본 발명은 젤라틴 내에 정착된 실버할라이드 물질을 화학적으로 변화시키고이들 실버 할라이드나 실버를 완전히 제거하여 미세 기공으로 치환시켜, 공기와 순수 젤라틴 사이의 굴절률 차이에 의해 홀로그램을 동작케 하는 홀로그램 기록 매질의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention provides a hologram recording medium that chemically changes the silver halide material settled in gelatin and completely removes these silver halides or silver and replaces them with fine pores, thereby operating the hologram by the refractive index difference between air and pure gelatin. It is about a method.
홀로그램이란 입체형상을 재현할 수 있는 기술로서, 레이저의 특성을 이용하여 물체로부터 반사되는 물체파와 또 다른 각도에서 직진되는 기준파의 간섭 현상에 의해 물체의 각 부분의 정보를 그대로 입체영상으로 재생할 수 있는 기술을 말한다.Hologram is a technology that can reproduce three-dimensional shape, and by using the characteristics of the laser, the information of each part of the object can be reproduced as it is by the interference of the object wave reflected from the object and the reference wave straight from another angle. Speak skill.
구체적으로 설명하면, 일정한 단일 파장을 갖는 레이저를 사용하여 반투명 거울을 이용하여 빛을 2개로 분리시키고, 그 중에 1개의 빛을 물체에 비추어 반사파인 물체파를 만들고 나머지 다른 하나는 필름상에 비추어 물체파와 기준파가 필름 상에서 간섭현상을 일으키며 기록되어, 다시 재생하면 입체영상이 재현되도록 한 것이다. 이러한 홀로그램 기술은 광고 마케팅, 신기술 적용분야, 상설 전시장 및 박람회, 포장 및 장식재등 많은 산업분야에서 적용되고 있다.Specifically, using a laser having a constant wavelength, using a semi-transparent mirror to separate the light into two, one of the light is reflected on the object to create a reflected wave of the object wave and the other light on the film Waves and reference waves are recorded with interfering phenomena on the film so that stereoscopic images can be reproduced when played back. This hologram technology is applied in many industries such as advertising marketing, new technology application fields, permanent exhibitions and fairs, packaging and decoration materials.
종래에 홀로그램을 제작하기 위해서 사용되던 감광성 물질로는 실버할라이드(silver halide), 디크로메이티드젤라틴(dichromated Gelatin), 그리고 포토레지스터(photoresister)를 포함하는 포토폴리머(photopolymer)등이 있다.Photosensitive materials conventionally used to fabricate holograms include silver halide, dichromated gelatin, and photopolymers including photoresister.
먼저, 실버할라이드는 감도가 높고 분광감도(Spectral sensitivity)및 공간주파수(Spatial frequency)가 우수하며 물질에 따라서는 천연색을 구현할 수 있다는 장점이 있으나, 동작원리상 효율이 낮고 공정을 마친 후 잔재해 있는 은 또는 은염 입자 때문에 장기간 빛을 받으면 검게 변하는 현상인 프린트 아웃(print-out)이 생기며, 이러한 입자들로 인하여 산란이 발생되어 특성에 악영향을 초래하고 습기에 약해 습도가 높은 경우 이멀젼이 부풀어 올라 원하는 파장의 재생이 어렵다는 단점을 가지고 있다.First of all, silver halide has the advantage of high sensitivity, excellent spectral sensitivity and spatial frequency, and natural color depending on the material. However, due to the principle of operation, the efficiency is low and remains after finishing the process. Silver or silver salt particles cause print-out, a phenomenon that turns black after prolonged light, and these particles cause scattering, which adversely affects properties, and when the humidity is high due to moisture, the emulsion swells up. There is a disadvantage that the reproduction of the desired wavelength is difficult.
둘째, 디크로메이티드 젤라틴은 고효율 및 높은 S/N 비(signal to noise ratio : 신호대 잡음비)를 가지는 등 제반 특성이 대체로 우수하다고 여겨지고 있으나, 물질의 특성상 홀로그램 제작시 분광감도가 낮아 단파장영역(458nm 이하의 빛이나 근 자외선 영역)의 광원 만을 사용해야 하므로 천연색의 재생이 불가능하며 감도가 낮아 수십에서 수백 mJ 이상의 에너지가 필요하다. 또한 제조 공정이 까다로와 특성의 재현이 어렵다는 단점을 가지고 있다.Second, dechromated gelatin is generally considered to have excellent characteristics such as high efficiency and high S / N ratio (signal-to-noise ratio), but due to the nature of the material, it has low spectral sensitivity when producing holograms. Since only the light source of the following light or near-ultraviolet region should be used, the reproduction of natural colors is impossible, and the sensitivity is low and requires energy of tens to hundreds of mJ or more. In addition, the manufacturing process is difficult and difficult to reproduce the characteristics have the disadvantage.
