지 10의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기이고,R 24 is a straight or branched chain alkyl group having 1 to 10 carbon atoms;
l은 1 내지 30의 정수이다. l is an integer from 1 to 30;
상기 화학식 11의 화합물 또한 불소계 화합물로서, 반응성이 거의 없는 안정성을 가지며, 저굴절특성을 가지므로, 상기 포토폴리머 조성물 내에 첨가시 고분자 매트릭스의 굴절률을 보다 낮출 수 있어, 모노머와의 굴절률 변조를 극대화시킬 수 있다.The compound of Chemical Formula 11 is also a fluorine-based compound, has stability with little reactivity, and has low refractive properties, so when added to the photopolymer composition, the refractive index of the polymer matrix can be lowered, thereby maximizing the modulation of the refractive index with the monomers. can
상기 화학식 11의 화합물은 에테르기, 에스터기 및 아마이드기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 작용기 및 2이상의 다이플루오로메틸렌기를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 불소계 화합물은 2개의 다이플루오로메틸렌기간의 직접결합 또는 에테르 결합을 포함한 중심 작용기의 양말단에 에테르기를 포함한 작용기가 결합한 상기 화학식11 구조를 가질 수 있다.The compound of Formula 11 may include at least one functional group selected from the group consisting of an ether group, an ester group, and an amide group, and at least two difluoromethylene groups. More specifically, the fluorine-based compound may have a structure of Formula 11 in which a functional group including an ether group is bonded to both ends of a central functional group including a direct bond or an ether bond between two difluoromethylene groups.
상기 화학식 11의 화합물은 굴절률이 1.45미만, 또는 1.3 이상 1.45미만일 수 있다. 상술한 바와 같이 광반응성 단량체가 1.5이상의 굴절률을 가지므로, 상기 불소계 화합물은 광반응성 단량체 보다 낮은 굴절률을 통해, 고분자 매트릭스의 굴절률을 보다 낮출 수 있어, 모노머와의 굴절률 변조를 극대화시킬 수 있다.The compound of Chemical Formula 11 may have a refractive index of less than 1.45 or greater than or equal to 1.3 and less than 1.45. As described above, since the photoreactive monomer has a refractive index of 1.5 or more, the fluorine-based compound can lower the refractive index of the polymer matrix through a lower refractive index than the photoreactive monomer, thereby maximizing refractive index modulation with the monomer.
구체적으로, 상기 구현예의 포토폴리머 조성물은, 상기 고분자 매트릭스 또는 이의 전구체 100중량부 대비 상기 화학식 11의 화합물 20 내지 300중량부를 포함할 수 있다. Specifically, the photopolymer composition of the embodiment may include 20 to 300 parts by weight of the compound of Formula 11 based on 100 parts by weight of the polymer matrix or precursor thereof.
상기 화학식 11의 화합물은 중량평균분자량(GPC측정)이 300 이상, 또는 300 내지 1000일 수 있다. 중량평균분자량 측정의 구체적인 방법은 상술한 바와 같다.The compound of Formula 11 may have a weight average molecular weight (measured by GPC) of 300 or more, or 300 to 1000. The specific method of measuring the weight average molecular weight is as described above.
한편, 상기 상기 포토폴리머 조성물은 상술한 화학식 1의 화합물과 화학식 11의 화합물을 함께 포함한 경우, 상술한 특유의 효과 예를 들어, 상술한 가교밀도 최적화를 통해, 높은 굴절률을 갖는 광반응성 단량체와 낮은 굴절률을 갖는 성분간의 유동성(mobility)을 높임으로서 굴절률 변조를 극대화시켜 기록특성이 향상시키는 효과를 보다 극대화 할 수 있다. Meanwhile, when the photopolymer composition includes the compound of Formula 1 and the compound of Formula 11 together, the photoreactive monomer having a high refractive index and the photoreactive monomer having a low By increasing the mobility between components having a refractive index, the refractive index modulation is maximized, so that the effect of improving the recording characteristics can be further maximized.
한편, 상기 포토폴리머 조성물은 광감응 염료를 더 포함할 수 있다. 상기 광감응 염료는 상기 광개시제를 증감시키는 증감 색소의 역할을 하는데, 보다 구체적으로 상기 광감응 염료는 광중합체 조성물에 조사된 빛에 의하여 자극되어 모노머 및 가교 모노머의 중합을 개시하는 개시제의 역할도 함께 할 수 있다. 상기 포토폴리머 조성물은 광감응 염료 0.01중량% 내지 30중량%, 또는 0.05중량% 내지 20중량% 포함할 수 있다. Meanwhile, the photopolymer composition may further include a photosensitive dye. The photosensitive dye serves as a sensitizing dye that sensitizes the photoinitiator. More specifically, the photosensitive dye is stimulated by light irradiated onto the photopolymer composition and serves as an initiator that initiates polymerization of the monomer and crosslinking monomer. can do. The photopolymer composition may include 0.01 wt % to 30 wt %, or 0.05 wt % to 20 wt % of the photosensitive dye.
상기 광감응 염료의 예가 크게 한정되는 것은 아니며, 통상적으로 알려진 다양한 화합물을 사용할 수 있다. 상기 광감응 염료의 구체적인 예로는, 세라미도닌의 술포늄 유도체(sulfonium derivative), 뉴 메틸렌 블루(new methylene blue), 티오에리트로신 트리에틸암모늄(thioerythrosine triethylammonium), 6-아세틸아미노-2-메틸세라미도닌(6-acetylamino-2-methylceramidonin), 에오신(eosin), 에리트로신(erythrosine), 로즈 벵갈(rose bengal), 티오닌(thionine), 베이직 옐로우(baseic yellow), 피나시놀 클로라이드(Pinacyanol chloride), 로다민 6G(rhodamine 6G), 갈로시아닌(gallocyanine), 에틸 바이올렛(ethyl violet), 빅토리아 블루 R(Victoria blue R), 셀레스틴 블루(Celestine blue), 퀴날딘 레드(QuinaldineRed), 크리스탈 바이올렛(crystal violet), 브릴리언트 그린(Brilliant Green), 아스트라존 오렌지 G(Astrazon orange G), 다로우 레드(darrow red), 피로닌 Y(pyronin Y), 베이직 레드 29(basic red 29), 피릴륨I(pyrylium iodide), 사프라닌 O(Safranin O), 시아닌, 메틸렌 블루, 아주레 A(Azure A), 또는 이들의 2이상의 조합을 들 수 있다. Examples of the photosensitive dye are not particularly limited, and various commonly known compounds may be used. Specific examples of the photosensitive dye include a sulfonium derivative of ceramidonin, new methylene blue, thioerythrosine triethylammonium, 6-acetylamino-2-methylcera 6-acetylamino-2-methylceramidonin, eosin, erythrosine, rose bengal, thionine, basic yellow, pinacyanol chloride ), rhodamine 6G, gallocyanine, ethyl violet, Victoria blue R, Celestine blue, QuinaldineRed, crystal violet (crystal violet), brilliant green, astrazon orange G, darrow red, pyronin Y, basic red 29, pyrylium I (pyrylium iodide), safranin O, cyanine, methylene blue, Azure A, or a combination of two or more thereof.
상기 포토폴리머 조성물은 유기 용매를 더 포함할 수 있다. 상기 유기 용매의 비제한적인 예를 들면 케톤류, 알코올류, 아세테이트류 및 에테르류, 또는 이들의 2종 이상의 혼합물을 들 수 있다. The photopolymer composition may further include an organic solvent. Non-limiting examples of the organic solvent include ketones, alcohols, acetates and ethers, or a mixture of two or more thereof.
