JP2002297005A - Photosensitive composition for volume hologram recording, and photosensitive medium for volume hologram recording - Google Patents

Photosensitive composition for volume hologram recording, and photosensitive medium for volume hologram recording

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JP2002297005A JP2001102436A JP2001102436A JP2002297005A JP 2002297005 A JP2002297005 A JP 2002297005A JP 2001102436 A JP2001102436 A JP 2001102436A JP 2001102436 A JP2001102436 A JP 2001102436A JP 2002297005 A JP2002297005 A JP 2002297005A
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volume hologram
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a volume hologram recording material and a volume hologram recording medium, in which polymerization reaction can be made to proceed, even if a small amount of photopolymerization initiator is used during interference exposure and to provide a volume hologram film having little or no residue of the photopolymerization initiator or its decomposed product. SOLUTION: The photosensitive composition for volume hologram recording contains a binder polymer and a photopolymerizable compound, having spontaneous photopolymerization reactivity.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は体積型ホログラムを記録
できる新規感光性組成物、それを用いた体積型ホログラ
ム記録媒体、及び、当該記録媒体を用いて作製した体積
型ホログラムに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a novel photosensitive composition capable of recording a volume hologram, a volume hologram recording medium using the same, and a volume hologram produced using the recording medium.

【0002】[0002]

【従来の技術】体積型ホログラムを製造するための感光
性組成物としては、デュポン社のオムニデックスシリー
ズが唯一量産レベルで市販されている。この材料はラジ
カル重合モノマーとバインダーポリマー、光ラジカル重
合開始剤、増感色素を主成分とするが、ラジカル重合モ
ノマーとバインダーポリマーの屈折率差を利用したもの
である。すなわち、フィルム状に形成された該感光性組
成物を干渉露光すると、光が強い部分にてラジカル重合
が開始され、それに伴いラジカル重合モノマーの濃度勾
配ができ、光が弱い部分から強い部分にラジカル重合モ
ノマーの拡散移動が起こる。結果として干渉光の光の強
弱に応じて、ラジカル重合モノマーの疎密ができ、屈折
率の差として現れる。この材料系は現状報告されている
体積型ホログラム用フォトポリマーとしては最も性能は
良いが、耐熱性、透明性に問題が指摘されている。
2. Description of the Related Art As a photosensitive composition for producing a volume hologram, the Omnidex series manufactured by DuPont is the only commercially available mass-produced product. This material contains a radical polymerization monomer, a binder polymer, a photoradical polymerization initiator, and a sensitizing dye as main components, and utilizes a difference in refractive index between the radical polymerization monomer and the binder polymer. That is, when the photosensitive composition formed in the form of a film is subjected to interference exposure, radical polymerization is started in a portion where light is strong, and a concentration gradient of a radical polymerization monomer is generated with the exposure. Diffusion transfer of the polymerized monomer occurs. As a result, depending on the intensity of the interference light, the density of the radical polymerizable monomer is increased and decreased, and appears as a difference in refractive index. Although this material system has the best performance as a currently reported photopolymer for volume holograms, problems have been pointed out with respect to heat resistance and transparency.

【0003】また、ラジカル重合とカチオン重合を併用
した材料系が報告されている。例えば特許第28731
26号では、高屈折率ラジカル重合性モノマーとしてジ
アリルフルオレン骨格を有するモノマー及び該ラジカル
重合性モノマーより屈折率が小さいカチオン重合性モノ
マーを使用した系が開示されている。この系では、ホロ
グラム露光時にラジカル重合により高屈折率成分が重合
し、次いで定着露光でカチオン重合により像を固定す
る。
Further, a material system using both radical polymerization and cationic polymerization has been reported. For example, Japanese Patent No. 28731
No. 26 discloses a system using a monomer having a diallyl fluorene skeleton as a high refractive index radical polymerizable monomer and a cationic polymerizable monomer having a smaller refractive index than the radical polymerizable monomer. In this system, the high refractive index component is polymerized by radical polymerization at the time of hologram exposure, and then the image is fixed by cationic polymerization at the fixing exposure.

【0004】また、カチオン重合を利用した材料系が、
例えばUSP5759721等に開示されている。この
材料系ではラジカル重合系における酸素阻害がないとい
う利点があるが、カチオン重合の感度(Photosp
eed)は悪く、また、長波長領域に感度を持たせるこ
とが困難という問題がある。
Further, a material system utilizing cationic polymerization is
For example, it is disclosed in US Pat. This material system has the advantage that there is no oxygen inhibition in the radical polymerization system, but the sensitivity of cationic polymerization (Photosp
Eed) is poor, and there is a problem that it is difficult to provide sensitivity in a long wavelength region.

【0005】また、特許第2953200号には、無機
物質ネットワークと光重合性モノマーを併用した材料系
が開示されている。ネットワークを形成し得る無機材料
をバインダーとして用いる場合には、耐熱性、対環境
性、機械強度に優れると共に、光重合性の有機モノマー
との屈折率差を大きく取れるという利点があるが、この
材料系で形成したホログラム記録膜はどちらかと言えば
脆くて、柔軟性や加工適性、コーティング適性に劣ると
いう問題、及び、無機バインダーと有機モノマーの相溶
性が良くないので、均一な塗工材料を調製するのが困難
だという問題がある。
Further, Japanese Patent No. 2953200 discloses a material system using an inorganic substance network and a photopolymerizable monomer in combination. When an inorganic material capable of forming a network is used as a binder, there is an advantage that heat resistance, environmental friendliness, and mechanical strength are excellent, and a large difference in refractive index from a photopolymerizable organic monomer can be obtained. The hologram recording film formed by the system is rather brittle and has poor flexibility, processability, and coating suitability, and poor compatibility between the inorganic binder and the organic monomer. There is a problem that it is difficult to do.

【0006】また、特表2000−508783号で
は、固体マトリックスに金属超微粒子を分散した材料が
ホログラム記録材料として開示されているが、マトリッ
クスに流動性を持たせる必要があり、固形性が悪く問題
がある。
Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-508873 discloses a material in which ultrafine metal particles are dispersed in a solid matrix as a hologram recording material. However, the matrix needs to have fluidity, and the solidity is poor. There is.

【0007】また、高屈折率の芳香環含有バインダーポ
リマーと低屈折率のフッ素含有モノマーを組み合わせ使
用した公知例としては、特に、特開平5−21034
3、特開平5−210344、特開平5−257416
がある。しかし、この組み合わせでは、重合反応性が十
分でないために干渉露光時の感度があまり高くない。フ
ッ素含有モノマーの重合性を上げるために多官能のアク
リレートを添加することも記載されているが、この方法
はフッ素含有モノマーが元来有している低屈折率性を損
なうものである。さらに、この組み合わせにおいては、
フッ素含有モノマーの重合体が高い割合で存在する強露
光部は機械的に脆く、また、芳香環含有バインダーポリ
マーを用いているために黄変を生じ易いなどの問題があ
る。
Further, as a known example using a combination of a high refractive index aromatic ring-containing binder polymer and a low refractive index fluorine-containing monomer, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 5-21034 is particularly useful.
3, JP-A-5-210344, JP-A-5-257416
There is. However, in this combination, the sensitivity at the time of interference exposure is not so high because of insufficient polymerization reactivity. Although addition of a polyfunctional acrylate to increase the polymerizability of the fluorine-containing monomer is also described, this method impairs the low refractive index inherent to the fluorine-containing monomer. Furthermore, in this combination,
There is a problem that a strongly exposed portion in which a polymer of a fluorine-containing monomer is present in a high proportion is mechanically brittle, and that yellowing easily occurs because an aromatic ring-containing binder polymer is used.

