JP2002350616A - 屈折率分布体及びその製造方法 - Google Patents
屈折率分布体及びその製造方法Info
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- JP2002350616A JP2002350616A JP2001154862A JP2001154862A JP2002350616A JP 2002350616 A JP2002350616 A JP 2002350616A JP 2001154862 A JP2001154862 A JP 2001154862A JP 2001154862 A JP2001154862 A JP 2001154862A JP 2002350616 A JP2002350616 A JP 2002350616A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 屈折率の差が大きいそれぞれ領域を有する屈
折率分布体とその屈折率分布体を簡便な方法で製造する
方法の提供。 【解決手段】少なくともポリマーバインダーと活性エネ
ルギー線照射により架橋能を有する活性エネルギー線架
橋剤とを含有する層１２に任意のパターンの活性エネル
ギー線照射を行なった（Ｂ）後、該層を、該層とは異な
った屈折率を有する微粒子１３を分散し、かつ該層を膨
潤し得る液体に接触させて、膨潤度が異なり、微粒子１
３の含有率が異なる領域を形成（Ｃ）し、その後、乾燥
して屈折率分布体（Ｄ）を製造する。
折率分布体とその屈折率分布体を簡便な方法で製造する
方法の提供。 【解決手段】少なくともポリマーバインダーと活性エネ
ルギー線照射により架橋能を有する活性エネルギー線架
橋剤とを含有する層１２に任意のパターンの活性エネル
ギー線照射を行なった（Ｂ）後、該層を、該層とは異な
った屈折率を有する微粒子１３を分散し、かつ該層を膨
潤し得る液体に接触させて、膨潤度が異なり、微粒子１
３の含有率が異なる領域を形成（Ｃ）し、その後、乾燥
して屈折率分布体（Ｄ）を製造する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、屈折率分布体及び
その製造方法に係り、特にホログラフィー材料、光拡散
体、光スイッチング素子等に好適な屈折率分布体及びそ
の製造方法に関する。
その製造方法に係り、特にホログラフィー材料、光拡散
体、光スイッチング素子等に好適な屈折率分布体及びそ
の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】面内に屈折率の分布を記録する分野に
は、例えば、体積ホログラフィー材料、光拡散体、光ス
イッチング素子等があり、ホログラフ記録材料として
は、ハロゲン化銀感光材料、フォトレジスト、及びフォ
トポリマー材料等が主として使用されており、これらに
ついては、光機能性ホログラム記録材料 化学工業、２
０（５０８）１９９９年７月号、あるいは多成分モノマ
ー材料によるホログラム記録光学２０（４）１９９９年
４月等に記載されている。また、光機能体しての応用例
やその実現法については、特開２０００−１７００３に
記載されている。
は、例えば、体積ホログラフィー材料、光拡散体、光ス
イッチング素子等があり、ホログラフ記録材料として
は、ハロゲン化銀感光材料、フォトレジスト、及びフォ
トポリマー材料等が主として使用されており、これらに
ついては、光機能性ホログラム記録材料 化学工業、２
０（５０８）１９９９年７月号、あるいは多成分モノマ
ー材料によるホログラム記録光学２０（４）１９９９年
４月等に記載されている。また、光機能体しての応用例
やその実現法については、特開２０００−１７００３に
記載されている。
【０００３】従来、面内に屈折率の分布を持たせる方法
として、反応性と屈折率の異なる２種以上のモノマーを
混合した混合体の層にパターン露光して屈折率の異なる
領域を形成させる方法が知られている。しかしながら、
この方法では、モノマーの組み合せにより屈折率の異な
る領域が形成する方法であるため、モノマーの選定によ
っても屈折率の差を大きくとれないため、光の拡散、回
折等の効果が十分に出すことができない問題があった。
として、反応性と屈折率の異なる２種以上のモノマーを
混合した混合体の層にパターン露光して屈折率の異なる
領域を形成させる方法が知られている。しかしながら、
この方法では、モノマーの組み合せにより屈折率の異な
る領域が形成する方法であるため、モノマーの選定によ
っても屈折率の差を大きくとれないため、光の拡散、回
折等の効果が十分に出すことができない問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、屈折
率の差が大きいそれぞれ領域を有する屈折率分布体とそ
の屈折率分布体を簡便な方法で製造することができる屈
折率分布体の製造方法を提供することにある。
率の差が大きいそれぞれ領域を有する屈折率分布体とそ
