TWI453743B - 用於儲存全像術資料的方法 - Google Patents

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TWI453743B TW097134846A TW97134846A TWI453743B TW I453743 B TWI453743 B TW I453743B TW 097134846 A TW097134846 A TW 097134846A TW 97134846 A TW97134846 A TW 97134846A TW I453743 B TWI453743 B TW I453743B
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Michael Jeffrey Mclaughlin
Kathryn Lynn Longley
Shantaram Narayan Naik
Mahesh Kisan Chaudhari
Jyoti Balkrishna Shet
Varadarajan Sundararaman
Yogendrasinh Bharatsinh Chauhan
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Description

用於儲存全像術資料的組合物與方法
本發明係有關用於儲存全像術資料的方法。此外，本揭示係有關自此等方法衍生之全像術資料儲存媒體及物件。此外，本揭示亦有關含噻吩多元硝酮染料。
全像術儲存係為全像圖形式之資料的儲存，全像圖係為藉兩光束之交會在感光性媒體中所產生的三維干涉圖型影像。含有經數位編碼之資料的信號光束與參考光束疊合於媒體體積內形成干涉圖型，產生改變或調變媒體之折射率的化學反應。此種調變用以將來自信號之強度及相資料兩者均記錄為全像圖。全像圖隨後可藉由將儲存媒體僅暴露至參考光束來檢索，該參考光束與所儲存之全像術資料相互作用，生成與用以儲存全像術影像之原始信號光束成比例之重建信號光束。因此，在全像術資料儲存中，資料係經由三維干涉圖型儲存於整個媒體體積中。
每個全像圖之任一處各可含有一至1×106 或更多位元之資料。全像術儲存優於以表面為主之儲存格式(包括CD或DVD)的一項顯著優點係為可使用多工處理技術以重疊方式將大量全像圖儲存於同一感光性媒體體積中，諸如藉由改變信號及/或參考光束角度、波長或媒體位置。然而，將全像術儲存落實為有效技術的主要障礙一直是可信且經濟上可行之儲存媒體的發展。
早期全像術儲存媒體採用無機光折射結晶，諸如經摻雜或未經摻雜鈮酸鋰(LiNbO3 )，其中入射光產生折射率改變。此等折射率改變係因光誘發產生且隨之捕獲電子，造成感應內電場，最後經由線性電光效應修飾折射率。然而，LiNbO3 昂貴，展示相對較差之效率，隨時間衰退，且需要厚結晶來觀察任何明顯之折射率變化。
因此，需要改良之全像術資料儲存方法及材料，可藉以達到增加之全像術資料儲存能力。此外，亦需要增進所儲存之全像術資料的壽命之方法，使得例如或當環境光入射於資料儲存媒體時，或在讀取期間，資料不被熱抹除。
本發明一方面提供一種用以儲存全像術資料之方法，該方法係包含：
(A)提供包含光學透明基材之全像術儲存媒體，該光學透明基材包含具有至少兩個硝酮基之光化學活性染料；及
(B)以全像術干涉圖型照射該光學透明基材，其中該圖型具有第一波長及一強度，兩者均足以在基材體積元素內將至少某些光化學活性染料轉化成光產物，並於所照射之體積元素內產生對應於該全像術干涉圖型的光產物濃度變化，藉以產生對應於該體積元素之光學可讀取資料。
本發明另一方面提供一種用以儲存全像術資料之方法，該方法係包含：
(A)提供包含光學透明基材之全像術儲存媒體，該光學透明基材包含具有結構(I)之光化學活性染料
其中R1 每次出現各獨立地為C1 -C20 脂族基團、C3 -C20 環脂族基團或C2 -C30 芳族基團；R2 每次出現各獨立地為氫、氘、C1 -C20 脂族基團、C3 -C20 環脂族基團或C2 -C30 芳族基團；Q1 係為C1 -C20 脂族基團、C3 -C20 環脂族基團或C2 -C30 芳族基團，或聚合物鏈；且“a”係為2至100之整數；及
(B)以全像術干涉圖型照射該光學透明基材，其中該圖型具有第一波長及一強度，兩者均足以在基材體積元素內將至少某些光化學活性染料轉化成光產物，並於所照射之體積元素內產生對應於該全像術干涉圖型的光產物濃度變化，藉以產生對應於該體積元素之光學可讀取資料。
本發明另一方面提供一種用以儲存全像術資料之方法，該方法係包含：
(A)提供包含光學透明基材之全像術儲存媒體，該光學透明基材包含具有結構(II)之光化學活性染料
其中R1 每次出現各獨立地為C1 -C20 脂族基團、C3 -C20 環脂族基團或C2 -C30 芳族基團；R2 每次出現各獨立地為氫、氘、C1 -C20 脂族基團、C3 -C20 環脂族基團或C2 -C30 芳族基團；且“a”係為2至4之整數，
其中該染料之存在量係約0.1重量百分比至約10重量百分比；及
(B)以全像術干涉圖型照射該光學透明基材，其中該圖型具有第一波長及一強度，兩者均足以在基材體積元素內將至少某些光化學活性染料轉化成光產物，並於所照射之體積元素內產生對應於該全像術干涉圖型的光產物濃度變化，藉以產生對應於該體積元素之光學可讀取資料，且其中該第一波長係約500奈米。
本發明又另一方面提供一種新穎的具有結構(II)之含噻吩多元硝酮化合物。
參考以下詳述可更輕易瞭解本發明之此等及其他特色、態樣及優點。
本說明書及以下申請專利範圍中，提及許多術語，此等術語應定義為具有以下意義。
單數形式之“一”及“該”係包括複數指示物，除非內文另有明確說明。
“視情況”或“視情況地”意指稍後描述之事件或狀況可發生或可不發生，且該描述包括發生該事件之情況及不發生該事件之情況。
本發明所使用之術語“溶劑”可表示單一溶劑或溶劑之混合物。
說明書及申請專利範圍所使用之近似用語可用以修飾任何數量陳述，可在不使相關基本功能產生改變之下容許變動。是故，藉由諸如“約”之術語修飾的值不限於所詳載之精確值。某些情況下，近似用語可能相當於用以測量該值之儀器的精密度。
