光聚合物组合物的制作方法

[0001]
相关申请的交叉引用
[0002]
本申请要求于2019年1月25日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2019-0009986号的优先权和权益，其公开内容通过引用整体并入本文。
[0003]
本公开涉及光聚合物组合物、全息图记录介质、光学元件和全息记录方法。


背景技术：

[0004]
全息图记录介质通过经由曝光过程改变介质中的全息记录层的折射率来记录信息，读取由此记录的介质中的折射率的变化，并使信息再现。
[0005]
当使用光聚合物(光敏树脂)时，通过低分子量单体的光聚合可以容易地将光干涉图案存储为全息图。因此，光聚合物可以用于各种领域，例如光学透镜；镜子；偏转镜；滤光器；漫射屏；衍射元件；光导；波导；具有投影屏和/或掩模功能的全息光学元件；光学存储系统和光漫射板的介质；光学波长多路复用器；反射型、透射型滤色器；等等。
[0006]
通常，用于全息图制造的光聚合物组合物包含聚合物粘合剂、单体和光引发剂，并且用激光干涉光照射由这样的组合物制造的光敏膜以诱导局部单体的光聚合。
[0007]
在这样的光聚合过程中存在相对大量的单体的部分中，折射率变高。而在存在相对大量的聚合物粘合剂的部分中，折射率相对降低，因此出现折射率调制，并且由这样的折射率调制而产生衍射光栅。折射率调制值n受光聚合物层的厚度和衍射效率(diffraction efficiency，de)影响，并且角度选择性随着厚度减小而提高。
[0008]
近来，需要开发具有高衍射效率的能够保持稳定的全息图的材料，并且还做出了各种尝试以制造即使在具有薄的厚度的同时也具有大的折射率调制值的光聚合物层。


技术实现要素：

[0009]
技术问题
[0010]
本公开的一个目的是提供用于形成全息图的光聚合物组合物，所述光聚合物组合物即使在具有薄的厚度的同时也可以实现较高的折射率调制值和衍射效率，具有相对快的反应速率并因此可以缩短记录时间，并且可以实现对记录光的高灵敏度以及提高记录效率。
[0011]
本公开的另一个目的是提供全息图记录介质，所述全息图记录介质即使在具有薄的厚度的同时也可以实现较高的折射率调制值和衍射效率，具有相对快的反应速率并因此可以缩短记录时间，并且可以实现对记录光的高灵敏度以及提高记录效率。
[0012]
本公开的又一个目的是提供包括上述全息图记录介质的光学元件。
[0013]
本公开的再一个目的是提供全息记录方法，所述全息记录方法包括通过相干激光使全息图记录介质中包含的光反应性单体选择性聚合。
[0014]
技术方案
[0015]
本文提供了用于形成全息图的光聚合物组合物，其包含：玻璃化转变温度为80℃
或更低的聚合物基体或其前体；光反应性单体；低折射率基于氟的化合物；和光引发剂。
[0016]
本文还提供了由上述光聚合物组合物制造的全息图记录介质。
[0017]
本文又提供了包括上述全息图记录介质的光学元件。
[0018]
本文又提供了全息记录方法，其包括通过相干光源使上述全息图记录介质中包含的光反应性单体选择性聚合。
[0019]
在下文中，将更详细地描述根据本公开的具体实施方案的光聚合物组合物、全息图记录介质、光学元件和全息记录方法。
[0020]
如本文所使用的，术语“(甲基)丙烯酸酯”是指甲基丙烯酸酯或丙烯酸酯。
[0021]
如本文所使用的，术语“(共聚)聚合物”是指均聚物或共聚物(包括无规共聚物、嵌段共聚物和接枝共聚物)。
[0022]
如本文所使用的，术语“全息图”是指通过曝光过程在整个可见光范围和近紫外范围(300nm至800nm)中记录光学信息的记录介质，并且其实例包括所有视觉全息图，例如同轴(gabor)全息图、离轴全息图、全孔径转移全息图、白光透射全息图(“彩虹全息图”)、denisyuk全息图、离轴反射全息图、边缘照明全息图或全息立体图。
[0023]