の屈折率分布体を簡便な方法で製造することができる屈
折率分布体の製造方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記した目的は、以下に
発明によって達成される。すなわち、本発明の屈折率分
布体の製造方法は、 ＜１＞ 少なくともポリマーバインダー中に該ポリマー
と屈折率の異なる微粒子が分散された第１の領域と、第
１の領域と異なるパターンの領域であって、前記ポリマ
ーバインダー中に該ポリマーと異なる屈折率の微粒子が
分散され、かつ第１の領域よりも容積当たりの微粒子の
分散量が相対的に多い第２の領域を有することを特徴と
する屈折率分布体。 ＜２＞ 前記微粒子が、粒径５０ｎｍ以下の微粒子を含
有していることを特徴とする前記＜１＞に記載の屈折率
分布体。 ＜３＞ 前記微粒子が、粒径２０ｎｍ以下の微粒子を含
有していることを特徴とする前記＜２＞に記載の屈折率
分布体。 ＜４＞ 前記微粒子の屈折率が１．５以上の微粒子であ
ることを特徴とする前記＜１＞乃至前記＜３＞のいずれ
かに記載の屈折率分布体。 ＜５＞ 少なくともポリマーバインダーと活性エネルギ
ー線照射により架橋能を有する活性エネルギー線架橋剤
とを含有する層に任意のパターンの活性エネルギー線照
射を行なった後、該層を、該層とは異なった屈折率を有
する微粒子を分散し、かつ該層を膨潤し得る液体に接触
させた後、乾燥することを特徴とする屈折率分布体の製
造方法。 ＜６＞ 前記微粒子が、粒径５０ｎｍ以下の微粒子を含
有していることを特徴とする前記＜５＞に記載の屈折率
分布体の製造方法。 ＜７＞ 前記微粒子が、粒径２０ｎｍ以下の微粒子を含
有していることを特徴とする前記＜５＞または前記＜６
＞に記載の屈折率分布体の製造方法。 ＜８＞ 前記微粒子の屈折率が１．５以上であることを
特徴とする前記＜５＞乃至前記＜７＞のいずれかに記載
の屈折率分布体の製造方法。 ＜９＞ 前記活性エネルギー線照射が、マスクを介した
紫外線露光照射又はレーザー露光であることを特徴とす
る請求項５乃至請求項８のいずれかに記載の屈折率分布
体の製造方法。 ＜１０＞ 前記ポリマーバインダーと活性エネルギー線
照射により架橋能を有する活性エネルギー線架橋剤とを
含有する層が、１）任意のパターンの活性エネルギー線
照射を行なう前、又は２）前記液体との接触する前に、
層全体が軽度に架橋処理されていることを特徴とする前
記＜５＞乃至前記＜９＞のいずれかに記載の屈折率分布
体の製造方法。
発明によって達成される。すなわち、本発明の屈折率分
布体の製造方法は、 ＜１＞ 少なくともポリマーバインダー中に該ポリマー
と屈折率の異なる微粒子が分散された第１の領域と、第
１の領域と異なるパターンの領域であって、前記ポリマ
ーバインダー中に該ポリマーと異なる屈折率の微粒子が
分散され、かつ第１の領域よりも容積当たりの微粒子の
分散量が相対的に多い第２の領域を有することを特徴と
する屈折率分布体。 ＜２＞ 前記微粒子が、粒径５０ｎｍ以下の微粒子を含
有していることを特徴とする前記＜１＞に記載の屈折率
分布体。 ＜３＞ 前記微粒子が、粒径２０ｎｍ以下の微粒子を含
有していることを特徴とする前記＜２＞に記載の屈折率
分布体。 ＜４＞ 前記微粒子の屈折率が１．５以上の微粒子であ
ることを特徴とする前記＜１＞乃至前記＜３＞のいずれ
かに記載の屈折率分布体。 ＜５＞ 少なくともポリマーバインダーと活性エネルギ
ー線照射により架橋能を有する活性エネルギー線架橋剤
とを含有する層に任意のパターンの活性エネルギー線照
射を行なった後、該層を、該層とは異なった屈折率を有
する微粒子を分散し、かつ該層を膨潤し得る液体に接触
させた後、乾燥することを特徴とする屈折率分布体の製
造方法。 ＜６＞ 前記微粒子が、粒径５０ｎｍ以下の微粒子を含
有していることを特徴とする前記＜５＞に記載の屈折率
分布体の製造方法。 ＜７＞ 前記微粒子が、粒径２０ｎｍ以下の微粒子を含
有していることを特徴とする前記＜５＞または前記＜６
＞に記載の屈折率分布体の製造方法。 ＜８＞ 前記微粒子の屈折率が１．５以上であることを
特徴とする前記＜５＞乃至前記＜７＞のいずれかに記載
の屈折率分布体の製造方法。 ＜９＞ 前記活性エネルギー線照射が、マスクを介した
紫外線露光照射又はレーザー露光であることを特徴とす
る請求項５乃至請求項８のいずれかに記載の屈折率分布
体の製造方法。 ＜１０＞ 前記ポリマーバインダーと活性エネルギー線
照射により架橋能を有する活性エネルギー線架橋剤とを
含有する層が、１）任意のパターンの活性エネルギー線
照射を行なう前、又は２）前記液体との接触する前に、
層全体が軽度に架橋処理されていることを特徴とする前
記＜５＞乃至前記＜９＞のいずれかに記載の屈折率分布
体の製造方法。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態を説明する。図１は、本発明の屈折率分布体の製造方