【0008】また、フッ素含有アクリル系モノマーとフ
ッ素を含有しないアクリル系モノマーからなる低屈折率
のバインダーポリマーと、高屈折率の芳香環含有モノマ
ーを組み合わせ使用した公知例としては、特開平6−6
7588がある。しかし、この例においても、フッ素含
有アクリル系モノマーの低屈折率性がフッ素を含有しな
いアクリル系モノマーとの共重合によって損なわれ、さ
らに、芳香環含有モノマーの芳香環により黄変を生じ易
いという問題がある。
Further, as a known example using a combination of a low-refractive-index binder polymer composed of a fluorine-containing acrylic monomer and an acrylic monomer containing no fluorine and a high-refractive-index aromatic ring-containing monomer, Japanese Patent Application Laid-Open No.
7588. However, also in this example, the low refractive index of the fluorine-containing acrylic monomer is impaired by copolymerization with the fluorine-free acrylic monomer, and furthermore, yellowing is likely to occur due to the aromatic ring of the aromatic ring-containing monomer. There is.

【0009】体積型ホログラムの性能を示す指標とし
て、屈折率変調量(Δn)がある。この値はKogelnikの
結合波理論により計算される。前述の通り、様々な体積
型ホログラム記録材料が知られているが、いずれもその
ホログラム性能を示す屈折率変調量(Δn)は最大で
0.06程度であり、新規の光学素子等に応用する際
に、更にΔnの向上が要望されている。
As an index indicating the performance of the volume hologram, there is a refractive index modulation amount (Δn). This value is calculated by Kogelnik's coupled wave theory. As described above, various volume hologram recording materials are known, but the refractive index modulation amount (Δn) showing the hologram performance is at most about 0.06, and is applied to a new optical element or the like. At this time, there is a demand for further improvement of Δn.

【0010】また、光学素子等の広範な分野への応用を
視野に入れると、屈折率差、感度、透明性などのホログ
ラム記録性能だけでなく、膜強度や耐熱性などの物理的
性質を含む諸性能を十分に満たす材料系が要望されてい
る。
In view of application to a wide range of fields such as optical elements, not only hologram recording performance such as refractive index difference, sensitivity and transparency but also physical properties such as film strength and heat resistance are included. There is a demand for a material system that sufficiently satisfies various performances.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】体積型ホログラムを形
成するために上記したような様々な材料系が開示されて
いるが、いずれの材料系も干渉露光を行うために光重合
開始剤を必要としているので、最終的に得られた体積型
ホログラム膜に光重合開始剤又はその分解物が残留し、
当該体積型ホログラム膜の物性又は光学的特性に悪影響
を与えるおそれがある。また、コスト削減の観点から
も、光重合開始剤の使用を減らし又は全く不要とするこ
とが望まれている。
Although various material systems as described above have been disclosed for forming a volume hologram, any of these material systems requires a photopolymerization initiator to perform interference exposure. Therefore, the photopolymerization initiator or its decomposition product remains in the finally obtained volume hologram film,
There is a possibility that physical properties or optical characteristics of the volume hologram film are adversely affected. Also, from the viewpoint of cost reduction, it is desired that the use of the photopolymerization initiator be reduced or completely eliminated.

【0012】本発明は上記実状を考慮して成し遂げられ
たものであり、その第一の目的は、干渉露光時に光重合
開始剤を少量しか使用しなくても又は全く使用しなくて
も重合反応が進行させることができる体積型ホログラム
記録材料、及び、体積型ホログラム記録媒体を得ること
にある。
The present invention has been accomplished in view of the above-mentioned circumstances, and a first object of the present invention is to provide a polymerization reaction which uses only a small amount or no photopolymerization initiator at the time of interference exposure. Is to obtain a volume hologram recording material and a volume hologram recording medium which can be advanced.

【0013】また、本発明の第二の目的は、最終的に得
られる体積型ホログラム膜中に光重合開始剤又はその分
解物の残留が少ないか又は全く存在しない体積ホログラ
ムを得ることにある。
A second object of the present invention is to obtain a volume hologram having little or no residual photopolymerization initiator or its decomposition product in the finally obtained volume hologram film.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明により提供される体積型ホログラム記録用感
光性組成物は、必須成分として、バインダーポリマー、
及び、自発的な光重合反応性を有する光重合性化合物を
含有することを特徴としている。
In order to achieve the above object, the photosensitive composition for volume hologram recording provided by the present invention comprises, as an essential component, a binder polymer,
And a photopolymerizable compound having spontaneous photopolymerization reactivity.

【0015】また、本発明により提供される体積型ホロ
グラム記録用感光性媒体は、必須成分として、バインダ
ーポリマー、及び、自発的な光重合反応性を有する光重
合性化合物を含有する体積型ホログラム記録材料層を基
材上に設けたことを特徴としている。
[0015] The photosensitive medium for volume hologram recording provided by the present invention comprises a binder polymer and a photopolymerizable compound having spontaneous photopolymerization reactivity as essential components. It is characterized in that a material layer is provided on a substrate.

【0016】本発明の体積型ホログラム記録用感光性組
成物及び体積型ホログラム記録用感光性媒体は、屈折率
変調成分として、干渉露光時に光重合開始剤が共存して
いなくても強露光部において自発的に重合し得る化合物
を用いるので、光重合開始剤を減量し又は全く使用せず
に体積型ホログラムを形成することができる。
The photosensitive composition for volume hologram recording and the photosensitive medium for volume hologram recording of the present invention can be used as a refractive index modulating component in a strongly exposed area even when a photopolymerization initiator is not present at the time of interference exposure. Since a compound capable of spontaneously polymerizing is used, a volume hologram can be formed without reducing or using any photopolymerization initiator.

【0017】従って、コスト削減を図ることができ、経
済性に優れている。また、体積型ホログラム記録用感光
性組成物又は体積型ホログラム記録用感光性媒体のホロ
グラム記録材料層が人や動物の皮膚に接触した時に、光
重合開始剤が悪影響を及ぼす恐れが少ないか、或いは、
光重合開始剤を全く用いない場合には、そのような恐れ
が全くなくなる。
Therefore, the cost can be reduced and the economy is excellent. In addition, when the hologram recording material layer of the photosensitive composition for volume hologram recording or the hologram recording material layer of the photosensitive medium for volume hologram recording is in contact with the skin of a human or animal, there is little possibility that the photopolymerization initiator adversely affects, or ,
When no photopolymerization initiator is used, such a fear is completely eliminated.

【0018】さらに、当該体積型ホログラム記録用感光
性組成物及び体積型ホログラム記録用感光性媒体を用い
て最終的に得られる体積型ホログラム膜は、光重合開始
剤又はその分解物の残留が少ないか又は全くないので、
光重合開始剤又はその分解物が体積型ホログラム膜の膜
物性や光学的特性に悪影響を及ぼす恐れが少ないか、或
いは、光重合開始剤を全く用いない場合には、そのよう
な恐れが全くなくなる。
Further, the volume type hologram film finally obtained using the volume type hologram recording photosensitive composition and the volume type hologram recording photosensitive medium has little residual photopolymerization initiator or its decomposition product. Or not at all,
The photopolymerization initiator or its decomposed product is less likely to adversely affect the film physical properties and optical characteristics of the volume hologram film, or if no photopolymerization initiator is used, such a risk is completely eliminated. .

【0019】本発明においては、光重合開始剤を実質的
に含有しない体積型ホログラム記録用感光性組成物を用
いて体積型ホログラム記録用感光性媒体のホログラム記
録材料層を形成し、干渉露光後には光重合開始剤又はそ
の分解物を実質的に含有していない体積型ホログラム膜
を得るのが好ましい。
In the present invention, a hologram recording material layer of a photosensitive medium for volume hologram recording is formed by using a photosensitive composition for volume hologram recording substantially not containing a photopolymerization initiator, and the layer is formed after interference exposure. It is preferable to obtain a volume hologram film substantially free of a photopolymerization initiator or a decomposition product thereof.

【0020】前記自発的光重合性化合物としては、ドナ
ー/アクセプター光重合系に属するドナー化合物とアク
セプター化合物とを組み合わせて含有するのが好まし
い。
The spontaneous photopolymerizable compound preferably contains a combination of a donor compound belonging to a donor / acceptor photopolymerization system and an acceptor compound.