在本说明书中，烷基可以为直链或支链，并且其碳原子数没有特别限制，但优选为1至40。根据一个实施方案，烷基具有1至20个碳原子。根据另一个实施方案，烷基具有1至10个碳原子。根据又一个实施方案，烷基具有1至6个碳原子。烷基的具体实例包括：甲基、乙基、丙基、正丙基、异丙基、丁基、正丁基、异丁基、叔丁基、仲丁基、1-甲基-丁基、1-乙基-丁基、戊基、正戊基、异戊基、新戊基、叔戊基、己基、正己基、1-甲基戊基、2-甲基戊基、4-甲基-2-戊基、3,3-二甲基丁基、2-乙基丁基、庚基、正庚基、1-甲基己基、环戊基甲基、环己基甲基、辛基、正辛基、叔辛基、1-甲基庚基、2-乙基己基、2-丙基戊基、正壬基、2,2-二甲基庚基、1-乙基-丙基、1,1-二甲基-丙基、异己基、2-甲基戊基、4-甲基己基、5-甲基己基等，但不限于此。
[0024]
在本说明书中，亚烷基为衍生自烷烃的二价官能团，并且可以为例如线性、支化或环状的亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚异丁基、亚仲丁基、亚叔丁基、亚戊基、亚己基等。
[0025]
根据本公开的一个实施方案，可以提供用于形成全息图的光聚合物组合物，其包含：玻璃化转变温度为80℃或更低的聚合物基体或其前体；光反应性单体；低折射率基于氟的化合物；和光引发剂。
[0026]
本发明人通过实验发现，当使用包含上述组分的用于形成全息图的光聚合物组合物时，可以形成这样的全息图：其即使在具有薄的厚度的同时也可以实现较高的折射率调制值和衍射效率，具有相对快的反应速率并因此可以缩短记录时间，并且可以实现对记录光的高灵敏度以及提高记录效率，从而完成本公开。
[0027]
当用于形成全息图的光聚合物组合物同时使用玻璃化转变温度为80℃或更低的聚合物基体或其前体与光反应性单体时，可以更容易地提高折射率调制值和衍射效率，并且当应用全息介质时具有相对快的反应速率，并因此可以缩短记录时间。
[0028]
聚合物基体或其前体可以充当用于全息记录介质和由其制造的最终产品的载体，以及光反应性单体可以充当记录单体。根据其用途，可以在全息记录期间使光反应性单体在聚合物基体上选择性聚合，因此由于具有不同折射率的部分而表现出折射率调制。
[0029]
聚合物基体或其前体的玻璃化转变温度可以为80℃或更低、60℃或更低、或者10
℃至80℃、或者20℃至60℃、或者25℃至45℃。由于聚合物基体或其前体具有上述玻璃化转变温度，因此可以在室温下具有热稳定性的同时在记录期间确保组分在光聚合物组合物中的足够流动性。
[0030]
聚合物基体或其前体可以没有特别限制地使用，只要其是通常可以在提供全息记录介质的光聚合物组合物中使用的化合物即可。
[0031]
例如，玻璃化转变温度为80℃或更低的聚合物基体或其前体可以包括选自以下的至少一种聚合物：聚乙酸乙烯酯、聚丁酸乙烯酯、聚乙烯醇缩甲醛、聚乙烯咔唑、聚丙烯酸、聚甲基丙烯腈、聚丙烯腈、聚-1,2-二氯乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、间规聚甲基丙烯酸甲酯、聚-α-乙烯萘二甲酸酯、聚碳酸酯、乙酸纤维素、三乙酸纤维素、乙酸丁酸纤维素、聚苯乙烯、聚-α-甲基苯乙烯、聚邻甲基苯乙烯、聚对甲基苯乙烯、聚对苯基苯乙烯、聚对氯苯乙烯、聚-2,5-二氯苯乙烯、聚芳酯、聚砜、聚醚砜、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、(甲基)丙烯酸环状脂族酯和(甲基)丙烯酸甲酯的共聚物、聚氨酯、聚四氟乙烯和聚偏二氟乙烯。
[0032]
更具体地，玻璃化转变温度为80℃或更低的聚合物基体或其前体可以包括玻璃化转变温度为20℃至60℃、或25℃至45℃且重均分子量为50000至600000的聚乙酸乙烯酯。
[0033]