本發明所使用之術語“芳族基團”意指包含至少一個芳族基團而具有至少一之價數的原子陣列。包含至少一個芳族基團而具有至少一之價數的原子陣列可包括雜原子，諸如氮、硫、硒、矽及氧，或可僅由碳及氫構成。本發明所使用之術語“芳族基團”包括但不限於苯基、吡啶基、呋喃基、噻吩基、萘基、伸苯基及聯苯基。如所述者，芳族基團含有至少一個芳族基。芳族基固定地為具有4n+2個“非定域”電子之環狀結構，其中“n”係為等於1或更大之整數，如苯基(n=1)、噻吩基(n=1)、呋喃基(n=1)、萘基(n=2)、薁基(n=2)、蒽基(n=3)及諸如此類者所說明。芳族基團亦可包括非芳族部份。例如，苄基係為芳族基團，其包含苯基環(芳族基)及亞甲基(非芳族部份)。相同地，四氫萘基係為包含稠合至非芳族部份-(CH2 )4 -的芳族基(C6 H3 )之芳族基團。為簡便之故，術語“芳族基團”在本發明定義以涵蓋廣大範圍之官能基，諸如烷基、烯基、炔基、鹵烷基、鹵芳族基、共軛二烯基、醇基、醚基、醛基、酮基、羧酸基、醯基(例如羧酸衍生物，諸如酯及醯胺)、胺基、硝基及諸如此類者。例如，4-甲基苯基團係為包含甲基之C7 芳族基團，該甲基係為烷基官能基。相同地，2-硝基苯基係為包含硝基之C6 芳族基團，該硝基係為官能基。芳族基團包括鹵化芳族基團，諸如4-三氟甲基苯基、六氟亞異丙基雙(4-苯-1-基氧基)(即，-OPhC(CF3 )2 PhO-)、4-氯甲基苯-1-基、3-三氟乙烯基-2-噻吩基、3-三氯甲基苯-1-基(即，3-CCl3 Ph-)、4-(3-溴丙-1-基)苯-1-基(即，4-BrCH2 CH2 CH2 Ph-)及諸如此類者。芳族基團之進一步實例包括4-烯丙基氧基苯-1-氧基、4-胺基苯-1-基(即，4-H2 NPh-)、3-胺基羰基苯-1-基(即，NH2 COPh-)、4-苯甲醯基苯-1-基、二氰基次甲基雙(4-苯-1-基氧基)(即，-OPhC(CN)2 PhO-)、3-甲基苯-1-基、亞甲基雙(4-苯-1-基氧基)(即，-OPhCH2 PhO-)、2-乙基苯-1-基、苯基乙烯基、3-甲醯基-2-噻吩基、2-己基-5-呋喃基、六亞甲基-1,6-雙(4-苯-1-基氧基)(即，-OPh(CH2 )6 PhO-)、4-羥基甲基苯-1-基(即，4-HOCH2 Ph-)、4-巰基甲基苯-1-基(即，4-HSCH2 Ph-)、4-甲硫基苯-1-基(即，4-CH3 SPh-)、3-甲氧苯-1-基、2-甲氧羰基苯-1-基氧基(例如，甲基水楊基)、2-硝基甲基苯-1-基(即，2-NO2 CH2 Ph)、3-三甲基矽烷基苯-1-基、4-第三丁基二甲基矽烷基苯-1-基、4-乙烯基苯-1-基、亞乙烯基雙(苯基)及諸如此類者。術語“C3 -C10 芳族基團”包括含有至少三個但不多於10個碳原子之芳族基團。芳族基團1-咪唑基(C3 H2 N2 -)代表C3 芳族基團。苄基團(C7 H7 -)代表C7 芳族基團。
本發明所使用之術語“環脂族基團”意指具有至少一之價數，且包含環狀但非芳族之原子陣列的基團。如本發明所定義，“環脂族基團”不含芳族基。“環脂族基團”可包含一或多個非環狀部份。例如，環己基甲基(C6 H11 CH2 -)係為包含環己基環(環狀但非芳族之原子陣列)及亞甲基(非環狀部份)之環脂族基團。環脂族基團可包括雜原子，諸如氮、硫、硒、矽及氧，或可僅由碳及氫構成。為簡使之故，術語“環脂族基團”在本發明定義以涵蓋廣大範圍之官能基諸如烷基、烯基、炔基、鹵烷基、共軛二烯基、醇基、醚基、醛基、酮基、羧酸基、醯基(例如羧酸衍生物諸如酯及醯胺)、胺基、硝基及諸如此類者。例如，4-甲基環戊-1-基團係為包含甲基之C6 環脂族基團，該甲基係為烷基官能基。相同地，2-硝基環丁-1-基團係為包含硝基之C4 環脂族基團，該硝基係為官能基。環脂族基團可包含一或多個鹵原子，其可相同或相異。鹵原子包括例如；氟、氯、溴及碘。包含一或多個鹵原子之環脂族基團包括2-三氟甲基環己-1-基、4-溴二氟甲基環辛-1-基、2-氯二氟甲基環己-1-基、六氟亞異丙基-2,2-雙(環己-4-基)(即，-C6 H10 C(CF3 )2 C6 H10 -)、2-氯甲基環己-1-基、3-二氟亞甲基環己-1-基、4-三氯甲基環己-1-基氧基、4-溴二氯甲基環己-1-基硫基、2-溴乙基環戊-1-基、2-溴丙基環己-1-基氧基(例如，CH3 CHBrCH2 C6 H10 O-)及諸如此類者。環脂族基團之進一步實例包括4-烯丙基氧基環己-1-基、4-胺基環己-1-基(即，H2 NC6 H10 -)、4-胺基羰基環戊-1-基(即，NH2 COC5 H8 -)、4-乙醯氧基環己-1-基、2,2-二氰基亞異丙基雙(環己-4-基氧基)(即，-OC6 H10 C(CN)2 C6 H10 O-)、3-甲基環己-1-基、亞甲基雙(環己-4-基氧基)(即，-OC6 H10 CH2 C6 H10 O-)、1-乙基環丁-1-基、環丙基乙烯基、3-甲醯基-2-四氫呋喃基、2-己基-5-四氫呋喃基、六亞甲基-1,6-雙(環己-4-基氧基)(即，-OC6 H10 (CH2 )6 C6 H10 O-)、4-羥基甲基環己-1-基(即，4-HOCH2 C6 H10 -)、4-巰基甲基環己-1-基(即，4-HSCH2 C6 H10 -)、4-甲硫基環己-1-基(即，4-CH3 SC6 H10 -)、4-甲氧環己-1-基、2-甲氧羰基環己-1-基氧基(2-CH3 OCOC6 H10 O-)、4-硝基甲基環己-1-基(即，NO2 CH2 C6 H10 -)、3-三甲基矽烷基環己-1-基、2-第三丁基二甲基矽烷基環戊-1-基、4-三甲氧矽烷基乙基環己-1-基(例如，(CH3 O)3 SiCH2 CH2 C6 H10 -)、4-乙烯基環己烯-1-基、亞乙烯基雙(環己基)及諸如此類者。術語“C3 -C10 環脂族基團”包括含有至少三個但不多於10個碳原子之環脂族基團。環脂族基團2-四氫呋喃基(C4 H7 O-)代表C4 環脂族基團。環己基甲基團(C6 H11 CH2 -)代表C7 環脂族基團。
