JP2010066326A - Hologram recording medium - Google Patents

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Norikatsu Sasao
典克 笹尾
Kazunori Matsumoto
一紀 松本
Rumiko Hayase
留美子 早瀬
Satoshi Mikoshiba
智 御子柴
Takahiro Kamikawa
卓大 神川
Masahiro Kanamaru
将宏 金丸
Katsuya Terai
勝哉 寺井
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hologram recording medium that is additionally recordable without a special pre-exposure schedule. <P>SOLUTION: The hologram recording medium has a recording layer containing a radical polymerizable monomer having an ethylenic unsaturated bond, a photo-radical polymerization initiator, a polymer matrix and a polymerization inhibitor. The polymerization inhibitor is selected out of a group consisting of a phenol derivative, hindered amine and nitroxide compound, and bonded to the polymer matrix by covalent-binding. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、ホログラム記録媒体に関する。   The present invention relates to a hologram recording medium.

情報をホログラムとして記録するホログラフィックメモリーは、大容量の記録が可能であり、次世代の記録媒体として注目されている。ホログラム記録用感光性組成物としては、例えばラジカル重合性モノマー、熱可塑性バインダー樹脂、光ラジカル重合開始剤、増感色素を主成分とするラジカル重合性のフォトポリマーが知られている。   Holographic memories that record information as holograms are capable of high-capacity recording and are attracting attention as next-generation recording media. As a photosensitive composition for hologram recording, for example, a radical polymerizable photopolymer mainly composed of a radical polymerizable monomer, a thermoplastic binder resin, a photo radical polymerization initiator, and a sensitizing dye is known.

現在、ホログラム記録用感光性組成物には、より高い感度が求められている。しかしながら、媒体が高感度になるほど微弱な光にも感光する。例えば、自然光などの照射によって媒体内で望ましくない反応が開始され進行することが想定される。また、保存時の熱的な外部刺激によって、同様の望ましくない反応が引き起こされることが想定される。保存時の重合(暗反応)を防止するために、記録層内に微量の重合禁止剤を分散させることが一般的に行なわれている(例えば特許文献1参照)。   Currently, higher sensitivity is demanded of photosensitive compositions for hologram recording. However, the more sensitive the medium is, the less sensitive the light is. For example, it is assumed that an undesirable reaction starts and proceeds in the medium by irradiation with natural light or the like. It is also assumed that similar undesirable reactions are caused by thermal external stimuli during storage. In order to prevent polymerization (dark reaction) during storage, a small amount of a polymerization inhibitor is generally dispersed in the recording layer (see, for example, Patent Document 1).

このようなホログラム記録媒体では、記録の直前に重合禁止剤を失活させるための記録前露光を行なう必要がある。例えば、記録前露光は、必要とされる記録領域のみに限定的に逐次行なわれる。重合禁止剤は記録層内に自由拡散していることから、前露光処理の後半になるにつれ記録領域の重合禁止剤の濃度は低下する。記録領域における重合禁止剤の濃度は、前露光処理を施した領域の全体からの比率、前露光処理してからの経時時間、記録層を形成するポリマーマトリクスの拡散性など、様々な要因が複雑に絡み合って算出されるものであり、当該濃度を算出するのは容易ではない。   In such a hologram recording medium, it is necessary to perform pre-recording exposure to deactivate the polymerization inhibitor immediately before recording. For example, the pre-recording exposure is sequentially performed limited to only the required recording area. Since the polymerization inhibitor is freely diffusing into the recording layer, the concentration of the polymerization inhibitor in the recording area decreases as the latter half of the pre-exposure processing. The concentration of the polymerization inhibitor in the recording area is complicated by various factors, such as the ratio of the entire pre-exposed area, the elapsed time after the pre-exposure process, and the diffusibility of the polymer matrix that forms the recording layer. It is calculated by being entangled with each other, and it is not easy to calculate the concentration.

この濃度を算出して前露光処理のスケジュールを計算し、そのスケジュールに則って前露光処理を施すためには複雑なシステムを要するので、より簡易に記録が可能なホログラム記録媒体が求められている。
特開平7−5796号公報
In order to calculate the density and calculate the pre-exposure processing schedule, and to perform the pre-exposure processing according to the schedule, a complicated system is required. Therefore, a hologram recording medium capable of simpler recording is required. .
JP-A-7-5796

本発明は、特別な前露光スケジュールなしに追記が可能なホログラム記録媒体を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a hologram recording medium which can be additionally recorded without a special pre-exposure schedule.

本発明の一態様にかかるホログラム記録媒体は、エチレン性不飽和結合を有するラジカル重合性モノマー、光ラジカル重合開始剤、ポリマーマトリックス、および重合禁止剤を含む記録層を具備し、
前記重合禁止剤は、フェノール誘導体、ヒンダードアミン、およびニトロキシド化合物からなる群から選択され、共有結合を介して前記ポリマーマトリックスに結合されていることを特徴とする。
A hologram recording medium according to an aspect of the present invention includes a recording layer containing a radical polymerizable monomer having an ethylenically unsaturated bond, a photo radical polymerization initiator, a polymer matrix, and a polymerization inhibitor.
The polymerization inhibitor is selected from the group consisting of phenol derivatives, hindered amines, and nitroxide compounds, and is bonded to the polymer matrix through a covalent bond.

本発明によれば、特別な前露光スケジュールなしに追記が可能なホログラム記録媒体が提供される。   According to the present invention, there is provided a hologram recording medium that can be additionally recorded without a special pre-exposure schedule.

以下、本発明の実施形態を説明する。   Embodiments of the present invention will be described below.

本発明の実施形態にかかるホログラム記録媒体における記録層には、エチレン性不飽和結合を有するラジカル重合性モノマー、光ラジカル重合開始剤、および共有結合した重合禁止剤を有するポリマーマトリックスが含有される。   The recording layer in the hologram recording medium according to the embodiment of the present invention contains a polymer matrix having a radical polymerizable monomer having an ethylenically unsaturated bond, a photo radical polymerization initiator, and a covalently bonded polymerization inhibitor.

エチレン性不飽和結合を有するラジカル重合性モノマーとしては、例えば、不飽和カルボン酸、不飽和カルボン酸エステル、不飽和カルボン酸アミド、およびビニル化合物などが挙げられる。   Examples of the radical polymerizable monomer having an ethylenically unsaturated bond include unsaturated carboxylic acid, unsaturated carboxylic acid ester, unsaturated carboxylic acid amide, and vinyl compound.

具体的には、アクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸オクチル、ラウリルアクリレート、ステアリルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、ビシクロペンテニルアクリレート、アクリル酸フェニル、2,4,6−トリブロモフェニルアクリレート、イソボルニルアクリレート、アクリル酸アダマンチル、メタクリル酸、メタクリル酸メチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸フェニル、フェノキシエチルアクリレート、クロロフェニルアクリレート、メタクリル酸アダマンチル、イソボルニルメタクリレート、N−メチルアクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−メチレンビスアクリルアミド、アクリロイルモルホリン、ビニルピリジン、スチレン、ブロモスチレン、クロロスチレン、トリブロモフェニルアクリレート、トリクロロフェニルアクリレート、トリブロモフェニルメタクリレート、トリクロロフェニルメタクリレート、ビニルベンゾエート、3,5−ジクロロビニルベンゾエート、ビニルナフタレン、ビニルナフトエート、ナフチルメタクリレート、ナフチルアクリレート、N−フェニルメタクリルアミド、N−フェニルアクリルアミド、N−ビニルピロリジノン、N−ビニルカルバゾール、1−ビニルイミダゾール、ビシクロペンテニルアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、プロピレングリコールトリメタクリレート、ジアリルフタレート、およびトリアリルトリメリテートなどが挙げられる。   Specifically, acrylic acid, methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, butyl acrylate, isobutyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, octyl acrylate, lauryl acrylate, stearyl acrylate, cyclohexyl acrylate, bicyclopentenyl acrylate , Phenyl acrylate, 2,4,6-tribromophenyl acrylate, isobornyl acrylate, adamantyl acrylate, methacrylic acid, methyl methacrylate, propyl methacrylate, butyl methacrylate, phenyl methacrylate, phenoxyethyl acrylate, chlorophenyl acrylate , Adamantyl methacrylate, isobornyl methacrylate, N-methylacrylamide, N, N-dimethylacrylamide, N, N- Tylene bisacrylamide, acryloylmorpholine, vinyl pyridine, styrene, bromostyrene, chlorostyrene, tribromophenyl acrylate, trichlorophenyl acrylate, tribromophenyl methacrylate, trichlorophenyl methacrylate, vinyl benzoate, 3,5-dichlorovinyl benzoate, vinyl naphthalene, Vinyl naphthoate, naphthyl methacrylate, naphthyl acrylate, N-phenyl methacrylamide, N-phenyl acrylamide, N-vinyl pyrrolidinone, N-vinyl carbazole, 1-vinyl imidazole, bicyclopentenyl acrylate, 1,6-hexanediol diacrylate, penta Erythritol triacrylate, pentaerythritol tetraacrylate, dipipe Data hexaacrylate, diethylene glycol diacrylate, polyethylene glycol diacrylate, polyethylene glycol dimethacrylate, tripropylene glycol diacrylate, propylene glycol trimethacrylate, diallyl phthalate, and triallyl trimellitate and the like.

反応性および屈折率が高いことから、ラジカル重合性モノマーとしては、N−ビニルカルバゾール、ビニルナフタレン、ブロモスチレン、クロロスチレン、トリブロモフェニルアクリレート、トリクロロフェニルアクリレート、トリブロモフェニルメタクリレート、およびトリクロロフェニルメタクリレートが特に好ましい。   Due to the high reactivity and refractive index, the radical polymerizable monomers include N-vinylcarbazole, vinylnaphthalene, bromostyrene, chlorostyrene, tribromophenyl acrylate, trichlorophenyl acrylate, tribromophenyl methacrylate, and trichlorophenyl methacrylate. Particularly preferred.

ラジカル重合性モノマーは、記録層中に1〜50重量%含まれるように混合されることが好ましい。1重量%未満では十分な屈折率変化が得られないおそれがあり、50重量%を越えると体積収縮が大きくなり解像度が低下するおそれがある。ラジカル重合性モノマーの含有量は、3〜30重量%がより好ましい。   The radical polymerizable monomer is preferably mixed so as to be contained in an amount of 1 to 50% by weight in the recording layer. If it is less than 1% by weight, a sufficient change in refractive index may not be obtained, and if it exceeds 50% by weight, volume shrinkage may increase and resolution may be lowered. The content of the radical polymerizable monomer is more preferably 3 to 30% by weight.