이러한 유기 용매의 구체적인 예로는, 메틸에틸케논, 메틸이소부틸케톤, 아세틸아세톤 또는 이소부틸케톤 등의 케톤류; 메탄올, 에탄올, n-프로판올, i-프로판올, n-부탄올, i-부탄올, 또는 t-부탄올 등의 알코올류; 에틸아세테이트, i-프로필아세테이트, 또는 폴리에틸렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트 등의 아세테이트류; 테트라하이드로퓨란 또는 프로필렌글라이콜 모노메틸에테르 등의 에테르류; 또는 이들의 2종 이상의 혼합물을 들 수 있다.Specific examples of such an organic solvent include ketones such as methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, acetylacetone or isobutyl ketone; alcohols such as methanol, ethanol, n-propanol, i-propanol, n-butanol, i-butanol, or t-butanol; acetates such as ethyl acetate, i-propyl acetate, or polyethylene glycol monomethyl ether acetate; ethers such as tetrahydrofuran or propylene glycol monomethyl ether; or a mixture of two or more thereof.
상기 유기 용매는 상기 포토폴리머 조성물에 포함되는 각 성분들을 혼합하는 시기에 첨가되거나 각 성분들이 유기 용매에 분산 또는 혼합된 상태로 첨가되면서 상기 포토폴리머 조성물에 포함될 수 있다. 상기 포토폴리머 조성물 중 유기 용매의 함량이 너무 작으면, 상기 포토폴리머 조성물의 흐름성이 저하되어 최종 제조되는 필름에 줄무늬가 생기는 등 불량이 발생할 수 있다. 또한, 상기 유기 용매의 과량 첨가시 고형분 함량이 낮아져, 코팅 및 성막이 충분히 되지 않아서 필름의 물성이나 표면 특성이 저하될 수 있고, 건조 및 경화 과정에서 불량이 발생할 수 있다. 이에 따라, 상기 포토폴리머 조성물은 포함되는 성분들의 전체 고형분의 농도가 1중량% 내지 70중량%, 또는 2 중량% 내지 50중량%가 되도록 유기 용매를 포함할 수 있다.The organic solvent may be added at the time of mixing each component included in the photopolymer composition, or may be included in the photopolymer composition while each component is added in a dispersed or mixed state in the organic solvent. If the content of the organic solvent in the photopolymer composition is too small, flowability of the photopolymer composition is lowered, and defects such as streaks may occur in a final film. In addition, when an excessive amount of the organic solvent is added, the solids content is lowered, and coating and film formation are not sufficiently performed, resulting in deterioration in physical properties or surface characteristics of the film and defects in drying and curing processes. Accordingly, the photopolymer composition may include an organic solvent such that the total solid concentration of the components included is 1% to 70% by weight, or 2% to 50% by weight.
상기 포토폴리머 조성물은 기타의 첨가제, 촉매 등을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 포토폴리머 조성물은 상기 고분자 매트릭스나 광반응성 단량체의 중합을 촉진하기 위하여 통상적으로 알려진 촉매를 포함할 수 있다. 상기 촉매의 예로는, 주석 옥타노에이트, 아연 옥타노에이트, 디부틸주석 디라우레이트, 디메틸비스[(1-옥소네오데실)옥시]스타난, 디메틸주석 디카르복실레이트, 지르코늄 비스(에틸헥사노에이트), 지르코늄 아세틸아세토네이트, p-톨루엔설폰산(p-toluenesulfonic acid) 또는 3차 아민, 예컨대 1,4-디아자비씨클로[2.2.2]옥탄, 디아자비씨클로노난, 디아자비씨클로운데칸, 1,1,3,3-테트라메틸구아니딘, 1,3,4,6,7,8-헥사히드로-1-메틸-2H-피리미도(1,2-a)피리미딘 등을 들 수 있다. The photopolymer composition may further include other additives, catalysts, and the like. For example, the photopolymer composition may include a commonly known catalyst to promote polymerization of the polymer matrix or the photoreactive monomer. Examples of the catalyst include tin octanoate, zinc octanoate, dibutyltin dilaurate, dimethylbis[(1-oxoneodecyl)oxy]stannane, dimethyltin dicarboxylate, zirconium bis(ethylhexane) norate), zirconium acetylacetonate, p-toluenesulfonic acid or tertiary amines such as 1,4-diazabicyclo[2.2.2]octane, diazabicyclononane, diazabicycloundecane , 1,1,3,3-tetramethylguanidine, 1,3,4,6,7,8-hexahydro-1-methyl-2H-pyrimido (1,2-a) pyrimidine, and the like. .
상기 기타의 첨가제의 예로는 소포제 또는 포스페이트계 가소제를 들 수 있고, 상기 소포제로는 실리콘계 반응성 첨가제를 사용할 수 있으며, 이의 예로 Tego Rad 2500을 들 수 있다. 상기 가소제의 예로는 트리부틸 포스페이트와 같은 포스페이트 화합물을 들 수 있으며, 상기 가소제는 상술한 불소계 화합물과 함께 1:5 내지 5:1의 중량비율로 첨가될 수 있다. 상기 가소제는 굴절률이 1.5미만이며, 분자량이 700이하일 수 있다.Examples of the other additives include an antifoaming agent or a phosphate-based plasticizer, and a silicone-based reactive additive may be used as the antifoaming agent, and Tego Rad 2500 is an example thereof. An example of the plasticizer may include a phosphate compound such as tributyl phosphate, and the plasticizer may be added in a weight ratio of 1:5 to 5:1 together with the above-mentioned fluorine-based compound. The plasticizer may have a refractive index of less than 1.5 and a molecular weight of 700 or less.
상기 포토폴리머 조성물은 홀로그램기록 용도로 사용될 수 있다.The photopolymer composition may be used for hologram recording.
한편, 발명의 다른 구현예에 따르면, 포토폴리머 조성물로부터 제조된 홀로그램 기록 매체가 제공될 수 있다. Meanwhile, according to another embodiment of the present invention, a hologram recording medium made from a photopolymer composition may be provided.
상술한 바와 같이, 상기 일 구현예의 포토폴리머 조성물을 사용하면, 보다 얇은 두께를 가지면서도 이전에 알려진 홀로그램에 비하여 크게 향상된 굴절율 변조값 및 높은 회절 효율을 구현할 수 있는 홀로그램이 제공될 수 있다. As described above, when the photopolymer composition of one embodiment is used, a hologram capable of implementing a greatly improved refractive index modulation value and high diffraction efficiency compared to previously known holograms while having a smaller thickness can be provided.
상기 홀로그램 기록 매체는 5㎛ 내지 30 ㎛의 두께에서도 0.020 이상 또는 0.021이상, 0.022 이상 또는 0.023이상, 또는 0.020 내지 0.035, 또는 0.027 내지 0.030의 굴절율 변조값(n)을 구현할 수 있다. The hologram recording medium can implement a refractive index modulation value (n) of 0.020 or more, or 0.021 or more, 0.022 or more, or 0.023 or more, or 0.020 to 0.035, or 0.027 to 0.030 even with a thickness of 5 μm to 30 μm.
또한, 상기 홀로그램 기록 매체는 5㎛ 내지 30 ㎛의 두께에서 50% 이상, 또는 85% 이상, 또는 85 내지 99%의 회절 효율을 구현할 수 있다. In addition, the hologram recording medium can implement a diffraction efficiency of 50% or more, or 85% or more, or 85 to 99% at a thickness of 5 μm to 30 μm.