本發明所使用之術語“脂族基團”意指由非環狀之直鏈或分支鏈原子陣列組成而具有至少一之價數的有機基團。脂族基團定義以包含至少一個碳原子。包含脂族基團之原子陣列可包括雜原子，諸如氮、硫、矽、硒及氧，或可僅由碳及氫構成。為簡使之故，術語“脂族基團”在本發明係定義涵蓋為一部份“非環狀之直鏈或分支鏈原子陣列”的廣大範圍官能基，諸如烷基、烯基、炔基、鹵烷基、共軛二烯基、醇基、醚基、醛基、酮基、羧酸基、醯基(例如羧酸衍生物諸如酯及醯胺)、胺基、硝基及諸如此類者。例如，4-甲基戊-1-基團係為包含甲基之C6 脂族基團，該甲基係為烷基官能基。相同地，4-硝基丁-1-基係為包含硝基之C4 脂族基團，該硝基係為官能基。脂族基團可為包含一或多個可相同或相異之鹵原子的鹵烷基。鹵原子包括例如；氟、氯、溴及碘。包含一或多個鹵原子之脂族基團包括烷基鹵化物，三氟甲基、溴二氟甲基、氯二氟甲基、六氟亞異丙基、氯甲基、二氟亞乙烯基、三氯甲基、溴二氯甲基、溴乙基、2-溴三亞甲基(例如，-CH2 CHBrCH2 -)及諸如此類者。脂族基團之進一步實例包括烯丙基、胺基羰基(即，-CONH2 )、羰基、2,2-二氰基亞異丙基(即，-CH2 C(CN)2 CH2 -)、甲基(即，-CH3 )、亞甲基(即，-CH2 -)、乙基、伸乙基、甲醯基(即，-CHO)、己基、六亞甲基、羥基甲基(即，-CH2 OH)、巰基甲基(即，-CH2 SH)、甲硫基(即，-SCH3 )、甲硫基甲基(即，-CH2 SCH3 )、甲氧基、甲氧羰基(即，CH3 OCO-)、硝基甲基(即，-CH2 NO2 )、硫代羰基、三甲基矽烷基(即，(CH3 )3 Si-)、第三丁基二甲基矽烷基、3-三甲氧基矽烷基丙基(即，(CH3 O)3 SiCH2 CH2 CH2 -)、乙烯基、亞乙烯基及諸如此類者。進一步實例，C1 -C10 脂族基團含有至少一個但不多於10個碳原子。甲基(即，CH3 -)係為C1 脂族基團之實例。癸基(即，CH3 (CH2 )9 -)係為C10 脂族基團之實例。
如本發明所定義，術語“光學透明”，如使用於光學透明基材或光學透明塑料係表示具有小於1之吸光度的基材或塑料。即，在約300奈米及約1500奈米範圍中之至少一波長下，有至少10百分比之入射光穿透該材料。例如，當配置為具有適於全像術資料儲存之厚度的薄膜時，該薄膜在約300奈米及約1500奈米範圍中之至少一波長下展現小於1之吸光度。
本發明所使用之術語“光化學反應性”及“光化學活性”係具有相同意義且係可交換使用之術語。
如本發明所定義，術語“體積元素”係表示整體體積之三維部份。
如本發明所定義，術語“光學可讀取資料”可理解為以在光學透明基材之一或多個體積元素內形成之全像圖形式儲存的資料。
如前文所述，全像術資料儲存係依賴於導入光學透明基材折射率之局部變化，該光學透明基材包含光化學活性染料作為儲存全像圖之媒介。光學透明基材之個別體積元素內的折射率可在整體體積元素皆固定，如體積元素尚未暴露於電磁輻射之情況，或其中整體體積元素之光化學活性染料已反應至相同程度之體積元素情況。相信大部份已於全像術資料寫入過程中暴露於電磁輻射之體積元素會含有複雜之全像術圖型，如此一來，體積元素內之折射率會隨著橫越該體積元素而改變。在體積元素內之折射率隨著橫越該體積元素而改變之情況下，便於將體積元素視為具有“平均折射率”，其可與對應之體積元素在照射前的折射率相比較。因此，於一具體實施態樣中，光學可讀取資料包含至少一個具有異於光學透明基材在照射前之對應體積元素的折射率之體積元素。藉著以階化方式(連續正弦變化)而非不連續步階來局部改變資料儲存媒體之折射率，隨後使用所誘發之改變作為繞射光學元件來達成資料儲存。
本發明之一具體實施態樣中，提供包含光學透明基材之全像術儲存媒體。該光學透明基材可由具有充分光學品質之材料製得，該光學品質諸如低散射性、低雙折射率及可忽略之所欲波長損失，使得可讀取儲存於該全像術儲存媒體中之資料。通常，可使用展現此等性質之塑料作為基材。然而，塑料應可承受所採用之特定加工參數(例如，包含染料、暴露於增敏溶劑及施加任何塗層或後續層，及模製成最終格式)及後續儲存條件。於一具體實施態樣中，該等光學透明塑料可包含有機聚合物，諸如例如，寡聚物、聚合物、樹枝狀聚合物、離子聚合物，共聚物諸如嵌段共聚物、無規共聚物、接枝共聚物、星狀嵌段共聚物及諸如此類者，或包含至少一種前述聚合物的組合。於一具體實施態樣中，該光學透明基材包含聚碳酸酯。
該光化學活性染料係為使該光學透明基材可具有於第一波長“寫入”之全像圖者。此外，該光化學活性染料應使得已於第一波長“寫入”該光學透明基材內之全像圖不會在“讀取”該全像圖時被抹除。期望使用可在約300奈米至約800奈米範圍波長下將全像術干涉圖型“寫入”該光學透明基材內的染料。
於一具體實施態樣中，該光化學活性染料具有光學吸收共振，其特徵為中心波長伴隨最大吸收且譜寬(最大者半峰全寬，FWHM)小於500奈米。一般，該光化學活性染料在暴露於具有吸收範圍內之波長的光下時進行光誘發的化學反應，以形成至少一種光產物。此反應可為光分解反應，諸如氧化、還原或鍵斷裂，以形成較小組份，或分子重排，諸如σ遷移重排，或加成反應，包括周環性環加成。因此一具體實施態樣中，達成全像圖形式之資料儲存，其中於該光學透明基材內將光產物圖型化，以提供至少一種光學可讀取資料。
一具體實施態樣中，該光化學活性染料係為具有結構(I)之包含至少兩個硝酮基的化合物
其中R1 每次出現各獨立地為C1 -C20 脂族基團、C3 -C20 環脂族基團或C2 -C30 芳族基團；R2 每次出現各獨立地為氫、氘、C1 -C20 脂族基團、C3 -C20 環脂族基團或C2 -C30 芳族基團；Q1 係為C1 -C20 脂族基團、C3 -C20 環脂族基團或C2 -C30 芳族基團，或聚合物鏈；且“a”係為2至100之整數。
通式結構(I)所涵蓋之代表性多元硝酮化合物(I)係說明於表I。一般技術者會理解通式結構(I)及表I表值1a至1f之個別結構間的關係。
於一具體實施態樣中，本發明光化學活性染料係為新穎之具有結構(II)之含噻吩多元硝酮
其中R1 每次出現各獨立地為C1 -C20 脂族基團、C3 -C20 環脂族基團或C2 -C30 芳族基團；R2 每次出現各獨立地為氫、氘、C1 -C20 脂族基團、C3 -C20 環脂族基團或C2 -C30 芳族基團；且“a”係為2至4之整數。
通式結構(II)所涵蓋之代表性含噻吩多元硝酮係說明於表II。一般技術者會理解通式結構(II)及表II表值2a至2e之個別結構間的關係。
於一具體實施態樣中，硝酮部份(III)