光ラジカル重合開始剤は、記録光の波長に応じて選択することができる。例えば、ベンゾインエーテル、ベンジルケタール、ベンジル、アセトフェノン誘導体、アミノアセトフェノン類、ベンゾフェノン誘導体、アシルホスフィンオキサイド類、トリアジン類、イミダゾール誘導体、有機アジド化合物、チタノセン類、有機過酸化物、およびチオキサントン誘導体等が挙げられる。   The radical photopolymerization initiator can be selected according to the wavelength of the recording light. Examples include benzoin ether, benzyl ketal, benzyl, acetophenone derivatives, aminoacetophenones, benzophenone derivatives, acylphosphine oxides, triazines, imidazole derivatives, organic azide compounds, titanocenes, organic peroxides, and thioxanthone derivatives. .

具体的には、ベンジル、ベンゾイン、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインブチルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ベンジルメチルケタール、ベンジルエチルケタール、ベンジルメトキシエチルエーテル、2,2’−ジエチルアセトフェノン、2,2’−ジプロピルアセトフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオフェノン、p−tert−ブチルトリクロロアセトフェノン、チオキサントン、1−クロロチオキサントン、2−クロロチオキサントン、2−メチルチオキサントン、2−イソプロピルチオキサントン、3,3’4,4’−テトラ(t−ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン、2,4,6−トリス(トリクロロメチル)1,3,5−トリアジン、2−(p−メトキシフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)1,3,5−トリアジン、2−[(p−メトキシフェニル)エチレン]−4,6−ビス(トリクロロメチル)1,3,5−トリアジン、ジフェニル−(2,4,6―トリメチルベンゾイル)ホスフィンオキサイド、チバスペシャルティケミカルズ社製のイルガキュア149、184、369、651、784、819、907、1700、1800、1850など各番号のもの、ジ−t−ブチルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、t−ブチルクミルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシアセテート、t−ブチルパーオキシフタレート、t−ブチルパーオキシベンゾエート、アセチルパーオキサイド、イソブチリルパーオキサイド、デカノイルーパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、t−ブチルハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキサイド、およびシクロヘキサノンパーオキサイド等が挙げられる。   Specifically, benzyl, benzoin, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether, benzoin butyl ether, benzoin isobutyl ether, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, benzyl methyl ketal, benzyl ethyl ketal, benzyl methoxy ethyl ether, 2,2′-diethyl Acetophenone, 2,2′-dipropylacetophenone, 2-hydroxy-2-methylpropiophenone, p-tert-butyltrichloroacetophenone, thioxanthone, 1-chlorothioxanthone, 2-chlorothioxanthone, 2-methylthioxanthone, 2-isopropyl Thioxanthone, 3,3′4,4′-tetra (t-butylperoxycarbonyl) benzophenone, 2,4,6-tris (trichloromethyl) ) 1,3,5-triazine, 2- (p-methoxyphenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) 1,3,5-triazine, 2-[(p-methoxyphenyl) ethylene] -4,6 -Bis (trichloromethyl) 1,3,5-triazine, diphenyl- (2,4,6-trimethylbenzoyl) phosphine oxide, Irgacure 149, 184, 369, 651, 784, 819, 907 manufactured by Ciba Specialty Chemicals, Numbers such as 1700, 1800, 1850, di-t-butyl peroxide, dicumyl peroxide, t-butyl cumyl peroxide, t-butyl peroxyacetate, t-butyl peroxyphthalate, t-butyl peroxy Benzoate, acetyl peroxide, isobutyryl peroxide, Kano Lee looper oxide, lauroyl peroxide, benzoyl peroxide, t- butyl hydroperoxide, cumene hydroperoxide, methyl ethyl ketone peroxide, and cyclohexanone peroxide.

記録光として青色半導体レーザーが用いられる場合には、光ラジカル重合開始剤としては、イルガキュア784(チバスペシャルティケミカルズ)のようなチタノセン化合物が好適である。   When a blue semiconductor laser is used as the recording light, a titanocene compound such as Irgacure 784 (Ciba Specialty Chemicals) is suitable as the photo radical polymerization initiator.

光ラジカル重合開始剤は、光記録媒体の記録光に対する光透過率が10%から95%になるような量で配合されることが好ましい。10%を下回ると感度および回折効率が低下するおそれがあり、95%を越えると記録光の大半が透過することになり、記録されるべき情報が十分に記録できないおそれがある。より好ましくは、光記録媒体の記録光に対する光透過率が20%から90%となるような量である。   The radical photopolymerization initiator is preferably blended in such an amount that the light transmittance with respect to the recording light of the optical recording medium is 10% to 95%. If it is less than 10%, the sensitivity and diffraction efficiency may be reduced, and if it exceeds 95%, most of the recording light is transmitted, and there is a possibility that information to be recorded cannot be recorded sufficiently. More preferably, the amount is such that the light transmittance of the optical recording medium with respect to the recording light is 20% to 90%.

さらに、光ラジカル重合開始剤の配合量は、記録層に対して0.1〜20重量%の量で配合することが好ましい。0.1重量%未満の場合には、十分な屈折率変化が得られないおそれがある。一方、20重量%を越えると、光吸収が大きくなりすぎて感度および回折効率が低下するおそれがある。より好ましくは、光ラジカル重合開始剤の配合量は、記録層に対して0.2〜10重量%である。   Further, the amount of the radical photopolymerization initiator is preferably 0.1 to 20% by weight based on the recording layer. If it is less than 0.1% by weight, there is a possibility that a sufficient change in refractive index cannot be obtained. On the other hand, if it exceeds 20% by weight, the light absorption becomes too large and the sensitivity and diffraction efficiency may be lowered. More preferably, the amount of the radical photopolymerization initiator is 0.2 to 10% by weight with respect to the recording layer.

ポリマーマトリックスは、次のような重合反応によって形成されたものを用いることができる。例えば、エポキシ−アミン重合、エポキシ−酸無水物重合、エポキシ−メルカプタン重合、マイケル付加による不飽和エステルとアミンとの重合、イソシアナートとヒドロキシルとによるウレタン形成、イソシアナートとヒドロキシルとによるウレア形成、およびエチニルとアジドとの結合などである。反応が温和に進行する点から、重合反応としては、エポキシ−アミン重合やエポキシ−酸無水物重合が特に好ましい。   As the polymer matrix, one formed by the following polymerization reaction can be used. For example, epoxy-amine polymerization, epoxy-acid anhydride polymerization, epoxy-mercaptan polymerization, polymerization of unsaturated esters and amines by Michael addition, urethane formation by isocyanate and hydroxyl, urea formation by isocyanate and hydroxyl, and For example, a bond between ethynyl and azide. As the polymerization reaction, epoxy-amine polymerization and epoxy-acid anhydride polymerization are particularly preferable because the reaction proceeds gently.

エポキシと反応する化合物としては、具体的には、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン、ヘキサメチレンジアミン、メンセンジアミン、イソフォロンジアミン、ビス(4−アミノ−3−メチルジシクロヘキシル)メタン、ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、N−アミノエチルピペラジン、m−キシリレンジアミン、1,3−ジアミノプロパン、1,4−ジアミノブタン、トリメチルヘキサメチレンジアミン、イミノビスプロピルアミン、ビス(ヘキサメチレン)トリアミン、1,3,6−トリスアミノメチルヘキサン、ジメチルアミノプロピルアミン、アミノエチルエタノールアミン、トリ(メチルアミノ)ヘキサン、m−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホン、3,3’−ジエチル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、無水マレイン酸、無水コハク酸、テトラヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、無水メチルナジック酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロフタル酸、メチルシクロヘキセンテトラカルボン酸無水物、無水フタル酸、無水トリメリット酸、無水ベンゾフェノンテトラカルボン酸、ドデセニルこはく酸無水物、エチレングリコールビス(アンヒドロトリメリテート)、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ポリビニルフェノール、テルペンフェノール樹脂、およびポリアミド樹脂などが挙げられる。   Specific examples of the compound that reacts with epoxy include ethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, pentaethylenehexamine, hexamethylenediamine, mensendiamine, isophoronediamine, bis (4-amino-3- Methyldicyclohexyl) methane, bis (aminomethyl) cyclohexane, N-aminoethylpiperazine, m-xylylenediamine, 1,3-diaminopropane, 1,4-diaminobutane, trimethylhexamethylenediamine, iminobispropylamine, bis ( Hexamethylene) triamine, 1,3,6-trisaminomethylhexane, dimethylaminopropylamine, aminoethylethanolamine, tri (methylamino) hexane, m-phenylenediamine, -Phenylenediamine, diaminodiphenylmethane, diaminodiphenylsulfone, 3,3'-diethyl-4,4'-diaminodiphenylmethane, maleic anhydride, succinic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, methyltetrahydrophthalic anhydride, methyl nadic anhydride, Hexahydrophthalic anhydride, methylhexahydrophthalic acid, methylcyclohexene tetracarboxylic anhydride, phthalic anhydride, trimellitic anhydride, benzophenone tetracarboxylic anhydride, dodecenyl succinic anhydride, ethylene glycol bis (anhydro trimellitate) Phenol novolak resin, cresol novolak resin, polyvinylphenol, terpene phenol resin, and polyamide resin.

ポリマーマトリックスを形成する際には、必要に応じて硬化触媒を加えてもよい。硬化触媒としては、塩基性触媒を用いることができ、例えば、3級アミン類、有機ホスフィン化合物、イミダゾール化合物およびその誘導体などが挙げられる。具体的には、トリエタノールアミン、ピペリジン、N,N’−ジメチルピペラジン、1,4−ジアザジシクロ(2,2,2)オクタン(トリエチレンジアミン)、ピリジン、ピコリン、ジメチルシクロヘキシルアミン、ジメチルヘキシルアミン、ベンジルジメチルアミン、2−(ジメチルアミノメチル)フェノール、2,4,6−トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、DBU(1,8−ジアザビシクロ[5,4,0]ウンデカ−7−エン)、またはそのフェノール塩、トリメチルホスフィン、トリエチルホスフィン、トリブチルホスフィン、トリフェニルホスフィン、トリ(p−メチルフェニル)ホスフィン、2−メチルイミダゾール、2,4−ジメチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、2−フェニル−4−メチルイミダゾール、および2−ヘプタイミダゾールなどを、硬化触媒として用いることができる。   In forming the polymer matrix, a curing catalyst may be added as necessary. As the curing catalyst, a basic catalyst can be used, and examples thereof include tertiary amines, organic phosphine compounds, imidazole compounds and derivatives thereof. Specifically, triethanolamine, piperidine, N, N′-dimethylpiperazine, 1,4-diazadicyclo (2,2,2) octane (triethylenediamine), pyridine, picoline, dimethylcyclohexylamine, dimethylhexylamine, benzyl Dimethylamine, 2- (dimethylaminomethyl) phenol, 2,4,6-tris (dimethylaminomethyl) phenol, DBU (1,8-diazabicyclo [5,4,0] undec-7-ene), or its phenol Salt, trimethylphosphine, triethylphosphine, tributylphosphine, triphenylphosphine, tri (p-methylphenyl) phosphine, 2-methylimidazole, 2,4-dimethylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 2-phenylimidazo Le, 2-phenyl-4-methylimidazole, and 2-hepta-imidazole and the like, it can be used as a curing catalyst.