重均分子量意指通过gpc法测量的根据聚苯乙烯转换的重均分子量(单位：g/mol)。在确定通过gpc法测量的根据聚苯乙烯转换的重均分子量的过程中，可以使用通常已知的分析装置，检测器(例如折射率检测器)和分析柱。可以使用通常应用的用于温度、溶剂和流量的条件。测量条件的具体实例可以包括30℃的温度、氯仿溶剂和1ml/分钟的流量。
[0034]
玻璃化转变温度可以使用动态机械分析仪(dma)、差示扫描量热法(dsc)等来测量。作为测量玻璃化转变温度的方法的具体实例，可以提及使用dsc(差示扫描量热法)测量设备在10℃/分钟的升温速率的设置条件下测量在-50℃至100℃的范围内由于聚合物基体或前体的温度引起的热量变化的方法。
[0035]
由于低折射率基于氟的化合物具有反应性低的稳定性并且具有低折射特性，因此当添加至光聚合物组合物时，可以使聚合物基体的折射率降低，因此，可以使利用单体的折射率调制最大化并且还可以提高最终制造的全息图记录介质的衍射效率。
[0036]
低折射率基于氟的化合物的折射率可以小于1.45、或者为1.3或更大且小于1.45。低折射率基于氟的化合物可以通过比光反应性单体更低的折射率进一步降低聚合物基体的折射率，从而使利用单体的折射率调制最大化。
[0037]
低折射率基于氟的化合物的实例可以包括包含选自醚基、酯基和酰胺基中的至少一个官能团、以及两个或更多个二氟亚甲基的低折射率基于氟的化合物。
[0038]
低折射率基于氟的化合物的折射率小于1.45，并且可以为包含选自醚基、酯基和酰胺基中的至少一个官能团、以及两个或更多个二氟亚甲基的化合物。
[0039]
具体地，低折射率基于氟的化合物可以具有其中包含醚基的官能团键合至中心官能团的两个末端的结构，所述中心官能团在两个二氟亚甲基之间包含直接键或醚键。
[0040]
低折射率基于氟的化合物的具体实例可以包括由以下化学式1表示的化合物，其中包含醚基的官能团键合至中心官能团的两个末端，所述中心官能团在两个二氟亚甲基之间包含醚键或直接键。
[0041]
[化学式1]
[0042][0043]
在化学式1中，r
11
和r
12
各自独立地为二氟亚甲基，r
13
和r
16
各自独立地为亚甲基，r
14
和r
15
各自独立地为二氟亚甲基，r
17
和r
18
各自独立地为聚环氧烷基，以及m为1或更大、或者1至10、或者1至3的整数。
[0044]
优选地，在化学式1中，r
11
和r
12
各自独立地为二氟亚甲基，r
13
和r
16
各自独立地为亚甲基，r
14
和r
15
各自独立地为二氟亚甲基，r
17
和r
18
各自独立地为2-甲氧基乙氧基甲氧基，以及m为2的整数。
[0045]
具体地，基于100重量份的光反应性单体，低折射率基于氟的化合物的含量可以为10重量份至250重量份、20重量份至150重量份、或40重量份至100重量份。
[0046]
当低折射率基于氟的化合物相对于光反应性单体的含量太小时，由于低折射率组分的不足，在记录之后的折射率调制值可能降低。当低折射率基于氟的化合物相对于光反应性单体的含量太大时，由于与其他组分的相容性问题，可能出现雾度，或者可能出现一部分基于氟的化合物被洗脱在涂层的表面上的问题。
[0047]
低折射率基于氟的化合物的重均分子量(通过gpc测量)可以为300或更大、或者300至1000。测量重均分子量的具体方法如上所述。
[0048]
同时，光反应性单体可以包括多官能(甲基)丙烯酸酯单体或单官能(甲基)丙烯酸酯单体。
[0049]
如上所述，在其中单体在光聚合物组合物的光聚合过程中聚合并且存在相对大量的聚合物的部分中，折射率变高。在其中存在相对大量的聚合物粘合剂的部分中，折射率变得相对低，出现折射率调制，并且由于这样的折射率调制产生衍射光栅。
[0050]
具体地，光反应性单体的一个实例可以包括基于(甲基)丙烯酸酯的α,β-不饱和羧酸衍生物，例如(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯腈、(甲基)丙烯酸等；或者包含乙烯基或硫醇基的化合物。