셋째, 포토폴리머는 현재 존재하는 감광성 물질 중 특성이 제일 우수하다는 평가를 받고 있다. 그 이유는 굴절률 변이가 크고, 제작 공정상 습식 공정이 개입하지 않아 제작공정이 비교적 간단하기 때문이다. 그러나 일반적으로 포토폴리머는 산소와 접촉하면 특성이 급격히 저하된다고 알려져 있으며, 감도가 대체로 낮고 필름형태로만 출시되어 이를 단단한 기판에 전이시키는 것이 큰 문제로 여겨지고 있으며, 가격 또한 비싼 것으로 알려져 있다.Third, photopolymers are evaluated to have the best properties among photosensitive materials presently present. This is because the refractive index variation is large and the manufacturing process is relatively simple since the wet process does not intervene in the manufacturing process. However, photopolymers are generally known to rapidly deteriorate when they come into contact with oxygen, and are generally considered to be a big problem because they have low sensitivity and are only released in the form of a film and transferred to a rigid substrate.
본 발명의 목적은, 상기한 문제점을 개선하기 위하여 기존의 실버할라이드 매질을 사용하기는 하지만, 이를 이용하여 전혀 다른 원리로 작동하는 매질, 즉 실버 할라이드 센시타이즈드 젤라틴(SHSG:Silver Halide Sensitized Gelatin)을 만들어 내는 공정을 포함시켜, 비교적 간단한 방법으로 장기간의 신뢰성이 우수하고,산란이나 잡음이 없으며 천연색 구현이 가능하고 90%이상의 고효율인 홀로그램을 용이하게 제작하는 것이다.An object of the present invention is to use a conventional silver halide medium in order to ameliorate the above problems, but using a medium that operates on a completely different principle, ie, silver halide sensitized gelatin (SHSG). Including a process to create a high-speed hologram with a relatively simple method, long-term reliability, no scattering or noise, color can be realized, and high efficiency of more than 90%.
도 1은 실버할라이드 입자가 분산되어 있는 젤라틴이 피막된 유리나 필름형태의 플레이트(plate)를 나타내는 평면도이다.1 is a plan view showing a plate in the form of glass or film coated with gelatin in which silver halide particles are dispersed.
도 2는 상기 도 1의 플레이트에 적정량의 에너지로 노광시키는 단계를 나타낸 평면도이다.2 is a plan view illustrating a step of exposing the plate of FIG. 1 with an appropriate amount of energy.
도 3은 상기 도 2의 노광된 부분의 실버할라이드를 실버로 환원시키기 위하여 현상액을 사용하여 현상(developing)시키는 단계를 나타낸 평면도이다..3 is a plan view illustrating a step of developing using a developer to reduce the silver halide of the exposed part of FIG. 2 to silver.
도 4는 상기 도 3의 현상된 실버를 용이하게 용해되는 성분인 브롬화 은(AgBr)으로 변화시키는 표백(bleation)단계를 나타낸 평면도이다.FIG. 4 is a plan view illustrating a bleaching step of converting the developed silver of FIG. 3 to silver bromide (AgBr), which is a readily soluble component.
도 5는 상기 도 4의 브롬화 은을 소듐트리오설페이트(CH3SNa)수용액과 같은 픽서(fixer)를 사용하여 용해시키는 정지(fixing)단계를 나타낸 평면도이다.5 is a plan view illustrating a fixing step of dissolving the silver bromide of FIG. 4 using a fixer such as an aqueous solution of sodium triosulfate (CH3 SNa).
도 6은 미세 기공의 크기를 확대한 후, 미세 기공 속에 포함되어 있는 물을 공기와 치환시키기 위하여 유기 용제를 이용하여 건조시키는 건조단계를 나타낸 평면도이다.6 is a plan view illustrating a drying step of expanding the size of the micropores and drying the organic pores with an organic solvent in order to replace the water contained in the micropores with air.
도 7은 본 발명의 건조단계에서 쓰이는 건조기(drying machine)을 나타내는 단면도이다.7 is a cross-sectional view showing a drying machine (drying machine) used in the drying step of the present invention.
도 8은 본 발명의 건조단계에서 쓰이는 또 다른 건조기를 나타내는 단면도이다.8 is a cross-sectional view showing another dryer used in the drying step of the present invention.
도 9는 본 발명의 실시예 1에서의 시간(minute)에 대한 회절효율의 값을 나타낸 그래프이다.9 is a graph showing the value of diffraction efficiency with respect to time (minute) in Example 1 of the present invention.
도 10은 본 발명의 실시예 2 및 실시예 3에서의 첨가된 경화제의 양에 대한 회절효율의 값은 나타낸 그래프이다.10 is a graph showing the value of diffraction efficiency with respect to the amount of the added curing agent in Examples 2 and 3 of the present invention.