潜在性触媒を用いることもでき、例えば、三フッ化ホウ素アミン錯体、ジシアンジアミド、有機酸ヒドラジド、ジアミノマレオニトリルおよびその誘導体、メラミンおよびその誘導体、アミンイミドなどが挙げられる。さらに、活性水素を有する化合物、例えばフェノール類やサリチル酸などを加えて、三次元架橋ポリマーマトリックスの硬化を促進することも可能である。   A latent catalyst can also be used, and examples thereof include boron trifluoride amine complex, dicyandiamide, organic acid hydrazide, diaminomaleonitrile and derivatives thereof, melamine and derivatives thereof, and amine imide. Furthermore, it is also possible to add a compound having active hydrogen, such as phenols or salicylic acid, to accelerate the curing of the three-dimensional crosslinked polymer matrix.

こうしたポリマーマトリックスには、フェノール誘導体、ヒンダードアミン、およびニトロキシド化合物から選択される重合禁止剤が共有結合を介して結合される。重合禁止剤のなかでも、上述したポリマーマトリックス形成において、重合禁止部位が当該ポリマーマトリックス形成反応の影響を受けにくいニトロキシドが特に好適である。   Polymeric inhibitors selected from phenol derivatives, hindered amines, and nitroxide compounds are bound to such polymer matrices via covalent bonds. Among the polymerization inhibitors, nitroxides, which are difficult to be affected by the polymer matrix formation reaction in the polymerization matrix formation described above, are particularly suitable.

ニトロキシドは通常黄〜赤色を呈し、これを記録層内に添加することによって記録層は着色する。しかしながら、ニトロキシドがラジカルと再結合してアルコキシアミンとなると、脱色するものと推測される。すなわち、保存時に発生したラジカルをトラップした際、ニトロキシドはアルコキシルアミンと変遷して脱色する。前露光処理により発生したラジカルをトラップした際もまた、ニトロキシドはアルコキシルアミンと変遷して脱色する。すなわち、仮に記録層形成時に着色していたとしても、保存時の暗反応、そして前露光処理を経て透明になるので、記録時に悪影響を与えることはない。   Nitroxide usually exhibits yellow to red color, and the recording layer is colored by adding it to the recording layer. However, when nitroxide recombines with a radical to become alkoxyamine, it is presumed to decolorize. That is, when a radical generated during storage is trapped, the nitroxide changes to alkoxylamine and decolorizes. Also, when the radicals generated by the pre-exposure treatment are trapped, the nitroxide is transformed into alkoxylamine and decolorized. That is, even if it is colored at the time of forming the recording layer, it becomes transparent through a dark reaction at the time of storage and a pre-exposure process, so that there is no adverse effect at the time of recording.

重合禁止剤は、光ラジカル重合開始剤の重量の0.0001部以上の量で含有されていれば、その効果を得ることができる。しかしながら、光ラジカル重合開始剤よりも高い濃度で含有された場合には、光ラジカル重合開始剤から発生したラジカル全てをトラップして、記録が不能となるおそれがある。したがって、重合禁止剤の濃度は、光ラジカル重合開始剤の重量の1部にとどめることが望まれる。重合禁止剤の濃度は、光ラジカル重合開始剤の0.0001部から0.5部であることがより好ましい。   If the polymerization inhibitor is contained in an amount of 0.0001 part or more by weight of the radical photopolymerization initiator, the effect can be obtained. However, when it is contained at a concentration higher than that of the photo radical polymerization initiator, there is a possibility that all radicals generated from the photo radical polymerization initiator are trapped and recording becomes impossible. Therefore, it is desirable that the concentration of the polymerization inhibitor is limited to 1 part of the weight of the radical photopolymerization initiator. The concentration of the polymerization inhibitor is more preferably from 0.0001 part to 0.5 part of the radical photopolymerization initiator.

重合禁止剤は、ポリマーマトリックスの構成成分に応じて選択することができる。例えば、二級アミンや一級アミンなどの活性水素が含有されるポリマーマトリックスには、一方の末端にアクリル基、メタクリル基、エポキシ基、またはハロゲン化アシル基を有する重合禁止剤を用いることができる。こうした末端基は、ポリマーマトリックスの活性水素と反応する。また、構成成分としてエポキシ基を含有するポリマーマトリックスには、一方の末端にヒドロキシル基、アミノ基、メルカプト基、またはエポキシ基を有する重合禁止剤を用いることができる。こうした末端基は、ポリマーマトリックスのエポキシ基と反応する。いずれの場合も、重合禁止剤は共有結合を解してポリマーマトリックスに結合する。   The polymerization inhibitor can be selected according to the constituent components of the polymer matrix. For example, a polymerization inhibitor having an acrylic group, a methacryl group, an epoxy group, or an acyl halide group at one end can be used for a polymer matrix containing active hydrogen such as a secondary amine or a primary amine. These end groups react with the active hydrogen of the polymer matrix. In addition, a polymerization inhibitor having a hydroxyl group, an amino group, a mercapto group, or an epoxy group at one end can be used for a polymer matrix containing an epoxy group as a constituent component. These end groups react with the epoxy groups of the polymer matrix. In either case, the polymerization inhibitor breaks the covalent bond and binds to the polymer matrix.

具体的には、以下の化合物が重合禁止剤としてより好ましい。すなわち、4−メタクリロイル−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−N−オキシド、4−アクリロイル−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−N−オキシド、4−メタクアミド−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−N−オキシド、4−アクリルアミド−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−N−オキシド、4−アミノ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−N−オキシド、4−ヒドロキシル−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−N−オキシド、4−メルカプト−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−N−オキシド、および4−グリシジルエーテル−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−N−オキシド等である。   Specifically, the following compounds are more preferable as the polymerization inhibitor. That is, 4-methacryloyl-2,2,6,6-tetramethylpiperidine-N-oxide, 4-acryloyl-2,2,6,6-tetramethylpiperidine-N-oxide, 4-methacamide-2,2, 6,6-tetramethylpiperidine-N-oxide, 4-acrylamido-2,2,6,6-tetramethylpiperidine-N-oxide, 4-amino-2,2,6,6-tetramethylpiperidine-N- Oxide, 4-hydroxyl-2,2,6,6-tetramethylpiperidine-N-oxide, 4-mercapto-2,2,6,6-tetramethylpiperidine-N-oxide, and 4-glycidyl ether-2, 2,6,6-tetramethylpiperidine-N-oxide and the like.

上述したような重合禁止剤がポリマーマトリックス内に取り込まれる際には、ポリマーマトリックスの形成を阻害しないことが望まれる。しかしながら元来、記録層中の重合禁止剤の濃度は微量であるので、仮にポリマーマトリクスの形成を阻害する反応を経てポリマーマトリックス内へ取込まれたとしても、ポリマーマトリックスの形成にはさほど影響はない。   When the polymerization inhibitor as described above is incorporated into the polymer matrix, it is desirable not to inhibit the formation of the polymer matrix. However, since the concentration of the polymerization inhibitor in the recording layer is originally very small, even if it is incorporated into the polymer matrix through a reaction that inhibits the formation of the polymer matrix, the formation of the polymer matrix is not significantly affected. Absent.

本発明の実施形態にかかるホログラム記録媒体を製造するにあたっては、まず、上述したようなラジカル重合性モノマー、ラジカル重合開始剤、ポリマーマトリクスと共有結合を介して結合する結合基を有する重合禁止剤、ポリマーマトリックス構成成分を混合して、記録層原料溶液を調製する。記録層原料溶液中には、必要に応じて架橋剤や増感剤や可塑剤が配合されてもよい。得られた記録層原料溶液を用いて所定の基板上に樹脂層を形成し、ポリマーマトリックスを形成することによって記録層が形成される。   In producing a hologram recording medium according to an embodiment of the present invention, first, a radical polymerizable monomer as described above, a radical polymerization initiator, a polymerization inhibitor having a bonding group bonded to a polymer matrix through a covalent bond, A polymer matrix constituent component is mixed to prepare a recording layer raw material solution. In the recording layer raw material solution, a crosslinking agent, a sensitizer, and a plasticizer may be blended as necessary. A recording layer is formed by forming a resin layer on a predetermined substrate using the obtained recording layer raw material solution and forming a polymer matrix.

例えば、記録層原料溶液を透明基板上に塗布して、記録層を形成する。透明基板としては、例えばガラス基板およびプラスチック基板を用いることができ、記録層原料溶液を塗布する前に、基板の表面にコロナ放電処理、プラズマ処理、オゾン処理、およびアルカリ処理などから選択される易接着処理を施してもよい。溶液の塗布に当たっては、キャスティングやスピンコート法を採用することができる。あるいは、樹脂製のスペーサーを介して2枚の透明基板を配置し、その間隙に記録層原料溶液を流し込むことによって記録層を形成してもよい。   For example, a recording layer raw material solution is applied on a transparent substrate to form a recording layer. As the transparent substrate, for example, a glass substrate and a plastic substrate can be used, and before the recording layer raw material solution is applied, the surface of the substrate is easily selected from corona discharge treatment, plasma treatment, ozone treatment, alkali treatment, and the like. An adhesion treatment may be performed. In applying the solution, casting or spin coating can be employed. Alternatively, the recording layer may be formed by disposing two transparent substrates via resin spacers and pouring the recording layer raw material solution into the gap therebetween.

ポリマーマトリックスは、硬化剤として脂肪族第一アミンを用いた場合には室温でも進行する。硬化剤の反応性に応じて、30℃以上150℃以下の温度に加熱してもよい。形成される記録層の厚みは、20μm以上2mm以下が好ましく、50μm以上1mm以下がより好ましい。記録層の厚みが20μm未満の場合には、十分な記憶容量を得ることが困難になる。一方、記録層の厚みが2mmを越えると、感度および回折効率が低下するおそれがある。   The polymer matrix proceeds even at room temperature when an aliphatic primary amine is used as the curing agent. You may heat to the temperature of 30 to 150 degreeC according to the reactivity of a hardening | curing agent. The thickness of the recording layer to be formed is preferably 20 μm or more and 2 mm or less, and more preferably 50 μm or more and 1 mm or less. When the thickness of the recording layer is less than 20 μm, it is difficult to obtain a sufficient storage capacity. On the other hand, if the thickness of the recording layer exceeds 2 mm, the sensitivity and diffraction efficiency may be reduced.

本発明の一実施形態にかかるホログラム記録媒体の断面の概略図を、図1に示す。図示するホログラム記録媒体10においては、一対の透明基板11および15の間に、記録層13が配置される。この記録層13は、上述したようなラジカル重合性モノマー、光ラジカル重合開始剤、および共有結合した重合禁止剤を有するポリマーマトリックスを含有する。   FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a hologram recording medium according to an embodiment of the present invention. In the illustrated hologram recording medium 10, a recording layer 13 is disposed between a pair of transparent substrates 11 and 15. The recording layer 13 contains a polymer matrix having a radical polymerizable monomer, a photo radical polymerization initiator, and a covalently bonded polymerization inhibitor as described above.