상기 일 구현예의 포토폴리머 조성물은 이에 포함되는 각각의 성분을 균일하게 혼합하고 20 ℃ 이상의 온도에서 건조 및 경화를 한 이후에, 소정의 노광 과정을 거쳐서 전체 가시 범위 및 근자외선 영역(300 내지 800 nm)에서의 광학적 적용을 위한 홀로그램으로 제조될 수 있다. The photopolymer composition of one embodiment is uniformly mixed with each component included therein, dried and cured at a temperature of 20 ° C. or higher, and then subjected to a predetermined exposure process to obtain a light in the entire visible range and near-ultraviolet region (300 to 800 nm). ) can be fabricated into holograms for optical applications in
상기 일 구현예의 포토폴리머 조성물 중 고분자 매트릭스 또는 이의 전구체를 형성하는 성분을 우선 균질하게 혼합하고, 상술한 실란 가교제를 추후에 촉매와 함께 혼합하여 홀로그램의 형성 과정을 준비할 수 있다. In the photopolymer composition of one embodiment, a component for forming a polymer matrix or a precursor thereof may be first homogeneously mixed, and the above-described silane crosslinking agent may be mixed with a catalyst later to prepare a process for forming a hologram.
상기 일 구현예의 포토폴리머 조성물은 이에 포함되는 각각의 성분의 혼합에는 통상적으로 알려진 혼합기, 교반기 또는 믹서 등을 별 다른 제한 없이 사용할 수 있으며, 상기 혼합 과정에서의 온도는 0 ℃ 내지 100 ℃, 바람직하게는 10 ℃ 내지 80 ℃, 특히 바람직하게는 20 ℃ 내지 60 ℃일 수 있다. In the photopolymer composition of one embodiment, a conventionally known mixer, stirrer, mixer, etc. may be used for mixing of each component included therein without particular limitation, and the temperature during the mixing process is 0 °C to 100 °C, preferably may be 10 °C to 80 °C, particularly preferably 20 °C to 60 °C.
한편, 상기 일 구현예의 포토폴리머 조성물 중 고분자 매트릭스 또는 이의 전구체를 형성하는 성분을 우선 균질하고 혼합한 이후, 상술한 실란 가교제를 첨가하는 시점에서 상기 포토폴리머 조성물은 20 ℃이상의 온도에서 경화되는 액체 배합물이 될 수 있다. On the other hand, in the photopolymer composition of one embodiment, a component forming a polymer matrix or a precursor thereof is first homogenized and mixed, and then, at the time of adding the above-described silane crosslinking agent, the photopolymer composition is a liquid formulation that is cured at a temperature of 20 ° C. or higher This can be.
상기 경화의 온도는 상기 포토폴리머의 조성에 따라 달라질 수 있으며, 예를 들어 30 ℃ 내지 180 ℃의 온도로 가열함으로써 촉진된다.The temperature of the curing may vary depending on the composition of the photopolymer, and is accelerated by heating to a temperature of 30° C. to 180° C., for example.
상기 경화시에는 상기 포토폴리머가 소정의 기판이나 몰드에 주입되거나 코팅이 된 상태일 수 있다. During the curing, the photopolymer may be injected or coated on a predetermined substrate or mold.
한편, 상기 포토폴리머 조성물로부터 제조된 홀로그램 기록 매체에 시각적 홀로그램의 기록하는 방법은 통상적으로 알려진 방법을 큰 제한 없이 사용할 수 있으며, 후술하는 구현예의 홀로그래픽 기록 방법에서 설명하는 방법을 하나의 예로 채용할 수 있다. On the other hand, as a method of recording a visual hologram on a hologram recording medium prepared from the photopolymer composition, a conventionally known method may be used without great limitation, and the method described in the holographic recording method of an embodiment described later may be employed as an example. can
한편, 발명의 또 다른 구현예에 따르면, 가간섭성의 레이저에 의해 상기 포토폴리머 조성물에 포함된 광반응성 단량체를 선택적으로 중합시키는 단계를 포함하는, 홀로그래픽 기록 방법이 제공될 수 있다. Meanwhile, according to another embodiment of the present invention, a holographic recording method including the step of selectively polymerizing the photoreactive monomer included in the photopolymer composition by a coherent laser may be provided.
상술한 바와 같이, 상기 포토폴리머 조성물을 혼합 및 경화하는 과정을 통해서 시각적 홀로그램이 기록되지 않는 상태의 매체를 제조할 수 있으며, 소정의 노출 과정을 통해서 상기 매체 상에 시각적 홀로그램를 기록할 수 있다. As described above, a medium in which no visual hologram is recorded may be prepared through mixing and curing the photopolymer composition, and a visual hologram may be recorded on the medium through a predetermined exposure process.
상기 포토폴리머 조성물을 혼합 및 경화하는 과정을 통하여 제공되는 매체에, 통상적으로 알려진 조건 하에 공지의 장치 및 방법을 이용하여 시각적 홀로그램을 기록할 수 있다.A visual hologram may be recorded on a medium provided through a process of mixing and curing the photopolymer composition using a known device and method under commonly known conditions.
한편, 발명의 또 다른 구현예에 따르면, 홀로그램 기록 매체를 포함한 광학 소자가 제공될 수 있다. Meanwhile, according to another embodiment of the present invention, an optical element including a hologram recording medium may be provided.
상기 광학 소자의 구체적인 예로는 광학 렌즈, 거울, 편향 거울, 필터, 확산 스크린, 회절 부재, 도광체, 도파관, 영사 스크린 및/또는 마스크의 기능을 갖는 홀로그래픽 광학 소자, 광메모리 시스템의 매질과 광확산판, 광파장 분할기, 반사형, 투과형 컬러필터 등을 들수 있다. Specific examples of the optical element include an optical lens, a mirror, a deflecting mirror, a filter, a diffusing screen, a diffractive member, a light guide, a waveguide, a holographic optical element having a function of a projection screen and/or a mask, and a medium and light of an optical memory system. Diffusion plates, optical wavelength splitters, reflective and transmissive color filters, and the like are exemplified.
상기 홀로그램 기록 매체를 포함한 광학 소자의 일 예로 홀로그램 디스플레이 장치를 들 수 있다. An example of an optical element including the hologram recording medium may include a hologram display device.
상기 홀로그램 디스플레이 장치는 광원부, 입력부, 광학계 및 표시부를 포함한다. 상기 광원부는 입력부 및 표시부에서 물체의 3차원 영상 정보를 제공, 기록 및 재생하는데 사용되는 레이저빔을 조사하는 부분이다. 또한, 상기 입력부는 표시부에 기록할 물체의 3차원 영상 정보를 미리 입력하는 부분이며, 예를 들어, 전기 구동 액정 SLM(electrically addressed liquid crystal SLM) 에 공간별 빛의 세기와 위상과 같은 물체의 3차원 정보를 입력할 수 있고, 이때 입력빔이 사용될 수 있다. 상기 광학계는 미러, 편광기, 빔스플리터, 빔셔터, 렌즈 등으로 구성될 수 있으며, 상기 광학계는 광원부에서 방출되는 레이저빔을 입력부로 보내는 입력빔, 표시부로 보내는 기록빔, 기준빔, 소거빔, 독출빔 등으로 분배할 수 있다. The hologram display device includes a light source unit, an input unit, an optical system, and a display unit. The light source unit irradiates a laser beam used to provide, record, and reproduce 3D image information of an object in the input unit and the display unit. In addition, the input unit is a part for pre-inputting 3D image information of an object to be recorded on the display unit. Dimensional information can be input, and in this case, an input beam can be used. The optical system may be composed of a mirror, a polarizer, a beam splitter, a beam shutter, a lens, and the like. The optical system includes an input beam for sending a laser beam emitted from a light source to an input unit, a recording beam for sending to a display unit, a reference beam, an erase beam, and a readout. It can be distributed by chulbeam, etc.