法を工程別に示す概念図である。図１（Ａ）は、透明基
材１０上に少なくともポリマーバインダーと活性エネル
ギー線照射により架橋能を有する活性エネルギー線架橋
剤とを含有する層１２を設けた態様を示している。透明
基材１０としては、特に限定されないが、透明フィルム
やガラス等を使用することができる。透明フィルムは、
特に限定されないが、ポリエチレンテレフタレート、ポ
リエチレンナフタレート等のポリエステル樹脂のフィル
ム、ポリカーボネート類、ポリエーテルスルホン類、三
酢酸セルロース等のセルロース誘導体、ポリシクロオレ
フィン類、アクリルまたはメタクリル樹脂等のフィルム
を好適に使用することができる。
態を説明する。図１は、本発明の屈折率分布体の製造方
法を工程別に示す概念図である。図１（Ａ）は、透明基
材１０上に少なくともポリマーバインダーと活性エネル
ギー線照射により架橋能を有する活性エネルギー線架橋
剤とを含有する層１２を設けた態様を示している。透明
基材１０としては、特に限定されないが、透明フィルム
やガラス等を使用することができる。透明フィルムは、
特に限定されないが、ポリエチレンテレフタレート、ポ
リエチレンナフタレート等のポリエステル樹脂のフィル
ム、ポリカーボネート類、ポリエーテルスルホン類、三
酢酸セルロース等のセルロース誘導体、ポリシクロオレ
フィン類、アクリルまたはメタクリル樹脂等のフィルム
を好適に使用することができる。
【０００７】ポリマーバインダーとしては、液体(膨潤
液）との関係で極力膨潤度を大きく取れるものであれ
ば、特に制約はない。例えば、水性ポリマーとしてゼラ
チン、カゼイン、ポリアクリルアミド系共重合体、ポリ
ビニルアルコール系共重合体、アクリル酸系共重合体等
が挙げられ、油溶系ポリマーとしてアクリル系共重合
体、スチレン系共重合体等が挙げられる。
液）との関係で極力膨潤度を大きく取れるものであれ
ば、特に制約はない。例えば、水性ポリマーとしてゼラ
チン、カゼイン、ポリアクリルアミド系共重合体、ポリ
ビニルアルコール系共重合体、アクリル酸系共重合体等
が挙げられ、油溶系ポリマーとしてアクリル系共重合
体、スチレン系共重合体等が挙げられる。
【０００８】ポリマーバインダーに対する活性エネルギ
ー線架橋剤としては、古くから知られているアジド系や
シンナメート系の化合物が好適に用いられるが、これら
については、Jaromir Kosar 著 Light−Sensitive
Systems，John Wiley ＆ Sons ，Inc等に記載されてい
る。活性エネルギー線としては、紫外線、可視光線、電
子線等を適宜選択すればよいが、紫外線やレーザ光線が
特に好適に用いられる。
ー線架橋剤としては、古くから知られているアジド系や
シンナメート系の化合物が好適に用いられるが、これら
については、Jaromir Kosar 著 Light−Sensitive
Systems，John Wiley ＆ Sons ，Inc等に記載されてい
る。活性エネルギー線としては、紫外線、可視光線、電
子線等を適宜選択すればよいが、紫外線やレーザ光線が
特に好適に用いられる。
【０００９】水系ポリマーを用いる場合、活性エネルギ
ー線架橋剤としては、４，４'−ジアジドスチルベン−
２，２'−ジスルホン酸の塩類化合物、２、５'−ビス
（４'−アジド−２'−スルホベンジリデン）シクロペン
タノン及びその塩類化合物等が挙げられる。これらのア
ジド化合物は、ナトリウム塩が好ましいが、その他にナ
トリウムを他の元素あるいは原子団、例えば、水素、カ
リウム、アンモニウム、マグネシウム、カルシウム、バ
リウム、アルミニウム等で置換した塩であってもよい。
ー線架橋剤としては、４，４'−ジアジドスチルベン−
２，２'−ジスルホン酸の塩類化合物、２、５'−ビス
（４'−アジド−２'−スルホベンジリデン）シクロペン
タノン及びその塩類化合物等が挙げられる。これらのア
ジド化合物は、ナトリウム塩が好ましいが、その他にナ
トリウムを他の元素あるいは原子団、例えば、水素、カ
リウム、アンモニウム、マグネシウム、カルシウム、バ
リウム、アルミニウム等で置換した塩であってもよい。
【００１０】ポリマーバインダーと光架橋剤の機能を果
たす組成物として、光重合性組成物が挙げられる。光重
合性組成物は、ポリマーバインダーと、付加重合可能な
エチレン性二重結合を含む化合物、光重合開始剤、等が
ある。付加重合可能なエチレン性二重結合を含む化合物
は、末端エチレン性不飽和結合を少なくとも１個、好ま
しくは２個以上有する化合物の中から任意の選択するこ
とができる。例えば、モノマー、プレポリマー、２量
体、３量体、及びオリゴマーまたはそれらの混合物なら
びにそれらの共重合体などの化学的形態をもつものであ
る。モノマー及びその共重合体の例としては、不飽和カ
ルボン酸（例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコ
ン酸、クロトン酸、イソクロトン酸、マレイン酸など）