【0021】特に、前記ドナー化合物として下記式1で
表されるビニルジオキソラン骨格を有する化合物、及
び、前記アクセプター化合物として下記式2で表される
マレイミド骨格を有する化合物を用いる組み合わせで
は、重合収縮が少なく、寸法安定性に優れた体積型ホロ
グラム膜が得られるので有用である。
In particular, in a combination using a compound having a vinyl dioxolane skeleton represented by the following formula 1 as the donor compound and a compound having a maleimide skeleton represented by the following formula 2 as the acceptor compound, polymerization shrinkage is small. This is useful because a volume hologram film having excellent dimensional stability can be obtained.

【0022】[0022]

【化5】 Embedded image

【0023】[0023]

【化6】 Embedded image

【0024】前記マレイミド骨格を有する化合物とし
て、一分子中にマレイミド骨格を二以上有する化合物を
用いる場合には、ドナー/アクセプター系の光重合によ
り架橋結合を形成し得るので好ましい。
When a compound having two or more maleimide skeletons in one molecule is used as the compound having a maleimide skeleton, a cross-linking can be formed by photopolymerization of a donor / acceptor system.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】本発明により提供される体積型ホ
ログラム記録用感光性組成物は、必須成分として、バイ
ンダーポリマー、及び、自発的な光重合反応性を有する
光重合性化合物を含有することを特徴とするものであ
る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The photosensitive composition for volume hologram recording provided by the present invention contains a binder polymer and a photopolymerizable compound having spontaneous photopolymerization reactivity as essential components. It is characterized by the following.

【0026】本発明においてバインダーポリマーとして
は、体積型ホログラムに求められる一般的な性質、すな
わち透明性、膜物性、干渉露光時の強露光部に生成する
光重合性化合物の重合体との屈折率差などの物性が満足
できると共に、干渉露光時に光重合性化合物の自発的な
重合反応の進行を阻害しないものが用いられる。
In the present invention, the binder polymer used in the present invention has general properties required for a volume hologram, namely, transparency, film physical properties, and a refractive index of a polymer of a photopolymerizable compound generated in a strongly exposed portion during interference exposure. A material that satisfies the physical properties such as the difference and does not inhibit the progress of the spontaneous polymerization reaction of the photopolymerizable compound during interference exposure is used.

【0027】バインダーポリマーとして具体的には、ポ
リメタアクリル酸エステル又はその部分加水分解物;ポ
リ酢酸ビニル又はその加水分解物;ポリビニルアルコー
ル又はその部分アセタール化物;トリアセチルセルロー
ス;ポリイソプレン;ポリブタジエン;ポリクロロプレ
ン;シリコーンゴム;ポリスチレン;ポリビニルブチラ
ール;ポリクロロプレン;ポリ塩化ビニル;塩素化ポリ
エチレン;塩素化ポリプロピレン;ポリ−N−ビニルカ
ルバゾール又はその誘導体;ポリ−N−ビニルピロリド
ン又はその誘導体;スチレンと無水マレイン酸の共重合
体またはその半エステル;アクリル酸、アクリル酸エス
テル、メタクリル酸、メタクリル酸エステル、アクリル
アミド、アクリルニトリル、エチレン、プロピレン、塩
化ビニル、酢酸ビニル等の共重合可能なモノマー群の少
なくとも1つを重合成分とする共重合体;上記各バイン
ダーポリマー単体の二以上を含有する混合物を用いるこ
とができる。好ましくは、ポリイソプレン、ポリブタジ
エン、ポリクロロプレン、ポリビニルアルコール、ポリ
ビニルアルコールの部分アセタール化物であるポリビニ
ルアセタール、ポリビニルブチラール、ポリ酢酸ビニ
ル、エチレン−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸
ビニル共重合体等、又はそれらの混合物が挙げられる。
Specific examples of the binder polymer include polymethacrylate or a partial hydrolyzate thereof; polyvinyl acetate or a hydrolyzate thereof; polyvinyl alcohol or a partially acetalized product thereof; triacetyl cellulose; polyisoprene; polybutadiene; Chloroprene; silicone rubber; polystyrene; polyvinyl butyral; polychloroprene; polyvinyl chloride; chlorinated polyethylene; chlorinated polypropylene; poly-N-vinylcarbazole or a derivative thereof; poly-N-vinylpyrrolidone or a derivative thereof; Acrylic acid, acrylic acid ester, methacrylic acid, methacrylic acid ester, acrylamide, acrylonitrile, ethylene, propylene, vinyl chloride, vinyl acetate Copolymer and at least one polymerizable component copolymerizable monomers groups such as Le; can be used a mixture containing the two or more of each binder polymer alone. Preferably, polyisoprene, polybutadiene, polychloroprene, polyvinyl alcohol, polyvinyl acetal which is a partially acetalized product of polyvinyl alcohol, polyvinyl butyral, polyvinyl acetate, ethylene-vinyl acetate copolymer, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, etc. Or a mixture thereof.

【0028】干渉露光により生じた屈折率変調を促進し
或いは記録されたホログラムを安定化させる工程として
加熱により重合性成分を移動させる工程等があるが、そ
のためにはこれらのマトリックスポリマーは、完全硬化
する前において好ましくはガラス転移温度が比較的低
く、モノマー移動を容易にするものであることが必要で
ある。具体的には、ガラス転移温度が180℃以下であ
ることが好ましい。
As a step of promoting the refractive index modulation caused by the interference exposure or stabilizing the recorded hologram, there is a step of moving a polymerizable component by heating. For this purpose, these matrix polymers are completely cured. It is necessary that the glass transition temperature be relatively low before the reaction, and that the monomer transfer be facilitated. Specifically, the glass transition temperature is preferably 180 ° C. or lower.

【0029】本発明において自発的な光重合反応性を有
する光重合性化合物(自発的光重合性化合物)は、干渉
露光時に強露光部の屈折率を変調させて干渉縞を形成す
るための成分(屈折率変調成分)であり、当該自発的光
重合性化合物を重合させて得られる重合体の屈折率が上
記バインダーポリマーの屈折率と異なるものを用いる。
自発的光重合性化合物は、重合体となった時にバインダ
ーポリマーよりも屈折率が大きくなっても小さくなって
も良いが、両者の屈折率差が少なくとも0.01以上あ
ることが望ましい。
In the present invention, the photopolymerizable compound having spontaneous photopolymerization reactivity (spontaneous photopolymerizable compound) is a component for forming interference fringes by modulating the refractive index of a strongly exposed portion during interference exposure. (Refractive index modulating component), which has a refractive index of a polymer obtained by polymerizing the spontaneous photopolymerizable compound different from that of the binder polymer.
The spontaneous photopolymerizable compound may have a larger or smaller refractive index than the binder polymer when it becomes a polymer, but it is preferable that the difference between the two is at least 0.01 or more.

【0030】光重合反応には、光照射により重合性化合
物が重合反応の活性を直接獲得して自発的に重合を開
始、進行する狭義の光重合反応と、光照射を受けても直
接的には活性化しない重合性化合物と、光照射によりラ
ジカルやカチオンなどの活性種を発生させる光重合開始
剤とを共存させ、光照射により光重合開始剤から活性種
を発生させ、当該活性種の作用によって重合性化合物の
重合反応を開始、進行させる広義の光重合反応とがあ
る。
In the photopolymerization reaction, the polymerizable compound directly acquires the activity of the polymerization reaction by light irradiation and spontaneously initiates and initiates polymerization. Is a polymerizable compound that does not activate, and a photopolymerization initiator that generates active species such as radicals and cations by light irradiation coexist, and generates an active species from the photopolymerization initiator by light irradiation, and the action of the active species There is a broad sense of photopolymerization reaction in which the polymerization reaction of the polymerizable compound is started and progressed.

【0031】本発明において用いられる自発的光重合性
化合物とは、上記分類における狭義の光重合反応を起こ
し得る化合物であり、可視領域又は不可視領域の光照射
を受けた時にそれ自体が光重合活性を直接的に獲得し、
光重合開始剤が共存していなくても自発的に光重合を開
始、進行し得る成分である。
The spontaneous photopolymerizable compound used in the present invention is a compound capable of causing a photopolymerization reaction in a narrow sense in the above-mentioned classification, and is itself photopolymerizable when irradiated with light in a visible region or an invisible region. Directly,
It is a component that can spontaneously initiate and progress photopolymerization even when no photopolymerization initiator is present.