[0051]
光反应性单体的一个实例可以包括折射率为1.5或更大、1.53或更大、或者1.5至1.7的多官能(甲基)丙烯酸酯单体。折射率为1.5或更大、或者1.53或更大、或者1.5至1.7的多官能(甲基)丙烯酸酯单体可以包含卤素原子(溴、碘等)、硫(s)、磷(p)或芳族环。
[0052]
折射率为1.5或更大的多官能(甲基)丙烯酸酯单体的更具体实例包括双酚a改性的二丙烯酸酯型、芴丙烯酸酯型(hr6022等-miwon specialty chemical)、双酚芴环氧丙烯酸酯型(hr6100、hr6060、hr6042等-miwon)、卤代环氧丙烯酸酯系列(hr1139、hr3362等-miwon)。
[0053]
光反应性单体的另一个实例可以包括单官能(甲基)丙烯酸酯单体。单官能(甲基)丙烯酸酯单体可以在分子中包含醚键和芴官能团。这样的单官能(甲基)丙烯酸酯单体的具体实例包括(甲基)丙烯酸苯氧基苄酯、邻苯基苯酚环氧乙烷(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸2-(苯硫基)乙酯、(甲基)丙烯酸联苯基甲酯等。
[0054]
同时，光反应性单体的重均分子量可以为50g/mol至1000g/mol、或200g/mol至
600g/mol。重均分子量是指通过gpc法测量的根据聚苯乙烯转换的重均分子量。
[0055]
同时，实施方案的全息图记录介质可以包含光引发剂。光引发剂是通过光或光化辐射而活化的化合物并且引发包含光反应性官能团的化合物(例如光反应性单体)的聚合。
[0056]
作为光引发剂，可以没有特别限制地使用通常已知的光引发剂，但其具体实例包括光自由基聚合引发剂、光阳离子聚合引发剂或光阴离子聚合引发剂。
[0057]
光自由基聚合引发剂的具体实例包括咪唑衍生物、双咪唑衍生物、n-芳基甘氨酸衍生物、有机叠氮化合物、二茂钛、铝酸盐配合物、有机过氧化物、n-烷氧基吡啶盐、噻吨酮衍生物、胺衍生物等。更具体地，光自由基聚合引发剂的实例包括1,3-二(叔丁基二氧羰基)二苯甲酮、3,3’,4,4
”-
四(叔丁基二氧羰基)二苯甲酮、3-苯基-5-异唑酮、2-巯基苯并咪唑、双(2,4,5-三苯基)咪唑、2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙烷-1-酮(产品名称：irgacure 651/制造商：basf)、1-羟基-环己基-苯基-酮(产品名称：irgacure 184/制造商：basf)、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)-丁酮-1(产品名称：irgacure 369/制造商：basf)、和双(η5-2,4-环戊二烯-1-基)-双(2,6-二氟-3-(1h-吡咯-1-基)-苯基)钛(产品名称：irgacure 784/制造商：basf)、ebecry p-115(制造商：sk entis)等。
[0058]
光阳离子聚合引发剂可以包括重氮盐、盐或碘盐，并且其实例包括磺酸酯、亚氨基磺酸盐/酯、二烷基-4-羟基盐、芳基磺酸对硝基苄酯、硅烷醇-铝配合物、(η6-苯)(η5-环戊二烯基)铁(ii)等。此外，可以提及苯偶姻甲苯磺酸盐/酯、2,5-二硝基苄基甲苯磺酸盐/酯、n-甲苯磺酰基邻苯二甲酸酰亚胺等。光阳离子聚合引发剂的更具体实例包括市售产品，例如cyracure uvi-6970、cyracure uvi-6974和cyracure uvi-6990(制造商：美国的dow chemical co.)；irgacure 264和irgacure 250(制造商：basf)；或cit-1682(制造商：nippon soda)。
[0059]
光阴离子聚合引发剂可以为硼酸盐，例如，丁酰氯丁基三苯基硼酸盐等。光阴离子聚合引发剂的更具体实例包括市售产品例如borate v(制造商：spectra group)。