상기 표시부는 입력부로부터 물체의 3차원 영상 정보를 전달받아서 광학 구동 SLM(optically addressed SLM)으로 이루어진 홀로그램 플레이트에 기록하고, 물체의 3차원 영상을 재생할 수 있다. 이때, 입력빔과 기준빔의 간섭을 통하여 물체의 3차원 영상 정보를 기록할 수 있다. 상기 홀로그램 플레이트에 기록된 물체의 3차원 영상 정보는 독출빔이 생성하는 회절 패턴에 의해 3차원 영상으로 재생될 수 있고, 소거빔은 형성된 회절 패턴을 빠르게 제거하기 위해 사용될 수 있다. 한편, 상기 홀로그램 플레이트는 3차원 영상을 입력하는 위치와 재생하는 위치 사이에서 이동될 수 있다.The display unit may receive 3D image information of the object from the input unit, record it on a hologram plate made of an optically addressed SLM (SLM), and reproduce the 3D image of the object. At this time, 3D image information of the object may be recorded through interference between the input beam and the reference beam. The 3D image information of the object recorded on the hologram plate can be reproduced as a 3D image by the diffraction pattern generated by the read beam, and the erase beam can be used to quickly remove the formed diffraction pattern. Meanwhile, the hologram plate may be moved between a position where a 3D image is input and a position where it is reproduced.
본 발명에 따르면, 얇은 두께 범위에서도 보다 높은 굴절율 변조값을 구현할 수 있는 포토폴리머층을 보다 효율적이고 용이하게 제공할 수 있는 포토폴리머 조성물, 얇은 두께 범위에서도 보다 높은 굴절율 변조값을 구현할 수 있는 홀로그램 기록 매체, 광학 소자, 및 홀로그래픽 기록 방법이 제공될 수 있다.According to the present invention, a photopolymer composition capable of more efficiently and easily providing a photopolymer layer capable of implementing a higher refractive index modulation value even in a thin thickness range, and a hologram recording capable of implementing a higher refractive index modulation value even in a thin thickness range A medium, an optical element, and a holographic recording method may be provided.
발명을 하기의 실시예에서 보다 상세하게 설명한다. 단, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다. The invention is explained in more detail in the following examples. However, the following examples are merely illustrative of the present invention, and the contents of the present invention are not limited by the following examples.
[제조예][Production Example]
[제조예1 : 실란계 작용기가 분지쇄에 위치한 (메트)아크릴레이트계 (공)중합체의 제조방법][Preparation Example 1: Manufacturing method of (meth)acrylate-based (co)polymer in which silane-based functional group is located in the branched chain]
2L 자켓 반응기에 부틸 아크릴레이트 154g, KBM-503(3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란) 46g을 넣고, 에틸아세테이트 800g으로 희석하였다. 약 60~70 ℃로 반응온도를 셋팅하고, 30분~1시간 정도 교반을 진행하였다. n-도데실 머캅탄 0.02g을 추가로 넣고, 30분 정도 더 교반을 진행하였다. 이후, 중합개시제인 AIBN 0.06g을 넣고, 반응온도에서 4시간 이상 중합을 진행하여 잔류 아크릴레이트 함량이 1% 미만이 될때까지 유지하여, 실란계 작용기가 분지쇄에 위치한 (메트)아크릴레이트계 (공)중합체 (중량평균분자량 약 500,000~600,000, Si-(OR)3 당량 1019 g/equivalent )를 제조하였다.154 g of butyl acrylate and 46 g of KBM-503 (3-methacryloxypropyltrimethoxysilane) were put in a 2L jacketed reactor, and diluted with 800 g of ethyl acetate. The reaction temperature was set to about 60 to 70 ° C, and stirring was performed for about 30 minutes to 1 hour. 0.02 g of n-dodecyl mercaptan was additionally added, and stirring was continued for about 30 minutes. Thereafter, 0.06 g of AIBN, a polymerization initiator, was added, and polymerization was carried out at the reaction temperature for 4 hours or more, and maintained until the residual acrylate content was less than 1%. A co)polymer (weight average molecular weight of about 500,000 to 600,000, Si-(OR) 3 equivalent 1019 g/equivalent) was prepared.
[제조예2 : 실란 가교제의 제조방법][Production Example 2: Manufacturing method of silane crosslinking agent]
1000 ml 플라스크에 KBE-9007(3-이소시아네이토프로필트리에톡시실란) 19.79 g, PEG-400 12.80 g과 DBTDL 0.57 g을 넣고, 테트라하이드로퓨란 300g으로 희석하였다. TLC로 반응물이 모두 소모된 것이 확인될 때까지 상온에서 교반한후, 감압하여 반응용매를 모두 제거하였다. 19.79 g of KBE-9007 (3-isocyanatopropyltriethoxysilane), 12.80 g of PEG-400, and 0.57 g of DBTDL were placed in a 1000 ml flask, and diluted with 300 g of tetrahydrofuran. After stirring at room temperature until it was confirmed by TLC that all the reactants were consumed, the reaction solvent was removed under reduced pressure.
다이클로로메테인 : 메틸알코올 = 30 : 1의 전개액 조건 하에서 컬럼 크로마토그래피를 통해 순도 95 % 이상의 액상 생성물 28 g을 91%의 수율로 분리하여 실란 가교제를 얻었다. 28 g of a liquid product having a purity of 95% or more was separated in a yield of 91% through column chromatography under the dichloromethane:methyl alcohol = 30:1 developing solution condition to obtain a silane crosslinking agent.
[제조예 3 : 비반응성 저굴절 물질 #1의 제조방법][Preparation Example 3: Manufacturing method of non-reactive low refractive index material #1]
250 mL 플라스크에 Fluorinated tetraethylene glycol (4.10 g, 10 mmol), Acetone (20 mL)와 Potassium carbonate (4.8 g, 35 mmol)을 넣어준 후 20 oC에서 1시간 교반한다. After adding Fluorinated tetraethylene glycol (4.10 g, 10 mmol), Acetone (20 mL) and Potassium carbonate (4.8 g, 35 mmol) to a 250 mL flask, stir at 20 o C for 1 hour.
0 ℃로 냉각하여 교반하면서 Methyl chloroformate (2.84 g, 30 mmol)을 투입하고, 20 ℃로 승온하여 18시간 교반하였다. After cooling to 0 °C and stirring, methyl chloroformate (2.84 g, 30 mmol) was added, the temperature was raised to 20 °C, and the mixture was stirred for 18 hours.
상기 반응액에 물 100 mL와 에틸 아세테이트 150 mL를 투입하여 층분리 하였다. 유기층을 분리하고 유기 층에 추가로 물 150 mL를 투입하여 세척하는 과정을 2회 반복하였다. 100 mL of water and 150 mL of ethyl acetate were added to the reaction mixture to separate the layers. The process of separating the organic layer and adding 150 mL of water to the organic layer to wash the organic layer was repeated twice.