図2は、他の実施形態にかかるホログラム記録媒体の断面の概略図である。図示するホログラム記録媒体40においては、反射層46が設けられた透明基板47の上に、ギャップ層45を介して記録層43が順次設けられる。すなわち、反射層付ホログラム記録媒体である。反射層46は、例えばアルミニウムにより形成することができ、ギャップ層45は、例えば透明樹脂やガラスにより形成することができる。   FIG. 2 is a schematic view of a cross section of a hologram recording medium according to another embodiment. In the illustrated hologram recording medium 40, the recording layer 43 is sequentially provided on the transparent substrate 47 provided with the reflective layer 46 via the gap layer 45. That is, it is a hologram recording medium with a reflective layer. The reflective layer 46 can be formed of, for example, aluminum, and the gap layer 45 can be formed of, for example, a transparent resin or glass.

記録層43の上には、透明基板41が配置される。図1に示した透過型ホログラム記録媒体10の場合と同様、図2に示される反射層付ホログラム記録媒体40における記録層43もまた、上述したようなラジカル重合性モノマー、光ラジカル重合開始剤、および共有結合した重合禁止剤を有するポリマーマトリックスを含有する。   A transparent substrate 41 is disposed on the recording layer 43. As in the case of the transmissive hologram recording medium 10 shown in FIG. 1, the recording layer 43 in the hologram recording medium 40 with a reflective layer shown in FIG. 2 also has a radical polymerizable monomer, a photo radical polymerization initiator as described above, And a polymer matrix having a covalently bonded polymerization inhibitor.

本発明の実施形態にかかるホログラム記録媒体に対しては、情報光と参照光とを記録層内部で干渉させることによってホログラム記録がなされる。記録されるホログラム(ホログラフィー)は、透過型ホログラム(透過型ホログラフィー)および反射型ホログラム(反射型ホログラフィー)のいずれでもよい。情報光と参照光との干渉は、二光束干渉法および同軸干渉法のいずれの方法でも行なうことができる。   Hologram recording is performed on the hologram recording medium according to the embodiment of the present invention by causing information light and reference light to interfere with each other inside the recording layer. The hologram to be recorded (holography) may be either a transmission hologram (transmission holography) or a reflection hologram (reflection holography). The interference between the information beam and the reference beam can be performed by either the two-beam interference method or the coaxial interference method.

図3に、本発明の実施形態にかかる透過型ホログラム記録再生装置の一例の概略図を示す。図示するホログラム記録再生装置は、透過型二光束干渉法を用いたホログラム型光情報記録再生装置である。   FIG. 3 shows a schematic diagram of an example of a transmission hologram recording / reproducing apparatus according to an embodiment of the present invention. The illustrated hologram recording / reproducing apparatus is a hologram type optical information recording / reproducing apparatus using a transmission type two-beam interference method.

光源装置21から照射された光ビームは、ビームエキスパンダー22および旋光用光学素子23を通過して、偏向ビームスプリッター24に導入される。光源装置21としては、透過型ホログラム記録媒体10の記録層13中で干渉可能な任意の光を照射する光源を用いることができる。可干渉性などの観点から直線偏光したレーザーが望ましい。レーザーとしては、例えば、半導体レーザー、He−Neレーザー、アルゴンレーザー、およびYAGレーザーなどが挙げられる。   The light beam emitted from the light source device 21 passes through the beam expander 22 and the optical rotation optical element 23 and is introduced into the deflection beam splitter 24. As the light source device 21, a light source that emits arbitrary light that can interfere in the recording layer 13 of the transmission hologram recording medium 10 can be used. From the viewpoint of coherence, a linearly polarized laser is desirable. Examples of the laser include a semiconductor laser, a He—Ne laser, an argon laser, and a YAG laser.

ビームエキスパンダー22によって、光源装置21から出射された光はホログラム記録に適したビーム径に広げられる。旋光用光学素子23は、このビームエキスパンダー22によりビーム径が広げられた光を旋光して、S偏光成分とP偏光成分とを含む光を生成する。旋光用光学素子23としては、例えば1/2波長板、および1/4波長板などを用いることができる。   The beam expander 22 expands the light emitted from the light source device 21 to a beam diameter suitable for hologram recording. The optical rotatory optical element 23 rotates the light whose beam diameter is expanded by the beam expander 22 to generate light including an S-polarized component and a P-polarized component. For example, a half-wave plate and a quarter-wave plate can be used as the optical rotatory optical element 23.

旋光用光学素子23を透過した光のうち、S偏光成分は偏光ビームスプリッター24により反射されて、情報光Iとして用いられる。一方、P偏光成分は偏光ビームスプリッター24を透過して、参照光Rfとして用いられる。なお、透過型ホログラム記録媒体10の記録層13の位置で情報光Iの強度と参照光Rfの強度とが等しくなるように、旋光用光学素子23で偏光ビームスプリッター24に入射する旋光方向が調整される。   Of the light transmitted through the optical rotatory optical element 23, the S-polarized component is reflected by the polarization beam splitter 24 and used as information light I. On the other hand, the P-polarized component is transmitted through the polarization beam splitter 24 and used as the reference light Rf. The optical rotation direction incident on the polarization beam splitter 24 is adjusted by the optical rotation optical element 23 so that the intensity of the information light I and the intensity of the reference light Rf are equal at the position of the recording layer 13 of the transmission hologram recording medium 10. Is done.

偏光ビームスプリッター24によって反射された情報光Iは、ミラー26で反射された後、電磁シャッター28を通過し、回転ステージ20の上に載置された透過型ホログラム記録媒体10の記録層13に照射される。   The information light I reflected by the polarization beam splitter 24 is reflected by the mirror 26, passes through the electromagnetic shutter 28, and is irradiated onto the recording layer 13 of the transmission hologram recording medium 10 placed on the rotary stage 20. Is done.

一方、偏光ビームスプリッター24を透過した参照光Rfは、旋光用光学素子25によって偏光方向が90度回転してS偏光となり、ミラー27で反射される。その後、電磁シャッター29を通過し、回転ステージ20の上に載置された透過型ホログラム記録媒体10の記録層13に照射される。この記録層13内では、情報光Iと交差して干渉縞が生じ、こうして、屈折率変調領域(図示せず)に透過型ホログラムが形成される。   On the other hand, the reference light Rf transmitted through the polarization beam splitter 24 is rotated by 90 degrees in the polarization direction by the optical rotatory optical element 25 to become S-polarized light and reflected by the mirror 27. Thereafter, the recording layer 13 of the transmission hologram recording medium 10 placed on the rotary stage 20 is irradiated through the electromagnetic shutter 29. In the recording layer 13, interference fringes are generated by intersecting with the information light I, and thus a transmission hologram is formed in the refractive index modulation region (not shown).

記録された情報を再生するには、電磁シャッター28を閉じることにより情報光Iを遮断して、透過型ホログラム記録媒体10の記録層13内に形成された透過型ホログラム(図示せず)に、参照光Rfのみを照射する。参照光Rfの一部は、透過型ホログラム記録媒体10を透過する際、透過型ホログラムによって回折される。この際の回折光は、光検出器30により検出される。また、媒体を透過する光を検知するために、光検出器31が設けられている。   To reproduce the recorded information, the information light I is blocked by closing the electromagnetic shutter 28, and a transmission hologram (not shown) formed in the recording layer 13 of the transmission hologram recording medium 10 is used. Only the reference light Rf is irradiated. A part of the reference light Rf is diffracted by the transmission hologram when passing through the transmission hologram recording medium 10. The diffracted light at this time is detected by the photodetector 30. In addition, a photodetector 31 is provided to detect light transmitted through the medium.

ホログラム記録後の記録媒体に投光露光を行なうために、図示するように、紫外光源装置32および紫外光照射光学系を設けることもできる。これらによって、未反応のラジカル重合性モノマーを重合させた場合には、記録されたホログラムの安定性を高めることができる。紫外光源装置32としては、未反応のラジカル重合性化モノマーを重合させ得る光を照射する任意の光源を用いることができる。紫外発光効率を考慮すると、例えばキセノンランプ、水銀ランプ、高圧水銀ランプ、水銀キセノンランプ、窒化ガリウム系発光ダイオード、窒化ガリウム系半導体レーザー、エキシマーレーザー、Nd:YAGレーザーの第3高調波(355nm)、およびNd:YAGレーザーの第4高調波(266nm)などが好ましい。   In order to perform projection exposure on the recording medium after hologram recording, an ultraviolet light source device 32 and an ultraviolet light irradiation optical system can be provided as shown in the figure. By these, when an unreacted radical polymerizable monomer is polymerized, the stability of the recorded hologram can be improved. As the ultraviolet light source device 32, any light source that irradiates light capable of polymerizing an unreacted radical polymerizable monomer can be used. Considering the ultraviolet emission efficiency, for example, a xenon lamp, a mercury lamp, a high-pressure mercury lamp, a mercury xenon lamp, a gallium nitride based light emitting diode, a gallium nitride based semiconductor laser, an excimer laser, a third harmonic (355 nm) of an Nd: YAG laser, And the fourth harmonic (266 nm) of an Nd: YAG laser is preferable.

図4に、本発明の実施形態にかかる反射型ホログラム記録再生装置の一例の概略図を示す。光源装置51としては、透過型ホログラム記録再生装置の場合と同様、コヒーレントな直線偏光を出力するレーザーを使用することが望ましい。レーザーとしては、例えば、半導体レーザー、He−Neレーザー、アルゴンレーザー、およびYAGレーザーなどを使用することができる。   FIG. 4 shows a schematic diagram of an example of a reflection type hologram recording / reproducing apparatus according to an embodiment of the present invention. As the light source device 51, it is desirable to use a laser that outputs coherent linearly polarized light as in the case of the transmission hologram recording / reproducing device. As the laser, for example, a semiconductor laser, a He—Ne laser, an argon laser, a YAG laser, or the like can be used.

光源装置51から出射された光ビームは、ビームエキスパンダー52によりビーム径を広げられ、平行光束として旋光用光学素子53に入射する。旋光用光学素子53としては、例えば1/2波長板および1/4波長板等を使用することができる。こうした旋光用光学素子53は、光ビームの偏波面を回転させることによって、偏波面が紙面に平行な偏光成分(P偏光成分)と偏波面が紙面に垂直な偏光成分(S偏光成分)とを含む光を生成する。P偏光成分およびS偏光成分を含む光は、光ビームを円偏光または楕円偏光とすることによって生成することも可能である。   The light beam emitted from the light source device 51 is expanded in beam diameter by the beam expander 52 and enters the optical rotation optical element 53 as a parallel light beam. As the optical rotatory optical element 53, for example, a ½ wavelength plate, a ¼ wavelength plate, or the like can be used. The optical rotatory optical element 53 rotates the polarization plane of the light beam to generate a polarization component whose polarization plane is parallel to the paper surface (P polarization component) and a polarization component whose polarization plane is perpendicular to the paper surface (S polarization component). Generate light that contains. The light including the P-polarized component and the S-polarized component can also be generated by making the light beam circularly polarized or elliptically polarized.

