用于全息存儲介質(zhì)的光反應(yīng)性染料的制作方法
【專利摘要】本文公開了新的酰胺硝酮及制備數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)的方法，所述方法包括：將作為光致變色染料的酰胺硝酮與有機(jī)材料或無機(jī)材料混合以形成全息組合物以及將全息組合物模制成全息數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)。本文還公開了包括光致變色染料和有機(jī)材料的物品，其中，物品用作數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)。本文還公開了用于記錄信息的方法，包括：照射包括光致變色染料的物品，其中用具有約350至約1,100納米波長的電磁能進(jìn)行照射；以及使光致變色染料反應(yīng)。
【專利說明】用于全息存儲介質(zhì)的光反應(yīng)性染料
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及用于記錄和存儲全息圖的介質(zhì)，并且更具體地涉及包括可用作光反應(yīng)性活性染料的酰胺硝酮(amidic nitrone)化合物的全息存儲介質(zhì)。
【背景技術(shù)】
[0002]全息圖通常由以圖譜衍射光以產(chǎn)生可讀或可見的全息圖的全息存儲介質(zhì)中的干涉條紋形成。多種技術(shù)已經(jīng)被用于產(chǎn)生不同類型的全息圖。無論是為了安全目的還是為了品牌保護(hù)，體積全息圖是越來越流行地用于真品鑒定的機(jī)制。體積全息圖還可以用于其他目的，如數(shù)據(jù)存儲、或用于裝飾、說明、或藝術(shù)目的。為了鑒定目的應(yīng)用體積全息圖主要是由于它們相對難以復(fù)制。體積全息圖通過干涉兩個相干光束以產(chǎn)生干涉圖譜并將該圖譜存儲于全息記錄介質(zhì)中產(chǎn)生。在它們干涉之前，通過將數(shù)據(jù)或圖像傳遞給兩個相干光束中的一個，可以將信息和影像存儲于全息圖中。通過利用匹配用于產(chǎn)生全息圖的兩個原始光束中任何一個的形狀和波長的光束照射全息圖可以讀出全息圖，并且將會顯示出存儲在全息圖中的任何數(shù)據(jù)或圖像。由于記錄全息圖需要復(fù)雜的方法，使得可以在物品如信用卡、軟件、護(hù)照、衣物等上見到其用于認(rèn)證的用途。
[0003]早期的全息存儲介質(zhì)使用無機(jī)光折射晶體如摻雜的或未摻雜的鈮酸鋰(LiNbO3)，其中入射光發(fā)生折射率的變化。這些折射率的變化是由于光誘導(dǎo)的產(chǎn)生和后續(xù)的電子捕獲，電子捕獲引起誘導(dǎo)的內(nèi)部電場，其最終通過線性電光效應(yīng)改變折射率。然而，LiNbO3是昂貴的，表現(xiàn)出相對較差的效率，隨時間逐漸消失，并且需要厚晶體以觀察任何顯著的折射
率變化。
[0004]最近的研究已經(jīng)開發(fā)了能夠維持較大折射率變化的聚合物，這歸因于光誘導(dǎo)的聚合方法。這些材料(其被稱為光聚合物)相對于LiNbO3及其變體具有顯著改善的光學(xué)靈敏度和效率。光聚合物全息記錄介質(zhì)如在例如美國專利US7，824，822B2、US7, 704，643B2、US4, 996, 120A、US5, 013, 632A 中公開的。已經(jīng)采用了“單一化學(xué)(Single-chemistry)” 光聚合物系統(tǒng)，其中，介質(zhì)包括至少一種光活性可聚合的液態(tài)單體或低聚物、引發(fā)劑、惰性聚合填料、以及可選地感光劑的均勻混合物。由于其最初具有大比例的單體或低聚物形式的混合物，使得介質(zhì)能夠具有使紫外(UV)固化步驟成為必需的凝膠狀稠度以提供形態(tài)和穩(wěn)定性。令人遺憾地，UV固化步驟會消耗大部分的光活性單體或低聚物，使可用于數(shù)據(jù)存儲的光活性單體或低聚物顯著減少。此外，即使在高度控制的固化條件下，UV固化步驟經(jīng)常會導(dǎo)致可變的聚合度，因此導(dǎo)致介質(zhì)樣品中較差的均勻性。
[0005]其他類型的介質(zhì)和記錄技術(shù)也已用于產(chǎn)生體積全息圖。例如，重鉻酸鹽明膠、液晶材料、照相乳劑、以及如在 P.Hariharan, Optical Ho1graphy-Principles, techniques, and applications2nii ed., Cambridge University Press, 1996 中所公開的其他物質(zhì)都能用于產(chǎn)生體積全息圖。
[0006]另一類型的全息記 錄介質(zhì)使用了分散在聚合物粘合劑中的光反應(yīng)性染料。該方法提供了許多優(yōu)點(diǎn)。不同于許多其他體積全息記錄介質(zhì)，光反應(yīng)性染料類介質(zhì)可以與多種不同類型的聚合物粘合劑如熱塑性塑料一同使用，這些聚合物粘合劑能夠?yàn)榫唧w種類的熱塑性塑料(例如，聚碳酸酯)提供許多有益的特定物理性能如韌性、透光率、抗刮擦性、強(qiáng)度、柔性等以及提供利用常規(guī)熱塑性塑料制造技術(shù)來制造全息物品的便利性。不同種類的熱塑性塑料具有優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)的不同組合，其能夠用于期望的最終應(yīng)用。
[0007]光反應(yīng)性染料是當(dāng)暴露于染料吸收范圍內(nèi)的波長時經(jīng)歷光誘導(dǎo)的化學(xué)反應(yīng)以形成至少一種光化產(chǎn)品的化合物。這種反應(yīng)可以是光分解反應(yīng)如氧化、還原、或斷鍵以形成較小的組分，或分子重排如σ遷移重排，或加成反應(yīng)(包括周環(huán)環(huán)加成反應(yīng))。光暴露誘導(dǎo)的化學(xué)反應(yīng)引起全息記錄介質(zhì)中在介質(zhì)的暴露部分和未暴露部分之間的折射率差異，其使得當(dāng)介質(zhì)暴露于彼此相干的干涉信號和參比光源時形成光衍射干涉條紋圖譜。