其中R1 係為C1 -C20 脂族基團、C3 -C20 環脂族基團或C2 -C30 芳族基團；且R2 係為氫、氘、C1 -C20 脂族基團、C3 -C20 環脂族基團或C2 -C30 芳族基團，
係連接至噻吩部份(IV)之位置2及3
另一具體實施態樣中，硝酮部份(III)係連接至噻吩部份(IV)之位置2及4。又另一具體實施態樣中，硝酮部份(III)係連接至噻吩部份(IV)之位置2及5。又另一具體實施態樣中，硝酮部份(III)係連接至噻吩部份(IV)之位置3及4。
本發明另一具體實施態樣中，該光化學活性染料係為新穎之具有結構(V)的含噻吩二硝酮
其中R1 每次出現各獨立地為C1 -C20 脂族基團、C3 -C20 環脂族基團或C2 -C30 芳族基團；R2 每次出現各獨立地為氫、氘、C1 -C20 脂族基團、C3 -C20 環脂族基團或C2 -C30 芳族基團；且R3 及R4 每次出現各獨立地為鹵素、氫、氘、C1 -C20 脂族基團、C3 -C20 環脂族基團或C2 -C30 芳族基團。
於一具體實施態樣中，硝酮部份(III)係連接至噻吩部份(VI)之位置2及3
其中R3 及R4 每次出現各獨立地為鹵素、氫、氘、C1 -C20 脂族基團、C3 -C20 環脂族基團或C2 -C30 芳族基團。於一具體實施態樣中，硝酮部份(III)係連接至噻吩部份(VI)之位置2及4。另一具體實施態樣中，硝酮部份(III)係連接至噻吩部份(VI)之位置2及5。又另一具體實施態樣中，硝酮部份(III)係連接至噻吩部份(VI)之位置3及4。
於一具體實施態樣中，本發明提供具有結構(VII)之含噻吩二硝酮
其中R3 及R4 係獨立地為鹵素、氫、氘、C1 -C20 脂族基團、C3 -C20 環脂族基團或C2 -C30 芳族基團；且R5 每次出現各獨立地為C1 -C20 脂族基團、C3 -C20 環脂族基團或C2 -C30 芳族基團。
另一具體實施態樣中，本發明提供具有結構(VIII)之含噻吩二硝酮
其中R3 及R4 係獨立地為鹵素、氫、氘、C1 -C20 脂族基團、C3 -C20 環脂族基團或C2 -C30 芳族基團；且R5 每次出現各獨立地為C1 -C20 脂族基團、C3 -C20 環脂族基團或C2 -C30 芳族基團。
另一具體實施態樣中，本發明提供具有結構(IX)之含噻吩二硝酮。
本發明所提供之新穎含噻吩多元硝酮及含噻吩二硝酮可藉各種方法製備。於一具體實施態樣中，噻吩多元硝酮係藉由羰基化合物與羥基胺化合物接觸而製備。於一具體實施態樣中，羥基胺係為包含羥基胺基之聚合物。於一具體實施態樣中，羰基化合物與羥基胺化合物間之反應(“接觸”)可於室溫下進行。備擇具體實施態樣中，羰基化合物與羥基胺化合物間之反應可於約0℃/至約50℃範圍內溫度下進行。另一具體實施態樣中，可在溶劑中於超過100℃溫度下移除縮合反應形成之副產物水之下進行反應。另一具體實施態樣中，反應係於有機溶劑中在約120℃至約160℃範圍內溫度下進行。又另一具體實施態樣中，反應係熔融進行。特定情況下，可有利地於觸媒存在下進行反應。適當之溶劑包括oDCB(鄰二氯苯)、甲苯、二甲苯、氯苯、二氯甲烷、苯甲醚、藜蘆醚、烷醇(諸如乙醇及甲醇)、烷酸(諸如乙酸)及其組合。本揭示之實驗部份提供許多用以製備本發明提供之新穎含噻吩多元硝酮的特定方法及條件。
於一具體實施態樣中，本發明所採用之光化學活性染料(有時稱為“染料”)具有狹幅吸收帶，在暴露於特定“寫入”光波長時進行化學改變。光化學活性窄譜帶染料係定義為具有特徵為中心波長伴隨最大吸收且譜寬(最大者半峰全寬，FWHM)小於約500奈米之吸收光譜。由該光化學活性染料與具有“寫入”波長之光的相互作用產生之光產物一般展現完全異於該染料在照射前所展現之吸收光譜。藉由與具有寫入波長之光的相互作用產生之染料中的化學變化使染料之分子結構產生對應之改變，藉以製得“光產物”。此種對染料分子結構之修飾及同時發生之光產物相對於起始染料的吸光性質改變使基材內折射率產生大幅變化，可於“讀取”波長觀察出來。
於一具體實施態樣中，在暴露於具有足以記錄至少一種光學可讀取資料之第一波長及強度的全像術干涉圖型時，分散於光學透明基材中之光化學活性染料的光產物包含氧氮丙啶、氧氮丙啶之重排產物，或其組合。
於一具體實施態樣中，光產物包含具有結構(X)之氧氮丙啶
其中R1 每次出現各獨立地為C1 -C20 脂族基團、C3 -C20 環脂族基團或C2 -C30 芳族基團；且R2 每次出現各獨立地為氫、氘、C1 -C20 脂族基團、C3 -C20 環脂族基團或C2 -C30 芳族基團。
另一具體實施態樣中，光產物包含具有結構(XI)之氧氮丙啶
其中R1 每次出現各獨立地為C1 -C20 脂族基團、C3 -C20 環脂族基團或C2 -C30 芳族基團；R2 每次出現各獨立地為氫、氘、C1 -C20 脂族基團、C3 -C20 環脂族基團或C2 -C30 芳族基團；且R3 及R4 係獨立地為鹵素、氫、氘、C1 -C20 脂族基團、C3 -C20 環脂族基團或C2 -C30 芳族基團。
於一具體實施態樣中，光產物包含單氧氮丙啶化合物。某些具體實施態樣中，光化學活性多元硝酮染料轉化為氧氮丙啶光產物之光環化反應的進行伴隨高量子效率及大幅折射率改變。一般，僅於存在於特定體積元素中之光化學活性多元硝酮染料總量的一部份中誘發光環化，因此於未轉化染料及氧氮丙啶光產物之間提供折射率對比，且提供對應於全像術干涉圖型之光產物濃度變化，而構成該光學可讀取資料。
於一具體實施態樣中，如前文所述，用以儲存全像術資料之方法中的步驟(B)，包含以全像術干涉圖型照射該光學透明基材，其中該圖型具有第一波長及一強度，兩者均足以在基材體積元素內將至少某些光化學活性染料轉化成光產物，並於所照射之體積元素內產生對應於該全像術干涉圖型的光產物濃度變化，藉以產生對應於該體積元素之光學可讀取資料。該光學可讀取資料係儲存於該光學透明基材中，成為在該光學透明基材之至少一個體積元素內之經圖型化全像圖。
熟習此技術者會理解若未採取將未轉化光化學反應性染料安定化之步驟，則未轉化(殘留)光化學反應性染料留滯不去之光敏性呈現會對所儲存之資料的完整性產生負面影響的一般問題。若未轉化光化學反應性染料係為多元硝酮，則在記錄全像術資料後保留之多元硝酮質子化提供一種有效防止多元硝酮在(例如)讀取光束或環境光影響下進一步轉化成光產物的方式。