旋光用光学素子53を通過した光ビームのうちS偏光成分は、偏光ビームスプリッター54により反射されて、透過型空間光変調器55に入射する。一方、旋光用光学素子53を出射した光ビームのうちP偏光成分は、偏光ビームスプリッター54を透過し、後述するように参照光として利用される。   The S-polarized component of the light beam that has passed through the optical rotatory optical element 53 is reflected by the polarization beam splitter 54 and enters the transmissive spatial light modulator 55. On the other hand, the P-polarized component of the light beam emitted from the optical rotatory optical element 53 is transmitted through the polarization beam splitter 54 and used as reference light as will be described later.

透過型空間光変調器55は、例えば透過型液晶表示装置のようにマトリックス状に配列された多数の画素を有しており、画素毎に出射する光をP偏光成分またはS偏光成分に切り替えることができる。このようにして、透過型空間光変調器55は、記録される情報に対応して、二次元的な偏波面分布が与えられた情報光を出射する。   The transmissive spatial light modulator 55 has a large number of pixels arranged in a matrix like a transmissive liquid crystal display device, for example, and switches the light emitted from each pixel to a P-polarized component or an S-polarized component. Can do. In this way, the transmissive spatial light modulator 55 emits information light having a two-dimensional polarization plane distribution corresponding to the recorded information.

透過型空間光変調器55から出射された情報光は、偏光ビームスプリッター56に入射する。偏光ビームスプリッター56は、情報光のうちS偏光成分のみを反射し、P偏光成分を透過させる。偏光ビームスプリッター56により反射されたS偏光成分は、二次元的な強度分布が与えられた情報光として電磁シャッター57を通過し、偏光ビームスプリッター58に入射する。この情報光は、偏光ビームスプリッター58により反射され、二分割旋光用光学素子59に入射する。   Information light emitted from the transmissive spatial light modulator 55 enters the polarization beam splitter 56. The polarization beam splitter 56 reflects only the S-polarized component of the information light and transmits the P-polarized component. The S-polarized component reflected by the polarization beam splitter 56 passes through the electromagnetic shutter 57 as information light having a two-dimensional intensity distribution and enters the polarization beam splitter 58. This information light is reflected by the polarizing beam splitter 58 and enters the optical element 59 for two-part optical rotation.

二分割旋光用光学素子59は、図の右側部分と左側部分との間で光学特性が互いに異なっている。具体的には、例えば二分割旋光用光学素子59の右側部分に入射した光成分は偏波面を+45°回転させて出射し、左側部分に入射した光成分は偏波面を−45°回転させて出射する。以下、S偏光成分の偏波面を+45°回転させたもの(またはP偏光成分の偏波面を−45°回転させたもの)をA偏光成分と称し、S偏光成分の偏波面を−45°回転させたもの(またはP偏光成分の偏波面を+45°回転させたもの)をB偏光成分と称する。なお、二分割旋光用光学素子59の各部分には、たとえば1/2波長板を用いることができる。   The optical element 59 for two-part optical rotation has different optical characteristics between the right side portion and the left side portion in the figure. Specifically, for example, the light component incident on the right side portion of the optical element 59 for two-part optical rotation rotates by rotating the polarization plane by + 45 °, and the light component incident on the left portion rotates the polarization plane by −45 °. Exit. Hereinafter, the polarization plane of the S polarization component rotated by + 45 ° (or the polarization plane of the P polarization component rotated by −45 °) is referred to as an A polarization component, and the polarization plane of the S polarization component is rotated by −45 °. The one (or the polarization plane of the P-polarized component rotated by + 45 °) is referred to as the B-polarized component. For example, a half-wave plate can be used for each part of the optical element 59 for two-part optical rotation.

二分割旋光用光学素子59を出射したA偏光成分およびB偏光成分は、対物レンズ60を通して反射層付ホログラム記録媒体40に入射し、透明基板41、記録層43、およびギャップ層45を通過して、透明基板47上の反射層46上に集光される。   The A-polarized component and the B-polarized component emitted from the two-part optical rotatory optical element 59 are incident on the hologram recording medium with a reflective layer 40 through the objective lens 60 and pass through the transparent substrate 41, the recording layer 43, and the gap layer 45. The light is condensed on the reflective layer 46 on the transparent substrate 47.

他方、偏光ビームスプリッター54を透過したP偏光成分(参照光)の一部は、ビームスプリッター61で反射され、偏光ビームスプリッター58を透過する。偏光ビームスプリッター58を透過した参照光は、二分割旋光用光学素子59に入射し、その右側部分に入射した光成分は偏波面を+45°回転させてB偏光成分として出射し、左側部分に入射した光成分は偏波面を−45°回転させてA偏光成分として出射する。これらのA偏光成分およびB偏光成分は、対物レンズ60を通して反射層付ホログラム記録媒体40に入射し、透明基板41、記録層43、およびギャップ層45を通過して、透明基板47上の反射層46上に集光される。   On the other hand, a part of the P-polarized component (reference light) transmitted through the polarizing beam splitter 54 is reflected by the beam splitter 61 and passes through the polarizing beam splitter 58. The reference light that has passed through the polarizing beam splitter 58 enters the optical element 59 for split optical rotation, and the light component incident on the right side portion thereof is emitted as a B polarization component by rotating the plane of polarization by + 45 ° and incident on the left side portion. The light component is output as an A-polarized component by rotating the plane of polarization by −45 °. These A-polarized component and B-polarized component enter the hologram recording medium 40 with a reflective layer through the objective lens 60, pass through the transparent substrate 41, the recording layer 43, and the gap layer 45, and are reflected on the transparent substrate 47. 46 is collected.

このように、二分割旋光用光学素子59の右側部分からは、A偏光成分である情報光とB偏光成分である参照光とが出射される。他方、二分割旋光用光学素子59の左側部分からは、B偏光成分である情報光とA偏光成分である参照光とが出射される。これらの情報光および参照光は、反射層付ホログラム記録媒体40の反射層46上に集光される。   As described above, the information light as the A-polarized component and the reference light as the B-polarized component are emitted from the right portion of the optical element 59 for two-part optical rotation. On the other hand, from the left part of the optical element 59 for two-part optical rotation, information light as a B-polarized component and reference light as an A-polarized component are emitted. These information light and reference light are collected on the reflective layer 46 of the hologram recording medium 40 with a reflective layer.

透明基板41を通して直接光として記録層43に入射された情報光と、反射層46で反射された後に反射光として記録層43に入射された参照光との間では、干渉が生じる。直接光としての参照光と反射光としての情報光との間でも、情報光と参照光との干渉が生じる。こうして、記録層43の内部に、情報光に対応した光学特性の分布を生じさせることができる。一方、直接光としての情報光と反射光としての情報光との干渉や、直接光としての参照光と反射光としての参照光との干渉は生じない。   Interference occurs between the information light incident on the recording layer 43 as direct light through the transparent substrate 41 and the reference light incident on the recording layer 43 as reflected light after being reflected by the reflective layer 46. Even between the reference light as the direct light and the information light as the reflected light, interference between the information light and the reference light occurs. Thus, a distribution of optical characteristics corresponding to the information light can be generated inside the recording layer 43. On the other hand, interference between information light as direct light and information light as reflected light, and interference between reference light as direct light and reference light as reflected light do not occur.

図4に示した反射型ホログラム記録再生装置においても、記録されたホログラムの安定性を高めるために、紫外光源装置および紫外光照射光学系を設けてもよい。   Also in the reflection hologram recording / reproducing apparatus shown in FIG. 4, an ultraviolet light source device and an ultraviolet light irradiation optical system may be provided in order to improve the stability of the recorded hologram.

反射層付ホログラム記録媒体40に記録された情報は、以下のようにして読み出すことができる。   Information recorded on the hologram recording medium with a reflective layer 40 can be read as follows.

電磁シャッター57を閉じると、P偏光成分である参照光のみが二分割旋光用光学素子59に入射する。この参照光は、二分割旋光用光学素子59によって、その右側部分に入射した光成分は偏波面を+45°回転させてB偏光成分として出射し、左側部分に入射した光成分は偏波面を−45°回転させてA偏光成分として出射する。その後、それらA偏光成分およびB偏光成分は、対物レンズ60を通して反射層付ホログラム記録媒体40に入射し、透明基板41、記録層43、およびギャップ層45を通過して、透明基板47上に設けられた反射層46上に集光される。   When the electromagnetic shutter 57 is closed, only the reference light that is a P-polarized component enters the optical element 59 for two-part optical rotation. The reference light is emitted by the two-part optical rotation optical element 59, and the light component incident on the right side of the reference light is output by rotating the polarization plane by + 45 ° as a B polarization component, and the light component incident on the left side is polarized on the plane of polarization. It is rotated 45 ° and emitted as an A-polarized component. Thereafter, the A-polarized component and the B-polarized component enter the hologram recording medium 40 with a reflective layer through the objective lens 60, pass through the transparent substrate 41, the recording layer 43, and the gap layer 45, and are provided on the transparent substrate 47. The light is condensed on the reflection layer 46 formed.

反射層付ホログラム記録媒体40の記録層43には、情報に対応した光学特性分布が形成されている。したがって、反射層付ホログラム記録媒体40に入射したA偏光成分およびB偏光成分の一部は、記録層43内に形成された光学特性分布屈折率変調領域(図示せず)により回折され、情報光を再現した再生光として反射層付ホログラム記録媒体40を出射する。   In the recording layer 43 of the hologram recording medium 40 with a reflective layer, an optical characteristic distribution corresponding to information is formed. Therefore, part of the A-polarized component and the B-polarized component incident on the hologram recording medium 40 with the reflective layer is diffracted by an optical characteristic distribution refractive index modulation region (not shown) formed in the recording layer 43, and information light The hologram recording medium 40 with a reflective layer is emitted as reproduction light that reproduces the above.

反射層付ホログラム記録媒体40を出射した再生光は、対物レンズ60により平行光束とされた後、二分割旋光用光学素子59に入射する。二分割旋光用光学素子59の右側部分に入射したB偏光成分はP偏光成分として出射され、二分割旋光用光学素子59の左側部分に入射したA偏光成分はP偏光成分として出射される。このようにして、P偏光成分としての再生光が得られる。   The reproduction light emitted from the hologram recording medium with a reflective layer 40 is converted into a parallel light beam by the objective lens 60 and then enters the optical element 59 for two-part optical rotation. The B-polarized component incident on the right portion of the two-part optical rotatory optical element 59 is emitted as a P-polarized component, and the A-polarized component incident on the left-hand portion of the two-part optical rotatory optical element 59 is emitted as a P-polarized component. In this way, reproduction light as a P-polarized component is obtained.