유기층에 포화 염화 나트륨 수용액 25 mL를 투입하고, 층분리후 제거하여 잔류물을 제거하였다. 그리고, 유기층에 MgSO4 를 투입하여 수분을 모두 제거하고, 유기층은 감압 증류한다. 농축된 유기층으로부터 컬럼 크로마토그래피(SiO2)를 통해 하기 화학식의 비반응성 저굴절 물질 #1 를 분리하였다 (2.41 g, 46% 수율)25 mL of saturated sodium chloride aqueous solution was added to the organic layer, and the layer was separated and removed to remove the residue. Then, MgSO 4 was added to the organic layer to remove all moisture, and the organic layer was distilled under reduced pressure. From the concentrated organic layer, non-reactive low refractive index material #1 of the following chemical formula was isolated through column chromatography (SiO 2 ) (2.41 g, 46% yield)
1H NMR (CDCl3): δ 4.52 (t, J = 7.5 Hz, 4H), 3.86 (s, 6H) 1 H NMR (CDCl 3 ): δ 4.52 ( t , J = 7.5 Hz, 4H), 3.86 (s, 6H)
[제조예 4 : 비반응성 저굴절 물질 #2의 제조방법][Preparation Example 4: Manufacturing method of non-reactive low refractive index material #2]
500 mL round-bottom flask에 Fluorinated tetraethylene glycol (14.4 g, 35 mmol), Acetone (70 mL) , 그리고 potassium carbonate (16.9 g, 122.5 mmol)을 투입하고 20 ℃에서 1시간 교반한다. 0 ℃로 냉각하여 교반하면서 n-butyl chloroformate (14.3 g, 105 mmol)을 상온에서 투입하고, 20 ℃로 승온하여 18시간 교반하였다. Fluorinated tetraethylene glycol (14.4 g, 35 mmol), Acetone (70 mL), and potassium carbonate (16.9 g, 122.5 mmol) were added to a 500 mL round-bottom flask and stirred at 20 °C for 1 hour. While stirring and cooling to 0 ° C., n-butyl chloroformate (14.3 g, 105 mmol) was added at room temperature, and the temperature was raised to 20 ° C. and stirred for 18 hours.
상기 반응액에 물 300 mL, 에틸 아세테이트 각각 450 mL를 투입하여 층분리 하였다. 유기층을 분리하고 유기 층에 추가로 물 300 mL를 투입하여 세척하는 과정을 2회 반복하였다. 300 mL of water and 450 mL of ethyl acetate were added to the reaction mixture to separate the layers. The process of separating the organic layer and adding 300 mL of water to the organic layer and washing was repeated twice.
유기층에 포화 염화 나트륨 수용액 25 mL를 투입하고, 층분리후 제거하여 잔류물을 제거하였다. 그리고, 유기층에 MgSO4 를 투입하여 수분을 모두 제거하고, 유기층은 감압 증류한다. 농축된 유기층으로부터 컬럼크로마토그래피(SiO2)를 통해 하기 화학식의 비반응성 저굴절 물질 #2 를 분리하였다 (9.40 g, 44%)25 mL of saturated sodium chloride aqueous solution was added to the organic layer, and the layer was separated and removed to remove the residue. Then, MgSO 4 was added to the organic layer to remove all moisture, and the organic layer was distilled under reduced pressure. From the concentrated organic layer, a non-reactive low refractive index material #2 of the following chemical formula was isolated through column chromatography (SiO 2 ) (9.40 g, 44%)
1H NMR (CDCl3): δ 4.50 (3, J = 7.5 Hz, 4H), 4.25 (t, J = 5.4 Hz, 4H), 1.69-1.65 (m, 4H), 1.43-1.39 (m, 4H), 0.95 (t, J = 7.0 Hz, 6H) 1 H NMR (CDCl 3 ): δ 4.50 (3, J = 7.5 Hz, 4H), 4.25 (t, J = 5.4 Hz, 4H), 1.69-1.65 (m, 4H), 1.43-1.39 (m, 4H) , 0.95 (t, J = 7.0 Hz, 6H)
[제조예 5 : 비반응성 저굴절 물질 #3의 제조방법][Preparation Example 5: Manufacturing method of non-reactive low refractive index material #3]
500 mL round-bottom flask에 phosgene (115 mL, 210 mmol, 20 wt% in toluene)을 투입하고 0 oC로 냉각한다. 1,4-butanediol monomethyl ether (7.3 g, 70 mmol)를 천천히 투입한다. 25 ℃로 승온하여 3 시간 교반하여 반응물질이 모두 소진된 것을 TLC로 확인한다. 감압증류하여 휘발성 물질을 모두 제거한다. Toluene 100 mL를 첨가한 뒤 감압증류하여 잔여 휘발성 물질을 제거하는 과정을 2회 반복하여 4-methoxybutyl chloroformate를 수득한다. 수득한 chloroformated는 추가적인 정제 과정없이 다음 과정에 바로 사용한다.Add phosgene (115 mL, 210 mmol, 20 wt% in toluene) to a 500 mL round-bottom flask and cool to 0 o C. 1,4-butanediol monomethyl ether (7.3 g, 70 mmol) was added slowly. After raising the temperature to 25 ℃ and stirring for 3 hours, it is confirmed by TLC that all the reactants are consumed. It is distilled under reduced pressure to remove all volatile substances. 4-methoxybutyl chloroformate was obtained by adding 100 mL of toluene and distilling under reduced pressure to remove residual volatiles twice. The obtained chloroformed product is used directly in the next step without additional purification.
500 mL round-bottom flask에 Fluorinated tetraethylene glycol (8.2 g, 20 mmol), Acetone (40 mL), 그리고 potassium carbonate (9.67 g, 70 mmol)을 투입하고 20 oC에서 1시간 교반한다. 0 oC로 냉각하여 교반하면서 4-methoxybutyl chloroformate (10 g, 60 mmol)을 투입하고, 20 ℃로 승온하여 18시간 교반한다. Fluorinated tetraethylene glycol (8.2 g, 20 mmol), acetone (40 mL), and potassium carbonate (9.67 g, 70 mmol) were added to a 500 mL round-bottom flask and stirred at 20 ° C for 1 hour. After cooling to 0 o C and stirring, 4-methoxybutyl chloroformate (10 g, 60 mmol) was added. After adding, the temperature is raised to 20°C, and the mixture is stirred for 18 hours.
상기 반응액에 물 300 mL, 에틸 아세테이트 각각 450 mL를 투입하여 층분리 하였다. 유기층을 분리하고 유기 층에 추가로 물 300 mL를 투입하여 세척하는 과정을 2회 반복하였다. 300 mL of water and 450 mL of ethyl acetate were added to the reaction mixture to separate the layers. The process of separating the organic layer and adding 300 mL of water to the organic layer and washing was repeated twice.
유기층에 포화 염화 나트륨 수용액 25 mL를 투입하고, 층분리후 제거하여 잔류물을 제거하였다. 그리고, 유기층에 MgSO4 를 투입하여 수분을 모두 제거하고, 유기층은 감압 증류한다. 농축된 유기층으로부터 컬럼크로마토그래피(SiO2)를 통해 하기 화학식의 비반응성 저굴절 물질 #3 를 분리하였다 (6.23 g, 47%)25 mL of saturated sodium chloride aqueous solution was added to the organic layer, and the layer was separated and removed to remove the residue. Then, MgSO 4 was added to the organic layer to remove all moisture, and the organic layer was distilled under reduced pressure. From the concentrated organic layer, a non-reactive low refractive index material #3 of the following chemical formula was isolated through column chromatography (SiO 2 ) (6.23 g, 47%)
1H NMR (CDCl3): δ 4.53 (t, J = 7.2 Hz, 4H), 4.27 (t, J = 5.4 Hz, 4H), 3.44 (t, J = 5.8 Hz, 4H), 3.33 (s, 6H), 1.62-1.84 (m, 8H) 1 H NMR (CDCl 3 ): δ 4.53 (t, J = 7.2 Hz, 4H), 4.27 (t, J = 5.4 Hz, 4H), 3.44 (t, J = 5.8 Hz, 4H), 3.33 (s, 6H) ), 1.62-1.84 (m, 8H)
[제조예 6 : 비반응성 저굴절 물질 #4의 제조방법][Preparation Example 6: Manufacturing method of non-reactive low refractive index material #4]
500 mL round-bottom flask에 phosgene (86.5 mL, 157.5 mmol, 20 wt% in toluene)을 투입하고 0 oC로 냉각한다. 2-methoxypropanol (4.7 g, 52.5 mmol)를 천천히 투입한다. 25 ℃로 승온하여 3 시간 교반하여 반응물질이 모두 소진된 것을 TLC로 확인한다. 감압증류하여 휘발성 물질을 모두 제거한다. Toluene 100 mL를 첨가한 뒤 감압증류하여 잔여 휘발성 물질을 제거하는 과정을 2회 반복하여 2-methoxypropyl chloroformate를 수득한다. 수득한 chloroformate는 추가적인 정제 과정없이 다음 과정에 바로 사용한다.Add phosgene (86.5 mL, 157.5 mmol, 20 wt% in toluene) to a 500 mL round-bottom flask and cool to 0 o C. 2-methoxypropanol (4.7 g, 52.5 mmol) was added slowly. After raising the temperature to 25 ℃ and stirring for 3 hours, it is confirmed by TLC that all the reactants are consumed. It is distilled under reduced pressure to remove all volatile substances. 2-methoxypropyl chloroformate was obtained by adding 100 mL of toluene and distilling under reduced pressure to remove residual volatiles twice. The obtained chloroformate is used directly in the next step without additional purification.