如前文所述，光化學活性染料係配置於該光學透明基材中。該光化學活性染料係為使該光學透明基材可具有於第一波長“寫入”之全像圖者。此外，該光化學活性染料應使得已於第一波長“寫入”該光學透明基材內之全像圖者不會在“讀取”該全像圖時被抹除。
一具體實施態樣中，以具有用以記錄資料之第一波長的全像術干涉圖型照射該光學透明基材。隨後以具有第二波長之輻射照射該光學透明基材，使寫入之資料安定化，隨後可使用具有第三波長之輻射(例如，“讀取光束”)讀取經安定化之資料，其中每一步驟之輻射各可獨立具有約300奈米至約1,500奈米之波長。一具體實施態樣中，該第一、第二及第三波長可獨立地介於約300奈米及約800奈米之間。於一具體實施態樣中，用以將資料寫入並記錄於全像術資料儲存媒體上之第一波長(或寫入波長)係約375奈米至約450奈米。另一具體實施態樣中，該第一波長可自約450奈米至約550奈米。於一具體實施態樣中，該第一波長係於約375奈米至約450奈米範圍中，且該第二波長係於約450至約1500奈米範圍中。另一具體實施態樣中，該第一波長係於約450奈米至約550奈米範圍中，且該第二波長係於約550至約1500奈米範圍中。又另一具體實施態樣中，寫入波長係自所記錄之資料藉具有第二波長之光的作用加以安定化的波長偏移0奈米至約400奈米。完成寫入及資料安定化之例示波長係約405奈米(寫入)及約532奈米(安定化)。該第一波長有時亦稱為“寫入”波長。
於一具體實施態樣中，該光化學活性染料係配置於基材中，量約0.1重量百分比至約20重量百分比。某些具體實施態樣中，該光化學活性染料於基材中之存在量係約5重量百分比至約10重量百分比。又另一具體實施態樣中，該光化學活性染料存在於基材中，量約15重量百分比至約20重量百分比。本發明所使用之術語染料之“重量百分比”意指包括於基材中之染料重量相對於基材總重(包含染料重量)的比例。例如，配置於基材中10重量百分比之染料係表示10克染料在90克基材中。可控制染料之填充百分比以提供所需之性質。
可有利地採用光學透明塑料製備光學透明基材。用以製造全像術資料儲存媒體(諸如光學透明基材)之光學透明塑料可包含具有充分光學品質(例如，低散射性、低雙折射率及可忽略之所欲波長損失，使得可讀取儲存於該全像術儲存材料中之資料)之任何塑料。可使用有機聚合物，諸如例如，寡聚物、聚合物、樹枝狀聚合物、離子聚合物，共聚物諸如例如嵌段共聚物、無規共聚物、接枝共聚物、星狀嵌段共聚物；及諸如此類者，或包含至少一種前述聚合物的組合。可使用熱塑性聚合物或熱固性聚合物。適當之熱塑性聚合物的實例包括聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚醯胺、聚酯、聚烯烴、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚酯、聚醯胺醯亞胺、聚芳化物、聚芳族碸、聚醚碸、聚苯硫醚、聚碸、聚醯亞胺、聚醚醯亞胺、聚醚酮、聚醚醚酮、聚醚酮酮、聚矽氧烷、聚胺基甲酸乙酯、聚伸芳醚、聚醚、聚醚醯胺、聚醚酯，或諸如此類者，或包含至少一種前述熱塑性聚合物之組合。適當之熱塑性聚合物的某些更可能實例包括但不限於非晶及半結晶熱塑性聚合物及聚合物摻合物，諸如：聚氯乙烯、線性及環狀聚烯烴、氯化聚乙烯、聚丙烯及諸如此類者；氫化聚碸、ABS樹脂、氫化聚苯乙烯、間規及無規聚苯乙烯、聚環己基乙烯、苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-順丁烯二酸酐共聚物及諸如此類者；聚丁二烯、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、甲基丙烯酸甲酯-聚醯亞胺共聚物；聚丙烯腈、聚縮醛、聚伸苯基醚，包括但不限於自2,6-二甲基酚衍生者及與2,3,6-三甲基酚之共聚物，及諸如此類者；乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚乙酸乙烯酯、乙烯-四氟伸乙基共聚物、芳族聚酯、聚氟乙烯、聚亞氟乙烯及聚偏二氯乙烯。於一具體實施態樣中，該光學透明基材包含聚碳酸酯，例如雙酚A聚碳酸酯。
該光學透明基材可具有經調整以符合儲存媒體之特別用途需求的厚度。於一具體實施態樣中，儲存媒體之厚度係大於約100微米。某些具體實施態樣中，厚度可自約100微米變化至約5厘米。例如，使用作為DVD或CD儲存裝置時，一般厚度係約600微米至約1.2毫米。光學透明基材之形狀包括各種形狀，諸如但不限於正方形、矩形、橢圓形或圓形。
該光學透明基材可包含額外組份，諸如熱安定劑；抗氧化劑；光安定劑；塑化劑；抗靜電劑；脫模劑；額外樹脂；黏合劑；發泡劑；及諸如此類者，以及前述添加劑之組合物。
通常，用以形成光學透明基材之光化學活性多元硝酮染料及聚合物，及全像術資料儲存媒體應可承受用以製備全像術資料儲存媒體之加工條件，例如在調配光化學活性多元硝酮及任何可存在之額外添加劑與聚合物粉末且隨之模製成資料儲存碟的步驟。各種具體實施態樣中，本發明所提供之多元硝酮染料展現較可使用於全像術資料儲存應用之已知光化學活性染料本身增進之熱安定性。
於一具體實施態樣中，本發明提供包含光學透明基材之全像術儲存媒體，該基材包含光化學活性多元硝酮染料。一具體實施態樣中，形成光學透明基材之薄膜，其包含光學透明塑料及至少一種光化學活性多元硝酮染料。通常，該薄膜係藉由模製技術使用藉由混合多元硝酮染料與光學透明塑料所得之模製組合物製備。混合可於諸如單或多螺桿擠塑機、Buss捏和機、Henschel、回轉螺旋器、Eirich混合器、Ross混合器、Banbury、捏和機、摻合器及諸如此類之機器、輥磨機、模塑機(諸如注射模塑機、真空成形機、吹塑機)或諸如此類者或包含至少一種前述機器之組合中進行。或者，多元硝酮染料及光學透明塑料可溶於溶液中，且可自該溶液形成光學透明基材薄膜。