その後、再生光は偏光ビームスプリッター58を透過する。偏光ビームスプリッター58を透過した再生光の一部は、ビームスプリッター61を透過し、結像レンズ62を通して二次元光検出器63上に透過型空間光変調器55の像を再現する形で結像される。以上の手法によって、反射層付ホログラム記録媒体40に記録された情報を読み出すことができる。   Thereafter, the reproduction light passes through the polarization beam splitter 58. Part of the reproduction light transmitted through the polarization beam splitter 58 passes through the beam splitter 61 and forms an image on the two-dimensional photodetector 63 through the imaging lens 62 so as to reproduce the image of the transmissive spatial light modulator 55. Is done. The information recorded on the hologram recording medium 40 with a reflective layer can be read by the above method.

一方、二分割旋光用光学素子59を透過して反射層付ホログラム記録媒体40に入射したA偏光成分およびB偏光成分の残りは、反射層46によって反射され、反射層付ホログラム記録媒体40を出射する。この反射光としてのA偏光成分およびB偏光成分は、対物レンズ60により平行光束とされた後、A偏光成分は二分割旋光用光学素子59の右側部分に入射してS偏光成分として出射し、B偏光成分は二分割旋光用光学素子59の左側部分に入射してS偏光成分として出射する。   On the other hand, the remainder of the A-polarized component and the B-polarized component that have been transmitted through the two-part optical rotatory optical element 59 and entered the hologram recording medium 40 with a reflective layer are reflected by the reflective layer 46 and emitted from the hologram recording medium 40 with a reflective layer. To do. The A-polarized component and the B-polarized component as the reflected light are converted into parallel light beams by the objective lens 60, and then the A-polarized component is incident on the right side portion of the optical element 59 for two-part optical rotation, and is emitted as the S-polarized component. The B-polarized component is incident on the left side of the two-part optical rotation optical element 59 and is emitted as an S-polarized component.

二分割旋光用光学素子59を出射したS偏光成分は、偏光ビームスプリッター61により反射されるため、二次元光検出器63には到達しない。したがって、この記録再生装置によると、優れた再生SN比を実現することができる。   The S-polarized component emitted from the two-part optical rotatory optical element 59 is reflected by the polarization beam splitter 61 and therefore does not reach the two-dimensional photodetector 63. Therefore, according to this recording / reproducing apparatus, an excellent reproduction SN ratio can be realized.

必要に応じて、全ての記録が終了した後に、一様光を照射して残存モノマーを重合させてもよい。また、必要に応じて、すべての記録が終了した後に酸素雰囲気下でホログラム記録媒体の記録層内へ酸素を浸透させてホログラム記録媒体内のラジカル種を不活性化させてもよい。   If necessary, after all the recording is completed, the remaining monomer may be polymerized by irradiation with uniform light. Further, if necessary, after all the recording is completed, oxygen may penetrate into the recording layer of the hologram recording medium in an oxygen atmosphere to inactivate radical species in the hologram recording medium.

図5には、同軸干渉法を用いた光記録再生装置の概略図を示す。図示する記録再生装置においては、一つの空間光変調器を用いて情報光と変調された参照光とを生成し、ホログラムを記録する同軸干渉の手法が用いられる。   FIG. 5 shows a schematic diagram of an optical recording / reproducing apparatus using the coaxial interference method. In the illustrated recording / reproducing apparatus, a coaxial interference technique is used in which information light and modulated reference light are generated using a single spatial light modulator, and a hologram is recorded.

光源装置65としては、前述の透過型ホログラム記録再生装置の場合および反射型ホログラム記録再生装置の場合と同様、可干渉性などから直線偏光をしたレーザーが望ましい。具体的には、半導体レーザー、He−Neレーザー、アルゴンレーザー、およびYAGレーザーなどが挙げられる。また、光源装置65は、その出射波長を調整できる機能を有している。   As the light source device 65, a linearly polarized laser is desirable from the viewpoint of coherence, as in the case of the transmission hologram recording / reproducing device and the reflection hologram recording / reproducing device described above. Specific examples include a semiconductor laser, a He—Ne laser, an argon laser, and a YAG laser. The light source device 65 has a function of adjusting the emission wavelength.

ビームエキスパンダー66は、光源装置65から出射される出射光を拡張し、平行光束に整形することができる。整形された光は、ミラー67を介して反射型空間光変調器68に照射される。反射型空間光変調器68は、格子状に2次元に配置された複数の画素を有しており、画素毎に反射光の方向を変えることができる。あるいは、画素毎に反射光の偏光方向を変えることによって、二次元パターンとして情報を付与した情報光と、空間的に変調された参照光を同時に生成する。反射型空間光変調器68としては、例えばデジタルミラーデバイスや反射型液晶素子、磁気光学効果を用いた反射型変調素子などを用いることができる。   The beam expander 66 can expand the outgoing light emitted from the light source device 65 and shape it into a parallel light flux. The shaped light is applied to the reflective spatial light modulator 68 via the mirror 67. The reflective spatial light modulator 68 has a plurality of pixels arranged two-dimensionally in a lattice shape, and the direction of the reflected light can be changed for each pixel. Alternatively, by changing the polarization direction of reflected light for each pixel, information light provided with information as a two-dimensional pattern and spatially modulated reference light are generated simultaneously. As the reflective spatial light modulator 68, for example, a digital mirror device, a reflective liquid crystal element, a reflective modulator using a magneto-optical effect, or the like can be used.

図示する例においては、デジタルミラーデバイスが反射型空間光変調器68として用いられる。反射型空間光変調器68によって反射された記録光は、結像レンズ69および70を介して、偏光ビームスプリッター71に入射する。ここで、記録光は偏光ビームスプリッター71を透過するように、光源装置65からの出射時点で偏光方向が調整されている。   In the illustrated example, a digital mirror device is used as the reflective spatial light modulator 68. The recording light reflected by the reflective spatial light modulator 68 is incident on the polarization beam splitter 71 via the imaging lenses 69 and 70. Here, the polarization direction is adjusted at the time of emission from the light source device 65 so that the recording light passes through the polarization beam splitter 71.

偏光ビームスプリッター71を透過した記録光は、旋光用光学素子72を透過し対物レンズ73によって反射層付ホログラム記録媒体40に照射される。記録光は、反射層付ホログラム記録媒体40の反射層46の表面において、そのビーム径が最小になるように集光する。旋光用光学素子72としては、例えば1/4波長板や1/2波長板などを用いることができる。   The recording light that has passed through the polarization beam splitter 71 passes through the optical element 72 for optical rotation and is irradiated onto the hologram recording medium 40 with a reflective layer by the objective lens 73. The recording light is condensed on the surface of the reflection layer 46 of the hologram recording medium 40 with a reflection layer so that the beam diameter is minimized. As the optical rotatory optical element 72, for example, a quarter wavelength plate, a half wavelength plate, or the like can be used.

記録された情報を再生する場合には、反射型空間光変調器68によって空間的に変調された参照光の一部が反射層付ホログラム記録媒体40を透過する際、屈折率変調領域(図示せず)により回折され再生光となる。再生光は、反射層46によって反射された後、対物レンズ73および旋光用光学素子72を透過する。旋光用光学素子72を透過する際には、この光には参照光とは異なる偏光成分が含まれるようになり、偏光ビームスプリッター71によって反射される。   When reproducing recorded information, when a part of the reference light spatially modulated by the reflective spatial light modulator 68 passes through the hologram recording medium 40 with a reflective layer, a refractive index modulation region (not shown) is shown. ) To be reproduced light. The reproduction light is reflected by the reflection layer 46 and then passes through the objective lens 73 and the optical element 72 for optical rotation. When passing through the optical rotatory optical element 72, this light includes a polarization component different from that of the reference light and is reflected by the polarization beam splitter 71.

なお、偏光ビームスプリッター71での再生光の反射率が最も高くなるように、旋光用光学素子72の回転角度が調節されていることが望ましい。偏光ビームスプリッター71によって反射された再生光は、結像レンズ74により二次元光検出器75上に再生像として結像される。なお、再生信号のSN比を高めるために、光検出器75の前にアイリス76を配置してもよい。   It is desirable that the rotation angle of the optical rotation optical element 72 is adjusted so that the reflectance of the reproduction light at the polarization beam splitter 71 is the highest. The reproduction light reflected by the polarization beam splitter 71 is imaged as a reproduction image on the two-dimensional photodetector 75 by the imaging lens 74. Note that an iris 76 may be disposed in front of the photodetector 75 in order to increase the S / N ratio of the reproduction signal.

本発明の実施形態にかかるホログラム記録媒体においては、記録層中のポリマーマトリクスに重合禁止剤が共有結合を介して結合しているために、記録層内を自由拡散しない。したがって、未記録領域の重合禁止剤濃度は不変のままである。追記の際の前露光処理の露光スケジュールは常に同じであってもよく、当該ホログラム記録媒体を用いたホログラム記録媒体記録装置としては簡便な装置となった。   In the hologram recording medium according to the embodiment of the present invention, since the polymerization inhibitor is bonded to the polymer matrix in the recording layer through a covalent bond, the recording layer does not freely diffuse. Accordingly, the polymerization inhibitor concentration in the unrecorded area remains unchanged. The exposure schedule of the pre-exposure process at the time of additional writing may always be the same, and it has become a simple apparatus as a hologram recording medium recording apparatus using the hologram recording medium.

以下に、本発明の具体例を示す。   Specific examples of the present invention are shown below.

(実施例1)
エポキシ化合物として6.04gの1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル(デナコールEx−212、ナガセケムテックス)、硬化剤として1.62gのテトラエチレンペンタミン、およびラジカル重合性モノマーとして1.35gのN−ビニルカルバゾールを混合して攪拌して、均一な溶液を得た。
Example 1
6.04 g of 1,6-hexanediol diglycidyl ether (Denacol Ex-212, Nagase ChemteX) as an epoxy compound, 1.62 g of tetraethylenepentamine as a curing agent, and 1.35 g of N as a radical polymerizable monomer -Vinylcarbazole was mixed and stirred to obtain a uniform solution.

この溶液に、光ラジカル重合開始剤として0.033gのイルガキュア784(チバスペシャルティケミカルズ)、重合禁止剤として4−メタクリロイル−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−N−オキシドを0.09g添加し、脱泡して記録層の前駆体溶液を得た。   To this solution, 0.033 g of Irgacure 784 (Ciba Specialty Chemicals) was added as a radical photopolymerization initiator, and 0.09 g of 4-methacryloyl-2,2,6,6-tetramethylpiperidine-N-oxide was added as a polymerization inhibitor. And defoaming to obtain a recording layer precursor solution.

ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)製のシートからなるスペーサーを介して2枚のガラス板を配置して、空隙を形成した。この空隙に、前述の記録層原料溶液を流し込んだ。これを、遮光して室温で24時間硬化させることによって、厚さ200μmの記録層を有するホログラム記録媒体の試験片を複数作製した。以上の工程によって、図1に示したような構成の透過型ホログラム記録媒体が得られた。   Two glass plates were arranged via a spacer made of a sheet made of polytetrafluoroethylene (PTFE) to form a void. The above-mentioned recording layer raw material solution was poured into this gap. This was shielded from light and cured at room temperature for 24 hours, thereby producing a plurality of hologram recording medium test pieces having a recording layer having a thickness of 200 μm. Through the above steps, a transmission type hologram recording medium having the configuration as shown in FIG. 1 was obtained.