도 11은 본 발명의 실시예 4, 비교예 1 및 비교예 2에서의 노광에너지에 대한 회절효율의 값을 나타낸 그래프이다.11 is a graph showing diffraction efficiency values with respect to exposure energy in Example 4, Comparative Example 1 and Comparative Example 2 of the present invention.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
11, 21, 31, 41... 실버할라이드 결정11, 21, 31, 41 ... Silver halide crystals
12... 젤라틴 22... 은입자12 ... gelatin 22 ... silver particles
23... 노광된 영역 24... 노광되지 않은 영역23 ... Exposed Area 24 ... Unexposed Area
32... 현상된 은(Ag) 필라멘트 42, 52... 미세 기공32 ... developed silver filaments 42, 52 ... micropores
51, 61... 순수 젤라틴 62... 확장된 미세 기공51, 61 ... pure gelatin 62 ... expanded micropores
71... 플레이트 홀더 81... 플레이트71 ... plate holder 81 ... plate
85... 플레이트 홀더85 ... Plate Holder
상기의 기술적 과제를 달성하기 위해 본 발명은 실버할라이드 입자가 분산되어 있는 젤라틴이 피막된 기판(이하, "감광 플레이트"라 한다.)을 소정 패턴의 마스크를 통해 적정량의 에너지로 노광하는 단계;In order to achieve the above technical problem, the present invention comprises the steps of exposing a gelatin-coated substrate (hereinafter referred to as "photosensitive plate") in which silver halide particles are dispersed with an appropriate amount of energy through a mask of a predetermined pattern;
상기 감광 플레이트를 경화하는 단계;Curing the photosensitive plate;
노광 부위의 실버할라이드를 실버로 환원시키기 위하여 현상액을 사용하여 현상하는 단계;Developing with a developer to reduce the silver halide of the exposure site to silver;
환원된 실버를 용이하게 용해되는 성분인 브롬화 은으로 변화시키기 위하여 리할로게이션 태닝 브리치 용액을 이용하여 표백하는 단계;Bleaching using a rehabilitation tanning breach solution to change the reduced silver to silver bromide, a readily soluble component;
브롬화 은을 픽서를 사용하여 용해시키는 단계;Dissolving silver bromide using a fixer;
미세 기공의 크기를 확대하기 위하여 상기 감광 플레이트를 물속에 일정시간 놓아두는 단계; 및Leaving the photosensitive plate in water for a predetermined time to enlarge the size of the micropores; And
미세 기공 속에 포함되어 있는 물을 제거하고 이들을 공기와 치환시키기 위하여 유기용제를 이용하여 건조시키는 단계;로 구성되는 것을 특징으로 한다.And removing the water contained in the fine pores and drying them with an organic solvent to replace them with air.
본 발명에 있어서, 상기 건조하는 단계를 거친 후 상기 미세 기공 내에 물분자가 개입되는 것을 방지하기 위해 상기 감광 플레이트 기판과 같은 굴절률을 갖는 투명기판을 상기 감광 플레이트 기판에 접착제를 이용하여 접착시키는 단계를 더 포함하는 것이 바람직히다.In the present invention, in order to prevent the water molecules in the fine pores after the drying step, the step of adhering a transparent substrate having the same refractive index as the photosensitive plate substrate using an adhesive to the photosensitive plate substrate It is preferable to further include.
본 발명에 있어서, 상기 접착제로 자외선 경화제를 사용하는 것이 바람직하며, 상기 노광하는 단계는 10-6내지 100mJ/cm2의 광에너지를 가함으로써 이루어지는 것이 바람직하다.In the present invention, it is preferable to use an ultraviolet curing agent as the adhesive, and the exposing step is preferably performed by applying light energy of 10−6 to 100 mJ / cm2 .
본 발명에 있어서, 상기 경화하는 단계는 포름 알데히드 수용액 내에 브롬화 칼륨 또는 탄화 나트륨을 적당량 포함시켜 처리시킨 것이 바람직하며, 상기 표백하는 단계는 표백용액에 염화 크롬(CrCl3), 질화 크롬(Cr(NO3)3), 염화알루미늄 (AlCl3) 또는 질화 알루미늄(Al(NO3)3)을 추가하여 표백 용액의 pH 지수를 조절하는 것이 바람직하다.In the present invention, the curing step is preferably treated by including an appropriate amount of potassium bromide or sodium carbide in the formaldehyde aqueous solution, the bleaching step is chromium chloride (CrCl3 ), chromium nitride (Cr (NO)3 )3 ) It is preferable to adjust the pH index of the bleach solution by adding aluminum chloride (AlCl3 ) or aluminum nitride (Al (NO3 )3 ).
