【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
相關申請的交叉引用本申請要求于2023年6月15日在韓國知識產權局提交的韓國專利申請第10-2023-0076829號和于2024年5月27日在韓國知識產權局提交的韓國專利申請第10-2024-0068785號的權益，其公開內容通過引用整體并入本文。本公開內容涉及全息圖記錄介質、其制備方法和包括其的光學元件。
技術介紹
1、全息圖(hologram)記錄介質通過經由曝光過程改變介質中全息記錄層中的折射率來記錄信息，讀取由此記錄的介質中折射率的變化，并再現信息。
2、在這方面，可以使用光聚合物組合物來制備全息圖。光聚合物可以通過光反應性單體的光聚合而容易地將光干涉圖案存儲為全息圖。因此，光聚合物可以用于各種領域，例如智能設備例如移動設備、可穿戴顯示部件、車輛制品(例如，平視顯示器)、全息指紋識別系統、光學透鏡、反射鏡、偏轉鏡、濾波器、漫射屏、衍射元件、光導、波導、具有投影屏和/或掩模功能的全息光學元件、光學存儲系統和光擴散板的介質、光波長復用器、反射型濾色器、透射型濾色器等。
3、具體地，用于制備全息圖的光聚合物組合物包含聚合物基體、光反應性單體和光引發劑體系，并且將由這樣的組合物制備的光聚合物層用激光干涉光照射以引起局部單體的光聚合。
4、通過該局部光聚合過程產生折射率調制，并且通過這樣的折射率調制產生衍射光柵。折射率調制值(δn)受光聚合物層的厚度和衍射效率(diffraction?efficiency，de)影響，并且角度選擇性隨厚度減小而增加。
5、近來，對于開發具有高衍射效
技術實現思路
1、技術問題
2、根據本公開內容的一個實施方案，提供了全息圖記錄介質。
3、根據本公開內容的另一個實施方案，提供了用于制備所述全息圖記錄介質的方法。
4、根據本公開內容的又一個實施方案，提供了包括所述全息圖記錄介質的光學元件。
5、技術方案
6、現在，將描述根據本公開內容的具體實施方案的全息圖記錄介質、其制備方法和包括其的光學元件等。
7、除非另有具體說明，否則如本文中所使用的術語“全息圖記錄介質”意指其上可以通過曝光過程在整個可見光范圍和紫外范圍(例如，300nm至1,200nm)內記錄光學信息的介質(medium或media)。因此，本文中的全息圖記錄介質可以意指其上記錄有光學信息的介質，或者可以意指能夠記錄光學信息的記錄之前的介質。本文中的全息圖可以包括所有視覺全息圖，例如同軸(gabor)全息圖、離軸全息圖、全孔徑轉移全息圖、白光透射全息圖(“彩虹全息圖”)、denisyuk全息圖、離軸反射全息圖、邊緣照明全息圖或全息立體圖。
8、根據本公開內容的一個實施方案，提供了全息圖記錄介質，所述全息圖記錄介質包括光聚合物層，所述光聚合物層包含通過使含有硅烷官能團的基于硅氧烷的聚合物和丙烯酸類多元醇交聯而形成的聚合物基體；光反應性單體和光引發劑體系或由其獲得的光聚合物；以及氟化化合物，其中基于通過化學分析電子能譜法(electron?spectroscopy?forchemical?analysis，esca)確定的光聚合物層的表面上的碳、氧、氟和硅原子的總量，氟的元素比率為0.05原子％至3原子％。
9、本專利技術人對于在將全息記錄介質的所有物理特性均保持在優異水平的同時改善全息記錄介質的可視性進行了研究。作為結果，確定了當光聚合物組合物的相容性提高時，由其生產的全息圖記錄介質的霧度降低且可視性得到改善。
10、此外，確定了光聚合物層的表面上的氟的元素比率隨光聚合物組合物的相容性提高而降低。然而，確定了當光聚合物層的表面上的氟的元素比率極低時，全息圖記錄介質的整體物理特性劣化。因此，本專利技術人通過實驗發現，當光聚合物層的表面上的氟的元素比率滿足特定范圍時，其不僅在作為全息圖記錄介質的一般物理特性的光學記錄特性方面優異，而且由于源自光聚合物層中包含的材料的優異相容性的低霧度而具有優異的可視性，并完成了本專利技術。