500 mL round-bottom flask에 Fluorinated tetraethylene glycol (6.2 g, 15 mmol), Acetone (30 mL) , 그리고 potassium carbonate (7.3 g, 52.5 mmol)을 투입하고 20 oC에서 1시간 교반한다. 0 oC로 냉각하여 교반하면서 2-methoxypropyl chloroformate (6.9 g, 45 mmol)을 투입하고, 20 ℃로 승온하여 18시간 교반한다. Fluorinated tetraethylene glycol (6.2 g, 15 mmol), Acetone (30 mL), and potassium carbonate (7.3 g, 52.5 mmol) were added to a 500 mL round-bottom flask and stirred at 20 ° C for 1 hour. After cooling to 0 ° C and stirring, 2-methoxypropyl chloroformate (6.9 g, 45 mmol) was added, and the temperature was raised to 20 ° C and stirred for 18 hours.
상기 반응액에 물 300 mL, 에틸 아세테이트 각각 450 mL를 투입하여 층분리 하였다. 유기층을 분리하고 유기 층에 추가로 물 300 mL를 투입하여 세척하는 과정을 2회 반복하였다. 300 mL of water and 450 mL of ethyl acetate were added to the reaction mixture to separate the layers. The process of separating the organic layer and adding 300 mL of water to the organic layer and washing was repeated twice.
유기층에 포화 염화 나트륨 수용액 25 mL를 투입하고, 층분리후 제거하여 잔류물을 제거하였다. 그리고, 유기층에 MgSO4 를 투입하여 수분을 모두 제거하고, 유기층은 감압 증류한다. 농축된 유기층으로부터 컬럼크로마토그래피(SiO2)를 통해 비반응성 저굴절 물질 #4 를 분리하였다. (2.31 g, 24%)25 mL of saturated sodium chloride aqueous solution was added to the organic layer, and the layer was separated and removed to remove the residue. Then, MgSO 4 was added to the organic layer to remove all moisture, and the organic layer was distilled under reduced pressure. A non-reactive low refractive index material #4 was separated from the concentrated organic layer through column chromatography (SiO 2 ). (2.31 g, 24%)
1H NMR (CDCl3): δ 4.53 (t, J = 7.4 Hz, 4H), 4.35-4.44 (m, 4H), 3.65-3.70 (m, 2H), 3.40 (s, 6H), 1.29 (d, J = 6.5 Hz, 6H) 1 H NMR (CDCl 3 ): δ 4.53 (t, J = 7.4 Hz, 4H), 4.35-4.44 (m, 4H), 3.65-3.70 (m, 2H), 3.40 (s, 6H), 1.29 (d, J = 6.5 Hz, 6H)
[제조예 7 : 비반응성 저굴절 물질 #5의 제조방법][Preparation Example 7: Manufacturing method of non-reactive low refractive index material #5]
1000ml 플라스크에 2,2'-((oxybis(1,1,2,2-tetrafluoroethane-2,1-diyl))bis(oxy))bis(2,2-difluoroethan-1-ol) 20.51 g을 넣어준 후, 테트라하이드로퓨란 500g에 녹여 0 ℃에서 교반하면서 sodium hydride (60 % dispersion in mineral oil) 4.40 g을 여러 차례에 걸쳐 조심스럽게 첨가하였다. 0 ℃에서 20분 교반한 후, 2-methoxyethoxymethyl chloride 12.50 ml를 천천히 dropping 하였다. 1H NMR로 반응물이 모두 소모된 것이 확인되면, 감압하여 반응용매를 모두 제거하였다. 다이클로로메테인 300g으로 3회 추출하여 유기층을 모은 후 magnesium sulfate로 필터한 후 감압하여 다이클로로메테인을 모두 제거하여 순도 95 % 이상의 액상 생성물 29 g을 98 %의 수율로 수득하였다.Add 20.51 g of 2,2'-((oxybis(1,1,2,2-tetrafluoroethane-2,1-diyl))bis(oxy))bis(2,2-difluoroethan-1-ol) to a 1000ml flask. After dissolving in 500 g of tetrahydrofuran, 4.40 g of sodium hydride (60% dispersion in mineral oil) was carefully added several times while stirring at 0 °C. After stirring at 0 °C for 20 minutes, 12.50 ml of 2-methoxyethoxymethyl chloride was slowly dropped. When it was confirmed by 1 H NMR that the reactants were all consumed, the reaction solvent was removed under reduced pressure. After collecting the organic layer by extracting with 300 g of dichloromethane three times, filtering with magnesium sulfate and removing all dichloromethane under reduced pressure to obtain 29 g of a liquid product having a purity of 95% or more in a yield of 98%.
[실시예 및 비교예: 포토폴리머 조성물의 제조][Examples and Comparative Examples: Preparation of photopolymer composition]
하기 표1 또는 표2에 기재된 바와 같이, 상기 제조예 1 내지 2에서 얻은 실란 중합체, 광반응성 단량체(고굴절 아크릴레이트, 굴절률 1.600, HR6022[미원]), 제조예3 내지 7의 비반응성 저굴절 물질, 트리부틸 포스페이트(Tributyl phosphate[TBP], 분자량 266.31, 굴절률 1.424, 시그마 알드리치사 제품), safranin O (염료, 시그마 알드리치사 제품), Ebecryl P-115 (SK entis), Borate V (Spectra group), Irgacure 250(BASF), 실리콘계 반응성 첨가제(Tego Rad 2500) 및 메틸아이소뷰틸케톤(MIBK)을 빛을 차단한 상태에서 혼합하고, Paste 믹서로 약 10분간 교반하여 투명한 코팅액을 수득하였다. As shown in Table 1 or Table 2 below, the silane polymer obtained in Preparation Examples 1 to 2, the photoreactive monomer (high refractive acrylate, refractive index 1.600, HR6022 [Miwon]), the non-reactive low refractive index material of Preparation Examples 3 to 7 , Tributyl phosphate [TBP], molecular weight 266.31, refractive index 1.424, manufactured by Sigma-Aldrich), safranin O (dye, manufactured by Sigma-Aldrich), Ebecryl P-115 (SK entis), Borate V (Spectra group), Irgacure 250 (BASF), silicon-based reactive additive (Tego Rad 2500), and methyl isobutyl ketone (MIBK) were mixed in a light-blocking state, and stirred for about 10 minutes with a Paste mixer to obtain a transparent coating solution.