[0060]
此外，实施方案的光聚合物组合物可以包含单分子(i型)引发剂或双分子(ii型)引发剂。用于自由基光聚合的(i型)体系可以包括例如与叔胺组合的芳族酮化合物，例如二苯甲酮、烷基二苯甲酮、4,4
’-
双(二甲基氨基)二苯甲酮(米歇勒酮(michler’s ketone))、蒽酮和卤代二苯甲酮、或这些类型的混合物。双分子(ii型)引发剂可以包括苯偶姻及其衍生物、苄基缩酮、酰基氧化膦(例如，2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、双酰基氧化膦)、苯基乙醛酰基酯、樟脑醌、α-氨基烷基苯基酮、α，α-二烷氧基苯乙酮、1-[4-(苯硫基)苯基]辛烷-1,2-二酮2-(o-苯甲酰基肟)、α-羟基烷基苯基酮等。
[0061]
实施方案的光聚合物组合物可以包含1重量％至80重量％的聚合物基体或其前体；1重量％至80重量％的光反应性单体；0.0001重量％至10重量％的低折射率基于氟的化合物；和0.1重量％至20重量％的光引发剂。当光聚合物组合物还包含如下文所述的有机溶剂时，上述组分的含量基于上述组分的总和(除有机溶剂之外的组分的总和)。
[0062]
光聚合物组合物还可以包含基于磷酸酯的化合物。
[0063]
基于磷酸酯的化合物用作增塑剂以降低聚合物基体的玻璃化转变温度并提高光反应性单体和低折射组分的流动性，并且可以有助于改善光聚合物组合物的可成形性。
[0064]
基于磷酸酯的化合物的具体实例包括磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、磷酸甲苯二苯
酯、磷酸辛基二苯酯、磷酸二苯基联苯酯、磷酸三辛酯、磷酸三丁酯等。
[0065]
基于磷酸酯的化合物可以与上述基于氟的化合物以1:5至5:1的重量比一起添加。基于磷酸酯的化合物可以具有小于1.5的折射率和700或更小的分子量。
[0066]
光聚合物组合物可以包含其他添加剂，并且添加剂的实例包括消泡剂。作为消泡剂，可以使用基于有机硅的添加剂，并且其实例为tego rad2500、byk-3500等。
[0067]
同时，实施方案的光聚合物组合物还可以包含光反应性染料。
[0068]
光敏染料充当光敏颜料以使光引发剂敏化。更具体地，光敏染料可以被照射在光聚合物组合物上的光激发并且还可以充当引发剂以引发单体和交联单体的聚合。
[0069]
光敏染料的实例没有特别限制，并且可以使用本领域通常已知的各种化合物。光敏染料的具体实例包括ceramidonine的衍生物、新亚甲基蓝、硫代赤藓红三乙基铵、6-乙酰基氨基-2-甲基ceramidonin(6-acetylamino-2-methylceramidonin)、曙红、赤藓红、玫瑰红、硫堇、碱性黄、氯化频哪氰醇、罗丹明6g、棓花青、乙基紫、维多利亚蓝r(victoria blue r)、天青石蓝、喹哪啶红(quinaldine red)、结晶紫、亮绿、碱性橙g(astrazon orange g)、达罗红(darrow red)、派若宁y(pyronin y)、碱性红29、吡喃碘化物、番红o(safranin o)、花青、亚甲基蓝、天青a(azure a)、或者其两者或更多者的组合。
[0070]
同时，光聚合物组合物还可以包含有机溶剂。有机溶剂的非限制性实例包括酮、醇、乙酸酯、醚、及其两者或更多者的混合物。
[0071]
这样的有机溶剂的具体实例包括：酮，例如甲基乙基酮、甲基异丁基酮、乙酰丙酮或异丁基酮；醇，例如甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇或叔丁醇；乙酸酯，例如乙酸乙酯、乙酸异丙酯或聚乙二醇单甲醚乙酸酯；醚，例如四氢呋喃或丙二醇单甲醚；或者其两者或更多者的混合物。
[0072]