【0032】自発的光重合性化合物の反応形式は特に限
定されず、例えば、光照射によりラジカル重合やカチオ
ン重合を自発的に引き起こす化合物であってもよい。ま
た、自発的光重合性化合物の感度波長は可視領域に限定
されず、本発明においては、紫外線や電子線等の電離放
射線を含む不可視領域の光照射に感度を有するものも、
自発的光重合性化合物として用いることができる。
The type of reaction of the spontaneous photopolymerizable compound is not particularly limited. For example, a compound which spontaneously causes radical polymerization or cationic polymerization by light irradiation may be used. Further, the sensitivity wavelength of the spontaneous photopolymerizable compound is not limited to the visible region, and in the present invention, those having sensitivity to light irradiation in an invisible region including ionizing radiation such as ultraviolet rays and electron beams,
It can be used as a spontaneous photopolymerizable compound.

【0033】自発的光重合性化合物として、具体的に
は、ドナー/アクセプター光重合系に属するドナー化合
物とアクセプター化合物を組み合わせて用いることがで
きる。
As the spontaneous photopolymerizable compound, specifically, a donor compound and an acceptor compound belonging to a donor / acceptor photopolymerization system can be used in combination.

【0034】ドナー/アクセプター光重合系において
は、水素供与(電子供与)性であるドナー化合物と水素
受容(電子受容)性であるアクセプター化合物とが、光
による相互作用により自発的に重合反応を開始、進行す
るので、光重合開始剤を必要としない。
In the donor / acceptor photopolymerization system, a hydrogen-donating (electron-donating) donor compound and a hydrogen-accepting (electron-accepting) acceptor compound spontaneously initiate a polymerization reaction by interaction with light. The photopolymerization initiator does not need to be used.

【0035】ドナー化合物としては、トリエチレングリ
コールジビニルエーテル、フルフリルビニルエーテル、
4‐プロペニルオキシメチル‐1,3‐2‐ジオキソラ
ノン等のビニルエーテル類、N‐ビニルピロリドン等が
例示される。
As the donor compound, triethylene glycol divinyl ether, furfuryl vinyl ether,
Examples thereof include vinyl ethers such as 4-propenyloxymethyl-1,3--2-dioxolanone and N-vinylpyrrolidone.

【0036】また、アクセプター化合物としては、マレ
イミド、N‐メチルマレイミド、N‐フェニルマレイミ
ド、p‐カルボメトキシフェニルマレイミド、N,N’
-アルキレンジマレイミド、N,N’-オキシアルキレン
ジマレイミド等のマレイミド類、ジメチルフマレート、
ジアリルマレイネート、ジメチルマレイネート等が例示
される。
As the acceptor compound, maleimide, N-methylmaleimide, N-phenylmaleimide, p-carbomethoxyphenylmaleimide, N, N '
Maleimides such as -alkylenedimaleimide, N, N'-oxyalkylenedimaleimide, dimethyl fumarate,
Examples include diallyl maleate and dimethyl maleate.

【0037】ドナー化合物として下記式1で表されるビ
ニルジオキソラン骨格を有する化合物と、アクセプター
化合物として下記式2で表されるマレイミド骨格を有す
る化合物とを用いる組み合わせでは、重合収縮が少な
く、寸法安定性に優れた体積型ホログラム膜が得られる
ので有用である。
In a combination using a compound having a vinyl dioxolane skeleton represented by the following formula 1 as a donor compound and a compound having a maleimide skeleton represented by the following formula 2 as an acceptor compound, polymerization shrinkage is small and dimensional stability is low. This is useful because a volume hologram film excellent in the above can be obtained.

【0038】[0038]

【化7】 Embedded image

【0039】[0039]

【化8】 Embedded image

【0040】式1で表されるビニルジオキソラン骨格を
有する化合物としては、下記式1aで表されるビニルジ
オキソラン化合物を例示することができる。
As the compound having a vinyl dioxolane skeleton represented by the formula 1, a vinyl dioxolane compound represented by the following formula 1a can be exemplified.

【0041】[0041]

【化9】 (式中、R1及びR2は、水素、ハロゲン、ヒドロキシル
基、メチルやブチルなどのアルキル基、アルキレンオキ
シド基、フェニルやナフチルなどの芳香族基、シクロヘ
キシルやシクロオクチルなどの脂環式基、フラン、ピロ
ール、ピラン、チオピランなどの複素環基、及び、それ
らから誘導される基から選ばれる。)一方、式2で表さ
れるマレイミド骨格を有する化合物としては、下記式2
aで表されるマレイミド化合物を例示することができ
る。マレイミド骨格を有する化合物のなかでも、一分子
中にマレイミド骨格を二以上有するものは多官能であ
り、ドナー/アクセプター系の光重合により架橋結合を
形成し得るので好ましい。多官能マレイミド化合物とし
ては、式2aに含まれる化合物のうち、N‐置換基であ
るR1がマレイミド‐N’‐置換体のものを例示するこ
とができ、具体的には、N,N’-アルキレンジマレイ
ミドやN,N’-オキシアルキレンジマレイミド等の
N,N’-ジマレイミド類が含まれる。
Embedded image (Wherein R 1 and R 2 are hydrogen, halogen, hydroxyl group, alkyl group such as methyl or butyl, alkylene oxide group, aromatic group such as phenyl or naphthyl, alicyclic group such as cyclohexyl or cyclooctyl, Heterocyclic groups such as furan, pyrrole, pyran and thiopyran, and groups derived therefrom.) On the other hand, as the compound having a maleimide skeleton represented by the formula 2,
The maleimide compound represented by a can be exemplified. Among the compounds having a maleimide skeleton, those having two or more maleimide skeletons in one molecule are polyfunctional, and are preferred because they can form cross-linking by donor / acceptor photopolymerization. Examples of the polyfunctional maleimide compound include, among the compounds included in Formula 2a, those in which R 1 as an N-substituent is a maleimide-N′-substituted product. Specifically, N, N ′ N, N'-dimaleimides such as -alkylenedimaleimide and N, N'-oxyalkylenedimaleimide are included.

【0042】[0042]

【化10】 (式中、R1は水素、ヒドロキシル基、メチルやブチル
などのアルキル基、アルキレンオキシド基、フェニルや
ナフチルなどの芳香族基、シクロヘキシルやシクロオク
チルなどの脂環式基、フラン、ピロール、ピラン、チオ
ピランなどの複素環基、それらのマレイミド‐N’‐置
換体、及び、それらから誘導される基から選ばれる。)
Embedded image (Wherein, R 1 is hydrogen, a hydroxyl group, an alkyl group such as methyl or butyl, an alkylene oxide group, an aromatic group such as phenyl or naphthyl, an alicyclic group such as cyclohexyl or cyclooctyl, furan, pyrrole, pyran, Heterocyclic groups such as thiopyran, maleimide-N'-substituted products thereof, and groups derived therefrom.)

【0043】自発性光重合性化合物としては、光重合性
基を含有するオリゴマーやポリマーを使用することも可
能であるが、干渉露光時には屈折率変調成分の分子量が
小さいほどホログラム記録材料層中で容易に強露光部へ
移動すると考えられることから、モノマーを用いる方が
好ましい。
As the spontaneous photopolymerizable compound, an oligomer or polymer containing a photopolymerizable group can be used. However, at the time of interference exposure, the smaller the molecular weight of the refractive index modulating component is in the hologram recording material layer, the smaller the molecular weight is. It is preferable to use a monomer because it is considered that the monomer easily moves to the strongly exposed portion.