상기 코팅액에 상기 제조예 2의 상술한 실란 가교제 또는 망상 구조의 실라 가교제(Sibond H-5) 를 첨가하여 5~10분간 더 교반하였다. 이후, 상기 코팅액에 촉매인 DBTDL 0.02g 를 넣고 약 1분간 교반한 후, meyer bar를 이용하여, 80㎛ 두께의 TAC기재에 6 ㎛ 두께로 코팅하여, 40 ℃에서 1시간 건조시켰다. The above-described silane crosslinking agent or network structured sila crosslinking agent (Sibond H-5) of Preparation Example 2 was added to the coating solution, and further stirred for 5 to 10 minutes. Thereafter, 0.02 g of DBTDL as a catalyst was added to the coating solution, stirred for about 1 minute, and then coated to a thickness of 6 μm on a TAC substrate having a thickness of 80 μm using a meyer bar, and dried at 40° C. for 1 hour.
그리고, 약 25 ℃ 및 50RH%의 상대 습도의 항온 항습 조건의 암실에서 샘플을 24시간 이상 방치하였다. Then, the sample was left for 24 hours or more in a dark room under constant temperature and humidity conditions at about 25° C. and a relative humidity of 50 RH%.
[실험예: 홀로그래픽 기록][Experimental Example: Holographic Recording]
(1) 상기 실시에 및 비교예 각각에서 제조된 포토폴리머 코팅면을 slide 글라스에 라미네이트 하고, 기록시 레이저가 유리면을 먼저 통과하도록 고정하였다. (1) The photopolymer coated surface prepared in each of the above Examples and Comparative Examples was laminated on a slide glass, and fixed so that the laser passed through the glass surface first during recording.
(2) 회절 효율(η) 측정(2) Measurement of diffraction efficiency (η)
두 간섭광(참조광 및 물체광)의 간섭을 통해서 홀로그래픽을 기록하며, 투과형 기록은 두 빔을 샘플의 동일면에 입사하였다. 두 빔의 입사각에 따라 회절 효율은 변하게 되며, 두 빔의 입사각이 동일한 경우 non-slanted가 된다. non-slanted 기록은 두빔의 입사각이 법선 기준으로 동일하므로, 회절 격자는 필름에 수직하게 생성된다. Holographic recording is performed through the interference of two coherent lights (reference light and object light), and in transmissive recording, two beams are incident on the same surface of the sample. The diffraction efficiency varies according to the angle of incidence of the two beams, and becomes non-slanted when the angle of incidence of the two beams is the same. In non-slanted writing, the angle of incidence of the two beams is the same with respect to the normal, so the diffraction grating is created perpendicular to the film.
532nm 파장의 레이저를 사용하여 투과형 non-slanted 방식으로 기록(2θ=45°)하며, 하기 일반식1로 회절 효율(η)을 계산하였다. Recording was performed in a transmissive non-slanted manner (2θ = 45°) using a 532 nm wavelength laser, and diffraction efficiency (η) was calculated by the following general formula 1.
[일반식1][Formula 1]
상기 일반식1에서, η은 회절 효율이고, PD는 기록후 샘플의 회절된 빔의 출력량(mW/㎠)이고, PT는 기록한 샘플의 투과된 빔의 출력량(mW/㎠)이다. In the above general formula 1, η is the diffraction efficiency, P D is the output amount of the diffracted beam of the sample after recording (mW/cm 2 ), and P T is the output amount of the transmitted beam of the recorded sample (mW/cm 2 ).
(3) 굴절률 변조값(n) 측정(3) Measurement of refractive index modulation value (n)
투과형 홀로그램의 Lossless Dielectric grating은 하기 일반식2로부터 굴절율 변조값(△n)을 계산할 수 있다. The lossless dielectric grating of the transmission type hologram can calculate the refractive index modulation value (Δn) from the following general formula 2.
[일반식 2][Formula 2]
상기 일반식2에서, d는 포토폴리머층의 두께이고, △n은 굴절율 변조값이며, η(DE)은 회절 효율이고, λ는 기록 파장이다. In the above general formula 2, d is the thickness of the photopolymer layer, Δn is the refractive index modulation value, η(DE) is the diffraction efficiency, and λ is the recording wavelength.
(4) 레이저 손실량(Iloss) 측정(4) Measurement of laser loss (I loss )
하기 일반식 3으로부터 레이저 손실량(Iloss)을 계산할 수 있다.The laser loss amount (I loss ) can be calculated from the following general formula 3.
[일반식 3][Formula 3]
Iloss = 1 - {(PD + PT) / IO}I loss = 1 - {(P D + P T ) / I O }
상기 일반식 3에서, PD는 기록후 샘플의 회절된 빔의 출력량(mW/㎠)이고, PT는 기록한 샘플의 투과된 빔의 출력량(mW/㎠)이고, I0는 기록광의 세기이다.In the above general formula 3, P D is the output amount of the diffracted beam of the sample after recording (mW/cm 2 ), P T is the output amount of the transmitted beam of the recorded sample (mW/cm 2 ), and I 0 is the intensity of the recording light .
* 비반응성 가소제 : Tributyl phosphate(분자량 266.31, 굴절률 1.424, 시그마-알드리치에서 구입)* Non-reactive plasticizer: Tributyl phosphate (molecular weight 266.31, refractive index 1.424, purchased from Sigma-Aldrich)
(TBP)non-reactive plasticizer
(TBP)
상기 표 1 및 표2에 나타난 바와 같이, 실시예의 포토폴리머 조성물은 0.020 이상의 굴절률 변조값(△n)을 갖는 동시에, 우수한 회절 효율을 가진다는 점이 확인되었다.As shown in Tables 1 and 2, it was confirmed that the photopolymer compositions of Examples had a refractive index modulation value (Δn) of 0.020 or more and excellent diffraction efficiency.
이에 반해서, 비교예의 조성물에 의하여 제공되는 포토폴리머 코팅 필름은 실시예에 비해서 상대적으로 낮은 회절 효율을 가지며 레이저 손실량(Iloss) 또한 상대적으로 높게 나타났다.In contrast, the photopolymer coating film provided by the composition of the Comparative Example had a relatively low diffraction efficiency and a relatively high laser loss (Iloss) compared to that of the Examples.
Claims (17)
광반응성 단량체;
광개시제; 및
하기 화학식 1의 화합물;을 포함하는, 홀로그램 형성용 포토폴리머 조성물:
[화학식 1]
상기 화학식 1에서,
R1 및 R2는 서로 같거나 다를 수 있으며, 각각 탄소수 1 내지 5의 퍼플루오로알킬렌기(perfluoro-alkylene)이고,
n 및 m은 1 내지 10의 정수이고,
R3 및 R4는 서로 같거나 다를 수 있으며, 각각 탄소수 1 내지 5의 퍼플루오로알킬렌기(perfluoro-alkylene)이고,
X1 및 X2는 서로 같거나 다를 수 있으며, 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기, 또는 하기 화학식 2의 작용기이고, X1 및 X2 중 적어도 하나는 하기 화학식 2의 작용기이고,
[화학식 2]
상기 화학식 2에서, Y1은 탄소수 1 내지 10의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬렌기이고,
Y2은 탄소수 1 내지 20의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기, 또는 탄소수 1 내지 10의 알콕시가 결합된 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기, 또는 산소를 1이상 포함하는 탄소수 2 내지 10의 헤테로 고리가 결합된 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기이다.
polymeric matrices or precursors thereof;
photoreactive monomers;
photoinitiators; and
A photopolymer composition for forming a hologram, comprising: a compound of Formula 1 below:
[Formula 1]
In Formula 1,
R 1 and R 2 may be the same as or different from each other, and each is a perfluoro-alkylene group having 1 to 5 carbon atoms,
n and m are integers from 1 to 10;
R 3 and R 4 may be the same as or different from each other, and each is a perfluoro-alkylene group having 1 to 5 carbon atoms,
X 1 and X 2 may be the same as or different from each other, and are each independently a straight-chain or branched-chain alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or a functional group represented by Formula 2 below, and at least one of X 1 and X 2 is a functional group represented by Formula 2 below. ego,
[Formula 2]
In Formula 2, Y 1 is a straight-chain or branched-chain alkylene group having 1 to 10 carbon atoms,
Y 2 is a straight-chain or branched-chain alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, or a straight-chain or branched-chain alkyl group having 1 to 10 carbon atoms bonded to an alkoxy group, or a straight-chain bonded to a heterocyclic ring having 2 to 10 carbon atoms containing at least one oxygen. or a branched chain alkyl group.
