光聚合物组合物制造技术

本公开内容涉及光聚合物组合物，更特别地，涉及具有新的结构的化合物；包含所述化合物作为染料的光聚合物组合物；由光聚合物组合物制造的全息图记录介质；包含全息图记录介质的光学元件；和使用光聚合物组合物的全息记录方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光聚合物组合物
相关申请的交叉引用本申请要求于2018年6月1日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2018-0063497号的优先权和权益，其公开内容通过引用整体并入本文。本公开内容涉及染料化合物、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。
技术介绍
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。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；反光镜；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。通常，用于全息图制作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。在这样的光聚合过程期间，在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，并且由于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(diffractionefficiency，DE)影响，并且角度选择性随着厚度减小而提高。近来，随着对具有高的衍射效率和稳定性的能够保持全息图的材料的开发的需要，已经进行了各种尝试来制造即使在具有薄的厚度时也具有大的折射率调制的光聚合物层。
技术实现思路
技术问题本公开内容的一个目的是提供具有新的结构的化合物。本公开内容的另一个目的是提供光聚合物组合物，其可以更容易地提供这样的光聚合物层：所述光聚合物层即使在具有薄的厚度时也可以实现大的折射率调制值，具有相对快的反应速率并因此可以缩短记录时间，并且具有改善的对温度和湿度的耐久性。本公开内容的另一个目的是提供全息图记录介质，其即使在具有薄的厚度时也可以实现大的折射率调制值，具有相对快的反应速率并因此可以缩短记录时间，并且具有改善的对温度和湿度的耐久性。本公开内容的又一个目的是提供包含上述全息图记录介质的光学元件。本公开内容的再一个目的是提供全息记录方法，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地聚合。技术方案在一个方面中，本文提供了具有新的结构的化合物。这样的化合物可以用作染料。在另一个方面中，本文提供了包含上述具有新的结构的化合物的光聚合物组合物。在另一个方面中，本文提供了由上述光聚合物组合物制造的全息图记录介质。在另一个方面中，本文提供了包含上述全息图记录介质的光学元件。在又一个方面中，本文提供了全息记录方法，其包括通过相干激光使上述光聚合物组合物中包含的光反应性单体选择性地聚合。在下文中，将更详细地描述根据本公开内容的具体实施方案的具有新的结构的化合物、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。如本文所用，(甲基)丙烯酸酯是指甲基丙烯酸酯或丙烯酸酯。如本文所用，(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)。此外，如本文所用的全息图是指通过曝光过程在整个可见范围和近紫外范围(300nm至800nm)内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。如本文所用，烷基可以为线性或支化的，并且其碳数没有特别限制，但优选为1至40。根据一个实施方案，烷基的碳数为1至20。根据另一个实施方案，烷基的碳数为1至10。根据又一个实施方案，烷基的碳数为1至6。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。如本文所用，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。根据本公开内容的一个实施方案，可以提供由以下化学式1表示的化合物。[化学式1]在化学式1中，X为碳(C)、硅(Si)或氧(O)，Z1和Z2彼此相同或不同，并且各自为氮(N)或磷(P)，R1至R12彼此相同或不同，并且各自为氢；具有1至20个碳原子的烷基；卤素基团；腈基；经取代或未经取代的具有1至20个碳原子的烷氧基；经取代或未经取代的具有6至20个碳原子的芳氧基；或者经取代或未经取代的具有6至20个碳原子的芳基，n和m各自为0或1，并且当X为氧时，n和m为0，An-为阴离子，Ar1为未经取代或者经选自以下的一个或更多个官能团取代的具有6至30个碳原子的芳族二价官能团：具有1至20个碳原子的烷基；卤素基团；腈基；具有1至20个碳原子的烷氧基；具有6至20个碳原子的芳氧基和具有6至20个碳原子的芳基，以及Y1为包含羧基(-COOH)、醚基(-O-)或酯基(-COO-)和芳族基团、或具有1至20个碳原子的脂族官能团、或经一个或更多个卤素基团取代的具有6至20个碳原子的芳族官能团的官能团。本专利技术人新合成了以上化学式1的化合物，并通过实验发现与先前已知的染料相比，由于化学式1的化合物具有上述新的结构，因此其可以具有高的荧光效率或优异的耐光性，或者可以实现改善的亮度和色彩再现，或者可以在全息介质中实现高的折射率调制，特别是当应用于全息介质时，其具有相对快的反应速率并因此可以缩短记录时间，从而完成了本公开内容。更具体地，化学式1的化合物可以用作提供全息记录介质的光聚合物组合物中的染料。在化学式1中，各官能团的限定与上述那些相同。化学式1的官能团的更具体的实例如下。在化学式1中，X为硅(Si)，Z1和Z2各自为氮(N)，n和m为1，R1至R12彼此相同或不同，并且各自为氢；具有1至20个碳原子的烷基；或卤素基团，其中，R1至R4分别优选为具有1至5个碳原子的烷基。此外，Ar1可以为键合有氢、具有1至20个碳原子的烷基或一个或更多个卤素基团的具有6至20个碳原子的芳族二价官能团，以及Y1可以为由以下化学式2表示的官能团。[化学式2]-Y2-Ar2在化学式2中，...