【0044】本発明においては、体積型ホログラム記録
用感光性組成物の屈折率変調成分として、干渉露光時に
光重合開始剤が共存していなくても強露光部において自
発的に重合し得る化合物を用いるので、光重合開始剤を
減量し又は全く使用せずに体積型ホログラムを形成する
ことができる。従って、コスト削減を図ることができ、
経済性に優れている。また、体積型ホログラム記録用感
光性組成物が人や動物の皮膚に接触した時に、光重合開
始剤が悪影響を及ぼす恐れが少ないか、或いは、光重合
開始剤を全く用いない場合には、そのような恐れが全く
なくなる。当該体積型ホログラム記録用感光性組成物を
用いて最終的に得られる体積型ホログラム膜は、光重合
開始剤又はその分解物の残留が少ないか又は全くないの
で、光重合開始剤又はその分解物が体積型ホログラム膜
の膜物性や光学的特性に悪影響を及ぼす恐れが少ない
か、或いは、光重合開始剤を全く用いない場合には、そ
のような恐れが全くなくなる。
In the present invention, a compound capable of spontaneously polymerizing in a strongly exposed portion even when a photopolymerization initiator is not present at the time of interference exposure is used as a refractive index modulation component of the photosensitive composition for volume hologram recording. Since it is used, a volume hologram can be formed with a reduced or no photopolymerization initiator. Therefore, the cost can be reduced,
Excellent economy. Further, when the photosensitive composition for volume hologram recording comes into contact with human or animal skin, there is little possibility that the photopolymerization initiator has an adverse effect, or when no photopolymerization initiator is used, the Such fear is completely eliminated. The volume hologram film finally obtained using the photosensitive composition for volume hologram recording has little or no residual photopolymerization initiator or its decomposed product, so the photopolymerization initiator or its decomposed product Is less likely to adversely affect the physical properties and optical properties of the volume hologram film, or if no photopolymerization initiator is used, such a risk is completely eliminated.

【0045】本発明においては、光重合開始剤を実質的
に含有しない体積型ホログラム記録用感光性組成物を用
いて体積型ホログラム記録用感光性媒体のホログラム記
録材料層を形成し、干渉露光後には光重合開始剤又はそ
の分解物を実質的に含有していない体積型ホログラム膜
を得るのが好ましい。しかしながら、本発明の体積型ホ
ログラム記録用感光性組成物には、干渉露光時の感度を
向上させる目的で、必要に応じて少量の光重合開始剤を
配合することができる。
In the present invention, a hologram recording material layer of a photosensitive medium for volume hologram recording is formed using a photosensitive composition for volume hologram recording substantially not containing a photopolymerization initiator, and the layer is formed after interference exposure. It is preferable to obtain a volume hologram film substantially free of a photopolymerization initiator or a decomposition product thereof. However, a small amount of a photopolymerization initiator can be added to the photosensitive composition for volume hologram recording of the present invention, if necessary, for the purpose of improving the sensitivity during interference exposure.

【0046】光重合開始剤を用いる場合には、自発的光
重合性化合物の反応形式に合わせて、当該反応形式を促
進することのできる活性種を発生させるものを適宜選択
する。上記ドナー/アクセプター光重合系に対しては、
例えば、光ラジカル重合開始剤として、1,3‐ジ(t
‐ブチルジオキシカルボニル)ベンゾフェノン、3,
3’,4,4’‐テトラキス(t‐ブチルジオキシカル
ボニル)ベンゾフェノン、N‐フェニルグリシン、2,
4,6‐トリス(トリクロロメチル)‐s‐トリアジ
ン、3‐フェニル‐5‐イソオキサゾロン、2‐メルカ
プトベンズイミダゾール、及び、イミダゾール二量体類
などを用いることができ、光カチオン重合開始剤とし
て、芳香族ジアゾニウム塩、芳香族ヨードニウム塩、芳
香族スルホニウム塩、芳香族ホスホニウム塩、混合配位
子金属塩(例えば、(η6‐ベンゼン)(η5‐シクロペ
ンタジエニル)鉄(II)、シラノール‐アルミニウム錯
体)などを用いることができる。また、光重合開始剤
は、記録されたホログラムの安定化の観点から、ホログ
ラム記録後に分解処理されるのが好ましい。
When a photopolymerization initiator is used, one that generates an active species capable of promoting the reaction mode is appropriately selected according to the reaction mode of the spontaneous photopolymerizable compound. For the above donor / acceptor photopolymerization system,
For example, as a photoradical polymerization initiator, 1,3-di (t
-Butyldioxycarbonyl) benzophenone, 3,
3 ′, 4,4′-tetrakis (t-butyldioxycarbonyl) benzophenone, N-phenylglycine, 2,
4,6-tris (trichloromethyl) -s-triazine, 3-phenyl-5-isoxazolone, 2-mercaptobenzimidazole, and imidazole dimers can be used. As a cationic photopolymerization initiator, Aromatic diazonium salt, aromatic iodonium salt, aromatic sulfonium salt, aromatic phosphonium salt, mixed ligand metal salt (for example, (η 6 -benzene) (η 5 -cyclopentadienyl) iron (II), silanol -Aluminum complex) and the like. The photopolymerization initiator is preferably decomposed after recording the hologram from the viewpoint of stabilizing the recorded hologram.

【0047】ホログラムの利用分野としては最も一般的
なのは可視像としてのホログラムである。そのような可
視像としてのホログラムを記録するために、特に可視レ
ーザー光、例えば、アルゴンイオンレーザー(458n
m、488nm、514.5nm)、クリプトンイオン
レーザー(647.1nm)、YAGレーザー(532
nm)等を選択的に使用する場合や、或いは、干渉露光
の感度を向上させるために、光重合反応を起こし得る波
長帯域を広げたい場合には、各レーザー光波長における
感度を向上させる目的で、可視光増感色素を添加するこ
とができる。可視光増感色素は、光重合開始剤のように
重合を開始するための活性種を発生させるのではない
が、可視光領域に吸収波長を有し、重合系の反応性を向
上させる成分である。
The most common application of holograms is holograms as visible images. In order to record a hologram as such a visible image, a visible laser beam, for example, an argon ion laser (458n
m, 488 nm, 514.5 nm), krypton ion laser (647.1 nm), YAG laser (532)
nm) or when it is desired to broaden the wavelength band in which a photopolymerization reaction can occur in order to improve the sensitivity of interference exposure, with the aim of improving the sensitivity at each laser light wavelength. And a visible light sensitizing dye. A visible light sensitizing dye does not generate an active species for initiating polymerization like a photopolymerization initiator, but has an absorption wavelength in a visible light region and is a component that improves the reactivity of a polymerization system. is there.

【0048】可視光増感色素としては、チオピリリウム
塩系色素、メロシアニン系色素、キノリン系色素、スチ
リルキノリン系色素、ケトクマリン系色素、チオキサン
テン系色素、キサンテン系色素、オキソノール系色素、
シアニン系色素、ローダミン系色素、ピリリウム塩系色
素等が例示される。可視光増感色素は、光学素子のよう
な高透明性が要求される場合には、ホログラム記録後の
後工程、加熱や紫外線照射により分解等により無色にな
るものが好ましい。
Examples of the visible light sensitizing dye include thiopyrylium salt dyes, merocyanine dyes, quinoline dyes, styrylquinoline dyes, ketocoumarin dyes, thioxanthene dyes, xanthene dyes, oxonol dyes,
Examples thereof include cyanine dyes, rhodamine dyes, and pyrylium salt dyes. When high transparency such as an optical element is required for the visible light sensitizing dye, it is preferable that the dye be colorless due to decomposition or the like by a post-process after heating the hologram or irradiation with ultraviolet rays.

【0049】本発明の体積型ホログラム記録用感光性組
成物には、必要に応じて上記以外の成分を配合してもよ
い。例えば、ホログラム膜の製品の膜強度を向上させる
目的で、上記バインダーポリマーとは別に比較的少量の
バインダー成分を配合することが出来る。
The photosensitive composition for volume hologram recording of the present invention may optionally contain components other than those described above. For example, a relatively small amount of a binder component can be compounded in addition to the binder polymer for the purpose of improving the film strength of a hologram film product.