11、具體地，可以使用化學分析電子能譜法(esca)來確定光聚合物層的表面上的元素比率。根據稍后描述的測試例中描述的esca，可以通過全譜掃描對存在于待分析的樣品的表面上的元素進行定性分析，然后可以對發現的各元素進行窄掃描以確定元素比率。本文中的光聚合物層的元素比率可以理解為記錄之前的光聚合物層的元素比率或記錄之后的光聚合物層的元素比率。記錄之前的光聚合物層的元素比率和記錄之后的光聚合物層的元素比率在實驗誤差范圍內可以相同，但在一些實施方案中可以彼此不同。即，即使光聚合物層的記錄之前的元素比率和記錄之后的元素比率彼此不同超過誤差范圍，只要記錄之前或記錄之后的元素比率在上述范圍內，就可以表現出一個實施方案的全息圖記錄介質的期望效果。
12、一個實施方案的全息圖記錄介質中包含的光聚合物層的表面上的氟元素比率可以為0.05原子％或更大、0.06原子％或更大、0.07原子％或更大、0.08原子％或更大、0.09原子％或更大、或者0.10原子％或更大，并且3原子％或更小、2.9原子％或更小、2.8原子％或更小、或者2.7原子％或更小。
13、基于通過esca確定的光聚合物層的表面上的碳、氧、氟和硅原子的總量，碳的元素比率為50原子％至80原子％，氧的元素比率為15原子％至40原子％，以及硅的元素比率為0.5原子％至10原子％。
14、具體地，光聚合物層的表面上的碳元素比率可以為50原子％或更大、55原子％或更大、60原子％或更大、65原子％或更大、70原子％或更大、71原子％或更大、或者72原子％或更大，并且80原子％或更小、79原子％或更小、或者78.5原子％或更小。
15、光聚合物層的表面上的氧元素比率可以為15原子％或更大、16原子％或更大、或者17原子％或更大，并且40原子％或更小、35原子％或更小、30原子％或更小、28原子％或更小、26原子％或更小、24原子％或更小、或者22原子％或更小。
16、光聚合物層的表面上的硅元素比率可以為0.5原子％或更大、1.0原子％或更大、或者1.2原子％或更大，并且10原子％或更小、9原子％或更小、或者8原子％或更小。
17、碳、氧、氟和硅元素的比率為通過esca確定的光聚合物層的表面上的碳、氧、氟和硅原子的總量的百分比(原子％)。
18、由于光聚合物層表現出上述元素比率，因此其具有優異的光學記錄特性和由于低霧度的優異的可視性。特別地，如果氟元素比率小于以上范圍，則可能存在光學記錄特性劣化的問題。如果氟元素比率超過以上范圍，則可能存在霧度增加，并因此可視性劣化的問題。
19、根據一個實施方案的全息圖記錄介質包括光聚合物層，所述光聚合物層包含通過使含有硅烷官能團的基于硅氧烷的聚合物和丙烯酸類多元醇交聯而形成的聚合物基體；光反應性單體和光引發劑體系或由其獲得的光聚合物；以及氟化化合物。
【技術保護點】
1.一種全息圖記錄介質，包括光聚合物層，所述光聚合物層包含通過使含有硅烷官能團的基于硅氧烷的聚合物和丙烯酸類多元醇交聯而形成的聚合物基體；光反應性單體和光引發劑體系或由其獲得的光聚合物；以及氟化化合物，
2.根據權利要求1所述的全息圖記錄介質，其中基于通過化學分析電子能譜法確定的所述光聚合物層的表面上的碳、氧、氟和硅原子的總量，氟的元素比率為0.05原子％至2.9原子％。
3.根據權利要求1所述的全息圖記錄介質，其中基于通過化學分析電子能譜法確定的所述光聚合物層的表面上的碳、氧、氟和硅原子的總量，碳的元素比率為50原子％至80原子％，氧的元素比率為15原子％至40原子％，以及硅的元素比率為0.5原子％至10原子％。
4.根據權利要求1所述的全息圖記錄介質，其中所述基于硅氧烷的聚合物包含由以下化學式1表示的重復單元和由以下化學式2表示的末端基團：
5.根據權利要求1所述的全息圖記錄介質，其中所述丙烯酸類多元醇為其中羥基鍵合至基于丙烯酸酯的聚合物的主鏈或側鏈的聚合物。
6.根據權利要求1所述的全息圖記錄介質，其中所述基于硅氧
7.根據權利要求1所述的全息圖記錄介質，其中所述光反應性單體包括單官能單體和多官能單體。
8.根據權利要求7所述的全息圖記錄介質，其中基于所述光反應性單體的總重量，所述單官能單體以30重量％至68重量％的量包含在內。