暗室内にて、得られた前記透過型ホログラム記録媒体からガラス基板を剥離し、記録層を取り出し、それをテトラヒドロフラン中に浸漬させ、記録層中に分散している成分を抽出した。抽出液を電子スピン共鳴にて観察したところ、ラジカルのスペクトルは観測されず、4−メタクリロイルー2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−N−オキシドが同テトラヒドロフランへ流出していなかったことが確認された。また、赤外分光によりメタクリロイル由来の吸収ピークが消失していることが確認された。4−メタクリロイル−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−N−オキシドは、ポリマーマトリクスと共有結合により結合している。   In a dark room, the glass substrate was peeled from the obtained transmission hologram recording medium, and the recording layer was taken out and immersed in tetrahydrofuran to extract components dispersed in the recording layer. When the extract was observed by electron spin resonance, no radical spectrum was observed, and 4-methacryloyl 2,2,6,6-tetramethylpiperidine-N-oxide did not flow out into the tetrahydrofuran. confirmed. Further, it was confirmed by infrared spectroscopy that the absorption peak derived from methacryloyl disappeared. 4-Methacryloyl-2,2,6,6-tetramethylpiperidine-N-oxide is covalently bonded to the polymer matrix.

得られた試験片を、図3に示したホログラム記録装置の回転ステージ20に載置して、ホログラムを記録した。光源装置21としては、波長405nmの半導体レーザーを用いた。この試験片上の複数の位置で角度多重記録を行なって、記録ダイナミックレンジを表わすM/#(Mナンバー)により、ホログラムの記録性能を評価した。その際、均一な露光量で前露光処理を各記録工程直前に行なった。M/#は、ηiを用いて下記数式で定義される。ηiは、ホログラム記録媒体の記録層内の同一領域に記録が不可能となるまでnページのホログラムを角度多重記録・再生した際の、i番目のホログラムからの回折効率である。角度多重記録・再生は、回転ステージ20を駆動させつつ、所定の光を透過型ホログラム記録媒体10に照射することによって行なわれる。

Figure 2010066326
The obtained test piece was placed on the rotary stage 20 of the hologram recording apparatus shown in FIG. 3 to record a hologram. As the light source device 21, a semiconductor laser having a wavelength of 405 nm was used. Angle multiplex recording was performed at a plurality of positions on the test piece, and the hologram recording performance was evaluated by M / # (M number) representing the recording dynamic range. At that time, pre-exposure processing was performed immediately before each recording step with a uniform exposure amount. M / # is defined by the following equation using η i . η i is the diffraction efficiency from the i-th hologram when n-page holograms are angularly multiplexed and recorded until recording in the same area in the recording layer of the hologram recording medium becomes impossible. The angle multiplex recording / reproduction is performed by irradiating the transmission hologram recording medium 10 with predetermined light while driving the rotary stage 20.
Figure 2010066326

なお、回折効率ηとしては、参照光Rfのみを透過型ホログラム型光記録媒体10に照射した際、光検出器31で検出される光強度をItと光検出器30で検出される光強度をIdとを用いて定義した。すなわち、η=Id/(It+Id)で表わされる内部回折効率を用いた。 As the diffraction efficiency eta, when irradiating only the reference beam Rf transmission type holographic optical recording medium 10, the light intensity detected light intensity detected by the photodetector 31 in I t and the light detector 30 Was defined using I d . That is, the internal diffraction efficiency represented by η = I d / (I t + I d ) was used.

このようにして試験片上に複数のホログラムの記録を行ない、記録領域が試験片上の面積の75%を占めるまで記録した。ここでの記録は、加速試験前の記録である。記録されたNo.1〜35の各ホログラムについてのM/#を、下記表1にまとめる。

Figure 2010066326
In this way, a plurality of holograms were recorded on the test piece, and recording was performed until the recording area occupied 75% of the area on the test piece. The record here is a record before the acceleration test. Recorded No. Table 1 below summarizes the M / # for each of the holograms 1-35.
Figure 2010066326

上記表1に示されるように、加速試験前には、M/#の平均値は7.1であり、M/#の最大値と最小値との差(バラツキ)は0.7である。   As shown in Table 1 above, before the acceleration test, the average value of M / # is 7.1, and the difference (variation) between the maximum value and the minimum value of M / # is 0.7.

バラツキが平均値の10%以下程度であれば、M/#のバラツキは無視することができ、実質的に一定とみることができる。加速試験前の記録工程においては、角度多重記録したホログラムのM/#は、バラツキがほとんどない。しかも、記録工程の初期段階(No.1)と後期段階(No.35)との間には、差がないといえる。実施例の試験片では、複数のホログラムを角度多重記録しても、重合禁止剤が記録工程の初期段階から後期段階にかけて記録層内を拡散しなかったものと推測される。   If the variation is about 10% or less of the average value, the M / # variation can be ignored and can be regarded as substantially constant. In the recording process before the acceleration test, the M / # of the angle-multiplexed hologram has almost no variation. Moreover, it can be said that there is no difference between the initial stage (No. 1) and the late stage (No. 35) of the recording process. In the test piece of the example, it is presumed that the polymerization inhibitor did not diffuse in the recording layer from the initial stage to the late stage of the recording process even when a plurality of holograms were angularly multiplexed.

記録が終了した試験片は遮光下、60℃のオーブン内に一週間保存して加速試験を行なった。加速試験後の試験片は、未記録領域の複数の位置に前述と同様の手法により角度多重記録を行なった。前述と同様、各記録工程の直前には、均一な露光量で前露光処理を施した。記録後、回転ステージ20を駆動させながら、試験片上に記録されたホログラムに参照光を照射して、光強度を求めた。記録のダイナミックレンジは、前述の手法と同様にM/#を用いて評価した。なお、前露光処理の露光量は1週間の加速試験前後とも同一である。記録されたNo.1’〜10’の各ホログラムについてのM/#を、下記表2にまとめる。

Figure 2010066326
The test piece for which recording was completed was stored in an oven at 60 ° C. for one week under light shielding for an accelerated test. The test piece after the acceleration test was subjected to angle multiplex recording at a plurality of positions in the unrecorded area by the same method as described above. As before, a pre-exposure process was performed with a uniform exposure immediately before each recording step. After recording, while rotating the rotary stage 20, the hologram recorded on the test piece was irradiated with reference light to determine the light intensity. The dynamic range of recording was evaluated using M / # in the same manner as described above. In addition, the exposure amount of the pre-exposure process is the same before and after the acceleration test for one week. Recorded No. Table 2 below summarizes the M / # for each of the 1 ′ to 10 ′ holograms.
Figure 2010066326

上記表2に示されるように、加速試験後のM/#の平均値は6.9であり、M/#の最大値と最小値との差は0.5である。加速試験前と比較すると、加速試験後にはM/#の平均値は3%程度減少している。5%以内の変化であれば、M/#は実質的に変化しないと判断することができる。すなわち、一週間の加速試験を行なった後でも、ほとんど変化しないことが示されている。このことから、60℃の加速試験前後でも、本実施例の試験片内の各記録領域においては重合禁止剤の濃度が不変であったことが推測される。   As shown in Table 2 above, the average value of M / # after the acceleration test is 6.9, and the difference between the maximum value and the minimum value of M / # is 0.5. Compared to before the acceleration test, the average value of M / # is reduced by about 3% after the acceleration test. If the change is within 5%, it can be determined that M / # does not substantially change. That is, it is shown that there is almost no change even after a one-week accelerated test. From this, it is presumed that the concentration of the polymerization inhibitor was unchanged in each recording region in the test piece of this example even before and after the 60 ° C. acceleration test.

(比較例1)
エポキシ化合物として6.04gの1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル(デナコールEx−212、ナガセケムテックス)、硬化剤として1.62gのテトラエチレンペンタミン、およびラジカル重合性モノマーとして1.35gのN−ビニルカルバゾールを混合して攪拌して、均一な溶液を得た。
(Comparative Example 1)
6.04 g of 1,6-hexanediol diglycidyl ether (Denacol Ex-212, Nagase ChemteX) as an epoxy compound, 1.62 g of tetraethylenepentamine as a curing agent, and 1.35 g of N as a radical polymerizable monomer -Vinylcarbazole was mixed and stirred to obtain a uniform solution.

この溶液に、光ラジカル重合開始剤として0.033gのイルガキュア784(チバスペシャルティケミカルズ)、重合禁止剤として2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−N−オキシドを0.09g添加し、脱泡して記録層の前駆体溶液を得た。   To this solution, 0.033 g of Irgacure 784 (Ciba Specialty Chemicals) as a photo radical polymerization initiator and 0.09 g of 2,2,6,6-tetramethylpiperidine-N-oxide as a polymerization inhibitor were added and defoamed. Thus, a recording layer precursor solution was obtained.

ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)製のシートからなるスペーサーを介して2枚のガラス板を配置して、空隙を形成した。この空隙に、前述の記録層原料溶液を流し込んだ。これを、遮光して室温で24時間硬化させることによって、厚さ200μmの記録層を有するホログラム記録媒体の試験片を複数作製した。以上の工程によって、図1に示したような構成の透過型ホログラム記録媒体が得られた。   Two glass plates were arranged via a spacer made of a sheet made of polytetrafluoroethylene (PTFE) to form a void. The above-mentioned recording layer raw material solution was poured into this gap. This was shielded from light and cured at room temperature for 24 hours, thereby producing a plurality of hologram recording medium test pieces having a recording layer having a thickness of 200 μm. Through the above steps, a transmission type hologram recording medium having the configuration as shown in FIG. 1 was obtained.

暗室内にて、得られた前記透過型ホログラム記録媒体からガラス基板を剥離し、記録層を取り出し、それをテトラヒドロフラン中に浸漬させ、記録層中に分散している成分を抽出した。抽出液を電子スピン共鳴にて観察したところ、2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−N−オキシド由来のスペクトルが観測された。また、ポリマーマトリクス内には重合禁止剤としての2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−N−オキシドが結合することなく、分散していることが確認された。   In a dark room, the glass substrate was peeled from the obtained transmission hologram recording medium, and the recording layer was taken out and immersed in tetrahydrofuran to extract components dispersed in the recording layer. When the extract was observed by electron spin resonance, a spectrum derived from 2,2,6,6-tetramethylpiperidine-N-oxide was observed. Further, it was confirmed that 2,2,6,6-tetramethylpiperidine-N-oxide as a polymerization inhibitor was dispersed in the polymer matrix without bonding.