某些具體實施態樣中，光化學活性染料係與聚合物主體一起溶於溶劑中，產生溶液。藉由自此溶液旋塗而製得薄膜。其他具體實施態樣中，可藉由刮塗、基材浸漬及噴灑該染料/聚合物溶液而形成薄膜。光化學活性染料之適當聚合基材材料有時稱為“經摻雜聚合物”。該等經摻雜聚合物可藉由各種技術(諸如前述溶劑鑄造技術)製備。於一具體實施態樣中，亦可藉由將光化學活性染料溶於液體單體中，之後於該光化學活性染料存在下熱或光反應性聚合該單體，產生內部均勻分散有該光化學活性染料之光學透明基材材料，來形成經摻雜聚合物。另一具體實施態樣中，該等經摻雜聚合物係藉由聚合物/染料摻合物之模塑或擠塑技術製備。
於一具體實施態樣中，包含光化學活性二硝酮-熱塑性聚合物之資料儲存組合物進行注射模塑，以形成可用以製造全像術資料儲存媒體之物件。注射模塑物件可具有任何幾何形狀。適當之幾何形狀包括圓盤、正方形板、多邊形或諸如此類者。物件厚度可自一具體實施態樣中之至少100微米，變化成另一具體實施態樣中之至少250微米。可使用至少250微米之厚度製造厚度相當於目前之數位儲存碟的全像術資料儲存碟。
所製得之模塑資料儲存媒體可用於製造資料儲存物件，其可用於儲存全像圖形式之資料。於一具體實施態樣中，模塑資料儲存媒體以具有第一波長之全像術干涉圖型照射以記錄至少一種光學可讀取資料並生成至少一種該光化學活性染料之光產物。該光學可讀取資料係以在資料儲存媒體之至少一個體積元素內經圖型化的全像圖形式儲存。所儲存資料之安定化可藉各種方法達成，包括在資料記錄後將UV篩選器施加至模塑資料儲存媒體之表面。一具體實施態樣中，經安定化之全像術資料可使用具有第三波長之輻射讀取。一具體實施態樣中，此“讀取波長”可介於350及1,100奈米之間。
本發明所揭示之方法可用以製造全像術資料儲存媒體，此媒體可於一具體實施態樣中用於逐位元型資料儲存，且另一具體實施態樣中係用於逐頁型資料儲存。又另一具體實施態樣中，該方法可用以將資料儲存於多層之資料儲存媒體中。就多元硝酮於本發明揭示之資料記錄過程中所發生的各種光化學轉變而言，變成可就資料儲存過程前後存在的化學物質實體來辨識全像術資料儲存媒體或包含該資料儲存媒體之全像術資料儲存物件。因此於一具體實施態樣中，本發明提供可用於儲存全像圖形式之資料的全像術資料儲存媒體。該種資料儲存媒體包含(i)至少一種光學透明塑料，及(ii)至少一種光化學活性染料。
另一具體實施態樣中，本發明提供一種資料儲存媒體，其包含(i)至少一種光學透明塑料，及(ii)至少一種具有結構(I)之光化學活性染料。又另一具體實施態樣中，本發明提供其中儲存有至少一種光學可讀取資料之資料儲存媒體，該資料儲存媒體包含(i)至少一種光學透明塑料，(ii)至少一種具有結構(I)之光化學活性染料，及(iii)至少一種自該至少一種光化學活性染料或其組合衍生之光安定性產物；其中該至少一種光學可讀取資料係以全像圖形式儲存於資料儲存媒體中。
另一具體實施態樣中，本發明提供一種資料儲存媒體，其包含(i)至少一種光學透明塑料，及(ii)至少一種具有結構(II)之光化學活性染料。另一具體實施態樣中，本發明提供其中儲存有至少一種光學可讀取資料之資料儲存媒體，該資料儲存媒體包含(i)至少一種光學透明塑料，(ii)至少一種具有結構(II)之光化學活性染料，及(iii)至少一種自該至少一種光化學活性染料、該至少一種光產物或其組合所衍生之光安定性產物；其中該至少一種光學可讀取資料係以全像圖形式儲存於資料儲存媒體。
各種具體實施態樣中，讀取波長係異於寫入波長，使得在選擇用以讀取全像術儲存媒體所含資訊的波長下，極少或不吸收讀取光。於一具體實施態樣中，選擇用以讀取之光波長，使得讀取波長及寫入時之吸收帶之間的差值達到最大。於一具體實施態樣中，讀取光束具有自寫入光束波長偏移約50奈米至約400奈米之波長。某些具體實施態樣中，適當之讀取光束具有約400奈米至約800奈米之波長。然而，距離吸收帶愈遠，折射率改變愈小，對於儲存過程之效率有負面影響。此外，寫入及讀取波長間之分隔愈大，重建資料愈困難。因此，某些具體實施態樣中，讀取波長通常是選擇透光度大於95%之最近波長。
某些具體實施態樣中，可使用在約375奈米至約425奈米範圍波長之藍光進行寫入，可使用在約500奈米至約800奈米範圍波長的綠/紅光進行讀取。其他具體實施態樣中，用於寫入之光的波長可為約425奈米至約550奈米範圍，且讀取波長可為約600奈米至約700奈米範圍。於一具體實施態樣中，可使用532奈米波長之光進行寫入且可使用633奈米或650奈米波長之光進行讀取。
有助於一般技術者更充分理解本發明發展中所採用之方法的額外物理/光學概念係包括於本發明中。因此，吸收截面係為原子或分子吸收特定波長之光的能力之量測，以平方厘米/分子測量。通常表示為σ(λ)且由Beer-Lambert法則針對光學薄試樣決定，表示成式(1)，
其中N0 係為每立方厘米之分子濃度，且L係為以厘米表示之試樣厚度。
量子效率(QE)係為每一個具有已知波長之被吸收光子的光化學轉變機率之量度。因此，產生入射光用以達成已知光化學轉化(亦稱為消感應吸收過程)之效率的量度。QE係表示為式(2)，
其中“h”係為浦朗克常數(Planck's constant)，“c”係為光速，σ(λ)為波長λ下之吸收截面，且F0 係為消感應吸收通量。參數F0 係表示為光強度(I)及時間常數(τ)之乘積，其描述消感應吸收過程之特徵。
如前文所述，全像術資料儲存係依賴於導入光學透明基材折射率之局部變化，該光學透明基材包含光化學活性染料作為儲存全像圖之媒介。光學透明基材之個別體積元素內的折射率可在整體體積元素皆固定，如體積元素尚未暴露於電磁輻射之情況，或其中整體體積元素之光化學活性染料已反應至相同程度之體積元素情況。相信大部份已於全像術資料寫入過程中暴露於電磁輻射之體積元素會含有複雜之全像術圖型，如此一來，體積元素內之折射率會隨著橫越該體積元素而改變。在體積元素內之折射率隨著橫越該體積元素而改變之情況下，便於將體積元素視為具有“平均折射率”，其可與對應之體積元素在照射前的折射率相比較。因此，於一具體實施態樣中，光學可讀取資料包含至少一個具有異於光學透明基材在照射前之對應體積元素的折射率之體積元素。藉著以階化方式(連續正弦變化)而非不連續步階來局部改變資料儲存媒體之折射率，隨後使用所誘發之改變作為繞射光學元件來達成資料儲存。
如本發明所定義，術語M/#係表示資料儲存媒體之容量，且可在已知繞射效率下記錄於資料儲存媒體之體積元素上的多工全像圖總數之函數形式測量。M/#取決於各種參數，諸如折射率變化(Δn)、媒體厚度，及染料濃度。此等術語係進一步描述於本揭示中。M/#係定義為式(3)所示：