有机溶剂可以在将用于制造全息图记录介质的光聚合物组合物中包含的各组分混合时添加，或者可以在添加呈分散或混合在有机溶剂中的状态的各组分的同时包含在光聚合物组合物中。当光聚合物组合物中的有机溶剂的含量太低时，光聚合物组合物的流动性可能降低，导致在最终制造的膜上出现缺陷，例如出现条形图案。此外，当过量添加有机溶剂时，固体含量降低，并且涂覆和成膜不充分，使得膜的物理特性和表面特性可能劣化并且在干燥和固化过程期间可能出现缺陷。由此，光聚合物组合物可以包含有机溶剂使得包含的组分的总固体含量浓度为1重量％至70重量％、或2重量％至50重量％。
[0073]
同时，根据本公开的另一个实施方案，可以提供由光聚合物组合物制造的全息图记录介质。
[0074]
全息图记录介质可以在5μm至50μm的厚度下实现50％或更大、85％或更大、或者85％至99％的衍射效率。
[0075]
在用于制造全息图记录介质的光聚合物组合物中，将其中包含的各组分均匀混合，在20℃或更高的温度下干燥和固化，然后经受预定的曝光工序，从而制造用于整个可见光范围和近紫外区域(300nm至800nm)中的光学应用的全息图。
[0076]
在光聚合物组合物中，首先将形成聚合物基体或其前体的组分均匀混合，随后将其他组分一起混合，从而准备形成全息图的过程。
[0077]
在光聚合物组合物中，为了将其中包含的各组分混合，可以没有特别限制地使用本领域中通常已知的混合装置、搅拌器、混合器等。混合过程中的温度可以为0℃至100℃，
优选地10℃至80℃，特别优选地20℃至60℃。
[0078]
同时，首先将光聚合物组合物中形成聚合物基体或其前体的组分均质化并混合，然后其可以为在20℃或更高的温度下固化的液体制剂。固化温度可以根据光聚合物的组成而变化并且固化例如通过在30℃至180℃的温度下加热而被促进。
[0079]
在固化时，光聚合物可以处于被注入或涂覆在预定基底或模具上的状态。
[0080]
同时，作为在由光聚合物组合物制造的全息图记录介质上记录视觉全息图的方法，可以没有特别限制地使用通常已知的方法，并且可以采用下文所述的实施方案的全息记录方法中描述的方法作为一个实例。
[0081]
同时，根据本公开的另一个实施方案，可以提供这样的全息记录方法，其包括通过相干激光使光聚合物组合物中包含的光反应性单体选择性聚合。
[0082]
如上所述，通过将光聚合物组合物混合和固化的过程，可以制造未记录视觉全息图的形式的介质，并且通过预定的曝光过程可以在介质上记录视觉全息图。
[0083]
可以在通常已知的条件下使用已知的装置和方法在通过将光聚合物组合物混合和固化的过程提供的介质上记录视觉全息图。
[0084]
同时，根据本公开的另一个实施方案，可以提供包括全息图记录介质的光学元件。
[0085]
光学元件的具体实例包括光学透镜；镜；偏转镜；滤光器；漫射屏；衍射元件；光导；波导；具有投影屏和/或掩模功能的全息光学元件；光学存储系统和光漫射板的介质；光学波长多路复用器；反射型、透射型滤色器；等等。
[0086]
包括全息图记录介质的光学元件的实例可以包括全息图显示装置。
[0087]
全息图显示装置包括光源单元、输入单元、光学系统和显示单元。光源单元是照射用于在输入单元和显示单元中提供、记录和再现对象的三维图像信息的激光束的部分。此外，输入单元是预先输入对象的待记录在显示单元上的三维图像信息的部分，例如，可以将对象的三维信息(例如各空间的光的强度和相位)输入到电寻址液晶slm中，其中可以使用输入光束。光学系统可以包括镜、偏振器、分束器、光束快门、透镜等。光学系统可以被分配成用于将从光源单元发射的激光束传送至输入单元的输入光束；用于将激光束传送至显示单元的记录光束；参照光束；擦除光束；读取光束；等等。
[0088]
显示单元可以接收来自输入单元的对象的三维图像信息，将其记录在包含光学寻址slm的全息图板上，并再现对象的三维图像。在这种情况下，可以通过输入光束与参照光束的干涉来记录对象的三维图像信息。记录在全息图板上的对象的三维图像信息可以通过由读取光束产生的衍射图案再现为三维图像。擦除光束可以用于快速除去形成的衍射图案。同时，全息图板可以在输入三维图像的位置与再现三维图像的位置之间移动。