【0050】屈折率変調成分である自発的光重合性化合
物は、バインダーポリマー100重量部に対して10〜
1000重量部、好ましくは10〜100重量部の割合
で使用される。自発的光重合性化合物としてドナー/ア
クセプター光重合系を利用する場合には、バインダーポ
リマー100重量部に対してドナー化合物とアクセプタ
ー化合物の合計量が10〜1000重量部、好ましくは
10〜100重量部の割合となるようにする。ドナー化
合物とアクセプター化合物相互の配合比は、通常であれ
ば両者の反応等量換算で1:1またはその付近となるよ
うに調節すればよいが、両者の反応性を考慮して適宜調
節する。
The spontaneous photopolymerizable compound as the refractive index modulating component is 10 to 10 parts by weight of the binder polymer.
It is used in a proportion of 1000 parts by weight, preferably 10 to 100 parts by weight. When a donor / acceptor photopolymerization system is used as the spontaneous photopolymerizable compound, the total amount of the donor compound and the acceptor compound is 10 to 1000 parts by weight, preferably 10 to 100 parts by weight, based on 100 parts by weight of the binder polymer. So that the ratio is The mixing ratio of the donor compound and the acceptor compound may be usually adjusted so as to be 1: 1 or around the equivalent of the reaction equivalent of the two, but is appropriately adjusted in consideration of the reactivity of the two.

【0051】本発明において光重合開始剤は必要ない
が、干渉露光の感度を向上させるために用いる場合には
比較的少量とし、具体的にはバインダーポリマー100
重量部に対して0.1〜8重量部、好ましくは0.1〜
5重量部の割合で使用される。
Although a photopolymerization initiator is not required in the present invention, when it is used for improving the sensitivity of interference exposure, a relatively small amount is used.
0.1 to 8 parts by weight, preferably 0.1 to 8 parts by weight
Used in a proportion of 5 parts by weight.

【0052】可視光増感色素は、バインダーポリマー1
00重量部に対して0.01〜1重量部、好ましくは
0.01〜0.5重量部の割合で使用される。
The visible light sensitizing dye is a binder polymer 1
It is used in an amount of 0.01 to 1 part by weight, preferably 0.01 to 0.5 part by weight, based on 00 parts by weight.

【0053】上記したような各材料を、アセトン、メチ
ルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキ
サノン、ベンゼン、トルエン、キシレン、クロルベンゼ
ン、テトラヒドロフラン、メチルセロソルブ、エチルセ
ロソルブ、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソ
ルブアセテート、酢酸エチル、1,4−ジオキサン、
1,2−ジクロロエタン、ジクロルメタン、クロロホル
ム、メタノール、エタノール、イソプロパノール等、ま
たはそれらの混合溶剤に溶解することにより、本発明に
係る体積型ホログラム記録用感光性組成物としての塗布
液を調製することができる。ただし、自発的光重合性化
合物が常温で液状の場合には、塗工溶剤の使用量を減ら
すことができ、塗工溶剤が全く必要ない場合もある。
Each of the above-mentioned materials was subjected to acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, benzene, toluene, xylene, chlorobenzene, tetrahydrofuran, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, ethyl acetate, , 4-dioxane,
By dissolving in 1,2-dichloroethane, dichloromethane, chloroform, methanol, ethanol, isopropanol, or the like, or a mixed solvent thereof, a coating liquid as a photosensitive composition for volume hologram recording according to the present invention can be prepared. it can. However, when the spontaneous photopolymerizable compound is liquid at room temperature, the amount of the coating solvent used can be reduced, and the coating solvent may not be needed at all.

【0054】上記塗布液を、スピンコーター、グラビア
コーター、コンマコーター、バーコーター等の方法によ
り適切な基材フィルム、ガラス基板等の支持体に塗布
し、乾燥させることによってホログラム記録材料層が形
成され、体積型ホログラム記録用感光性媒体が得られ
る。体積型ホログラム記録材料層の厚みは1〜100μ
m、好ましくは10〜40μmとするのが良い。
The hologram recording material layer is formed by applying the above coating solution to a suitable support such as a base film or a glass substrate by a method such as a spin coater, a gravure coater, a comma coater or a bar coater and drying. Thus, a photosensitive medium for volume hologram recording is obtained. The thickness of the volume hologram recording material layer is 1 to 100 μ
m, preferably 10 to 40 μm.

【0055】体積型ホログラム記録用感光性媒体の基材
フイルムとしては、透明性を有するものであり、ポリエ
チレンフイルム、ポリプロピレンフイルム、ポリフッ化
エチレン系フイルム、ポリフッ化ビニリデンフイルム、
ポリ塩化ビニルフイルム、ポリ塩化ビニリデンフイル
ム、エチレン−ビニルアルコールフイルム、ポリビニル
アルコールフイルム、ポリメチルメタクリレートフイル
ム、ポリエーテルスルホンフイルム、ポリエーテルエー
テルケトンフイルム、ポリアミドフイルム、テトラフル
オロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共
重合フイルム、ポリエチレンテレフタレートフイルム等
のポリエステルフイルム、ポリイミドフイルム等の樹脂
が例示され、膜厚としては2〜200μm、好ましくは
10〜50μmである。
The base film of the photosensitive medium for volume hologram recording has transparency, and is a polyethylene film, a polypropylene film, a polyethylene fluoride film, a polyvinylidene fluoride film,
Polyvinyl chloride film, polyvinylidene chloride film, ethylene-vinyl alcohol film, polyvinyl alcohol film, polymethyl methacrylate film, polyether sulfone film, polyether ether ketone film, polyamide film, tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer film And a resin such as a polyester film such as a polyethylene terephthalate film and a polyimide film, and has a thickness of 2 to 200 μm, preferably 10 to 50 μm.

【0056】また、乾燥後の体積型ホログラム記録材料
層に粘着性がある場合、保護フィルムとして、上記基材
フィルムで例示されているフィルムをラミネートするこ
とができる。この場合、ラミネートフィルムの体積型ホ
ログラム記録材料層との接触面は、後から剥がしやすい
ように離型処理されていても良い。
When the volume hologram recording material layer after drying is tacky, a film exemplified as the above-mentioned base film can be laminated as a protective film. In this case, the contact surface of the laminate film with the volume hologram recording material layer may be subjected to a release treatment so as to be easily peeled off later.

【0057】こうして得られた体積型ホログラム記録用
感光性媒体は基材フィルム上にホログラム記録材料層を
設けたものであり、当該ホログラム記録材料層は、必須
成分として、バインダーポリマー、及び、自発的な光重
合反応性を有する光重合性化合物を含有してなるもので
ある。また、当該ホログラム記録材料層には、必要に応
じて可視光増感色素も含有している。
The thus obtained photosensitive medium for volume hologram recording has a hologram recording material layer provided on a base film, and the hologram recording material layer comprises, as essential components, a binder polymer and a spontaneous material. It contains a photopolymerizable compound having high photopolymerization reactivity. Further, the hologram recording material layer also contains a visible light sensitizing dye as necessary.

【0058】本発明に係る体積型ホログラム記録用感光
性媒体には、従来から知られている方法により干渉露光
を行って体積型ホログラムを形成することが出来る。
The volume hologram can be formed on the photosensitive medium for volume hologram recording according to the present invention by performing interference exposure by a conventionally known method.

【0059】例えば、体積型ホログラム記録用感光性媒
体のホログラム記録材料層にホログラム原版を向き合わ
せて密着させ、透明基材フィルム側から可視光、或いは
紫外線や電子線のような電離放射線を用いて干渉露光を
行うことにより体積型ホログラムが形成される。
For example, a hologram master is faced to and adhered to a hologram recording material layer of a photosensitive medium for volume hologram recording, and visible light or ionizing radiation such as ultraviolet light or an electron beam is used from the transparent base film side. A volume hologram is formed by performing the interference exposure.

【0060】また、干渉露光による屈折率変調を促進し
或いは重合反応を完結させるために、干渉露光後に紫外
線による全面露光や加熱等の処理を適宜行うことができ
る。
Further, in order to promote the refractive index modulation by interference exposure or to complete the polymerization reaction, after the interference exposure, treatment such as overall exposure with ultraviolet light and heating can be appropriately performed.