と脂肪族多価アルコール化合物とのエステル、不飽和カ
ルボン酸と脂肪族多価アミンとのアミド等が挙げられ
る。
たす組成物として、光重合性組成物が挙げられる。光重
合性組成物は、ポリマーバインダーと、付加重合可能な
エチレン性二重結合を含む化合物、光重合開始剤、等が
ある。付加重合可能なエチレン性二重結合を含む化合物
は、末端エチレン性不飽和結合を少なくとも１個、好ま
しくは２個以上有する化合物の中から任意の選択するこ
とができる。例えば、モノマー、プレポリマー、２量
体、３量体、及びオリゴマーまたはそれらの混合物なら
びにそれらの共重合体などの化学的形態をもつものであ
る。モノマー及びその共重合体の例としては、不飽和カ
ルボン酸（例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコ
ン酸、クロトン酸、イソクロトン酸、マレイン酸など）
と脂肪族多価アルコール化合物とのエステル、不飽和カ
ルボン酸と脂肪族多価アミンとのアミド等が挙げられ
る。
【００１１】光重合開始剤としては、使用する光源の波
長により公知の光重合開始剤、２種以上の光重合開始剤
の併用系(光重合開始系）を適宜選択して使用すること
ができる。例えば、４００ｎｍ以下の紫外光を用いる場
合、ベンジル、ベンゾインエーテル、ミヒラーズケト
ン、アントラキノン、アクリジン、フェナジン、ベンゾ
フェノン等を使用することができる。
長により公知の光重合開始剤、２種以上の光重合開始剤
の併用系(光重合開始系）を適宜選択して使用すること
ができる。例えば、４００ｎｍ以下の紫外光を用いる場
合、ベンジル、ベンゾインエーテル、ミヒラーズケト
ン、アントラキノン、アクリジン、フェナジン、ベンゾ
フェノン等を使用することができる。
【００１２】光重合性組成物中のポリマーバインダー
は、付加重合可能なエチレン性二重結合を含む化合物
と相溶性を有し、水や弱アルカリ水に膨潤できる線状有
機高分子重合体が好ましい。
は、付加重合可能なエチレン性二重結合を含む化合物
と相溶性を有し、水や弱アルカリ水に膨潤できる線状有
機高分子重合体が好ましい。
【００１３】なお、層１２を構成する成分としては、上
記した成分の他に必要に応じて任意の成分を配合するこ
とができる。例えば、濡れ性、防汚性、耐傷性、帯電防
止性、耐ブロッキング性等の目的で、界面活性剤、帯電
防止剤、有機・無機フィラー等を配合することができ，
また、視認性向上の目的で染料、顔料等を配合すること
ができる。また、層１２は、複数の層から構成されてい
てもよく、例えば、オーバーコート層があってもよい。
これらにも上記に記載した任意の成分を配合させること
ができる。
記した成分の他に必要に応じて任意の成分を配合するこ
とができる。例えば、濡れ性、防汚性、耐傷性、帯電防
止性、耐ブロッキング性等の目的で、界面活性剤、帯電
防止剤、有機・無機フィラー等を配合することができ，
また、視認性向上の目的で染料、顔料等を配合すること
ができる。また、層１２は、複数の層から構成されてい
てもよく、例えば、オーバーコート層があってもよい。
これらにも上記に記載した任意の成分を配合させること
ができる。
【００１４】また、上記した層を膨潤させる前の段階
で、例えば図１（A）〜図１（Ｃ）に示すいずれかの段
階で層１２を加熱して層全体を軽度に架橋することが望
ましい。ここにいう軽度の架橋は、パターン露光する際
にパターン露光されない非照射領域にも軽度の架橋を施
すことによって膨潤処理の際に、非照射領域が過剰に膨
潤してその形態を損なうことを防止するのに好適であ
る。熱等による架橋が可能な架橋剤を層１２中に含有さ
せることも好ましい。このような架橋剤としては、ジク
ロロトリアジン類、エポキシ類、アルデヒド類、活性ハ
ロゲン化合物類、イソシアネート類、ビニルスルホン
類、酸無水物類、活性エステル類等が挙げられる。
で、例えば図１（A）〜図１（Ｃ）に示すいずれかの段
階で層１２を加熱して層全体を軽度に架橋することが望
ましい。ここにいう軽度の架橋は、パターン露光する際
にパターン露光されない非照射領域にも軽度の架橋を施
すことによって膨潤処理の際に、非照射領域が過剰に膨
潤してその形態を損なうことを防止するのに好適であ
る。熱等による架橋が可能な架橋剤を層１２中に含有さ
せることも好ましい。このような架橋剤としては、ジク
ロロトリアジン類、エポキシ類、アルデヒド類、活性ハ
ロゲン化合物類、イソシアネート類、ビニルスルホン
類、酸無水物類、活性エステル類等が挙げられる。
【００１５】次に図１（B）に示すように、マスク等を
介してパターン露光し、層１２に実質的に光硬化した領
域１２Aと実質的に光硬化していない領域１２Bが形成さ
れる。
介してパターン露光し、層１２に実質的に光硬化した領
域１２Aと実質的に光硬化していない領域１２Bが形成さ
れる。
【００１６】次に透明基材１０と層１２とを一体に微粒
子が分散された液体中に浸漬するか、あるいは層１２を
微粒子が分散された液体と接触させる。この液体の種類