본 발명에 있어서, 상기 용해시키는 단계에서의 픽서로 소듐트리오설페이트 (CH3SNa)를 사용하는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하며 상기 감광 플레이트를 물속에 일정시간 놓아두는 단계는 상기 물의 온도가 40℃ 내지 70℃인 것이 특히 바람직하다.In the present invention, it is preferable to use sodium triosulfate (CH3 SNa) as a fixer in the step of dissolving, and the step of placing the photosensitive plate in water for a predetermined time is the temperature of the water is 40 ℃ to It is especially preferable that it is 70 degreeC.
본 발명에 있어서 상기 건조하는 단계는 감광플레이트를 물과 이소프로판올을 동일한 비율로 희석시킨 용액에 일정시간 담그어 두는 단계;In the present invention, the drying step is the step of immersing the photosensitive plate in a solution diluted with water and isopropanol in the same ratio for a predetermined time;
이소프로판올에 일정시간 담그어 두는 단계; 및Soaking in isopropanol for a period of time; And
70℃ 이상의 온도로 가열된 이소프로판올에 일정시간 담근후, 건조시키는 단계로 이루어지는 것이 바람직하다.It is preferably made of a step of immersing in isopropanol heated to a temperature of 70 ℃ or more for a certain time, followed by drying.
기존 은염 에멀젼에서는 은염 성분을 브롬화 은으로 변화시켜 젤라틴과 브롬화 은과의 굴절률 차이(nGelatin= 1.54, nAgBr= 1.64)에 의해 동작하는데 비해, SHSG홀로그램의 경우, 브롬화 은을 제거하고 그 위치에 미세 기공을 형성시켜 젤라틴과 공기사이의 굴절률 차이(nGelatin= 1.54, nAir= 1.03)에 의해 동작한다. 상기 미세 기공은 SHSG공정 중에 생성되어 공정이 끝난 뒤에도 젤라틴 속에 잔존하게 된다.In the conventional silver salt emulsion, the silver salt component is changed to silver bromide and operated by the difference in refractive index between gelatin and silver bromide (nGelatin = 1.54, nAgBr = 1.64), whereas in the case of SHSG hologram, silver bromide is removed and then It is operated by the refractive index difference between gelatin and air (nGelatin = 1.54, nAir = 1.03) by forming micro pores. The micropores are generated during the SHSG process and remain in the gelatin after the process is completed.
이러한 미세 기공은 공정중 혹은 공정이 끝난뒤라도 함몰되기 쉬우므로 SHSG공정에 있어서, 물과 이소프로판올을 에멀젼에서의 미세 기공의 함몰없이 치환시키는 것이 중요하며 이를 위해 각 공정에서의 에멀젼의 경도가 중요한 문제가 된다. 따라서 최적의 경화공정 및 이에 영향을 미치는 요소들의 조절이 매우 중요하다.Since these micropores are easily depressed during the process or after the process, it is important to substitute the water and isopropanol without the micropores in the emulsion in the SHSG process. For this purpose, the hardness of the emulsion in each process is important. Becomes Therefore, it is very important to control the optimal curing process and the factors affecting it.
이하, 도면을 참고하면서 본 발명에 의한 홀로그램 매질의 처리 공정을 상세히 설명하고자 한다. 도 1에서 도 6은 본 발명에 의한 실버할라이드 홀로그램 매질의 처리 공정에 관한 도면이다.Hereinafter, a process of treating a hologram medium according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1 to 6 are diagrams illustrating a treatment process of a silver halide hologram medium according to the present invention.
도 1은 본 발명에서의 감광 플레이트를 나타낸 것으로, 이는 실버 할라이드(11)가 분산되어 있는 젤라틴(12)이 피막된 유리나 필름형태의 기판이다.1 shows a photosensitive plate according to the present invention, which is a glass or film-type substrate coated with gelatin 12 in which silver halide 11 is dispersed.
상기 기판의 젤라틴은 적절한 SHSG공정에 들어가기 전후로 적절한 경도를 지니고 있어야 하는데, 만일 젤라틴이 지나치게 연성이라면 젤라틴 내에 생성되는 미세기공이 함몰될 것이고 반대로, 너무 경도가 높다면 건조 공정 중에 미세기공이 확장되기 어려울 것이다.The gelatin of the substrate should have a suitable hardness before and after entering the appropriate SHSG process, if the gelatin is too soft, the micropores generated in the gelatin will be depressed, on the contrary, if the hardness is too high, it is difficult to expand the micropores during the drying process will be.
도 2는 적정량의 에너지로 노광시키는 단계를 나타낸다. 노광된 영역(23)에는 광 분해 반응으로 인하여 실버할라이드 입자가 변화게 되고 노광되지 않은영역(24)에는 초기의 실버할라이드 입자(21)가 변화하지 않은 상태로 존재한다. 상기 노광시키는 단계에서는 10-6~ 100mJ/cm2의 광에너지를 가하는 것이 바람직하다.2 shows the step of exposing with an appropriate amount of energy. The silver halide particles change in the exposed region 23 due to the photolysis reaction, and the initial silver halide particles 21 remain unchanged in the unexposed region 24. In the exposing step, it is preferable to add light energy of 10−6 to 100 mJ / cm2 .