其中ηi 係為第i個全像圖之繞射效率，且N係為所記錄之全像圖數目。試樣於選定波長(例如532奈米或405奈米)進行M/#測量之實驗配置包括將試樣放置於藉電腦控制之旋轉台上。旋轉台具有高度之角分解度，例如，約0.0001度。M/#測量包括兩步驟：記錄及數值輸出。記錄時，在相同試樣之同一位置記錄多個平面波全像圖。平面波全像圖係為藉信號光束及參考光束產生之記錄干涉圖型。信號及參考光束係彼此同調(coherent)。兩者皆為具有相同功率及光束尺寸的平面波，入射於試樣上同一位置，於相同方向偏振。藉由旋轉試樣記錄多個平面波全像圖。兩相鄰全像圖間之角間隔係約0.2度。此間隔係經選擇，使得在多工處理附加之全像圖時對先前記錄之全像圖的影響減至最小，且同時，媒體總容量達到有效之利用。每一全像圖之記錄時間通常在M/#測量中各相同。數值輸出時，阻斷信號光束。使用參考光束及放大光測儀測量繞射信號。藉由於約0.004度步進大小下於整個記錄角範圍旋轉試樣來測量繞射功率。用於數值輸出之參考光束的功率一般較記錄時所使用者小2至3個數量級。此使數值輸出期間之全像圖抹除減至最少，同時保持可測量之繞射信號。自繞射信號，可自位於全像圖記錄角之繞射峰辨識多工全像圖。隨後使用式(4)計算第i個全像圖之繞射效率ηi ：
其中Pi,繞射 係為第i個全像圖之繞射功率。M/#隨後使用全像圖之繞射效率及式(3)計算。因此，可使用全像術平面波特徵描述系統測試資料儲存材料(尤其是)多工全像圖之特徵。此外，資料儲存材料之特徵亦可藉由測量繞射效率來決定。
以全像圖形式儲存資料的容量(M/#)亦直接與在用以讀取資料之波長下每單位染料密度之折射率變化(Δn/N0)與在用於以全像圖形式寫入資料之已知波長下的吸收截面(σ)之比例成比例。每單位染料密度之折射率變化係表示為照射前體積元素之折射率減同一體積元素在照射後之折射率的差相對於染料分子密度之比例。每單位染料密度之折射率變化具有單位(厘米)3 。因此於一具體實施態樣中，該光學可讀取資料包含至少一個體積元素，其中該至少一個體積元素之每單位染料密度的折射率變化相對於該至少一種光化學活性染料之吸收截面的比例係至少約10至5(以厘米為單位表示)。
靈敏度(S)係為使用特定量之光通量(F)記錄之全像圖的繞射效率之量度。光通量(F)係表示為光強度(I)及記錄時間(t)之乘積。數學上，靈敏度係表示為式(5)，
其中I係為記錄光束之強度，“t”係為記錄時間，L係為記錄(或資料儲存)媒體(實施例，記錄碟)之厚度，且η係為繞射效率。繞射效率係表示為式(6)，
其中λ係為記錄媒體中之光波長，θ係為媒體中之記錄角，且Δn係為光柵之折射率對比，其係由其中染料分子進行光化學轉化之記錄過程產生。
相信一般技術者可使用本文描述在不需進一步費心下最充份地利用本發明。以下實施例係用以提供熟習此技術者在實現所主張之發明時的額外引導。所提供之實施例僅為用以教示本案的代表操作。以下實施例僅供說明本發明之方法及具體實施態樣，本身不應造成申請專利範圍之限制。
實施例
質子NMR光譜係使用300百萬赫茲Bruker NMR光譜儀及作為溶劑之d6 -二甲基亞碸或CDCl3 測量。化合物進一步藉由液體層析一質譜(LC-MS)系統(包含液體層析及Quattro Ultima Pt質譜儀)測定特徵。使用Xterra C18(50mm×4.6mm；5微米)管柱藉液體層析分離組份。所分離之組份隨後藉質譜分析。紫外線-可見光(UV-VIS)光譜係使用雙光束Perkin-Elmer Lambda 900 UV-VIS-NIR光譜儀記錄。進行差示掃描熱量法(DSC)實驗以研究硝酮之熱性質，尤其是針對熔融或分解溫度。熔融或分解溫度係於氮存在下於10℃/分鐘加熱速率使用DSCQ10(TA)儀器測量。
製備4-乙酯基苯基羥基胺1
對-硝基苯甲酸乙酯(14.6gm,75mmol)於95%乙醇(75ml)中之溶液與在250ml 3-頸燒瓶中於水(70ml)中之氯化銨(4.6gm,86mmol)混合。形成之乳狀懸浮液於冰浴上冷卻，於攪拌下分批以鋅粉(10.9gm,167mmol)處理，使反應混合物保持低於35℃。約兩個半小時之後，濾除氧化鋅，以熱水且接著以二氯甲烷潤洗。水性濾液再以二氯甲烷萃取一次，結合之二氯甲烷萃取液隨之以鹽水洗滌，以無水硫酸乾燥，並於減壓下蒸發。因而得到橙色油(11.6gm,64mmol,85%)。油狀產物結晶產生5.6gm(~42%產率)經純化之4-乙酯基苯基羥基胺(HPLC純度為95.9%且熔點為72.5℃)。
實施例1：製備2,5-雙(N-(4-乙氧羰基苯基)亞胺-N-氧化物)噻吩Ex.1
乙酯基苯基羥基胺1(3.36gm,18.5mmol)與在冰乙酸(70ml)中之2,5噻吩二甲醛(0.65gm,4.64mmol)混合且於室溫攪拌20小時。反應混合物倒入水(200ml)中且濾出產物。所濾出之產物以水洗滌，於60℃乾燥產生2.0gm橙色粗產物。藉由於乙腈中沸煮粗產物，接著過濾而純化，產生1.0gm(~46.0%產率)2,5-雙(N-(4-乙氧羰基苯基)亞胺-N-氧化物)噻吩(HPLC純度：94.3%；DSC：247℃)。
製備4-硝基-苯甲酸2-乙基-己基酯2
於250ml 3-頸燒瓶中添加10.0gm 2-乙基1-己醇、100ml二氯甲烷及6.0gm吡啶，內容物攪拌10分鐘。於此混合物中緩緩添加14.2gm 4-硝基苯甲醯氯，且於回流條件下攪拌2小時。隨後將反應混合物冷卻，以20%氫氧化銨水溶液洗滌。有機層以1N鹽酸及鹽水洗滌，以無水硫酸鈉乾燥，產生粗產物(~65%產率)。
製備4-羥基胺基-苯甲酸2-乙基-己基酯3
於500ml 3-頸燒瓶添加14gm對-硝基苯基2-乙基己基酯、50ml乙醇、3.1gm氯化銨及50ml水。於此混合物中緩緩添加7.3gm鋅，且於室溫攪拌5小時。混合物以二氯甲烷(MDC)洗滌，分離有機層。蒸餾MDC後，得到產量為5.6gm(42%)之固體。
實施例2：製備2,5-噻吩雙-2-乙基己基酯苯基二硝酮(Ex.2)
於250ml 3-頸燒瓶添加0.5gm 2,5-噻吩二甲醛、30ml乙酸、5.6gm 2-乙基己基酯苯基羥基胺3且於室溫攪拌20小時。於反應混合物中添加100ml水且過濾混合物。過濾產物以水洗滌並乾燥。得到產量為約1.6gm之Ex.2的2,5-噻吩雙-2-乙基己基酯苯基二硝酮，HPLC純度為98%(DSC：205℃)。