は層１２を構成するポリマーバインダーに応じてこのポ
リマーバインダーを膨潤可能な液体が任意に選定され
る。層１２を構成するポリマーバインダーが水溶性ポリ
マーの場合、前記液体に水、水と有機溶媒等が使用さ
れ、層１２を構成するポリマーバインダーが有機可溶性
ポリマーの場合、有機溶媒が使用される。
子が分散された液体中に浸漬するか、あるいは層１２を
微粒子が分散された液体と接触させる。この液体の種類
は層１２を構成するポリマーバインダーに応じてこのポ
リマーバインダーを膨潤可能な液体が任意に選定され
る。層１２を構成するポリマーバインダーが水溶性ポリ
マーの場合、前記液体に水、水と有機溶媒等が使用さ
れ、層１２を構成するポリマーバインダーが有機可溶性
ポリマーの場合、有機溶媒が使用される。
【００１７】液体中に分散される微粒子は、ポリマー微
粒子でも無機微粒子でもよいが、層１２を構成するポリ
マーの屈折率と異なることが必要であり、好ましくは微
粒子の屈折率と層１２を構成するポリマーの屈折率との
差が大きいことが望ましいが、ポリマー微粒子の場合、
ポリマーバインダーとの屈折率の差を大きくするには限
界があるので、液体中に分散される微粒子としては、無
機微粒子が望ましい。
粒子でも無機微粒子でもよいが、層１２を構成するポリ
マーの屈折率と異なることが必要であり、好ましくは微
粒子の屈折率と層１２を構成するポリマーの屈折率との
差が大きいことが望ましいが、ポリマー微粒子の場合、
ポリマーバインダーとの屈折率の差を大きくするには限
界があるので、液体中に分散される微粒子としては、無
機微粒子が望ましい。
【００１８】微粒子の平均粒径は、粒径分布を有してい
てもよいが、少なくとも 膨潤したポリマー内に入り込
む大きさの粒径の微粒子を含有していればよい。この意
味では、５０nm以下の粒径の微粒子を含む、好ましくは
２０nm以下の粒径の微粒子を含むものが好ましい。
てもよいが、少なくとも 膨潤したポリマー内に入り込
む大きさの粒径の微粒子を含有していればよい。この意
味では、５０nm以下の粒径の微粒子を含む、好ましくは
２０nm以下の粒径の微粒子を含むものが好ましい。
【００１９】通常、ポリマーの屈折率は１．４〜１．６
程度であるため、屈折率が大きい無機微粒子を液体中に
分散させることが好ましい。無機のナノ微粒子として
は、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｂａ、Ｃａ、Ｎａ、Ｋ、Ａｌ、Ｍｇ、
Ｚｎ、Ｚｒ、Ｙ、Ｎｂ、Ｆｅ、Ｃｅ、Ｃｏ、Ｅｒ、Ｉ
ｎ、Ｎｄ、Ｎｉ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｙｂ、Ｓｎ等の単独或は
複合酸化物等が挙げられ、これらの無機微粒子の中で屈
折率がバインダーよりも高いもの、好ましくは１．５以
上のものを選定して使用することが望ましい。
程度であるため、屈折率が大きい無機微粒子を液体中に
分散させることが好ましい。無機のナノ微粒子として
は、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｂａ、Ｃａ、Ｎａ、Ｋ、Ａｌ、Ｍｇ、
Ｚｎ、Ｚｒ、Ｙ、Ｎｂ、Ｆｅ、Ｃｅ、Ｃｏ、Ｅｒ、Ｉ
ｎ、Ｎｄ、Ｎｉ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｙｂ、Ｓｎ等の単独或は
複合酸化物等が挙げられ、これらの無機微粒子の中で屈
折率がバインダーよりも高いもの、好ましくは１．５以
上のものを選定して使用することが望ましい。
【００２０】このような２０nm以下の粒径の微粒子を含
む粒子の製法は、特に制約はないが、“Nanoparticles
in Solid and Solution” ed．J．M．Fender ＆Ｉ．Dec
anyNATOASI Series ， X．G． Peng et al．J．Am．Ch
em．Soc．vol．119 7019（' 97）， X．G． Peng et a
l．J．Am．Chem．Soc．vol．120 5343 （' 97）等に記
載したものが挙げられる。
む粒子の製法は、特に制約はないが、“Nanoparticles
in Solid and Solution” ed．J．M．Fender ＆Ｉ．Dec
anyNATOASI Series ， X．G． Peng et al．J．Am．Ch
em．Soc．vol．119 7019（' 97）， X．G． Peng et a
l．J．Am．Chem．Soc．vol．120 5343 （' 97）等に記
載したものが挙げられる。
【００２１】図２は、層１２にポリマーバインダーとし
てはゼラチンを用い、このゼラチン１００ｇに対して熱
架橋剤としてジクロロトリアジンをゼラチン１００ｇに
対して０．５ｍｍｏｌ添加し、また、光架橋剤［４，
４'−ジアジドスチルベン−２，２'−ジスルホン酸二ナ
トリウム：ＤＡｚＳＴ（Ｎａ）］の添加量を変えたとき