상기 노광 공정을 거친 뒤, 본 발명에 의한 공정이 완료된 후 젤라틴 내에 생성되는 미세 기공(42)이 함몰되는 것을 막기위해 미리 감광물질을 적당히 경화시키는 경화단계를 거친다. 이때에는 단백질 경화제로 주로 사용되는 포름알데히드 수용액에 브롬화 칼륨, 탄화 나트륨등을 적당량 포함시켜, 감광물질의 변화를 가하지 않고 감광물질의 경화작용을 용이하게 만든다. 상기 경화 공정은 감광물질의 종류에 따라 다르나 통상적으로 6 min ~ 6 hr 정도가 소요된다.After the exposure process, after completion of the process according to the present invention undergoes a curing step of appropriately curing the photosensitive material in advance in order to prevent the micropores 42 generated in the gelatin. In this case, potassium bromide, sodium carbide, etc. are included in an aqueous solution of formaldehyde, which is mainly used as a protein curing agent, to facilitate the curing of the photosensitive material without changing the photosensitive material. The curing process varies depending on the type of photosensitive material, but typically takes about 6 min to 6 hr.
도 3은 노광된 부분의 실버할라이드를 실버로 환원시키기 위하여 현상액을 사용하여 현상시키는 단계이다. 현상단계에서는 1:4로 희석된 AGFA G282c용액에서 3분간 담그어 두는 것이 바람직하다. 상기 현상단계를 거치게 되면 노광된 영역의 실버(32)가 필라멘트 형태(32)로 존재하게 된다.3 is a step of developing using a developer to reduce the silver halide of the exposed portion to silver. In the developing step, it is preferable to soak for 3 minutes in AGFA G282c solution diluted 1: 4. After the development step, the silver 32 of the exposed area is present in the filament form 32.
도 4는 현상된 실버를 용이하게 용해되는 성분인 브롬화 은(AgBr)으로 변화시키는 표백(Bleation)단계이다. 이때, 리할로게이션 태닝브리치용액(rehalogation tanning bleach solution:(NH4)2Cr2O7,KBr)을 이용하는 것이 바람직하다. 일반적으로 표백시 이멀젼이나 젤라틴이 본래의 두께보다 2배 ~ 5배 정도 부풀어 오르는데, 이는 공정 후 재생시에 재생파장이나 상을 왜곡시키는 원인이 된다. 따라서 이를 최대한 방지하기 위하여 표백용액 속에 염화크롬(CrCl3), 질화크롬(Cr(NO3)3), 염화알루미늄(AlCl3) 또는 질화알루미늄(Al(NO3)3)을 포함하는 경화제를 추가하여 용액의PH 지수를 적당히 조절하는 것이 매우 중요하다.4 is a bleaching step of converting the developed silver into silver bromide (AgBr), which is a readily soluble component. At this time, it is preferable to use a rehalogation tanning bleach solution (NH4 )2 Cr2 O7 , KBr. In general, when bleaching, emulsion or gelatin swells about 2 to 5 times the original thickness, which causes distortion of the reproduction wavelength or phase during regeneration after the process. Therefore, in order to prevent this to the maximum, a hardening agent containing chromium chloride (CrCl3 ), chromium nitride (Cr (NO3 )3 ), aluminum chloride (AlCl3 ) or aluminum nitride (Al (NO3 )3 ) is added to the bleach solution. It is very important to properly adjust the pH index of the solution.
표백공정에서 Cr3+이온은 젤라틴 분자들을 교차결합(cross-link)시켜 경화시킨다. 그러나 만일, 표백용액의 산성도가 지나치면(pH = 2.5 ~ 3), 에멀젼을 함몰시키는 문제가 생기며, 산성도가 떨어지면(pH = 5) 표백공정이 재대로 일어나지 않으므로 염화크롬이나 질화크롬에 의한 추가적인 Cr3+이온이 필요하다. 이 경우 염화알루미늄이나 질화알루미늄 또한 더 투입할 수 있다. 이러한 표백공정을 거치면서 미세 기공(microvoid)(42)이 발생하게 된다.In the bleaching process, Cr3+ ions cross-link and cure gelatin molecules. However, if the acidity of the bleach solution is excessive (pH = 2.5 to 3), the problem of sinking the emulsion will occur, and if the acidity is lowered (pH = 5), the bleaching process will not occur again, so additional Cr by chromium chloride or chromium nitride3+ ions are required. In this case, aluminum chloride or aluminum nitride may also be added. Through such a bleaching process, microvoids 42 are generated.
