[发明专利]用于光聚合物的新型光引发剂

说明书

本发明涉及包含多元醇组分、多异氰酸酯组分、书写单体和含式(I)的染料的光引发剂的新型光聚合物‑制剂。(I)本发明还涉及含有本发明的光聚合物‑制剂或可使用其获得的全息介质，涉及本发明的光聚合物‑制剂用于制造全息介质的用途以及使用本发明的光聚合物‑制剂制造全息介质的方法。

本发明涉及包含多元醇组分、多异氰酸酯组分、书写单体和含式(I)的染料的光引发剂的新型光聚合物-制剂。本发明还涉及含有本发明的光聚合物-制剂或可使用其获得的全息介质，涉及本发明的光聚合物-制剂用于制造全息介质的用途以及使用本发明的光聚合物-制剂制造全息介质的方法。

一开始提到的类型的光聚合物-制剂是现有技术中已知的。例如，WO 2008/125229A1中描述了包含多元醇组分、多异氰酸酯组分、基于丙烯酸酯的书写单体以及含有共引发剂和染料的光引发剂的光聚合物-制剂。在固化状态下，书写单体和光引发剂形成嵌在由多元醇和多异氰酸酯组分形成的聚氨酯基质中的空间各向同性分布。

对于光聚合物-制剂的使用而言，在光聚合物中由全息曝光产生的折射率调制Δn起决定性作用。在全息曝光时，通过例如高折射率丙烯酸酯在干扰场中的高强度位置的局部光聚合将信号光束和参考光束（在最简单的情况下为两个平面波）的干扰场投影为折射率光栅。光聚合物中的折射率光栅（全息图）含有信号光束的所有信息。随后可通过仅用参考光束照射全息图重构该信号。如此重构的信号的强度与入射参考光的强度相比被称为衍射效率，下文称作DE。

在由两个平面波的叠加形成的最简单的全息图的情况中，DE由重构时衍射的光的强度与未衍射的光和衍射光的强度总和的商得出。DE越高，在使信号以固定亮度可见所需的参考光的光量方面全息图的效率越高。

在用例如白光照射全息图时，能够有助于重构全息图的光谱范围的宽度同样仅取决于层厚度d。在此适用：d越小，各自的接受宽度越大。因此，如果要制造明亮易见的全息图，应追求高Δn和低厚度d，更确切地说，使DE尽可能大。也就是说，对明亮全息图而言，Δn的越大，在不损失DE的情况下获得的设计层厚度d的自由度越大。因此，Δn的优化在光聚合物-制剂的优化中非常重要（P. Hariharan, Optical Holography, 第2版, CambridgeUniversity Press, 1996）。

为了可以实现全息图尽可能高的Δn和DE，原则上应如此选择光聚合物-制剂的基质聚合物和书写单体，以使它们的折射率相差尽可能大。一种实现的可能性是使用具有尽可能低的折射率的基质聚合物和具有尽可能高的折射率的书写单体。合适的低折射率基质聚合物是例如可通过多元醇组分与多异氰酸酯组分的反应获得的聚氨酯。

但是，除了高DE和Δn值外，对由光聚合物-制剂制成的全息介质而言也具有重要意义的是，基质聚合物在最终介质中高度交联。如果交联程度过低，该介质缺乏足够的稳定性。这导致写入该介质中的全息图的品质明显降低。在最糟糕的情况下，随后甚至可能破坏该全息图。

此外，特别对于由光聚合物-制剂大规模工业生产全息介质而言非常重要的是，基质聚合物快速交联。达到抗阻塞（Blockfestigkeit）所需的短固化时间在此非常重要，因为这一参数决定了加工速度和/或所需的固化段的长度。

如果该光聚合物-制剂含有例如具有高吸水能力的组分，则其会明显降低交联程度，因为水与所存在的异氰酸酯基团反应并且使这些无法再供交联反应使用。离子染料通常具有显著的吸水能力，因此在光聚合物-制剂中使用这种染料会有问题。但常常有文献在光聚合物-制剂中优选使用离子染料，因为这种染料具有明显更高的全息活性。

本发明的目的因此在于，提供能在短固化时间内赋予基质聚合物足够的交联程度并能提制造用于明亮全息图的稳定全息介质的光聚合物-制剂。

令人惊讶地已发现，可由含有式(I)的染料的光聚合物-制剂获得快速固化的全息介质。该介质表现出基质聚合物的快速高度交联并能在其中曝光明亮的全息图。