の平衡膨潤度を示す。図２から紫外線（ＵＶ）照射がな
い領域（図１の１２Ｂの領域）は、層１２の膨潤度が５
程度となっており、紫外線（ＵＶ）照射された領域（図
１の１２Ａの領域）は、層１２の膨潤度が光架橋剤の添
加量によって低下しており、膨潤度が約３でほぼ平衡し
ている。したがって、光照射領域と光非照射領域では、
それぞれ膨潤度の異なる領域が形成される。
てはゼラチンを用い、このゼラチン１００ｇに対して熱
架橋剤としてジクロロトリアジンをゼラチン１００ｇに
対して０．５ｍｍｏｌ添加し、また、光架橋剤［４，
４'−ジアジドスチルベン−２，２'−ジスルホン酸二ナ
トリウム：ＤＡｚＳＴ（Ｎａ）］の添加量を変えたとき
の平衡膨潤度を示す。図２から紫外線（ＵＶ）照射がな
い領域（図１の１２Ｂの領域）は、層１２の膨潤度が５
程度となっており、紫外線（ＵＶ）照射された領域（図
１の１２Ａの領域）は、層１２の膨潤度が光架橋剤の添
加量によって低下しており、膨潤度が約３でほぼ平衡し
ている。したがって、光照射領域と光非照射領域では、
それぞれ膨潤度の異なる領域が形成される。
【００２２】次に、透明基材１０と層１２とを一体に微
粒子が分散された液体中に浸漬するか、あるいは層１２
を微粒子が分散された液体と接触させると、図１（Ｃ
）に示すように、層12中の３次元的に架橋された領域
が膨潤し，この内部に微粒子１３が入り込んでくる。こ
の場合、光硬化していない領域１２Ｂでは、光硬化した
領域１２Ａに較べて膨潤度が高くなり、領域に入り込ん
だ微粒子１３の量が大幅に多くなる。
粒子が分散された液体中に浸漬するか、あるいは層１２
を微粒子が分散された液体と接触させると、図１（Ｃ
）に示すように、層12中の３次元的に架橋された領域
が膨潤し，この内部に微粒子１３が入り込んでくる。こ
の場合、光硬化していない領域１２Ｂでは、光硬化した
領域１２Ａに較べて膨潤度が高くなり、領域に入り込ん
だ微粒子１３の量が大幅に多くなる。
【００２３】紫外線（ＵＶ）照射がない領域（図１の１
２Ｂの領域）は、層１２の膨潤度が５程度となってお
り、紫外線（ＵＶ）照射された領域（図１の１２Ａの領
域）は膨潤度が３倍程度となっており、膨潤度の５倍程
度の領域では多量の微粒子が入りこみ，膨潤度が３倍程
度の領域では、少量の微粒子が入り込んだ状態となる。
この場合、膨潤した領域の網目に微粒子のすべてが入り
込む必要はなく、所定量の微粒子が膨潤した領域の網目
に入り込んでいればよい。
２Ｂの領域）は、層１２の膨潤度が５程度となってお
り、紫外線（ＵＶ）照射された領域（図１の１２Ａの領
域）は膨潤度が３倍程度となっており、膨潤度の５倍程
度の領域では多量の微粒子が入りこみ，膨潤度が３倍程
度の領域では、少量の微粒子が入り込んだ状態となる。
この場合、膨潤した領域の網目に微粒子のすべてが入り
込む必要はなく、所定量の微粒子が膨潤した領域の網目
に入り込んでいればよい。
【００２４】次に層１２の表面を洗浄した後、乾燥して
膨潤した領域外及び領域内に介在する液体が除去され
る。このときの乾燥条件は、液体の量、種類等により任
意に選定されるべきものであるが、自然乾燥、強制乾燥
のいずれでもよい。
膨潤した領域外及び領域内に介在する液体が除去され
る。このときの乾燥条件は、液体の量、種類等により任
意に選定されるべきものであるが、自然乾燥、強制乾燥
のいずれでもよい。
【００２５】乾燥後の層１２は、図１（Ｄ）に示すよう
に、１２Ａの領域では、単位容積当たりの微粒子の量が
少なくなり、低屈折率領域１３Ａを形成し、１２Ｂの領
域では単位容積当たりの微粒子の量が多くなり、高屈折
率領域１３Ｂを形成する。図３は、層１２（５μm厚）
の膨潤度を変化させて微粒子を分散した液体と接触させ
た後、乾燥した後の層１２の屈折率の変化を示してい
る。なお、ｄ0は膨潤前の層１２の厚み、ｄ1は膨潤後の
層１２の厚みを示し、微粒子として平均粒径６０ｎｍ、
５ｎｍも含むＴｉＯ2のナノ微粒子（屈折率：２．４９
３）を用いている。図３から層１２の膨潤度が大きいほ
ど、乾燥後の容積当たりの微粒子の含有量が多くなり、
屈折率が大きくなることを示している。
に、１２Ａの領域では、単位容積当たりの微粒子の量が
少なくなり、低屈折率領域１３Ａを形成し、１２Ｂの領
域では単位容積当たりの微粒子の量が多くなり、高屈折
率領域１３Ｂを形成する。図３は、層１２（５μm厚）
の膨潤度を変化させて微粒子を分散した液体と接触させ
た後、乾燥した後の層１２の屈折率の変化を示してい
る。なお、ｄ0は膨潤前の層１２の厚み、ｄ1は膨潤後の
層１２の厚みを示し、微粒子として平均粒径６０ｎｍ、
５ｎｍも含むＴｉＯ2のナノ微粒子（屈折率：２．４９
３）を用いている。図３から層１２の膨潤度が大きいほ
ど、乾燥後の容積当たりの微粒子の含有量が多くなり、
屈折率が大きくなることを示している。
【００２６】したがって、面内の屈折率の差が大きいそ
れぞれの領域を簡便に形成することができる。なお、マ
スク露光時、マスクと層１２の表面の距離を１ｍｍ以上