得られた試験片を、図3に示したホログラム記録装置の回転ステージ20に載置して、(実施例1)と同様に複数のホログラムを角度多重記録した。光源装置21としては、波長405nmの半導体レーザーを用いた。この試験片上の複数の位置で角度多重記録を行なって、M/#ホログラムの記録性能を評価した。その際、均一な露光量で前露光処理を各記録工程直前に行った。角度多重記録・再生は、回転ステージ20を駆動させつつ、試験片上に記録されたホログラムに照射することによって行なわれる。   The obtained test piece was placed on the rotary stage 20 of the hologram recording apparatus shown in FIG. 3, and a plurality of holograms were angle-multiplexed recorded in the same manner as in (Example 1). As the light source device 21, a semiconductor laser having a wavelength of 405 nm was used. Angle multiplex recording was performed at a plurality of positions on the test piece to evaluate the recording performance of the M / # hologram. At that time, a pre-exposure process was performed immediately before each recording step with a uniform exposure amount. Angle multiplex recording / reproduction is performed by irradiating the hologram recorded on the test piece while driving the rotary stage 20.

このようにして試験片上に複数のホログラムの記録を行ない、記録領域が試験片上の面積の75%を占めるまで記録した。ここでの記録は、加速試験前の記録である。記録されたNo.1〜35の各ホログラムについてのM/#を、下記表3にまとめる。

Figure 2010066326
In this way, a plurality of holograms were recorded on the test piece, and recording was performed until the recording area occupied 75% of the area on the test piece. The record here is a record before the acceleration test. Recorded No. Table 3 below summarizes the M / # for each of the holograms 1-35.
Figure 2010066326

上記表3に示されるように、加速試験前には、M/#の平均値は6.6であり、M/#の最大値と最小値との差(バラツキ)は1.6である。   As shown in Table 3 above, before the acceleration test, the average value of M / # is 6.6, and the difference (variation) between the maximum value and the minimum value of M / # is 1.6.

M/#のバラツキが平均値の10%を越えると、当該媒体の性能は位置依存性があると言え、このような媒体へ安定した記録を行なうことは困難である。また、記録工程の初期段階(No.1)と後期段階(No.35)とでは、有意な差が見受けられる。比較例の試験片では、複数のホログラムを角度多重記録した際、重合禁止剤が記録工程の初期段階から後期段階にかけて記録層内を拡散したものと推測される。   If the M / # variation exceeds 10% of the average value, it can be said that the performance of the medium is position-dependent, and it is difficult to perform stable recording on such a medium. Further, a significant difference is observed between the initial stage (No. 1) and the late stage (No. 35) of the recording process. In the test piece of the comparative example, it is presumed that the polymerization inhibitor diffused in the recording layer from the initial stage to the late stage of the recording process when a plurality of holograms were angle-multiplexed recorded.

記録領域での重合禁止剤の濃度が低下したため、均一な前露光処理を施したとき、未記録領域での重合禁止剤濃度が当初の濃度よりも低下し、この領域へ均一な前露光処理を施したため、当該領域における重合禁止剤よりも多くのラジカルが発生した。重合禁止剤で発生したラジカルをトラップすることができず、残存したラジカルは周囲のモノマーと次々と重合を起こしていたものと推測される。この反応により、モノマーが消費されM/#は低下したものと考えられる。   Since the concentration of the polymerization inhibitor in the recording area has decreased, when the uniform pre-exposure processing is performed, the concentration of the polymerization inhibitor in the unrecorded area is lower than the initial concentration, and the uniform pre-exposure processing is performed on this area. As a result, more radicals were generated than the polymerization inhibitor in the region. It is presumed that radicals generated by the polymerization inhibitor could not be trapped, and the remaining radicals were successively polymerized with surrounding monomers. By this reaction, it is considered that the monomer was consumed and M / # was lowered.

記録が終了した試験片は遮光下、60℃のオーブン内に一週間保存して加速試験を行なった。加速試験後の試験片は、未記録領域の複数の位置に前述と同様の手法により角度多重記録を行なった。前述と同様、各記録工程の直前には、均一な露光量で前露光処理を施した。記録後、回転ステージ20を駆動させながら、試験片上に記録されたホログラムに参照光を照射して、光強度を求めた。記録のダイナミックレンジは、前述の手法と同様にM/#を用いて評価した、なお、前露光処理の露光量は1週間の加速試験前後とも同一である。記録されたNo.1’〜10’の各ホログラムについてのM/#を、下記表4にまとめる。

Figure 2010066326
The test piece for which recording was completed was stored in an oven at 60 ° C. for one week under light shielding for an accelerated test. The test piece after the acceleration test was subjected to angle multiplex recording at a plurality of positions in the unrecorded area by the same method as described above. As before, a pre-exposure process was performed with a uniform exposure immediately before each recording step. After recording, while rotating the rotary stage 20, the hologram recorded on the test piece was irradiated with reference light to determine the light intensity. The dynamic range of recording was evaluated using M / # in the same manner as described above. Note that the exposure amount in the pre-exposure process is the same before and after the one week accelerated test. Recorded No. Table 4 below summarizes the M / # for each of the 1 ′ to 10 ′ holograms.
Figure 2010066326

上記表4に示されるように、加速試験後のM/#の平均値は4.0であり、M/#の最大値と最小値との差は.1.6である。加速試験前と比較すると、加速試験後にはM/#の40%程度減少している。M/#の減少は、当該領域にそれだけ多重記録できるポテンシャルが低下したことを意味する。   As shown in Table 4 above, the average value of M / # after the acceleration test is 4.0, and the difference between the maximum value and the minimum value of M / # is .1.6. Compared to before the acceleration test, the M / # decreases by about 40% after the acceleration test. The decrease in M / # means that the potential for multiplex recording in that area has decreased.

これは、60℃の加速試験の間に重合禁止剤が未記録領域から既記録領域へ拡散したことが原因である。未記録領域においては、重合禁止剤の濃度が当初の濃度よりも低下している。こうした領域へ均一な前露光処理を施したため、当該領域における重合禁止剤よりも多くのラジカルが発生した。   This is because the polymerization inhibitor diffused from the unrecorded area to the recorded area during the 60 ° C. accelerated test. In the unrecorded area, the concentration of the polymerization inhibitor is lower than the initial concentration. Since a uniform pre-exposure treatment was performed on such a region, more radicals were generated than the polymerization inhibitor in that region.

発生したラジカルは、重合禁止剤で完全にはトラップすることができず、残存したラジカルは周囲のモノマーと次々と重合を起こしていたものと推測される。その結果、モノマーが消費されM/#は低下したものと考えられる。   The generated radicals cannot be completely trapped by the polymerization inhibitor, and the remaining radicals are presumed to have successively polymerized with the surrounding monomers. As a result, it is considered that the monomer was consumed and M / # was lowered.

本発明の一実施形態にかかるホログラム記録媒体の概略断面図。1 is a schematic sectional view of a hologram recording medium according to an embodiment of the present invention. 本発明の他の実施形態にかかるホログラム記録媒体の概略断面図。The schematic sectional drawing of the hologram recording medium concerning other embodiment of this invention. 本発明の一実施形態にかかるホログラム情報記録再生装置の概略図。1 is a schematic diagram of a hologram information recording / reproducing apparatus according to an embodiment of the present invention. 本発明の他の実施形態にかかるホログラム情報記録再生装置の概略図。Schematic of the hologram information recording / reproducing apparatus concerning other embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態にかかるホログラム情報記録再生装置の概略図。Schematic of the hologram information recording / reproducing apparatus concerning other embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10…ホログラム記録媒体; 11…透明基板; 13…記録層
15…透明基板; 40…反射層付ホログラム記録媒体; 41…透明基板
43…記録層; 45…ギャップ層; 46…反射層; 47…透明基板
21…光源装置; 22…ビームエキスパンダー; 23…旋光用光学素子
24…偏光ビームスプリッター; 25…旋光用光学素子; 26…ミラー
27…ミラー; 28…電磁シャッター; 29…電磁シャッター
30…光検出器; 31…光検出器; 32…紫外光源装置; 51…光源装置
52…ビームエキスパンダー; 53…旋光用光学素子
54…偏光ビームスプリッター; 55…透過型空間光変調器
56…偏光ビームスプリッター; 57…電磁シャッター
58…偏光ビームスプリッター; 59…二分割旋光用光学素子; 60…対物レンズ
61…ビームスプリッター; 62…結像レンズ; 63…二次元光検出器
65…光源装置; 66…ビームエキスパンダー; 67…ミラー
68…反射型空間光変調器; 69…結像レンズ; 70…結像レンズ
71…偏光ビームスプリッター; 72…旋光用光学素子; 73…対物レンズ
74…結像レンズ; 75…2次元光検出器; 76…アイリス。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Hologram recording medium; 11 ... Transparent substrate; 13 ... Recording layer 15 ... Transparent substrate; 40 ... Hologram recording medium with a reflective layer; 41 ... Transparent substrate 43 ... Recording layer; 45 ... Gap layer; Transparent substrate 21 ... Light source device; 22 ... Beam expander; 23 ... Optical element for optical rotation 24 ... Polarizing beam splitter; 25 ... Optical element for optical rotation; 26 ... Mirror 27 ... Mirror; 28 ... Electromagnetic shutter; 31 ... Photodetector; 32 ... Ultraviolet light source device; 51 ... Light source device 52 ... Beam expander; 53 ... Optical element for optical rotation 54 ... Polarizing beam splitter; 55 ... Transmission type spatial light modulator 56 ... Polarizing beam splitter; 57 ... Electromagnetic shutter 58 ... Polarizing beam splitter; 59 ... Optical element for two-part optical rotation; 60 ... Pair Object lens 61 ... Beam splitter; 62 ... Imaging lens; 63 ... Two-dimensional photodetector 65 ... Light source device; 66 ... Beam expander; 67 ... Mirror 68 ... Reflective spatial light modulator; 69 ... Imaging lens; Imaging lens 71 ... Polarizing beam splitter; 72 ... Optical element for optical rotation; 73 ... Objective lens 74 ... Imaging lens; 75 ... Two-dimensional photodetector; 76 ... Iris.

Claims (2)

エチレン性不飽和結合を有するラジカル重合性モノマー、光ラジカル重合開始剤、ポリマーマトリックス、および重合禁止剤を含む記録層を具備し、
前記重合禁止剤は、フェノール誘導体、ヒンダードアミン、およびニトロキシド化合物からなる群から選択され、共有結合を介して前記ポリマーマトリックスに結合されていることを特徴とするホログラム記録媒体。
Comprising a recording layer containing a radical polymerizable monomer having an ethylenically unsaturated bond, a photo radical polymerization initiator, a polymer matrix, and a polymerization inhibitor;
The hologram recording medium, wherein the polymerization inhibitor is selected from the group consisting of a phenol derivative, a hindered amine, and a nitroxide compound, and is bonded to the polymer matrix through a covalent bond.
前記重合禁止剤は、前記光ラジカル重合開始剤に対して0.0001部から1部の量で含有されることを特徴とする請求項1に記載のホログラム記録媒体。   The hologram recording medium according to claim 1, wherein the polymerization inhibitor is contained in an amount of 0.0001 part to 1 part with respect to the radical photopolymerization initiator.
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