【0061】本発明における体積型ホログラム記録用感
光性組成物の体積型ホログラム記録メカニズムは、従来
から言われているメカニズムと基本的に同様であると考
えられる。すなわち、フィルム状に形成された該感光性
組成物を干渉露光すると、光が強い部分にて光重合が開
始され、それに伴い自発的光重合性化合物の濃度勾配が
でき、光が弱い部分から強い部分に自発的光重合性化合
物の拡散移動が起こる。ただし本発明においては、光重
合開始剤が少量しか又は理想的には全く共存しない状態
で、自発的光重合性化合物が重合を開始、進行する。そ
の結果、干渉光の光の強弱に応じて自発的光重合性化合
物及び/又はその重合体の疎密ができ、屈折率の差とし
て現れる。この屈折率差が干渉縞となり、体積型ホログ
ラムが形成される。
It is considered that the volume hologram recording mechanism of the photosensitive composition for volume hologram recording in the present invention is basically the same as the mechanism conventionally known. That is, when the photosensitive composition formed in the form of a film is subjected to interference exposure, photopolymerization is started at a portion where light is strong, and a concentration gradient of a spontaneous photopolymerizable compound is thereby generated, and the portion where light is weak is strong. Spontaneous diffusion transfer of the photopolymerizable compound occurs in the portion. However, in the present invention, the spontaneous photopolymerizable compound starts and proceeds polymerization in a state where only a small amount or ideally no photopolymerization initiator coexists. As a result, the spontaneous photopolymerizable compound and / or its polymer can be made dense and dense depending on the intensity of the interference light, and appear as a difference in refractive index. This refractive index difference becomes an interference fringe, and a volume hologram is formed.

【0062】Kogelnikの理論より計算されるΔnは感材
中に入射した干渉光に応じて形成される屈折率分布にお
ける屈折率差を示すものであるが、このΔnが大きい
程、優れたホログラムとなる。本発明においても、この
Kogelnikの理論より計算されるΔnにより、干渉露光の
強露光部と弱露光部又は非露光部の間の屈折率差を評価
することが出来る。干渉露光の強露光部と弱露光部又は
非露光部の間の屈折率差は、どちらの屈折率が大きくて
もよいが、両者の屈折率差が少なくとも0.01以上あ
ることが望ましい。
The Δn calculated from Kogelnik's theory indicates the difference in the refractive index in the refractive index distribution formed in response to the interference light incident on the light-sensitive material. Become. In the present invention, this
With Δn calculated from Kogelnik's theory, it is possible to evaluate the difference in the refractive index between the strongly exposed portion and the weakly exposed portion or the non-exposed portion of the interference exposure. Regarding the difference in refractive index between the strongly exposed portion and the weakly exposed portion or the non-exposed portion of the interference exposure, any of the refractive indices may be large, but it is preferable that the difference between the two is at least 0.01 or more.

【0063】このようにして本発明に係る体積型ホログ
ラム記録用感光性媒体のホログラム記録材料層は干渉露
光により干渉縞を生じてホログラム層となり、体積型ホ
ログラムが得られる。
As described above, the hologram recording material layer of the photosensitive medium for volume hologram recording according to the present invention forms interference fringes by interference exposure and becomes a hologram layer, and a volume hologram is obtained.

【0064】また、上述したところから明らかなよう
に、本発明における体積型ホログラム記録用感光性媒体
のホログラム記録材料層は、光重合開始剤を必要としな
い自発的光重合性化合物を屈折率変調成分として用いて
おり、最終的に得られるホログラム膜には、光重合開始
剤又はその残留物が少量しか又は全く存在しない。従っ
て、体積型ホログラム膜の物性や光学的特性が光重合開
始剤又はその残留物により悪影響を受ける恐れが少ない
か、或いは、光重合開始剤を全く使用しない場合には、
そのような悪影響の恐れが全くない。
Further, as is apparent from the above description, the hologram recording material layer of the photosensitive medium for volume hologram recording in the present invention comprises a spontaneous photopolymerizable compound which does not require a photopolymerization initiator and has a refractive index modulation. The photopolymerization initiator or its residue is present in a small amount or not at all in the hologram film finally used as a component. Therefore, the physical properties and optical properties of the volume hologram film are less likely to be adversely affected by the photopolymerization initiator or its residue, or when no photopolymerization initiator is used,
There is no fear of such adverse effects.

【0065】[0065]

【実施例】次に本発明を実施例に基づき説明する。Next, the present invention will be described with reference to examples.

【0066】(実施例1) (1)体積型ホログラム記録用感光性組成物溶液の調製 下記成分及び溶剤を混合し、体積型ホログラム記録用感
光性組成物溶液を調製した。
(Example 1) (1) Preparation of photosensitive composition solution for volume hologram recording The following components and solvent were mixed to prepare a photosensitive composition solution for volume hologram recording.

【0067】<体積型ホログラム記録用感光性組成物溶
液の組成> ・ポリメチルメタクリレート(Elvacite 20
41、デュポン製):100重量部 ・4,4’‐ジマレイミドビスフェノール:30重量部 ・p‐グリシジルオキシスチレン:30重量部 ・3‐エチル‐5‐[(3‐エチル‐2(3H)‐ベン
ゾチアゾリリデン)エチリデン]‐2‐チオキソ‐4‐
オキサゾリジノン(NK‐1473、(株)林原生物化
学研究所製):0.02重量部 ・メタノール:30重量部 ・メチルエチルケトン:30重量部
<Composition of the photosensitive composition solution for volume hologram recording> Polymethyl methacrylate (Elvacite 20)
41, manufactured by DuPont): 100 parts by weight ・ 4,4′-dimaleimidobisphenol: 30 parts by weight ・ p-glycidyloxystyrene: 30 parts by weight ・ 3-ethyl-5-[(3-ethyl-2 (3H)- Benzothiazolylidene) ethylidene] -2-thioxo-4-
Oxazolidinone (NK-1473, manufactured by Hayashibara Biochemical Laboratory): 0.02 parts by weight ・ Methanol: 30 parts by weight ・ Methyl ethyl ketone: 30 parts by weight

【0068】(2)体積型ホログラム記録用感光性媒体
の作製 上記溶液を38μmのポリエチレンテレフタレート(P
ET)フィルム(東レ製ルミラーT‐60)上にバーコ
ーターを使用して、乾燥膜厚20μmとなるように塗布
し、体積型ホログラム記録用感光性媒体を作製した。
(2) Production of photosensitive medium for volume hologram recording The above solution was treated with 38 μm polyethylene terephthalate (P
ET) film (Lumirror T-60 manufactured by Toray Industries, Inc.) was applied using a bar coater so as to have a dry film thickness of 20 μm to prepare a photosensitive medium for volume hologram recording.

【0069】次に、体積型ホログラム記録用感光性媒体
のホログラム記録材料層側をミラーにラミネートし、P
ET側から514.5nmアルゴンイオンレーザー光を
入射して干渉露光を行い、体積型ホログラムを記録し
た。
Next, the hologram recording material layer side of the photosensitive medium for volume hologram recording is laminated on a mirror,
514.5 nm argon ion laser light was incident from the ET side to perform interference exposure to record a volume hologram.

【0070】次に、加熱、紫外線重合により干渉縞を固
定し、体積型ホログラムを得た。分光評価結果から計算
した結果、屈折率変調量Δnは0.027であった。
Next, the interference fringes were fixed by heating and UV polymerization to obtain a volume hologram. As a result of calculation from the spectral evaluation result, the refractive index modulation amount Δn was 0.027.

【0071】[0071]

【発明の効果】本発明の体積型ホログラム記録用感光性
組成物及び体積型ホログラム記録用感光性媒体は、屈折
率変調成分として、干渉露光時に光重合開始剤が共存し
ていなくても強露光部において自発的に重合し得る化合
物を用いるので、光重合開始剤を減量し又は全く使用せ
ずに体積型ホログラムを形成することができる。
As described above, the photosensitive composition for volume hologram recording and the photosensitive medium for volume hologram recording of the present invention can be used as a refractive index modulating component even if a photopolymerization initiator is not present at the time of interference exposure. Since a compound capable of spontaneously polymerizing is used in the part, a volume hologram can be formed without reducing or using any photopolymerization initiator.