離間させると、露光光の回折によって露光強度がパター
ンによりぼけてくる。これによって、面内の架橋度に傾
斜を持たせることができ、いわゆる、ＧＲＩＮ（傾斜屈
折率をもったパターン）を作製することができる。これ
によって偏光板の内側に設置される光拡散体(液晶表示
素子）として消偏の起こらない光拡散体とすることがで
きる。
れぞれの領域を簡便に形成することができる。なお、マ
スク露光時、マスクと層１２の表面の距離を１ｍｍ以上
離間させると、露光光の回折によって露光強度がパター
ンによりぼけてくる。これによって、面内の架橋度に傾
斜を持たせることができ、いわゆる、ＧＲＩＮ（傾斜屈
折率をもったパターン）を作製することができる。これ
によって偏光板の内側に設置される光拡散体(液晶表示
素子）として消偏の起こらない光拡散体とすることがで
きる。
【００２７】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明するが、
本発明はこの実施例に限定されるものではない。 （実施例１）８重量％のゼラチン（新田社製 ＃８１
０）水溶液６０ｇに、４％のＤＡｚＳＴ（Ｎａ）［４，
４'−ジアジドスチルベン−２，２'−ジスルホン酸二ナ
トリウム（光架橋剤）］８．８８ｇと、１％のジクロロ
トリアジン（熱架橋剤）０．４５ｇを添加した塗液を下
塗りしたトリアセチルセルロースフィルムに乾燥膜厚５
μｍとなるように、塗布乾燥して記録用フィルムを得
た。該フィルム上に１辺１０μｍの6角形を最密充填
（隣接6角形のクリアランスが２μｍ）したポジパター
ンを持つフォトマスクを介して３６５ｎｍのピーク強度
を持つ紫外線を２３２ｍｊ／ｃｍ2の強度で照射した。
該フィルムを２０重量％の酸化チタン微粒子（平均粒径
６０ｎｍ、５ｎｍも含む）分散水溶液（ｐＨ８．２）に
3分間浸漬した後取り出し、直後に表面を純水で洗浄し
て乾燥した。得られたフィルムにレーザーポインターで
レーザー光スポットを当て、スクリーンに投射したとこ
ろ、明瞭な回折パターンが映し出された。このことは、
該フィルムにマスクパターンに応じて屈折率分布が形成
されたことを示している。
本発明はこの実施例に限定されるものではない。 （実施例１）８重量％のゼラチン（新田社製 ＃８１
０）水溶液６０ｇに、４％のＤＡｚＳＴ（Ｎａ）［４，
４'−ジアジドスチルベン−２，２'−ジスルホン酸二ナ
トリウム（光架橋剤）］８．８８ｇと、１％のジクロロ
トリアジン（熱架橋剤）０．４５ｇを添加した塗液を下
塗りしたトリアセチルセルロースフィルムに乾燥膜厚５
μｍとなるように、塗布乾燥して記録用フィルムを得
た。該フィルム上に１辺１０μｍの6角形を最密充填
（隣接6角形のクリアランスが２μｍ）したポジパター
ンを持つフォトマスクを介して３６５ｎｍのピーク強度
を持つ紫外線を２３２ｍｊ／ｃｍ2の強度で照射した。
該フィルムを２０重量％の酸化チタン微粒子（平均粒径
６０ｎｍ、５ｎｍも含む）分散水溶液（ｐＨ８．２）に
3分間浸漬した後取り出し、直後に表面を純水で洗浄し
て乾燥した。得られたフィルムにレーザーポインターで
レーザー光スポットを当て、スクリーンに投射したとこ
ろ、明瞭な回折パターンが映し出された。このことは、
該フィルムにマスクパターンに応じて屈折率分布が形成
されたことを示している。
【００２８】
【発明の効果】以上のように本発明の屈折率分布体の製
造方法によれば、屈折率分布の大きい屈折率分布体を簡
便に製造することができる。また、本発明の屈折率分布
体によれば、屈折率分布が大きい回折パターン等の特性
を有効に利用して体積ホログラフィー材料、光拡散体、
光スイッチング素子等に適用することができる。
造方法によれば、屈折率分布の大きい屈折率分布体を簡
便に製造することができる。また、本発明の屈折率分布
体によれば、屈折率分布が大きい回折パターン等の特性
を有効に利用して体積ホログラフィー材料、光拡散体、
光スイッチング素子等に適用することができる。
【図１】 本発明の屈折率分布体の製造方法の好ましい
実施の形態を工程別に示す概念図である。
実施の形態を工程別に示す概念図である。
【図２】 層の紫外線照射領域と紫外線非照射領域にお
ける膨潤度の相違を示すグラフある。
ける膨潤度の相違を示すグラフある。
【図３】 層の膨潤度と屈折率との関係を示すグラフで
ある。
ある。
１０ 透明基材 １１ マスク １２ 層 １２Ａ 紫外線照射領域 １２Ｂ 紫外線非照射領域 １３Ａ 低高屈折率領域 １３Ｂ 高屈折率領域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H025 AB14 AB20 AC01 AD01 BA07 CB03 CC17 2H042 BA02 BA15 2H047 KA03 KA08 PA15 PA21 PA28 QA05 TA43 2H049 CA16 CA28 CA30 2K008 DD11 FF17
Claims (10)