도 5는 브롬화 은을 소듐트리오설페이트(CH3SNa)수용액과 같은 픽서(fixer)를 사용하여 용해시키는 정지(fixing)공정을 도시한 것이다. 상기 공정을 통해 브롬화 은이 용해되며 젤라틴 내에는 순수한 젤라틴(51)과 미세 기공(52)만이 남게된다.FIG. 5 shows a fixing process in which silver bromide is dissolved using a fixer such as an aqueous solution of sodium triosulfate (CH3 SNa). The silver bromide is dissolved through the process, and only pure gelatin 51 and fine pores 52 remain in the gelatin.
상기 정지공정 후, 미세 기공(52)의 크기를 확대하기 위하여 처리된 감광플레이트를 온수에 일정시간 놓아둔다. 이 경우 40℃ 내지 70℃인 DI워터(De-ionized Water)에서 10분간 진행시키는 것이 바람직하다.After the stop process, the treated photosensitive plate is placed in warm water for a predetermined time to enlarge the size of the micropores 52. In this case, it is preferable to proceed for 10 minutes in DI water (De-ionized Water) is 40 ℃ to 70 ℃.
도 6은 미세 기공(52)의 크기를 확대한 후 미세 기공(62) 속에 포함되어 있는 물을 제거하고 이들을 공기와 치환시키기 위하여 유기 용제를 이용하여 건조시키는 건조공정을 나타내는 도면이다.FIG. 6 is a view illustrating a drying process in which water contained in the micropores 62 is enlarged and then dried using an organic solvent to replace them with air after enlarging the size of the micropores 52.
유기 용제와 이멀젼과의 상호작용, 높은 온도에서의 포화증기압, 물에 대한 용해성 등을 고려하여 선택되며 이소프로판올, 메탄올, 에틸메틸케톤등을 사용할수 있다. 상기 물질중 이소프로판올이 가장 바람직하다.It is selected in consideration of the interaction between organic solvent and emulsion, saturated steam pressure at high temperature, and solubility in water, and isopropanol, methanol and ethyl methyl ketone can be used. Of these materials, isopropanol is most preferred.
건조방법은 물과 이소프로판올을 5:5로 희석하여 일정시간 놓어둔 뒤, 다시 100%의 이소프로판올에 일정시간 놓아 두고, 마지막으로 70℃ 이상의 온도로 가열된 이소프로판올에 일정시간 방치한 뒤 도 7의 건조기를 사용하여 일정 속도로 끌어 올린다. 그리하여, 미세 기공 속에 포함되어 있던 이소프로판올 분자가 급격히 대기로 방출되면서 미세 기공의 크기를 확대시키고, 미세기공 내에 공기가 들어가면서 미세기공 내에 잔재하고 있던 물 또는 이소프로판올 분자가 공기로 치환되는 것이다.Drying method is diluted with water and isopropanol to 5: 5 and placed for a certain time, and then placed in 100% isopropanol again for a certain time, and finally left in isopropanol heated to a temperature above 70 ℃ for a certain time and then the dryer of FIG. Use to pull up at a constant speed. Thus, the isopropanol molecules contained in the micropores are rapidly released into the atmosphere to enlarge the size of the micropores, and the air or the isopropanol molecules remaining in the micropores are replaced by air as air enters the micropores.
도 7의 건조기에서는 플레이트가 장착된 플레이트 홀더(71)를 일정한 속도로 끌어 올리는 방법을 나타내었다. 외부 탱크(78)와 내부 탱크(77)사이의 파이프(76)를 통해 용제가 들어오며 일정한 용제의 수위(72)를 조절하기 위해 외부탱크(78)의 상단에 용제 배출구(75)를 설치하였다. 또 다른 건조기의 예시인 도 8에서는 지지대(85)에 의해 기판(81)이 고정된 상태에서 욕조(84) 바닥의 용제 배출구(82)를 통해 용제를 뽑아내면서 용제의 수위(83)를 낮추게 된다. 따라서 상대적으로 플레이트(81)를 용제로 부터 분리시키게 된다.In the dryer of FIG. 7, the plate holder 71 on which the plate is mounted is shown at a constant speed. Solvent enters through a pipe 76 between the outer tank 78 and the inner tank 77, and a solvent outlet 75 is installed at the top of the outer tank 78 to adjust the level 72 of the constant solvent. . In FIG. 8, which is another example of the dryer, the solvent level is lowered through the solvent outlet 82 at the bottom of the bath 84 while the substrate 81 is fixed by the support 85. . Therefore, the plate 81 is relatively separated from the solvent.
이 경우 건조공정에 있어서 건조조건, 즉 건조공정의 온도및 건조속도가 SHSG 홀로그램의 성질에 직접적인 영향을 미치게 된다. 건조 공정의 마지막 단계에서는 이소프로판올의 끓는점 근처의 온도(70℃)를 유지하는 것이 보다 낮은 온도로 유지하는 것보다 회절효율이 높다.In this case, the drying conditions in the drying process, that is, the temperature and drying rate of the drying process have a direct influence on the properties of the SHSG hologram. At the end of the drying process, maintaining a temperature near the boiling point of isopropanol (70 ° C.) is more diffractive than keeping it at a lower temperature.