所研究之各種硝酮及二硝酮染料的結構連同針對含有該染料之模塑碟片測量之繞射效率及量子效率的資料一起列於表1中。亦呈現硝酮安定性之資料。
如下製備含有硝酮或二硝酮染料之模塑碟片。使用聚苯乙烯(PS1301)片粒摻合物製備用以測試之模塑碟片，該片粒於Retsch磨機中研磨成粗粉，且於循環空氣爐中在80℃乾燥至少4小時。於Henschel混合器中摻合150g乾燥聚苯乙烯及0.9g染料(如表1所示)，以形成均勻粉末。於小型注射模塑機(Mini-jector)--10噸直立注射機--中模塑，該模塑機具有拋光模具表面及經鏡面處理之壓模，機筒溫度約200至210℃，產生厚度1.2mm且直徑5.8cm之碟片。
如下測量對照例2及實施例3之碟片的繞射效率。使用標準實驗配置於532奈米波長下測量透射幾何形狀中之繞射效率。亦於405奈米進行類似特徵測定。測量靈敏度時，參考光束及信號光束兩者皆於45°傾斜角下入射於試樣上，以進行全像圖記錄。將試樣置於藉電腦控制之旋轉台上。參考及信號兩光束皆具有相同光學功率，且於相同方向偏振(平行於試樣表面)。光束直徑(1/e2 )為4mm。於偵測器前放置彩色濾光片及小型針孔，以降低來自背景光之光學雜訊。位於雷射前之機械式快門控制全像圖記錄時間。在532奈米配置中，使用紅色632奈米光束偵測在全像圖記錄期間的動態。每一光束之記錄功率各為1mW至100mW，且記錄時間可為10ms至數秒。來自記錄全像圖之繞射功率係藉將試樣碟片旋轉0.2至0.4度而自Bragg去諧曲線決定。用於全像圖之數值輸出的功率較記錄功率小二至三個數量級，以使全像圖於數值輸出期間之抹除減最少。
如下測量實施例3及對照例1及2之量子效率。製備具有已知厚度及在測量波長之吸收約0.2之濃度的試樣。自200至900奈米下測量試樣之吸收光譜。測量試樣厚度、雷射功率及試樣表面上之雷射光點尺寸。隨後於試樣上進行消感應吸收實驗，得到在所欲波長的即時消感應吸收通量F0 ，同時測量於短時間間隔(0.1s至1s)下自200至900奈米之UVvis光譜。消感應吸收過程之後偵測在異於暴露波長的適當波長下之吸收。採用測量量子效率之標準實驗配置。試樣暴露於相同光點，其中使用具有已知強度I及光點尺寸之均勻光束測量UVvis。一般，試樣係照光直至完成消感應吸收過程，如穩定狀態所示。當試樣之吸收相對低時，暴露期間之透射功率P(t)係遵循指數衰變曲線。
吸收截面係依式1計算，量子效率係依式2。
全像術資料儲存媒體之熱安定性有時可能為長期可信度之決定性特徵。當經由模塑方法製造時，染料之熱安定性的重要性更高，因為模塑溫度可能超過200℃。為了使染料在媒體製造之所有加工步驟中保持不變，其分解溫度需高於加工溫度。染料之熱安定性一般係於DSC實驗中評估。
染料之光重排的量子效率(QE)與其靈敏度直接相關。QE愈高，靈敏度可愈高。資料儲存媒體之靈敏度較高，則寫入時間愈快。此外，若染料之光重排具有低QE，則配置於材料中之能量有許多轉換成熱，會對光柵寫入過程造成損害。全像術資料儲存媒體中可得之繞射效率係為其資料儲存能力之量度。相同應用需高的DE以發揮功能。然而，在所有情況下，高DE皆較佳。
前述實施例僅供說明，僅說明本發明之某些特色。所附申請專利範圍欲主張如同本發明所設想之範圍，此處呈現之實施例係說明自各種所有可能具體實施態樣選擇之具體實施態樣。是故，申請案之意原是所附申請專利範圍不受限於用以說明本發明特性之實施例的選擇。申請專利範圍所使用之詞語“包含”及其文法變化型式邏輯上亦含且包括具有變化且不同程度之短語，諸如例如但不限於“基本上由…組成”及“由…組成”。當需要時，提供範圍，該範圍包括其間之所有子範圍。當然一般技術者會自然聯想到此等範圍中之變化且尚未公開，故該等變化應可解釋為涵蓋於所附申請專利範圍。亦預期科學及技術之進步會使得目前因為語言之不精確而無法預期之等效物及取代物成為可能，而此等變化亦應可涵蓋於所附申請專利範圍。

Claims (6)

  1. 一種用以儲存全像術資料之方法，其包含：(A)提供包含光學透明基材之全像術儲存媒體，該光學透明基材包含光化學活性染料，其中該光化學活性染料為具有結構(V)之含噻吩的二硝酮 其中R1 每次出現各獨立地為C1 -C20 脂族基團、C3 -C20 環脂族基團或C2 -C30 芳族基團；R2 每次出現各獨立地為氫、氘、C1 -C20 脂族基團、C3 -C20 環脂族基團或C2 -C30 芳族基團；且R3 及R4 每次出現各獨立地為鹵素、氫、氘、C1 -C20 脂族基團、C3 -C20 環脂族基團或C2 -C30 芳族基團；及(B)以全像術干涉圖型照射該光學透明基材，其中該圖型具有第一波長及一強度，兩者均足以在該基材之體積元素內將至少某些光化學活性染料轉化成光產物，並於所照射之體積元素內產生對應於該全像術干涉圖型的光產物濃度變化，藉以產生對應於該體積元素之光學可讀取資料。
  2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該光學透明基材包含熱塑性聚合物、熱固性聚合物或包含至少一種前述聚合物的組合。
  3. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該光化學活性染料具有結構(II) 其中R1 每次出現各獨立地為C1 -C20 脂族基團、C3 -C20 環脂族基團或C2 -C30 芳族基團；R2 每次出現各獨立地為氫、氘、C1 -C20 脂族基團、C3 -C20 環脂族基團或C2 -C30 芳族基團；且“a”係為2。
  4. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該第一波長係於約360奈米至約1500奈米範圍內。
  5. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該光產物包含氧氮丙啶、氧氮丙啶之重排產物或其組合。
  6. 如申請專利範圍第1項之方法，其進一步包含使該全像術干涉圖型安定化。
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