상기 화학식 1에서,
R1, R2, R3 및 R4는 서로 같거나 다를 수 있으며, 각각 탄소수 1 내지 3의 퍼플루오로알킬렌기(perfluoro-alkylene)이고,
n 및 m은 1 내지 3의 정수이고,
X1 및 X2는 서로 같거나 다를 수 있으며, 상기 화학식 2의 작용기인,
홀로그램 형성용 포토폴리머 조성물.
According to claim 1,
In Formula 1,
R 1 , R 2 , R 3 and R 4 may be the same as or different from each other, and each is a perfluoro-alkylene group having 1 to 3 carbon atoms,
n and m are integers from 1 to 3;
X 1 and X 2 may be the same as or different from each other, and are functional groups of Formula 2,
A photopolymer composition for forming a hologram.
상기 화학식 2에서,
Y1은 탄소수 1 내지 3의 알킬렌기이고,
Y2은 탄소수 1 내지 10의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기인,
홀로그램 형성용 포토폴리머 조성물.
According to claim 1 or 2,
In Formula 2,
Y 1 is an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms;
Y 2 is a straight or branched chain alkyl group having 1 to 10 carbon atoms;
A photopolymer composition for forming a hologram.
상기 화학식 2에서,
Y1은 탄소수 1 내지 3의 알킬렌기이고,
Y2은 탄소수 1 내지 10의 알콕시가 결합된 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기, 또는 산소를 1이상 포함하는 탄소수 2 내지 10의 헤테로 고리가 결합된 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기인, 홀로그램 형성용 포토폴리머 조성물.
According to claim 1 or 2,
In Formula 2,
Y 1 is an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms;
Y 2 is a straight-chain or branched-chain alkyl group having 1 to 10 carbon atoms bonded to an alkoxy group, or a straight-chain or branched-chain alkyl group bonded to a hetero ring having 2 to 10 carbon atoms containing at least one oxygen, photopolymer composition for forming a hologram .
상기 화학식 1의 화합물의 굴절율은 1.45미만인, 홀로그램 형성용 포토폴리머 조성물.
According to claim 1,
The refractive index of the compound of Formula 1 is less than 1.45, a photopolymer composition for forming a hologram.
상기 고분자 매트릭스의 굴절률이 1.46 내지 1.53인, 홀로그램 형성용 포토폴리머 조성물.
According to claim 1,
The photopolymer composition for forming a hologram, wherein the polymer matrix has a refractive index of 1.46 to 1.53.
상기 고분자 매트릭스는 실란계 작용기가 분지쇄에 위치하는 (메트)아크릴레이트계 (공)중합체 및 실란 가교제를 포함하는, 홀로그램 형성용 포토폴리머 조성물.
According to claim 1,
The polymer matrix includes a (meth)acrylate-based (co)polymer and a silane crosslinking agent in which silane-based functional groups are located in branched chains, a photopolymer composition for forming a hologram.
상기 (메트)아크릴레이트계 (공)중합체 100 중량부에 대하여, 상기 실란 가교제 함량이 10 중량부 내지 90 중량부인, 홀로그램 형성용 포토폴리머 조성물.
According to claim 7,
A photopolymer composition for forming a hologram, wherein the content of the silane crosslinking agent is 10 parts by weight to 90 parts by weight, based on 100 parts by weight of the (meth)acrylate-based (co)polymer.
상기 실란 가교제는 중량평균분자량이 100 내지 2000인 선형의 폴리에테르 주쇄 및 상기 주쇄의 말단 또는 분지쇄에 결합한 실란계 작용기를 포함하는, 홀로그램 형성용 포토폴리머 조성물.
According to claim 7,
The silane crosslinking agent includes a linear polyether main chain having a weight average molecular weight of 100 to 2000 and a silane-based functional group bonded to an end or branched chain of the main chain.
상기 광반응성 단량체는 다관능 (메트)아크릴레이트 단량체 또는 단관능 (메트)아크릴레이트 단량체를 포함하는, 홀로그램 형성용 포토폴리머 조성물.
According to claim 1,
The photoreactive monomer comprises a multifunctional (meth) acrylate monomer or a monofunctional (meth) acrylate monomer, a photopolymer composition for forming a hologram.
상기 광반응성 단량체의 굴절률이 1.5 이상인, 홀로그램 형성용 포토폴리머 조성물.
According to claim 1,
The photopolymer composition for forming a hologram, wherein the photoreactive monomer has a refractive index of 1.5 or more.
상기 고분자 매트릭스 또는 이의 전구체 100중량부 대비
광반응성 단량체 20 내지 300 중량부
광개시제 0.1 내지 10중량부; 및
상기 화학식 1의 화합물 20 내지 300 중량부;를 포함하는, 홀로그램 형성용 포토폴리머 조성물.
According to claim 1,
100 parts by weight of the polymer matrix or its precursor
20 to 300 parts by weight of photoreactive monomer
0.1 to 10 parts by weight of a photoinitiator; and
20 to 300 parts by weight of the compound of Formula 1; containing a photopolymer composition for forming a hologram.
하기 화학식 11의 화합물을 더 포함하는, 홀로그램 형성용 포토폴리머 조성물:
[화학식 11]
상기 화학식11에서,
R11 및 R12는 각각 독립적으로 다이플루오로메틸렌기이며,
R13 및 R16은 각각 독립적으로 메틸렌기이고,
R14 및 R15는 각각 독립적으로 다이플루오로메틸렌기이며,
k은 1 내지 10의 정수이고,
R17 및 R18은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기, 또는 하기 화학식 21의 작용기이고,
[화학식 21]
상기 화학식 21에서,
R21, R22 및 R23 는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬렌기이고,
R24는 탄소수 1 내지 10의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기이고,
l은 1 내지 30의 정수이다.
According to claim 1,
A photopolymer composition for forming a hologram, further comprising a compound represented by Formula 11 below:
[Formula 11]
In Formula 11,
R 11 and R 12 are each independently a difluoromethylene group;
R 13 and R 16 are each independently a methylene group;
R 14 and R 15 are each independently a difluoromethylene group;
k is an integer from 1 to 10;
R 17 and R 18 are each independently a straight-chain or branched-chain alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or a functional group represented by Formula 21 below;
[Formula 21]
In Formula 21,
R 21 , R 22 and R 23 are each independently a straight or branched chain alkylene group having 1 to 10 carbon atoms;
R 24 is a straight or branched chain alkyl group having 1 to 10 carbon atoms;
l is an integer from 1 to 30;
상기 고분자 매트릭스 또는 이의 전구체 100중량부 대비
상기 화학식 11의 화합물 20 내지 300중량부를 포함하는, 홀로그램 형성용 포토폴리머 조성물.
According to claim 13,
100 parts by weight of the polymer matrix or its precursor
A photopolymer composition for forming a hologram comprising 20 to 300 parts by weight of the compound of Formula 11.
A hologram recording medium prepared from the photopolymer composition of claim 1.
An optical element comprising the hologram recording medium of claim 15.
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---|---|---|---|
KR1020210087342A KR20230006301A (en) | 2021-07-02 | 2021-07-02 | Photopolymer composition |
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Publications (1)
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