【技术保护点】
1.一种由以下化学式1表示的化合物：/n[化学式1]/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180601 KR 10-2018-00634971.一种由以下化学式1表示的化合物：
[化学式1]



在所述化学式1中，
X为碳(C)、硅(Si)或氧(O)，
Z1和Z2彼此相同或不同，并且各自为氮(N)或磷(P)，
R1至R12彼此相同或不同，并且各自为氢；具有1至20个碳原子的烷基；卤素基团；腈基；经取代或未经取代的具有1至20个碳原子的烷氧基；经取代或未经取代的具有6至20个碳原子的芳氧基；或者经取代或未经取代的具有6至20个碳原子的芳基，
n和m各自为0或1，并且当X为氧时，n和m为0，
An-为阴离子，
Ar1为未经取代或者经选自以下的一个或更多个官能团取代的具有6至30个碳原子的芳族二价官能团：具有1至20个碳原子的烷基；卤素基团；腈基；具有1至20个碳原子的烷氧基；具有6至20个碳原子的芳氧基和具有6至20个碳原子的芳基，以及
Y1为包含羧基(-COOH)、醚基(-O-)或酯基(-COO-)和芳族基团、或具有1至20个碳原子的脂族官能团、或经一个或更多个卤素基团取代的具有6至20个碳原子的芳族官能团的官能团。


2.根据权利要求1所述的化合物，
所述An-为卤化物离子、氰离子、具有1至30个碳原子的烷氧基离子、具有1至30个碳原子的烷氧羰基离子、磺酸根离子、具有1至30个碳原子的烷基-磺酸根离子、经取代或未经取代的具有6至30个碳原子的芳族磺酸根离子、具有1至30个碳原子的烷基硫酸根离子、硫酸根离子、或者经取代或未经取代的具有6至30个碳原子的芳族硫酸根离子。


3.根据权利要求1所述的化合物，
其中在化学式1中，
所述X为硅(Si)，n和m为1，
所述Z1和Z2各自为氮(N)，
所述R1至R11彼此相同或不同，并且各自为氢；具有1至20个碳原子的烷基；或卤素基团，
所述Ar1为键合有氢、具有1至20个碳原子的烷基或一个或更多个卤素基团的具有6至20个碳原子的芳族二价官能团，以及
所述Y1为由以下化学式2表示的官能团
[化学式2]
-Y2-Ar2
在所述化学式2中，
Y2为醚基或酯基，以及
Ar2为具有1至20个碳原子的脂族官能团或经一个或更多个卤素基团取代的具有6至20个碳原子的芳族官能团。

【专利技术属性】
技术研发人员：金宪，金宥植，赖莎·卡巴施，权洗铉，张影来，张锡勋，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，韩国科学技术院，
类型：发明
国别省市：韩国;KR