상기 건조공정에 의해 제조된 홀로그램 기록매질의 공기방울 내부에 수분,즉 물분자가 개재되면 공기에 비해 굴절률이 증가하게 되어, 제조된 홀로그램의 기록특성을 저하시키게 된다. 따라서 이를 방지하기 위하여 감광 플레이트와 같은 굴절률을 갖는 투명 기판을 제조된 홀로그램 위에 접착시키게 되는데, 이 경우 유기 용제를 포함하는 접착제를 사용하면 유기용제가 다시 미세 기공 속에 포함되어 특성이 저하되는 현상이 나타난다. 따라서 습기방지용 기판을 접착시키는 경우에는 자외선 경화제를 사용하는 것이 바람직하다.When moisture, ie, water molecules, are interposed in the air bubbles of the hologram recording medium prepared by the drying process, the refractive index is increased compared to the air, thereby lowering the recording characteristics of the manufactured hologram. Therefore, in order to prevent this, the transparent substrate having the same refractive index as the photosensitive plate is bonded onto the manufactured hologram. In this case, when the adhesive including the organic solvent is used, the organic solvent is included in the micropores again, resulting in deterioration of properties. . Therefore, it is preferable to use an ultraviolet curing agent when adhering the substrate for preventing moisture.
상기 공정에 의해 은염 감광물질을 사용하지만 기존의 은염 홀로그램과 다른, 새로운 개념의 동작원리를 가진 물질을 구현하였다. 즉, 기존의 은염 홀로그램이 은 입자와 은염 또는 젤라틴과의 굴절율 차이(약 0.1)에 의해 홀로그램이 동작되는데 비해 본 발명에 의해 제작된 홀로그램에서는 순수 젤라틴과 미세기공 사이의 굴절률 차이(약 0.5)에 의해 동작한다. 실험결과 상대효율 약 96.5%(절대효율 약 90%)를 달성하여, 매우 우수한 특성을 나타내었다.By the above process, the silver salt photosensitive material is used, but the material has a new concept of operation principle different from the existing silver salt hologram. That is, the conventional silver salt hologram is operated by the refractive index difference (about 0.1) between silver particles and silver salt or gelatin, whereas in the hologram manufactured by the present invention, the difference in refractive index between pure gelatin and micropores (about 0.5) It works by Experimental results showed a relative efficiency of about 96.5% (absolute efficiency of about 90%), showing a very good characteristic.
이하에서는 실시예를 통하여 본 발명을 상세히 설명하고자 한다. 다만, 하기 실시례는 본 발명을 설명하기 위한 예시에 불과하다.Hereinafter, the present invention will be described in detail through examples. However, the following examples are merely examples for explaining the present invention.
<실시예 1><Example 1>
PFG-03c 플레이트를 사용하여 본 발명에 의한 공정을 진행하였다. 포르말린 욕에서 분단위로 시간에 따라 상온에서 경화를 시킨뒤, 1:4로 희석된 G282c 현상액에서 3분간 상온에서 현상시켰다. 이를 DI워터에서 3분간 세척한 뒤, 리할로게이션 브리치 용액에서 5분간 상온에서 표백시키고 다시 DI워터에서 3분간 세척하였다. 1:4로 희석된 Ilford Rapid 픽서에서 2분간 상온에서 정지공정을 하고, 이를 다시DI워터에서 상온에서 3분간 세척한 다음 45℃ 내지 70℃에서 10분간 세척하였다. 마지막으로 50% 이소프로필 알콜에서 3분간 30℃에서 건조시키고, 다시 100%의 이소프로필 알콜에서 3분간 3℃에서 건조시킨 다음 100%이소프로필 알콜에서 2분간 75도에서 건조시켰다. 상기 포르말린 욕에서 0분에서 12분까지 분단위로 실험하여 회절효율을 측정하였다. 측정결과를 도 9에 나타내었다.The process according to the invention was carried out using a PFG-03c plate. After curing at room temperature with time in minutes in a formalin bath, it was developed at room temperature for 3 minutes in a G282c developer diluted 1: 4. This was washed for 3 minutes in DI water, bleached at room temperature for 5 minutes in a rehabilitation breach solution, and then washed for 3 minutes in DI water. After stopping at room temperature for 2 minutes in an Ilford Rapid Fixer diluted 1: 4, this was again washed at room temperature for 3 minutes in DI water and then at 45 ° C. to 70 ° C. for 10 minutes. Finally it was dried for 3 minutes at 30 ° C. in 50% isopropyl alcohol, again for 3 minutes at 3 ° C. in 100% isopropyl alcohol and then at 75 degrees for 2 minutes in 100% isopropyl alcohol. The diffraction efficiency was measured by experimenting from 0 to 12 minutes in the formalin bath in minutes. The measurement results are shown in FIG. 9.