- 【請求項１】 少なくともポリマーバインダー中に該ポ
リマーと屈折率の異なる微粒子が分散された第１の領域
と、第１の領域と異なるパターンの領域であって、前記
ポリマーバインダー中に該ポリマーと異なる屈折率の微
粒子が分散され、かつ第１の領域よりも容積当たりの微
粒子の分散量が相対的に多い第２の領域を有することを
特徴とする屈折率分布体。 - 【請求項２】 前記微粒子が、粒径５０ｎｍ以下の微粒
子を含有していることを特徴とする請求項1に記載の屈
折率分布体。 - 【請求項３】 前記微粒子が、粒径２０ｎｍ以下の微粒
子を含有していることを特徴とする請求項２に記載の屈
折率分布体。 - 【請求項４】 前記微粒子の屈折率が１．５以上の微粒
子であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいず
れかに記載の屈折率分布体。 - 【請求項５】 少なくともポリマーバインダーと活性エ
ネルギー線照射により架橋能を有する活性エネルギー線
架橋剤とを含有する層に任意のパターンの活性エネルギ
ー線照射を行なった後、該層を、該層とは異なった屈折
率を有する微粒子を分散し、かつ該層を膨潤し得る液体
に接触させた後、乾燥することを特徴とする屈折率分布
体の製造方法。 - 【請求項６】 前記微粒子が、粒径５０ｎｍ以下の微粒
子を含有していることを特徴とする請求項５に記載の屈
折率分布体の製造方法。 - 【請求項７】 前記微粒子が、粒径２０ｎｍ以下の微粒
子を含有していることを特徴とする請求項６に記載の屈
折率分布体の製造方法。 - 【請求項８】 前記微粒子の屈折率が１．５以上である
ことを特徴とする請求項５乃至請求項７のいずれかに記
載の屈折率分布体の製造方法。 - 【請求項９】 前記活性エネルギー線照射が、マスクを
介した紫外線露光照射又はレーザー露光であることを特
徴とする請求項５乃至請求項８のいずれかに記載の屈折
率分布体の製造方法。 - 【請求項１０】 前記ポリマーバインダーと活性エネル
ギー線照射により架橋能を有する活性エネルギー線架橋
剤とを含有する層が、１）任意のパターンの活性エネル
ギー線照射を行なう前、又は２）前記液体との接触する
前に、層全体が軽度に架橋処理されていることを特徴と
する請求項５乃至請求項９のいずれかに記載の屈折率分
布体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001154862A JP2002350616A (ja) | 2001-05-24 | 2001-05-24 | 屈折率分布体及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001154862A JP2002350616A (ja) | 2001-05-24 | 2001-05-24 | 屈折率分布体及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002350616A true JP2002350616A (ja) | 2002-12-04 |
Family
ID=18999139
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001154862A Pending JP2002350616A (ja) | 2001-05-24 | 2001-05-24 | 屈折率分布体及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002350616A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008089921A (ja) * | 2006-09-29 | 2008-04-17 | Toyo Gosei Kogyo Kk | 感光性組成物及び高分子複合体 |
| JP2021099404A (ja) * | 2019-12-20 | 2021-07-01 | キヤノン株式会社 | 回折光学素子、光学機器および撮像装置 |
-
2001
- 2001-05-24 JP JP2001154862A patent/JP2002350616A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008089921A (ja) * | 2006-09-29 | 2008-04-17 | Toyo Gosei Kogyo Kk | 感光性組成物及び高分子複合体 |
| JP2021099404A (ja) * | 2019-12-20 | 2021-07-01 | キヤノン株式会社 | 回折光学素子、光学機器および撮像装置 |
| JP7346278B2 (ja) | 2019-12-20 | 2023-09-19 | キヤノン株式会社 | 回折光学素子、光学機器および撮像装置 |
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