9.根據權利要求1所述的全息圖記錄介質，其中所述光反應性單體包括選自以下中的至少一種單官能單體：(甲基)丙烯酸芐酯、2-苯基丙烯酸芐酯、(甲基)丙烯酸苯氧基芐酯、苯酚(環氧乙烷)(甲基)丙烯酸酯、苯酚(環氧乙烷)2(甲基)丙烯酸酯、鄰苯基苯酚(環氧乙烷)(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸苯硫基乙酯和(甲基)丙烯酸聯苯基甲酯。
10.根據權利要求1所述的全息圖記錄介質，其中所述光反應性單體包括選自以下中的至少一種多官能單體：雙酚A(環氧乙烷)2至10二(甲基)丙烯酸酯、雙酚A環氧二(甲基)丙烯酸酯、雙芴二(甲基)丙烯酸酯、改性雙酚芴二(甲基)丙烯酸酯、三(2-羥乙基)異氰脲酸酯三(甲基)丙烯酸酯、苯酚酚醛環氧(甲基)丙烯酸酯和甲酚酚醛環氧(甲基)丙烯酸酯。
11.根據權利要求1所述的全息圖記錄介質，其中基于100重量份的所述聚合物基體，所述光反應性單體以50重量份至300重量份的量包含在內。
12.根據權利要求1所述的全息圖記錄介質，其中所述光引發劑體系包含光敏染料和共引發劑。
13.根據權利要求12所述的全息圖記錄介質，其中所述共引發劑包含由以下化學式3表示的硼酸根陰離子：
14.根據權利要求1所述的全息圖記錄介質，其中基于100重量份的所述聚合物基體，所述氟化化合物以20重量份至200重量份的量包含在內。
15.根據權利要求1所述的全息圖記錄介質，其中基于所述聚合物基體、所述光反應性單體和所述氟化化合物的總重量，所述光聚合物層包含17重量％至38重量％的所述聚合物基體、38重量％至58重量％的所述光反應性單體和17重量％至38重量％的所述氟化化合物。
16.根據權利要求1所述的全息圖記錄介質，其中在記錄陷波濾波器全息圖時，衍射效率為80％或更高。
17.根據權利要求1所述的全息圖記錄介質，其中霧度為2％或更小。
18.一種用于制備全息圖記錄介質的方法，包括以下步驟：
19.一種光學元件，包括根據權利要求1所述的全息圖記錄介質。
...【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】
1.一種全息圖記錄介質，包括光聚合物層，所述光聚合物層包含通過使含有硅烷官能團的基于硅氧烷的聚合物和丙烯酸類多元醇交聯而形成的聚合物基體；光反應性單體和光引發劑體系或由其獲得的光聚合物；以及氟化化合物，
2.根據權利要求1所述的全息圖記錄介質，其中基于通過化學分析電子能譜法確定的所述光聚合物層的表面上的碳、氧、氟和硅原子的總量，氟的元素比率為0.05原子％至2.9原子％。
3.根據權利要求1所述的全息圖記錄介質，其中基于通過化學分析電子能譜法確定的所述光聚合物層的表面上的碳、氧、氟和硅原子的總量，碳的元素比率為50原子％至80原子％，氧的元素比率為15原子％至40原子％，以及硅的元素比率為0.5原子％至10原子％。
4.根據權利要求1所述的全息圖記錄介質，其中所述基于硅氧烷的聚合物包含由以下化學式1表示的重復單元和由以下化學式2表示的末端基團：
5.根據權利要求1所述的全息圖記錄介質，其中所述丙烯酸類多元醇為其中羥基鍵合至基于丙烯酸酯的聚合物的主鏈或側鏈的聚合物。
6.根據權利要求1所述的全息圖記錄介質，其中所述基于硅氧烷的聚合物的硅烷官能團與所述丙烯酸類多元醇的羥基的摩爾比為1.5至4。
7.根據權利要求1所述的全息圖記錄介質，其中所述光反應性單體包括單官能單體和多官能單體。
8.根據權利要求7所述的全息圖記錄介質，其中基于所述光反應性單體的總重量，所述單官能單體以30重量％至68重量％的量包含在內。
9.根據權利要求1所述的全息圖記錄介質，其中所述光反應性單體包括選自以下中的至少一種單官能單體：(甲基)丙烯酸芐酯、2-苯基丙烯酸芐酯、(甲基)丙烯酸苯氧基芐酯、苯酚(環氧乙烷)(甲基)丙烯酸酯、苯酚(環氧乙烷)2(甲基)丙烯酸...
【專利技術屬性】
技術研發人員：金珉秀，許容準，李漢娜，鄭順和，洪喆奭，
申請(專利權)人：株式會社LG化學，
類型：發明
國別省市：
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