<실시예 2><Example 2>
상기 실시예 1에서 플레이트로 VRP-M을 쓰고 표백공정중에 첨가하는 경화제의 양을 조절하는 것을 제외하고는 동일한 공정으로 실험하였다. 경화제는 0.5%단위로 조절하면서 0% 내지 7%를 가하여 회절 효율을 측정하였다. 측정결과를 도 10에 나타내었다.In Example 1, except that the VRP-M was used as a plate and the amount of the curing agent added during the bleaching process was controlled in the same process. The curing agent was measured by adding 0% to 7% while adjusting in 0.5% units. The measurement results are shown in FIG. 10.
<실시예 3><Example 3>
상기 실시예 2에서 플레이트로 Millimask를 쓴 것을 제외하고는 동일한 방법으로 실험을 하였다. 측정결과를 도 10에 나타내었다.Except that the Millimask was used as a plate in Example 2 was the same experiment. The measurement results are shown in FIG. 10.
<실시예 4><Example 4>
상기 실시예 1에서 건조 공정에서 상기 노광공정에서 광에너지를 조절한 것과 상기 100% 이소프로필 알콜에서 2분간 75℃에서 건조시킨 공정을 70℃로 실험한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 실험하여 회절 효율을 측정하였다. 측정결과를 도 11에 나타내었다.The diffraction efficiency was measured in the same manner as in Example 1 except that the light energy was adjusted in the exposure step in the drying step and the step of drying at 75 ° C. for 2 minutes in 100% isopropyl alcohol was tested at 70 ° C. Was measured. The measurement results are shown in FIG. 11.
<비교예 1>Comparative Example 1
상기 실시예 4에서 마지막 건조공정을 50℃로 실험한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 회절 효율을 측정하였다. 측정결과를 도 11에 나타내었다.The diffraction efficiency was measured in the same manner except that the final drying process was experimented at 50 ° C. in Example 4. The measurement results are shown in FIG. 11.
<비교예 2>Comparative Example 2
상기 실시예 4에서 마지막 건조공정을 30℃에서 실험한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 회절 효율을 측정하였다. 측정결과를 도 11에 나타내었다.The diffraction efficiency was measured in the same manner as in Example 4 except that the last drying process was tested at 30 ° C. The measurement results are shown in FIG. 11.
상기에서 설명한 홀로그램 기록매질의 처리 방법에 의해 제작된 홀로그램은 다음과 같은 효과를 가지고 있다.The hologram produced by the hologram recording medium processing method described above has the following effects.
첫째, 은염 감광물질을 사용하지만 기존의 은염 홀로그램과는 다른 새로운 개념의 동작원리와 물질을 구현하여, 기존 신호의 증폭효과와 산란방지등의 효과가 있는 홀로그램의 제작이 가능하게 되었으며 균일도가 우수한 10인치 이상의 대형 홀로그램 또는 홀로그래픽 광학소자를 제작할수 있는 가능성을 확보하였다.First, by using a silver salt photosensitive material, but by implementing a new concept of operation and material different from the existing silver salt hologram, it is possible to manufacture a hologram that has the effect of amplifying the existing signal and preventing scattering, etc. The possibility of manufacturing large hologram or holographic optical elements larger than inches is secured.
둘째, 기술적으로는 기존의 홀로그래픽 감광물질에서 얻을 수 있는 특성보다 감광감도, 효율, 장기신뢰성, 신호대 잡음비, 천연색 재생, 처리공정면에서 보다 우수한 특성을 얻을 수 있으며, 처리공정의 개선에 따라서는 상대효율이 100%에 근접하는 홀로그래픽 광학소자의 제작이 가능할 것이다.Secondly, technically, it is possible to obtain better characteristics in terms of photosensitivity, efficiency, long-term reliability, signal-to-noise ratio, color reproduction, and processing process than those obtained in conventional holographic photosensitive materials. It will be possible to fabricate holographic optical devices whose relative efficiency is close to 100%.
셋째, 경제적으로는 현재 군사용, 상업용으로 많이 사용되는 디크로메이티드 젤라틴이나 홀로그램 제작에 많이 사용되는 은염 그리고 특성개선이 빠른 속도로 진행되고 있는 포토폴리머를 대체하고 모든 홀로그램이나 홀로그래픽 광학소자에 사용될수 있으므로 경제적 가치면에서도 매우 우수하다.Third, economically, it replaces silver chromate which is widely used in the manufacture of holograms and holograms, which are widely used for military and commercial use, and photopolymer which is rapidly progressing in characteristics, and is used in all holograms or holographic optical devices. It is also very good in terms of economic value.
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