[0089]
有益效果
[0090]
根据本公开，可以提供用于形成全息图的光聚合物组合物、由其制造的全息图记录介质、包括其的光学元件、和使用全息图记录介质的全息记录方法，所述光聚合物组合物即使在具有薄的厚度的同时也可以实现较高的折射率调制值和衍射效率，具有相对快的反应速率并因此可以缩短记录时间，并且可以实现对记录光的高灵敏度以及提高记录效率。
具体实施方式
[0091]
在下文中，将通过以下实施例的方式更详细地描述本公开。然而，这些实施例仅出
于举例说明目的而给出并且不旨在将本公开的范围限制于此。
[0092]
[制备例1：低折射率基于氟的化合物的制备]
[0093]
将20.51g 2,2
’-
((氧双(1,1,2,2-四氟乙烷-2,1-二基))双(氧))双(2,2-二氟乙烷-1-醇)放入1000ml烧瓶中，然后溶解于500g四氢呋喃中，并在0℃下搅拌的同时数次小心地添加4.40g氢化钠(在矿物油中的60％分散体)。在0℃下搅拌20分钟之后，缓慢滴加12.50ml 2-甲氧基乙氧基甲基氯。当通过1h nmr确定反应物已经完全被消耗时，在减压下除去所有反应溶剂。在用300g二氯甲烷萃取三次之后，将有机层收集，用硫酸镁过滤，然后在减压下除去所有二氯甲烷，从而以98％的产率获得29g纯度为95％或更大的液体产物。
[0094]
[实施例和比较例：光聚合物组合物的制备]
[0095]
如下表1和表2所示，将聚合物基体(由aldrich制造)、光反应性单体(高折射丙烯酸酯，折射率为1.600，hr6022[miwon])、制备例1的非反应性低折射材料、磷酸三丁酯(tbp)，番红o[safranin o，由aldrich制造]、borate v(spectra group)、irgacure250(盐，basf)和甲基异丁基酮(mibk)在阻挡光的状态下混合。为了均匀混合，将混合物在60℃的温度下搅拌5分钟至10分钟。此外，用糊料混合器将混合物在室温下搅拌约10分钟以获得透明的涂覆溶液，将其涂覆在80μm厚的tac基底上至15μm的厚度并在60℃下干燥30分钟。
[0096]
[实验例：全息记录]
[0097]
1)将各实施例和比较例中制备的涂覆有光聚合物的表面(全息图记录介质)层合在载玻片上，并且固定使得在记录时激光首先穿过玻璃表面。
[0098]
2)衍射效率(η)的测量
[0099]
通过两道干涉光(参照光和物光)的干涉进行全息记录，并进行反射记录使得两个光束入射在样品的相反侧上。衍射效率根据两个光束的入射角而改变，并且当两个光束的入射角相同时变为非倾斜。在非倾斜记录中，由于两个光束的入射角基于法线是相同的，因此垂直于膜产生衍射光栅。
[0100]
使用波长为532m的激光以反射型倾斜方式进行记录(参照光＝30
°
，物光＝40
°
)，并且根据以下一般式1计算衍射效率(η)。
[0101]
[一般式1]
[0102][0103]
在一般式1中，η为衍射效率，p
d
为在记录之后样品的衍射光束的输出量(mw/cm2)，以及p
t
为被记录样品的透射光束的输出量(mw/cm2)。
[0104]
[表1]
[0105]
实施例的光聚合物组合物(单位：g)和由其制备的全息图记录介质的实验例的测量结果
[0106][0107]
[表2]
[0108]
比较例的光聚合物组合物(单位：g)和由其制备的全息图记录介质的实验例的测量结果
[0109][0110]
从上表1和表2看出，确定实施例的全息图介质实现了50％或更大的衍射效率，而比较例的全息图介质具有至多约10％的低衍射效率。
[0111]
即，从在针对实施例的全息图记录(532nm激光)之后的评估结果清楚地确定，由于确保了聚合物基体中的组分的流动性和非反应性低折射材料(非反应性基于氟的化合物和增塑剂)的移动，因此可以实现较高的折射率调制值和衍射效率。