【0072】従って、コスト削減を図ることができ、経
済性に優れている。また、体積型ホログラム記録用感光
性組成物又は体積型ホログラム記録用感光性媒体のホロ
グラム記録材料層が人や動物の皮膚に接触した時に、光
重合開始剤が悪影響を及ぼす恐れが少ないか、或いは、
光重合開始剤を全く用いない場合には、そのような恐れ
が全くなくなる。
Therefore, the cost can be reduced and the economy is excellent. In addition, when the hologram recording material layer of the photosensitive composition for volume hologram recording or the hologram recording material layer of the photosensitive medium for volume hologram recording comes into contact with human or animal skin, there is little possibility that the photopolymerization initiator has an adverse effect, or ,
When no photopolymerization initiator is used, such a fear is completely eliminated.

【0073】さらに、当該体積型ホログラム記録用感光
性組成物及び体積型ホログラム記録用感光性媒体を用い
て最終的に得られる体積型ホログラム膜は、光重合開始
剤又はその分解物の残留が少ないか又は全くないので、
光重合開始剤又はその分解物が体積型ホログラム膜の膜
物性や光学的特性に悪影響を及ぼす恐れが少ないか、或
いは、光重合開始剤を全く用いない場合には、そのよう
な恐れが全くなくなる。
Further, the volume hologram film finally obtained by using the volume hologram recording photosensitive composition and the volume hologram recording photosensitive medium has little residual photopolymerization initiator or its decomposition product. Or not at all,
The photopolymerization initiator or its decomposed product has little risk of adversely affecting the film physical properties and optical properties of the volume hologram film, or when no photopolymerization initiator is used, such a risk is completely eliminated. .

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G03F 7/027 G03F 7/027 7/031 7/031 7/033 7/033 Fターム(参考) 2H025 AA00 AB20 AC08 AD01 AD03 BC12 BH05 CA41 CB07 CB14 FA03 2H049 CA30 2K008 DD12 FF17 4J026 AA02 AA12 AA13 AA17 AA25 AA30 AA34 AA38 AA43 AA45 AA49 AA50 AA54 AA55 AA61 AA68 AA69 AA71 AB44 AC08 AC10 BA06 BA16 BA17 BA36 BA38 BB03 DB05 DB09 DB36 GA06 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) G03F 7/027 G03F 7/027 7/031 7/031 7/033 7/033 F term (Reference) 2H025 AA00 AB20 AC08 AD01 AD03 BC12 BH05 CA41 CB07 CB14 FA03 2H049 CA30 2K008 DD12 FF17 4J026 AA02 AA12 AA13 AA17 AA25 AA30 AA34 AA38 AA43 AA45 AA49 AA50 AA54 AA55 AA61 AA68 DBABABABA BA36AC

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 必須成分として、バインダーポリマー、
及び、自発的な光重合反応性を有する光重合性化合物を
含有することを特徴とする、体積型ホログラム記録用感
光性組成物。
1. A binder polymer as an essential component,
A photosensitive composition for volume hologram recording, comprising a photopolymerizable compound having spontaneous photopolymerization reactivity.
【請求項2】 光重合開始剤を実質的に含有しないこと
を特徴とする、請求項1に記載の体積型ホログラム記録
用感光性組成物。
2. The volume type hologram recording photosensitive composition according to claim 1, wherein the photosensitive composition does not substantially contain a photopolymerization initiator.
【請求項3】 更に、可視光増感色素を含有することを
特徴とする、請求項1又は2に記載の体積型ホログラム
記録用感光性組成物。
3. The photosensitive composition for volume hologram recording according to claim 1, further comprising a visible light sensitizing dye.
【請求項4】 前記光重合性化合物として、ドナー/ア
クセプター光重合系に属するドナー化合物とアクセプタ
ー化合物とを組み合わせて含有することを特徴とする、
請求項1乃至3のいずれかに記載の体積型ホログラム記
録用感光性組成物。
4. The method according to claim 1, wherein the photopolymerizable compound contains a donor / acceptor photopolymerization system in combination with a donor compound and an acceptor compound.
4. The photosensitive composition for volume hologram recording according to claim 1.
【請求項5】 前記ドナー化合物として下記式1で表さ
れるビニルジオキソラン骨格を有する化合物、及び、前
記アクセプター化合物として下記式2で表されるマレイ
ミド骨格を有する化合物を含有することを特徴とする、
請求項4に記載の体積型ホログラム記録用感光性組成
物。 【化1】 【化2】
5. A method comprising: a compound having a vinyl dioxolane skeleton represented by the following formula 1 as the donor compound; and a compound having a maleimide skeleton represented by the following formula 2 as the acceptor compound.
The volume type hologram recording photosensitive composition according to claim 4. Embedded image Embedded image
【請求項6】 前記マレイミド骨格を有する化合物とし
て、一分子中にマレイミド骨格を二以上有する化合物を
含有することを特徴とする、請求項5に記載の体積型ホ
ログラム記録用感光性組成物。
6. The volume hologram recording photosensitive composition according to claim 5, wherein the compound having a maleimide skeleton contains a compound having two or more maleimide skeletons in one molecule.
【請求項7】 必須成分として、バインダーポリマー、
及び、自発的な光重合反応性を有する光重合性化合物を
含有する体積型ホログラム記録材料層を基材上に設けた
ことを特徴とする、体積型ホログラム記録用感光性媒
体。
7. A binder polymer as an essential component,
Further, a photosensitive medium for volume hologram recording, wherein a volume hologram recording material layer containing a photopolymerizable compound having spontaneous photopolymerization reactivity is provided on a substrate.
【請求項8】 前記体積型ホログラム記録材料層が、光
重合開始剤を実質的に含有しないことを特徴とする、請
求項7に記載の体積型ホログラム記録用感光性媒体。
8. The volume hologram recording photosensitive medium according to claim 7, wherein the volume hologram recording material layer does not substantially contain a photopolymerization initiator.
【請求項9】 前記体積型ホログラム記録材料層が、更
に、可視光増感色素を含有することを特徴とする、請求
項7又は8に記載の体積型ホログラム記録用感光性媒
体。
9. The photosensitive medium for volume hologram recording according to claim 7, wherein the volume hologram recording material layer further contains a visible light sensitizing dye.
【請求項10】 前記体積型ホログラム記録材料層が、
前記光重合性化合物として、ドナー/アクセプター光重
合系に属するドナー化合物とアクセプター化合物とを組
み合わせて含有することを特徴とする、請求項7乃至9
のいずれかに記載の体積型ホログラム記録用感光性媒
体。
10. The volume hologram recording material layer,
10. The photopolymerizable compound contains a donor / acceptor photopolymerizable system in combination with a donor compound and an acceptor compound.
A photosensitive medium for volume hologram recording according to any one of the above.
【請求項11】 前記ドナー化合物として下記式1で表
されるビニルジオキソラン骨格を有する化合物、及び、
前記アクセプター化合物として下記式2で表されるマレ
イミド骨格を有する化合物を含有することを特徴とす
る、請求項10に記載の体積型ホログラム記録用感光性
媒体。 【化3】 【化4】
11. A compound having a vinyl dioxolane skeleton represented by the following formula 1 as the donor compound:
The photosensitive medium for volume hologram recording according to claim 10, comprising a compound having a maleimide skeleton represented by the following formula 2 as the acceptor compound. Embedded image Embedded image
【請求項12】 前記マレイミド骨格を有する化合物と
して、一分子中にマレイミド骨格を二以上有する化合物
を含有することを特徴とする、請求項11に記載の体積
型ホログラム記録用感光性媒体。
12. The photosensitive medium for volume hologram recording according to claim 11, wherein the compound having a maleimide skeleton contains a compound having two or more maleimide skeletons in one molecule.
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