[0008]如上所述，用于全息記錄介質(zhì)的光反應(yīng)性染料可以用于多種聚合物材料中。然而，選擇的聚合物可以限于在處理溫度(例如，用于熱塑性塑料的擠出或注射模制的溫度)下光反應(yīng)性染料穩(wěn)定的聚合物。已經(jīng)公開了作為用于全息應(yīng)用的光反應(yīng)性染料的某些硝酮化合物，并且提供用于全息目的的有利的光學(xué)性能如高折射率(RI)、高量子效率(QE)、以及衍射效率(DE)。例如，參見US2006/0073392A1，通過引用以其整體將其公開內(nèi)容合并在本文中。然而，仍存在對在高溫下穩(wěn)定同時提供用于全息記錄目的的其他有利性能的光反應(yīng)性染料的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本文公開了根據(jù)以下式的硝酮化合物:
[0010]
【權(quán)利要求】
1.一種根據(jù)下式的化合物:

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化合物，其中，至少2個R6基團(tuán)是氫。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的化合物，其中，a是2至4的整數(shù)，以及Y是多價有機(jī)基團(tuán)，所述多價有機(jī)基團(tuán)是C1-C2tl脂肪族基團(tuán)、C3-C2tl脂環(huán)族基團(tuán)、或C3-C3tl芳香族基團(tuán)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的化合物，其中，Y是二價有機(jī)基團(tuán)，并且a是2。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的化合物，其中，Y是C3-C3tl芳香族基團(tuán)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的化合物，其中，Y是亞苯基或者衍生自噻吩的二價基團(tuán)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的化合物，其中，根據(jù)式(R3)b-Q-R4-或R5-，當(dāng)a是I并且Y是單價基團(tuán)時，其中，Q是單價、二價、或三價C1-C6有機(jī)連接基團(tuán)；紀(jì)是C1-C8脂肪族基團(tuán)或C6-C13芳香族基團(tuán)；b是O至3的整數(shù)；R4是C6-C13芳香族基團(tuán)；R5是C6-C2tl芳香族基團(tuán)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的化合物，其中，η是O，R2是氫，以及R4和R5各自是苯基。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的化合物，其中，R8是C1-C8脂肪族基團(tuán)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的化合物，其中，所述R8基團(tuán)是C1-C6烷基、苯基、或環(huán)己基基團(tuán)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的化合物，其中，所述R8基團(tuán)是苯基基團(tuán)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1、2、9、10或11中任一項(xiàng)所述的化合物，其中，所述化合物為根據(jù)下式:

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的化合物，其中，a是2。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的化合物，其中，R2和R6各自是氫并且R8是烷基、環(huán)己基、或苯基基團(tuán)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的化合物，其中，R8是被1-3個C1-C6烷基基團(tuán)取代的苯基基團(tuán)。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化合物，其中，所述化合物是:
17.—種全息存儲介質(zhì)，包括具有根據(jù)權(quán)利要求1-16中任一項(xiàng)所述的化合物分散在其中的聚合物粘合劑。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的全息存儲介質(zhì)，其中，所述聚合物粘合劑是熱塑性塑料。
19.根據(jù)權(quán)利要求17或18所述的全息存儲介質(zhì)，其中，所述聚合物粘合劑是聚碳酸酯、聚酯碳酸酯、或它們的混合物。
20.根據(jù)權(quán)利要求17-19中任一項(xiàng)所述的全息存儲介質(zhì)，其中，所述聚合物粘合劑具有至少120°C的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。
21.—種制備全息存儲介質(zhì)的方法,包括: 將根據(jù)權(quán)利要求1-16中任一項(xiàng)所述的化合物與流體熱塑性聚合物粘合劑混合以形成混合物；以及 將所述混合物成型為所述全息存儲介質(zhì)。
22.根據(jù)權(quán)利要求 21所述的方法，其中，所述流體熱塑性聚合物粘合劑為至少120°C的溫度。
【文檔編號】C07C291/02GK103796993SQ201280045292
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2012年9月7日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月16日
【發(fā)明者】加里·戴維斯, 山塔拉姆·納拉亞恩·奈克, 基蘭·阿倫庫馬爾·普哈馬尼, 喬治·庫里亞克澤, 蘇密特·賈殷, 維諾德庫馬爾·瓦蘇德萬, 普拉尚特·帕蒂爾 申請人:沙特基礎(chǔ)創(chuàng)新塑料Ip私人有限責(zé)任公司